Вопрос 1. Фации метаморфизма. Основные принципы их выделения

Вопрос 2. Первичные формы залегания магматических горных пород, геологические методы диагностики морфологии и взаимоотношений эффузивных и интрузивных тел.

Фации и формы залегания эффузивных пород

Фации эффузивных горных пород отражают разные ус­ловия их образования, различия в физико-географической среде, в которой происходит накопление пород, особенности проявления самого вулканизма, соотношения газовых, жидких и твердых про­дуктов извержения, состав магмы, глубинность образования и дру­гие, менее существенные особенности. По латерали фации могут переходить друг в друга и нередко меняются очень быстро, отра­жая сложную и неустойчивую обстановку вулканических процес­сов. Наиболее общим является деление фаций на моренные (под­водные) и континентальные (наземные). В каждой из групп мо­гут быть выделены покровные, эксплозивные, экструзивные (жерловые), субвулканические и пирокластические (пирокласто-осадочные) фации.

Покровные фации. Застывшие потоки лав группируются вокруг жерла вулкана, спускаясь со склонов. Форма и размеры потоков в значительной степени зависят от рельефа, состава пород и газового режима вулкана.

При выровненном рельефе покровы распространяются относи­тельно равномерно вокруг кратера, но их строение и последова­тельность могут очень сильно осложняться действиями боковых кратеров, создающих узкие локальные покровы.

При неоднократных излияниях молодой поток мо­жет располагаться ниже более древнего.

Покровные фации заключают не только лавы, но лавобрекчии и пирокластический материал, а также терригенные морские или континентальные отложения.

Эксплозивные фации. Представляют собой взрывы, сопровождающиеся выбросами в воздух либо в водный бассейн под большим давлением газов и паров, ув­лекающих за собой затвердевшие или полужидкие куски лавы, имеющие форму брызг, сгустков или иную форму. Подобный тип извержения характеризует выделение лав кислого и щелочного со­става, реже среднего и основного.

При извержениях кислых и щелочных лав могут возникнуть тя­желые горячие облака из газово-пирокластической смеси, под боль­шим давлением вырывающиеся из жерла вулкана и распростра­няющиеся в виде стелющихся туч или лавин. При остывании всей массы обломков лав они расплющиваются и свариваются, образуя породу, получившую название игнимбритов. Игнимбриты могут покрывать площади до десятков тысяч квадратных километров и иметь мощность до 1 — 2 км.

Среди других образований эксплозивных фаций распростране­ны тефры, сложенные вулканическими бомбами, гравием и песком, пирокласты, агломераты и пемзы.

Экструзивные фации. При экструзивном типе изверже­ния происходит выдавливание лавы, находящейся в вязком или уже затвердевшем состоянии, на поверхность. Форма экструзивных тел зависит от формы вулканического канала, по которому они выдавливаются. Они образуют купола, обелиски, неправильные раздутые тела, которые могут переходить в покровы и потоки лав.

Экструзивные фации располагаются в верхних частях вулкани­ческих аппаратов, заполняя жерла вулканов, кольцевые, и кониче­ские дайки. Сложены они обычно лавами риолит-андезитового и реже андезит-базальтового состава с хорошо выраженной полосчатой текстурой, ориентированной в направле­нии движения магмы.

Жерловые фации (некки) представляют собой каналы, по которым магма при вулканических извержениях поднимается на поверхность. Форма их в плане круглая, овальная или не­правильная. Диаметр от десятков метров до 1—1,5 км. Боковые стенки некков крутые, вертикальные, нередко расширяющиеся кверху.

В глубоко эродированных вулканических аппаратах в их цент­ральных частях нередко располагаются гранитоидные либо щелоч­ные массивы, образующиеся в нижних частях жерл вулканических аппаратов или в близповерхностных периферийных очагах. В этой фации можно отнести кимберлиты.

Субвулканические фации. В районах вулканической деятельности образуются вертикальные и крутые тела, недо­стигающие поверхности и сло­женные застывшими лавами, ли­шенными флюидности, полосчатости и других текстур течения. Слагают они небольшие штоки, факолиты, силлы, крутые дайки, большая часть которых располагается в образованиях вулканического конуса. Их поперечные размеры редко превышают 1—2 км.

Пирокластические фа­ции. Пирокластический (пепловый) материал, нередко со следа­ми эоловой сортировки, может покрывать огромные пространст­ва. Мощность пирокластических накоплений быстро убывает по мере удаления от вулканов вместе с уменьшением размеров обломков застывших в воздухе лав, но са­мый тонкий пепел может пере­носиться на сотни и тысячи кило­метров.

Вблизи вулканических аппа­ратов накапливаются глыбы, вул­канические бомбы, лапиллиевый туф, а также плотные или пори­стые пемзы.

Формы залегания интрузивных пород

Среди интрузивных тел в порядке убывания их разме­ров выделяются следующие типы: ареал-плутоны, батолиты, што­ки, лакколиты, лополиты, факолиты, магматические диапиры, дай­ки, интрузивные залежи (силлы), апофизы (языки).

Ареал-плутоны. Представляют собой огромные по площади массивы гранитов и гранитогнейсов, не имеющих определенных очертаний, с поперечными размерами в сотни кило­метров. Распространены они в архейском и нижнепротерозойском фундаменте древних платформ. Внешние границы ареал-плутонов неправильные.

Формируются при неоднократно повторяющих­ся этапах интрузивной деятельности.

Батолиты. Это крупные массивы интру­зивных пород, сложенные главным образом гранитами и гранодиоритами, имеющими площадь выхода на поверхность более 100 км². Известны овальные и округлые батолиты с размерами в многие десятки километров.

Наиболее крупные из батолитов сосредоточены в областях бай­кальской и палеозойской складчатости. Их контакты с вмещающи­ми породами всегда горячие и секущие. Они могут быть ровными, волнистыми, бугорчатыми, зазубренными или иметь вид различно­го рода ветвлений.

Верхняя поверхность батолитов обычно обладает плавными по­логими очертаниями, нарушаемыми многочисленными куполовид­ными выступами различной формы. Боковые поверхности батоли­тов могут быть наклонены от центра, к центру или же быть вертикальными. Геофизи­ческие данные показывают, что вертикальные размеры батолитов чаще составляют 6—10 км. Ниже располагается неровная граница с вмещающими породами, нередко имеющая вид суживающегося книзу корневидного канала.

Магма оказывает воздействие на вмещающие породы: это выражается в из­гибе осей складок в плане параллельно границам боковых поверх­ностей батолитов, в появлении разрывов и иных дефор­маций, указывающих на раздвижение пород в стороны и вверх.

Существует три теории о пространстве, занимаемым батолитом. Согласно одной из них, пространство при формировании батолитов образуется за счет обрушения кров­ли. Обломки кровли, падая в поднимающуюся магму, тонут в ней и постепенно растворяются. По второй гипотезе, породы, сквозь ко­торые поднимается магма, постепенно растворяются и ассимили­руются магмой. Согласно третьей точке зрения, магма, внедряясь в земную кору, приподнимает ее на обширных площа­дях, не нарушая отдельных структур, и образующиеся батолиты располагаются между комплексами пород, различающихся харак­тером развитой в них складчатости и степенью метаморфизма (межформационные батолиты).

Штоками называются интрузивные тела, сложенные преимущественно гранитоидами и имеющие площадь выхода на по­верхность менее 100 км². Форма штоков, округлая или вытянутая. Штоки могут образовывать самостоятельные массивы и тогда характеризуются всеми чертами строения, свойственными батоли­там. Очень часто они представляют собой неглубоко вскрытые эрозией верхние выступы гранитных батолитов.

Лакколитами называются небольшие (до 3—6 км в попе­речнике) грибообразные тела, границы которых согласны с по­верхностями слоистости вмещающих их пород. Лакколиты являют­ся распространенной формой гипабиссальных интрузий. Они образуются в результате нагнетания магмы в межпластовые пространства. Верхние слои, покры­вающие лакколиты, подвергаются интенсивному механическому воздействию магмы и обычно изогнуты в соответствии с контурами лакколита. Высота лакколита чаще меньше их горизонтальной длины, а толщина уменьшается к периферии.

Лополитами называются блюдцеобразные тела, залегаю­щие согласно с вмещающими породами, образованные главным образом основными, ультраосновными или щелочными породами и реже гранитоидами. Могут быть различны и небольшие и огромные. Могут быть приурочены к синклиналям.

Факолитами называются небольшие интрузии, имеющие серповидную форму в разрезе. Они образуются в ядрах антиклинальных или реже синклинальных складок. Мощность фа­колитов измеряется сотнями, в редких случаях тысячами метров. Магма, образующая факолиты, внедряется в ослабленные участка между слоями в замках складок.

Магматические диапиры принадлежат к гипабиссальным вертикальным или крутым интрузиям. Они характеризуются резко вытянутой веретенообразной или грушевидной формой в пла­не и в разрезе, относительно небольши­ми размерами (от десятков метров до нескольких километров) и секущими контактами с вмещающими породами. Магматические диапиры при своем образовании вызывают в окружающих толщах появление разрывов и интенсивные смятия и сами внедряются в ослабленные участки земной коры, вдоль разрывов и крупных трещин.

Дайки представляют собой плитообразные тела, размещающиеся в трещинах земной коры. Они могут быть выполнены различными по составу породами как интрузивными, так и эффузивными. Раз­меры даек очень различны. Подавляющее большинство их залегает круто или вертикально; с вмещающими породами они имеют резко секущие контакты.

Трещины, выполненные дайками, образуются обычно растяжении горных пород. Часто встречаются групповые дайки, образующие пояса. Особую группу составляют кольцевые дайки. Эти дайки развиваются по окружно­сти около центра, выраженного или небольшим штоком интрузивных пород, или кольцевой же дайкой. Мощность даек обычно не превышает нескольких метров.

В вертикальных разрезах кольцевые дайки обычно крутые или почти вертикальные;

Силлы образуются при внедрении магмы вдоль поверхностей наслоения. Их мощность колеблется в широких пределах — от самых тонких инъекций до 600 м, но чаще встречаются силлы мощностью от 10 до 50 м. Сложены силлы раз­личными по составу породами — от гранитов до габбро, однако зна­чительно чаще встречаются залежи основных пород.

Н ередко межслойные инъекции магмы образуют серию залежей, расположенных одна над другой и соединенных друг с дру­гом ответвлениями, секущими вмещающие породы. Не всег­да легко отличить интрузивную залежь от излившихся пород (сло­ев застывших лав). Следует иметь в виду, что интрузивная залежь моложе пород кровли и почвы, в то время как потоки застывшей лавы моложе подстилающих пород, но древнее пород кровли. Наи­более надежными признаками, указывающими на принадлежность пород к интрузивной залежи, служат контактовые изменения во вмещающих породах у кровли и подошвы интрузивного тела и оторочка закала, а также присут­ствие тонких жилок и ответвлений (апофиз) в породах кровли.

Апофизы (языки) представ­ляют собой небольшие, слепо за­канчивающиеся ответвления от крупных магматических тел.

П

1- дайки, 2- штоки, 3- батолит, 4- гарполит, 5- многоярусные силлы, 6- лополит, 7- лакколит, 8- магматический диапир, 9- факолит, 10- бисмалит

риведенные выше формы инт­рузивных тел гранитного состава по отношению к слоистости вмеща­ющих их пород делятся на две группы: согласные и несогласные.

Ограничивающие поверхности у согласных интрузий параллельны слоистости. Несогласные интрузии прорывают вмещающие слои­стые толщи, и их контакты имеют отличную от слоистости фор­му и иное залегание. К согласным интрузиям относятся: лакколи­ты, факолиты, силы, лополиты; к несогласным — батолиты, штоки, дайки.

В общей структуре складчатых областей интрузии занимают различное положение. Они могут быть ориентированы согласно с общим направлением складок, а могут и нет.

Внедряющаяся магма всегда воздействует на окружаю­щие породы. Под влиянием выделяющихся из нее паров и газов и высокой температуры вмещающие толщи изменяются и перекристаллизовываются с образованием роговиков, скарнов и других контактово-метаморфических пород, причем степень этого измене­ния постепенно убывает при удалении от контакта интрузии. Ши­рина зон контактов измененных пород (экзоконтактовые зоны) у различных интрузий и даже у одной и той же интрузии бывает неодинакова. Наиболее широкие ореолы контактового метаморфизма, достигающие 1—3 км, развиваются вокруг интрузий гранитов, тогда как у интрузий среднего и основного состава ширина их часто не превышает одного или нескольких метров. Мощность контактовых ореолов над кровлей интрузивных тел почти всегда боль­ше, чем у их боковых поверхностей.

Существует холодный контакт, горячий и тектонический.

По Благовидову:

Эффузивные породы делятся на Покровные структурные комплексы (делятся на потоки и покровы) и комплекс подводящих каналов.