Onder magmatisme verstaan we de totaliteit van verschijnselen die verband houden met de vorming, evolutie van de samenstelling en beweging van magma's naar het aardoppervlak. Magmatisme is een van de belangrijkste diepe processen in het binnenste van de aarde. Volgens de vorm van manifestatie is magmatisme verdeeld in opdringerig en uitbundig. Het verschil tussen hen bepa alt grotendeels de mechanismen van rotsformatie.
Het concept van magma
Magma is een vloeibare silicaatsmelt met hoge temperatuur die zich in diepe kamers vormt, voornamelijk in de bovenste mantel (asthenosfeer) en gedeeltelijk in de onderste lagen van de aardkorst. De vorming van een magmakamer vindt plaats wanneer bepaalde waarden van druk en temperatuur worden gecombineerd. Dergelijk primair magma heeft een homogene samenstelling, waaronder de volgende componenten: vloeistof (smelt), waarin het gas of de vluchtige fase (vloeistof) is opgelost. Er zijn ook enkelevaste kristallijne stof. Terwijl je naar het oppervlak beweegt, evolueert het primaire magma afhankelijk van de specifieke omstandigheden.
Evolutie van magma omvat verschillende soorten processen. Ten eerste ervaart ze verschillende soorten differentiatie:
- segregatie, waarbij het zich scheidt in niet-mengbare vloeibare componenten;
- kristallisatie differentiatie. Dit belangrijkste proces houdt verband met de precipitatie (kristallisatie) van bepaalde verbindingen uit een amorfe smelt bij verschillende combinaties van temperatuur en druk.
Ten tweede verandert magma zijn chemische samenstelling als gevolg van interactie met gastgesteenten. Dit fenomeen wordt contaminatie genoemd.
Kristalisatieprocessen in magma
Omdat magma een mobiel mengsel is van veel stoffen en zich in veranderende omstandigheden bevindt, is de kristallisatie van zijn componenten een zeer complex proces. Het is meestal verdeeld in drie hoofdfasen:
- Hoge temperatuur vroege magmatische fase. In dit stadium vallen ijzer- en magnesiumbevattende mineralen met een hoge dichtheid uit het magma. Ze bezinken en hopen zich op in de onderste delen van de magmakamer.
- Middelgrote magmatische hoofdfase, waarin de belangrijkste componenten van gesteenten worden gevormd, zoals veldspaat, kwarts, mica, pyroxenen, amfibolen. Calcium slaat neer, het overgrote deel van silicium en aluminium. Kristallisatie in deze fase gaat al gepaard met een tekort aan ruimte in de magmakamer, dus de resulterende mineralen zijn fijnerkorrelig.
- Lage temperatuur laat magmatisch (pegmatiet)fase. In dit stadium verspreidt het mobiele zogenaamde pegmatietmagma-overblijfsel, verrijkt met vluchtige componenten, zich door de holtes en scheuren die in de magmakamer achterblijven, wat bijdraagt aan de herkristallisatie van gastgesteenten. Pegmatietaders worden gekenmerkt door de vorming van grote kristallen die in elkaar kunnen groeien. Deze fase grenst aan en is nauw verwant aan de hydrothermische fase van mineraalvorming.
Vulkanisme en plutonisme
Er zijn vormen van manifestatie van magmatisme als opdringerig en uitbundig. Het verschil tussen hen ligt in de evolutievoorwaarden van magma's en de plaats van hun stolling. Vooral de laatste factor speelt een belangrijke rol.
Effusief magmatisme is een proces waarbij magma het aardoppervlak bereikt via een toevoerkanaal, naar de top stijgt, vulkanen vormt en bevriest. Het uitgebarsten magma wordt lava genoemd. Wanneer het de oppervlakte bereikt, verliest het intensief zijn vluchtige component. Verharding treedt ook snel op, sommige soorten lava hebben geen tijd om te kristalliseren en te stollen in een amorfe toestand (vulkanische glazen).
Intrusief magmatisme (plutonisme) is anders doordat het magma de oppervlakte niet bereikt. Magma dringt op de een of andere manier binnen in de bovenliggende horizonten van gastgesteenten en stolt op diepte en vormt zo indringende (plutonische) lichamen.
Classificatie van inbraken
Relaties van gastgesteenten met producten van opdringerig magmatisme en soorten indringende lichamen worden onderscheiden op basis van vele criteria, in het bijzonder, zoals:
- Vormingsdiepte. Er zijn bijna-ondergrondse (subvulkanische), middeldiepe (hypabyssale) en diepe (abyssale) intrusies.
- Locatie ten opzichte van host rock. Volgens dit criterium worden embedded arrays onderverdeeld in consonant (concordant) en discordant (discordant).
Ook worden de aard van opdringerig magmatisme en soorten intrusies geclassificeerd op basis van kenmerken als de verhouding van de structuur van het plutonische lichaam tot het contactoppervlak (conform en disconform), relatie tot tektonische bewegingen, vorm, grootte van het massief, enzovoort.
De criteria voor het identificeren van verschillende soorten magmatische intrusies zijn nauw verwant. Afhankelijk van de structuur van de omhullende laag, de diepte en het mechanisme van vorming van het magmatisch massief en andere manifestaties van intrusief magmatisme, kunnen de vormen van intrusies bijvoorbeeld sterk variëren.
Mechanismen voor de introductie van magma in de rotsmassa
Magma kan op twee manieren in de gastlaag doordringen: langs de gelaagdheidsvlakken van de sedimentaire laag of langs bestaande scheuren in het gesteente.
In het eerste geval, onder de druk van magma, stijgen de lagen van het dak - de bovenliggende gebieden van de dikte - of, omgekeerd, als gevolg van de invloed van de massa binnendringend magma, de onderliggende lagen verzakken. Dit is hoe medeklinkerintrusies worden gevormd.
Als magma naar boven dringt, scheuren vult en uitzet, door lagen breekt en dakrotsen instort, vormt het zelf een holte die zal worden ingenomen door een opdringerig lichaam. Op deze manier, niet-conformistisch optredendplutonische lichamen.
Vormen van ingebedde stollingsmassa's
Afhankelijk van het specifieke pad waarlangs het proces van opdringerig magmatisme verloopt, kunnen de vormen van opdringerige lichamen zeer divers zijn. De meest voorkomende onverenigbaar voorkomende stollingsmassieven zijn:
- Dijk is een plaatachtig steil dompellichaam dat de omsluitende lagen doorkruist. De dijken zijn veel langer dan dik en de contactvlakken lopen bijna parallel. Dijken kunnen verschillende afmetingen hebben - van tientallen meters tot honderden kilometers lang. De vorm van dijken kan ook cirkelvormig of radiaal zijn, afhankelijk van de locatie van scheuren gevuld met magma.
- Een ader is een klein secans lichaam met een onregelmatige, vertakte vorm.
- Stengel is een kolomvormig lichaam dat wordt gekenmerkt door verticale of steil aflopende contactvlakken.
- Batholith is de grootste verscheidenheid aan inbraken. Batholieten kunnen honderden of zelfs duizenden kilometers lang zijn.
Overlappende lichamen nemen ook verschillende vormen aan. Onder hen zijn vaak te vinden:
- Sill is een ingebedde intrusie waarvan de contactoppervlakken evenwijdig zijn aan de gastbedden.
- Lopolith is een lenticulaire array, convex naar beneden gericht.
- Laccolith is een lichaam met een vergelijkbare vorm, waarvan de bolle kant zich bovenaan bevindt, zoals een paddestoelhoed. Mount Ayu-Dag op de Krim is een voorbeeld van gabbroid laccolith.
- Phacolite is een lichaam dat zich in de plooi van de gastrots bevindt.
Inbraakcontactzone
De vorming van plutonische lichamen gaat gepaard met complexe processen van interactie op de grens met de omhullende laag. Langs het contactoppervlak worden zones van endocontact en exocontact gevormd.
Endocontactveranderingen treden op in het opdringerige als gevolg van de penetratie van gastgesteenten in het magma. Als gevolg hiervan ondergaat magma in de buurt van het contact chemische veranderingen (verontreiniging) die de vorming van mineralen beïnvloeden.
De exocontactzone treedt op in het gastgesteente als gevolg van de thermische en chemische effecten van magma en wordt gekenmerkt door actieve processen van metamorfose en metasomatisme. Zo kunnen vluchtige magmacomponenten mineralen in de exocontactzone vervangen door geïntroduceerde verbindingen, waardoor de zogenaamde metasomatische halo's worden gevormd.
Minerale verbindingen uitgevoerd door vluchtige componenten kunnen ook direct in de contactzone kristalliseren. Dit proces speelt een belangrijke rol bij de vorming van bijvoorbeeld mica's, en met de deelname van water, kwarts.
Opdringerig magmatisme en opdringerige rotsen
Gesteenten gevormd als gevolg van diepe magmakristallisatie worden opdringerig of plutonisch genoemd. Effusieve (vulkanische) rotsen worden gevormd wanneer magma uitbarst op het aardoppervlak (of op de oceaanbodem).
Opdringerig en uitbundig magmatisme geeft aanleiding tot reeksen gesteenten die qua minerale samenstelling vergelijkbaar zijn. De classificatie van stollingsgesteenten naar samenstelling is gebaseerd op het geh alte aan silica SiO2. Volgens dit rascriteriumonderverdeeld in ultrabasisch, basisch, medium en zuur. Het silicageh alte in de serie neemt toe van ultramafische (minder dan 45%) gesteenten tot zuur (meer dan 63%). Binnen elke klasse verschillen gesteenten in alkaliteit. De belangrijkste opdringerige rotsen in overeenstemming met deze classificatie vormen de volgende reeks (vulkanische analoog tussen haakjes):
- Ultrabasisch: peridotieten, dunites (picrieten);
- Belangrijkste: gabbroids, pyroxenieten (bas alt);
- Medium: diorieten (andesieten);
- Zuur: granodiorieten, granieten (dacites, rhyolieten).
Plutonische gesteenten verschillen van uitbundige gesteenten door de omstandigheden waarin ze voorkomen en de kristalstructuur van de mineralen waaruit ze bestaan: ze zijn volledig kristallijn (bevatten geen amorfe structuren), hebben een heldere korrel en hebben geen poriën. Hoe dieper de bron van de rotsformatie (intrusies van de afgrond), hoe langzamer de processen van magmakoeling en kristallisatie verliepen, terwijl een grote hoeveelheid vluchtige fase behouden bleef. Dergelijke diepe rotsen worden gekenmerkt door grotere kristallijne korrels.
Interne structuur van opdringerige lichamen
De structuur van plutonische massieven wordt gevormd in de loop van een complex van verschijnselen verenigd onder de algemene naam prototectoniek. Het onderscheidt twee fasen: prototectoniek van de vloeibare en vaste fasen.
In de vloeibare fase worden de primaire gestreepte en lineaire texturen van het resulterende lichaam gelegd. Ze weerspiegelen de stroomrichting van het binnendringende magma en de dynamische omstandigheden voor de oriëntatie van kristalliserende mineralen (bijvoorbeeld de parallelle opstellingmicakristallen, hoornblende, enz.). Texturen worden ook geassocieerd met de locatie van fragmenten van buitenaards gesteente die in de magmakamer vielen - xenolieten - en geïsoleerde minerale ophopingen - schlieren.
Het vastefasestadium van opdringerige evolutie wordt geassocieerd met de afkoeling van het nieuw gevormde gesteente. In het massief ontstaan primaire scheuren, waarvan de plaats en het aantal wordt bepaald door de koelende omgeving en de in de vloeibare fase gevormde structuren. Bovendien ontwikkelen secundaire structuren zich in zo'n magmatische massa als gevolg van fragmentatie van de secties en verplaatsingen langs breuken.
De studie van prototectoniek is belangrijk om de voorwaarden voor de locatie van minerale afzettingen binnen intrusies en in de omringende rotsen te verduidelijken.
Magmatische intrusies en tektoniek
Gesteenten van indringende oorsprong zijn wijdverbreid in verschillende delen van de aardkorst. Sommige manifestaties van opdringerig magmatisme leveren een belangrijke bijdrage aan zowel regionale als mondiale tektonische processen.
Tijdens continentale botsingen tijdens het toenemen van de dikte van de korst, als gevolg van actief granietmagmatisme, worden grote batholieten gevormd, bijvoorbeeld de Gangdis batholiet in de Trans-Himalaya. Ook wordt de vorming van grote batholiet geassocieerd met actieve continentale randen (Andes batholiet). Over het algemeen spelen indringing van silicium magma een belangrijke rol bij het opbouwen van bergen.
Wanneer de korst wordt uitgerekt, vormen zich vaak reeksen parallelle dijken. Dergelijke reeksen worden waargenomen in mid-oceanische ruggen.
Sills zijn een van de karakteristieke vormen van intracontinentale magmatische intrusies. Ze kunnen ook een grote omvang hebben - tot honderden kilometers. Vaak vormt magma, dat tussen lagen sedimentair gesteente doordringt, verschillende lagen dorpels.
Diepe magmatische activiteit en mineralen
Vanwege de eigenaardigheden van kristallisatie in de processen van opdringerig magmatisme, worden ertsmineralen gevormd voor chroom, ijzer, magnesium, nikkel, evenals inheemse platinoïden in ultrabasische gesteenten. In dit geval vormen zware metalen (goud, lood, tin, wolfraam, zink, enz.) oplosbare verbindingen met vluchtige magmacomponenten (bijvoorbeeld water) en concentreren zich in de bovenste regionen van de magmakamer. Dit gebeurt in de vroege fase van kristallisatie. In een later stadium vormt een mobiel pegmatietresidu dat zeldzame aarde en zeldzame elementen bevat aderafzettingen in intrusieve breuken.
De Khibiny op het Kola-schiereiland zijn dus een laccoliet, blootgelegd als gevolg van erosie van de omsluitende laag. Dit lichaam is samengesteld uit nefeliensyenieten, een erts voor aluminium. Een ander voorbeeld zijn de dorpelintrusies van Norilsk die rijk zijn aan koper en nikkel.
Contactzones zijn ook van groot praktisch belang. Afzettingen van goud, zilver, tin en andere waardevolle metalen worden geassocieerd met metasomatische en metamorfe halo's van opdringerige lichamen zoals de Bushveld lopolith in Zuid-Afrika, bekend om zijn goudhoudende halo's.
Dus, gebieden van opdringerigmagmatisme is de belangrijkste bron van veel waardevolle mineralen.
