Roci magmatice

Roci magmatice
Studiat în petrolologie magmatică [d]
 Fișiere media la Wikimedia Commons

Rocile magmatice (magmatitele) sunt produsele finale ale activității magmatice rezultate din solidificarea unei topituri naturale ( magmă , lavă ). Trecerea topiturii la starea solidă este însoțită de cristalizarea substanței. Rocile magmatice joacă un rol important în structura scoarței terestre , formând corpuri geologice de diferite forme și dimensiuni, compoziții și structuri .

Magmatitele sunt unul dintre cele mai importante tipuri de roci împreună cu formațiunile sedimentare , metamorfice și hidrotermal-metasomatice . Ele apar într-o gamă largă de condiții geologice: scuturi, platforme, orogene , scoarță oceanică etc. Rocile magmatice și metamorfice în volum alcătuiesc 90-95% din partea superioară (16 km) a scoarței terestre [1] . Rocile magmatice formează aproximativ 15% din suprafața modernă a Pământului [2] .

Fundamentele taxonomiei

După adâncimea relativă de solidificare a topiturii, se disting 3 clase de roci magmatice: [3]

Clasa plutonică include rocile care s-au format în condițiile faciesului mezoabisal și abisal. În același timp, limitele faciesului de adâncime nu sunt definite fără ambiguitate. Deci, pentru setări abisale, se pot indica de la 6-8 km [6] la 3-5 - 10-15 km [7] . Datorită ușurinței diagnosticului, principalul semn de profunzime este gradul de cristalizare a substanței: complet, ascuns, incomplet. Plutonitele se caracterizează printr-o structură complet cristalină, rocile hipabisale sunt criptocristaline, mai rar cristaline incomplete.

Rocile vulcanice au o structură necristalină sau sticloasă. Soiurile criptocristaline sunt mai puțin frecvente. Vulcanicele, subvulcanitele și formațiunile hipabisale sunt caracterizate de texturi porfirice formate prin creșteri mari de cristale (porfirii) într-o masă de rocă omogenă.

O serie de semne petrochimice și mineralogice formează baza unei sistematici mai profunde . În același timp, se disting ordinele, familiile, speciile și soiurile de roci. Pentru a determina rangurile superioare, se folosesc raporturile dintre conținutul de greutate de silice (SiO 2 ) și „alcali” ( Na 2 O + K 2 O) din roci.

Forme de apariție

Forme de apariție a corpurilor plutonice și hipabisale

Introducerea magmei în masa de rocă duce la formarea unor corpuri intruzive. În funcție de relația lor cu formațiunile gazdă, ei disting:

Forme de apariție a corpurilor de roci vulcanice

Lava eruptă la suprafață formează corpuri efuzive, dintre care se remarcă: înveliș de lavă, flux de lavă , gât ( orificie ), dom vulcanic (extruziv) (vârf, ac) și diatremă (conductă de explozie), con vulcanic , stratovulcan , vulcan scut . Conform expresiei din relief, formele de apariție ale rocilor efuzive pot fi atât pozitive ( acoperiri , curgeri , orificii de aerisire , domuri vulcanice , diatreme , conuri vulcanice , stratovulcani , vulcani scut ), cât și negative ( cratere , maars , puțuri de lavă , caldere ). ).

Compoziție minerală

În compoziția rocilor magmatice, se disting mineralele formatoare de roci și minerale accesorii . Mineralele care formează roci sunt reprezentate de diferiți aluminosilicați și silicați . Printre acestea se disting soiurile de culoare deschisă ( sin. leucocratic ) și de culoare închisă ( sin. melanocratic, colorat ). Cele de culoare deschisă nu conțin (sau conțin doar impurități) magneziu și fier , în timp ce cele de culoare închisă se caracterizează prin includerea acestor elemente în compoziția rețelelor cristaline . În consecință, se disting mineralele salice (din Si, Al) și mafice (din Mg, Fe).

Mineralele accesorii reprezintă mai puțin de 1-5% din volumul rocii, dar prezența lor este remarcată peste tot. Printre accesorii se regasesc des: zircon , apatit , rutil , monazit , ilmenit , cromit , titanit , ortita , magnetit , cromit , pirita , pirotita si multe altele.

Trăsături caracteristice ale compoziției minerale

Rocile din seria normală se caracterizează prin prezența feldspaților și a cuarțului și „... absența foidelor ( feldspatoide ) și a mineralelor alcaline de culoare închisă, precum și a piroxenilor și amfibolilor cu un conținut ridicat de titan” [8]. ] tipic în magmatitele alcaline. Aciditatea (conținutul de silice), în primul rând, se reflectă în conținutul de cuarț (cu cât este mai acid - cu atât este mai mult), precum și în compoziția plagioclazei : bazele conțin cele bogate în calciu, în timp ce magmatitele acide sunt bogate în sodiu. soiuri.

Cuarțul se formează atunci când conținutul de SiO 2 din magmă depășește cel necesar pentru formarea silicaților și aluminosilicaților . Cuarțul nu apare în fazele magmatice cu olivină sau nefelină . Olivina este prezentă în principal în rocile ultramafice și este eliberată din magmele în care conținutul de SiO2 este insuficient pentru a forma piroxeni . În caz contrar, olivina este convertită în enstatit :

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

În mod similar, se formează nefelina, care este prezentă numai în rocile alcaline subsaturate cu silice . În caz contrar, se formează albit :

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

Pentru rocile din seria normală, principalele parageneze minerale tipomorfe sunt următoarele:

Relația dintre culoare și compoziție

Rocile din seriile normale și moderat alcaline se caracterizează prin culori deschise la conținuturi relativ mari de silice și închise spre negru la cele scăzute. Cantitatea de minerale de culoare închisă, calculată ca procent în volum, se numește numărul de culoare. Ultrabazitele sunt de obicei negre (95-100% minerale de culoare închisă), elementele de bază sunt de la gri închis la negru (~50%). Rocile cu compoziție intermediară se caracterizează prin culori gri (~30%). Magmatitele acide și ultra-acide se disting prin culoarea lor gri deschis (<10%). Abaterile de la aceste valori sunt observate foarte des din cauza caracteristicilor locale ale magmatismului, modificări epigenetice și alți factori care afectează culoarea rocii. De obicei, mineralele care formează roci sunt înlocuite cu minerale nou formate în timpul intemperiilor. Plagioclazele sunt cel mai adesea înlocuite cu sericit și zeoliți ; piroxeni si amfiboli - clorit si epidot . Inspecția vizuală cu calculul numărului de culori, precum și determinarea texturii (porfirice sau afirică) și a structurii (complet sau parțial cristalin) permite nu numai specialiștilor, ci și amatorilor să facă o presupunere educată despre compoziția rocii.

Compoziție chimică

În compoziția chimică a magmatitelor se disting elementele chimice petrogenice și rare. Elementele petrogenice determină compoziția de fază (minerală) a rocii, în timp ce elementele rare intră în aceste faze ca impurități. Compoziția magmatitelor este cel mai adesea reflectată de concentrațiile unui număr de elemente sub forma oxizilor lor (oxizi petrogeni ). „Principalii oxizi ai formațiunilor magmatice sunt: ​​SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , FeO, MgO, CaO, Na 2 O și K 2 O, H 2 O” [9] . Procentul de silice din rocă servește ca un anumit criteriu pentru aciditatea acesteia, în legătură cu care termenul „rocă acidă” a început să desemneze roci bogate, iar „rocă de bază” - săracă în silice, dar îmbogățită cu baze - CaO, MgO și FeO. Relația inversă dintre concentrațiile acestor baze și silice este foarte pronunțată în seria acidității rocilor.

Distribuție

Rocile magmatice, împreună cu rocile metamorfice și ultrametamorfe de tranziție , predomină în compoziția scoarței terestre. Pe suprafața modernă, ele sunt larg reprezentate în zone de ridicare pe termen lung ( scuturi cristaline etc.), centuri mobile , provincii magmatice mari și zone de vulcanism activ. Cele mai comune roci sunt din seriile normale și subalcaline. Mai mult, predomină bazitele și ultrabazitele, alcătuind părțile inferioare ale scoarței continentale și formând aproape complet o crustă de tip oceanic : bazitele compun, respectiv, stratul „bazalt” și vârfurile celui inferior, iar ultrabazitele compun straturile inferioare de stratul inferior, unde sunt reprezentate de soiuri plin cristaline. Granitoizii sunt dezvoltati pe scară largă în crusta continentală masivă și formează stratul superior de „granit-gneis”. Potrivit lui V. V. Belousov, stratul inferior al crustei continentale are o compoziție „granulit-mafic” [10] , în timp ce compoziția sa modală medie conform Goldschmidt este „andezitică” (conținut mediu de silice și normală în alcalii). În plus, există zone ale scoarței terestre, în cadrul cărora magmatismul s-a manifestat extrem de rapid și pe scară largă. Astfel de zone sunt numite „provincii magmatice mari” ( province magmatică mare, LIP ). Cu 11 astfel de provincii sunt asociate extincțiile în masă ale organismelor vii din istoria Pământului. LIP include atât „provincii plutonogene mari”, cât și „provicii vulcanice mari”, inclusiv câmpuri de capcane (de exemplu, capcane siberiene ).

Origine

Rocile magmatice sunt produsele finale ale activității magmatice datorită transferului global și inegal de căldură și masă de la manta la suprafața planetei. Topiturile magmatice isi au originea in scoarta si mantaua inferioare din cauza scaderii presiunii si/sau cresterii temperaturii. Fiind mai puțin dense în raport cu formațiunile înconjurătoare, acestea au tendința de a „pluti” la suprafață. În timpul ascensiunii, are loc diferențierea magmei, ceea ce duce la diversitatea observată a compozițiilor rocilor magmatice. In cazul ajungerii la suprafata topitura erupe dupa mecanismul efuziv si/sau exploziv.

Se disting mai multe serii genetice de roci magmatice , a căror compoziție evoluează din magma profundă parentală, care este separată de faza solidă a mantalei și crusta profundă.

Note

  1. ↑ Prothero, Donald R.; Schwab, Fred. Geologia sedimentară : o introducere în rocile sedimentare și stratigrafie  . — al 2-lea. - 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. Hărțile geologice globale sunt vitezometre tectonice—Rate of rock cycling from area-age frequencies  //  Geological Society of America Bulletin : jurnal. - 2008. - Vol. 121 , nr. 5-6 . - P. 760-779 . - doi : 10.1130/B26457.1 .
  3. ↑ Codul Petrografic al Rusiei: formațiuni magmatice, metamorfice, metasomatice, de impact. - Ed. a III-a - Sankt Petersburg. : VSEGEI, 2009. - 197 p.
  4. ↑ Hypabyssal rocks - articol din Marea Enciclopedie Sovietică . 
  5. ↑ Roci efuzive // ​​Marea Enciclopedie Sovietică  : [în 30 de volume]  / cap. ed. A. M. Prohorov . - Ed. a 3-a. - M .  : Enciclopedia Sovietică, 1969-1978.
  6. ↑ D. I. Gorjevski, 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. Roci magmatice: sistematică, nomenclatură, structuri și texturi (link inaccesibil) . Muzeul Geologic al NSU. Preluat la 11 septembrie 2016. Arhivat din original la 12 septembrie 2016. 
  9. ↑ Saranchina, Galina Mikhailovna - Minerale formatoare de roci: (Metoda de determinare a constantelor opt. cristaline, caracteristicile mineralelor): Proc. alocație - Căutare RSL . search.rsl.ru. Preluat la 11 septembrie 2016. Arhivat din original la 2 august 2017.
  10. ↑ Khain V.E. Lomize M.G. Geotectonica cu Fundamentele Geodinamicii . Ozon.ru. Consultat la 30 octombrie 2015. Arhivat din original la 4 martie 2016.

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
 corpuri intruzive
Concordant
Discordant
Vezi siMasivul plutonic • Roci magmatice •