A magmatizmus alatt a magmák kialakulásával, összetételének alakulásával és a Föld felszínére való mozgásával kapcsolatos jelenségek összességét értjük. A magmatizmus az egyik legfontosabb mélyfolyamat a Föld belsejében. A megnyilvánulási forma szerint a magmatizmust intruzívra és effúzívra osztják. A köztük lévő különbség nagymértékben meghatározza a kőzetképződés mechanizmusait.
A magma fogalma
A magma egy magas hőmérsékletű folyékony-szilikát olvadék, amely mély kamrákban, főként a felső köpenyben (asztenoszférában) és részben a földkéreg alsó rétegeiben képződik. A magma kamra kialakulása akkor következik be, ha bizonyos nyomás- és hőmérsékletértékeket kombinálunk. Az ilyen primer magma homogén összetételű, és a következő összetevőket tartalmazza: folyadék (olvadék), amelyben a gáz vagy az illékony fázis (folyadék) feloldódik. Vannak olyanok isszilárd kristályos anyag. Ahogy haladsz a felszín felé, az elsődleges magma az adott körülményektől függően fejlődik.
A magma evolúciója többféle folyamatot foglal magában. Először is különféle megkülönböztetéseket tapasztal:
- szétválasztás, amelyben nem elegyedő folyékony komponensekre válik szét;
- kristályosodási megkülönböztetés. Ez a legfontosabb folyamat bizonyos vegyületek amorf olvadékból a hőmérséklet és nyomás különböző kombinációinál történő kicsapásával (kristályosodásával) kapcsolatos.
Másodszor, a magma megváltoztatja kémiai összetételét a befogadó kőzetekkel való kölcsönhatás következtében. Ezt a jelenséget szennyeződésnek nevezik.
Kristályosodási folyamatok a magmában
Mivel a magma sok anyag mozgékony keveréke, és változó körülmények között van, komponenseinek kristályosodása nagyon összetett folyamat. Általában három fő fázisra oszlik:
- Magas hőmérsékletű korai magmás fázis. Ebben a szakaszban nagy sűrűségű vas- és magnéziumtartalmú ásványok esnek ki a magmából. Leülepednek és felhalmozódnak a magmakamra alsó részein.
- Középhőmérsékletű fő magmás fázis, amelyben a kőzetek fő alkotóelemei keletkeznek, mint például a földpátok, kvarcok, csillámok, piroxének, amfibolok. A kalcium kicsapódik, a szilícium és az alumínium túlnyomó többsége. A kristályosodás ebben a fázisban már helyhiánnyal jár a magmakamrában, így a keletkező ásványok finomabb szemcsések.
- Alacsony hőmérsékletű késő magmás (pegmatit)fázis. Ebben a szakaszban az illékony komponensekben dúsított, mozgékony, úgynevezett pegmatit magmamaradvány a magmakamrában maradt üregeken, repedéseken keresztül terjed, hozzájárulva a befogadó kőzetek átkristályosodásához. A pegmatit vénákat nagyméretű kristályok képződése jellemzi, amelyek egymásba nőhetnek. Ez a szakasz határos és szorosan összefügg az ásványképződés hidrotermális fázisával.
Vulkanizmus és plutonizmus
A magmatizmusnak vannak olyan megnyilvánulási formái, mint a tolakodó és az efuzív. A különbség köztük a magmák fejlődési feltételeiben és megszilárdulásuk helyében rejlik. Az utolsó tényező különösen fontos szerepet játszik.
Az effúziós magmatizmus egy olyan folyamat, amelynek során a magma egy tápcsatornán keresztül eléri a Föld felszínét, felemelkedik a tetejére, vulkánokat képezve és megfagy. A kitört magmát lávának nevezik. A felszínre érve intenzíven elveszíti illékony komponensét. A megszilárdulás is gyorsan megy végbe, egyes lávafajtáknak nincs idejük kikristályosodni és amorf állapotban megszilárdulni (vulkáni üvegek).
A behatoló magmatizmus (plutonizmus) abban különbözik, hogy a magma nem éri el a felszínt. A magma így vagy úgy behatol a befogadó kőzetek feletti horizontjaiba, a mélyben megszilárdul, intruzív (plutonikus) testeket képezve.
A behatolások osztályozása
A befogadó kőzetek kapcsolatát az intruzív magmatizmus termékeivel és az intruzív testek típusaival számos kritérium alapján különböztetjük meg, különösen, mint például:
- Kialakulási mélység. Vannak felszínközeli (szubvulkáni), közepes mélységű (hypabyssal) és mély (abyssal) behatolások.
- A befogadó rockhoz viszonyított elhelyezkedés. E kritérium szerint a beágyazott tömbök mássalhangzókra (konkordáns) és diszharmánsokra (diskordánsokra) oszthatók.
Az intruzív magmatizmus természetét és az intruziók típusait olyan jellemzők szerint is osztályozzák, mint a plutonikus test szerkezetének aránya az érintkezési felülethez (konformális és diszkonformális), a tektonikus mozgásokhoz való viszony, alak, méret a masszívum, és így tovább.
A különböző típusú magmás behatolások azonosításának kritériumai szorosan összefüggenek. Például a befoglaló réteg szerkezetétől, a magmás masszívum mélységétől és kialakulásának mechanizmusától, valamint az intruzív magmatizmus egyéb megnyilvánulásaitól függően a behatolások alakja nagyon eltérő lehet.
Mechanizmusok a magma bejuttatására a kőzettömegbe
A magma két fő módon tud behatolni a befogadó rétegbe: az üledékes réteg rétegződési síkjai mentén vagy a kőzet meglévő repedései mentén.
Az első esetben a magma nyomására a tető rétegei - a vastagság fedő területei - emelkednek, vagy fordítva, a behatoló magma tömegének hatására az alatta lévő rétegek megereszkedik. Így jönnek létre a mássalhangzó-betörések.
Ha a magma felfelé hatol, kitölti és kiterjeszti a repedéseket, áttöri a rétegeket és összeomlik a tetősziklákat, akkor maga is üreget képez, amelyet egy tolakodó test fog elfoglalni. Ily módon nem megfelelő módon előfordulóplutonikus testek.
Beágyazott magmás tömegek alakjai
Attól függően, hogy az intruzív magmatizmus milyen útvonalon halad előre, az intruzív testek formái nagyon változatosak lehetnek. A leggyakoribb nem megfelelő módon előforduló magmás tömegek a következők:
- Dike egy lemezszerű meredeken süllyedő test, amely keresztezi a körülvevő rétegeket. A gátak sokkal hosszabbak, mint a vastagok, és az érintkezési felületek szinte párhuzamosak. A töltések különböző méretűek lehetnek - több tíz métertől több száz kilométer hosszúságig. A töltések alakja lehet kör alakú vagy sugárirányú is, a magmával töltött repedések helyétől függően.
- A véna egy szabálytalan, elágazó formájú kis, szekáns test.
- A szár oszlop alakú test, amelyet függőleges vagy meredeken süllyedő érintkezési felületek jellemeznek.
- A Batholith a behatolások legnagyobb változata. A batolitok több száz vagy akár több ezer kilométer hosszúak is lehetnek.
Az átfedő testek is különféle formákat öltenek. Közöttük gyakran megtalálható:
- A párkány egy ágyazott behatolás, amelynek érintkezési felületei párhuzamosak a fogadóágyakkal.
- A Lopolith egy lencse alakú tömb, konvex lefelé néz.
- A lakkolith egy hasonló alakú test, melynek domború oldala felül helyezkedik el, mint egy gombasapka. A krími Ayu-Dag-hegy a gabbroid lakkolit példája.
- A fakolit egy test, amely a befogadó sziklavályú redőjében található.
Behatolási kapcsolati zóna
A plutonikus testek kialakulását összetett kölcsönhatási folyamatok kísérik a körülvevő réteg határán. Az érintkezési felület mentén endocontact és exocontact zónák képződnek.
Endokontaktus változások következnek be az intruzívumban a befogadó kőzetek magmába való behatolása miatt. Ennek eredményeként az érintkező közelében lévő magma kémiai változásokon (szennyeződésen) megy keresztül, amelyek befolyásolják az ásványok képződését.
Az exokontakt zóna a magma termikus és kémiai hatásai eredményeként jön létre a befogadó kőzetben, és aktív metamorfózis és metaszomatizmus jellemzi. Így az illékony magma komponensek az exokontakt zónában lévő ásványokat bejuttatott vegyületekkel helyettesíthetik, úgynevezett metaszomatikus fényudvarokat képezve.
Az illékony komponensek által létrehozott ásványi vegyületek közvetlenül az érintkezési zónában is kristályosodhatnak. Ez a folyamat jelentős szerepet játszik például a csillám, illetve a víz részvételével a kvarc képződésében.
Tolakodó magmatizmus és tolakodó sziklák
A mély magmakristályosodás eredményeként keletkezett kőzeteket intruzívnak vagy plutonikusnak nevezzük. Effúzív (vulkáni) kőzetek keletkeznek, amikor a magma kitör a Föld felszínén (vagy az óceán fenekén).
Az intruzív és effúziós magmatizmus ásványi összetételben hasonló kőzetek sorozatát eredményezi. A magmás kőzetek összetétel szerinti osztályozása a szilícium-dioxid SiO2 tartalom alapján történik. E fajtakritérium szerintultrabázikusra, bázikusra, közepesre és savasra osztva. A sorozat szilícium-dioxid-tartalma az ultramafikus (kevesebb, mint 45%) kőzetekről savas (több mint 63%) kőzetekre nő. Az egyes osztályokon belül a kőzetek lúgossága különbözik. A fő intruzív kőzetek ezen osztályozás szerint a következő sorozatot alkotják (zárójelben a vulkáni analóg):
- Ultrabasic: peridotites, dunites (picrites);
- Fő: gabroidok, piroxenitek (baz altok);
- Közepes: dioritok (andezitek);
- Savas: granodioritok, gránitok (dácitok, riolitok).
A plutonikus kőzetek az effúziós kőzetektől az előfordulási körülményeik és az őket alkotó ásványok kristályszerkezete alapján különböznek: teljesen kristályosak (nem tartalmaznak amorf szerkezeteket), tiszta szemcsék és pórusmentesek. Minél mélyebb a kőzetképződés forrása (mélységi behatolás), annál lassabban mentek végbe a magma hűtési és kristályosodási folyamatai, miközben nagy mennyiségű illékony fázist tartottak fenn. Az ilyen mély kőzeteket nagyobb kristályos szemcsék jellemzik.
A behatoló testek belső szerkezete
A plutonikus tömegek szerkezete a prototektonika általános néven egyesített jelenségegyüttes során alakul ki. Két szakaszt különböztet meg: a folyékony és a szilárd fázis prototektonikáját.
A folyékony fázisban a kapott test elsődleges csíkos és lineáris textúráját lefektetik. Ezek tükrözik a behatoló magma áramlási irányát és a kristályosodó ásványok orientációjának dinamikus feltételeit (például a párhuzamos elrendeződést).csillámkristályok, hornblende stb.). A textúrák a magmakamrába esett idegen kőzettöredékek - xenolitok - és az izolált ásványi felhalmozódások - schlieren - elhelyezkedéséhez is kapcsolódnak.
A behatoló evolúció szilárd fázisú szakasza az újonnan képződött kőzet lehűlésével jár. A masszívumban elsődleges repedések jelennek meg, amelyek helyét és számát a hűtési környezet és a folyadékfázisban kialakult szerkezetek határozzák meg. Ezenkívül egy ilyen magmás tömegben másodlagos szerkezetek alakulnak ki a szakaszok töredezettsége és a szakadások mentén történő elmozdulása miatt.
A prototektonika tanulmányozása fontos az ásványlelőhelyek intruziókon belüli és a környező kőzetekben való elhelyezkedésének feltételeinek tisztázása érdekében.
Magmatikus behatolások és tektonika
A tolakodó eredetű kőzetek a földkéreg különböző területein elterjedtek. Az intruzív magmatizmus egyes megnyilvánulásai jelentős mértékben hozzájárulnak mind a regionális, mind a globális tektonikai folyamatokhoz.
A földkéreg vastagságának növelése során bekövetkező kontinentális ütközések során az aktív gránitmagmatizmus következtében nagyméretű batolitok keletkeznek, például a Himaláján túli Gangdis batolit. Ezenkívül a nagy batolitok kialakulása aktív kontinentális peremekhez kapcsolódik (andoki batolit). Általában véve a kovasav magma behatolása fontos szerepet játszik a hegyépítési folyamatokban.
A kéreg megfeszítésekor gyakran párhuzamos töltések sorozata képződik. Ilyen sorozatok figyelhetők meg az óceán középső hátain.
A küszöbök az intrakontinentális magmás behatolások egyik jellegzetes formája. Nagy kiterjedésük is lehet - akár több száz kilométerre is. Az üledékes kőzetek rétegei közé behatoló magma gyakran több küszöbréteget képez.
Mély magmás tevékenység és ásványok
Az intruzív magmatizmus folyamataiban a kristályosodás sajátosságai miatt az ultrabázikus kőzetekben érces ásványok képződnek krómhoz, vashoz, magnéziumhoz, nikkelhez, valamint natív platinoidokhoz. Ebben az esetben a nehézfémek (arany, ólom, ón, volfrám, cink stb.) az illékony magmakomponensekkel (például vízzel) oldható vegyületeket képeznek, és a magmakamra felső részeiben koncentrálódnak. Ez a kristályosodás korai fázisában következik be. Egy későbbi szakaszban a ritkaföldfémeket és ritka elemeket tartalmazó mobil pegmatitmaradvány vénás lerakódásokat képez az intruzív törésekben.
Így a Kóla-félszigeten található Khibiny lakkolit, amely a körülvevő réteg eróziója következtében került felszínre. Ez a test nefelin szienitekből áll, amelyek az alumínium ércei. Egy másik példa a norilski rézben és nikkelben gazdag küszöbbetörések.
A kontaktzónák gyakorlati szempontból is nagy érdeklődésre tartanak számot. Az arany, ezüst, ón és más értékes fémek lerakódásai az intruzív testek metaszomatikus és metamorf glóriáihoz kapcsolódnak, például a dél-afrikai Bushveld-lopolithoz, amely aranytartalmú glóriáiról ismert.
Így a tolakodó területeka magmatizmus számos értékes ásvány legfontosabb forrása.
