Магматические процессы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Магматические процессы

Магматические процессы

Магматическими процессами называются все процессы, с которыми связано образование магмы и магматических пород, а также явления, обусловленные деятельностью магмы. В процессе геологического развития Земли в отдельных ее участках возникают магматические очаги, выполненные силикатным расплавом, магмой, сложного состава с большим количеством летучих соединений (газов-минерализаторов), разных металлов, углекислоты, фтористого и хлористого водорода, паров воды и т.д. Считается, что химические элементы находятся в магме в виде комплексных анионов [AlSi?O8] и свободных катионов металлов К+, Са?+ и др.

Магма поднимается по разломам к земной коре и застывает здесь (кристаллизуется) на глубинах нескольких километров или даже может вырываться на поверхность в виде лавы через вулканы. При остывании расплава из него образуются разные минералы, но при кристаллизации магмы на глубине (интрузивный процесс) большую роль играют существующие в недрах Земли высокие температура и давление. В этом случае затруднено выделение из магмы содержащихся в ней летучих газов-минерализаторов и часть их входит в состав образующихся из магмы минералов. Принято считать, что температура кристаллизации в глубинных условиях составляет 900 - 700?С. Продолжительность остывания интрузивных тел в недрах Земли, вследствие затруднительности теплообмена магматического расплава с вмещающими породами, может составлять от десятков тысяч лет (для небольших тел) до десятков миллионов лет (для крупных тел размером в десятки километров.

При излиянии магмы в виде лавы на поверхность Земли температура лав колеблется в пределах 1000 - 1200?С и изредка достигает 1350?С. Содержащиеся в лаве летучие соединения вызывают взрывы, уходят в атмосферу и лишь в незначительной степени входят в состав возникающих при этом минералов.

В магматическую стадию образуются самые разнообразные минералы, из которых самыми характерными для этой стадии и главными минералами (они составляют 84% в составе изверженных пород) являются силикаты - соли с различными кремнекислородными радикалами. Из других минералов преобладает кварц, являющийся окислом кремния. Уже здесь, помимо кристаллизации из расплава, начинают играть роль процессы минералообразования при участии парообразных и газообразных соединений элементов, получающие самостоятельное развитие в последующую пневматолитовую и гидротермальную стадии минералообразования.

По химическому составу и окраске магматогенных минералов среди них различают цветные и темные минералы, содержащие много железа и магния, и светлые, в которых много кремнезема и алюминия.

К первым относятся: хромит, магнетит, оливин, авгит, роговая обманка, биотит и др.; к светлым - полевые шпаты, лабрадор, мусковит, нефелин, кварц, апатит, алмаз и др. Кроме этого выделяются различные второстепенные (акцессорные) минералы, составляющие не больше 5% от общего объема породы. Из самородных элементов в изверженных породах редко встречаются золото, графит и чаще (в основных породах) - платина.

Минералы выделяются из магмы в виде двух рядов реакций в следующей последовательности: в одном ряду раньше всех - апатит, магнетит, циркон и т.д., затем оливин, пироксены, амфиболы и т.д., в другом ряду - плагиоклазы, калиевые полевые шпаты, щелочные пироксены и т.д. и последним в обоих рядах - кварц. Калиевые полевые шпаты, кварц, слюды - это конечные продукты кристаллизации магмы и они образуют эвтектическую смесь. Эвтектический расплав кристаллизуется при температурах более низких, чем отдельные его компоненты. Сочетания компонентов из двух рядов могут кристаллизовываться параллельно (оливин и пироксены с основными плагиоклазами и т.п.).

Как уже отмечалось выше, среди магматогенных минералов главная роль принадлежит силикатам. Это полевые шпаты, оливин, пироксены, амфиболы, слюды (биотит, мусковит), нефелин и другие вещества.

Гидротермальные процессы

Гидротермальные процессы -- эндогенные геологические процессы образования и преобразования минералов и руд, происходящие в земной коре на средних и малых глубинах с участием горячих водных растворов при высоких давлениях. В результате гидротермальных процессов происходит формирование гидротермальных жил и рудных месторождений. Так, большинство полиметаллических, золоторудных, урановых и хрусталеносных промышленно значимых месторождений имеют гидротермальное происхождение. Пустоты ("занорыши"), обычные для многих гидротермальных жил, являются одним из основных источников получения высококачественных коллекционных кристаллов друз, пользующихся со временем всё более широким спросом на мировом рынке.

Движение земной коры (складчатые)

Движения тектонические складчатые -- вызывающие смятие слоев земной коры в складки. Термин предложен Тетяевым (1934). Под движениями тектоническими складчатыми в первую очередь понимают движения, образующие складчатость, характерную для геосинклинальных обл. и приуроченную к сравнительно узким зонам земной коры.Движения тектонические складчатыеинтенсивны и необратимы. Относительно их продолжительности существует несколько точек зрения. Одни исследователи подчеркивали, что складкообразование -- медленный и длительный процесс, продолжающийся в течение целых геол. эпох и периодов (Bertrand, 1892; Baitling, 1927; Шатский, 1937, 1951). Другие (Штилле, 1964; Белоусов, 1954) считают, что движения тектонические складчатые в геосинклиналях проявляются прерывисто в виде фаз длительностью в сотни тысяч лет. Наконец, третьи (Хаин, 1963, и др.) полагают, что постоянный и медленный ход образования складок прерывается сравнительно короткими фазами интенсивного складкообразования.

Направление сил, вызывающих появление полной складчатости, также неясно. Долгое время считали, что она образуется только вследствие тангенциального сжатия. Затем появилась концепция примата вертикальных движений, которые определяют основные черты развития геосинклинальных складчатых регионов.

Одним из важных, но производных элементов представлялось образование складок. Сторонники этого направления (Хаарман, ванБеммелен, Белоусов) пытались объяснить механизм трансформации вертикальных напряжений в горизонтальные (тангенциальные), наличие которых подтверждается наблюдениями.

Однако эти объяснения представляются многим геологам применимыми только в частных случаях. В настоящее время наряду с развитием данной точки зрения начинает вновь завоевывать позиции признание существенной и самостоятельной роли тангенциальных напряжений и движений при образовании складчатости (Кропоткин, 1967; Пейве, 1967 и др.).

Платформенная, т. н. “прерывистая” (по Белоусову, 1948), частью также “промежуточная” складчатость субплатформенных участков или наиболее поздних образований складчатых регионов (межгорных впадин, передовых прогибов и т.п.) существенно образована вертикальными движениями, хотя иногда и здесь проявляются тангенциальные напряжения. Термин.

Движения тектонические складчатые в значительной степени соответствует термину “движения орогенические” западноевропейских и американских геологов.

Элементы речной долины, террасы

Долина (речная) -- отрицательная, линейно вытянутая форма рельефа с однообразным падением. Образуется обычно в результате эрозионной деятельности текучей воды. Речная вода, смывая берега и подошву, образует речную долину.

Зачаточными формами речных долин являются промоины, балки, овраги, создаваемые непостоянными (периодическими) водотоками.

Долины обычно образуют целые системы; одна долина открывается в другую, эта, в свою очередь, в третью и т. д., пока их сливающиеся водотоки одним общим руслом не впадут в какой-либо водоём.

Гидрологами, геологами и геоморфологами выделяются следующие основные элементы долины :

- склоны -- участки земной поверхности, ограничивающие долину с боков

- дно или ложе (иногда именуется днище[источник не указан 327 дней]) -- самая низкая и относительно ровная часть долины, заключенная между подошвами склонов.

- подошва склонов -- линия сопряжения склонов с дном долины

- бровка -- место сопряжения склонов долины с поверхностью прилегающей местности

- террасы -- относительно горизонтальные площадки, располагающиеся на различной высоте над современным дном долины.

У молодых долин дно бывает неразвито, а склоны подходят к самой реке, являясь одновременно берегами текущей в ней реки.

Склоны долины могут быть высокими или низкими, крутыми или пологими. По крутизне оба склона долины бывают одинаковыми либо различными (асимметричными). У асимметричных долин Северного полушария более крутым чаще бывает правый, а в Южном полушарии -- левый склон.

Различаются горные и равнинные долины. Для первых характерна значительная глубина при относительно небольшой ширине и неравномерное падение продольного профиля. Вторые, как правило, широки, имеют незначительную глубину и крутизну склонов, небольшие уклоны и т. п.

В своём верховье долина чаще всего начинается водосборной воронкой или ледниковым цирком. Реже встречаются долины с открытыми верховьями. Устьевая (нижняя) часть долины часто сопровождается дельтой или конусом выноса, либо представляет залив водоёма, в который впадает река, в виде губы или эстуария.

Речные долины представляют собой очень сложную, разветвленную и в то же время связанную между собой единую систему ландшафтов. Они четко обособлены в физико-географическом отношении и резко контрастируют по своей морфологии с окружающими материковыми ландшафтами. Постоянно меняющий направление, блуждающий речной поток приводит к большой изменчивости долинного ландшафта, к его непрерывной и глубокой перестройке. Речные долины постоянно омолаживаются, в них всегда можно наблюдать как самые начальные стадии формирования рельефа и развития биогеоценозов, так и более поздние. Специфичны для речных долин и не имеют аналогов среди зональных типов ландшафтов гидрологические особенности: весенне-летние половодья, дождевые и ветровые паводки. Единство речных долин проявляется в большой синхронности разливов на всем продольном профиле долины. Поймы равнинных рек служат хорошими сенокосными угодьями; в безопасных от эрозии местах распахиваются, террасы также используются под посев всевозможных сельскохозяйственных культур, часто служат местом расположения населённых пунктов (особенно в горных странах); склоны долин нередко бывают покрыты лесом.

Долина, кроме флювиальной, то есть сформированной действием текучей воды, также может быть тектонической, если её появление связано с геологическим строением рельефа. К таковым относятся Алайская долина в Средней Азии и Калифорнийская долина в Северной Америке.

Речныметеррамсы -- горизонтальные или слегка наклонённые по течению площадки в долинах рек. Террасы обычно сложены аллювием и находятся на уровне древних пойм.

Как правило, террасы возникают при опускании базиса эрозии и образования рекой нового профиля равновесия: русло опускается, прорезая пойму, которая становится террасой. Изредка террасы возникают при перекосах земной поверхности, вызванных тектоническими движениями, а также вследствие климатических изменений.

В зависимости от геологического строения выделяют следующие террасы:

-эрозионные (аллювий, слагающий террасу, имеет небольшую мощность);

- цокольные (аллювия много, и коренные породы обнажаются только в ниж-ней части бортов долины);

-аккумулятивные (река прорезает только древний аллювий).

Террасы бывают продольные, поперечные и коренные.

Аллювий, аллювиальные отложения, речные отложения (лат.Alluvio -- нанос, намыв) -- отложения, формируемые, перемещаемые и откладываемые постоянными и временными водотоками в речных долинах.

Аллювий слагает речное ложе, поймы и террасы речных долин. Также он играет важную роль в строении большинства континентальных осадочных формаций.

Речные отложения образуются и перемещаются:

- во время половодья или паводков, когда река выходит из берегов, и глина, или мелкий песок осаждаются по всей поверхности поймы;

- при миграции речных меандров и образовании отложений вслед за перемещающейся прирусловой отмелью излучины по её внутреннему берегу.

Состав и строение аллювия существенно изменяются в зависимости от размера и водного режима водотока, рельефа водосбора и слагающих его горных пород.

В аллювии равнинных рек закономерно сочетаются:

- русловой аллювий, отлагающийся в смещающемся русле потока (косослоистые пески и гравий);

- пойменный аллювий, накапливающийся поверх руслового во время половодий (главным образом супеси и суглинки);

-старичный аллювий, осаждающийся в старицах (главным образом -- богатые органическим веществом супеси и суглинки).

Аллювий горных рек представляет собой валуны и гальку.

Ручьи, текущие по оврагам и балкам, отлагают плохо сортированный аллювий, в котором трудно разграничить русловой, пойменный и другие виды аллювия.

Перемещение аллювия играют главенствующую роль в русловых процессах.

В древних осадочных толщах аллювий обычно сцементирован и сложен твёрдыми обломочными породами -- конгломератами, песчаниками, аргиллитами и другими. С русловым аллювием связаны россыпи золота, платины и других полезных минералов, а также месторождения строительных песков и гравия.

Иногда аллювием называют все новейшие континентальные отложения, образовавшиеся в послеледниковое время (голоцен).

Оксиды и гидроксиды

К этому классу относятся минералы, представляющие собой соединения различных элементов с кислородом, а в гидроксидах присутствует также и вода. По количеству входящих в него минералов он стоит на одном из первых мест, на его долю приходится около 17% массы всей земной коры (из них на долю оксидов кремния - около 12,5 % и оксидов железа - 3,9%). Минералы этого класса образуются как в эндогенных, так и в экзогенных условиях.

Гематит (красный железняк) -- Fe?0?.

Физические свойства. Блеск металлический, металловидный или гематит матовый. Твердый, некоторые разности имеют среднюю твердость или являются мягкими. Цвет вишнево-красный, темный стально-серый, железно-черный. Черта вишнево-красная. Спайность отсутствует. Натёчный, зернистый, плотный, землистый, листоватый, чешуйчатый, оолитовый; кроме того, отдельные кристаллы и вкрапления. Сингония тригональная.

Отличительные признаки. У гематита наблюдается вишнево-красный, темный стально-серый, железно-черный цвет. Черта всегда, независимо от цвета, вишнево-красная.

Разновидности.1. Железный блеск -- крупнокристаллическая разность; цвет черный, темный стально-серый. 2. Железная слюдка -- листоватый, чешуйчатый гематит; хорошо выражена отдельность в одном направлении; цвет темный стально-серый, черный. 3. Мартит -- псевдоморфозы (ложные формы) по магнетиту; кристаллы, имеющие форму октаэдров, ромбических додекаэдров; цвет черный. 4. Красная охра (железная охра) -- землистый, порошковатый гематит красного цвета; мягкая. 5. Железная сметана -- чешуйчатый гематит; жирный на ощупь, мягкий, маркий; цвет вишнево-красный. 6. Железная роза -- сростки пластинок, напоминающие розу. 7. Красная стеклянная голова-- натёчный гематит, радиально-лучистого строения. Цвет черный с красноватым оттенком. Поверхность блестящая.

Лимонит (бурый железняк) - Fe?O?nH?O.

Физические свойства. Матовый или имеет металловидный, шелковистый, смоляной блеск. Твердость непостоянная: встречаются разности мягкие, средней твердости и твердые. Цвет бурый, охряно-желтый, черный. Черта ржаво-бурая, охряно-желтая. Спайность отсутствует. Сплошной, плотный, натечный; конкреции, жеоды, оолиты, получившие название бобовой и болотной руды; иногда землистый (дерновые руды), порошковатый; кроме того несцементированные оолиты. Аморфный; иногда встречаются кристаллы в виде кубов, пентагональных додекаэдров - результат химического выветривания пирита (псевдоморфозы по пириту) или ложные формы по сидериту и органическим остаткам.

Отличительные признаки. Цвет у лимонита ржаво-бурый, охряно-желтый, черный; черта ржаво-бурая, охряно-желтая. Бурый железняк по внешним признакам имеет много общего с бокситом. Отличается по цвету (цвет у боксита кирпично-красный, буро-красный, розовый), черте (черта у боксита бледнее) и плотности (боксит легче бурого железняка).

Химические свойства. Легко растворяется в соляной кислоте.

Разновидности. 1. Бурая стеклянная голова - натечные формы с гладкой блестящей поверхностью. 2. Желтая охра (железная охра) - землистый, порошковатый лимонит охряно-желтого цвета. Мягкая.

Происхождение. Лимонит образуется в результате химического выветривания железосодержащих минералов: сидерита пирита, халькопирита, гематита, магнетита и др.

Магнетит (магнитный железняк) -- Fе?04.

Физические свойства. Блеск металлический, металловидный или магнетит матовый. Твердый или средней твердости. Цвет железно-черный. Черта черная.

Магнитный. Кусок магнитного железняка, добытого на горе Высокой, уже более века силой магнитного притяжения держит 50-килограммовую гирю. Спайность отсутствует. Сплошные зернистые, плотные или рыхлые (магнетитовый песок) массы, отдельные кристаллы (октаэдры, ромбические додекаэдры), двойники; вкрапления; россыпи. Сингония кубическая. Кристаллы вросшие или наросшие.

Отличительные признаки. Магнетит легко узнается по постоянному железно-черному цвету, по черной черте и по магнитности. Похож на хромистый железняк. Отличие -- черта у хромистого железняка бурая; кроме того, магнитный железняк обладает магнитностью.

Химические свойства. Порошок растворяется в соляной кислоте при нагревании.

Разновидность. Титаномагнетит, содержит Ti02.

магма очаг минерал преобразование

Источники

1. Интернет - ресурс: Институт основ общей геологии, geologus.ru

2. Интернет - ресурс: Википедия свободная энциклопедия,Wikipedia.org

3. Интернет - ресурс: Академик, dic.academic.ru

Размещено на Allbest.ru