Магматические горные породы

Магматические породы являются первичными. Образуются из расплавленной магмы при охлаждении и затвердевании ее на некоторой глубине от земной поверхности или путем охлаждения и затвердевания магмы-лавы, излившейся на поверхность. Породы, образующиеся при застывании магмы на глубине, называются глубинными,или интрузивными, а при застывании излившейся на поверхность магмы – излившимися, или эффузивными. Каждая глубинная порода имеет излившийся аналог, тождественный по минералогическому и химическому составу.

Магматические горные породы в зависимости от способа образования имеют различные формы залегания в литосфере. Главные формы залегания интрузивных магматических пород в недрах Земли – батолиты, штоки, залежи, пластовые жилы, лакколиты, эффузивных – потоки, покровы, купола, конусы и др.

Батолиты – громадные куполообразные тела, занимающие по площади более 200 км², соприкасающиеся своими основаниями с жидкой магмой.

Штоки – по форме аналогичны батолитам, отличаются меньшими размерами (менее 200 км²), их часто считают ответвлениями батолитов.

Лакколиты – караваеобразной или грибообразной формы с выпуклой поверхностью, образуются вязкими магмами, которые приподнимают вышележащие породы.

Залежи, пластовые жилы и дайки – образуются при проникновении магмы в толщу осадочных пород, которая застывает в виде пластов залегающих параллельно напластованию осадочных пород. Отличаются размерами, площадь от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров. В длину могут быть вытянуты на несколько километров.

Потоки – узкие полосы застывшей лавы, протекающей по узкой долине, длина их различна от нескольких метров до нескольких километров, т.е. это заполнение остывшей лавой ложбин, долин, ущелий и т.д.

Покровы – геологические тела из излившейся лавы на большую площадь, измеряемую десятками квадратных километров.

Купола, конусы – сводообразные тела, образующиеся из вязкой и малоподвижной лавы, которая при выходе на поверхность не растекается.

В состав магматических горных пород входят все химические элементы, но преобладают кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, калий, натрий, титан и водород. На долю этих элементов приходится около 99%.

Магматические горные породы составлены различными минералами. К числу основных минералов относятся:

полевые шпаты - 60%

пироксены и амфиболы - 17%

кварц - 12%

слюды - 4%

прочие силикаты - 6%

остальные минералы - 1%

Итого 100%

Все магматические горные породы по содержанию кремнекислоты (SiO₂) подразделяются на:

1. Ультракислые содержание более 75%

2. Кислые  65-75%

3. Средние  52-65%

4. Основные  40-52%

5. Ультраосновные  менее 40%

Вследствие различного содержания кремнезема эти группы горных пород резко отличаются друг от друга по минералогическому составу и окраске.

Кислые содержат значительное количество кварца и полевых шпатов, что придает им светлую окраску. В средних породах содержится меньше кремнезема, поэтому кварц в них отсутствует или содержится в незначительных количествах. Главными породообразующими минералами в основных породах являются темноокрашенные железисто-магнезиальные силикаты – оливин, роговая обманка, авгит, а из полевых шпатов – плагиоклазы. Основные магматические породы обычно окрашены в темные цвета, эти породы более тяжелые и плотные.

Определяющими внешними признаками магматических горных пород являются структура и текстура. Структура интрузивных и эффузивных пород четко различается. Для глубинных (интрузивных) пород характерна хорошо выраженная полнокристаллическая структура. Образование этой структуры обусловлено медленным остыванием магмы при постепенном снижении температуры и давления. Все минералы выделяются из нее в кристаллическом состоянии (гранит, габбро).

По величине преобладающей массы массы зерен среди полнокристаллических структур различают:

1. Весьма крупнозернистую структуру с длиной отдельных кристаллов, превышающей 10 мм;

2. Крупнозернистую – с размерами зерен от 5 до 10 мм.

3. Среднезернистую – с величиной зерен от 2 до 5 мм.

4. Мелкозернистую – с длиной кристаллов от 2 мм до едва заметных в лупу кристаллов.

Некоторые интрузивные породы имеют пегматитовую структуру, которая образуется при одновременной кристаллизации двух компонентов смеси. При этом наблюдается как бы взаимное прорастание минералов. Примером является письменный гранит, наблюдается прорастание полевых шпатов кварцем, что создает рисунок, напоминающий древние арабские письмена.

Эффузивные породы характеризуются неполнокристаллической афанитовой, порфировой или стекловатой структурой. Эти виды структур образуются при быстром остывании магмы.

Афанитовая (плотная) структура характеризуется отсутствием кристаллических зерен, видимых простым глазом или в лупу (базальт).

Стекловатая структура почти целиком состоит из неуспевшей выкристаллизоваться магматической массы (стекла). Следует отметить, что для эффузивных пород со стекловатой структурой характерен раковистый излом (тогда как для других пород излом не является типичным признаком), стеклянный блеск. Все обсидианы (вулканические стекла) имеют стекловатую структуру.

Плотная и стекловатая структура эффузивных пород формируется благодаря тому, что излившаяся лава попадает в условия низкой температуры и низкого давления, быстро охлаждается, не успевает закристаллизоваться и превращается в плотную, стекловатую массу.

Порфировая структура характеризуется плотной, тонкозернистой или стекловатой основной массой, на фоне которой выделяются отдельные кристаллы. Чаще всего эти кристаллы представлены кварцем, полевыми шпатами, а иногда и амфиболами. Этот вид структуры характерен для трахита, андезита, порфира. Образование порфировой структуры объясняется тем, что образование отдельных кристаллов началось в глубинных условиях в результате охлаждения магмы. Затем этот процесс был прерван новым проявлением тектонических сил, которые выдавили магму на поверхность Земли, далее благодаря быстрому охлаждению жидкая часть затвердевает, превращаясь в плотную стекловатую массу.

Некоторые виды структур магматических пород показаны на рис. 114

По характеру текстуры магматические породы могут быть массивными и пористыми.

Массивная порода состоит из минералов, плотно прилегающих друг к другу без каких-либо свободных промежутков между ними. В пористой породе можно простым глазом различить каверны или мелкие поры. Такая текстура встречается только у некоторых эффузивных пород (вулканический туф, базальт и др.). Пористая текстура формируется в верхней части излившейся лавы, когда в процессе охлаждения ее выделяются в большом количестве газы и образуются пустоты, что придает пористость горной породе.

Иногда возникают обломочно-пористые вулканические породы. Извержения вулканов сопровождаются взрывами, что приводит к образованию обломочного материала, который в дальнейшем уплотняется, цементируется.

Все интрузивные и значительная часть эффузивных пород характеризуется массивной текстурой.

При изучении внешних признаков магматических пород помимо структуры и текстуры необходимо определить цвет, удельный вес, главнейшие породообразующие минералы, составляющие их массу.

Обобщенная классификация магматических горных пород показана в таблице 1.

Таблица 1