Theo chủ nghĩa magma hiểu tổng thể các hiện tượng liên quan đến sự hình thành, tiến hóa của thành phần và sự di chuyển của magma lên bề mặt Trái đất. Magmism là một trong những quá trình sâu quan trọng nhất trong lòng trái đất. Theo hình thức biểu hiện, ma thuật được chia thành xâm nhập và bộc phát. Sự khác biệt giữa chúng quyết định phần lớn cơ chế hình thành đá.
Khái niệm về magma
Magma là một chất lỏng-silicat tan chảy ở nhiệt độ cao hình thành trong các khoang sâu, chủ yếu ở lớp phủ trên (thiên thể cầu) và một phần ở các lớp dưới của vỏ trái đất. Sự hình thành của một buồng magma xảy ra khi các giá trị nhất định của áp suất và nhiệt độ được kết hợp với nhau. Macma sơ cấp như vậy có thành phần đồng nhất, bao gồm các thành phần sau: chất lỏng (nóng chảy), trong đó khí hoặc pha dễ bay hơi (chất lỏng) được hòa tan. Ngoài ra còn có một sốchất rắn kết tinh. Khi bạn di chuyển về phía bề mặt, magma sơ cấp sẽ phát triển tùy thuộc vào các điều kiện cụ thể.
Sự tiến hóa của magma bao gồm một số loại quá trình. Đầu tiên, cô ấy trải nghiệm những kiểu khác biệt khác nhau:
- phân tách, trong đó nó phân tách thành các thành phần lỏng không thể trộn lẫn;
- biệt hoá kết tinh. Quá trình quan trọng nhất này có liên quan đến sự kết tủa (kết tinh) của một số hợp chất từ một chất nóng chảy vô định hình ở các kết hợp nhiệt độ và áp suất khác nhau.
Thứ hai, magma thay đổi thành phần hóa học do tương tác với đá chủ. Hiện tượng này được gọi là ô nhiễm.
Quá trình kết tinh trong magma
Vì magma là một hỗn hợp di động của nhiều chất và ở trong điều kiện thay đổi, nên sự kết tinh của các thành phần của nó là một quá trình rất phức tạp. Nó thường được chia thành ba giai đoạn chính:
- Giai đoạn đầu magma nhiệt độ cao. Ở giai đoạn này, các khoáng chất chứa sắt và magiê mật độ cao rơi ra khỏi magma. Chúng lắng đọng và tích tụ ở các khu vực dưới cùng của buồng magma.
- Pha magma chính ở nhiệt độ trung bình, trong đó các thành phần chính của đá được hình thành, chẳng hạn như fenspat, thạch anh, micas, pyroxen, amphibol. Canxi kết tủa, phần lớn silic và nhôm. Sự kết tinh trong giai đoạn này đã đi kèm với sự thiếu hụt không gian trong buồng magma, vì vậy các khoáng chất tạo thành có hạt mịn hơn.
- Magma muộn nhiệt độ thấp (pegmatit)giai đoạn. Ở giai đoạn này, tàn dư magma pegmatit di động, được làm giàu thành phần dễ bay hơi, lan truyền qua các hốc và vết nứt còn lại trong buồng magma, góp phần vào sự kết tinh lại của đá chủ. Các vân pegmatit được đặc trưng bởi sự hình thành của các tinh thể lớn có thể phát triển vào nhau. Giai đoạn này giáp ranh và liên quan chặt chẽ đến giai đoạn thủy nhiệt của quá trình hình thành khoáng chất.
Núi lửa và thuyết plutonism
Có những dạng biểu hiện của chủ nghĩa ma thuật như xâm nhập và tràn lan. Sự khác biệt giữa chúng nằm ở điều kiện tiến hóa của magma và nơi đông đặc của chúng. Yếu tố cuối cùng đóng vai trò đặc biệt quan trọng.
magma phun trào là một quá trình trong đó magma đi đến bề mặt Trái đất thông qua một kênh cung cấp, tăng lên đến đỉnh, hình thành núi lửa và đóng băng. Magma phun trào được gọi là dung nham. Khi lên đến bề mặt, nó mất đi thành phần dễ bay hơi. Sự đông đặc cũng diễn ra nhanh chóng, một số loại lavas không có thời gian để kết tinh và đông đặc ở trạng thái vô định hình (ly núi lửa).
Chủ nghĩa magma xâm nhập (plutonism) khác ở chỗ magma không chạm tới bề mặt. Xâm nhập theo cách này hay cách khác vào chân trời phía trên của đá chủ, magma đông đặc ở độ sâu, tạo thành các thiên thể xâm nhập (plutonic).
Phân loại xâm nhập
Mối quan hệ của đá chủ với các sản phẩm của magma xâm nhập và các loại vật thể xâm nhập được phân biệt theo nhiều tiêu chí, cụ thể như:
- Chiều sâu hình thành. Có những sự xâm nhập gần bề mặt (cận âm), sâu vừa (siêu âm) và sâu (vực thẳm).
- Vị trí liên quan đến đá chủ. Theo tiêu chí này, các mảng được nhúng được chia thành phụ âm (concordant) và bất hòa (discordant).
Ngoài ra, bản chất của magmism xâm nhập và các loại xâm nhập được phân loại theo các đặc điểm như tỷ lệ cấu trúc của thiên thể plutonic với bề mặt tiếp xúc (hình dạng và không chính quy), mối quan hệ với các chuyển động kiến tạo, hình dạng, kích thước của khối núi, v.v.
Các tiêu chí để xác định các loại xâm nhập magma khác nhau có liên quan chặt chẽ với nhau. Ví dụ, tùy thuộc vào cấu trúc của địa tầng bao quanh, độ sâu và cơ chế hình thành của khối magma và các biểu hiện khác của magma xâm nhập, hình dạng của các vết xâm nhập có thể khác nhau rất nhiều.
Cơ chế đưa magma vào khối đá
Magma có thể xâm nhập vào địa tầng chủ theo hai cách chính: dọc theo mặt phẳng phân tầng của địa tầng trầm tích hoặc dọc theo các vết nứt hiện có trong đá.
Trong trường hợp đầu tiên, dưới áp lực của magma, các lớp của mái nhà tăng lên - các khu vực bên trên có độ dày - hoặc ngược lại, do ảnh hưởng của khối lượng magma xâm nhập, các lớp bên dưới chùng xuống. Đây là cách hình thành sự xâm nhập phụ âm.
Nếu magma xâm nhập lên trên, lấp đầy và mở rộng các vết nứt, phá vỡ các lớp và làm sụp đổ các tảng đá mái, thì bản thân nó sẽ tạo thành một hốc sẽ bị chiếm đóng bởi một thể xâm nhập. Theo cách này, xảy ra một cách không phù hợpcơ thể plutonic.
Hình dạng của khối đá lửa nhúng
Tùy thuộc vào con đường cụ thể mà quá trình magma xâm nhập diễn ra, hình thức của các thể xâm nhập có thể rất đa dạng. Khối lượng lửa không phù hợp phổ biến nhất xảy ra là:
- Đê là một cơ thể nhúng dốc giống như tấm băng qua các địa tầng bao quanh. Các con đê dài hơn nhiều so với dày, và các bề mặt tiếp xúc gần như song song. Đê có thể có nhiều kích cỡ khác nhau - chiều dài từ hàng chục mét đến hàng trăm km. Hình dạng của các con đê cũng có thể là hình tròn hoặc xuyên tâm, tùy thuộc vào vị trí của các vết nứt chứa đầy magma.
- Tĩnh mạch là một thể tiết nhỏ có hình dạng không đều, phân nhánh.
- Stem là phần thân có dạng cột được đặc trưng bởi các bề mặt tiếp xúc thẳng đứng hoặc dốc.
- Batholith là loại xâm nhập lớn nhất. Batholiths có thể dài hàng trăm, thậm chí hàng nghìn km.
Cơ thể chồng lên nhau cũng có nhiều hình thức khác nhau. Trong số đó thường được tìm thấy:
- Sill là một sự xâm nhập có lớp đệm có bề mặt tiếp xúc song song với các giường chủ.
- Lopolith là một mảng hình thấu kính, mặt lồi hướng xuống.
- Laccolith là một thân có hình dạng tương tự, phần lồi nằm ở phía trên, giống như mũ nấm. Núi Ayu-Dag ở Crimea là một ví dụ về gabbroid laccolith.
- Phacolite là phần thân nằm trong nếp gấp của máng đá chủ.
Vùng tiếp xúc xâm nhập
Sự hình thành các thiên thể plutonic đi kèm với các quá trình tương tác phức tạp ở ranh giới với địa tầng bao quanh. Các vùng của liên hệ nội bộ và liên hệ ngoài được hình thành dọc theo bề mặt tiếp xúc.
Sự thay đổi nội môi xảy ra trong quá trình xâm nhập do sự xâm nhập của đá chủ vào macma. Kết quả là, magma gần nơi tiếp xúc trải qua những thay đổi hóa học (nhiễm bẩn) ảnh hưởng đến sự hình thành khoáng chất.
Vùng ngoại ô tiếp xúc xảy ra trong đá chủ do tác động nhiệt và hóa học của magma và được đặc trưng bởi các quá trình biến chất và siêu biến chất đang hoạt động. Do đó, các thành phần magma dễ bay hơi có thể thay thế các khoáng chất trong vùng ngoại ô tiếp xúc bằng các hợp chất được đưa vào, tạo thành cái gọi là quầng siêu vật.
Các hợp chất khoáng được thực hiện bởi các thành phần dễ bay hơi cũng có thể kết tinh trực tiếp trong vùng tiếp xúc. Quá trình này đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành, ví dụ, mica, và với sự tham gia của nước, thạch anh.
magmism xâm nhập và đá xâm nhập
Những tảng đá được hình thành do kết tinh của magma sâu được gọi là xâm nhập, hay plutonic. Đá phun trào (núi lửa) được hình thành khi magma phun trào trên bề mặt Trái đất (hoặc dưới đáy đại dương).
Magmism xâm nhập và tràn lan làm phát sinh một loạt các loại đá có thành phần khoáng chất tương tự nhau. Việc phân loại đá mácma theo thành phần dựa trên hàm lượng silica SiO2. Theo tiêu chí giống chó nàyđược chia thành ultrabasic, bazơ, trung bình và axit. Hàm lượng silica trong chuỗi tăng từ đá siêu mafic (ít hơn 45%) đến có tính axit (hơn 63%). Trong mỗi lớp, đá khác nhau về độ kiềm. Các loại đá xâm thực chính phù hợp với phân loại này tạo thành chuỗi sau (tương tự núi lửa trong ngoặc):
- Ultrabasic: peridotites, dunites (picrit);
- Chính: gabroid, pyroxenites (bazan);
- Phương tiện: mục yêu thích (andesites);
- Có tính axit: granodiorit, granit (đá dăm, đá dăm).
Đá sao Diêm Vương khác với đá phóng xạ bởi điều kiện xuất hiện và cấu trúc tinh thể của các khoáng chất tạo nên chúng: chúng là toàn tinh thể (không chứa cấu trúc vô định hình), hạt trong và không có lỗ rỗng. Nguồn hình thành đá càng sâu (xâm nhập vực thẳm), quá trình làm nguội và kết tinh macma diễn ra càng chậm, trong khi vẫn duy trì một lượng lớn pha dễ bay hơi. Những tảng đá sâu như vậy được đặc trưng bởi các hạt tinh thể lớn hơn.
Cấu trúc bên trong của các cơ quan xâm nhập
Cấu trúc của khối núi plutonic được hình thành trong quá trình phức hợp của các hiện tượng được thống nhất dưới tên chung là tiền kiến tạo. Nó phân biệt hai giai đoạn: tiền kiến tạo của pha lỏng và pha rắn.
Ở giai đoạn pha lỏng, các kết cấu sọc và tuyến tính chính của phần thân tạo ra được tạo ra. Chúng phản ánh hướng dòng chảy của magma xâm nhập và các điều kiện động lực cho sự định hướng của các khoáng chất kết tinh (ví dụ, sự sắp xếp song songtinh thể mica, kèn sừng, v.v.). Các kết cấu cũng liên quan đến vị trí của các mảnh đá ngoài hành tinh rơi vào buồng magma - xenoliths - và các tích tụ khoáng chất bị cô lập - schlieren.
Giai đoạn pha rắn của quá trình xâm nhập có liên quan đến sự nguội lạnh của đá mới hình thành. Các vết nứt sơ cấp xuất hiện trong khối núi, vị trí và số lượng của chúng được xác định bởi môi trường làm mát và các cấu trúc hình thành trong pha lỏng. Ngoài ra, các cấu trúc thứ cấp phát triển trong một khối lượng magma như vậy do sự phân mảnh các mặt cắt của nó và chuyển vị dọc theo các vết đứt gãy.
Nghiên cứu về tiền kiến tạo là rất quan trọng để làm rõ các điều kiện về vị trí của các mỏ khoáng sản trong vùng xâm thực và trong các tảng đá xung quanh.
Magma xâm nhập và kiến tạo
Đá có nguồn gốc xâm nhập phổ biến ở nhiều khu vực khác nhau của vỏ trái đất. Một số biểu hiện của magmism xâm nhập đóng góp đáng kể vào quá trình kiến tạo toàn cầu và khu vực.
Trong các vụ va chạm lục địa trong quá trình tăng độ dày của lớp vỏ, do magma granit hoạt động, các batholiths lớn được hình thành, ví dụ, batholith Gangdis ở Trans-Himalayas. Ngoài ra, sự hình thành các batholiths lớn có liên quan đến các rìa lục địa đang hoạt động (Andean batholith). Nói chung, sự xâm nhập của magma silic đóng một vai trò quan trọng trong quá trình xây dựng núi.
Khi lớp vỏ bị kéo căng ra, các dãy đê song song thường hình thành. Những chuỗi như vậy được quan sát thấy ở các rặng núi giữa đại dương.
Sills là một trong những dạng đặc trưng của sự xâm nhập magma trong lục địa. Chúng cũng có thể có phạm vi rộng - lên đến hàng trăm km. Thường mắc ma, xâm nhập vào giữa các lớp đá trầm tích, tạo thành nhiều lớp ngưỡng cửa.
Hoạt động magma sâu và khoáng chất
Do tính chất đặc biệt của sự kết tinh trong quá trình magma xâm nhập, các khoáng chất quặng được hình thành cho crom, sắt, magiê, niken, cũng như các platinoid bản địa trong đá siêu Ả Rập. Trong trường hợp này, các kim loại nặng (vàng, chì, thiếc, vonfram, kẽm, v.v.) tạo thành các hợp chất hòa tan với các thành phần magma dễ bay hơi (ví dụ, nước) và tập trung ở các vùng trên của buồng magma. Điều này xảy ra trong giai đoạn đầu của quá trình kết tinh. Ở giai đoạn sau, cặn pegmatit di động có chứa đất hiếm và các nguyên tố hiếm tạo thành trầm tích mạch trong các vết đứt gãy xâm nhập.
Vì vậy, Khibiny trên Bán đảo Kola là một lớp sơn mài, lộ ra do sự xói mòn của địa tầng bao quanh. Cơ thể này bao gồm các syenit nepheline, là một loại quặng cho nhôm. Một ví dụ khác là các cuộc xâm nhập ngưỡng cửa Norilsk giàu đồng và niken.
Vùng tiếp xúc cũng rất được quan tâm thực tế. Các khoản tiền gửi vàng, bạc, thiếc và các kim loại có giá trị khác có liên quan đến các quầng sáng biến chất và biến chất của các vật thể xâm nhập như Bushveld lopolith ở Nam Phi, được biết đến với các quầng chứa vàng.
Vì vậy, các khu vực xâm nhậpmagmism là nguồn quan trọng nhất của nhiều khoáng chất có giá trị.
