Pod magmatismem rozumíme souhrn jevů spojených s tvorbou, vývojem složení a pohybem magmatu na povrch Země. Magmatismus je jedním z nejdůležitějších hlubinných procesů v zemském nitru. Podle formy projevu se magmatismus dělí na intruzivní a efuzivní. Rozdíl mezi nimi do značné míry určuje mechanismy tvorby hornin.
Pojem magma
Magma je vysokoteplotní fluidně-silikátová tavenina, která se tvoří v hlubokých komorách, především ve svrchním plášti (astenosféře) a částečně ve spodních vrstvách zemské kůry. Ke vzniku magmatické komory dochází, když se spojí určité hodnoty tlaku a teploty. Takové primární magma má homogenní složení, včetně následujících složek: kapalina (tavenina), ve které je rozpuštěna plynná nebo těkavá fáze (tekutina). Jsou tam také nějaképevná krystalická látka. Jak se pohybujete směrem k povrchu, primární magma se vyvíjí v závislosti na konkrétních podmínkách.
Evoluce magmatu zahrnuje několik typů procesů. Nejprve zažívá různé druhy diferenciace:
- segregace, při které se rozděluje na nemísitelné kapalné složky;
- rozlišení krystalizace. Tento nejdůležitější proces je spojen se srážením (krystalizací) určitých sloučenin z amorfní taveniny při různých kombinacích teploty a tlaku.
Za druhé, magma mění své chemické složení v důsledku interakce s hostitelskými horninami. Tento jev se nazývá kontaminace.
Procesy krystalizace v magmatu
Vzhledem k tomu, že magma je pohyblivá směs mnoha látek a je v měnících se podmínkách, je krystalizace jeho složek velmi složitý proces. Obvykle se dělí do tří hlavních fází:
- Vysoká teplota rané magmatické fáze. V této fázi z magmatu vypadávají minerály s vysokou hustotou obsahující železo a hořčík. Usazují se a hromadí se ve spodních oblastech magmatické komory.
- Středněteplotní hlavní magmatická fáze, ve které se tvoří hlavní složky hornin, jako jsou živce, křemen, slídy, pyroxeny, amfiboly. Vysráží se vápník, naprostá většina křemíku a hliníku. Krystalizace v této fázi je již doprovázena nedostatkem místa v magmatické komoře, takže výsledné minerály jsou jemnější.
- Nízkoteplotní pozdní magmatický (pegmatit)fáze. V této fázi se pohyblivý tzv. pegmatitový zbytek magmatu, obohacený těkavými složkami, šíří dutinami a prasklinami zbývajícími v magmatické komoře a přispívá k rekrystalizaci hostitelských hornin. Pegmatitové žíly se vyznačují tvorbou velkých krystalů, které mohou prorůstat jedna do druhé. Tato fáze hraničí a úzce souvisí s hydrotermální fází tvorby minerálů.
Vulkanismus a plutonismus
Existují takové formy projevů magmatismu, jako jsou intruzivní a efuzivní. Rozdíl mezi nimi spočívá v podmínkách vývoje magmat a místě jejich tuhnutí. Poslední faktor hraje obzvláště důležitou roli.
Efuzivní magmatismus je proces, během kterého se magma dostává na povrch Země zásobovacím kanálem, stoupá na vrchol, vytváří sopky a zamrzá. Vybuchlé magma se nazývá láva. Když se dostane na povrch, intenzivně ztrácí svou těkavou složku. K tuhnutí také dochází rychle, některé druhy láv nestihnou zkrystalizovat a ztuhnout v amorfním stavu (sopečná skla).
Intruzivní magmatismus (plutonismus) se liší tím, že magma nedosáhne povrchu. Magma proniká tak či onak do nadložních horizontů hostitelských hornin a tuhne v hloubce a vytváří intruzivní (plutonická) tělesa.
Klasifikace narušení
Vztahy hostitelských hornin s produkty intruzivního magmatismu a typy intruzivních těles se rozlišují podle mnoha kritérií, zejména jako:
- Hloubka formování. Existují blízkopovrchové (subvulkanické), středně hluboké (hypabysální) a hluboké (abysální) průniky.
- Umístění vzhledem k hostitelské skále. Podle tohoto kritéria se vložená pole dělí na souhlásková (shodná) a neshodná (nesouhlasná).
Povaha intruzivního magmatismu a typy intruzí jsou také klasifikovány podle takových znaků, jako je poměr struktury plutonického tělesa ke kontaktnímu povrchu (konformní a diskonformní), vztah k tektonickým pohybům, tvar, velikost masivu a tak dále.
Kritéria pro identifikaci různých typů magmatických průniků spolu úzce souvisí. Například v závislosti na struktuře obklopující vrstvy, hloubce a mechanismu formování magmatického masivu a dalších projevech intruzivního magmatismu se tvary intruzí mohou značně lišit.
Mechanismy pro zavedení magmatu do horninového masivu
Magma může pronikat do hostitelské vrstvy dvěma hlavními způsoby: podél rovin stratifikace sedimentární vrstvy nebo podél stávajících trhlin v hornině.
V prvním případě se pod tlakem magmatu zvedají vrstvy střechy - nadložní plochy tloušťky - nebo naopak vlivem masy vnikajícího magmatu vrstvy pod nimi ležící. klesnout. Takto se tvoří souhláskové intruze.
Pokud magma proniká nahoru, vyplňuje a rozšiřuje trhliny, proráží vrstvy a hroutí se horniny střechy, samo vytvoří dutinu, kterou zabere dotěrné těleso. Tímto způsobem nekonformně nastávajícíplutonická tělesa.
Tvary vložených magmatických hmot
V závislosti na konkrétní cestě, kterou proces intruzivního magmatismu probíhá, mohou být formy intruzivních těl velmi rozmanité. Nejběžnější nekonformně se vyskytující vyvřelé masivy jsou:
- Hráz je deskovité, strmě se nořící těleso, které protíná obklopující vrstvy. Hráze jsou mnohem delší než tlusté a kontaktní plochy jsou téměř rovnoběžné. Hráze mohou být různé velikosti – od desítek metrů až po stovky kilometrů na délku. Tvar hrází může být také kruhový nebo radiální, v závislosti na umístění trhlin vyplněných magmatem.
- Žíla je malé sečné těleso nepravidelného, rozvětveného tvaru.
- Představec je tělo ve tvaru sloupku charakterizované svislými nebo strmě ponořenými kontaktními plochami.
- Batholit je největší rozmanitost narušení. Batholity mohou být dlouhé stovky nebo dokonce tisíce kilometrů.
Překrývající se těla také nabývají různých podob. Mezi nimi často najdeme:
- Sill je ložový průnik, jehož kontaktní plochy jsou rovnoběžné s hostitelskými lůžky.
- Lopolith je lentikulární pole, konvexní směrem dolů.
- Laccolith je těleso podobného tvaru, jehož konvexní strana je umístěna nahoře, jako čepice houby. Mount Ayu-Dag na Krymu je příkladem gabroid laccolith.
- Fakolit je těleso umístěné v záhybu žlabu hostitelské horniny.
Kontaktní zóna narušení
Tvorba plutonických těles je doprovázena složitými procesy interakce na hranici s obklopující vrstvou. Podél kontaktního povrchu se tvoří zóny endokontaktu a exokontaktu.
Endokontaktní změny se vyskytují u intruzivních v důsledku pronikání hostitelských hornin do magmatu. Výsledkem je, že magma v blízkosti kontaktu podléhá chemickým změnám (kontaminaci), které ovlivňují tvorbu minerálů.
Exokontaktní zóna se vyskytuje v hostitelské hornině v důsledku tepelných a chemických účinků magmatu a je charakterizována aktivními procesy metamorfózy a metasomatismu. Těkavé složky magmatu tak mohou nahradit minerály v exokontaktní zóně vnesenými sloučeninami, čímž se vytvoří tzv. metasomatická hala.
Minerální sloučeniny vytvářené těkavými složkami mohou také krystalizovat přímo v kontaktní zóně. Tento proces hraje významnou roli při tvorbě např. slíd a za účasti vody křemene.
Dotěrný magmatismus a dotěrné horniny
Horniny vzniklé v důsledku hluboké krystalizace magmatu se nazývají intruzivní neboli plutonické. Efuzivní (vulkanické) horniny se tvoří při erupci magmatu na povrchu Země (nebo na dně oceánu).
Intruzivní a výlevný magmatismus dává vzniknout řadě hornin podobného minerálnímu složení. Klasifikace vyvřelých hornin podle složení je založena na obsahu oxidu křemičitého SiO2. Podle tohoto plemenného kritériadále se dělí na ultrabazické, bazické, střední a kyselé. Obsah oxidu křemičitého v řadě se zvyšuje od ultramafických (méně než 45 %) až po kyselé (více než 63 %). V každé třídě se horniny liší zásaditostí. Hlavní intruzivní horniny v souladu s touto klasifikací tvoří následující řadu (v závorce analogický vulkanický):
- Ultrazákladní: peridotity, dunity (pikrity);
- Hlavní: gabroidy, pyroxenity (čediče);
- Střední: diority (andesity);
- Kyselé: granodiority, žuly (dacity, ryolity).
Plutonické horniny se od výlevných liší podmínkami výskytu a krystalickou strukturou minerálů, které je tvoří: jsou plně krystalické (neobsahují amorfní struktury), čiré zrnité a bez pórů. Čím hlouběji byl zdroj vzniku horniny (propastné intruze), tím pomaleji probíhaly procesy ochlazování a krystalizace magmatu při zachování velkého množství těkavé fáze. Takové hluboké horniny se vyznačují většími krystalickými zrny.
Vnitřní struktura dotěrných těl
Struktura plutonických masivů vzniká v průběhu komplexu jevů sjednocených pod obecným názvem prototektonika. Rozlišuje dvě fáze: prototektoniku kapalné a pevné fáze.
Ve fázi kapalné fáze jsou položeny primární pruhované a lineární textury výsledného těla. Odrážejí směr proudění pronikajícího magmatu a dynamické podmínky pro orientaci krystalizujících minerálů (např. paralelní uspořádáníslídové krystaly, rohovec atd.). Textury jsou také spojeny s umístěním úlomků cizí horniny, které spadly do magmatické komory - xenolity - a izolované minerální akumulace - schlieren.
Stádium intruzivní evoluce v pevné fázi je spojeno s ochlazováním nově vytvořené horniny. V masivu vznikají primární trhliny, jejichž umístění a počet je dán chladícím prostředím a strukturami vzniklými v kapalné fázi. Navíc se v takové magmatické hmotě vyvíjejí sekundární struktury v důsledku fragmentace jejích částí a posunů podél trhlin.
Studium prototektoniky je důležité pro objasnění podmínek pro umístění ložisek nerostů uvnitř intruzí a v okolních horninách.
Magmatické intruze a tektonika
Horniny intruzivního původu jsou rozšířeny v různých oblastech zemské kůry. Některé projevy intruzivního magmatismu významně přispívají k regionálním i globálním tektonickým procesům.
Při kontinentálních srážkách v průběhu zvětšování tloušťky kůry vlivem aktivního granitického magmatismu vznikají velké batolity, např. batolit Gangdis v Transhimalájích. Také vznik velkých batolitů je spojen s aktivními kontinentálními okraji (andský batolit). Obecně platí, že průniky křemičitého magmatu hrají důležitou roli v procesech výstavby hor.
Když je kůra napnutá, často se tvoří série paralelních hrází. Takové série jsou pozorovány ve středooceánských hřbetech.
Sills jsou jednou z charakteristických forem intrakontinentálních magmatických intruzí. Mohou mít i velký rozsah – až stovky kilometrů. Magma, pronikající mezi vrstvami sedimentárních hornin, často vytváří několik vrstev prahů.
Hluboká magmatická aktivita a minerály
Vzhledem ke zvláštnostem krystalizace v procesech intruzivního magmatismu se v ultrabazických horninách tvoří rudné minerály pro chrom, železo, hořčík, nikl a také přírodní platinoidy. V tomto případě těžké kovy (zlato, olovo, cín, wolfram, zinek atd.) tvoří rozpustné sloučeniny s těkavými složkami magmatu (například voda) a koncentrují se v horních oblastech magmatické komory. K tomu dochází v rané fázi krystalizace. V pozdější fázi tvoří pohyblivý pegmatitový zbytek obsahující vzácné zeminy a vzácné prvky žilná ložiska v rušivých puklinách.
Khibiny na poloostrově Kola jsou tedy lakolitem, který je odhalen v důsledku eroze obklopující vrstvy. Toto těleso je složeno z nefelinových syenitů, které jsou rudou pro hliník. Dalším příkladem je Norilsk parapet bohatý na měď a nikl.
Kontaktní zóny jsou také velmi praktické. Ložiska zlata, stříbra, cínu a dalších cenných kovů jsou spojena s metasomatickými a metamorfními halasy rušivých těles, jako je Bushveld lopolith v Jižní Africe, který je známý svými zlatonosnými halasy.
Tedy rušivé oblastimagmatismus je nejdůležitějším zdrojem mnoha cenných minerálů.
