Геология Наука

Формирование магматических пород включает в себя несколько стадий:

1. Генерация магмы: Магма образуется в результате частичного плавления горных пород в земной коре и мантии. Это может быть вызвано такими факторами, как высокие температуры, перепады давления и попадание летучих веществ (воды, газов), которые снижают температуру плавления. полезные ископаемые.
2. Миграция магмы: Магма, будучи менее плотной, чем окружающая порода, поднимается сквозь земную кору и может накапливаться в магматических камерах под поверхностью. Размеры этих камер могут варьироваться от небольших карманов до массивных резервуаров.
3. Охлаждение и затвердевание: Когда магма движется к поверхности или остается в камерах, она начинает остывать. По мере остывания минералы внутри магмы начинают кристаллизоваться и образовывать твердые структуры. Скорость охлаждения влияет на размер образующихся кристаллов минерала. Быстрое охлаждение, наблюдаемое на поверхности Земли, приводит к образованию мелкозернистых пород, а более медленное охлаждение в глубине Земли приводит к образованию более крупных кристаллов.
4. Экструзия и интрузия: Если магма достигает поверхности Земли, ее называют лавой. Когда лава извергается из вулкан, он быстро остывает и образует вулканические или экструзивные магматические породы. Если магма остается в ловушке под поверхностью и остывает там, она образует интрузивные или плутонические магматические породы.

Значение в геологии и истории Земли:

1. Геологическая история: Магматические породы дают важную информацию о геологической истории Земли. Сочинение, минералогия, а текстура магматических пород может раскрыть информацию об условиях и процессах, преобладавших при их формировании. Изучая возраст этих пород с помощью методов радиометрического датирования, геологи могут установить временную шкалу прошлой вулканической активности и тектонических событий.
2. Тектоника плит: Магматические породы играют значительную роль в теории тектоники плит. Многие магматические породы связаны с границами плит, где за счет движения и взаимодействия тектонических плит происходит генерация магмы и вулканическая активность. Распространение магматических пород по всему миру свидетельствует о движении континентов, а также об открытии и закрытии океанских бассейнов.
3. Минеральные ресурсы: Некоторые магматические породы, такие как гранит и базальт, используются как ценный строительный материал. Кроме того, магматические процессы способствуют образованию месторождения полезных ископаемых, включая ценные руды, такие как медь, золотокачества никель.
4. Реконструкция палеоклимата: Извержения вулканов выбрасывают газы и частицы в атмосферу, влияя на климат Земли. Изучая минералогию и химию древних вулканических пород, исследователи могут сделать выводы об атмосферных условиях прошлого и влиянии вулканической активности на глобальный климат.

Таким образом, магматические породы открывают окно в прошлое, настоящее и будущее Земли. Они дают представление о геологических процессах, тектонической активности, истории климата и ценных минеральных ресурсах, которые формировали эволюцию планеты на протяжении миллионов лет.

Магматические породы образуются в результате затвердевания и охлаждения расплавленного материала, известного как магма или лава. Процесс формирования включает в себя несколько этапов:

1. Генерация магмы: Магма образуется глубоко в земной коре или верхней мантии в процессе частичного плавления. Плавлению горных пород могут способствовать различные факторы, такие как высокая температура, перепады давления, наличие летучих веществ (воды и газов). По мере плавления горных пород менее плотные компоненты поднимаются, образуя магму.
2. Состав магмы: Состав магмы варьируется в зависимости от материнских пород и степени частичного плавления. Магма в основном состоит из силикатных минералов, которые представляют собой соединения кремния и кислорода, а также других элементов, таких как алюминий, железо, магний, кальций и калий.
3. Миграция магмы: Магма менее плотная, чем окружающие породы, поэтому она имеет тенденцию подниматься через земную кору. Он может мигрировать вертикально или латерально, часто накапливаясь в магматических камерах под поверхностью. Эти камеры могут быть относительно небольшими, как в вулканических дугах, или чрезвычайно большими, как в случае с батолитами.
4. Охлаждение и затвердевание: Когда магма движется к поверхности Земли или остается в подземных камерах, она начинает отдавать тепло окружающей среде. Это охлаждение заставляет минералы внутри магмы кристаллизоваться и образовывать твердые структуры. Скорость охлаждения существенно влияет на размер кристаллов минерала. Быстрое охлаждение, такое как лава на поверхности, приводит к образованию мелкозернистых пород, а медленное охлаждение под поверхностью способствует росту более крупных кристаллов.
5. Экструзия и интрузия: Если магма достигает поверхности Земли, ее называют лавой. Лава извергается во время вулканической активности и быстро остывает при контакте с атмосферой, образуя экструзивные магматические породы. Эти породы имеют мелкие кристаллы из-за быстрого процесса охлаждения. С другой стороны, если магма охлаждается и затвердевает под поверхностью Земли, она образует интрузивные магматические породы. Эти породы образуют более крупные кристаллы из-за более медленной скорости охлаждения. Интрузивные породы могут обнажаться на поверхности в результате эрозии или поднятия, обнажая такие особенности, как батолиты, дайки и силлы.
6. Классификация: Магматические породы классифицируются по минеральному составу и текстуре. По составу магматические породы можно отнести к кислым (богатым полевой шпат и кремнезем), промежуточный, основной (богатый магнием и железом) или ультраосновной (с очень низким содержанием кремнезема). Текстура относится к размеру и расположению минеральных зерен внутри породы и может быть фанеритовой (видимые кристаллы), афанитовой (микрокристаллы), порфировой (крупные и мелкие кристаллы), стекловидной (без кристаллов) или пузырьковой (с пузырьками газа). ).

Таким образом, образование магматических пород включает кристаллизацию минералов из магмы или лавы. Конкретный состав, текстура и расположение этих пород предоставляют ценную информацию о геологических процессах, тектонической активности и истории Земли.

Магматические породы классифицируются на основе их минерального состава, текстуры и других характеристик. Система классификации, обычно используемая в геологии, делит магматические породы на две основные группы: интрузивные (плутонические) и экструзивные (вулканические) породы. Эти группы далее подразделяются в зависимости от минерального состава и текстуры. Вот основной обзор классификации:

1. Интрузивные (плутонические) магматические породы: Эти породы образуются из магмы, которая охлаждается и затвердевает под поверхностью Земли. Более медленная скорость охлаждения позволяет расти видимым минеральным кристаллам. Интрузивные породы обычно имеют крупнозернистую текстуру.

1.1. Гранит: Богат в кварц и полевой шпат, гранит - обычная интрузивная порода. Он светлого цвета и часто используется в строительстве.

1.2. диорит: Диорит по составу занимает промежуточное положение между гранитом и габбро, Это содержит плагиоклаз полевой шпат, пироксен, и иногда амфибол.

1.3. Габбро: Габбро — это основная порода, состоящая в основном из пироксена и богатого кальцием плагиоклазового полевого шпата. Это навязчивый эквивалент базальта.

1.4. Перидотит: Перидотит – это ультраосновная горная порода, состоящая из таких минералов, как оливин и пироксен. Его часто можно найти в мантии Земли.

2. Экструзивные (вулканические) магматические породы: Эти породы образуются из лавы, извергающейся на поверхность Земли. Высокая скорость охлаждения приводит к образованию мелкозернистой текстуры, но некоторые экструзивные породы также могут иметь порфировую текстуру с более крупными кристаллами (фенокристами), заключенными в более мелкую матрицу.

2.1. Базальт: Базальт — это распространенная экструзивная горная порода темного цвета, богатая железом и магнием. Он часто образует вулканические ландшафты и океаническую кору.

2.2. андезит: Андезит занимает промежуточное положение по составу между базальтом и дацитом. Он содержит плагиоклазовый полевой шпат, амфибол и пироксен.

2.3. Рйолит: Риолит – это мелкозернистая вулканическая порода, богатая кремнеземом. Это экструзионный эквивалент гранита, часто имеющий светлый цвет.

3. Пирокластические магматические породы: Эти породы образуются из вулканического пепла, пыли и мусора, которые выбрасываются во время взрывных извержений вулканов. Они могут иметь широкий спектр составов и фактур.

3.1. вулканический туф: Туф – горная порода, состоящая из консолидированного вулканического пепла. Он может различаться по составу и текстуре в зависимости от размера частиц золы.

3.2. игнимбрит: Игнимбрит — разновидность туфа, образовавшегося из горячих пирокластических потоков. Он часто имеет сварную текстуру из-за высоких температур во время наплавки.

Важно отметить, что классификация магматических пород не ограничивается только этими примерами. В каждой категории имеется ряд типов камней с разным составом и текстурой. Кроме того, современная геология также учитывает минералогический и химический анализ, а также контекст формирования горных пород и геологическую историю для уточнения классификации магматических пород.

Магматические породы состоят в основном из минералов, которые кристаллизуются из расплавленного материала (магмы или лавы). Минеральный состав магматических пород играет значительную роль в определении свойств, внешнего вида и классификации горных пород. Вот некоторые распространенные минералы, встречающиеся в магматических породах:

1. Кварц: Кварц — распространенный минерал в магматических породах, особенно в кислых породах, таких как гранит и риолит. Он состоит из кремния и кислорода и часто выглядит как прозрачные стекловидные кристаллы.

2. Полевой шпат: Полевой шпат — это группа минералов, которые являются важными компонентами многих магматических пород. Двумя основными типами являются:

• ортоклаз Полевой шпат: Ортоклазовый полевой шпат, распространенный как в кислых, так и в средних породах, может придавать камням розовый, красноватый или серый цвет.
• Плагиоклаз полевой шпат: Плагиоклаз чаще встречается в породах среднего и основного состава. Его состав может варьироваться от сортов, богатых кальцием (кальциевых) до богатых натрием (натриевых), что приводит к различным цветам.

3. Оливин: Оливин — зеленый минерал, встречающийся в ультраосновных породах, таких как перидотит и базальт. Он состоит из магния, железа и кремния.

4. Пироксен: Пироксеновые минералы, такие как авгит и роговая обманка, распространены в основных и средних породах. Они имеют темный цвет и богаты железом и магнием.

5. Амфибол: Амфиболовые минералы, например роговая обманка, встречаются в породах среднего и некоторых основных пород. Они более темного цвета и часто связаны с присутствием воды во время образования магмы.

6. биотит и мусковит: Это виды маленький минералы, часто встречающиеся в кислых породах. Биотит имеет темный цвет и принадлежит к группе основных минералов, а мусковит — светлый и принадлежит к кислой группе.

7. Фельдшпатоиды: Это минералы, схожие по составу с полевым шпатом, но с меньшим содержанием кремнезема. Примеры включают в себя нефелин и лейцит. Они встречаются в некоторых магматических породах, богатых щелочью.

8. магнетит и ильменит: Эти минералы являются источниками железа и титан в основных и ультраосновных породах.

Конкретное сочетание этих минералов и их относительные пропорции определяют общий минеральный состав магматической породы. Этот состав, а также текстура (размер зерен и расположение минералов) помогает геологам классифицировать и понимать происхождение и геологическую историю породы. Кроме того, акцессорные минералы, присутствующие в меньших количествах, также могут дать важную информацию об условиях формирования породы.

Серия реакций Боуэна это концепция в геологии, объясняющая последовательность кристаллизации минералов из остывающей магмы. Он был разработан канадским геологом Норманом Л. Боуэном в начале 20 века. Эта концепция имеет решающее значение для понимания минералогического состава магматических пород и взаимоотношений между различными типами горных пород.

Ряд реакций Боуэна делится на две ветви: прерывистый ряд и непрерывный ряд. Эти серии представляют собой порядок, в котором минералы кристаллизуются по мере охлаждения магмы, при этом минералы, расположенные выше в ряду, кристаллизуются при более высоких температурах.

Прерывистая серия: В эту серию входят минералы, состав которых сильно меняется по мере кристаллизации из остывающей магмы. Оно включает:

1. Серия Ol/Pyx (оливин-пироксеновая серия): Минералы этого ряда — оливин и пироксен. Оливин кристаллизуется при более высоких температурах, а пироксен – при более низких.
2. Серия плагиоклаза Ca: Эта серия включает кристаллизацию богатого кальцием полевого шпата плагиоклаза, такого как анортит. Оно начинается при более высоких температурах и продолжается по мере остывания магмы.
3. Серия плагиоклаза: В эту серию входит богатый натрием плагиоклазовый полевой шпат, например альбит. Он кристаллизуется при более низких температурах, чем богатый кальцием плагиоклаз.

Непрерывная серия: Минералы непрерывного ряда имеют состав, который постепенно меняется по мере кристаллизации, образуя твердый раствор между двумя минералами-конечными членами. В непрерывную серию входят:

1. Серия плагиоклаза Ca-Na: Эта серия представляет собой твердый раствор между богатым кальцием и богатым натрием полевым шпатом плагиоклаза. По мере остывания магмы состав плагиоклаза постепенно меняется от богатого кальцием к богатому натрием.
2. Амфибол-биотитовая серия: Минералы этого ряда включают амфибол (например, роговую обманку) и биотитовую слюду. Состав этих минералов постепенно меняется по мере охлаждения.
3. Серия Na-K полевого шпата: Эта серия представляет собой твердый раствор между полевым шпатом, богатым натрием и калием. По мере остывания магмы ее состав меняется от богатого натрием к богатому калием.

Концепция серии реакций Боуэна помогает объяснить, почему определенные минералы обычно встречаются вместе в определенных типах магматических пород. По мере остывания магмы минералы кристаллизуются в предсказуемом порядке, основанном на их температурах плавления и химическом составе. Это имеет важное значение для понимания минералогической эволюции магмы, формирования различных типов горных пород и процессов, происходящих в земной коре и мантии.

Магматические породы могут образовываться в различных средах, каждая из которых обеспечивает особые условия, влияющие на тип формирующейся породы. Основными средами образования магматических пород являются:

1. Интрузивные среды: В этих средах магма охлаждается и затвердевает под поверхностью Земли, что приводит к образованию интрузивных или плутонических магматических пород.
   • Батолиты: Большие массы магмы, затвердевающие глубоко в земной коре, образуют батолиты. Они могут покрывать обширные территории и часто состоят из крупнозернистых пород, таких как гранит.
   • Акции: Аналогичные батолитам, но меньшие по размерам, штоки также сложены крупнозернистыми интрузивными породами и обычно встречаются вблизи батолитов.
   • Дайки: Дайки представляют собой пластинчатые интрузии, прорезающие существующие слои горных пород. Они часто имеют более мелкозернистую текстуру из-за быстрого охлаждения в узких пространствах.
   • Подоконники: Силлы — это горизонтальные интрузии, которые проникают между существующими слоями горных пород. Они также имеют тенденцию иметь более мелкозернистую текстуру из-за небольшой глубины и более медленного охлаждения.
2. Экструзионные среды: В этих средах лава извергается на поверхность Земли, быстро остывает и затвердевает, что приводит к образованию экструзионных или вулканических магматических пород.
   • Вулканические конусы: Они образуются в результате скопления вулканических материалов, таких как лава, пепел и пирокластические обломки. Разные типы экструзивных пород могут быть связаны с разными типами вулканических конусов, например с щитовыми вулканы (базальтовая лава) и стратовулканы (лава от андезитовой до риолитовой).
   • Лавовые плато: Мощные извержения вулканов могут вести накоплению мощных слоев лавы, покрывающих обширные территории, образующих лавовые плато. Эти плато часто состоят из базальтовой лавы.
   • Вулканические острова: Когда вулканическая активность происходит под водой, это может привести к образованию вулканических островов. Эти острова обычно состоят из экструзивных пород, таких как базальт.
3. Пирокластическая среда: В этих средах в результате вулканических взрывов образуется пепел, вулканические бомбы и другие пирокластические материалы, которые накапливаются и затвердевают.
   • Кальдеры: Сильные вулканические взрывы могут привести к обрушению вершины вулкана, образуя кальдеру. Кальдера может затем заполниться пеплом, образуя магматические породы, состоящие из пирокластических материалов.
   • Туфовые кольца и Маары: Взрывные извержения вулканов в этих средах приводят к выбросам пирокластических материалов, которые образуют кольца туфа (консолидированного пепла) вокруг жерла. Маары — это неглубокие вулканические кратеры, образовавшиеся в результате взрывного взаимодействия магмы и подземных вод.

Конкретный тип магматической породы, которая образуется в каждой среде, зависит от таких факторов, как состав магмы, скорость охлаждения, давление, наличие воды и окружающий геологический контекст. Изучая магматические породы, образовавшиеся в различных средах, геологи могут получить представление о геологической истории Земли, тектонических процессах и условиях, преобладавших в разные периоды.

Магматические горные породы имеют важное хозяйственное значение благодаря разнообразному минеральному составу, долговечности и пригодности для строительства, а также роли в образовании ценных полезных ископаемых. депозиты. Вот несколько способов, которыми магматические породы способствуют экономике:

1. Строительные материалы: Многие магматические породы используются в качестве строительных материалов из-за их долговечности и эстетической привлекательности. Например, гранит и базальт обычно используются в качестве камня для строительства зданий, памятников, столешниц и декоративных целей.
2. Разрушенный камень: Дробленые магматические породы, такие как базальт и гранит, используются в качестве заполнителей в бетоне, дорожном строительстве и железнодорожном балласте. Эти материалы обеспечивают прочность и устойчивость конструкций и транспортных сетей.
3. Минеральные месторождения: С некоторыми видами магматических пород связаны месторождения ценных полезных ископаемых. Например, основные и ультраосновные породы могут содержать месторождения ценных минералов, таких как хромит, платина, никель и медь.
4. Драгоценные и цветные металлы: Магматические породы играют роль в формировании рудные месторождения которые содержат драгоценные металлы, такие как золото, Серебряныйи платина, а также недрагоценные металлы, такие как медь, свинец и цинк. Эти отложения могут образовываться в результате таких процессов, как гидротермальная деятельность, связанная с магматическими интрузиями.
5. Бриллиантовые: Некоторые магматические породы содержат минералы ювелирного качества, такие как гранат, цирконкачества топаз. Эти минералы используются в ювелирных изделиях и других декоративных предметах.
6. Вулканические отложения: Вулканические породы, включая вулканический пепел и туф, могут иметь экономическое значение в качестве сырья в таких отраслях, как производство керамики, стекла, а также в качестве удобрения почвы (вулканический пепел) в сельском хозяйстве.
7. Геотермальная энергия: Магматическая деятельность способствует образованию геотермальных энергетических ресурсов. Магма нагревает подземные воды, создавая геотермальные резервуары, которые можно использовать для производства чистой и возобновляемой энергии.
8. Производство металла: Магматические горные породы могут служить источником элементов, используемых в производстве металлов. Например, кислые магматические породы могут содержать редкие элементы, такие как литий и тантал, которые необходимы для современной электроники.
9. Карьерная промышленность: Добыча магматических пород для различных целей, таких как гравий, песок и щебень, способствует развитию карьерной промышленности и обеспечивает материалы для развития инфраструктуры.
10. Отдых и туризм: Уникальные геологические образования, такие как вулканические ландшафты, привлекают туристов и любителей активного отдыха. Вулканические районы часто предлагают возможности для пеших прогулок, скалолазания и геотуризма.

Таким образом, магматические породы имеют экономическое значение в строительстве, развитии инфраструктуры, горнодобывающей промышленности, производстве энергии и различных отраслях промышленности. Их минералогическое разнообразие и геологические процессы способствуют образованию ценных ресурсов, которые способствуют экономическому росту и развитию.

В мире есть несколько примечательных магматических скальных образований, которые демонстрируют геологическое разнообразие и историю Земли. Вот несколько ярких примеров:

1. Мостовая Гигантов (Северная Ирландия): Этот объект Всемирного наследия ЮНЕСКО известен своими уникальными шестиугольными базальтовыми колоннами, образовавшимися в результате вулканической активности. Колонны являются результатом остывания и сжатия потоков базальтовой лавы миллионы лет назад.
2. Башня Дьявола (Вайоминг, США): Поразительный монолит, состоящий из фонолитовых порфир, Башня Дьявола — известный пример магматического вторжения. Считается, что он образовался, когда магма затвердела под землей, а затем обнажилась в результате эрозии.
3. Гора Везувий (Италия): Один из самых известных вулканов в мире, Везувий, известен своим извержением в 79 году нашей эры, которое похоронило древний город Помпеи. Вулканические продукты и пепел от этого извержения сохранили городские постройки и артефакты.
4. Национальный парк Гавайские вулканы (Гавайи, США): В этом парке, где расположены действующие вулканы, такие как Килауэа и Мауна-Лоа, наблюдается продолжающаяся вулканическая активность. Потоки лавы и вулканические ландшафты дают представление о геологических процессах Земли.
5. Shiprock (Нью-Мексико, США): Шипрок — это вулканическая шейка, остаток древнего вулкана, который подвергся эрозии, оставив после себя возвышающуюся вулканическую пробку. У народа навахо это место считается священным.
6. Вулканы Оверни (Франция): Для этого региона характерна цепочка спящих вулканов, возраст некоторых из которых превышает 6 миллионов лет. Пюи-де-Дом — одна из знаковых вершин этой местности.
7. Улуру (Айерс-Рок) и Ката Тьюта (Ольгас) (Австралия): Хотя Улуру и Ката Тьюта не являются вулканическими, они представляют собой значительные скальные образования, состоящие из аркозовых пород. песчаник. Они имеют культурное и духовное значение для коренного народа анангу.
8. Кратерное озеро (Орегон, США): Это темно-синее озеро заполняет кальдеру горы Мазама, вулкана, который рухнул во время мощного извержения тысячи лет назад. Кальдера и озеро внутри нее являются результатом этого вулканического события.
9. Водопад Гюдльфосс (Исландия): Гюдльфосс, образованный рекой Хвита, представляет собой культовый водопад, расположенный недалеко от геотермального региона Гейсир. Окружающий ландшафт демонстрирует вулканическую и геотермальную активность Исландии.
10. Айерс Рок (Улуру) и Ката Тьюта (Олгас) (Австралия): Хотя эти массивные образования из песчаника не являются вулканическими, они являются важными достопримечательностями и имеют культурное значение для коренного народа анангу.

Эти образования подчеркивают разнообразие способов, которыми магматические процессы и геологическая история сформировали поверхность Земли, оставив после себя впечатляющие пейзажи и достопримечательности.