Магматичні процеси

Температуримінералоутворення найбільш високі: 700-1600ºС -при кристалізації магми, що вилилася на поверхню. Базитові (основні) і гіпербазитові (ультраосновні або ультрабазитові) магми кристалізуються при більшій температурі порівняно із кислими

Роль тиску- утримання в розплаві летючих компонентів магми: Н₂О, СО₂, В, P₂O₅, F, C1 та ін.; присутність цих компонентів значно понижує температуру кристалізації магми.

Хімізм.Переважаючі компоненти магматичного розплаву (їх прийнято виражати у вигляді оксидів) - це SiO₂, А1₂О₃, Fe₂O₃, FeO, MgO, CaO, Na₂O, K₂O. Ці компоненти складають головну масу мінералів магматичних порід, і їх називають породоутворюючими.У сумі на їх частку доводиться близько 90 % складу мінералів, що кристалізуються переважно у вигляді силікатів і алюмосилікатов.

Окрім переважаючих (породообразующих) компонентів в розплаві знаходяться так звані розсіяні компоненти- LiО, BaO, NiO. Вони, в основному, не дають самостійних мінералів, а розсіюються у вигляді домішок в гратках породоутворюючих мінералів.

Присутні також в розплаві і акцесорні компоненти- ZrO₂, Р₂О₅, TiO₂, Сг₂О₃, Т1₂О₃. Вони містяться в незначних кількостях, але навіть при низькому вмісті прагнуть відокремитися у вигляді самостійних мінералів. При цьому вони звичайно утворюють несилікати: фосфати - апатит, монацит; оксиди - рутил, хроміт, магнетит.

Найбільш важливим при оцінці хімізму магматичних процесів є вміст в розплаві кремнезему, якій може змінюватись від 25 до 80 %.

Крім того, особливо виділяють лужніпороди, які відрізняються високим вмістом лугів - I (Na₂O + К₂О), а за змістом SiO₂ можуть бути від кислих до ультраосновных, хоча велика частина їх відповідає середнім (53-64 вага. % SiO₂), що пов'язане з особливостями накопичення лугів в ході еволюції розплавів.

Реакційна схема Боуена

Послідовну зміну парагенезисів, що відповідають породам нормального ряду, можна представити як реакційний ряд Боуена.Американський петролог Н. Боуен показав, що кристалізація розплаву починається з утворення найбільш тугоплавких, багатих Mg і Fe силікатів. Пізніше, у міру зниження температури, в результаті реакцій з розплавом, до ним приєднуються Ca-Mg силікати і алюмосилікати Са, Na і К. У результаті утворюється переривистий ряд істотно залізо-магнезіальних силікатів, названих фемічними(Mg-Fe), і безперервний паралельний ряд салічних(Si-Al) Ca-Na алюмосилікатов. Відповідно виділяють дві гілки реакційного ряду Боуена (рис. 10).

Що з цього ряду слідує?

1) У міру кристалізації розплаву пізніші мінерали виявляються кислішими, тобто багатші кремнеземом. Порівняння: плагіоклази у міру кристалізації збагачуються альбітовим, більш висококремнистим, міналом, а склад піроксена відрізняється від олівіну лише кількістю кремнезему, і утворення його можна представити як реакцію раніше викристалізованого олівіну з кремнеземом розплаву: (Mg²⁺)₂[SiО₄]+ SiO₂=> (Mg,Fe)₂[Si₂O₆] (Відзначимо тільки, що залежно від умов кристалізації і складу системи порядок кристалізації мінералів, наприклад, орто- і клінопіроксену, може мінятися.)

2) Крайні члени ряду розділені проміжними продуктами реакції і тому не можуть рівноважно співіснувати один з одним. Це означає, наприклад, що кварц не може співіснувати з олівіном в рівноважному парагенезисі. Випадки порушення ряду Боуена при підвищенні хімічного потенціалу Fe і лугів ми тут не розглядаємо. Таким чином, кожна порода матиме свою парагенетичну асоціацію. Розглянемо докладніше головні з них.

За змістом кремнезему магматичні породи діляться на:

Кристалізація мінералів відбувається із магми - складного розплаву (розчину) оксидів Si та Al з розчиненими в ньому металами Mg, Ca, Ti, Na, K. Інші елементи (Mn, Ni, Ba, Cu, S та інші) присутні в незначних кількостях. Процес кристалізації магми (швидкість, порядок виділення мінералів, структура та текстура породи) залежать від температури і початкового складу магми, а також від вмісту в магмі летючих компонентів (H₂O, CO₂, B, P, Li, Cl, F). Вміст летючих компонентів в породах в складі мінералів (апатит, монацит, турмалін, слюди, топаз, карбонати) значно менший ніж в магмі де концентрація їх суми може досягати 15%.

• •Алюмосилікатний розчин із іонами металів (Al, Mg, Fe, Ca, Na, K, Ba, Mn, Ni, Ti, Zr, Cr, Be, Rb, Li та інші)

• Параметри магми визначаються ступінню полімеризації кремнекисневих груп

• •Полімеризація визначається вмістом кремнезему (SiO2) Полімеризація блокується іонами Mg, Fe та летючими компонентами B, P, OH, Cl, F, CO2

Магми

Ø коматіїтова 1200 до 1600^oC

Ø базальтова 1000 до 1200^oC

Ø андезитова 800 дo 1000^oC

Ø гранітна 650 дo 900^oC

Ø сієнітова 700 дo 800^oC

Ø карбонатитова 500 дo 700^oC

Джерело базальтової магми – мантія лерцоліт: перидотит Olivine > Opx + Cpx

Тиск - відповідає глибинам 0-100 км

Окисно-відновний потенціал контролюється активностями Fe2+ і Fe3+ та летючими компонентами

Основна особливість магматичного процесу - кристалізація мінералів із розплаву при пониженні температури