Лекция 2. Геологические процессы, магматизм
Земная кора, земная поверхность на протяжении длительной истории своего развития неоднократно меняли свой облик. При этом менялись как состав, слагающих земную кору пород, так и ее строение. Эти изменения вызваны геологическими процессами. Геологические процессы проявляются по-разному. На поверхности Земли они изменяют ее внешний вид, называются экзогенными. Внутри земной коры они формируют ее внутреннюю структуру и называются эндогенными. Источником энергии экзогенных процессов является Солнце, его температурный режим, а также сила гравитации и жизнедеятельность организмов. Источниками сил эндогенных процессов являются радиогенная и гравитационная энергия Земли. Все геологические процессы представляют собой комплекс взаимосвязанных явлений. Так, развитие рельефа Земли вызвано, в первую очередь, эндогенным тектоническим процессом – поднятием (воздыманием ) земной коры. Одновременно на земной поверхности действуют экзогенные силы – разрушение реками горных пород – эрозия и площадное их выветриваниеи и смыв – денудация.
Эндогенные процессы.
К эндогенным процессам относятся: магматизм – внедрение магмы в земную кору и излияние ее на поверхность Земли; метаморфизм – преобразование первичных горных пород и тектоника – движения земной коры.
Магматизм.
Под магматизмом понимается совокупность геологических процессов, движущей силой которых является магма. Как указывалось, магма – это природный силикатный расплав с температурой более 9000, насыщенный газами и гидротермами. В зависимости от характера проявления магмы различают магматизм интрузивный и эффузивный. При интрузивном магматизме магма при своем движении вверх не достигает поверхности Земли и застывает внутри земной коры. Образовавшиеся таким путем породы называют интрузивными, они характеризуются кристаллической структурой, поскольку внутри земной коры магма остывает медленно, и в ходе ее остывания в расплаве успевают вырасти минералы в визуально видимой кристаллической форме. Если же магма выходит на земную поверхность и застывает там, образовавшиеся таким образом породы называют эффузивными. Для них характерна стекловатая структура, так как при быстром остывании лавы кристаллы в ней не успевают зародиться, и она превращается в вулканическое стекло.
Магма характеризуется определенным набором химических элементов, главными из которых являются: Fe, Al, Si, K, Na, Ca, Mg, O, H. Наиболее распространенным элементом является Si, выраженный оксидом – SiO2, по содержанию которого все магмы и магматические породы подразделяются на кислые, средние, основные и ультраосновные. По содержанию щелочных элементов (Na2O+K2O) магмы делятся на низкощелочные, субщелочные и щелочные.
Интрузивный магматизм
Формы магматических тел. Застывая в глубинах Земли, магма образует разнообразные по форме тела, называемые интрузивами или интрузиями. Позднее, в процессе развития денудации эти тела обнажаются, выходя на поверхность Земли, и мы наблюдаем их форму. По соотношению магматических тел и вмещающих их осадочных пород интрузии подразделяют на согласные и несогласные (секущие) (рис. 2.1.).
Рис.2.1 Формы интрузивных тел
I – Согласные: 1 – локколит, 2 – лополит, 3 – факолит, 4 – силл.
II – Секущие: 5 – шток, 6 – батолит, 7 – дайка.
К согласным относятся силлы, лакколиты, лополиты, факолиты.
Силлы – пластообразные плоские тела, различной мощности и с достаточно большой площадью распространения. Такие тела образуют, как правило, породы основного состава.
Лакколиты – тела караваеобразной формы с выпуклой верхней поверхностью. Образуются они на небольших глубинах, на плане имеют округлую форму с диаметром от сотен метров до нескольких километров, толщина их порядка 100 – 200м. Такие тела образуют чаще кислые породы.
Лополиты – чашеобразные тела, вогнутая форма которых вызвана прогибанием подстилающих слоев под тяжестью магмы. Такие интрузии образуют породы основного и ультраосновного состава, они представляют собой достаточно крупные тела площадью в несколько десятков тысяч квадратных метров.
Факолиты – небольшие линзообразные тела, залегающие в ядрах антиклинальных и синклинальных складок.
Несогласные интрузии образуются при заполнении магмой трещин или внедрении ее с ассимиляцией (поглощением) вмещающих пород. К ним относятся дайки, жилы, штоки и батолиты.
Дайки и жилы – наклонные и вертикально падающие плитообразные тела, размеры которых колеблются в очень широких пределах, но преобладают, как правило, тела мощностью в метры и десятки метров. Жилы отличаются от даек меньшими размерами и часто невыдержанной извилистой формой.
Штоки – тела неправильной, близкой к изометричной форме, столбообразно уходящие вниз в недра Земли. Площадь их поперечного сечения не превышает 100 км2. Штоки слагают все разновидности магматических пород.
Батолиты – крупные, в сотни и тысячи квадратных километров, массивы неправильных очертаний, образовавшиеся глубоко в толще земной коры. Такие тела слагают, как правило, граниты.
Эффузивный магматизм (вулканизм)
Такой тип магматизма проявляется, когда магма по трещинам и разломам поднимается вверх и изливается на поверхность Земли. Магма, излившаяся на поверхность, называется лавой. По форме излияния лавы вулканизм подразделяется на два типа: центральный и трещинный.
Вулканизм центрального типа характеризуется тем, что извержение происходит из узкого канала – жерла, имеющего трубообразную форму. Лава, изливаясь на поверхность, образует вулкан конусообразной формы. В центральных вулканах извержение может проявляться в двух формах: эффузивной, когда лава изливается на поверхность, образуя эффузивные породы, и эксплозивной, когда происходит взрыв, и лава в жидком виде выбрасывается в воздух, и вместе с ней взрываются и выбрасываются часть вулканической постройки и глубинные породы. В последнем случае на поверхности вблизи вулкана образуются обломочные, так называемые пирокластические породы – туфы.
При трещинном вулканизме лава изливается вдоль протяженных тектонических разрывов, растекается на большой площади и, остывая, образует широкие покровы эффузивных пород. В настоящее время чаще происходит вулканизм центрального типа.