Magmatizma altında, magmaların oluşumu, bileşiminin evrimi ve Dünya yüzeyine hareketi ile ilişkili fenomenlerin bütününü anlayın. Magmatizm, dünyanın iç kısmındaki en önemli derin süreçlerden biridir. Tezahür biçimine göre, magmatizm müdahaleci ve coşkulu olarak ikiye ayrılır. Aralarındaki fark, büyük ölçüde kaya oluşum mekanizmalarını belirler.
Magma kavramı
Magma, derin odacıklarda, özellikle üst mantoda (astenosfer) ve kısmen yer kabuğunun alt katmanlarında oluşan yüksek sıcaklıkta sıvı-silikat eriyiğidir. Bir magma odasının oluşumu, belirli basınç ve sıcaklık değerleri birleştirildiğinde meydana gelir. Bu tür birincil magma, aşağıdaki bileşenleri içeren homojen bir bileşime sahiptir: içinde gaz veya uçucu fazın (sıvı) çözüldüğü sıvı (eriyik). ayrıca bazıları varkatı kristal madde. Yüzeye doğru ilerledikçe, birincil magma belirli koşullara bağlı olarak gelişir.
Magmanın evrimi birkaç tür süreç içerir. İlk olarak, farklı türde farklılaşmalar yaşar:
- birbiriyle karışmayan sıvı bileşenlere ayrıldığı ayrıştırma;
- kristalleşme farklılaşması. Bu en önemli süreç, çeşitli sıcaklık ve basınç kombinasyonlarında amorf bir eriyikten belirli bileşiklerin çökeltilmesi (kristalizasyon) ile ilişkilidir.
İkinci olarak, magma, ana kayaçlarla etkileşimin bir sonucu olarak kimyasal bileşimini değiştirir. Bu fenomene kontaminasyon denir.
Magmada kristalleşme süreçleri
Magma birçok maddenin hareketli bir karışımı olduğundan ve değişen koşullarda olduğundan, bileşenlerinin kristalleşmesi çok karmaşık bir süreçtir. Genellikle üç ana aşamaya ayrılır:
- Yüksek sıcaklıkta erken magmatik faz. Bu aşamada, yüksek yoğunluklu demir ve magnezyum içeren mineraller magmadan düşer. Magma odasının alt kısımlarında yerleşirler ve birikirler.
- Feldispatlar, kuvars, mikalar, piroksenler, amfiboller gibi kayaların ana bileşenlerinin oluştuğu orta sıcaklıktaki ana magmatik faz. Kalsiyum çöker, silikon ve alüminyumun büyük çoğunluğu. Bu aşamadaki kristalleşmeye zaten magma odasında yer sıkıntısı eşlik eder, bu nedenle ortaya çıkan mineraller daha ince tanelidir.
- Düşük sıcaklıklı geç magmatik (pegmatit)evre. Bu aşamada, uçucu bileşenlerce zenginleştirilmiş mobil sözde pegmatit magma kalıntısı, magma odasında kalan boşluklar ve çatlaklar boyunca yayılır ve ana kayaçların yeniden kristalleşmesine katkıda bulunur. Pegmatit damarları, birbirine dönüşebilen büyük kristallerin oluşumu ile karakterize edilir. Bu aşama, mineral oluşumunun hidrotermal aşaması ile sınırlıdır ve yakından ilişkilidir.
Volkanizma ve plütonizm
Magmatizmanın müdahaleci ve coşkulu gibi tezahür biçimleri vardır. Aralarındaki fark, magmaların evrim koşullarında ve katılaşmalarının yerinde yatmaktadır. Son faktör özellikle önemli bir rol oynar.
Efüzif magmatizma, magmanın bir tedarik kanalı aracılığıyla Dünya'nın yüzeyine ulaştığı, tepeye yükseldiği, volkanlar oluşturduğu ve donduğu bir süreçtir. Patlayan magmaya lav denir. Yüzeye ulaştığında uçucu bileşenini yoğun bir şekilde kaybeder. Katılaşma da hızlı bir şekilde gerçekleşir, bazı lav türlerinin amorf bir durumda (volkanik camlar) kristalleşmek ve katılaşmak için zamanları yoktur.
Müdahaleci magmatizma (plütonizm), magmanın yüzeye ulaşmaması bakımından farklıdır. Ana kayaçların üstteki ufuklarına bir şekilde izinsiz giren magma, derinlikte katılaşır ve müdahaleci (plütonik) cisimler oluşturur.
İzinsiz girişlerin sınıflandırılması
Konut kayaçların intruzif magmatizma ürünleri ve intruzif cisim türleri ile ilişkileri, özellikle aşağıdaki gibi birçok kritere göre ayırt edilir:
- Oluşum derinliği. Yüzeye yakın (subvolkanik), orta-derin (hipabyssal) ve derin (abyssal) izinsiz girişler vardır.
- Ev sahibi kayaya göre konum. Bu kritere göre gömülü diziler ünsüz (uyumlu) ve uyumsuz (uyumsuz) olarak ikiye ayrılır.
Ayrıca, müdahaleci magmatizmanın doğası ve sokulum türleri, plütonik cismin yapısının temas yüzeyine oranı (uyumlu ve uyumsuz), tektonik hareketlerle ilişkisi, şekli, boyutu gibi özelliklere göre sınıflandırılır. masifin, vb.
Farklı magmatik saldırı türlerini tanımlama kriterleri yakından ilişkilidir. Örneğin, çevreleyen tabakanın yapısına, magmatik masifin oluşum derinliğine ve mekanizmasına ve müdahaleci magmatizmanın diğer tezahürlerine bağlı olarak, müdahalelerin şekilleri büyük ölçüde değişebilir.
Magmanın kaya kütlesine girişi için mekanizmalar
Magma, ana katmana iki ana yolla nüfuz edebilir: tortul katmanın katmanlaşma düzlemleri boyunca veya kayadaki mevcut çatlaklar boyunca.
İlk durumda, magmanın basıncı altında, çatının katmanları yükselir - kalınlığın üstteki alanları - veya tersine, izinsiz giren magmanın kütlesinin etkisinin bir sonucu olarak, alttaki katmanlar sarkmak. Ünsüz izinsiz girişler bu şekilde oluşur.
Magma yukarı doğru nüfuz eder, çatlakları doldurur ve genişletir, katmanları kırar ve çatı kayalarını kırarsa, kendisi müdahaleci bir cisim tarafından işgal edilecek bir boşluk oluşturur. Bu şekilde uyumsuz olarak meydana gelenplütonik cisimler.
Gömülü magmatik kütlelerin şekilleri
İntrüzif magmatizma sürecinin ilerlediği belirli yola bağlı olarak, müdahaleci cisimlerin biçimleri çok çeşitli olabilir. En yaygın uyumsuz olarak oluşan magmatik masifler:
- Dike, çevreleyen katmanları geçen, plaka benzeri, dik eğimli bir gövdedir. Dayklar kalınlıktan çok daha uzundur ve temas yüzeyleri neredeyse paraleldir. Bentler farklı boyutlarda olabilir - onlarca metreden yüzlerce kilometre uzunluğa kadar. Bentlerin şekli, magma ile dolu çatlakların konumuna bağlı olarak dairesel veya radyal olabilir.
- Damar, düzensiz, dallı bir şekle sahip küçük bir sekant gövdedir.
- Stem, dikey veya dik eğimli temas yüzeyleri ile karakterize edilen sütun şeklinde bir gövdedir.
- Batholit, izinsiz girişlerin en geniş çeşididir. Batolitler yüzlerce hatta binlerce kilometre uzunluğunda olabilir.
Örtüşen gövdeler de çeşitli biçimler alır. Bunlar arasında sıklıkla bulunur:
- Eşik, temas yüzeyleri ana bilgisayar yataklarına paralel olan yataklı bir izinsiz giriştir.
- Lopolith, dışbükey aşağı bakan merceksi bir dizidir.
- Laccolith, benzer bir şekle sahip, dışbükey tarafı bir mantar başlığı gibi üstte bulunan bir gövdedir. Kırım'daki Ayu-Dag Dağı, gabbroid lakolitinin bir örneğidir.
- Fakolit, ana kaya çukurunun kıvrımında bulunan bir cisimdir.
İzinsiz Giriş Temas Bölgesi
Plütonik cisimlerin oluşumuna, çevreleyen katmanla sınırda karmaşık etkileşim süreçleri eşlik eder. Temas yüzeyi boyunca endokontak ve ekzokontak bölgeleri oluşur.
Endokontakt değişiklikleri, ana kayaçların magmaya nüfuz etmesi nedeniyle intruzifte meydana gelir. Sonuç olarak, temasın yakınındaki magma, mineral oluşumunu etkileyen kimyasal değişikliklere (kontaminasyon) uğrar.
Eksokontakt bölgesi, magmanın termal ve kimyasal etkilerinin bir sonucu olarak ana kayada meydana gelir ve aktif metamorfizma ve metasomatizma süreçleri ile karakterize edilir. Böylece, uçucu magma bileşenleri, ekzokontakt bölgedeki mineralleri, metasomatik haleler olarak adlandırılan bileşikleri oluşturarak, eklenen bileşiklerle değiştirebilir.
Uçucu bileşenler tarafından yürütülen mineral bileşikler de doğrudan temas bölgesinde kristalleşebilir. Bu süreç, örneğin mikaların oluşumunda ve suyun katılımıyla kuvars önemli bir rol oynar.
Müdahaleci magmatizma ve müdahaleci kayaçlar
Derin magma kristalleşmesi sonucu oluşan kayaçlara müdahaleci veya plütonik denir. Magma Dünya yüzeyinde (veya okyanus tabanında) patladığında coşkulu (volkanik) kayalar oluşur.
Müdahaleci ve etkili magmatizma, mineral bileşiminde benzer bir dizi kayaç oluşmasına neden olur. Magmatik kayaçların bileşime göre sınıflandırılması silika SiO2 içeriğine dayanmaktadır. Bu cins kriterine göreultrabazik, bazik, orta ve asidik olarak alt gruplara ayrılır. Serideki silika içeriği, ultramafik (%45'ten az) kayalardan asidik (%63'ten fazla) kayalara yükselir. Her sınıf içinde, kayalar alkalilik bakımından farklılık gösterir. Bu sınıflandırmaya göre ana müdahaleci kayaçlar aşağıdaki seriyi oluşturur (parantez içindeki volkanik analog):
- Ultrabazik: perido titler, dünitler (pikritler);
- Ana: gabbroidler, piroksenitler (baz altlar);
- Orta: diyoritler (andezitler);
- Asidik: granodiyoritler, granitler (dasitler, riyolitler).
Plütonik kayaçlar, oluşum koşulları ve onları oluşturan minerallerin kristal yapısı ile coşkulu olanlardan farklıdır: tam kristallidirler (amorf yapılar içermezler), berrak tanelidirler ve gözeneksizdirler. Kaya oluşumunun kaynağı (abyssal intrüzyonlar) ne kadar derin olursa, uçucu fazın büyük bir miktarını korurken, magmanın soğuması ve kristalleşme süreçleri o kadar yavaş ilerler. Bu tür derin kayalar, daha büyük kristal tanelerle karakterize edilir.
Müdahaleci cisimlerin iç yapısı
Plütonik masiflerin yapısı, prototektonik genel adı altında birleşen bir fenomenler kompleksi sırasında oluşur. İki aşamayı ayırt eder: sıvı ve katı fazların prototektoniği.
Sıvı faz aşamasında, ortaya çıkan gövdenin birincil çizgili ve doğrusal dokuları serilir. İzinsiz giren magmanın akış yönünü ve kristalleşen minerallerin oryantasyonu için dinamik koşulları (örneğin paralel düzenleme) yansıtırlar.mika kristalleri, hornblend, vb.). Dokular ayrıca magma odasına düşen yabancı kaya parçalarının - ksenolitlerin - ve izole mineral birikimlerinin - schlieren'in konumuyla da ilişkilidir.
Müdahaleci evrimin katı faz aşaması, yeni oluşan kayanın soğumasıyla ilişkilidir. Masifte, yeri ve sayısı soğutma ortamı ve sıvı fazda oluşan yapılar tarafından belirlenen birincil çatlaklar ortaya çıkar. Ek olarak, ikincil yapılar, bölümlerinin parçalanması ve yırtılmalar boyunca yer değiştirmeleri nedeniyle böyle bir magmatik kütlede gelişir.
Prototektoniğin incelenmesi, izinsiz girişler içindeki ve çevreleyen kayalardaki maden yataklarının yeri için koşulları netleştirmek için önemlidir.
Magmatik saldırılar ve tektonik
Müdahaleci kökenli kayaçlar, yer kabuğunun çeşitli bölgelerinde yaygındır. İntruzif magmatizmanın bazı tezahürleri hem bölgesel hem de küresel tektonik süreçlere önemli katkılarda bulunur.
Kıta çarpışmaları sırasında, aktif granitik magmatizma nedeniyle kabuğun kalınlığının artması sırasında, Trans-Himalayalardaki Gangdis batoliti gibi büyük batolitler oluşur. Ayrıca, büyük batolitlerin oluşumu, aktif kıta kenarlarıyla (And batoliti) ilişkilidir. Genel olarak, silisik magma müdahaleleri dağ inşa süreçlerinde önemli bir rol oynar.
Yer kabuğu gerildiğinde, genellikle bir dizi paralel dayk oluşur. Bu tür seriler okyanus ortası sırtlarında gözlenir.
Eşikler, kıta içi magmatik sokulumların karakteristik biçimlerinden biridir. Ayrıca geniş bir alana sahip olabilirler - yüzlerce kilometreye kadar. Çoğu zaman, tortul kayaç katmanları arasına nüfuz eden magma, birkaç eşik katmanı oluşturur.
Derin magmatik aktivite ve mineraller
İntrüzif magmatizma süreçlerinde kristalleşmenin özellikleri nedeniyle, ultrabazik kayaçlarda krom, demir, magnezyum, nikel ve ayrıca doğal platinoidler için cevher mineralleri oluşur. Bu durumda ağır metaller (altın, kurşun, kalay, tungsten, çinko vb.) uçucu magma bileşenleriyle (örneğin su) çözünür bileşikler oluşturur ve magma odasının üst bölgelerinde yoğunlaşır. Bu, kristalleşmenin erken evresinde meydana gelir. Daha sonraki bir aşamada, nadir toprak ve nadir elementler içeren mobil bir pegmatit kalıntısı, intruzif kırıklarda damar birikintileri oluşturur.
Böylece, Kola Yarımadası'ndaki Khibiny, çevreleyen tabakanın aşınması sonucu açığa çıkan bir lakolittir. Bu gövde, alüminyum için bir cevher olan nefelin siyenitlerinden oluşur. Başka bir örnek, bakır ve nikel açısından zengin Norilsk eşik izinsiz girişleridir.
Temas bölgeleri de büyük pratik ilgi alanıdır. Altın, gümüş, kalay ve diğer değerli metallerin tortuları, Güney Afrika'da altın taşıyan haleleriyle bilinen Bushveld lopoliti gibi müdahaleci cisimlerin metasomatik ve metamorfik haleleriyle ilişkilidir.
Böylece, müdahaleci alanlarmagmatizma birçok değerli mineralin en önemli kaynağıdır.
