58. Хемогенные и органогенные осадочные горные породы.

Хемогенные горные породы (англ. Chemeia — химия; англ. Genes — рождение) — осадочные горные породы, образующиеся на дне водоемов при химическом осаждении из растворов или при испарении воды. Важную роль в их образовании играет испарение, поэтому второе их название — эвапориты. Основные пояса накопления эвапоритов сосредоточены в пределах умеренного и субтропического поясов.

Этот генетический тип охватывает группу сульфатных и галоидных пород. Сульфатные породы представлены ангидритом, гипсом, яшмой, джеспилитом, Галоидные породы представлены каменной солью и калийными солями — галитом, карналлитом и сильвинитом. Залежи калийных солей имеют большое экономическое значение.

Выделяют также водные хемогенные отложения пещер — пещерные отложения (кальцитового состава) из текучей и стоячей воды. Водные хемогенные отложения образуются в субаэральных и субаквальных условиях и представлены сталактитами, сталагмитами, кристаллами гипса, кальцитово-арагонитовыми сосульками, натечной корой.

Органогенные горные породы, биогенные породы, осадочные горные породы, состоящие из остатков животных и растительных организмов или продуктов их жизнедеятельности. Организмы обладают способностью концентрировать определённые соединения, образуя скелеты или ткани, которые сохраняются в ископаемом состоянии. По вещественному составу среди Органогенные горные породы можно выделить карбонатные, кремнистые, некоторые фосфатные породы, а также угли (см. Угли ископаемые). Органогенные карбонатные породы (известняки) состоят из раковин фораминифер, кораллов, мшанок, брахиопод, моллюсков, водорослей и др. организмов. Своеобразными их представителями являются рифовые известняки, слагающие атоллы, барьерные рифы и др., а также писчий мел. К органогенным кремнистым породам относятся: диатомит, спонголит, радиолярит и др. Диатомиты состоят из опаловых скелетов диатомовых водорослей, а также спикул кремнёвых губок и радиолярий. Спонголиты — породы, содержащие обычно более 50% спикул кремнёвых губок. Цемент у них кремнистый, из опаловых округлых телец, или глинистый, слегка известковистый, нередко включает вторичный халцедон. Радиоляриты — кремнистые породы, более чем на 30% состоящие из скелетов радиолярии, которые в современных океанах образуют радиоляриевый ил. Помимо радиолярий, в них входят единичные спикулы губок, редкие скорлупки диатомовых водорослей, кокколитофориды, опаловые и глинистые частицы. При перекристаллизации радиоляриты переходят в яшмы. Органогенные фосфатные породы не имеют большого распространения. К ним относятся ракушечники из фосфатных раковин силурийских брахиопод — оболид, скопления костей ископаемых позвоночных, известные в отложениях разного возраста, а также гуано — продукты разложения помёта птиц, толщи которого накапливаются обычно на островах в условиях сухого климата.

59. Магматизм. Магматический способ образования минералов в природе.

Магматизм — термин, объединяющий эффузивные (вулканизм) и интрузивные процессы в развитии складчатых и платформенных областей. Под магматизмом понимают совокупность всех геологических процессов, движущей силой которых является магма и её производные.

Магматизм является проявлением глубинной активности Земли; он тесно связан с ее развитием, тепловой историей и тектонической эволюцией.

Магматические процессы, к ним относят процессы, при которых минералы образуются во время застывания, кристаллизации магмы, поднявшейся из мантии в Земную кору. Вследствие этих процессов образовались и образуются минералы, составляющие изверженные горные породы. Например, такая порода как гранит, состоящая из минералов магматического происхождения, кварца, слюды, полевого шпата, и поэтому, соответственно и называется магматической.

Что происходит, если магма не может выйти на поверхность? На глубине она застывает и внедряется между пластами горных пород, заполняя пустоты и полости. При этом возникают различные магматические тела причудливых форм, которые называют интрузиями (от лат. intrusio - внедрение).

Температура и огромное давление расплавленной магмы меняют свойства горных пород. Именно в таких местах, на контактах интрузий, часто находятся скопления ценных минералов и горных пород — месторождения полезных ископаемых. К зонам такого изменения (метаморфизма) приурочены месторождения золота, серебра, олова, полиметаллических руд. Здесь же нередко изливаются термальные и минеральные воды. Например, знаменитые целебные воды Кисловодска, Железноводска, Пятигорска, Ессентуков в предгорьях Кавказа связаны с такими интрузиями. Одна из них — знаменитая гора Машук, место дуэли русского поэта М.Ю. Лермонтова.

НА ЧТО ПОХОЖИ ИНТРУЗИИ?

По своей форме интрузии значительно отличаются друг от друга. Их основные типы имеют собственные названия. Представим в разрезе земную кору и посмотрим, на что похожи интрузии.

Интрузии, напоминающие гриб с округлой шляпкой на ножке, называются лакколитами (от греч. lakkos - полость). Лополиты (от греч. lopas - чаша) похожи на чашу на ножке. Огромный Буш-вельдский лополит в Южной Африке знаменит тем, что по его краям сосредоточены богатые месторождения золота.

Если магма внедряется в достаточно мягкие породы и распределяется между слоями, образуются силлы. Комплексы таких пород часто встречаются в Сибири и Скандинавии.

Вертикальное тело, похожее на столб или колонну, называется штоком.

Батолиты — интрузии с очень широким основанием, сужающиеся кверху. Основание одного из батолитов - Аляскинского - имеет в диаметре почти 200 км!

Протяженные интрузивные тела, образованные при заполнении магмой трещин в горных породах, называются дайками (от англ. dike - преграда).

По мере того как вмещающие породы, лучше поддающиеся выветриванию, разрушаются, на поверхность выходят более прочные магматические породы интрузий. Как они выглядят в рельефе? Некоторые лакколиты стали горными массивами. Таковы Хибины на Кольском полуострове. Состав интрузивного тела — нефелиновые сиениты, которые являются источником апатитов — сырья для получения алюминия.

Вышедшие на поверхность дайки резко контрастируют с окружающей местностью, напоминают скалы, древние каменные изгороди, руины крепостных стен или замков. Таковы, например, дайки в Шотландии. На некоторых выходах даек построены замки.

Когда на поверхность Земли выходят силлы, то они похожи на огромные лестницы на склонах долин: ступенями-уступами служат магматические интрузивные породы, более твёрдые и плотные, чем вмещающие их породы. Комплекс таких пород называют траппами, что по-шведски означает «лестница».

Дифференциация магмы происходит разными путями, из которых, возможно, главное значение принадлежит следующим.

1. Кристаллизационно-гравитационная дифференциация заключается в том, что кристаллизация минералов при остывании расплава идет в строгой последовательности: первыми кристаллизуются самые тугоплавкие (тяжелые) минералы, а затем все менее тугоплавкие, и, соответственно, легкие. Образующиеся кристаллы минералов могут вступать в реакцию с оставшимся магматическим расплавом и последовательно замещаться все менее тугоплавкими минералами. Если реакция окончательно не завершается, то внутри позднее возникших кристаллов сохраняются остатки предшествующих. Данная последовательность, по имени выявившего ее канадского петрографа названная реакционным рядом Боуэна, выглядит примерно следующим образом: оливин – пироксен – плагиоклаз – роговая обманка – биотит – ортоклаз – мусковит – кварц. Оставшиеся после образования кварца магматические пары и растворы также могут реагировать с минералами, в результате чего образуются хлорит, серпентин или другие минералы. Названные растворы, проникая в трещины, формируют рудоносные пегматитовые дайки и жилы. Если кристаллизация происходит быстро, то образующиеся первыми тяжелые минералы оседают на дно магматической камеры, формируя основные породы (габбро). Оставшаяся магма окажется более кислой, и богатой подвижными компонентами, следовательно, поверх основных пород начнут возникать средние (диориты, сиениты), а затем и кислые магматические породы (граниты).

2. Процесс фильтрации и отжимания остаточной магмы под влиянием давления происходит в результате того, что объем расплава примерно на 10 % больше, чем объем образующихся из него магматических пород. Следовательно, оставшаяся жидкой часть расплава, будучи гидростатически более легкой, станет отжиматься вверх по трещинам под давлением окружающих пород.

3. Ликвация – разделение магмы на два несмешивающихся расплава. При этом насыщенная кремнеземом, а значит более легкая жидкость, скапливается в верхней части камеры, а более тяжелая – в нижней. Возможно, ликвация также принимает участие в образовании пегматитов.

4. Ассимиляция заключается в том, что, по мере подъема магма растворяет (расплавляет) окружающие горные породы, обогащается продуктами растворения, и, следовательно, изменяет свой химический состав. О процессе ассимиляции свидетельствуют ксенолиты – «впаянные» в интрузив обломки вмещающих пород.

5. Гибридизация проявляется в смешении разных расплавов, что ведет к образованию магматических пород неупорядоченного химического и минералогического состава.

По мере остывания интрузивных тел, от них отделяются и поднимаются по трещинам перегретые водные растворы и летучие компоненты, создавая пневматолитовые месторождения минералов, содержащих олово, вольфрам и другие металлы. На значительном расстоянии от интрузива летучие компоненты исчезают, температура растворов падает, идет формирование гидротермальных месторождений галенита, сфалерита, халькопирита, кварца, кальцита и других минералов.