Основні теоретичні положення

Магматичні гірські породи утворюються в процесі розкристалізації або затвердіння природних силікатних розплавів, які виникли в глибинних зонах земної кори або вилились на її поверхню в результаті пониження температури. Перш за все необхідно засвоїти, що в залежності від умов, в яких проходить перетворення магматичного розплаву в тверде тіло, розрізняють інтрузивні породи, коли розплав-магма розкристалізовується в глибинах земної кори не піднімаючись на поверхню, і ефузивні породи, які утворились в результаті застигання розплаву-лави на поверхні Землі. В цьому зв’язку також необхідно чітко представляти собі різницю понять про магму і лаву та особливості їх складу.

Магма – це вогняно-рідинна рухома маса, яка складається із суміші твердої та газоподібної фаз, які розкристалізовуючись утворюють інтрузивну групу порід.

Лава – це вогняно-рідинна рухома маса, яка вилилась або витиснулась на поверхню Землі, в результаті чого втратила значну частину газоподібних компонентів, з якої і сформувалась група ефузивних порід.

При застиганні магми в процесі її еволюції відбувається кристалізаційна диференціація, суть якої полягає в наступному: першими розкристалізовуються найбільш тугоплавкі компоненти, що утворюють рудні мінерали; в подальшому при застиганні магми виділяються мінерали багаті Fe, Mg, Ca, Ti та ін., в подальшому виділяються мінерали, які містять у своєму складі K, Na, Al, Si та інші менш тугоплавкі компоненти. Закінчується процес розкристалізації магми виділенням вільної кремнекислоти у вигляді кварцу (SiO₂), а також мусковіту і цеолітів.

Процес застигання лави більш складний – він починається на деяких глибинах як в жерлах вулканів, так і в міжпластовому просторі і закінчується на поверхні Землі в результаті виливу лави або викиду різноманітних газів, застиглих лавових уламків (бомби, лапілі, пісок, попіл) в атмосферу. Отже, для ефузивних порід характерним є наявність реліктів типово магматичних структур (кімберліти), а також типових скловидних та інших структур властивих типово ефузивним породам.

Класифікація магматичних гірських порід базується на їх хімічному і мінеральному складі. За хімічним складом, який в значній мірі обумовлений вмістом кремнезему (SiO₂) всі магматичні породи поділяються на: ультраоснові, основні, середні і кислі. Лужна група порід виділяється за вмістом суми лугів (Na₂O + K₂O + H₂O).

Для віднесення породи до однієї з цих груп не обов’язково знати хімічний склад породи, так як хімічний склад порід відтворюється в їх мінеральному складі. Чим більше в породі кварцу, тим вона кисліша. При збільшенні кількості темнокольорових мінералів (піроксени, амфіболи), порода стає більш основною. В ній збільшується вміст заліза, магнію і кальцію з одночасним зменшенням кремнезему. За такими же ознаками визначаються інші групи порід.

До основних відмінних ознак магматичних гірських порід відносяться також мінеральний склад і кількісне співвідношення головних мінералів, забарвлення. Методика визначення цих основних показників наводиться нижче одночасно як для інтрузивних, так і ефузивних магматичних гірських порід.

Колір. В інтрузивних та ефузивних породах найрізноманітніший, так як складові породи-мінерали забарвлені у різні кольори. Якщо деякі мінерали в породі утворюють ізольовані скупчення (шліри або смуги), то забарвлення є плямистим, смугастим та ін. Породи, забарвлені у світлі відтінки, називають лейкократовими, а темні – меланократовими. Чим більша меланократова порода, тим більше в ній темнозабарвлених мінералів і більше кольорове число.

Текстура. Для інтрузивних порід найбільш характерними є масивна, смугаста, плямиста та інші типи текстури, які дуже добре розпізнаються при макроскопічному дослідженні або під бінокулярною лупою.

Найбільш розповсюджені текстури ефузивних порід – масивна, смугаста, шарувата, плямиста, пухирцева, міндалекам’яна, флюїдальна, трахітова.

Структура. В інтрузивних породах при макроскопічному спостереженні добре розрізняють тільки наступні структури: 1) дрібнозерниста (розмір зерен менший 0.5 мм); 2) середньозерниста (розмір зерен від 0.5 мм) і 3) гігантозерниста (розмір зерен більший 5 мм). Структури бувають рівномірнозернистими і нерівномірнозернистими, коли одні зерна за розмірами різко відрізняються від інших. Найбільш типовими для ефузивних порід є порфірові структури, для яких характерна наявність в дуже дрібнозернистій або скритокристалічній масі окремих великих кристалів-вкраплеників, і афітова, властива породам, в яких відсутні вкрапленики.

Мінеральний склад. До складу магматичних гірських порід входить дві основні групи мінералів – головні породоутворюючі, які присутні в кількості від декількох до десятків процентів і визначають тип породи, і другорядні, які присутні в одиницях і долях процентів. Особлива роль належить так званим акцесорним мінералам, які присутні в гірській породі в незначній кількості (соті долі процентів), однак в багатьох випадках є типоморфними для окремих типів порід (циркон – для гранітів; апатит – для діоритів та ін.). Часто в магматичних породах присутні окремі мінерали, які утворюються за рахунок первинних в результаті наступних вторинних процесів. Це хлорит, епідот, ціозит, серпентин та ін.

В ефузивних породах основну увагу звертається на вивчення вкраплень. В описі повинні бути відмічені розміри вкраплеників, форма зерен і діагностичні ознаки мінералів.

Кількісне співвідношення головних мінералів. Воно виражається в процентах до всього об’єму породи.

В ефузивних породах визначається характер розподілу і кількісне співвідношення (в %) вкраплеників один з одним та з основною масою.

Забарвлення (кольорове число). Під кольоровим числом або кольоровим індексом розуміють кількість об’єму в % темноколірних мінералів у певному зразку гірської породи. Кольорове число визначається макроскопічно або під бінокулярною лупою за наявністю в породі темнозабарвлених мінералів – біотиту, піроксенів, амфіболів та ін.

Магматичні гірські породи, як вказувалось вище, за вмістом SiO₂ поділяються на ультраосновні, основні, середні, кислі і лужні (таблиця 3.1).