Происхождение магматических горных пород Анатексис, дифференциация, ассимиляция
Образование магматических горных пород происходит вследствие трех процессов: анатексиса, дифференциации и ассимиляции.
Анатексис - процесс расплавления твердых горных пород под действием глубинного потока тепла и флюидов с образованием силикатных расплавов, другими словами, это процесс зарождения первичных магм, который происходит в земной коре и, главным образом, в верхней мантии. Как было отмечено выше, механизм плавления горных пород обратeн ходу их
кристаллизации. Плавление горных пород происходит в зоне анатексиса или зоне магмообразования. Большинство геологов в настоящее время увязывает эти зоны с геофизическими зонами астеносферы или зонами Гутенберга в мантии и земной коре, где наблюдается уменьшение скоростей распространения продольных (Vp) и поперечных (Vs) сейсмических волн, которые в общем разрезе земной коры постепенно увеличиваются от поверхности к центру. Предполагается, что причиной такого уменьшения является появление жидкой фазы за счет частичного или селективного плавления горных пород. В жидкой фазе волны распространяются медленнее, чем в твердом веществе. Частичное или селективное плавление проявляется в появлении в горной породе тонких пленок межзерновой и межгранулярной жидкости.
Исследования вулканологов на Гавайских островах, в частности с помощью точных нивелировок, показывают, что непосредственно под действующими базальтовыми вулканами находятся вулканические подушки или верхние субвулканические или так называемые периферические очаги, которые постепенно заполняются магматическим расплавом. В определенный критический момент, когда такой очаг переполняется расплавом, происходит вулканическое извержение. При этом вся область над магматической подушкой проседает с образованием крупных кальдер.
Геофизическими исследованиями под современными вулканами показывают, что такие периферические очаги устанавливаются на глубинах до 10 км. Так на Камчатке под Авачинским вулканом периферический очаг имеет форму линзы диаметром 7 км и залегает на глубине 1,5-2 км, под вулканом Безымянный такой же линзовидный очаг диаметром 5 - 8 км залегает на глубине 3-5 км. Под вулканом Везувий глубина периферического очага составляет 5 км, под гавайским вулканом Килауэуа - 5 км, под вулканами Шотландии -4-7 км, под вулканами Японии - 0,5 -10 км, под вулканами Азорских островов - 5 км. Кроме периферических, под вулканами отмечаются и глубинные магматические очаги. Например, под Авачинской группой вулканов геофизиками предполагается наличие вертикальной столбообразной зоны диаметром около 25 км, обогащенной магмой и располагающейся в интервале глубин 20 — 100 км. Такого же типа магматический столб на глубинах 40 - 100 км намечается и под Ключевской группой вулканов. В целом, глубинные очаги устанавливаются до глубин 600 км. Как показали наблюдения вулканологов над извержением вулкана Толбачик, извержению предшествовал мощный и долговременный выброс флюидной фазы в виде газовой струи высотой несколько десятков метров.
Астеносфера хорошо фиксируется в первую очередь под современными геосинклиналями, где верхняя кромка астеносферы иногда поднимается до уровня 20 - 30 км от поверхности, переходя границу Мохоровичича, а нижняя опускается на несколько сотен километров. На отдельных участках под геосинклиналями астеносфера носит двух-, иногда трехъярусный характер (Камчатка, Курильские острова). Иногда астеносфера захватывает не только мантию, но и нижние части земной коры (Забайкалье). Под платформами наблюдается прерывистый слой астеносферы с верхней кромкой на глубинах 150 - 200 км, т.о. на платформах астеносфера фиксируется не везде. Под рифтовыми зонами на платформах верхняя кромка астеносферы образует резкий выступ, поднимаясь до глубины 15 - 20 км от поверхности - рифтовые зоны постоянно характеризуются большими значениями величины теплового потока из недр Земли.
Подъем магм из зоны анатексиса происходит по системе глубинных разломов. Для одних магм, например кимберлитовых, характерен прямой подъем, без задержки, происходящий по тектоническим трещинам, дренирующим зоны магмообразования на глубинах, возможно, до 600 км. Для жидких ультраосновных магм, в частности для кимберлите вой, предполагается высокая скорость подъема, варьирующая от 0,1 до 20 м/с. Кроме прямого, возможен прерывистый подъем магм с той или иной временной задержкой в промежуточных магматических очагах, где также
могут происходить процессы дифференциации и ассимиляции. Некоторое представление о таком прерывистом подъеме магм можно составить из предыстории извержения вулкана Амбрима на островах Новые Гибриды 15 апреля 1963г. В течение периода с 28 августа 1961г. до начала извержения в районе вулкана было зафиксировано 6 землетрясений с гипоцентрами, последовательно перемещающимися с глубины 600км к поверхности. Предполагается, что эти перемещения связаны с прерывистым подъемом магмы на более высокие стратиграфические уровни.
Магматическая дифференциация (от лат. differentia - различие) - процесс разделения, расчленения первичной или родоначальной магмы на магмы производные и вторичные, образующие в конечном итоге все разнообразие магматических горных пород. Петрологически важными являются следующие физико-механические механизмы дифференциации.
Кристаллизационная дифференциация. С началом кристаллизации появляются широкие возможности для дифференциации, поскольку из магмы кристаллизуются минералы, состав которых отличается от состава расплава. В результате состав самой магмы существенно изменяется. Процесс кристаллизационной дифференциации является основным процессом дифференциации.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
