stringtranslate.com

Магматическая порода

Геологические провинции мира ( USGS )

Магматическая порода ( магматическая от лат. igneus  «огненный»), или магматическая порода , является одним из трех основных типов горных пород , остальные — осадочные и метаморфические . Магматические породы образуются в результате охлаждения и затвердевания магмы или лавы .

Магма может быть получена из частичного расплавления существующих пород либо в мантии планеты , либо в коре . Обычно плавление вызвано одним или несколькими из трех процессов: повышением температуры, понижением давления или изменением состава. Затвердевание в породу происходит либо под поверхностью в виде интрузивных пород , либо на поверхности в виде экструзивных пород. Магматические породы могут образовываться с кристаллизацией, образуя зернистые, кристаллические породы, или без кристаллизации, образуя естественные стекла .

Магматические породы встречаются в самых разных геологических условиях: на щитах, платформах, орогенах, впадинах, крупных магматических провинциях, в протяженной земной коре и океанической коре.

Вулканические извержения лавы являются основными источниками магматических пород. ( Вулкан Майон на Филиппинах, извергавшийся в 2009 году)
Естественные колонны магматических пород, отделенные друг от друга столбчатыми швами , на Мадейре

Геологическое значение

Магматические и метаморфические породы составляют 90–95% верхних 16 километров (9,9 миль) земной коры по объему. [1] Магматические породы образуют около 15% современной поверхности суши Земли. [примечание 1] Большая часть океанической коры Земли состоит из магматических пород.

Магматические породы также имеют геологическое значение, поскольку:

Геологическая обстановка

Формирование магматических пород

Магматические породы могут быть интрузивными ( плутоническими и гипабиссальными) или экструзивными ( вулканическими ).

Навязчивый

Основные типы вторжений:
  1. Лакколит
  2. Маленькая дамба
  3. Батолит
  4. Дайк
  5. Подоконник
  6. Вулканический некк , трубка
  7. Лополит

Интрузивные магматические породы составляют большинство магматических пород и образуются из магмы, которая остывает и затвердевает в коре планеты. Тела интрузивных пород известны как интрузии и окружены уже существующей породой (называемой вмещающей породой ). Вмещающая порода является отличным теплоизолятором , поэтому магма остывает медленно, а интрузивные породы являются крупнозернистыми ( фанеритовыми ). Минеральные зерна в таких породах обычно можно определить невооруженным глазом. Интрузии можно классифицировать в соответствии с формой и размером интрузивного тела и его отношением к залеганию вмещающей породы, в которую оно внедряется. Типичные интрузивные тела — батолиты , штоки , лакколиты , силлы и дайки . Обычные интрузивные породы — гранит , габбро или диорит .

Центральные ядра крупных горных хребтов состоят из интрузивных магматических пород. При обнажении эрозией эти ядра (называемые батолитами ) могут занимать огромные площади поверхности Земли.

Интрузивные магматические породы, которые образуются на глубине внутри земной коры, называются плутоническими (или абиссальными ) породами и обычно являются крупнозернистыми. Интрузивные магматические породы, которые образуются вблизи поверхности, называются субвулканическими или гипабиссальными породами и обычно они гораздо более мелкозернистые, часто напоминают вулканические породы. [8] Гипабиссальные породы встречаются реже, чем плутонические или вулканические породы, и часто образуют дайки, силлы, лакколиты, лополиты или факолиты .

Экструзионный

Излившаяся магматическая порода состоит из лавы, выбрасываемой вулканами.
Образец базальта (излившейся магматической породы), найденный в Массачусетсе

Излившаяся магматическая порода, также известная как вулканическая порода, образуется при охлаждении расплавленной магмы на поверхности земли. Магма, которая выносится на поверхность через трещины или вулканические извержения , быстро затвердевает. Поэтому такие породы мелкозернистые ( афанитовые ) или даже стекловидные. Базальт является наиболее распространенной излившейся магматической породой [9] и образует потоки лавы, лавовые пласты и лавовые плато. Некоторые виды базальта затвердевают, образуя длинные многоугольные колонны . Примером является Дорога гигантов в Антриме, Северная Ирландия.

Расплавленная порода, которая обычно содержит взвешенные кристаллы и растворенные газы, называется магмой . [10] Она поднимается, потому что она менее плотная, чем порода, из которой она была извлечена. [11] Когда магма достигает поверхности, она называется лавой . [12] Извержения вулканов в воздух называются субаэральными , тогда как те, которые происходят под океаном, называются подводными . Черные курильщики и базальт срединно-океанического хребта являются примерами подводной вулканической активности. [13]

Объем извергаемой ежегодно вулканами породы меняется в зависимости от тектонической обстановки плит. Извергаемая порода образуется в следующих пропорциях: [14]

Поведение лавы зависит от ее вязкости , которая определяется температурой, составом и содержанием кристаллов. Высокотемпературная магма, большая часть которой имеет базальтовый состав, ведет себя подобно густой нефти и, по мере охлаждения, патоке . Обычны длинные тонкие базальтовые потоки с поверхностями пахоэхоэ . Магма промежуточного состава, такая как андезит , имеет тенденцию образовывать шлаковые конусы из перемешанного пепла , туфа и лавы и может иметь вязкость, подобную густой холодной патоке или даже резине при извержении. Кислая магма, такая как риолит , обычно извергается при низкой температуре и до 10 000 раз вязче базальта. Вулканы с риолитовой магмой обычно извергаются взрывообразно, а потоки риолитовой лавы обычно имеют ограниченную протяженность и крутые края, поскольку магма очень вязкая. [15]

Фельзитовые и промежуточные магмы, которые извергаются, часто делают это бурно, со взрывами, вызванными высвобождением растворенных газов — обычно водяного пара, но также и углекислого газа . Взрывчато извергаемый пирокластический материал называется тефрой и включает туф , агломерат и игнимбрит . Мелкий вулканический пепел также извергается и образует отложения пеплового туфа, которые часто могут покрывать обширные площади. [16]

Поскольку вулканические породы в основном мелкозернистые или стекловидные, гораздо сложнее различать различные типы экструзивных магматических пород, чем различные типы интрузивных магматических пород. Как правило, минеральные компоненты мелкозернистых экструзивных магматических пород можно определить только путем изучения тонких срезов породы под микроскопом , поэтому в полевых условиях обычно можно сделать только приблизительную классификацию . Хотя классификация по минеральному составу является предпочтительной для IUGS , это часто непрактично, и вместо этого проводится химическая классификация с использованием классификации TAS . [17]

Классификация

Крупный план гранита (интрузивной магматической породы), обнаженного в Ченнаи , Индия.

Магматические породы классифицируются по способу залегания, текстуре, минералогии, химическому составу и геометрии магматического тела.

Классификация многих типов магматических пород может предоставить важную информацию об условиях, при которых они образовались. Две важные переменные, используемые для классификации магматических пород, — это размер частиц, который в значительной степени зависит от истории охлаждения, и минеральный состав породы. Полевые шпаты , кварц или фельдшпатоиды , оливины , пироксены , амфиболы и слюды — все это важные минералы в образовании почти всех магматических пород, и они являются основными для классификации этих пород. Все другие присутствующие минералы считаются несущественными почти во всех магматических породах и называются акцессорными минералами . Типы магматических пород с другими существенными минералами очень редки, но включают карбонатиты , которые содержат существенные карбонаты . [17]

В упрощенной классификации по составу магматические породы подразделяются на фельзитовые и мафические на основе обилия силикатных минералов в серии Боуэна. Породы, в которых преобладают кварц, плагиоклаз, щелочной полевой шпат и мусковит, являются фельзитовыми. Мафические породы в основном состоят из биотита, роговой обманки, пироксена и оливина. Как правило, фельзитовые породы имеют светлый цвет, а мафические породы — более темный. [18]

Для структурной классификации магматические породы, кристаллы которых достаточно велики, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом, называются фанеритовыми ; те, кристаллы которых слишком малы, чтобы их можно было увидеть, называются афанитовыми . Вообще говоря, фанеритовые породы имеют интрузивное или плутоническое происхождение, что указывает на медленное остывание; афанитовые породы являются экструзивными или вулканическими, что указывает на быстрое остывание. [18]

Магматическая порода с более крупными, четко различимыми кристаллами, заключенными в более мелкозернистой матрице, называется порфиром . Порфировая текстура развивается, когда более крупные кристаллы, называемые фенокристаллами, вырастают до значительных размеров, прежде чем основная масса магмы кристаллизуется в виде более мелкозернистого, однородного материала, называемого основной массой. Размер зерна в магматических породах является результатом времени охлаждения, поэтому порфировые породы образуются, когда магма проходит две различные фазы охлаждения. [18]

Магматические породы классифицируются на основе текстуры и состава. Текстура относится к размеру, форме и расположению минеральных зерен или кристаллов, из которых состоит порода. [ необходима цитата ]

Текстура

Образец габбро с фанеритовой текстурой из каньона Рок-Крик, восточная часть Сьерра-Невады , Калифорния.

Текстура является важным критерием для наименования вулканических пород. Текстура вулканических пород, включая размер, форму, ориентацию и распределение минеральных зерен и межзерновые отношения, определит, будет ли порода называться туфом , пирокластической лавой или простой лавой . Однако текстура является лишь подчиненной частью классификации вулканических пород, поскольку чаще всего требуется химическая информация, полученная из пород с чрезвычайно мелкозернистой основной массой или из туфов, выпавших из воздуха, которые могут быть образованы из вулканического пепла. [ необходима цитата ]

Текстурные критерии менее критичны при классификации интрузивных пород, где большинство минералов будет видно невооруженным глазом или, по крайней мере, с помощью лупы, увеличительного стекла или микроскопа. Плутонические породы также имеют тенденцию быть менее текстурно разнообразными и менее склонными к проявлению отличительных структурных тканей. Текстурные термины могут использоваться для дифференциации различных интрузивных фаз крупных плутонов, например, порфировых окраин с крупными интрузивными телами, порфировыми штоками и субвулканическими дайками . Минералогическая классификация чаще всего используется для классификации плутонических пород. Химические классификации предпочтительны для классификации вулканических пород, с видами вкрапленников, используемыми в качестве префикса, например, «пикрит, содержащий оливин» или «риолит ортоклаз-фировый». [ необходима цитата ]

Минералогическая классификация

Базовая схема классификации магматических пород на основе их минерального состава. Если известны приблизительные объемные доли минералов в породе, название породы и содержание кремнезема можно прочитать по диаграмме. Это не точный метод, поскольку классификация магматических пород зависит также от других компонентов, но в большинстве случаев это хорошее первое предположение.

IUGS рекомендует классифицировать магматические породы по их минеральному составу, когда это возможно. Это просто для крупнозернистых интрузивных магматических пород, но может потребовать изучения тонких срезов под микроскопом для мелкозернистых вулканических пород и может быть невозможно для стекловидных вулканических пород. Затем порода должна быть классифицирована химически. [ 19]

Минералогическая классификация интрузивной породы начинается с определения того, является ли порода ультрамафической, карбонатитовой или лампрофировой . Ультрамафическая порода содержит более 90% минералов, богатых железом и магнием, таких как роговая обманка, пироксен или оливин, и такие породы имеют свою собственную схему классификации. Аналогично, породы, содержащие более 50% карбонатных минералов, классифицируются как карбонатиты, в то время как лампрофиры являются редкими ультракалиевыми породами. Обе далее классифицируются на основе детальной минералогии. [20]

В подавляющем большинстве случаев порода имеет более типичный минеральный состав со значительным содержанием кварца, полевых шпатов или фельдшпатоидов. Классификация основана на процентном содержании кварца, щелочного полевого шпата, плагиоклаза и фельдшпатоида от общей доли породы, состоящей из этих минералов, игнорируя все другие присутствующие минералы. Эти процентные значения помещают породу где-то на диаграмме QAPF , которая часто сразу определяет тип породы. В некоторых случаях, таких как поле диоритов-габбро-анортитов, для определения окончательной классификации необходимо применять дополнительные минералогические критерии. [20]

Если минералогия вулканической породы может быть определена, она классифицируется с использованием той же процедуры, но с модифицированной диаграммой QAPF, поля которой соответствуют типам вулканических пород. [20]


Химическая классификация и петрология

Схема классификации общего содержания щелочей и кремния (TAS), предложенная в работе Ле Мэтра 2002 года «Магматические породы – классификация и словарь терминов» [21]. Синяя область примерно соответствует расположению щелочных пород; желтая область соответствует расположению субщелочных пород.

Если классифицировать вулканическую породу по минералогическому составу нецелесообразно, ее необходимо классифицировать по химическому составу.

Существует относительно немного минералов, которые важны для формирования обычных магматических пород, потому что магма, из которой кристаллизуются минералы, богата только определенными элементами: кремнием , кислородом , алюминием, натрием , калием , кальцием , железом и магнием . Это элементы, которые объединяются, образуя силикатные минералы , которые составляют более девяноста процентов всех магматических пород. Химия магматических пород выражается по-разному для основных и второстепенных элементов и для микроэлементов. Содержание основных и второстепенных элементов традиционно выражается в виде весовых процентов оксидов (например, 51% SiO 2 и 1,50% TiO 2 ). Содержание микроэлементов традиционно выражается в частях на миллион по весу (например, 420 ppm Ni и 5,1 ppm Sm). Термин «следовой элемент» обычно используется для элементов, присутствующих в большинстве пород в концентрациях менее 100 ppm или около того, но некоторые следовые элементы могут присутствовать в некоторых породах в концентрациях, превышающих 1000 ppm. Разнообразие составов пород было определено огромным массивом аналитических данных — более 230 000 анализов пород доступны в Интернете через сайт, спонсируемый Национальным научным фондом США (см. Внешнюю ссылку на EarthChem). [ необходима цитата ]

Самым важным компонентом является кремний, SiO 2 , встречающийся как в виде кварца, так и в сочетании с другими оксидами, такими как полевые шпаты или другие минералы. Как интрузивные, так и вулканические породы химически группируются по общему содержанию кремния в широкие категории.

Эта классификация обобщена в следующей таблице:

Процент оксидов щелочных металлов ( Na2O плюс K2O ) уступает только кремнию по своей важности для химической классификации вулканических пород. Проценты кремния и оксидов щелочных металлов используются для размещения вулканической породы на диаграмме TAS , что достаточно для немедленной классификации большинства вулканических пород. Породы в некоторых полях, таких как поле трахиандезитов, далее классифицируются по соотношению калия к натрию (так что калиевые трахиандезиты являются латитами, а натриевые трахиандезиты являются бенмореитами). Некоторые из более мафических полей далее подразделяются или определяются нормативной минералогией , в которой для породы рассчитывается идеализированный минеральный состав на основе ее химического состава. Например, базанит отличается от тефрита высоким нормативным содержанием оливина.

Другие уточнения базовой классификации TAS включают в себя:

В старой терминологии перенасыщенные кремнеземом породы назывались кремниевыми или кислыми , где SiO 2 был больше 66%, а термин семейства кварцолитов применялся к наиболее кремнистым. Нормативный фельдшпатоид классифицирует породу как недонасыщенную кремнеземом; примером является нефелинит .

Тройная диаграмма AFM, показывающая относительные пропорции Na2O + K2O ( A для щелочноземельных металлов ), FeO + Fe2O3 (F) и MgO (M) со стрелками, показывающими путь химических изменений в магмах толеитовой и известково-щелочной серий .

Магмы далее делятся на три серии:

Щелочная серия отличается от двух других на диаграмме TAS, будучи выше в общем количестве щелочных оксидов для данного содержания кремния, но толеитовая и известково-щелочная серии занимают примерно ту же часть диаграммы TAS. Они различаются путем сравнения общего содержания щелочи с содержанием железа и магния. [23]

Эти три серии магмы встречаются в ряде тектонических плит. Породы серии толеитовой магмы встречаются, например, в срединно-океанических хребтах, задуговых бассейнах , океанических островах, образованных горячими точками, островных дугах и континентальных крупных магматических провинциях . [24]

Все три серии находятся в относительно близкой близости друг к другу в зонах субдукции, где их распределение связано с глубиной и возрастом зоны субдукции. Толеитовая магматическая серия хорошо представлена ​​над молодыми зонами субдукции, образованными магмой с относительно небольшой глубины. Известково-щелочная и щелочная серии наблюдаются в зрелых зонах субдукции и связаны с магмой больших глубин. Андезит и андезибазальт являются наиболее распространенными вулканическими породами в островной дуге, что указывает на известково-щелочные магмы. Некоторые островные дуги имеют распределенные вулканические серии, как можно увидеть в системе японской островной дуги, где вулканические породы изменяются от толеита — известково-щелочного — щелочного по мере увеличения расстояния от желоба. [25] [26]

История классификации

Некоторые названия магматических пород датируются периодом до современной геологии. Например, базальт как описание особого состава лавового происхождения породы датируется Георгием Агриколой в 1546 году в его труде De Natura Fossilium . [27] Слово гранит восходит по крайней мере к 1640-м годам и происходит либо от французского granit , либо от итальянского granito , что означает просто «гранулированная порода». [28] Термин риолит был введен в 1860 году немецким путешественником и геологом Фердинандом фон Рихтгофеном [29] [30] [31] Наименование новых типов пород ускорилось в 19 веке и достигло пика в начале 20 века. [32]

Большая часть ранней классификации магматических пород основывалась на геологическом возрасте и залегании пород. Однако в 1902 году американские петрологи Чарльз Уитмен Кросс , Джозеф П. Иддингс , Луи В. Пирссон и Генри Стивенс Вашингтон предложили отказаться от всех существующих классификаций магматических пород и заменить их «количественной» классификацией, основанной на химическом анализе. Они показали, насколько неопределенной и часто ненаучной была большая часть существующей терминологии, и утверждали, что поскольку химический состав магматической породы является ее наиболее фундаментальной характеристикой, его следует возвести в высшую позицию. [33] [34]

Геологическое возникновение, структура, минералогический состав — до сих пор принятые критерии для различения видов горных пород — были отодвинуты на второй план. Завершенный анализ горных пород сначала интерпретируется в терминах породообразующих минералов, которые, как можно ожидать, образуются при кристаллизации магмы, например, кварцевые полевые шпаты, оливин , акерманнит, фельдшпатоиды , магнетит , корунд и т. д., и породы делятся на группы строго в соответствии с относительной пропорцией этих минералов друг к другу. [33] Эта новая схема классификации произвела сенсацию, но была подвергнута критике за ее бесполезность в полевых работах, и схема классификации была заброшена к 1960-м годам. Однако концепция нормативной минералогии сохранилась, и работа Кросса и его соисследователей вдохновила поток новых схем классификации. [35]

Среди них была классификационная схема М. А. Пикока, которая разделила магматические породы на четыре серии: щелочную, щелочно-кальциевую, кальциево-щелочную и кальциевую. [36] Его определение щелочной серии и термин «кальциево-щелочная» продолжают использоваться как часть широко используемой [37] классификации Ирвина-Барагера [38] наряду с толеитовой серией У. К. Кеннеди. [39]

К 1958 году существовало около 12 отдельных схем классификации и по меньшей мере 1637 названий типов горных пород. В том году Альберт Штрекейзен написал обзорную статью о классификации магматических пород, которая в конечном итоге привела к формированию Подкомиссии IUGG по систематике магматических пород. К 1989 году была согласована единая система классификации, которая была дополнительно пересмотрена в 2005 году. Количество рекомендуемых названий горных пород было сокращено до 316. В их число вошло несколько новых названий, обнародованных Подкомиссией. [32]

Происхождение магм

Средняя толщина земной коры под континентами составляет около 35 километров (22 мили), но под океанами она составляет всего около 7–10 километров (4,3–6,2 мили) . Континентальная кора состоит в основном из осадочных пород, лежащих на кристаллическом фундаменте, образованном большим разнообразием метаморфических и магматических пород, включая гранулит и гранит. Океаническая кора состоит в основном из базальта и габбро . Как континентальная, так и океаническая кора покоятся на перидотите мантии. [ требуется ссылка ]

Горные породы могут плавиться в ответ на уменьшение давления, изменение состава (например, добавление воды), повышение температуры или комбинацию этих процессов. [ необходима цитата ]

Другие механизмы, такие как плавление от удара метеорита , сегодня менее важны, но удары во время аккреции Земли привели к обширному плавлению, и внешние несколько сотен километров нашей ранней Земли, вероятно, были океаном магмы. Удары крупных метеоритов за последние несколько сотен миллионов лет были предложены как один из механизмов, ответственных за обширный базальтовый магматизм нескольких крупных магматических провинций. [ необходима цитата ]

Декомпрессия

Декомпрессионное плавление происходит из-за снижения давления. [40]

Температуры солидуса большинства пород (температуры, ниже которых они полностью твердые) увеличиваются с ростом давления при отсутствии воды. Перидотит на глубине в мантии Земли может быть горячее, чем его температура солидуса на каком-то более мелком уровне. Если такая порода поднимается во время конвекции твердой мантии, она немного остынет по мере расширения в адиабатическом процессе , но охлаждение составляет всего около 0,3 °C на километр. Экспериментальные исследования соответствующих образцов перидотита документируют, что температуры солидуса увеличиваются на 3 °C-4 °C на километр. Если порода поднимается достаточно высоко, она начинает плавиться. Капли расплава могут объединяться в более крупные объемы и внедряться вверх. Этот процесс плавления из-за восходящего движения твердой мантии имеет решающее значение в эволюции Земли. [ необходима цитата ]

Декомпрессионное плавление создает океаническую кору в срединно-океанических хребтах . Оно также вызывает вулканизм во внутриплитных регионах, таких как Европа, Африка и дно Тихого океана. Там его по-разному приписывают либо подъему мантийных плюмов («гипотеза плюма»), либо внутриплитному расширению («гипотеза плиты»). [41]

Воздействие воды и углекислого газа

Изменение состава горных пород, наиболее ответственное за создание магмы, — это добавление воды. Вода снижает температуру солидуса горных пород при заданном давлении. Например, на глубине около 100 километров перидотит начинает плавиться около 800 °C при наличии избытка воды, но около или выше около 1500 °C при отсутствии воды. [42] Вода вытесняется из океанической литосферы в зонах субдукции , и это вызывает плавление в вышележащей мантии. Водные магмы, состоящие из базальта и андезита, образуются прямо и косвенно в результате дегидратации во время процесса субдукции. Такие магмы и те, которые произошли от них, образуют островные дуги, такие как в Тихоокеанском огненном кольце . Эти магмы образуют породы известково-щелочной серии, важную часть континентальной коры . [ требуется ссылка ]

Добавление углекислого газа является относительно гораздо менее важной причиной образования магмы, чем добавление воды, но генезис некоторых недосыщенных кремнием магм был приписан доминированию углекислого газа над водой в областях их мантийного источника. В присутствии углекислого газа эксперименты документируют, что температура солидуса перидотита снижается примерно на 200 °C в узком интервале давлений при давлениях, соответствующих глубине около 70 км. На больших глубинах углекислый газ может оказывать большее влияние: на глубинах до около 200 км температуры начального плавления карбонатизированного состава перидотита были определены как на 450 °C-600 °C ниже, чем для того же состава без углекислого газа. [43] Магмы таких типов пород, как нефелинит , карбонатит и кимберлит, относятся к тем, которые могут образовываться после притока углекислого газа в мантию на глубинах более примерно 70 км. [ требуется цитата ]

Повышение температуры

Повышение температуры является наиболее типичным механизмом образования магмы в континентальной коре. Такое повышение температуры может происходить из-за восходящего вторжения магмы из мантии. Температуры также могут превышать солидус коровой породы в континентальной коре, утолщенной сжатием на границе плит . Граница плит между индийскими и азиатскими континентальными массами представляет собой хорошо изученный пример, поскольку Тибетское плато к северу от границы имеет кору толщиной около 80 километров, что примерно вдвое больше толщины обычной континентальной коры. Исследования электрического сопротивления, выведенные из магнитотеллурических данных, обнаружили слой, который, по-видимому, содержит силикатный расплав и который простирается по крайней мере на 1000 километров в средней коре вдоль южной окраины Тибетского плато. [44] Гранит и риолит являются типами магматических пород, обычно интерпретируемых как продукты плавления континентальной коры из-за повышения температуры. Повышение температуры также может способствовать плавлению литосферы, затянутой вниз в зоне субдукции. [ требуется ссылка ]

Эволюция магмы

Схематические диаграммы, демонстрирующие принципы фракционной кристаллизации в магме . При охлаждении магма эволюционирует в своем составе, поскольку из расплава кристаллизуются различные минералы. 1 : кристаллизуется оливин ; 2 : кристаллизуются оливин и пироксен ; 3 : кристаллизуются пироксен и плагиоклаз ; 4 : кристаллизуется плагиоклаз. На дне магматического резервуара образуется кумулятивная порода .

Большинство магм полностью расплавлены только на небольших участках своей истории. Чаще всего они представляют собой смеси расплава и кристаллов, а иногда и пузырьков газа. Расплав, кристаллы и пузырьки обычно имеют разную плотность, поэтому они могут разделяться по мере эволюции магм.

По мере остывания магмы минералы обычно кристаллизуются из расплава при разных температурах ( фракционная кристаллизация ). По мере кристаллизации минералов состав остаточного расплава обычно изменяется. Если кристаллы отделяются от расплава, то остаточный расплав будет отличаться по составу от исходной магмы. Например, магма габбрового состава может производить остаточный расплав гранитного состава , если ранние образовавшиеся кристаллы отделяются от магмы. Габбро может иметь температуру ликвидуса около 1200 °C, а производный расплав гранитного состава может иметь температуру ликвидуса всего около 700 °C. Несовместимые элементы концентрируются в последних остатках магмы во время фракционной кристаллизации и в первых расплавах, полученных во время частичного плавления: любой процесс может образовывать магму, которая кристаллизуется в пегматит , тип породы, обычно обогащенный несовместимыми элементами. Реакционная серия Боуэна важна для понимания идеализированной последовательности фракционной кристаллизации магмы. Термобарометрия клинопироксена используется для определения температурных и барических условий, при которых происходила дифференциация магмы для определенных магматических пород. [ необходима ссылка ]

Состав магмы может быть определен другими процессами, нежели частичное плавление и фракционная кристаллизация. Например, магмы обычно взаимодействуют с горными породами, которые они внедряют, как плавя эти породы, так и реагируя с ними. Магмы разного состава могут смешиваться друг с другом. В редких случаях расплавы могут разделяться на два несмешивающихся расплава контрастных составов. [ необходима цитата ]

Этимология

Галерея

Смотрите также

Примечания

  1. ^ 15% — это арифметическая сумма площади интрузивной плутонической породы (7%) и площади экструзивной вулканической породы (8%). [2]

Ссылки

  1. ^ Prothero, Donald R.; Schwab, Fred (2004). Осадочная геология: введение в осадочные породы и стратиграфию (2-е изд.). Нью-Йорк: Freeman. С. 12. ISBN 978-0-7167-3905-0.
  2. ^ Уилкинсон, Брюс Х.; МакЭлрой, Брэндон Дж.; Кеслер, Стивен Э.; Питерс, Шанан Э.; Ротман, Эдвард Д. (2008). «Глобальные геологические карты — это тектонические спидометры — скорости цикличности горных пород по частотам возрастов областей». Бюллетень Геологического общества Америки . 121 (5–6): 760–779. Bibcode : 2009GSAB..121..760W. doi : 10.1130/B26457.1.
  3. ^ Филпоттс, Энтони Р.; Агу, Джей Дж. (2009). Принципы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Cambridge University Press. С. 356–361. ISBN 978-0-521-88006-0.
  4. ^ Филпоттс и Агу 2009, стр. 295.
  5. ^ Генрих, Кристоф А. (1 мая 1990 г.). «Химия гидротермального оловянного (-вольфрамового) рудного отложения». Экономическая геология . 85 (3): 457–481. Bibcode : 1990EcGeo..85..457H. doi : 10.2113/gsecongeo.85.3.457.
  6. ^ Плант, JA; Сондерс, AD (1999). "Месторождения урановой руды". Уран: Минералогия, геохимия и окружающая среда . Том 38. Walter de Gruyter GmbH & Co KG. С. 272–319. ISBN 978-1-5015-0919-3. Получено 13 февраля 2021 г. .
  7. ^ Филпоттс и Агу 2009, стр. 96, 387–388.
  8. ^ Филпоттс и Агу 2009, стр. 139.
  9. ^ Филпоттс и Агу 2009, стр. 52–59.
  10. ^ Филпоттс и Агу 2009, стр. 19–26.
  11. ^ Филпоттс и Агу 2009, стр. 28–35.
  12. ^ Шминке, Ганс-Ульрих (2003). Вулканизм . Берлин: Шпрингер. п. 295. дои : 10.1007/978-3-642-18952-4. ISBN 978-3-540-43650-8. S2CID  220886233.
  13. ^ Филпоттс и Агу 2009, стр. 365–374.
  14. ^ Фишер, Ричард В.; Шминке, Х.-У. (1984). Пирокластические породы . Берлин: Springer-Verlag. стр. 5. ISBN 3-540-12756-9.
  15. ^ Филпоттс и Агу 2009, стр. 23–26, 59–73.
  16. ^ Филпоттс и Агу 2009, стр. 73–77.
  17. ^ ab Philpotts & Ague 2009, стр. 139–143.
  18. ^ abc Winter, John D. (2001). Введение в магматическую и метаморфическую петрологию . Верхняя Сэддл-Ривер, Нью-Джерси: Prentice Hall. стр. 17. ISBN 978-0-13-240342-9.
  19. ^ Le Bas, MJ; Streckeisen, AL (1991). «Систематика магматических пород IUGS». Журнал Геологического общества . 148 (5): 825–833. Bibcode : 1991JGSoc.148..825L. CiteSeerX 10.1.1.692.4446 . doi : 10.1144/gsjgs.148.5.0825. S2CID  28548230. 
  20. ^ abc Le Bas & Streckeisen 1991.
  21. ^ Shanks III, WC Pat; Koski, Randolph A.; Mosier, Dan L.; Schulz, Klaus J.; Morgan, Lisa A.; Slack, John F.; Ridley, W. Ian; Dusel-Bacon, Cynthia; Seal II, Robert R.; Piatak, Nadine M. (2012). Shanks, WC Pat; Thurston, Roland (ред.). "Модель залегания вулканогенных массивных сульфидов: Глава C в моделях месторождений полезных ископаемых для оценки ресурсов". Отчет Геологической службы США о научных исследованиях . Отчет о научных исследованиях. 2010-5070-C: 237. doi : 10.3133/sir20105070C .
  22. ^ ab Blatt, Harvey; Tracy, Robert J. (1996). Петрология: магматические, осадочные и метаморфические (2-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. стр. 185. ISBN 0-7167-2438-3.
  23. ^ Филпоттс и Агу 2009, стр. 143–146.
  24. ^ "Mafic magma types" (PDF) . Вашингтонский университет. Архивировано из оригинала (PDF) 1 августа 2020 г. . Получено 2 декабря 2020 г. .
  25. ^ Гилл, Дж. Б. (1982). «Андезиты: Орогенические андезиты и родственные им породы». Geochimica et Cosmochimica Acta . 46 (12): 2688. doi :10.1016/0016-7037(82)90392-1. ISSN  0016-7037.
  26. ^ Пирс, Дж.; Пит, Д. (1995). «Тектонические следствия состава магм вулканической дуги». Annual Review of Earth and Planetary Sciences . 23 (1): 251–285. Bibcode : 1995AREPS..23..251P. doi : 10.1146/annurev.ea.23.050195.001343.
  27. ^ Титц, Олаф; Бюхнер, Йорг (2018). «Происхождение термина «базальт»» (PDF) . Журнал геонаук . 63 (4): 295–298. дои : 10.3190/jgeosci.273 . Проверено 19 августа 2020 г.
  28. ^ Biek. "Гранит". Онлайн-словарь этимологии . Дуглас Харпер . Получено 2 декабря 2020 г.
  29. ^ Рихтгофен, Фердинанд Фрейхерн фон (1860). «Studien aus den ungarisch-siebenbürgischen Trachytgebirgen» [Исследования трахитовых гор Венгерской Трансильвании]. Jahrbuch der Kaiserlich-Königlichen Geologischen Reichsanstalt (Wein) [Анналы Императорско-Королевского геологического института Вены] (на немецком языке). 11 : 153–273.
  30. ^ Симпсон, Джон А.; Вайнер, Эдмунд SC, ред. (1989). Оксфордский словарь английского языка . Т. 13 (2-е изд.). Оксфорд: Oxford University Press . С. 873.
  31. ^ Янг, Дэвис А. (2003). Разум над магмой: история магматической петрологии . Princeton University Press . стр. 117. ISBN 0-691-10279-1.
  32. ^ ab Le Maitre, RW; Streckeisen, A.; Zanettin, B.; Le Bas, MJ; Bonin, B.; Bateman, P. (2005). Магматические породы: классификация и словарь терминов . Cambridge University Press. стр. 46–48. ISBN 978-0-521-66215-4.
  33. ^ ab  Одно или несколько из предыдущих предложений включают текст из публикации, которая сейчас находится в общественном достоянии :  Флетт, Джон Смит (1911). «Петрология». В Чисхолм, Хью (ред.). Encyclopaedia Britannica . Т. 21 (11-е изд.). Cambridge University Press. стр. 330.
  34. ^ Кросс, CW; Иддингс, JP; Пирссон, LV; Вашингтон, HS (1903). Количественная классификация магматических пород . Чикаго: Издательство Чикагского университета.
  35. ↑ Oldroyd, David; Young, Davis (1 января 2012 г.). «Американская количественная классификация магматических пород: часть 5». Earth Sciences History . 31 (1): 1–41. Bibcode : 2012ESHis..31....1Y. doi : 10.17704/eshi.31.1.17660412784m64r4.
  36. ↑ Peacock, MA (1 января 1931 г.). «Классификация серий магматических пород». The Journal of Geology . 39 (1): 54–67. Bibcode : 1931JG.....39...54P. doi : 10.1086/623788. S2CID  140563237.
  37. ^ Филпоттс и Агу 2009, стр. 143.
  38. ^ Irvine, TN; Baragar, WRA (6 февраля 2011 г.). «Руководство по химической классификации распространенных вулканических пород». Canadian Journal of Earth Sciences . 8 (5): 523–548. Bibcode : 1971CaJES...8..523I. doi : 10.1139/e71-055.
  39. ↑ Kennedy, WQ (1 марта 1933 г.). «Тенденции дифференциации в базальтовых магмах». American Journal of Science . s5-25 (147): 239–256. Bibcode : 1933AmJS...25..239K. doi : 10.2475/ajs.s5-25.147.239.
  40. ^ Джефф С. Браун; CJ Hawkesworth; RCL Wilson (1992). Понимание Земли (2-е изд.). Cambridge University Press. стр. 93. ISBN 0-521-42740-1.
  41. ^ Foulger, GR (2010). Плиты против плюмов: геологический спор. Wiley-Blackwell. ISBN 978-1-4051-6148-0.
  42. ^ Гроув, TL; Чаттерджи, Н.; Парман, SW; Медард, Э. (2006). «Влияние H 2 O на плавление мантийного клина». Earth and Planetary Science Letters . 249 (1–2): 74–89. Bibcode : 2006E&PSL.249...74G. doi : 10.1016/j.epsl.2006.06.043.
  43. ^ Дасгупта, Р.; Хиршманн, ММ (2007). «Влияние переменной концентрации карбоната на солидус мантийного перидотита». American Mineralogist . 92 (2–3): 370–379. Bibcode :2007AmMin..92..370D. doi :10.2138/am.2007.2201. S2CID  95932394.
  44. ^ Ансворт, М. Дж. и др. (2005). «Реология земной коры Гималаев и Южного Тибета, выведенная из магнитотеллурических данных». Nature . 438 (7064): 78–81. Bibcode :2005Natur.438...78U. doi :10.1038/nature04154. PMID  16267552. S2CID  4359642.
  45. ^ "igneous". Dictionary.com . Архивировано из оригинала 15 октября 2022 . Получено 15 октября 2022 .
  46. ^ "-eous". Dictionary.com . Архивировано из оригинала 15 октября 2022 . Получено 15 октября 2022 .
  47. ^ "Volvano". Dictionary.com . Архивировано из оригинала 15 октября 2022 . Получено 15 октября 2022 .
  48. ^ "ic". Dictionary.com . Архивировано из оригинала 15 октября 2022 . Получено 15 октября 2022 .
  49. ^ "Pluto". Dictionary.com . Архивировано из оригинала 15 октября 2022 . Получено 15 октября 2022 .
  50. ^ "ic". Dictionary.com . Архивировано из оригинала 15 октября 2022 . Получено 15 октября 2022 .

Внешние ссылки

В Wikibook Historical Geology есть страница по теме: Магматические породы и стратиграфия.
В Wikibook Historical Geology есть страница на тему: Магматические породы
На Викискладе есть медиафайлы по теме «Магматические породы» .