Реферат: Родоначальные магмы: понятие и характеристика

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

Введение

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 , А1₂ 0₃ , Fe₂ 0₃ , FeO, MgO, CaO, Na₂ 0, K₂ 0, H₂ 0, 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 Н₂ 0 представленные соединениями F, Cl, Р и С0₂ .

Таблица№1

Влияние давления Н20 на плавление породообразующих минералов

Давление H2 O,кбар
Минерал	0	1	2	5	10
1	Температура, "С
Диопсид CaMgSi2 06	1390	1330	1315	1290
Анортит CaAl2 Si2 08	1550	1405	1340	1230	1115
Альбит NaAlSi3 08	1120	905	845	745
Нефелин NaAlSi04	1525	1135	1025	830	675
Санидин KAlSi3 08	____	_____	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 Н₂ 0 и ее давление (Рн₂ о).

Повышение давления Н₂ 0 снижает температуры плавления (табл. 1), а значит, и температуры кристаллизации главных породообразующих минералов (особенно салических). Так, при Рн₂ 0 =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 (K^{l +} , Na¹⁺ , Са² +, Mg² +, Fe²⁺ ), комплексные анионы типа [Si0₄ ]⁴ -, [Si0₃ ]² -, [Si₂ 0₅ ]⁴ -, [Al₂ Si0₇ ]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.

2. Родоначальные магмы

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	А12 0з |	Fe2 03	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.

2.1 Базальтовая магма

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)

Порода	Мп	MgO	СаО	Na2 0	K2 O	Н2 0
ТБ	0,20	6,22	10,47	2,22	0,75	6,15
ОБК	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 , K₂ O и Na₂ O. Так, оливин-базальтовая магма отличается от толеитовой повышенным содержанием щелочей и титана и пониженным содержанием кремнезема.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--