7.2. Плутонические породы
Породы этого класса образуются при затвердевании магматического расплава на глубине. В зависимости от условий образования и интенсивности перемещения первичной магмы выделяются: а) интрузивные (внедрившиеся, аллохтонные) магматические тела; б) автохтонные тела магматического замещения; в) протрузивные (тектонически перемещенные в твердом состоянии) первично-магматические тела. В зависимости от вязкости магмы, от структуры вмещающих пород и от тектонической обстановки, в которой происходит образование интрузивных горных пород, форма залегания их может быть различной.
7.2.1. Типы интрузивных тел
Среди интрузивных магматических тел по строению и соответственно по характеру образования выделяют:
1) простые однофазные массивы, характеризующиеся относительным постоянством состава и строения и образованные в результате одноактного внедрения магмы;
2) дифференцированные однофазные массивы, образованные также при одноактном внедрении магмы, но характеризующиеся внутренней структурно-вещественной неоднородностью, обусловленной ликвацией или гравитационно-кристаллизационной дифференциацией;
3) сложные многофазные (многостадийные) массивы, образующиеся в результате неоднократного внедрения (обычно в две-три фазы, редко более) порций магмы близкого или различного состава с четкими интрузивными контактами между фазами;
4) сложные полигенные (магмы разного состава из разных источников) и полихронные (сформированные в разное время) плутоны, в которых соединяются спаянные воедино интрузивные тела различных магматических образований.
7.2.2. Морфологическая классификация интрузивных тел
Согласно морфологической классификации интрузивных пород по соотношению с вмещающими породами среди них выделяют две группы тел: конкордантные (согласные с вмещающими породами) и дискордантные (несогласные, пересекающие или разрывающие пласты вмещающих пород).
7.2.2.А) Согласные (конкордантные) интрузивные тела.
Согласные тела образуются в результате внедрения магмы по плоскостям напластования в толщу горизонтально залегающих или слабонаклонных осадочных, реже метаморфических пород.
Силл – интрузивная залежь пластовой или плосколинзовидной формы, залегающая параллельно сланцеватости или слоистости вмещающих толщ. Силлы часто образуют системы, располагающиеся этажами и соединенные друг с другом единым подводящим каналом, по которому поступал из глубины магматический расплав, что обусловлено повышенной проникающей способностью слабовязких магм базальтового типа, которыми они обычно сложены. Они могут иметь мощность от первых сантиметров до сотен метров при площади от первых квадратных метров до десятков тысяч квадратных километров.
Силлы похожи на лавовые потоки и покровы, но от тех и других отличаются наличием контактовых изменений, как в кровле, так и в подошве, что не свойственно лавовым потокам и покровам. Кроме того, силлы могут давать апофизы в породы кровли, что невозможно для лавовых потоков, так как они древнее перекрывающих пород. Инъекции магматического материала в них могут быть одноактными и многоактными. Последние осложняют формы интрузивных залежей, среди которых выделяются простые и сложные.
В силлах базальтового состава, имеющих мощность 10 м и более и залегающих первоначально горизонтально, нередко отмечается дифференциация вещества с обогащением придонных частей наиболее тяжелыми минералами – продуктами ранней кристаллизации расплава. Соответственно различаются дифференцированные и недифференцированные силлы. Силлы широко распространены среди траппов Сибирской платформы, где они достигают мощности десятков километров, а также на дне океана, инъецируя верхний, осадочный слой.
Лакколит - это согласное интрузивное тело плоско-выпуклой формы в виде хлебного каравая или гриба, для которого отношение диаметра к мощности меньше 10 в отличие от силла, где это отношение обычно намного больше. Основание лакколитов горизонтально, а пласты кровли подняты и изогнуты, что указывает на активное внедрение магматического расплава под большим давлением, приводящим к раздвиганию слоев и образованию сводового поднятия пород кровли. Лакколиты могут быть симметричными, когда подводящий канал подходит к середине основания интрузива, а склоны интрузива в любом сечении имеют равные углы падения разных склонов кровли значительно различаются.
Лакколиты характерны для гипабиссальных интрузий кислого состава, хотя очень часто отмечаются образования сложенные породами основного состава. Форма в плане, как правило округлая, а размеры довольно значительны и часто в диаметре достигают 3-6 км при мощности до первых тысяч метров. Уменьшение мощности лакколитов приводит в появлению переходных разностей от типичных лакколитов к типичным силлам.
Лополиты – интрузивные тела чашеобразной формы, залегающие в мульдах согласно с вмещающими породами и имеющие снизу подводящий канал, по положению которого выделяются симметричные и асимметричные лополиты. Породы лополита и вмещающие его образования полого падают к центру структуры под углами менее 30о. Диаметр лополитов измеряется километрами и даже сотнями километров при мощности в тысячи метров. Лополиты являются характерной формой залегания пород основного состава, формирующихся в платформенных условиях, реже ультраосновных пород. Образуются в результате внедрения магматических расплавов в межпластовые полости при одновременном прогибании центрального участка, занятого магматическими породами.
Примером крупнейшего лополиты может служить Бушвельдский лополит в Южной Африке, состоящий из разнообразных интрузивных пород преимущественно ультраосновного и основного составов и имеющий в плане форму овала, длинная ось которого равна 480 км, короткая – 300 км, а мощность около 6 км. Также крупный лополит слагают породы габброноритового комплекса в Сёдбери (Онтарио, Канада). Во всех крупных лополитах отчетливо выражена дифференциация состава в вертикальном сечении.
Этмолиты – интрузивные тела, имеющие форму неправильной воронки со стенками, падающими значительно круче, чем в лополитах, и по форме похожие на зарождающийся лополит. Типичные этмолиты описаны в Адамелло (Тироль).
Бисмалиты – интрузивные тела, подобные лакколитам, но осложненные цилиндрическими сбросами, по которым приподнята их верхняя часть в виде цилиндрического блока.
Хонолиты – интрузивные тела неправильной формы, представляющие собой как бы магматическую отливку пустоты, возникающей предположительно в результате перемещения блоков.
Сфенолиты – клинообразные интрузивные тела, частью прорезающие вмещающие породы, частью согласно залегающие в них, приуроченные к межслойным пустотам.
Акмолиты – согласные интрузивные тела, имеющие формы ножа, лезвие которого направлено вверх по восстанию крутозалегающих вмещающих пород. Акмолиты широко распространены в Андах и их можно наблюдать во всех горных хребтах, где развиты складки с круто наклоненными крыльями.
Факолиты – небольшие интрузии в форме изогнутых чечевицеобразных тел, залегающие в сводах антиклинальных складок или в мульдах синклинальных складок согласно с вмещающими породами. Если ось складки располагается не горизонтально, а испытывает погружение, то сечение факолита дневной поверхностью и в плане дает серповидную форму. Предполагается, что факолиты образуются в результате заполнения магматическим расплавом открытых полостей, возникающих в процессе складкообразования.
7.2.2.Б) Несогласные (дискордантные) интрузивные тела.
Несогласные тела образуются в результате внедрения магмы по трещинам, разрывающим толщи горизонтально залегающих или слабо наклонных осадочных, реже метаморфических пород.
Некк – является одним из типов несогласных тел, формирующихся вблизи поверхности и тесно связанных с вулканическими аппаратами. Некк – это тело, имеющее цилиндрическую форму и представляющее собой продукт приповерхностного застывания магматического расплава, заполняющего подводящий канал, по которому поднималась магма от промежуточной камеры к жерлу вулкана. В плане некки имеют округлую, овальную, реже неправильную, но близкую к изометричной форму, с диаметром тел от нескольких метров до километра. Падение стенок – крутое, контакты с вмещающими породами крутые и в случае сужения жерла вулкана с глубиной, падают внутрь. Термин «некк», также имеет синонимы: вулканическая горловина, жерло, жерловина, экструзивный бисмалит.
Дайка – плитообразное вертикальное или крутопадающее тело, имеющее относительно небольшую мощность при большой протяженности по простиранию и падению. Размеры даек колеблются в очень широких пределах по мощности от нескольких сантиметров до 3-11 километров при протяженности по простиранию от 5-10 до 200 км.
Как правило, дайки сложены основными породами и встречаются группами, образуя серии и свиты субпараллельных или радиальных тел. В большинстве случаев дайки образуются в результате заполнения магматическим расплавом открытых трещин в земной коре. Групповые дайки развиваются обычно по системе параллельных трещин. Часто можно обнаружить на одной и той же площади несколько систем даек, причем каждая из них характеризуется своеобразной ориентировкой и петрографическим составом, что позволяет разделить системы даек по времени их образования.
Радиальные трещины, позже заполняемые дайками, возникают при растяжении, вызываемом либо давлением магмы в горизонтальном направлении на стенки канала внутри вулканического конуса, либо подъемом все вулканической постройки под действием сил, связанных с процессами в магматической камере, расположенной под вулканом, либо внедрением крупного интрузивного тела. Последнее наиболее вероятно, так как давление, направленное снизу вверх, приводит к возникновению системы вертикальных радиальных трещин растяжения.
Кольцевые дайки имеют в плане форму дуги или замкнутого кольца, часто неправильной формы. Падение даек вертикальное или крутое. Диаметр колец варьирует от 1 до 25 км, при мощности даек до 1,5 км. К типичным районам развития кольцевых даек относятся Центральный Казахстан, Нью-Хэмпшир и др. Появление подобных даек связано с опусканием центрального блока пород, что вызывает возникновение круто наклоненных наружу от опускающегося блока трещин растяжения, которые заполняются магматическим материалом. Если погружение центрального блока происходит в течение длительного времени, то может образоваться большое количество концентрически расположенных кольцевых даек с разным диаметром колец, при этом блоки вмещающих пород, заключенных между двумя соседними кольцевыми дайками, получают название «барьеров». Если оседание блока происходит не строго вниз по вертикали, а смещается к одной стороне, то возникают не полные кольцевые, а аркообразные дайки.
Наиболее типичными и наиболее изученными являются дайки Гренландии длиной до 5-10 км, дифференцированная дайка в Брефен (Швеция) длиной до 32 км при ширине 1,6 км. В Англии дайка Клевеланд прослежена по простиранию на 175 км при возможной длине 310 км. Часто в виде примера приводят «Большую дайку» в Родезии (Африка) длиной до 480 км, при мощности 3-11 км. Однако, она не является настоящей дайкой пластинчатой формы, а является расслоенным интрузивным массивом дайкообразной формы.
Конические интрузий – тела, выполняющие конические трещины с вершинами конусов, обращенными книзу, с падением углов 40-45о, но некоторые наружные слои обладают более пологим падением, чем внутренние. Вершины конусов или фокусы конических интрузий должны находиться примерно на уровне верхних частей интрузивной камеры, что позволяет приблизительно определить глубину последней. На о. Малл, у западного побережья Шотландии, конические слои располагаются вокруг двух не совпадающих центров, в результате чего более древние конические интрузии секутся более молодыми. Мощность конических интрузий невелика и обычно измеряется первыми метрами.
Механизм образования конических интрузий (слоев) объясняется выталкиванием центрального блока пород вверх либо в результате давления магмы, либо в результате мощных взрывов на глубине под вулканами. Конические слои по форме в плане могут не отличаться от кольцевых даек, но относительно пологое падение к центру однозначно указывает на их связь с поднимающимся блоком, тогда как кольцевые дайки связаны с опусканием блока и имеют крутое падение, направленное от центра.
Жилы интрузивных пород близки по форме к дайкам, но в отличие от них имеют не параллельные ограничения, а в разной степени неправильные, волнистые, неправильно плитообразные, линзовидные и, как правило, характеризуются меньшими размерами.
Шток - интрузивное тело с крутопадающими контактами, приближающееся по морфологии к цилиндрической форме, имеющее значительное протяжение на глубину и обладающее крутыми стенками. Поперечное сечение штоков изометричное, округлое или овальное, занимающее площадь не более 100 км2. Штоки широко распространены в природе и могут быть сложены разнообразными по составу породами.
Батолит - это крупное интрузивное тело неправильной в плане, нередко изометричной формы с куполообразной кровлей, занимающее секущее положение по отношению к вмещающим толщам. Наиболее распространены батолиты гранитоидного состава. Образуясь на больших глубинах, батолиты обнажаются на дневной поверхности только благодаря крупным воздыманиям земной коры с последующей весьма значительной эрозией, уничтожающей многокилометровые толщи пород, перекрывающих массивы. Верхняя их поверхность имеет куполообразную форму осложненную углублениями и выступами, а боковые стенки характеризуются крутым вплоть до вертикального падением.
Ранее считалось, что батолиты являются бескорневыми образованиями, т.е. уходят на неограниченно большую глубину. Однако геофизическими методами устанавливаются подошвы этих интрузивных тел, определяющие их ограниченное по мощности распространение. Так, на Урале установлено, что крупные батолиты гранитоидов имеют вертикальную мощность около 4-5 км. Батолиты часто образуются путем магматического замещения слоистых толщ, общая структура которых нередко определяет особенности внутреннего строения батолитов. Батолиты занимают в некоторых регионах огромные площади, например в Андах (Южная Америка) гранитные интрузии непрерывно прослеживаются по простиранию на 1100 км при ширине около 110 км, а в районе Аляски и Британской Колумбии до 2000 км при ширине 200 км.
Среди перечисленных выше форм залегания интрузивных пород некки, дайки, конические интрузии свойственны малоглубинными, часто приповерхностным образованиям, батолиты – глубинным, а штоки свойственны тем и другим, так же как и апофизы и жилы, которые самостоятельного значения не имеют и могут осложнять форму интрузивного тела любой, глубины образования.
|
Рисунок 26. Упрощенные примеры формы плутонических тел (темное): 1) силы, 2) лополит, 3) лакколит, 4) дайки, 5) шток, 6) батолит. |
