Магматические породы это продукты магматической деятельности, которые переходят расплава в твердое состояние.
Магматиты возникают при затвердевании расплава лавы (магмы). И в результате этого происходит кристаллизация веществ.
Примером магматических пород может служить граниты и сиениты, а также базальты и андезиты.
Что такое магматические горные породы
Ультраосновные породы характеризуются отсутствием в них полевых шпатов, темнозеленым, зелено-бурым и черным цветом и обычно среднезернистой, реже крупнозернистой структурой.
В частности, дуниты — породы желто-зеленого или оливково-зеленого цвета, часто покрытые с поверхности тонкой желто-бурой коркой выветривания.
Габбро — темные породы, буровато- или зеленовато-темносерые и даже черные, содержащие обычно около 50% темных минералов.
В породах группы габбро, часто имеются черные призмы и зерна пироксена с бронзовым блеском. Плагиоклазы в них бывают светлыми, серыми и темными, но просвечивают по краям.
Диабазы — мелкозернистые (иногда среднезернистые) породы, в которых на темном зеленоватом фоне видны белые или чаще зеленовато-белые удлиненные палочки и брусочки плагиоклаза.
Базальты и андезиты — породы серые, темносерые, буровато-красные или черные, на ощупь шероховатые.
Базальты отличаются от андезитов присутствием мелких вкрапленников оливина, заметных только под лупой, и чаще, чем андезиты, имеют стекловидный облик.
Диориты — содержат обычно не менее 15—20% темноокра-шенных минералов, в том числе зеленовато-черные призмочки роговой обманки, а части также гемнобурые блестящие листочки биотита.
Общая окраска породы пестрая или темносерая; полевые шпаты обычно светлозеленоватые.
От кварцевых диоритов диориты легко отличаются отсутствием кварца и более темной окраской.
Порфириты (андезитовые и базальтовые)—породы, в которых в темнозеленой или шоколадно-бурой основной массе видны зеленовато-белые или белые (изредка буроватые) вкрапленники полевых шпатов, а иногда также и цветных минералов.
Граниты и сиениты представляют большею частью породы светлоокрашенные, красного, розового, буроватого, желтого, светлосерого.
B иногда серовато-белого цвета с небольшим (не более 10%) количеством цветных минералов, очертания которых ясно видны невооруженным глазом.
Граниты содержат, кроме того, значительное количество кварца (не менее 20%), чем и отличаются от сиенитов.
Гранодиориты и кварцевые диориты без микроскопа очень трудно, а подчас и невозможно, отличить от гранитов.
Обычно к кварцевым диоритам относят светлые породы, состоящие исключительно из зеленовато-белых полевых шпатов и кварца с небольшим (немного более 10%) количеством цветных минералов.
Светлые породы с кварцем, в которых наряду с зеленовато-белыми полевыми шпатами встречаются зерна розоватых, желтоватых и красноватых полевых шпатов, относят к гранодиоритам.
Практически граниты, гранодиориты и кварцевые диориты могут быть объединены в группу гранитоидов.
Магматические породы
1. Ультраосновные породы
Темные магматические породы, не содержащие (или почти не содержащие) полевых шпатов, носят название пород ультра-основных.
Наиболее распространенными являются перидотиты, главной составной частью которых является оливин (иначе перидот) и пироксены.
Пироксениты, состоящие преимущественно из ромбического пироксена и менее распространенные — дуниты.
Дуниты — глубинные оливиновые породы, окрашенные обычно в желтовато-зеленый цвет различных оттенков.
Кроме преобладающего оливина, в дунитах присутствуют в очень малых количествах хромит и магнетит.
Перидотиты обычно среднезернисты, желто-зеленого цвета, характерного для оливина.
Кроме оливина, для них типично присутствие также пироксена, частью в виде крупных листоватых зерен, образующих как бы вкрапленники.
Перидотиты, распространенные на Урале, имеют более темный, почти черный цвет.
Перидотиты, как и дуниты, редко остаются совершенно свежими. По большей части они подвергаются серпентинизации — превращению в серпентин (змеевик).
Побочными продуктами серпентинизации обычно являются хлорит и некоторые другие минералы.
Змеевики (или серпентиниты) представляют продукты глубинной метаморфизации ультраосновных пород, главным образом перидотитов и дунитов под действием природных вод, содержащих углекислый газ (автопневматолиз или метасоматоз), причем их первично зернистая структура уступает место плотной.
Продуктами дальнейшего изменения серпентинитов являются магнезит, хлорит, никелевые руды и лимонит.
Нормальные серпентиниты окрашены в различные оттенки зеленого цвета, от оливково-зеленого до темнозеленого и почти черного, и обладают плотной структурой.
Они обычно раскалываются по неправильным трещинам и нередко прорезаны многочисленными жилками талька, магнезита и асбеста.
В некоторых разновидностях серпентинита наблюдается неправильно-пластинчатая отдельность, в других случаях получаются скорлуповатые агрегаты, разбивающиеся при ударе на неровные линзовидные куски с блестящей поверхностью.
На Урале среди серпентинитов нередко встречаются участки, переполненные многочисленными жил л ми волокнистого асбеста, который имеет тот же химический состав, как и серпентин.
Таковы крупные (мирового значения) месторождения хризотил-асбеста в Баженовском районе на Урале.
В других случаях в серпентините образуются участки, состоящие главным образом из амфибола.
Причем в отдельных случаях последний приобретает волокнистый характер и превращается в роговообманковый асбест. Крупные месторождения этого типа открыты недавно на Урале около Сысертска.
Оливиновые породы — перидотиты и дуниты встречаются на Урале крупными массивами. Обычно они сильно серпентинизированы.
На Северном и Среднем Урале эти породы содержат в значительном количестве платину и хромистый железняк, а на Южном Урале обычно лишены платины, хотя и содержат хромит.
Хромит в них скопляется в виде шлиров, образующих как бы полосы вдоль трещин, как, например, в Сарановском месторождении хромита на Урале.
К змеевикам приурочены никелевые месторождения, а также крупнейшие промышленные месторождения серпентин-асбеста.
Крупные месторождения бурых железняков с содержанием Ni и Сr (в Орско-Халиловском районе на Южном Урале), а также месторождения талька, талькового камня и магнезита.
Пироксениты — темные, довольно крупнозернистые породы, состоящие главным образом из пироксенов; кроме того, в них нередко присутствует в малых количествах оливин.
На Урале пироксениты, окрашенные в черный цвет, и часто довольно крупнозернистые.
Образуют небольшие массивы и встречаются довольно часто, обычно в виде каймы вокруг оливинозых пород — перидотитов и дунитов.
К пироксенитам иногда приурочены крупные месторождения сульфидных руд никеля.
Основные породы
Габбро. Под названием габбро понимают зернистые, часто даже крупнозернистые глубинные породы, состоящие преимущественно из основного плагиоклаза с примесью большего или меньшего количества темных минералов — обычно диаллага или авгита, реже роговой обманки — и значительного количества рудных минералов.
Последние состоят преимущественно из ильменита или магнетита и только в измененных габбровых породах к ним присоединяется пирит.
Плагиоклазы в габбровых породах то светлые, серые, буроватые, то почти черные от примеси мелких включений ильменита.
Кроме плагиоклазов, наиболее характерным минералом является диаллаг, встречающийся в виде табличатых кристаллов и включений буроватого цвета с характерным металловидным блеском.
Диаллаг нередко окружен выделениями роговой обманки или же кажется волокнистым и зеленым благодаря вторичным процессам метаморфизации и переходу в роговую обманку (уралит) .
В габбровых породах часто проявляется фациальиая дифференциация, благодаря чему получаются полосатые разновидности габбро.
В которых прослои, богатые полевыми пшатами, чередуются с прослоями из почти чистого пироксена.
К продуктам дифференциации габбровых пород относяich скопления титано-магнетитов (Урал), имеющих большую промышленную ценность.
А также продукты отщепления габбро иоритов, полевошгы ювыеанортозиты, состоящие из крупных табличатых кристаллов Лабрадора с небольшой примесью зеленого оливина.
Из разновидностей габбро отметим так называемый троктолит, в котором табличатые кристаллы плагиоклаза прорастают округлыми зернами темного оливина, обычно серпентинизированного.
Габбровые породы очень плотны, вязки и отличаются большой механической прочностью при крупнозернистом строении.
Плагиоклаз в габбро наиболее часто представлен Лабрадором. Крупнокристаллическая, целиком состоящая из Лабрадора порода (анортозит или лабрадорит).
Часто отливает красивыми синими и зелеными тонами благодаря ирризации по определенным плоскостям сложных двойниковых кристаллов Лабрадора.
Такие лабрадоровые габбро (лабрадориты) широко распространены на Украине.
Габбровые интрузии встречаются среди пород самого разнообразного возраста; наиболее частой формой залегания являются штоки, линзы и интрузивные залежи.
Различия габбровых пород Урала и Украины
В СНГ габбровые породы встречаются часто. Широкая полоса их тянется по западному склону Уральских гор, вдоль всего Северного и Среднего Урала, на границе между метаморфическими и осадочными породами.
Типы габбровых пород на Урале очень разнообразны, причем иногда эти породы настолько видоизменены, что первоначальное происхождение их установить очень трудно.
В тех районах Урала, где особенно сильно проявлялись процессы метаморфизма, габбровые породы переходят в типичные амфиболиты.
Характерным для Урала является почти полное отсутствие лабрадоритов, широко распространенных на Украине.
Габбровые массивы Украины отличаются тем, что они не вытянуты в одном направлении, как габбровые породы Урала, но занимают широкие площади, прорывая более древние, преимущественно гранитные и гнейсовые образования.
На Украине почти совершенно отсутствую характерные для Урала пироксениты и перидотиты, но зато встречаются различные лабрадориты, обычно очень крупнозернистые, с красивой игрой цветов.
Среди них различаются два типа:
1) Темный лабрадорит с крупными табличатыми кристаллами почти черного Лабрадора, с отливами темносиних, золотистых, иногда красноватых тонов; встречается в Волынской области и около г. Черкассы;
2) Светлый лабрадорит, состоящий из крупных кристаллов светлосерого Лабрадора с нежной игрой цветов, обычно голубоватого оттенка; встречается близ ст. Турчинка и ценится особенно высоко.
Рис. Микроскопическая картина порфировой структуры с микродолеритовой структурой основной массы.
Этими сортами лабрадоритов облицован мавзолей Ленина— (на Красной площади в Москве).
Оба сорта, кроме широкого применения в СНГ, вывозятся за границу, как ценный орнаментоночный камень.
Кроме Урала и Украины, крупные массы габбровых пород развиты в районе Онежского озера в Карелии и частично на Кольском полуострове.
С глубинными породами группы габбро на Урале связаны многочисленные месторождения титаномагнетитов с содержанием ванадия (Южный Урал).
А также месторождения меди. Иногда габбровым породам подчинены некоторые месторождения золота.
Излившимися аналогами габбровой магмы являются базальт и диабаз или базальтовый порфирит, состоящие из основного плагиоклаза и авгита, нередко с оливином.
Причины разнообразия магматических пород
В настоящее время известно более 600 различных видов и разновидностей магматических пород, и каждый год открываются все новые и новые.
С другой стороны, в магматических породах часто наблюдаются постепенные переходы между близкими по составу массивными породами, например, между диоритами и сиенитами или диоритами и габбро.
Как это явление, так и разнообразие типов магматических пород объясняются в настоящее время процессами дифференциации магмы и ассимиляции ею при поднятии из глубин находящихся на ее пути пород, особенно осадочных.
Структура и минералогический состав магматических пород зависят от тех физико-химических условии, при которых застывает магма.
Одна и та же магма может образовывать:
1) Породу интрузивную с полнокристаллической структурой, если она не достигает поверхности земли и медленно затвердевает на некоторой глубине,
2) Породу эффузивную, с порфировой или стекловатой структурой, если она прорывается на поверхность земли и быстро застывает в виде лавы.
Обычно дифференциация магмы происходит на больших глубинах; если же она протекает в пределах одной крупной массы магмы (например батолита).
То в различных частях ее собираются неодинакового состава вторичные магмы, родственные друг другу; при процессах извержения и застывания они дают начало разнообразным горным породам.
В общем типе базальтовой магмы темные тяжелые минералы — оливин и магнезиальный пироксен — выделяются на ранней стадии дифференциации.
И благодаря своему относительно большему удельному весу тонут (опускаются) в еще расплавленной магме, давая в нижней части батолита перидотитовый слой с преобладанием оливина.
В более позднюю стадию выделяются кристаллы известково-натрового плагиоклаза, образующие вместе с железо-магнезиальными силикатами породу типа габбро.
Остаточная, наиболее легкая и светлая магма застывает последней в кровле батолита, и образует смесь щелочных полевых шпатов, биотита (или роговой обманки и пироксенов) и кварца.
Такой остаточный расплав, обогащенный летучими веществами, представляет собою магму гранитного типа.
В то же время опустившиеся вниз кристаллы железо-магнезиальных силикатов (оливина, магнезиального пироксена и др.).
Нередко снова расплавляются и обогащают окислами железа и магния более глубокие части магматического очага.
При полной кристаллизации должны получиться две горные породы с различным составом и постепенными переходами между ними.
Что наблюдается в ряде магматических бассейнов, где дифференцировалась габбро-перидотитовая магма, например на Урале.
При дробной кристаллизации и дифференциации получаются породы моном и н еральные (состоящие почти исключительно из одного минерала) — дуниты, лабрадориты и др.
При продолжительной кристаллизации и дифференциации образуются такие породы, как габбро, сиениты и др., с более разнообразным минералогическим составом.
Конечным продуктом дифференциации может явиться некоторое количество гранитной магмы.
Широкое распространение гранитов не может быть объяснено лишь процессом дифференциации, магмы.
Приходится предположить, что многие граниты происходят из переплавленных пород, а также возникают как продукты глубокого метаморфизма без явлений плавления.
Очень важную роль в процессах дифференциации магмы играют газы-минерализаторы, которые концентрируются в жидких остатках магмы, все более и более кислых, обогащенных соединениями щелочных металлов и глиноземом.
Газы-минерализаторы пары перегретой воды, HF, HCl, СО2, летучие соединения Р, S, В и др.—образуют легкоподвижные соединения с силикатными составными частями магмы и облегчают их передвижение к кровле батолита.
Самую важную роль играют газы-минерализаторы при образовании грантов, нефелиновых сиенитов и в, особенности, пегматитов.
Важное значение имеет также ассимиляция, т. е. вплавления тех горных пород, с которыми соприкасается расплавленная магма.
Благодаря ассимиляции изменяется состав самой магмы, она обогащается в одних случаях темными, в других — светлыми составными частями и временное равновесие, установившееся в ней, нарушается.
Некоторые петрографы объясняют образование щелочных магм вплавлением известняков, которые находятся на контакте с магмой и обогащают ее кальцием.
Магма делается более щелочной и одновременно более бедной SiО2.
В результате возникающих химических процессов в остающейся магме вместо полевых шпатов кристаллизуются нефелин и другие их заместители, например лейцит (KAlSi2О6).
Далеко не всегда возможно такое объяснение образования щелочных пород. Они могут получаться, видимо, разными путями.
Вполне вероятно, например, интенсивное влияние летучих веществ, их отщепление и процессы дифференциации соответствующих магм.
Распространение магматических пород
Приблизительные подсчеты данных для отдельных групп и типов массивных горных пород приводят к следующим выводам:
1. Самыми распространенными глубинными (интрузивными) породами являются граниты и гранодиориты, которые покрывают в двадцать раз большую площадь, чем все остальные глубинные породы, вместе взятые.
Они составляют около 35% всех магматических пород:
2. Среди видимых излившихся пород базальты занимают в пять раз больший объем, чем все остальные излившиеся породы, вместе взятые.
А базальты и пироксеновые андезиты — по меньшей мере в пятьдесят раз больший объем. Их распространенность характеризуется 45%.
3. Объем всех вместе взятых щелочных пород составляет, вероятно, менее одного процента всей суммы изверженных пород.
Из сказанного понятно, что средний состав всех магматических пород весьма близок к средней величине из состава гранита и базальта.
Идеи в петрографии
Согласно последним данным по геофизике и новым космогоническим гипотезам, высказанным О. Ю. Шмидтом и отчасти разделяемым В. Г. Фесенковым.
Земной шар не проходил стадии расплавления и в данное время представляет собой сплошное твердое тело без наличия постоянных огненно-жидких масс.
Как указывалось выше, его строение зонарно и ближайшие к поверхности зоны могут быть охарактеризованы, как сиаль (преимущественно кремне-алюминиевая) и сима (кремне-магнезиальная).
В случае образования местных иногда достаточно обширных очагов расплавившихся силикатных масс, эти массы должны естественно иметь характер наиболее легкоплавких комбинаций элементов (эвтектик).
Таким эвтектикам среди горных пород соответствуют, с одной стороны, базальты, а с другой — почти лишенные цветных минералов граниты (аляскиты).
Интересно отметить, что как раз такого типа породы и являются наиболее распространенными в доступных для наблюдения частях земной коры.
Местные расплавления земной коры, вызванные, с одной стороны, радиоактивными процессами, а с другой — энергией тектонических явлений в первую очередь обусловливают образование указанных эвтектических расплавов.
При этом в более глубинных зонах должны появляться или симатические или вообще более основные расплавы и с них должна начинаться магматическая деятельность в данном участке.
Такие соотношения обычно и наблюдаются в районе развития вулканизма. В более мелко расположенных зонах кислотность (содержание SiО2) земной коры более значительна и состав более соответствует «аляскитовой» эвтектике.
Отсюда следует, что более поверхностные зоны разогрева должны давать расплавы гранитного характера.
Воздействие поднимающейся магмы на боковые породы должно сопровождаться частичным их выплавлением (ассимиляцией), что приведет к усложнению и отклонению состава магмы от эвтектического.
Дальнейший процесс, связанный с остыванием, будет вызывать уже известные явления дифференциации и образования разнообразых пород, а также влиять на характер полезных ископаемых, связанных с данной интрузией.
Таким образом, основной процесс образования эвтектического расплава должен сопровождаться дополнительными процессами, связанными с геологическими условиями, усложняющими как состав, так и весь процесс остывания, кристаллизации и дифференциации.
Вся эта сложная картина должна привести к очень запутанным соотношениям, в которых приходится разбираться исследователям при решении ряда теоретических и практических вопросов, связанных с явлениями вулканизма и процессами образования и накопления полезных ископаемых.
Петрографические провинции
То обстоятельство, что породы отдельных областей при всем своем разнообразии часто носят общие характерные признаки, дало повод петрографам установить термин петрографической провинции.
Петрографическими провинциями называются области, в которых магматические породы, образовавшиеся в течение известного геологического времени.
Обладают, при всем своем разнообразии, ясно обозначенными общими особенностями минералогического или химического состава.
Отличающими их от аналогичных пород какой-либо иной местности, хотя бы последние и образовались одновременно с ними.
Во многих случаях «родство» между породами данной области проявляется очень отчетливо, сказываясь присутствием определенных минералов, характерных для данной провинции как в кислых, так и в основных горных породах.
На территории СНГ можно выделить ряд крупных и характерных петрографических провинций с комплексами разнообразных магматических пород, генетически тесно связанных друг с другом как химическим, так и минералогическим составом.
Такова крупнейшая габбро-перидотитовая провинция Урала с характерными особенностями, выражающимися, между прочим, в содержании хрома и связанной с ним платины.
На Урале характерной петрографической провинцией является также район, вытянутый длинной полосой от Каслей, севернее Кыштыма (Вишневые горы).
И до Миасса (Ильменские горы) на юге, где видную роль играют щелочные породы, представленные миаскитами и щелочными сиенитами.
Здесь обычно нефелиновые сиениты располагаются внутри полос щелочных пород и отделяются от окружающих гранитогнейсов каймой из щелочных эгириновых, роговообманковых, частью и биотитовых сиенитов.
Последние на самом краю переходят в эгириновые гнейсовидные граниты.
На территории Украины петрографические габбро-норитовые провинции с кислыми, средними и основными породами представлены двумя массивами — одним на Волыни, другим на юге Киевской и севере Одесской областей.
Здесь развиты крайне разнообразные типы, главным образом габбро-норитовых пород, отличающихся некоторым избытком К2О, по сравнению с другими габбровыми провинциями, например Урала.
В отличие от Урала, в них нет перидотитовых типов и присутствуют плагиоклазиты (лабрадориты).
Особая петрографическая провинция находится на Кавказе, где на Эльбрусе, Казбеке и других потухших вулканах имеются разнообразные лавы, характеризующиеся постоянным присутствием энстатита и гиперстена; та же провинция продолжается в район оз. Севан, Алагеза и в другие районы Закавказья.
Характер петрографических провинций с течением времени часто совершенно изменяется; такого рода эволюция петрографических, провинций наблюдается во многих местах.
Статья на тему что такое магматические породы