Magmatismā saprot to parādību kopumu, kas saistītas ar magmu veidošanos, sastāva evolūciju un pārvietošanos uz Zemes virsmu. Magmatisms ir viens no svarīgākajiem dziļajiem procesiem zemes iekšienē. Pēc izpausmes formas magmatismu iedala uzmācīgā un izplūdušajā. Atšķirība starp tām lielā mērā nosaka iežu veidošanās mehānismus.
Magmas jēdziens
Magma ir augstas temperatūras šķidruma silikāta kausējums, kas veidojas dziļās kamerās, galvenokārt augšējā apvalkā (astenosfērā) un daļēji zemes garozas apakšējos slāņos. Magmas kameras veidošanās notiek, apvienojot noteiktas spiediena un temperatūras vērtības. Šādai primārajai magmai ir viendabīgs sastāvs, kas ietver šādas sastāvdaļas: šķidrums (kausējums), kurā ir izšķīdināta gāze vai gaistošā fāze (šķidrums). Ir arī dažicieta kristāliska viela. Virzoties uz virsmu, primārā magma attīstās atkarībā no konkrētajiem apstākļiem.
Magmas evolūcija ietver vairākus procesu veidus. Pirmkārt, viņa piedzīvo dažāda veida diferenciāciju:
- segregācija, kurā tā sadalās nesajaucamās šķidrās sastāvdaļās;
- kristalizācijas diferenciācija. Šis vissvarīgākais process ir saistīts ar noteiktu savienojumu izgulsnēšanos (kristalizāciju) no amorfa kausējuma dažādās temperatūras un spiediena kombinācijās.
Otrkārt, magma maina savu ķīmisko sastāvu mijiedarbības ar saimniekiežiem rezultātā. Šo parādību sauc par kontamināciju.
Kristalizācijas procesi magmā
Tā kā magma ir kustīgs daudzu vielu maisījums un atrodas mainīgos apstākļos, tās sastāvdaļu kristalizācija ir ļoti sarežģīts process. To parasti iedala trīs galvenajās fāzēs:
- Augstas temperatūras agrīna magmatiskā fāze. Šajā posmā no magmas izkrīt augsta blīvuma dzelzi un magniju saturoši minerāli. Tie nosēžas un uzkrājas magmas kameras apakšējā daļā.
- Vidējas temperatūras galvenā magmatiskā fāze, kurā veidojas galvenās iežu sastāvdaļas, piemēram, laukšpats, kvarcs, vizlas, piroksēni, amfiboli. Kalcijs nogulsnējas, lielākā daļa silīcija un alumīnija. Kristalizāciju šajā fāzē jau pavada vietas trūkums magmas kamerā, tāpēc iegūtie minerāli ir smalkāki.
- Zemas temperatūras vēlais magmatisks (pegmatīts)fāze. Šajā posmā mobilās tā sauktās pegmatīta magmas paliekas, kas bagātinātas ar gaistošām sastāvdaļām, izplatās pa magmas kamerā palikušajām dobumiem un plaisām, veicinot saimniekiežu pārkristalizāciju. Pegmatīta vēnām ir raksturīga lielu kristālu veidošanās, kas var ieaugt viens otrā. Šis posms robežojas un ir cieši saistīts ar minerālu veidošanās hidrotermālo fāzi.
Vulkānisms un plutonisms
Ir tādas magmatisma izpausmes formas kā uzmācīgais un izplūdušais. Atšķirība starp tām ir magmu evolūcijas apstākļos un to sacietēšanas vietā. Pēdējam faktoram ir īpaši svarīga loma.
Efūzais magmatisms ir process, kura laikā magma pa piegādes kanālu sasniedz Zemes virsmu, paceļas uz augšu, veidojot vulkānus un sasalst. Izvirdušo magmu sauc par lavu. Sasniedzot virsmu, tā intensīvi zaudē savu gaistošo komponentu. Arī sacietēšana notiek ātri, dažiem lavas veidiem nav laika kristalizēties un sacietēt amorfā stāvoklī (vulkāniskie stikli).
Intruzīvs magmatisms (plutonisms) atšķiras ar to, ka magma nesasniedz virsmu. Tā vai citādi iekļūstot virsakmeņu apvāršņos, magma dziļumā sacietē, veidojot uzmācīgus (plutoniskus) ķermeņus.
Ielaušanās klasifikācija
Pamatiežu attiecības ar intruzīvā magmatisma produktiem un intruzīvo ķermeņu veidiem tiek izdalītas pēc daudziem kritērijiem, jo īpaši, piemēram:
- Veidošanās dziļums. Ir gandrīz virszemes (subvulkāniski), vidēji dziļi (hipabisāls) un dziļi (bezdziednis) iebrukumi.
- Atrašanās vieta attiecībā pret galveno roku. Saskaņā ar šo kritēriju iegultos masīvus iedala līdzskaņos (saskaņā) un nesaskaņotajos (discordant).
Tāpat intruzīvā magmatisma raksturs un ielaušanās veidi tiek klasificēti pēc tādām pazīmēm kā plutoniskā ķermeņa struktūras attiecība pret saskares virsmu (konformālā un diskonformālā), saistība ar tektoniskām kustībām, forma, izmērs masīva un tā tālāk.
Kritēriji dažādu magmatisko ielaušanās veidu noteikšanai ir cieši saistīti. Piemēram, atkarībā no norobežojošā slāņa struktūras, magmatiskā masīva dziļuma un veidošanās mehānisma un citām intruzīvā magmatisma izpausmēm, iebrukumu formas var ievērojami atšķirties.
Mehānismi magmas ievadīšanai iežu masā
Magma var iekļūt saimniekslānī divos galvenajos veidos: pa nogulumiežu slāņa stratifikācijas plaknēm vai pa esošajām iežu plaisām.
Pirmajā gadījumā zem magmas spiediena paceļas jumta slāņi - biezuma pārklājošās zonas - vai, tieši otrādi, ieplūstošās magmas masas ietekmes rezultātā paceļas apakšējie slāņi. sag. Tādā veidā veidojas līdzskaņu ielaušanās.
Ja magma iekļūst uz augšu, aizpildot un paplašinot plaisas, izlaužoties cauri slāņiem un sabrūkot jumta akmeņiem, tā pati veido dobumu, kuru aizņems uzmācīgs ķermenis. Tādā veidā neatbilstoši notiekplutoniski ķermeņi.
Iegulto magmatisko masu formas
Atkarībā no konkrētā ceļa, pa kuru noris intruzīvā magmatisma process, uzmācīgo ķermeņu formas var būt ļoti dažādas. Visbiežāk sastopamie neatbilstoši sastopamie magmatiskie masīvi ir:
- Dīķis ir plāksnei līdzīgs, strauji iegremdēts ķermenis, kas šķērso aptverošos slāņus. Aizsprosti ir daudz garāki nekā biezi, un saskares virsmas ir gandrīz paralēlas. Dambi var būt dažāda izmēra – no desmitiem metru līdz simtiem kilometru garumā. Aizsprostu forma var būt arī apļveida vai radiāla atkarībā no ar magmu piepildīto plaisu atrašanās vietas.
- Vēna ir mazs neregulāras, sazarotas formas atdalošs ķermenis.
- Kābs ir kolonnas formas korpuss, kam raksturīgas vertikālas vai strauji iegremdētas saskares virsmas.
- Batholith ir lielākā ielaušanās dažādība. Batolīti var būt simtiem vai pat tūkstošiem kilometru gari.
Ķermeņu pārklāšanās arī iegūst dažādas formas. Starp tiem bieži atrodami:
- Slieksnis ir sliekšņa iebrukums, kura saskares virsmas ir paralēlas pamatgultnēm.
- Lopolits ir lēcveida masīvs, izliekts uz leju.
- Lakolīts ir līdzīgas formas korpuss, kura izliektā puse atrodas augšpusē kā sēņu cepurīte. Ayu-Dag kalns Krimā ir gabroīda lakkolīta piemērs.
- Fakolīts ir ķermenis, kas atrodas galvenās iežu siles krokā.
Ielaušanās kontaktu zona
Plutonisko ķermeņu veidošanos pavada sarežģīti mijiedarbības procesi uz robežas ar aptverošo slāni. Gar saskares virsmu veidojas endokontakta un eksokontakta zonas.
Endokontakta izmaiņas notiek intruzīvā sakarā ar saimniekiežu iekļūšanu magmā. Tā rezultātā kontakta tuvumā esošajā magmā notiek ķīmiskas izmaiņas (piesārņojums), kas ietekmē minerālu veidošanos.
Eksokontakta zona rodas saimniekiežā magmas termiskās un ķīmiskās iedarbības rezultātā, un to raksturo aktīvi metamorfisma un metasomatisma procesi. Tādējādi gaistošās magmas sastāvdaļas var aizstāt minerālus eksokontakta zonā ar ievadītiem savienojumiem, veidojot tā sauktos metasomatiskus oreolus.
Minerālie savienojumi, ko veic gaistošās sastāvdaļas, var arī kristalizēties tieši saskares zonā. Šim procesam ir nozīmīga loma, piemēram, vizlas veidošanā, un, piedaloties ūdenim, kvarcs.
Uzbāzīgs magmatisms un uzmācīgi ieži
Ieži, kas veidojas dziļas magmas kristalizācijas rezultātā, tiek saukti par uzmācīgiem jeb plutoniskiem. Efūzie (vulkāniskie) ieži veidojas, kad uz Zemes virsmas (vai okeāna dibenā) izplūst magma.
Uzbāzīgs un izplūdušais magmatisms rada virkni iežu, kuru minerālu sastāvs ir līdzīgs. Magmatisko iežu klasifikācija pēc sastāva pamatojas uz silīcija dioksīda SiO2 saturu. Saskaņā ar šo šķirnes kritērijuiedala ultrabāziskā, bāziskā, vidējā un skābā. Silīcija dioksīda saturs sērijā palielinās no ultramafiskajiem (mazāk nekā 45%) iežiem līdz skābiem (vairāk nekā 63%). Katrā klasē ieži atšķiras pēc sārmainības. Galvenie intruzīvie ieži saskaņā ar šo klasifikāciju veido šādu sēriju (vulkāniskais analogs iekavās):
- Ultrabasic: peridotīti, dunīti (pikrīti);
- Galvenais: gabroīdi, piroksenīti (baz alti);
- Vidējs: diorīti (andesīti);
- Skābs: granodiorīti, granīti (dacīti, riolīti).
Plutoniskie ieži atšķiras no efūzajiem ar rašanās apstākļiem un tos veidojošo minerālu kristālisko struktūru: tie ir pilnībā kristāliski (nesatur amorfas struktūras), dzidrgraudaini un bez porām. Jo dziļāks bija iežu veidošanās avots (bezgrunts ielaušanās), jo lēnāk noritēja magmas atdzišanas un kristalizācijas procesi, vienlaikus saglabājot lielu daudzumu gaistošās fāzes. Šādiem dziļiem iežiem raksturīgi lielāki kristāliski graudi.
Uzmācīgo ķermeņu iekšējā struktūra
Plutonisko masīvu struktūra veidojas parādību kompleksa gaitā, kas apvienots ar vispārīgo nosaukumu prototektonika. Tas izšķir divus posmus: šķidrās un cietās fāzes prototektoniku.
Šķidrās fāzes stadijā tiek uzliktas iegūtā ķermeņa primārās svītrainās un lineārās faktūras. Tie atspoguļo ieplūstošās magmas plūsmas virzienu un dinamiskos apstākļus kristalizējošo minerālu orientācijai (piemēram, paralēlais izvietojumsvizlas kristāli, ragu maisījums utt.). Tekstūras ir saistītas arī ar magmas kamerā iekritušo svešzemju iežu fragmentu - ksenolītu - un izolētu minerālu uzkrājumu atrašanās vietu - šlīrenu.
Intruktīvās evolūcijas cietās fāzes stadija ir saistīta ar jaunizveidotā iežu atdzišanu. Masīvā parādās primārās plaisas, kuru atrašanās vietu un skaitu nosaka atdzišanas vide un šķidrajā fāzē veidojušās struktūras. Turklāt sekundārās struktūras attīstās šādā magmatiskā masā tās posmu sadrumstalotības un nobīdes gar plīsumiem dēļ.
Prototektonikas izpēte ir svarīga, lai noskaidrotu nosacījumus derīgo izrakteņu atradņu izvietojumam iebrukumos un apkārtējos iežos.
Magmatiskie iebrukumi un tektonika
Intruzīvas izcelsmes ieži ir plaši izplatīti dažādās zemes garozas vietās. Dažas intruzīvā magmatisma izpausmes sniedz būtisku ieguldījumu gan reģionālajos, gan globālajos tektoniskos procesos.
Kontinentālo sadursmju laikā, palielinoties garozas biezumam, aktīva granīta magmatisma ietekmē veidojas lieli batolīti, piemēram, Gangdis batolīts Trans-Himalajos. Tāpat lielu batolītu veidošanās ir saistīta ar aktīvajām kontinentālajām robežām (Andu batolīts). Kopumā silīcija magmas iekļūšanai kalnu apbūves procesos ir liela nozīme.
Kad garoza ir izstiepta, bieži veidojas paralēlu aizsprostu virkne. Šādas sērijas ir novērojamas okeāna vidus grēdās.
Sliekšņi ir viena no raksturīgajām intrakontinentālās magmatiskās intruzijas formām. Viņiem var būt arī liels apjoms - līdz pat simtiem kilometru. Bieži magma, iekļūstot starp nogulumiežu slāņiem, veido vairākus sliekšņu slāņus.
Dziļa magmatiskā aktivitāte un minerāli
Pateicoties kristalizācijas īpatnībām intruzīvā magmatisma procesos, ultrabāziskos iežos veidojas rūdas minerāli hromam, dzelzs, magnija, niķeļa, kā arī vietējie platinoīdi. Šajā gadījumā smagie metāli (zelts, svins, alva, volframs, cinks utt.) veido šķīstošus savienojumus ar gaistošām magmas sastāvdaļām (piemēram, ūdeni) un koncentrējas magmas kameras augšējos reģionos. Tas notiek agrīnā kristalizācijas fāzē. Vēlākā posmā mobilais pegmatīta atlikums, kas satur retzemju un retus elementus, veido vēnu nogulsnes intruzīvos lūzumos.
Tādējādi Hibīni Kolas pussalā ir lakolīts, kas atklājies norobežojošā slāņa erozijas rezultātā. Šis ķermenis sastāv no nefelīna sienītiem, kas ir alumīnija rūda. Vēl viens piemērs ir Noriļskas sliekšņu intruzija, kas bagāta ar varu un niķeli.
Lielu praktisku interesi rada arī kontaktu zonas. Zelta, sudraba, alvas un citu vērtīgu metālu atradnes ir saistītas ar metasomatiskiem un metamorfiskiem uzmācīgu ķermeņu oreoliem, piemēram, Bušveldas lopolītu Dienvidāfrikā, kas pazīstams ar zeltu saturošiem oreoliem.
Tādējādi uzmācīgas vietasmagmatisms ir vissvarīgākais daudzu vērtīgu minerālu avots.
