Образование магматических пород

Сегодня, дорогие мои читатели, мы рассмотрим не менее важный вопрос. А именно: откуда же взялся тот прекрасный материал, который и сформировал такие милые сердцу (отдельных граждан :)) столбчатые отдельности. Коли я, как водится, не специалист в этом деле, предоставлю слово профессионалам (ну или близким к ним людям).

Предыдущие статьи по теме:

1. К вопросу о происхождении столбчатой отдельности в базальтах и её аналогов

2. "Раскрыта тайна шестиугольных колонн Башни Дьявола" (публикация 11 октября 2015)

(рекомендую начать изучать их после прочтения данного материала в указанном порядке).

Приятного чтения!

--------------------------------

Магматические породы - вулканические (эффузивные) породы, образовавшиеся на поверхности земли в ходе извержения вулканов

Излившиеся породы (вулканиты, эффузивы)

Вулканиты образуются в тех случаях, когда огненно-жидкая магма, поднимающаяся из глубин Земли под воздействием вулканических сил, достигает земной поверхности. Причем не играет роли, изливается ли магматический расплав подобно грязевому потоку из вулканического жерла или по трещине в земной коре вытекает прямо на поверхность. Если же сгустки лавы вперемежку с остатками материала, прежде заполнявшего жерло, или с обломками боковых пород выбрасываются в воздух, откуда затем осаждаются, говорят о вулканических туфах.

По химизму и тем самым по минеральному составу вулканиты в целом сходны с плутонитами (интрузивами), так как обе эти группы пород происходят из одних и тех же магм. И вулканические породы, подобно плутоническим, с понижением содержания кремне-кислоты становятся темнее и тяжелее.

Существенное различие между вулканитами и плутонитами заключается в их структуре. Лавы, из которых образовались вулканиты, остывали много быстрее, чем материнские магмы плутонитов; поэтому в вулканитах кристаллы минералов в основном весьма мелкие, микроскопических размеров. Невооруженным глазом их не разглядишь. Такую структуру называют плотной. Лишь отдельные более крупные кристаллы бывают хорошо образованы; они имеют резкие контуры и свою собственную, типичную для них форму. Такая структура называется порфировой, а эти кристаллы - порфировыми вкрапленниками. Порфировая структура - характерная особенность вулканитов. Отдельные хорошо образованные кристаллы располагаются в плотной основной массе.

Если магма остывает очень быстро (например, от контакта с водой, льдом, холодным воздухом и т.п.), то кристаллы вообще не успевают появиться, и вся масса породы оказывается аморфной, стекловатой. Подобные породы называют вулканическими стеклами. К ним принадлежат обсидиан, пехштейн и рыхлая пемза.

Кроме того, вулканиты, образовавшиеся из магм, богатых растворенными вулканическими газами, приобретают многочисленные мелкие и крупные пустоты, которые позднее могут заполняться низкотемпературными минералами, и тогда их называют миндалинами (жеодами, занорышами), а породы - миндалекаменными. В этих миндалинах могут формироваться кристаллы, агаты и другие заполняющие породы.

На фото - бразильская "трехглавая" жеода, с аметистом из Риу-Гранди-ду-Сул, Бразилия. Высота 93 см. Вес 164 кг. Хорошо видно, как аметист заполнил газовую полость, образовавшуюся в остывающей лаве, и равномерность структуры окружающей породы. Бразилия богата на подобные образования.

Часто наблюдаются также текстуры течения лавы, или флюидальные текстуры (от поднимающихся газов-флюидов), когда в породе возникает своего рода ориентировка отдельных компонентов, полосчатое распределение окраски или овальной формы уплощенные и вытянутые пустоты (миндалины, жеоды, занорыши).

Среди вулканитов принято различать более древние (уже частично подвергшиеся изменениям) и более молодые образования. Древние (палеозойские) излившиеся породы обычно несколько изменены. Они уплотняются, и в их окраске преобладают красные или зеленые тона. Что же касается молодых (кайнозойских) вулканитов, то для них характерны многочисленные пустоты и серые тона окраски.

Подобные незначительные изменения пород получили название диагенеза (не путать с метаморфизмом - интенсивным преобразованием пород). Каждый вулканит имеет свои аналоги среди плутонитов (интрузивов) и жильных пород. Группировка туфов производится по размерам зерен, а лавовые породы подразделяются по минеральному составу.

Диагностические признаки вулканитов (эффузивов):

1. Хорошо образованы лишь отдельные кристаллы. Порфировая структура.

2. Основная масса плотная (микрозернистая) или аморфная (стекловатая).

3. Многочисленные мелкие пустоты (жеоды).

4. Текстуры течения (флюидальные).

5. Часто наблюдается образование столбов.

6. Разделение пород в пределах ряда - по интенсивности окраски (светлые - темные) и по минеральному составу.

ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ТУФЫ, или просто ТУФЫ, представляют собой выброшенные в воздух частицы лавы и пепла, перемешанные с обломками различных пород, уплотненные и сцементированные. (Не путать со сходными по облику известковыми туфами, которые тоже часто называют просто туфами!). Вулканические туфы можно подразделять по исходному материалу или по материнским лавам (например, базальтовые, трахитовые туфы и т. д.). Чаще туфы различают по величине зерен.

Вулканические выбросы в виде мелкозернистых рыхлых масс называют вулканическими пеплами, а самые тонкие из них - вулканической пылью. Уплотненные пеплы носят название пепловых туфов или просто туфов. Выбрасываемые при извержениях вулканов мелкие камешки (размером с боб или орех) называются лапилли.

Самые крупные выбросы - вулканические бомбы, это сгустки лавы, принявшие определенную форму. Как правило, они бывают величиной с кулак, а то и с голову. Вращение во время полета придает им округлую, витую или веретенообразную форму. Смеси туфов с веществом осадочных пород называют туффитами. Структура туфов - аморфная (стекловатая), мелкозернистая или порфировая; обычно они весьма пористы. Благодаря высокой пористости и малой объемной массе вулканические туфы используются в качестве строительного камня.

Трахитовые пепловые туфы из массива Эйфель (Германия), получившие название трассов, играют значительную роль в подводном строительстве, что связано с их хорошими гидравлическими свойствами. Молотый трасс служит добавкой к цементу; он повышает плотность и химическую стойкость бетона. Трассовый цемент особенно подходит для массивного бетона; снижая температуру его схватывания, он уменьшает вероятность появления трещин.

Несмотря на слоистость, обусловленную некоторой сортировкой материала, а главное - повторными выбросами при извержениях, в петрографии туфы не причисляют к так называемым слоистым, или осадочным, породам. Присутствующие в виде включений в туфах вулканические бомбы, под тяжестью которых вдавливаются границы слоев, отчетливо выявляют различие между туфами и осадочными породами с их ровными поверхностями напластования.

ВУЛКАНИЧЕСКОЕ СТЕКЛО - термин, обозначающий не какую-либо определенную породу, а скорее структуру, свойственную целой группе излившихся пород. Их химизм может быть различным, но физическое состояние - главным образом аморфное, как у обычных искусственных стекол; кристаллы могут присутствовать лишь в виде единичных включений. Вулканические стекла возникают при закалке (очень быстром остывании) магматического расплава, достигшего земной поверхности. Основные представители вулканических стекол - пемза, обсидиан и пехштейн.

Пемза получила свое название от латинского слова pumex ("пумекс"), что значит "пена", и на самом деле она имеет пенистое, губчатое сложение. Петрографическое определение пемзы - пенистое, или пузыристое, вулканическое стекло, обычно с высоким содержанием кремнекислоты. Оно образовалось при быстром остывании лавы, богатой газами, и имеет аморфную структуру, отличаясь обилием крупных пор.

Вся масса пемзы, подобно губке, пронизана порами неправильной формы, которые ранее представляли собой газонаполненные полости, большей частью не сообщавшиеся между собой. Хотя по своему составу пемза близка к серовато-черному обсидиану, но из-за многократного преломления и рассеяния света в пористом мате риале она обычно кажется светло-серой. Объемная масса пемзы - менее 1 (легче воды), плотность составляет 2,4.

Применение пемзы в качестве абразивного материала, а также в косметике и гигиене основано на том, что в ее составе отсутствуют остроугольные кристаллы, способные причинить повреждения, а поверхность в ходе истирания все время остается шероховатой, шершавой. В строительстве пемза служит для изготовления легкого строительного камня: добытую сырую пемзу размалывают, к ней добавляют цементоподобные вяжущие вещества и из этой массы под прессом формуют камни нужной формы. Их достоинство в низкой объемной массе и в хороших теплоизоляционных свойствах.

В строительном деле пемзой нередко называют туфовый камень и даже легкие-пористые искусственные камни из осколков кирпича и шлаков. Трасс с его стекловато-пористым сложением также представляет собой пемзу - естественную, природную пемзу, как говорят в технике.

Обсидиан получил свое название по имени его первооткрывателя - римлянина Обсиуса. Это вулканическое стекло, застывшее преимущественно из кислой (богатой кремнекислотой) лавы. Он отличается большой сплошностью и довольно высокой твердостью (5-5,5 по шкале Мооса).

Темная, часто черная, красно-коричневая или темно-зеленая окраска вызвана тонкорассеянными оксидами железа. Черный обсидиан в тонких краях просвечивает серым; мелкие осколки обсидиана - светлые и прозрачные. Характерны раковистый излом и острые режущие края обломков вулканического стекла.

В каменном веке обсидиан наряду с кремнем широко использовался для изготовления оружия и инструментов; в Мексике вплоть до XVI в. из него делали ножи, скребки, наконечники для стрел. Ныне обсидиан идет на изготовление художественных изделий, иконок. В шлифованном и полированном виде он обнаруживает золотистые рефлексы. Плотность обсидиана 2,5-2,6. Места распространения: Италия, Греция, Исландия, Мексика, США, СНГ. Образец с о-ва Липари, Италия.

Пехштейн, или смоляной камень, - внешне похожее на смолу, изборожденное трещинами древнее вулканическое стекло, по составу близкое обсидиану, но с повышенным содержанием воды. Он имеет серый или бурый цвет.

На территории СНГ самые красивые поделочные обсидианы известны в Армении: смоляно-черные, сургучно-коричневые с черными пятнами и особенно эффектные - серебристо-серые с перламутровым отливом. Их добывают на склонах горы Артени и Геннамского хребта, Гюмуш-Джрабер. Археологические раскопки свидетельствуют о том, что обсидиан широко использовали здесь в эпоху неолита как материал для изготовления оружия, орудий труда, украшений. Из него освоено даже изготовление лезвий для хирургического инструмента. По соседству, в Турции (Южная Анатолия) известность во всем мире приобрели раскопки неолитического города Чатал-Гуюк, выросшего вокруг разработок обсидиана на склонах потухших вулканов Караджидаг и Гасандаг.

Метариолит (1) - измененная излившаяся порода группы риолита (липарита). Он окрашен в красноватые, реже серые или слегка зеленоватые тона и обычно имеет ярко выраженную порфировую структуру. Его минеральный состав (по Г. Шуману, 1957) в %: калишпат 50%, плагиоклаз 15%, кварц 30%, биотит, рудные минералы 5%. Плотность метариолита порфира 2.7. Он находит применение в дорожном строительстве: чаще всего в виде крупного и мелкого щебня для щебеночных покрытий дорог, реже - в качестве мостового камня.

Метаандезит (2) - представитель излившихся пород группы андезита. Он окрашен в красно-коричневые, реже серый, зеленоватый тона. Минеральный состав (по Г. Шуману, 1957) в %: плагиоклаз 60%, калишпат 15%, пироксен, биотит 20%, рудные минералы 5%. Плотность андезита 2,7. Он применяется в дорожном строительстве в виде крупного и мелкого щебня, зеленоватые разновидности используются в качестве облицовочного и декоративного камня.

Трахит (3) - типичная излившаяся порода группы трахита. В светлых трахитах присутствуют в виде крупных вкрапленников кристаллы калишпата (санидина). Минеральный состав (по Г. Шуману, 1957) в%: калишпат 75%, плагиоклаз 10%, пироксен 10%, рудные минералы 5%. Плотность трахита 2,7. Прежде благодаря своей шероховатости он использовался для мельничных жерновов; он издавна ценился как строительный камень (его применяли при сооружении Кёльнского собора), хотя из-за пористости и обилия крупных вкрапленников санадина сильно подвержен разрушению.

Фонолит ("звонкий камень") (4) - щелочная порода, излившийся аналог нефелинового сиенита; часто встречается совместно с трахитом. При ударе молотком звенит. Характерна плитчатая отдельность. Прежде использовался для крыш домов. Ныне применяется в виде крупного и мелкого щебня в дорожном строительстве.

ГРУППА БАЗАЛЬТА. Базальты - наиболее широкоизвестные вулканические породы, имеющие в естественном залегании характерную столбчатую отдельность. Их минеральный состав (по Г. Шуману, 1957) в %: плагиоклаз 45%, пироксен 50%, оливин, рудные минералы 5%. Плотность базальтов 2,8. По величине зерна и возрасту в группе базальта выделяются тонкозернистые породы собственно базальты и более крупнозернистые породы - долершпы.

Базальт (1) - тонкозернистая основная излившаяся порода с мелкими округлыми пустотками (на месте газовых пузырей) темно-серого, серовато- или иссиня-черного цвета. Базальты очень крепки и плохо разбиваются на части. Применяются для уличных и дорожных щебеночных покрытий и в виде брусчатки для мощения площадей и в гидростроительстве. Из-за тонкой зернистости базальт мало пригоден в качестве камня для мощения проезжей части дорог: он недостаточно шероховат, по мере истирания становится гладким, а в сырую погоду - скользким.

Синий базальт - крепкая иссиня-серая разновидность базальта.

Базальтовая лава - очень пористая разновидность базальта, всегда сохраняющая грубую, шершавую поверхность.

"Веснушчатый" базальт - пятнистый щелочной базальт, обогащенный минералом анальцимом; светлые пятна - результат выветривания анальцима. Склонен к растрескиванию и преждевременному распаду.

Метабазальт (2) - тонкозернистый базальт, газовые полости которого часто заполнены посторонними минералами - агатом, кальцитом, хлоритом, кварцем и др., то есть превращены в миндалины (базальтовый мандельштейн). Цвета черный или красно-коричневый. Применяется как дорожно-строительный материал.

Метадолерит (3) - крупнозернистый базальт, слегка диагенетически измененный. Пироксен и оливин замещены в нем хлоритом и серпентином, что придает породе серо-зеленый цвет и большую вязкость. Применяется в виде щебня и в качестве декоративно-облицовочного материала. Иногда образует дайки и интрузивные залежи - силлы (в траппах).

Пикрит (4) - весьма темная ультраосновная вулканическая порода, как строительный материал имеет сугубо местное значение. Минеральный состав (по Г. Шуману, 1957) в %: оливин 30%, пироксен 35%, роговая обманка 25%, апатит, рудные минералы 10%. Плотность пикрита 3,0.

Метадолерит и долерит. Метадолерит - зеленокаменная порода, называемая грюнштейном. Метадолерит, известный как черный гранит.

В СНГ долериты наиболее широко распространены на громадной территории Сибирской платформы, они известны как сибирские траппы. Выходы траппов, расположенные поблизости от линии Транссибирской железнодорожной магистрали, разрабатываются в качестве сырья для производства каменного литья.

Базальтовое литье - ценный материал для изготовления труб, кислотоупорной аппаратуры, электроизоляторов, облицовочных плиток и других технических, а в перспективе и художественно-декоративных изделий. Аналогичным по масштабам развития траппов районом является плато Декан в Индии.

Базальты представляют собой главный тип лав, изливающихся при извержениях современных вулканов Камчатки и Курильской гряды. Покровные базальты (пласто-базальты) - продукты древнечетвертичных трещинных излияний - залегают на плоских водоразделах хребтов в восточной части Байкальской горной области.

Здесь нередко можно видеть весьма эффектные обрывистые обнажения с природной "колоннадой", создаваемой прекрасно выраженной шестигранно-столбчатой базальтовой отдельностью. Те же базальты заполняют дно многих речных долин в Западном Забайкалье.

Базальты и их туфы весьма распространены среди продуктов вулканической деятельности на Малом Кавказе, особенно в Армении, а также в ряде других областей молодого вулканизма на территории СНГ.

--------------------------------

Источник

Дополнительный материал:

Ещё один эксперимент, доказавший правильность догадок учёных

Бонусы:

Спасибо за внимание!