3. Магматизм
Вещество земной коры и оболочки Земли, согласно современным данным, является твердым телом, несмотря на то, что уже на глубинах в 50-60 км температура Земли настолько высока, что любая порода при давлении, равном атмосферному, могла бы находиться в расплавленном состоянии. Однако существующее на этих глубинах громадное давление удерживает вещество в твердом состоянии.
Термодинамическое равновесие в земной коре и оболочке установилось в процессе длительного развития нашей планеты. Нарушение этого равновесия в том или ином случае (т.е. уменьшение давления или увеличение температуры) вызывает необычайно быстрый переход масс Земли в отдельных локализованных участках из твердого состояния в жидкое. Это сопровождается колоссальным увеличением объема, и в связи с этим устремлением образовавшейся огненно-расплавленной массы (магмы) в ослабленные участки земной коры или даже излиянием ее на поверхность. Магма образуется на больших глубинах, где господствуют температуры, превышающие точку плавления горных пород, т.е. на глубинах свыше 60 км.
При вступлении магмы в земную кору под гидростатическим давлением, газы, содержащиеся в магме, вследствие уменьшения давления высвобождаются из нее часто путем взрывов, что способствует бурному излиянию магмы.
Внедрение магмы в земную кору называется интрузивным магматизмом или плутонизмом. Поднимающаяся из недр Земли магма не всегда прорывает земную кору и изливается на ее поверхность. Чаще магма не в силах достичь поверхности Земли и постепенно затвердевает в земной коре, образуя своеобразной формы полуглубинные и глубинные (интрузивные) тела. В естественных условиях они становятся доступными непосредственному изучению только после обнажения их процессами денудации. Формы, размеры интрузий, а также соотношение их с вмещающими породами весьма разнообразны. Разнообразны также структуры, текстуры и состав пород.
К полуглубинным интрузивным телам относятся жилы секущие и пластовые, образующие при заполнении магмой трещин в горных породах.
Секущие жилы иногда криволинейны, но чаще ограничены с боков параллельными стенками; расстояние между стенками называется мощностью жилы, а бока жилы – зальбандами. Мощность секущих жил от нескольких сантиметров до сотен метров. Длина их достигает нескольких десятков или сотен километров. Особенно большой длиной обладают жилы с ответвлениями.
Секущие жилы приурочены, главным образом, к замковым частям антиклинальных складок; это указывает, с одной стороны, на то, что секущие жилы образуются при складкообразовании и, с другой стороны, на то, что при складкообразовании возникает растяжение земной коры, создающее открытые трещины, в которые и устремляется магма. Внедрение магмы, в свою очередь, способствует дальнейшему растяжению земной коры. Нередко секущие жилы представлены порфиритами, гранитами и пегматитами, реже рудными и нерудными (кварц, кальцит, барит) минералами, образующимися за счет газов и паров, выделяющихся из магмы. Секущие жилы называют дайками (рис.1).
В том случае, если дайка имеет твердость бóльшую, чем породы, ею пересеченные, то под действием экзогенных сил, вмещающие её породы разрушаются быстрее, и тогда жила будет выступать в виде стены (положительная дайка). Если жила будет сложена менее стойкими породами, то она разрушается быстрее, чем окружающие породы, при этом образуется расселина (отрицательная дайка).
Рис. 1. Дайки и связанные с ними формы рельефа: а – дайки, более сопротивлявшиеся эрозии, чем боковые породы; б – дайки и боковые породы одинаково стойкие; в – дайки менее стойкие, чем боковые породы (из книги Т.А. Лапинской, Б.К. Прошлякова, 1981).
Одну из даек можно наблюдать у подножия скалы «Боец». Изверженные породы в окрестностях города Томска представлены дайками триасового возраста. Складчатость сопровождалась трещиноватостью и разломами в земной коре, доходящими до мантии. По этим разломам внедрялся магматический расплав, который застывал, образуя дайки. Дайки – гипабиссальные интрузии. Состав дайки основной (плагиоклаз, роговая обманка, пироксен).