Билет 47.48.49.50. Формирование горных пород при остывании магматического расплава. Ликвидус, солидус. Реакционный ряд Боуэна. дифференциация магмы

Дифференциация магм.Магма-это расплавленное вещество, которое образуется при определенных значениях давления и температуры и представляет собой флюидный силикатный расплав, т.е содержит в своем составе соединения с кремнеземом(SiO2) и летучие вещества, присутствующие в виде газа(пузырьков) либо растворенных в расплаве.(при затвердевании расплав теряет летучие компоненты.)

Любой магматический расплав- это трехкомпонентная система, состоящая из жидкости, газа и твердых кристаллов., которая стремиться к равновесному состоянию. В зависимости от температуры, давления состава меняется расплав, одни растворяются другие возникают вновь т.е раствор непрерывно эволюционирует . этот процесс- магматическая дифференциация.(также оказывает внимание- взаимодействие с вмещающими породами и потоками глубинных флюидов.)

Кристаллы образующиеся в магме обычно отличаются по составу и по плотности, т.е они осаждаются или всплывают. В основных силикатных …
базальтовых лавах первыми кристаллизуются оливин и пироксен. Т.к они более плотные. Они осаждаются в нижней части магматической камеры. Тогда состав магмы тоже изменяется на нижних горизонтах осаждаются ультраосновные породы. В середине базальтовые, а в верхних частях преобладают породы обогащенные кремнеземом и щелочными металлами, т.е приобретают кремнекислый состав вплоть до гранитного => расслоение интрузивных тел.

Взаимодействие магмы с флюидами. Состав: нелетучие: SiO2;TiO2; Al2O3; Fe2O3; FeO; CaO (90-97%)…летучие: CO2; H2;H2O;HF;..3 раньше всего отделяются от расплава и образуют «сухую» магму(алюмосиликатные шлаки) кристаллизуются при 1500-1600 град.ц. природно бозальтовые- 1200-1300. Более кемнекислые- еще меньше. Это из-за флюидного давления.чем оно више, температура кристаллизации ниже. Влияние воды: увеличение ее давления -> понижается вязкость, и температура кристаллизации..

Влияние H2- водно водородное отношение, в зависимости от которого варьируется Fe2O3/FeO степень окисления- восстановления расплава.

Повышение летучих компонентов—жидкое состояние до сравнительно низких температур. (Ликвация).

Потоки глубинных флюидов, проходя через расплав и взаимодействую с ним, изменяют его за счет привноса одних и выноса других компонентов.

Т.о флюидный режим, различная растворимость флюидных компонентов расплаве, повышение и повышения их давления оказывают решающее влияние на дифференциацию магматических расплавов, их вязкость и температуру кристаллизации.

Взаимодействие с вмещающими породами. Магма- наиболее легкоплавкий расплав- эвтетика. Кислые и средние лучше взаимодействуют. При взаимодействие магмы с гранитными интрузиями происходит их усвоение- ассимиляция, приводя к образованию гибридных пород……………………………………………………………….

Кристаллизация магмы происходит не мгновенно, а постепенно, с одновременным падением температуры. Возможно несколько вариантов (рис.). В первом из них охлаждение происходит очень быстро, расплав пере­охлаждается и превращается в вулканическое стекло — обсидиан (точки 0→1→6).

Рис. а — диаграмма плавкости для твердых растворов плагиоклазового ряда (по Н. Боуэну). Давление Р — 1 атм. Состав выделившихся из расплава кристаллов определяется на оси. Точки 1, 2, 3, 4, 5 и 6 обозначают разные стадии кристаллизации расплава; б — эвтектика — плавление двух минералов при минимальной температуре

Второй вариант связан с медленным охлаждением и кристаллизацией расплава.

На диаграмме состояния линия, соеди­няющая точки, где в расплаве появляются первые кристаллы, называ­ется ликвидусом, а линия, соединяющая точки, где полностью исчеза­ет расплав, — солидусом. Между этими линиями находится поле сосуществования расплава и кристаллов. С падением температуры от точки 0 в точке 1 появляются первые кристаллы, состав которых от­вечает точке 4. При дальнейшем охлаждении эти кристаллы вступают в реакцию с оставшимся расплавом, состав которого движется от точ­ки 1 к точке 2, а состав кристаллов — от точки 4 к точке 5. Если по каким-либо причинам, например в случае извержения, будет проис­ходить быстрое охлаждение расплава, то возникнут породы с порфировой структурой, когда в стекловатой основной массе, по составу отвечающей точке 2 или какой-нибудь другой, будут нахо­диться вкрапленники плагиоклаза зонального строения. В ядре — каль­циевый плагиоклаз точки 4, а во внешней зоне — натриево-кальциевый плагиоклаз точки 5.

В третьем варианте при очень медленном охлаждении расплав и кристаллы успевают полностью вступить в реакцию, поэтому состав расплава дойдет до точки 3 из точки 1, а состав кристаллов — до точки 6 от точки 4. Ранние кальциевые плагиоклазы при реакции с расплавом будут замещаться все более натриевыми. В конце процесса кристаллиза­ции образуются полнокристаллические породы, сложенные незональным кальциево-натриевым плагиоклазом точки 6. Последовательность выде­ления главных породообразующих минералов из магмы определяется двумя реакционными рядами, установленными Боуэном в 1928 г.

Рис. Реакционный ряд Боуэна