Магматические горные породы. Магматические горные породы наряду с метаморфическими слагают основную массу земной коры, однако на современной поверхности материков области их

Магматические горные породы наряду с метаморфическими слагают основную массу земной коры, однако на современной поверхности материков области их распространения сравнитель­но невелики. В земной коре они образуют тела разнообразной формы и размеров, так называемые структурные формы, состав и строение которых отражают химический состав исходной для данной породы магмы и условия ее застывания. Вещественный состав магматических пород обусловлен главным образом соста­вом той магмы, при застывании которой они образовались. Од­нако состав магмы химически более разнообразен, так как в про­цессе внедрения в земную кору или излияния на поверхность к при последующем застывании из магмы и лавы выделяются мно­гие летучие компоненты и прежде всего вода. Химический состав пород может быть определен с помощью специальных лабора­торных исследований. Однако достаточно точное представле­ние о химическом составе породы можно получить, определив ее минеральный состав. Породообразующими минералами маг­матических пород являются минералы класса силикатов; поле­вые шпаты, кварц (условно рассматривавшийся выше в классе окислов), слюды, амфиболы, пироксены, которые в сумме со­ставляют около 93% всех входящих в магматические породы минералов, затем оливин, фельдшпатоиды, некоторые другие силикаты и около 1% минералов других классов.

По химическому составу, а именно по содержанию окиси кремния, магматические породы условно делят на четыре груп­пы: ультраосновные породы, содержащие кремнезема (SiO₂) менее 45% (Указано суммарное содержание окиси кремния, входящей во все минера­лы класса силикатов. Так, например, кварц SiO₂ представляет чистую окись кремния (100%), а оливин содержит наименьшее ее количество (от 294 по 42%).), основные – 45-52, средние – 52-65 и кислые – более 65% (В других классификациях содержание SiO₂ указывается для ультраос­новных — менее 40%, основных — 50—40, для средних — 65—50%.).

В минеральном составе это выражается преобладанием в бо­лее основных породах цветных (темноцветных), менее богатых кремнеземом железисто-магнезиальных (мафических или фемических) минералов над. светлыми, содержащими больше окиси кремния (сиалическими), а в кислых — обратным их соотноше­нием. Так, для ультраосновных пород характерны минералы оливин, наиболее бедный кремнеземом силикат, и пироксены, а светлые минералы отсутствуют (Отсутствие светлых минералов в ультраосновных породах лежит в основе другого названия подобных пород – ультрамафиты, или ультрамафитовые). В основных породах на пер­вом месте стоят пироксены, встречаются роговая обманка и оли­вин, которые в сумме составляют около 45—50%. Из светлых минералов в небольших количествах присутствуют основные плагиоклазы. В средних породах главную роль играют светлые минералы — полевые шпаты, а из цветных наибольшим распространением пользуется роговая обманка, реже биотит и еще ре­же пироксены. В кислых всегда присутствует кварц и наряду с ним большое количество калиевых полевых шпатов и кислых плагиоклазов; темноцветных немного, из них наиболее типичен биотит, реже роговая обманка и пироксены. Такое соотношение цветных и светлых минералов сообщает более кислым породам светлый цвет, а основным – более темный. С этим же связано увеличение плотности от кислых пород (2,58) к ультраоснов­ным (до 3,4).

Для характеристики состава магматических пород сущест­венно также соотношение кремнезема (SiO₂) и щелочных ме­таллов (IvjO, Na20). По этому признаку с учетом содержания глинозема (А1₂0₃) выделяется ряд щелочноземельных пород, или нормальный ряд с относительно малым содержанием ще­лочей, и ряд пород с относительно повышенным их содержани­ем – щелочной ряд. В пределах каждого ряда выделяются породы разной кислотности. В земной коре наиболее распростра­нены породы нормального ряда. Макроскопически опреде­лить принадлежность породы к нормальному или щелочному ряду обычно трудно. В щелочных породах присутствуют бога­тые щелочами минералы: из цветных – содержащие щелочи разновидности амфиболов и пироксенов, из светлых – калиевонатровые полевые шпаты, альбит и наиболее характерны фельдшпатоиды.

Ниже будут рассмотрены породы нормального ряда, а из щелочных — только фельдшпатоидные породы.

В зависимости от условий, в которых происходило застыва­ние магмы, магматические породы делят на две главные груп­пы: породы глубинные (плутонические), или интрузив­ные, образовавшиеся при застывании магмы на глубине, и породы излившиеся (вулканические), или эффузив­ные, связанные с застыванием магмы, излившейся на поверх­ность, т. е. лавы. Среди плутонических пород выделяют собст­венно глубинные, или абиссальные породы, полуглубинные, или гипабиссальные, образующиеся при застывании магмы на глу­бинах десятков – первых сотен метров, и жильные, возникшие при застывании магмы в трещинах. К вулканическим породам кроме излившихся относят пирокластические породы, представляющие собой скопление осевшего на поверхность ма­териала, выброшенного при вулканических взрывах. Это куски застывшей лавы, обломки минералов и пород.

Физико-химические условия застывания магмы на глубине и лавы на поверхности различны, и образующиеся при этом маг­матические породы также отличаются друг от друга. Сильнее всего это отражается на структуре пород. На глубине застыва­ние происходит медленно, при постепенном снижении темпера­туры и давления, в присутствии летучих компонентов, способст­вующих кристаллизации. В результате все минералы выделя­ются в кристаллическом состоянии и образуется полнокристал­лическая структура, характерная для глубинных пород. Разме­ры кристаллических зерен при этом зависят от свойств магмы, от скорости ее охлаждения, скорости кристаллизации. Подни­маясь с глубины к поверхности, магма переходит из условий высоких давлений и температуры к низким температурам и дав­лению. При этом она теряет растворенные в ней газы — мине­рализаторы. Эти условия неблагоприятны для кристаллизации. Поэтому застывающая на поверхности лава образует сплошную аморфную массу, имеющую стекловатую структуру или микро­кристаллическую массу, в которой кристаллы невооруженным глазом практически не различимы (афанитовая структура). Кроме того, у излившихся пород встречается порфировая струк­тура, кристаллические вкрапленники которой выделяются из магмы еще на глубине, а основная масса быстро застывает при выходе лавы на поверхность.

Условия застывания магмы на глубине изменяются мало, поэтому для интрузивных пород обычна однородная текстура, характеризующаяся отсутствием ориентировки минеральных зе­рен. Реже встречается ориентированная (гнейсовидная) тексту­ра, выражающаяся в наличии полос разного минерального со­става или ориентированного расположения цветных минералов. Такая текстура отражает движение магмы в процессе застыва­ния, а также ее гравитационную дифференциацию. В эффузивных породах ориентированная текстура возникает чаще. При этом кристаллические зерна, струи стекла, пустоты располага­ются упорядочению по направлению бывшего течения потока лавы, и породы приобретают флюидальную текстуру.

Глубинным породам и частично излившимся присуща плот­ная текстура; у излившихся встречается также пористая тек­стура, отражающая процесс выделения газов при застывании лавы. Разновидностью пористой текстуры является пузыристая, характеризующаяся очень мелкими многочисленными порами. Излившиеся породы по степени измененности делятся на кайнотипные, имеющие свежие неизменные состав и строе­ние, и палеотипные – измененные породы. Названия палеотипных пород образуются путем присоединения к названию соответствующей кайнотипной породы слова порфир, если порода содержит калиево-натровые полевые шпаты (например, липаритовый порфир), или порфирит, если преобладают плагиоклазы (например, базальтовый порфирит). При макро­скопическом определении эффузивные кайно- и палеотипные по­роды часто бывает трудно различить. Надо обращать внимание на следующие черты: текстура кайнотипных пород часто бы­вает пористой, палеотипных – плотной (вторичное уплотне­ние); у палеотипных пород встречается миндалекаменная текстура, возникающая из пористой после заполнения пустот вто­ричными минералами. Вулканическое стекло, характерное для кайнотипных пород, в палеотипных в ряде случаев раскристаллизовывается и возникает очень мелкозернистая, но кристалли­ческая структура. Кристаллические вкрапленники в палеотип­ных породах обычно сильно изменены. Часто в результате раз­личных реакций цвет основной массы в палеотипных породах (Становится более темным. Исключение составляют основные;породы, у которых базальт (кайнотипная порода) часто обла­дает черным цветом основной массы, а палеотипная порода – базальтовый порфирит – темно-зеленым и серо-зеленым, что объясняется замещением вулканического стекла и пироксенов хлоритом и появлением других (зеленоватых и зеленовато-се­рых) вторичных минералов за счет плагиоклазов.

В таблице помещены наиболее распространенные интрузив­ные и эффузивные породы (магматические горные породы) (правая часть таблицы) и указаны их характерные признаки.

Примечания: В кислых, средних, основных породах минералы расположены в порядке их убывания. Верхний (разрядка)— главный минерал. Нижерасположенные содержатся в относительно небольших количествах или отсутствуют.

1. Выделены четыре группы пород разной кислотности: I – кислые, II – средние, III – основные и IV – ультраосновные породы (вертикальные графы). В нижней части таблицы поме­щены главные породообразующие минералы, характерные для каждой группы (светлые и цветные). Определение принадлеж­ности породы к одной из этих групп производится по минераль­ному составу, соотношению светлых и цветных минералов и плотности (см. выше).

2. Группы кислых и средних пород подразделены каждая на две подгруппы. Породы, в которых преобладают калиевые полевые шпаты, помещены в графах I, а и II, а, породы преимущест­венно с плагиоклазами — в графах I, б и II, б.

При афанитовой структуре эффузивных пород макроскопи­чески часто не удается установить, какой полевой шпат при­сутствует в породе. В этом случае точное ее определение может быть произведено только при микроскопическом исследовании.

3. В каждой группе пород выделяются два горизонтальных ряда, соответствующих условиям образования пород — эффу­зивные породы (сверху) и интрузивные (снизу).

Определение структуры позволяет отнести породы к тому или иному ряду. В графе 4 перечислены характерные для них структуры. Установление текстуры также помогает этому опре­делению (графа 3).

4. Ряд эффузивных пород разделен в свою очередь на две части -- породы кайнотипные (сверху) и палеотипные (снизу). Последующие изменения излившихся пород приводят, как ука­зывалось выше, к переработке их текстуры, структуры и, ча­стично, минерального состава.

Для более полной характеристики в графе 2 указаны фор­мы залегания, характерные для интрузивных и эффузивных пород.

Существуют породы, минеральный состав которых более сложен и разнообразен, чем указанный в таблице. Их строение (структура и текстура) также характеризуется смешанными, переходными чертами. Это свидетельствует о непрерывном, по­степенном изменении условий образования пород — изменении состава магмы и глубины ее застывания (от резко выраженных глубинных через полуглубинные к поверхностным), а также не­прерывных и постепенных постдиагенетических изменениях пород.