Magmatiska stenar

Magmatiska stenar
Studerade i magmatisk petrologi [d]
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Magmatiska bergarter (magmatiter) är slutprodukterna av magmatisk aktivitet som härrör från stelningen av en naturlig smälta ( magma , lava ). Övergången av smältan till det fasta tillståndet åtföljs av kristallisationen av ämnet. Magmatiska bergarter spelar en viktig roll i strukturen av jordskorpan och bildar geologiska kroppar av olika former och storlekar, sammansättningar och strukturer .

Magmatiter är en av de viktigaste typerna av stenar tillsammans med sedimentära , metamorfa och hydrotermiska-metasomatiska formationer. De förekommer i ett brett spektrum av geologiska förhållanden: sköldar, plattformar, orogener , oceanisk skorpa, etc. Magmatiska och metamorfa bergarter i volym utgör 90-95% av den övre (16 km) av jordskorpan [1] . Magmatiska bergarter utgör cirka 15 % av jordens moderna yta [2] .

Fundamentals of taxonomy

Beroende på det relativa stelningsdjupet för smältan särskiljs tre klasser av magmatiska bergarter: [3]

Den plutoniska klassen inkluderar stenar som bildades under förhållanden med mesoabyssal och abyssal facies. Samtidigt är gränserna för djupfacierna inte entydigt definierade. Så för avgrundsinställningar kan från 6-8 km [6] till 3-5 - 10-15 km [7] anges . På grund av den lätta diagnosen är huvudtecknet på djup graden av kristallisering av ämnet: komplett, dold, ofullständig. Plutoniter kännetecknas av en fullkristallin struktur, hypabyssalbergarter är kryptokristallina, mindre ofta ofullständigt kristallina.

Vulkaniska bergarter har en icke-kristallin eller glasartad struktur. Kryptokristallina sorter är mindre vanliga. Vulkaner, subvulkaniter och hypabyssala formationer kännetecknas av porfyritiska texturer som bildas av stora inväxter av kristaller (porfyrer) i en homogen bergmassa.

Ett antal petrokemiska och mineralogiska tecken ligger till grund för en djupare systematik . Samtidigt urskiljs beställningar, familjer, arter och sorter av stenar. För att bestämma de övre leden används förhållandena mellan vikthalten kiseldioxid (SiO 2 ) och "alkali" ( Na 2 O + K 2 O) i bergarter.

Förekomstformer

Former av förekomst av plutoniska och hypabyssala kroppar

Införandet av magma i bergmassan leder till bildandet av påträngande kroppar. Beroende på deras förhållande till värdformationer skiljer de åt:

Former av förekomst av kroppar av vulkaniska bergarter

Lava som bröt ut på ytan bildar utströmmande kroppar, bland vilka sticker ut: lavatäcke , lavaflöde , hals ( ventil ), vulkanisk (extrusiv) kupol (topp, nål) och diatreme (explosionsrör), vulkanisk kon , stratovulkan , sköldvulkan . Enligt uttrycket i reliefen kan förekomstformerna av utströmmande bergarter vara både positiva ( täckningar , flöden , ventiler , vulkaniska kupoler , diatremer , vulkaniska kottar , stratovulkaner , sköldvulkaner ) och negativa ( kratrar , maarer , lavabrunnar , calderas). ).

Mineralsammansättning

I sammansättningen av magmatiska bergarter särskiljs bergbildande och accessoriska mineraler . Bergbildande mineraler representeras av olika aluminosilikater och silikater . Bland dem urskiljs ljusfärgade ( syn. leucocratic ) och mörkfärgade ( syn. melanokratiska, färgade ) sorter. Ljusfärgade innehåller inte (eller innehåller bara föroreningar) magnesium och järn , medan mörkfärgade kännetecknas av införandet av dessa element i sammansättningen av kristallgitter . Följaktligen särskiljs saliska (från Si, Al) och maffiska (från Mg, Fe) mineraler.

Tillbehörsmineraler utgör mindre än 1-5 % av bergvolymen, men deras närvaro noteras överallt. Bland tillbehören finns ofta: zirkon , apatit , rutil , monazit , ilmenit , kromit , titanit , ortit , magnetit , kromit , pyrit , pyrrotit och många andra.

Karakteristiska egenskaper hos mineralsammansättningen

Bergarterna i normalserien kännetecknas av närvaron av fältspat och kvarts och "... frånvaron av foids ( fältspatoider ) och alkaliska mörkfärgade mineraler, samt pyroxener och amfiboler med hög halt av titan", [8 ] typiska i alkaliska magmatiter. Surhet (kiseldioxidhalt), först och främst, återspeglas i innehållet av kvarts (ju surare - desto mer är det), såväl som sammansättningen av plagioklas : basiter innehåller kalciumrika, medan sura magmatiter är natriumrika olika sorter.

Kvarts bildas när halten SiO 2 i magman överstiger vad som krävs för bildning av silikater och aluminiumsilikater . Kvarts förekommer inte i magmatiska faser med olivin eller nefelin . Olivin finns huvudsakligen i ultramafiska bergarter och frigörs från magma där SiO 2 - innehållet är otillräckligt för att bilda pyroxener . Annars omvandlas olivin till enstatit :

Mg 2 SiO 4 + SiO 2 = Mg 2 Si 2 O 6
Forsterite………Enstatit

På liknande sätt bildas nefelin, som endast finns i alkaliska bergarter undermättade med kiseldioxid . Annars bildas albit :

NaAlSiO 4 + 2SiO 2 = NaAlSi 3 O 8
Nefelin………………Albit

För bergarter i normalserien är de ledande typomorfa mineralparageneserna följande:

Förhållandet mellan färg och komposition

Bergarterna i den normala och måttligt alkaliska serien kännetecknas av ljusa färger vid relativt höga kiselhalter och mörka till svarta vid låga. Mängden mörkfärgade mineraler, räknat i volymprocent, kallas färgtalet. Ultrabasiter är vanligtvis svarta (95-100% mörkfärgade mineraler), basiter är mörkgrå till svart (~50%). Stenarna med mellanliggande sammansättning kännetecknas av grå färger (~30%). Sura och ultrasura magmatiter kännetecknas av sin ljusgrå färg (<10%). Avvikelser från dessa värden observeras mycket ofta på grund av lokala drag av magmatism, epigenetiska förändringar och andra faktorer som påverkar bergets färg. Vanligtvis ersätts bergbildande mineral med nybildade mineraler under vittring. Plagioklaser ersätts oftast med sericit och zeoliter ; pyroxener och amfiboler - klorit och epidot . Visuell inspektion med färgnummerberäkning, såväl som bestämning av textur (porfyritisk eller afyrisk) och struktur (helt eller delvis kristallin) tillåter inte bara specialister utan även amatörer att göra en kvalificerad gissning om bergets sammansättning.

Kemisk sammansättning

I den kemiska sammansättningen av magmatiter särskiljs petrogena och sällsynta kemiska element. Petrogena element bestämmer bergets fas (mineral) sammansättning, medan sällsynta element går in i dessa faser som föroreningar. Magmatiters sammansättning återspeglas oftast av koncentrationerna av ett antal grundämnen i form av deras oxider ( petrogena oxider ). "De huvudsakliga oxiderna i magmatiska formationer är: SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , FeO, MgO, CaO, Na 2 O och K 2 O, H 2 O" [9] . Andelen kiseldioxid i berget tjänar som ett visst kriterium för dess surhet, i samband med vilket termen "sur bergart" började beteckna rika bergarter och "basisk sten" - fattig på kiseldioxid, men berikad med baser - CaO, MgO och FeO. Det omvända förhållandet mellan koncentrationerna av dessa baser och kiseldioxid är mycket uttalat i serien av bergssyra.

Distribution

Magmatiska bergarter, tillsammans med metamorfa och övergångs -ultrametamorfa bergarter, dominerar i sammansättningen av jordskorpan. På den moderna ytan är de brett representerade i områden med långvarig upphöjning ( kristallina sköldar , etc.), mobila bälten , stora magmatiska provinser och områden med aktiv vulkanism. De vanligaste bergarterna är av normal och subalkalisk serie. Dessutom dominerar basiter och ultrabasiter, som utgör de nedre delarna av den kontinentala skorpan och bildar nästan fullständigt en skorpa av oceanisk typ : basiter utgör "basalt"-skiktet respektive toppen av det nedre, och ultrabasiter utgör de nedre skikten av det nedre lagret, där de representeras av helkristallina varianter. Granitoider är allmänt utvecklade inom den massiva kontinentala skorpan och bildar dess övre "granit-gnejs" lager. Enligt V. V. Belousov har det nedre lagret av den kontinentala skorpan en "granulit-mafisk" sammansättning [10] , medan dess genomsnittliga modala sammansättning enligt Goldschmidt är "andesitisk" (medium i kiselhalt och normal i alkalier). Dessutom finns det områden av jordskorpan, inom vilka magmatism manifesterade sig extremt snabbt och brett. Sådana områden kallas "stora magmatiska provinser" ( stor magmatisk provins, LIP ). Med 11 sådana provinser är massutrotningar av levande organismer i jordens historia associerade. LIP omfattar både "stora plutonogena provinser" och "stora vulkaniska provinser", inklusive fångstfält (till exempel sibiriska fällor ).

Ursprung

Magmatiska bergarter är slutprodukterna av magmatisk aktivitet på grund av den globala och ojämna värme- och massöverföringen från manteln till planetens yta. Magmatiska smältor har sitt ursprung i den nedre skorpan och manteln på grund av ett minskat tryck och/eller en ökning av temperaturen. Eftersom de är mindre täta i förhållande till de omslutande formationerna tenderar de att "flyta" till ytan. Under uppstigningen sker differentiering av magma, vilket leder till den observerade mångfalden av sammansättningar av magmatiska bergarter. I händelse av att den når ytan bryter smältan ut enligt den utströmmande och/eller explosiva mekanismen.

Flera genetiska serier av magmatiska bergarter urskiljs , vars sammansättning utvecklas från förälderns djupa magma, som är separerad från den fasta fasen av manteln och djupskorpan.

Anteckningar

  1. ↑ Prothero, Donald R.; Schwab, Fred. Sedimentär geologi : en introduktion till sedimentära bergarter och stratigrafi  . — 2:a. - New York: Freeman, 2004. - P. 12. - ISBN 978-0-7167-3905-0 .
  2. ↑ Wilkinson, Bruce H.; McElroy, Brandon J.; Kesler, Stephen E.; Peters, Shanan E.; Rothman, Edward D. Globala geologiska kartor är tektoniska hastighetsmätare—Rates of rock cycling from area-age frekvenser  //  Geological Society of America Bulletin : journal. - 2008. - Vol. 121 , nr. 5-6 . - s. 760-779 . - doi : 10.1130/B26457.1 .
  3. ↑ Rysslands Petrographic Code: magmatiska, metamorfa, metasomatiska, nedslagsformationer. - 3:e upplagan - St Petersburg. : VSEGEI, 2009. - 197 sid.
  4. ↑ Hypabyssal stenar - artikel från Great Soviet Encyclopedia . 
  5. ↑ Effusive rocks // Great Soviet Encyclopedia  : [i 30 volymer]  / kap. ed. A. M. Prokhorov . - 3:e uppl. - M .  : Soviet Encyclopedia, 1969-1978.
  6. ↑ D. I. Gorzhevsky, V. N. Kozerenko. . — 1965.
  7. ↑ V. I. Smirnov. . — 1982.
  8. ↑ Ushakova E.N., Shelepaev R.A., Izokh A.E., Sukhorukov V.P., Nikitin A.A. Magmatiska bergarter: systematik, nomenklatur, strukturer och texturer (otillgänglig länk) . NSU:s geologiska museum. Hämtad 11 september 2016. Arkiverad från originalet 12 september 2016. 
  9. ↑ Saranchina, Galina Mikhailovna - Bergbildande mineraler: (Metod för att bestämma kristallopt. konstanter, egenskaper hos mineraler): Proc. ersättning - Sök RSL . search.rsl.ru. Hämtad 11 september 2016. Arkiverad från originalet 2 augusti 2017.
  10. ↑ Khain V.E. Lomize M.G. Geotektonik med geodynamikens grunder . Ozon.ru. Hämtad 30 oktober 2015. Arkiverad från originalet 4 mars 2016.

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
 påträngande kroppar
Överensstämmande
Disharmonisk
se ävenPlutonmassiv • Magmatiska bergarter •