Реферат
Родоначальные магмы: понятие и характеристика
Содержание
Введение
1 Химический состав и физико-химические особенности магмы
2. Родоначальные магмы
2.1 Базальтовая магма
2.2 Гранитная магма
2.3 Ультраосновная магма
2.4 Андезитовая магма
Список литературы
Образование магматического расплава очень тесно связано с местной мобилизацией растворов, причиной движения которых, прежде всего, следовало бы считать повышение температуры. В любом горном хребте количество и наблюдавшиеся размеры батолитов имеют стремление быть прямопро-порциональными интенсивности орогенического смятия. Можно думать, что рождению магмы благоприятствуют процессы, развязывающие энергию движения: подвижные пояса, крупные разломы, геосинклинальные зоны. Возникающие магматические тела как бы завершают эти движения и противодействуют им.
Рудное вещество и летучие магма усваивает из окружающих пород и глубин подвижного пояса. Следовательно, главные материалы, обусловившие состав тела, мы должны искать в его окружении. Магма рождается при температурах (для данного расплава), очень пониженных летучими и, вероятно, в той или иной мере ниже температуры ее кристаллизации. В этих случаях кристаллизация магматического расплава в значительной мере должна быть обусловлена уходом летучих.
1. Химический состав и физико-химические особенности магмы
Магма представляет собой преимущественно силикатный расплав, содержащий летучие компоненты и периодически рождающийся в глуоинах земли. Магма может быть гомогенным (однородным) расплавом, но иногда представляет смесь расплава и выделившихся из него кристаллов. В этом случае относительные количества расплава и кристаллов могут изменяться в широких пределах, но во всех случаях магма сохраняет способность к перемещению по магмоподводящим кана-. лам.
О химическом составе магмы мы судим по составу магматических пород, которые являются продуктами ее отвердевания при понижении температуры. В целом, можно говорить о том, что магма -- это очень сложный силикатный расплав-раствор, главной составляющей которого является Si02. Кроме кремнезема, здесь в переменных количествах присутствуют следующие породообразующие окислы: Ti02, А1203, Fe203, FeO, MgO, CaO, Na20, K20, H20, к которым присоединяются элементы-примеси Mn, Ва, Be, Рв, Сu, Zn, Со и многие другие (см. табл. 2). Практически всегда в магмах присутствуют летучие компоненты (флюиды), кроме Н20 представленные соединениями F, Cl, Р и С02.
Таблица№1
Влияние давления Н20 на плавление породообразующих минералов
Давление H2O,кбар
Минерал
0
1
2
5
10
Температура, "С
Диопсид CaMgSi206
1390
1330
1315
1290
Анортит CaAl2Si208
1550
1405
1340
1230
1115
Альбит NaAlSi308
1120
905
845
745
Нефелин NaAlSi04
1525
1135
1025
830
675
Санидин KAlSi308
____
_____
1000
875
Конечно, о составах магмы мы имеем только приближен ное представление, так как природные расплавы зрительно более богаты флюидами, которые теряются в процессе кристаллизации. При этом нужно иметь в виду, что флюиды играют очень большую роль, снижая вязкость магмы и температуру начала ее кристаллизации. Особое значение имеют содержание в расплаве Н20 и ее давление (Рн2о).
Повышение давления Н20 снижает температуры плавления (табл. 1), а значит, и температуры кристаллизации главных породообразующих минералов (особенно салических). Так, при Рн20 =5 кбар (около 50 МПа) температуры плавления снижаются для диопсида на 100°, для анортита -- на 320°, для альбита -- на 375°, для нефелина -- на 700°.
Форма нахождения химических элементов в магматических расплавах длительное время вызывала оживленные дискуссии. Устарели взгляды о присутствии элементов в магмах в виде атомов или окислов. Этому противоречит однотипность минералогического состава горных пород и, электропроводность силикатных расплавов.
Еще Ф. Ю. Левинсон-Лессинг предполагал, что'в магмах присутствуют и перемещаются не отдельные окислы, а комплексы, соответствующие по составу будущим минералам. Эти предположения подтверждены теперь экспериментально.
По современным данным, магма представляет собой очень сложный расплав-раствор, в котором присутствуют катионы металлов (Kl+, Na1+, Са2+, Mg2+, Fe2+), комплексные анионы типа [Si04]4-, [Si03]2-, [Si205]4-, [Al2Si07]4- и некоторые другие. Внутреннее строение магмы можно представить с точки зрения теории роев сиботаксисов при условии стремления расплава к упорядочению своей структуры. Такое стремление выражается в непрерывном возникновении и распаде соединений, отвечающих по составу породообразующим минералам. Эта закономерность свойственна магмам, находящимся в предкристаллизационном состоянии. Именно в этот период в магме непрерывно «роятся» (возникают и распадаются) сиботаксисы -- соединения, составляющие основу главных силикатных минералов магматических пород.
Главным процессом, определяющим превращение магмы в твердую горную породу, является ее кристаллизация, связанная с падением температуры.
Разнообразные по составу типы магматических пород часто встречаются вместе в общих магматических формациях, что позволяет обоснованно предполагать возможность их возникновения из первоначально однородной исходной магмы.
Анализ распространенности магматических пород позволяет сделать вывод об ограниченном числе таких родоначальных магм, рождающихся в глубинах земли.
Главными признаками родоначальных магм являются следующие: многократное появление такой магмы на протяжении геологической истории и в больших объемах; преобладание пород, близких по составу к родоначальной магме, во многих магматических формациях.
В разные периоды развития петрографической науки было предложено несколько гипотез о числе родоначальных магм, при расщеплении (дифференциации) которых возникает все разнообразие магматических горных пород. Еще в конце прошлого и начале текущего столетия крупнейшим отечественным петрографом была обоснована гипотеза о существовании двух родоначальных магм: кислой (гранитной) и основной (базальтовой).
Таблица №2
Средний химический состав толеитовых базальтов (ТБ)
Порода
Si02
Ti02
А120з |
Fe203
FeO
ТБ
49,22
1,48
15,18
3,18
9,32
ОБК
47,78
2,22
15,33
4,09
7,51
Примечание. Данные В.А. Кутолина
В 30--40 гг. XX в. наибольшее признание получила гипотеза единой базальтовой родоначальной магмы, выдвинутая и обоснованная американским ученым Н. Боуэном. С позиций этой гипотезы все разнообразие магматических пород возникло при расщеплении базальтовой магмы.
В настоящее время большинство исследователей исходит из представлений о возможности образования в глубинах земли магм различного состава: базальтовой (основной), гранитной (кислой), ультраосновной и, возможно, андезитовой.
Эти родоначальные магмы отличаются друг от друга не только по составу, но и по месту своего зарождения. По последнему признаку, все магмы можно подразделить на мантийные и коровые. Мантийные возникают при выборочном (базальтовая, андезитовая) или полном (ультраосновная) плавлении вещества верхней мантии, а коровые --при выборочном плавлении вещества земной коры и своем большинстве имеют кислый состав.
Базальтовая магма как родоначальная признается всеми исследователями. Об ее реальном существовании свидетельствуют многие факты (широчайшее распространение базальтов в земной коре, многократное их появление на протяжении геологической истории, преобладание этих пород во многих магматических формациях и т.д.).
По своему составу базальтовая магма не остается постоянной, и в настоящее время выделяется несколько ее типов. Наибольшее признание получила гипотеза о существовании толеит-базальтовой и оливин-базальтовой магм. Некоторые исследователи выделяют также магму высокоглиноземистых базальтов, занимающую промежуточное по составу положение между двумя упомянутыми типами-
Таблица№3
Средний химический состав оливиновых базальтов континентов (ОКБ)
Мп
MgO
СаО
Na20
K2O
Н20
0,20
6,22
10,47
0,75
6,15
0,15
6,99
9,00
2,85
1,31
0,44
Толеит-базальтовая (ТБ) и оливин-базальтовая (ОБК) магмы часто значительно отличаются по составу продуктов непосредственной кристаллизации (табл. 2,3).
Анализ данных этой таблицы показывает, что выделенные типы магм существенно отличаются по содержанию Si02, Ti02, K2O и Na2O. Так, оливин-базальтовая магма отличается от толеитовой повышенным содержанием щелочей и титана и пониженным содержанием кремнезема.
Страницы: 1, 2