МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЕ ПРИ МАГМАТИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ

Магма (греч. «густая мазь») представляет собой си­ликатный огненно-жидкий расплав сложного состава.

Эндогенное минералообразование протекает в три основных этапа: магматический (собственно магматиче­ский), пегматитовый и постмагматический (послемагматический).

В процессе собственно магматического этапа образуются огромные массы изверженных, или магматических, горных пород. Название «изверженные» дано вследствие того, что данная группа горных пород возникает при извержении магмы, поднимающейся из глубины земного
шара. При извержении магма внедряется в толщу земной коры и может постепенно застыть и раскристаллизоваться там, не достигнув земной поверхности. В этом случае образуются глубинные, или интрузивные, магматические горные породы. Например, гранит, габбро и др. Если магма по тектоническим трещинам или через жерло вулкана поднимается до поверхности земли и растекается ввиде лавы, которая быстро остывает, то возникают особые
породы, называемые излившимися или эффузивными магматическими горными породами. Примерами могут служить базальт, обсидиан и др.

При внедрении магмы в земную кору и ее застывании на глубине говорят о глубинном, или интрузивном, маг­матизме. В случае излияния магмы в виде лавы на по­верхность земли говорят о эффузивном магматизме, на­зываемом также вулканизмом. Магма, внедрившаяся в земную кору, претерпевает сложную эволюцию — она постепенно остывает и подвергается дифференциации.

О составе и свойствах магмы можно судить по излива­ющейся лаве различных вулканов, а также по конечным продуктам извержения — магматическим горным породам. Известно, что магматические горные породы характеризуются большим разнообразием: встречаются разно­сти, богатые кремнеземом, называемые кислыми и ультракислыми породами; наблюдаются породы, бедные кремнеземом, именуемые основными и ультраосновными разностями. Известны также породы со средним содержанием кремнезема - средние породы. Состав изливающейся лавы также характеризуется меняющимся содержани­ем кремнезема. Отсюда возникает вопрос о том, сущест­вует ли на глубине единая родоначальная магма, которая впоследствии подвергается дифференциации, или сущест­вует несколько разнообразных магм, из которых форми­руются кислые, средние, основные н ультраосновные гор­ные породы. Вопрос этот до сих пор не решен однознач­но. Некоторые ученые, как, например, В. II Лодочников, предполагают, что имеется несколько магм, отвечающих по составу различным группам горных пород. Другие (Ф, Ю. Левинсон-Лессинг) считают, что существует две магмы — кислая и основная. Большинство исследователей (Г.О. Дели, Н. Л. Боуэн, Л. Н. Заварицкий и др.) пола­гают, что имеется одна родоначальная магма основного базальтового состава. Магма при застывании подверга­ется разделению по составу, или дифференциации. Про­цесс дифференциации магмы очень длительный, прохо­дящий миллионы и сотни миллионов лет. Принято выде­лять два типа дифференциации: магматическую и кристаллизационную.

Магматическая дифференциация протекает в жидком состоянии и предшествует кристаллизационной диффе­ренциации. Процесс магматической дифференциации разделяют на ликвацию и ассимиляцию. Ликвация - это процесс расслоения расплава на две или несколько, несмешивающихся жидкостей. Его можно сравнить с доменной плавкой, когда при остывании металлического расплава происходит отделение шлака (он всплывает
наверх) от штейна, накапливающегося в нижней части домны. О возможности дифференциации магмы за счет ликвации высказывались такие крупные ученые, как Ленинсон-Лессинг, Дели и др. Экспериментальные работы Дж. Грейга показали, что ликвация происходит в расплавах, насыщенных кремнеземом. Д. П. Григорьев экспериментальным путем доказал возможность ликвации на расплавах, близких по составу к основным горным породам, в присутствии летучих компонентов. За счет ливации образуется группа магматических месторождений, в частности, медно-никелевые месторождения в основных и ультраосновных горных породах. В процессе магматической дифференциации происходит также рас плавление и растворение посторонних включений и горных пород стенок магматической камеры. Этот процесс называется ассимиляцией. В процессе ассимиляции мо­жет меняться состав магмы. Некоторые ученые полага­ют, что при ассимиляции магмой богатых кремнеземом пород могут образовываться граниты по периферии мае сипов основных горных пород. Нередко в составе масси­вов различных магматических горных пород наблюдают­ся обломки чуждых горных пород, называемых ксеноли­тами.

Некоторые ученые при магматической дифференциа­ции допускают расслоение магмы по удельному весу, называя такую дифференциацию гравитационной. Крупный советский исследователь Е. А. Кузнецов считает гравитационную дифференциацию «трудно осуществи­мым процессом».

Кристаллизационная дифференциация считается наиболее вероятным фактором, обуславливающим все разнообразие встречаемых горных пород. Теория кристаллизационной дифференциации подробно разработана Н. Воуэном. Интересно, что на возможность образования различных групп горных пород путем кристаллизационной дифференциации указывал еще Ч. Дарвин. При охлаждении магматического очага в магме возникают центры кристаллизации различных минералов, возникающих в определенной последовательности, соответствующей температуре образования тех или иных минералов. Установлено, что из силикатного расплава первым выделяется оливин, затем выпадают кристаллы пироксена и основного плагиоклаза. Кристаллы оливина, имеющие больший удельный вес по сравнению с расплавом, опускаются на дно магматического очага. Остающийся на месте расплав делается более кислым, и при значительном выделении оливина из базальтового состава первоначальной магмы могут возникнуть и кислые породы гранитного состава. Исследование условий образования минералов из расплава позволило Боуэну установить последовательность выделения темноцветных светлых минералов, которая получила название ряда Боуэна.