Файл: Основы геологии.pdf

104 ные горные породы кислого состава (гранитоиды) и эффузивные горные поро- ды основного состава (базальтоиды). Остальные горные породы находятся в подчинённом положении и развиты значительно меньше.
Как видно из вышесказанного, в природе существует огромное разнообра- зие магматических горных пород. В чём же причины такого их многообразия?
Во-первых, разнообразие магматических горных пород определяется раз- нообразием первичных самостоятельных магм, каждая из которых способна образовывать свои горные породы.
Во-вторых, условия образования в недрах Земли или на её поверхности приводят к дополнительному многообразию этих горных пород.
В-третьих, многообразие образующихся даже из одной первичной магмы горных пород объясняется особенностями физико-химических процессов обра- зования таких горных пород. При этом причинами многообразия горных пород по условиям образования можно рассматривать три главные из них: дифферен- циацию магмы, ассимиляцию и гибридизацию.
Дифференциация магмы – это разделение первичного относительно од- нородного расплава на различные по составу фракции. Дифференциация, кото- рая происходит в жидкой фазе (первоначальная дифференциация) до появления первых кристаллов – твёрдого вещества, называется ликвацией. Дифференциа- ция может происходить и в процессе кристаллизации магмы по мере выпадения из неё при кристаллизации твёрдой фазы с образованием остаточного расплава.
Такая дифференциация магмы называется кристаллизационной. Кристаллиза- ционная дифференциация является главной причиной разнообразия магматиче- ских – горных пород, и происходит она под действием отжимания расплава от кристаллов тектоническими силами, а также под действием силы тяжести или гравитационного фракционирования. Процесс дифференциации состоит в по- следовательной кристаллизации минералов: сначала высокотемпературных (ту- гоплавких), затем – среднетемпературных и наконец – низкотемпературных
(легкоплавких). В процессе дифференциации происходит расслоение интрузи- вов, при котором основность пород уменьшается снизу вверх.
Ассимиляция – процесс полного расплавления и переработки магмой всех встреченных ею на своём пути, часто сильно раздробленных, горных пород, иногда высокотемпературная магма способна переплавить крупные блоки вме- щающих её горных пород. Переплавленные горные породы являются постав- щиками новых порций химических элементов в состав движущейся магмы, во вновь образованный расплав взамен выбывших из неё и уже вошедших в состав раскристаллизованного вещества. Эти дополнения становятся длительными и

105 непрерывными на определённом этапе магматического процесса, благодаря че- му из единого магматического очага образуются магматические породы с по- стоянно изменяющимся химическим и минеральным составом. В этом процессе наиболее полно и наглядно происходит постоянное изменение самой движу- щейся магмы, а образованные при этом массивы магматических горных пород отличаются зональностью и изменчивостью состава.
Гибридизация – процесс неполной, в отличие от ассимиляции, переплавки магмой встреченных ею на пути движения горных пород. При этом происходит только оплавление краёв обломков или блоков вмещающих горных пород, а не переплавленная часть горной породы входит в состав новой породы, которая носит название гибридной. Она состоит из магматической горной породы с включениями оплавленных обломков или блоков метаморфических или магма- тических пород, образованных ранее (до текущего процесса магматизма), то есть чуждых этой магме образований. Оплавленные обломки представляют со- бой как бы механическую примесь в формирующейся магматической горной породе. Часто такие горные породы очень похожи на обломочные с подобием конгломератовой структуры, однако такое впечатление быстро рассеивается при внимательном осмотре гибрида. Имеющиеся в его составе обломки плавно, постепенно переходят в магматическую горную породу. Причиной неполного переплавления этих обломков является недостаточно высокая температура ос- тывающей магмы или большая величина самих обломков, не позволяющая им полностью расплавиться в таких условиях. Включения оплавленных инородных тел в гибридной магматической горной породе называются ксенолитами.

106 название лавового тела. Следует учитывать, что, как правило, потоки образу- ются при относительно небольшом объёме лавы, не способной покрыть обшир- ные поверхности за пределами лавового «русла».
Покровы занимают огромные площади и образуются, соответственно, в случаях обильных вулканических извержений. Покров может образоваться и в результате слияния нескольких потоков по мере повышения интенсивности из- вержения вулкана. Он может включать как одновозрастные магматические об- разования, так и продукты многофазной разновозрастной вулканической деятельности.
По условиям залегания потоки и покровы весьма близки к пластовым формам осадочных горных пород, хотя и имеют значительные отличия, осо- бенно при извержениях центрального типа.
Наиболее разнообразны формы геологических тел, которые образуют ин- трузивные горные породы. Формы проявления интрузий зависят от очень мно- гих причин, включающих физические свойства магмы, связанные с её составом, характер путей продвижения магмы, геологическое строение участка проявле- ния магматической деятельности, глубину образования магматического тела и некоторые другие. Интрузивные горные породы могут образовывать два глав- ных типа геологических тел: согласные и несогласные. Для каждого из этих ти- пов необходимы специфические условия. Так, согласные тела образуются, как правило, вблизи поверхности Земли и имеют формы, близкие к формам тел вмещающих горных пород. Суть механизма образования этих форм заключает- ся в проникновении магмы между слоями (пластами) горных пород практиче- ски без изменения первичных форм залегания этих вмещающих пород.
Несогласные формы тел магматических – интрузивных горных пород об- разуются при проникновении магмы по зонам тектонических нарушений, раз- бивших вмещающие горные породы на блоки. Такие тела выполняют зоны дробления и являются секущими телами. При больших размерах магматиче- ских очагов происходят также процессы переплавления вмещающих горных пород (процессы ассимиляции и гибридизации). Таким образом, согласные формы геологических тел, сложенных интрузивными горными породами, обра- зуются при проникновении магмы в толщу горных пород между плоскостями напластования и имеют согласные контакты с вмещающими породами, а несо- гласные – при проникновении магмы по трещинам разных размеров и имеют секущие контакты с вмещающими горными породами.
Среди согласных тел интрузивных горных пород можно выделить четыре наиболее распространённые формы: лакколиты, лополиты, силлы и факолиты.

107
Существуют и другие формы согласных тел, но они встречаются значительно реже и в этой работе не рассматриваются.
Лакколит (рис. 23) – это согласное тело интрузивных горных пород с плоским основанием и выпуклым куполообразным сводом (кровлей). Распола- гается такое тело между слоями осадочных или метаморфических горных по- род. Его можно определить как грибообразное тело, напоминающее по форме подосиновики, подберёзовики и др. грибы. Образованию такой формы тела способствуют небольшая глубина их образования и преимущественно кислый состав магмы, имеющей относительно невысокую степень вязкости, что позво- ляет магме проникать на значительные расстояния по межслоевым плоскостям.
В плане лакколиты имеют чаще всего округлую форму. Кровля и подошва лак- колита имеет элементы залегания, аналогичные элементам залегания вмещаю- щих толщ осадочных горных пород.
Рис. 23. Схематическое строение в разрезе лакколита (I) и дайки (II)
Лополит (рис. 24) представляет собой тело также грибообразной формы в разрезе и округлой в плане. В отличие от лакколита, лополит имеет чашеобраз- ное строение вогнутой формы, тоже напоминает форму грибов типа груздей, волнушек и проч. Образуются лополиты в результате прогибания подстилаю- щих пластов горных пород под тяжестью остывающей магмы. Это также гипа- биссальное образование (небольших глубин), сложенное магматическими интрузивными породами основного или ультраосновного состава.

108
Рис. 24. Схематическое строение в разрезе лополита (слева)
и системы силлов (справа)
Силл (рис. 24) – это пластообразное тело, которое называют также интру- зивной залежью. Силлы образуются между пластами осадочных или метамор- фических горных пород и сложены породами основного состава (долеритами – диабазами). Размеры этих тел по протяжённости достигают десятков километ- ров, а мощность составляет десятки метров, достигая иногда 100 и более мет- ров. Силлы широко распространены на Тимане, особенно на Среднем, причём в разрезе иногда наблюдается многослойное образование, состоящее из серии силлов, расслоенных осадочными горными породами девонского возраста. На контактах с долеритами осадочные горные породы обожжены и имеют красную и зелёную окраски. Поверхности напластования осадочных горных пород, раз- граничивающие тело силла, на значительных расстояниях параллельны, что по- зволяет относить их к согласным интрузивным телам.
Факолит (рис. 25) представляет со- бой линзообразное тело небольших разме- ров, сложенное ультраосновными горными породами. Чаще всего они приурочены к замкам антиклинальных складок, но иногда отмечаются и в сёдлах синклина- лей. Образуются они в процессе складко- образования слоистых толщ горных пород.
Внедрение этих интрузий не является при- чиной складкообразования. Магма при об- разовании факолитов проникает в ослабленные межслоевые зоны вблизи зон тектонических нарушений.
Рис. 25. Схематическое строение
в разрезе факолитов

109
К несогласным – секущим телам интрузивных горных пород относятся батолиты, штоки, дайки и жилы, хотя последние являются чаще телами не соб- ственно магматических горных пород, а продуктов магматической деятельно- сти на завершающих этапах магматического процесса. Они представляют собой заполнения трещин продуктами гидротермальной и пневмотолитической дея- тельности (послемагматической).
Батолит – это очень крупное интрузивное тело, образованное по- родами кислого состава – гранитои- дами, и приуроченное к ядрам крупных антиклинориев, образован- ных осадочно-метаморфическими комплексами в складчатых областях.
Образуются батолиты в результате многократного повторного внедре- ния магматических масс и занимают огромные площади, более 200 км
2
. В плане батолиты имеют слабо удли- нённую в одном направлении – по оси антиклинория, форму с непра- вильными, сильно «изъеденными» процессами ассимиляции краями. Такие же
«изъеденные» контакты с вмещающими горными породами батолиты имеют и в разрезе. Батолиты являются глубинными образованиями, которые выводятся на поверхность тектоническими движениями и обнажаются благодаря эрозион- ной деятельности экзогенных геологических процессов (рис. 26).
Шток – тоже интрузивное секущее тело неправильной формы, близкой к цилиндрической, с крутопадающими или вертикальными контактами. Часто они являются ответвлениями более крупных тел – батолитов. Состав горных пород штока может быть различным, имеются многочисленные примеры так называемых рудных штоков, образованных в зонах сложного пересечения сис- тем разломов и зон трещиноватости горных пород. Рудные штоки могут быть сложены различными по составу рудами, преимущественно металлов. Чаще они сложены гранитоидами, отмечаются сиенитовые тела и тела ультраоснов- ного состава. На Среднем Тимане имеется шток, сложенный карбонатитами.
Дайка представляет собой плитообразное тело, образованное в результате заполнения магмой зон дробления и трещиноватости в горных породах. По- скольку магма представляет собой довольно вязкий расплав, её свободное про-
Рис. 26. Выход на поверхность батолита
гранитов. Горный Алтай. Фото автора

110 движение возможно только в значительных по размерам зонах, что и определяет размеры тел этого типа. Образуются они магмой чаще всего основного состава и достигают по протяжённости десятков километров, а по мощности – 100 и более метров. Широко распространены дайки долеритов и метадиабазов в пределах
Среднего Тимана, где они протягиваются на 30-40 км при мощности до 50-70 м.
Возраст этих образований позднепротерозойский и позднедевонский.
Жила – тоже плитообразное тело, но, в отличие от дайки, значительно меньших размеров, более неправильной, часто извилистой формы. Нередки случаи, когда они представляют собой сложную систему ветвящихся жил. Про- тяжённость жильных тел составляет сотни метров, а максимальная мощность достигает 15 метров, чаще составляя десятки сантиметров или первые метры.
Самое главное отличие жильных тел состоит в том, что образованы они гидро- термальными или пневматолито-гидротермальными минералами, часто рудны- ми: пиритом, халькопиритом, галенитом, сфалеритом, самородным золотом и другими. Из породообразующих минералов в их составе наиболее часто встре- чаются кварц, кальцит, полевые шпаты и слюдистые минералы, главным обра- зом мусковит, биотит и серицит.
3.1.4. Вулканизм и продукты вулканизма
Вулканизм – это совокупность процессов перемещения магматических масс, обогащённых часто газовыми составляющими, из глубинных частей Зем- ли на её поверхность. Вулканизм представляет собой эффузивную разновид- ность магматизма, приводящего к образованию продуктов этой деятельности, весьма распространённую на нашей и других планетах Солнечной системы. В результате вулканизма образуются жидкие, твёрдые и газообразные продукты.
Вулканическая деятельность осуществляется через особые «проходы» в земной коре. В разные стадии развития Земли, на разных этапах её эволюции возможность выхода магмы на поверхность была разной, что сказалось и на из- менении характера вулканизма в геологической истории Земли.
Выделяют три главных типа вулканической деятельности в истории на- шей планеты: площадной, трещинный и вулканизм центрального типа.
Площадной вулканизм проявлялся в догеологический этап развития Зем- ли, когда земная кора только начинала формироваться и была очень тонкой.
Благодаря этому магме не требовалось преодолевать большого сопротивления внешней покрышки для выхода на поверхность: магма настолько сильно про- гревала саму эту покрышку – земную кору, что на месте прогревания образо- вывались моря или озёра магмы, состоящей из расплавленного верхнего слоя