Κάτω από τον μαγματισμό κατανοήστε το σύνολο των φαινομένων που σχετίζονται με το σχηματισμό, την εξέλιξη της σύνθεσης και τη μετακίνηση των μάγματος στην επιφάνεια της Γης. Ο μαγματισμός είναι μια από τις πιο σημαντικές βαθιές διεργασίες στο εσωτερικό της γης. Σύμφωνα με τη μορφή εκδήλωσης, ο μαγματισμός χωρίζεται σε παρεισφρητικό και διαχυτικό. Η διαφορά μεταξύ τους καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τους μηχανισμούς σχηματισμού πετρωμάτων.
Η έννοια του μάγματος
Το μάγμα είναι ένα υγρό-πυριτικό τήγμα υψηλής θερμοκρασίας που σχηματίζεται σε βαθείς θαλάμους, κυρίως στον ανώτερο μανδύα (ασθενόσφαιρα) και εν μέρει στα κατώτερα στρώματα του φλοιού της γης. Ο σχηματισμός ενός θαλάμου μάγματος συμβαίνει όταν συνδυάζονται ορισμένες τιμές πίεσης και θερμοκρασίας. Αυτό το πρωτογενές μάγμα έχει ομοιογενή σύνθεση, που περιλαμβάνει τα ακόλουθα συστατικά: υγρό (τήγμα), στο οποίο διαλύεται η αέρια ή η πτητική φάση (ρευστό). Υπάρχουν και μερικάστερεά κρυσταλλική ουσία. Καθώς κινείστε προς την επιφάνεια, το πρωτεύον μάγμα εξελίσσεται ανάλογα με τις συγκεκριμένες συνθήκες.
Η εξέλιξη του μάγματος περιλαμβάνει διάφορους τύπους διεργασιών. Πρώτον, βιώνει διαφορετικά είδη διαφοροποίησης:
- διαχωρισμός, στον οποίο διαχωρίζεται σε μη αναμίξιμα υγρά συστατικά;
- διαφοροποίηση κρυστάλλωσης. Αυτή η πιο σημαντική διαδικασία σχετίζεται με την καθίζηση (κρυστάλλωση) ορισμένων ενώσεων από ένα άμορφο τήγμα σε διάφορους συνδυασμούς θερμοκρασίας και πίεσης.
Δεύτερον, το μάγμα αλλάζει τη χημική του σύνθεση ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης με τα πετρώματα ξενιστές. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται μόλυνση.
Διαδικασίες κρυστάλλωσης στο μάγμα
Δεδομένου ότι το μάγμα είναι ένα κινητό μείγμα πολλών ουσιών και βρίσκεται σε μεταβαλλόμενες συνθήκες, η κρυστάλλωση των συστατικών του είναι μια πολύ περίπλοκη διαδικασία. Συνήθως χωρίζεται σε τρεις κύριες φάσεις:
- Πρώιμη μαγματική φάση υψηλής θερμοκρασίας. Σε αυτό το στάδιο, ορυκτά υψηλής πυκνότητας που περιέχουν σίδηρο και μαγνήσιο πέφτουν έξω από το μάγμα. Εγκαθίστανται και συσσωρεύονται στις κάτω περιοχές του θαλάμου του μάγματος.
- Κύρια μαγματική φάση μέσης θερμοκρασίας, στην οποία σχηματίζονται τα κύρια συστατικά των πετρωμάτων, όπως οι άστριοι, ο χαλαζίας, οι μίκας, τα πυρόξενα, οι αμφίβολοι. Το ασβέστιο κατακρημνίζεται, η συντριπτική πλειοψηφία του πυριτίου και του αλουμινίου. Η κρυστάλλωση σε αυτή τη φάση συνοδεύεται ήδη από έλλειψη χώρου στον θάλαμο μάγματος, έτσι τα ορυκτά που προκύπτουν είναι λεπτόκοκκα.
- Υστερό μαγματικό χαμηλής θερμοκρασίας (πηγματίτης)φάση. Σε αυτό το στάδιο, το κινητό αποκαλούμενο υπόλειμμα μάγματος πεγκματίτη, εμπλουτισμένο σε πτητικά συστατικά, εξαπλώνεται μέσα από τις κοιλότητες και τις ρωγμές που παραμένουν στον θάλαμο του μάγματος, συμβάλλοντας στην ανακρυστάλλωση των πετρωμάτων ξενιστή. Οι φλέβες πηγματίτη χαρακτηρίζονται από το σχηματισμό μεγάλων κρυστάλλων που μπορούν να αναπτυχθούν μεταξύ τους. Αυτό το στάδιο συνορεύει και σχετίζεται στενά με την υδροθερμική φάση του σχηματισμού ορυκτών.
Ηφαιστειισμός και πλουτωνισμός
Υπάρχουν τέτοιες μορφές εκδήλωσης του μαγματισμού όπως ο παρεμβατικός και ο διαχυτικός. Η διαφορά μεταξύ τους έγκειται στις συνθήκες εξέλιξης των μάγματος και στον τόπο στερεοποίησής τους. Ο τελευταίος παράγοντας παίζει ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο.
Ο διαχυτικός μαγματισμός είναι μια διαδικασία κατά την οποία το μάγμα φτάνει στην επιφάνεια της Γης μέσω ενός καναλιού παροχής, ανεβαίνει στην κορυφή, σχηματίζοντας ηφαίστεια και παγώνει. Το μάγμα που εκρήγνυται ονομάζεται λάβα. Όταν φτάσει στην επιφάνεια, χάνει έντονα το πτητικό συστατικό του. Η στερεοποίηση συμβαίνει επίσης γρήγορα, ορισμένοι τύποι λάβας δεν έχουν χρόνο να κρυσταλλωθούν και να στερεοποιηθούν σε άμορφη κατάσταση (ηφαιστειακά γυαλιά).
Ο παρεμβατικός μαγματισμός (πλουτωνισμός) είναι διαφορετικός στο ότι το μάγμα δεν φτάνει στην επιφάνεια. Εισχωρώντας με τον ένα ή τον άλλο τρόπο στους υπερκείμενους ορίζοντες των πετρωμάτων ξενιστών, το μάγμα στερεοποιείται στο βάθος, σχηματίζοντας διεισδυτικά (πλουτονικά) σώματα.
Ταξινόμηση εισβολών
Οι σχέσεις των πετρωμάτων ξενιστών με προϊόντα διεισδυτικού μαγματισμού και τύπους διεισδυτικών σωμάτων διακρίνονται σύμφωνα με πολλά κριτήρια, ιδίως, όπως:
- Βάθος σχηματισμού. Υπάρχουν σχεδόν επιφανειακές (υποηφαιστειογενείς), μεσαίου βαθιές (υπαβυσσαλικές) και βαθιές (αβυσσαλικές) εισβολές.
- Τοποθεσία σε σχέση με τον βράχο υποδοχής. Σύμφωνα με αυτό το κριτήριο, οι ενσωματωμένοι πίνακες χωρίζονται σε σύμφωνα (σύμφωνο) και ασύμφωνο (ασύμφωνο).
Επίσης, η φύση του διεισδυτικού μαγματισμού και οι τύποι εισβολών ταξινομούνται σύμφωνα με χαρακτηριστικά όπως η αναλογία της δομής του πλουτωνικού σώματος προς την επιφάνεια επαφής (σύμμορφη και ασύμμορφη), η σχέση με τις τεκτονικές κινήσεις, το σχήμα, το μέγεθος του ορεινού όγκου και ούτω καθεξής.
Τα κριτήρια για τον εντοπισμό διαφορετικών τύπων μαγματικών εισβολών συνδέονται στενά. Για παράδειγμα, ανάλογα με τη δομή του στρώματος που περικλείει, το βάθος και τον μηχανισμό σχηματισμού της μαγματικής μάζας και άλλες εκδηλώσεις διεισδυτικού μαγματισμού, τα σχήματα των εισβολών μπορεί να διαφέρουν πολύ.
Μηχανισμοί για την εισαγωγή μάγματος στη βραχώδη μάζα
Το μάγμα μπορεί να διεισδύσει στο στρώμα του ξενιστή με δύο κύριους τρόπους: κατά μήκος των επιπέδων διαστρωμάτωσης του ιζηματογενούς στρώματος ή κατά μήκος των υπαρχουσών ρωγμών στο βράχο.
Στην πρώτη περίπτωση, υπό την πίεση του μάγματος, τα στρώματα της οροφής ανεβαίνουν - οι υπερκείμενες περιοχές του πάχους - ή, αντίθετα, ως αποτέλεσμα της επιρροής της μάζας του εισερχόμενου μάγματος, τα υποκείμενα στρώματα γέρνω. Έτσι σχηματίζονται οι εισβολές συμφώνων.
Εάν το μάγμα διεισδύσει προς τα πάνω, γεμίζοντας και διαστέλλοντας ρωγμές, διασπώντας στρώματα και καταρρέοντας βράχους στέγης, σχηματίζει το ίδιο μια κοιλότητα που θα καταληφθεί από ένα διεισδυτικό σώμα. Με αυτόν τον τρόπο, ασυμβίβαστα συμβαίνουνπλουτωνικά σώματα.
Μορφές ενσωματωμένων πυριγενών μαζών
Ανάλογα με τη συγκεκριμένη διαδρομή κατά την οποία προχωρά η διαδικασία του παρεμβατικού μαγματισμού, οι μορφές των παρεισφρητικών σωμάτων μπορεί να είναι πολύ διαφορετικές. Οι πιο συνηθισμένοι ασυμβίβαστοι πυριγενείς όγκοι είναι:
Το
Το
Τα επικαλυπτόμενα σώματα παίρνουν επίσης διάφορες μορφές. Μεταξύ αυτών βρίσκονται συχνά:
- Το περβάζι είναι μια παρεισφρητική κλίνη της οποίας οι επιφάνειες επαφής είναι παράλληλες με τα κρεβάτια υποδοχής.
- Το Lopolith είναι μια φακοειδής διάταξη, κυρτή στραμμένη προς τα κάτω.
- Laccolith είναι ένα σώμα παρόμοιου σχήματος, του οποίου η κυρτή πλευρά βρίσκεται στην κορυφή, σαν ένα καπάκι μανιταριού. Το όρος Ayu-Dag στην Κριμαία είναι ένα παράδειγμα γαβροειδούς λακκόλιθου.
- Ο φακολίτης είναι ένα σώμα που βρίσκεται στην πτυχή του βράχου υποδοχής.
Ο
Ζώνη επαφής εισβολής
Ο σχηματισμός πλουτωνικών σωμάτων συνοδεύεται από πολύπλοκες διαδικασίες αλληλεπίδρασης στα όρια με το στρώμα που περικλείει. Κατά μήκος της επιφάνειας επαφής σχηματίζονται ζώνες ενδοεπαφής και εξωεπαφής.
Αλλαγές ενδοεπαφής συμβαίνουν στο διεισδυτικό λόγω της διείσδυσης των πετρωμάτων του ξενιστή στο μάγμα. Ως αποτέλεσμα, το μάγμα κοντά στην επαφή υφίσταται χημικές αλλαγές (μόλυνση) που επηρεάζουν το σχηματισμό ορυκτών.
Η ζώνη εξω-επαφής εμφανίζεται στο βράχο ξενιστή ως αποτέλεσμα των θερμικών και χημικών επιδράσεων του μάγματος και χαρακτηρίζεται από ενεργές διεργασίες μεταμόρφωσης και μετασωματισμού. Έτσι, τα πτητικά συστατικά του μάγματος μπορούν να αντικαταστήσουν τα ορυκτά στη ζώνη εξωεπαφής με εισαγόμενες ενώσεις, σχηματίζοντας τα λεγόμενα μετασωματικά φωτοστέφανα.
Ορυκτές ενώσεις που παράγονται από πτητικά συστατικά μπορούν επίσης να κρυσταλλωθούν απευθείας στη ζώνη επαφής. Αυτή η διαδικασία παίζει σημαντικό ρόλο στο σχηματισμό, για παράδειγμα, μαρμαρυγία και με τη συμμετοχή του νερού, χαλαζία.
Εισβολικός μαγματισμός και παρεμβατικοί βράχοι
Οι βράχοι που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της βαθιάς κρυστάλλωσης του μάγματος ονομάζονται διεισδυτικοί ή πλουτονικοί. Τα διάχυτα (ηφαιστειακά) πετρώματα σχηματίζονται όταν το μάγμα εκρήγνυται στην επιφάνεια της Γης (ή στον πυθμένα του ωκεανού).
Ο διεισδυτικός και διάχυτος μαγματισμός δημιουργεί σειρές πετρωμάτων παρόμοιας σε ορυκτή σύνθεση. Η ταξινόμηση των πυριγενών πετρωμάτων κατά σύνθεση βασίζεται στην περιεκτικότητα σε πυρίτιο SiO2. Σύμφωνα με αυτό το κριτήριο φυλήςυποδιαιρείται σε υπερβασικό, βασικό, μεσαίο και όξινο. Η περιεκτικότητα σε πυρίτιο στη σειρά αυξάνεται από υπερμαφικά (λιγότερο από 45%) πετρώματα σε όξινα (πάνω από 63%). Σε κάθε κατηγορία, τα πετρώματα διαφέρουν ως προς την αλκαλικότητα. Τα κύρια διεισδυτικά πετρώματα σύμφωνα με αυτή την ταξινόμηση αποτελούν την ακόλουθη σειρά (ηφαιστειακό ανάλογο σε παρένθεση):
- Υπερβασικοί: περιδοτίτες, δουνίτες (πικρίτες);
- Κύρια: γαβροειδή, πυροξενίτες (βασάλτες);
- Μέσο: διορίτες (ανδεσίτες);
- Όξινο: γρανοδιορίτες, γρανίτες (δακίτες, ρυόλιθοι).
Τα πλουτωνικά πετρώματα διαφέρουν από τα διαχυτικά από τις συνθήκες εμφάνισης και την κρυσταλλική δομή των ορυκτών που τα συνθέτουν: είναι πλήρως κρυσταλλικά (δεν περιέχουν άμορφες δομές), έχουν διαυγή κόκκους και δεν έχουν πόρους. Όσο βαθύτερη ήταν η πηγή σχηματισμού πετρωμάτων (αβυσσαλικές εισβολές), τόσο πιο αργά προχωρούσαν οι διαδικασίες ψύξης και κρυστάλλωσης του μάγματος, διατηρώντας παράλληλα μεγάλη ποσότητα της πτητικής φάσης. Τέτοια βαθιά πετρώματα χαρακτηρίζονται από μεγαλύτερους κρυσταλλικούς κόκκους.
Εσωτερική δομή διεισδυτικών σωμάτων
Η δομή των πλουτονικών ορεινών όγκων σχηματίζεται κατά τη διάρκεια ενός συμπλέγματος φαινομένων που ενώνονται με τη γενική ονομασία της πρωτοτεκτονικής. Διακρίνει δύο στάδια: πρωτοτεκτονική της υγρής και στερεάς φάσης.
Στο στάδιο της υγρής φάσης, τοποθετούνται οι κύριες ριγέ και γραμμικές υφές του σώματος που προκύπτει. Αντικατοπτρίζουν την κατεύθυνση ροής του εισερχόμενου μάγματος και τις δυναμικές συνθήκες για τον προσανατολισμό των κρυσταλλοποιούμενων ορυκτών (για παράδειγμα, η παράλληλη διάταξηκρύσταλλοι μαρμαρυγίας, hornblende, κ.λπ.). Οι υφές συνδέονται επίσης με τη θέση θραυσμάτων εξωγήινων πετρωμάτων που έπεσαν στον θάλαμο μάγματος - ξενολίθοι - και μεμονωμένες συσσωρεύσεις ορυκτών - schlieren.
Το στάδιο στερεάς φάσης της διεισδυτικής εξέλιξης σχετίζεται με την ψύξη του νεοσχηματισμένου βράχου. Στον ορεινό όγκο εμφανίζονται πρωτογενείς ρωγμές, η θέση και ο αριθμός των οποίων καθορίζονται από το περιβάλλον ψύξης και τις δομές που σχηματίζονται στην υγρή φάση. Επιπλέον, δευτερογενείς δομές αναπτύσσονται σε μια τέτοια μαγματική μάζα λόγω κατακερματισμού των τομών της και μετατοπίσεων κατά μήκος ρήξεων.
Η μελέτη της πρωτοτεκτονικής είναι σημαντική για την αποσαφήνιση των συνθηκών για τη θέση των κοιτασμάτων ορυκτών εντός των εισβολών και στα γύρω πετρώματα.
Μαγματικές εισβολές και τεκτονική
Βράχια διεισδυτικής προέλευσης είναι ευρέως διαδεδομένα σε διάφορες περιοχές του φλοιού της γης. Ορισμένες εκδηλώσεις του παρεμβατικού μαγματισμού συμβάλλουν σημαντικά τόσο σε περιφερειακές όσο και σε παγκόσμιες τεκτονικές διεργασίες.
Κατά τη διάρκεια ηπειρωτικών συγκρούσεων κατά την αύξηση του πάχους του φλοιού, λόγω του ενεργού γρανιτικού μαγματισμού, σχηματίζονται μεγάλοι βαθόλιθοι, για παράδειγμα, ο βαθόλιθος Gangdis στα Υπερ-Ιμαλάια. Επίσης, ο σχηματισμός μεγάλων βαθολίθων συνδέεται με ενεργά ηπειρωτικά περιθώρια (βαθόλιθος των Άνδεων). Γενικά, οι διεισδύσεις πυριτικού μάγματος παίζουν σημαντικό ρόλο στις διαδικασίες οικοδόμησης βουνών.
Όταν η κρούστα τεντώνεται, συχνά σχηματίζονται σειρές παράλληλων αναχωμάτων. Τέτοιες σειρές παρατηρούνται σε μεσοωκεάνια κορυφογραμμές.
Τα περβάζια είναι μία από τις χαρακτηριστικές μορφές ενδοηπειρωτικών μαγματικών εισβολών. Μπορούν επίσης να έχουν μεγάλη έκταση - έως και εκατοντάδες χιλιόμετρα. Συχνά το μάγμα, διεισδύοντας ανάμεσα σε στρώματα ιζηματογενών πετρωμάτων, σχηματίζει πολλά στρώματα περβάζια.
Βαθιά μαγματική δραστηριότητα και μέταλλα
Λόγω των ιδιαιτεροτήτων της κρυστάλλωσης στις διεργασίες του διεισδυτικού μαγματισμού, σχηματίζονται ορυκτά μεταλλεύματος για χρώμιο, σίδηρο, μαγνήσιο, νικέλιο, καθώς και αυτοφυή πλατινοειδή σε υπερβασικά πετρώματα. Στην περίπτωση αυτή, τα βαρέα μέταλλα (χρυσός, μόλυβδος, κασσίτερος, βολφράμιο, ψευδάργυρος κ.λπ.) σχηματίζουν διαλυτές ενώσεις με πτητικά συστατικά μάγματος (για παράδειγμα, νερό) και συγκεντρώνονται στις ανώτερες περιοχές του θαλάμου μάγματος. Αυτό συμβαίνει στην πρώιμη φάση της κρυστάλλωσης. Σε μεταγενέστερο στάδιο, ένα κινητό υπόλειμμα πηγματίτη που περιέχει σπάνια γη και σπάνια στοιχεία σχηματίζει φλεβικές εναποθέσεις σε διεισδυτικά κατάγματα.
Έτσι, τα Khibiny στη χερσόνησο Kola είναι ένας λακόλιθος, που εκτίθεται ως αποτέλεσμα της διάβρωσης του στρώματος που περικλείει. Αυτό το σώμα αποτελείται από συενίτες νεφελίνης, οι οποίοι είναι μετάλλευμα για το αλουμίνιο. Ένα άλλο παράδειγμα είναι οι εισβολές στο περβάζι Norilsk, πλούσιες σε χαλκό και νικέλιο.
Οι ζώνες επαφής παρουσιάζουν επίσης μεγάλο πρακτικό ενδιαφέρον. Οι αποθέσεις χρυσού, αργύρου, κασσίτερου και άλλων πολύτιμων μετάλλων σχετίζονται με μετασωματικά και μεταμορφωμένα φωτοστέφανα διεισδυτικών σωμάτων όπως ο λοπόλιθος Bushveld στη Νότια Αφρική, γνωστός για τα χρυσοφέγγαλά του.
Έτσι, περιοχές παρείσφρησηςο μαγματισμός είναι η πιο σημαντική πηγή πολλών πολύτιμων ορυκτών.
