40.Кристаллизационная дифференциация магматического расплава.

Дифференциация магм-го расплава.

а) Любой магматический расплав - это трехкомпонентная система, состоящая из жидкости, газа и твердых кристаллов, которые стремятся к равновесному состоянию. В зависимости от изменения температуры, давления, состава газов весь объем магмы непрерывно изменяется. Следует различать первичные и вторичные магмы. Первые возникают на разных глубинах земной коры и верхней мантии и имеют однородный состав. Продвигаясь в верхние этажи земной коры, где термодинамические условия иные, первичные магмы изменяют свой состав, превращаясь во вторичные и образуя разные магматические серии. Подобный процесс называется магматической дифференциацией, на которую оказывают влияние образование кристаллов минералов и взаимодействие с вмещающими породами и потоками глубинных флюидов.

1. Кристаллы, образующиеся в магме, всегда отличаются от нее по составу, а также по плотности, что вызывает осаждение кристаллов. При этом состав оставшегося расплава будет изменяться. В основных силикатных базальтовых магмах сформировавшиеся раньше всего кристаллы оливина и пироксена, как обладающие большей плотностью, могут скапливаться в нижних горизонтах магматической камеры, расплав в которой из однородного базальтового становится расслоенным. Нижняя часть приобретает ультраосновной состав, более высокая - базальтовый, а самые верхние части, обогащаясь кремнеземом и щелочными металлами, приобретают еще более кислый состав, вплоть до гранитного. Так образуются расслоенные интрузивные тела. Кристаллизационная и гравитационная дифференциация является одним из важнейших процессов эволюции магматических расплавов.

2. Не меньшую роль играет и взаимодействие магмы с флюидами. Летучие компоненты препятствуют застыванию расплавов, понижая температуру ее кристаллизации. Наличие легко отделяемых летучих компонентов приводит к вулканическим процессам, трудно отделяемых - к интрузивным.

3. Важным фактором эволюции и дифференциации магматических расплавов является их взаимодействие с вмещающими породами. На больших глубинах перемещение магмы может происходить только при явлении магматического замещения, когда глубинные трансмагматические флюиды реагируют с вмещающими породами, растворяя их, при этом осуществляется привнос - вынос различных элементов.

Многообразие магматических пород на земном шаре может быть обусловлено разными причинами. Горные породы соединяют­ся в сообщества, повторяющиеся во многих частях земного шара. Такое повторение ассоциаций вызывает представление об их род­стве и одинаковом происхождении из общего очага, из которого путем геологических процессов образовались разные породы ассо­циаций. Это родство и взаимная связь горных пород в ассоциациях была названа Иддингсом «кровным родством». Повторение этих ассоциаций в различных местах дает возможность высказать предположение, что горные породы земного шара в целом являют­ся производными одной или нескольких родоначальных магм Этот процесс развития различных магм из одного первоначального очага называется дифференциацией магмы.

Высокая температура в центре Земли может быть реликтовой от первоначального звездного ее состояния, как думали ранее. Планетезимальная теория образования Земли предполагает ее возникновение из метеоритов и метеорной пыли. Расслоение на оболочки и зоны разного состава было вызвано последующим разогревом, начиная от центра Земли, с образованием сиаля, путем отхода легкоплавких компонентов вследствие разогрева аккумули­рованной массы метеоритов, распространявшегося от центра к периферии.

Как только станет возможным плавление или размягчение материала с частичным плавлением отдельных частей коревого; слоя и земных недр, начинается расслоение с образованием слоев различной плотности и состава. Их наличие доказывается сейсми­ческими наблюдениями, дающими основания для оценки глубины поверхностей раздела этих слоев.

Дэли высказал предположение, что все действующие и когда-либо действовавшие вулканы, начиная с протерозоя, имели источ­ником магмы единую базальтовую постель, слой базальта, подсти­лающий земную кору на глубине 40—60 км. С тех же времен: кислый сиалический панцирь был в твердом состоянии. Другие геологи высказывали мысль, что и до настоящего времени в зем­ной коре имеются очаги основной и кислой магмы, а остальные являются продуктами ассимиляции различных горных пород. Пер­воначально базальтовый слой считался жидким, затем данные геофизики показали, что в Земле нет жидких слоев по крайней-мере до глубины 800 км, и все ее толщи ведут себя как упругое тело по отношению к сейсмическим волнам. Горные породы на глубинах находятся в твердом кристаллическом или стекловатом состоянии. О давлении на глубине можно судить по тому, что на каждые 100 м нагрузки горных пород давление масс увеличивает­ся на 26—28 кг/см². На глубине при высокой температуре горные породы, хотя и находятся в твердом состоянии, но могут распла­виться, если давление уменьшится благодаря тектоническим про­цессам. То же может произойти и с кислыми породами коревого •слоя, что может дать начало кислым расплавам в земной коре. Общие закономерности распространения разных типов горных пород изложены выше. Типичные их представители везде имеют связи друг с другом и с геологической обстановкой, что и привело .к мысли об общности происхождения магматических расплавов.