Интрузивные породы

МАГМАТИЧЕСКИЕ ПОРОДЫ.

Магматические породы весьма разнообразны по условиям образования и по химическому составу. Все они образуются в процессе подъема магмы с глубин по направлению к поверхности Земли, или ее извержения. Поэтому магматические породы иногда называют также изверженными.

Извержение магмы может ограничиться внедрением ее в толщу каменной оболочки по глубинным трещинам, по путям, проложенным самой магмой в результате проплавления или прорыва слагающих литосферу пород. Магма, оказавшаяся таким образом в недрах твердой оболочки Земли, медленно остывает. Так образуются глубинные, или абиссальные, магматические породы. Их называют также породами интрузивными, что значит — внедренные. Но магма может подняться по сквозной зияющей трещине или через жерло вулкана и до самой поверхности Земли. Тогда происходит ее излияние и быстрое остывание. Породы, возникающие таким путем, называют излившимися, или эффузивными.

Эти различия в способе происхождения магматических пород четко отражаются на их внешнем виде, легко распознаваемом макроскопически по характеру структуры и текстуры.

Магма на глубине нескольких десятков километров от поверхности Земли находится под очень большим всесторонним гидростатическим давлением, достигающим нескольких тысяч атмосфер, и обладает высокой температурой.

При внедрении в вышележащие слои Земли физическая обстановка изменяется. Здесь магму окружают твердые и относительно холодные породы, которым она отдает свое тепло и начинает застывать и кристаллизоваться. Однако отдача тепла магмой в окружающую среду происходит очень медленно, так как теплопроводность горных пород мала. Температура магмы падает постепенно в течение тысяч и даже миллионов лет. Примером может служить следующее наблюдение. В конце палеогенового периода (около 30 млн. лет назад) на Северном Кавказе в районе Пятигорска произошла интрузия магмы, однако и в настоящее время разогретые массы магмы существуют на сравнительно небольшой глубине, на что указывают выходящие здесь на поверхность земли горячие источники.

При медленном остывании магмы происходит постепенная и последовательная раздельная кристаллизация входящих в ее состав химических соединений, каждое из которых превращается в кристалл особого минерала. Благодаря медленности роста кристаллы могут достигнуть относительно больших размеров, поэтому для многих интрузивных пород характерна крупно кристаллическая структура. В результате медленного остывания магмы происходит полная кристаллизация всего ее вещества, и в возникшей породе не остается нераскристаллизованных аморфных участков.

Образующиеся в ходе кристаллизации минералы выпадают из расплава в определенной последовательности — одни раньше, другие позже. Эта последовательность определяется в основном степенью тугоплавкости минералов, а также химическим составом магмы. Большую роль в процессе кристаллизации играют минерализаторы — летучие парообразные и газообразные вещества, способствующие и часто определяющие порядок и скорость кристаллизации минералов.

Поясним это на примере магмы гранитного состава, в результате кристаллизации которой на глубине образуется порода - гранит. В состав гранита входят такие породообразующие минералы, как полевые шпаты, кварц, из темноцветных силикатов— биотит и реже роговая обманка. Температура плавления биотита и роговой обманки очень высокая, поэтому их кристаллы образуются еще в жидкой магме, когда росту и образованию правильных форм ничто не препятствует.

Во вторую фазу кристаллизации возникают кристаллы полевых шпатов, температура плавления которых ниже, чем у темных силикатов. В отличие от условий первой фазы при кристаллизации полевых шпатов в жидкой массе магмы уже существуют твердые кристаллы темноцветных силикатов. Вследствие этого кристаллы полевых шпатов могут как бы обрасти и включить в себе кристаллы биотита или роговой обманки. Подобные соотношения, обычно видимые под микроскопом в шлифе породы, указывают на возрастные взаимоотношения минералов.

После кристаллизации темных и светлых силикатов порода окажется сформированной на 75—80% объема. Кремнезем, содержащийся в гранитной магме в избытке, начнет переходить в твердое кристаллическое состояние в последнюю очередь, превращаясь в кварц. Кристаллы последнего будут занимать свободное пространство между ранее образовавшимися кристаллами биотита, роговой обманки и полевого шпата и приобретать вид зерен неправильной формы, хотя внутреннее строение их кристаллической решетки вполне правильно и закономерно.

В итоге произойдет полная кристаллизация магмы, все ее вещество примет кристаллическое строение. Возникшая таким путем структура породы и получила, поэтому название полнокристаллической. Таким образом, полнокристаллическая структура характеризует глубинные, или абиссальные, условия застывания магмы.

Фактически процесс формирования структуры пород, возникающих в процессе остывания магмы на глубине, может быть гораздо сложнее. Даже в абиссальных условиях с течением времени может измениться, например, ускориться, темп падения температуры, что сейчас же скажется на изменении структуры формирующейся породы. В этом случае медленный и спокойный ход кристаллизации нарушается, и в породе образуются кристаллы одного и того же минерала разной величины — более крупные (первая фаза кристаллизации) и более мелкие (вторая фаза кристаллизации). Такие структуры получили название порфировидных, особенностью их является разнозернистость. Они характеризуют так называемые гипабиссальные, или полуглубинные, условия остывания магмы.

Если остывание магмы началось на глубине, а продолжалось после ее подъема близко к поверхности или на самой поверхности в условиях очень быстрого охлаждения, свойственного уже излившимся из вулканов лавам, то часть вещества может застыть не раскристаллизовавшись и возникнут аморфные участки породы. Образуется так называемая порфировая структура, более свойственная уже не интрузивным, а эффузивным породам.

На больших глубинах в условиях всестороннего давления ориентировка осей и плоскостей растущих кристаллов ничем не контролируется, и расположение их в породе случайно. Подобную текстуру породы называют массивной, неориентированной; она характерна в основном для глубинных пород.

В ходе развития магматической интрузии возможно течение вязкой массы магмы, хотя и в ограниченных пределах. При этом кристаллы с удлиненными формами, например столбики роговых обманок и листочки слюды, ориентируются длинными осями параллельно направлению потоков в магме, подобно бревнам в потоке реки. Образуется так называемая флюидальная текстура. Встречаясь в интрузивных породах, она, однако, более типична для пород эффузивных.