ภายใต้แมกมาทิซึม เข้าใจถึงปรากฏการณ์ทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัว วิวัฒนาการขององค์ประกอบ และการเคลื่อนที่ของแมกมาสู่พื้นผิวโลก Magmatism เป็นหนึ่งในกระบวนการลึกที่สำคัญที่สุดภายในโลก ตามรูปแบบของการสำแดง magmatism แบ่งออกเป็นการล่วงล้ำและพรั่งพรูออกมา ความแตกต่างระหว่างสิ่งเหล่านี้ส่วนใหญ่กำหนดกลไกของการก่อตัวของหิน
แนวคิดของแมกมา
แม็กม่าเป็นของเหลวซิลิเกตที่หลอมละลายที่อุณหภูมิสูงซึ่งก่อตัวในห้องลึก ส่วนใหญ่อยู่ในเสื้อคลุมชั้นบน (แอสเทอโนสเฟียร์) และบางส่วนในชั้นล่างของเปลือกโลก การก่อตัวของห้องแมกมาเกิดขึ้นเมื่อค่าความดันและอุณหภูมิรวมกัน แมกมาปฐมภูมิดังกล่าวมีองค์ประกอบที่เป็นเนื้อเดียวกัน รวมถึงองค์ประกอบต่อไปนี้: ของเหลว (ละลาย) ซึ่งก๊าซหรือเฟสระเหย (ของเหลว) ถูกละลาย ยังมีบ้างสารผลึกที่เป็นของแข็ง เมื่อคุณเคลื่อนตัวไปยังพื้นผิว หินหนืดหลักจะวิวัฒนาการตามเงื่อนไขเฉพาะ
วิวัฒนาการของแมกมาประกอบด้วยกระบวนการหลายประเภท อย่างแรก เธอประสบกับความแตกต่างแบบต่างๆ:
- segregation ซึ่งแยกออกเป็นส่วนประกอบของเหลวที่ผสมเข้ากันไม่ได้
- ความแตกต่างของการตกผลึก กระบวนการที่สำคัญที่สุดนี้เกี่ยวข้องกับการตกตะกอน (การตกผลึก) ของสารประกอบบางชนิดจากการหลอมเหลวแบบอสัณฐานที่การรวมกันของอุณหภูมิและความดันต่างๆ
ประการที่สอง หินหนืดเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีอันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์กับหินเจ้าบ้าน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการปนเปื้อน
กระบวนการตกผลึกในแมกมา
เนื่องจากแมกมาเป็นส่วนผสมที่เคลื่อนที่ได้ของสารหลายชนิดและอยู่ในสภาวะที่เปลี่ยนแปลง การตกผลึกของส่วนประกอบจึงเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนมาก โดยปกติแล้วจะแบ่งออกเป็นสามขั้นตอนหลัก:
- ช่วงต้นแมกมาติกอุณหภูมิสูง ในขั้นตอนนี้ แร่ธาตุที่มีธาตุเหล็กและแมกนีเซียมความหนาแน่นสูงจะหลุดออกจากแมกมา พวกมันตั้งรกรากและสะสมอยู่ที่บริเวณด้านล่างของห้องแมกมา
- ระยะแมกมาติกหลักที่อุณหภูมิปานกลาง ซึ่งองค์ประกอบหลักของหินก่อตัวขึ้น เช่น เฟลด์สปาร์ ควอทซ์ ไมกา ไพร็อกซีน แอมฟิโบล แคลเซียมตกตะกอน ส่วนใหญ่เป็นซิลิกอนและอะลูมิเนียม การตกผลึกในระยะนี้มาพร้อมกับการขาดแคลนพื้นที่ในห้องแมกมา ดังนั้นแร่ธาตุที่ได้จึงมีความละเอียดมากขึ้น
- แมกมาติกตอนปลายอุณหภูมิต่ำ (เพกมาไทต์)เฟส. ในขั้นตอนนี้ เศษหินหนืดที่เรียกว่าเพกมาไทต์เคลื่อนที่ ซึ่งอุดมไปด้วยส่วนประกอบที่ระเหยง่าย จะกระจายไปทั่วโพรงและรอยแตกที่เหลืออยู่ในห้องหินหนืด ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดการตกผลึกของหินเจ้าบ้าน เส้นเลือด Pegmatite มีลักษณะเป็นผลึกขนาดใหญ่ที่สามารถเติบโตเข้าหากันได้ ระยะนี้มีพรมแดนติดกันและมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับระยะไฮโดรเทอร์มอลของการก่อตัวของแร่
ภูเขาไฟและพลูโตนิซึม
มีรูปแบบของปรากฏการณ์แมกมาทิซึมในลักษณะที่ล่วงล้ำและพรั่งพรูออกมา ความแตกต่างระหว่างพวกมันอยู่ในเงื่อนไขของการวิวัฒนาการของแมกมาและสถานที่ของการแข็งตัวของพวกมัน ปัจจัยสุดท้ายมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่ง
หินหนืดที่แผ่รังสีเป็นกระบวนการที่แมกมาเข้าถึงพื้นผิวโลกผ่านช่องทางอุปทาน ขึ้นสู่ยอด ก่อตัวเป็นภูเขาไฟ และกลายเป็นน้ำแข็ง แมกมาที่ปะทุเรียกว่าลาวา เมื่อไปถึงพื้นผิว มันจะสูญเสียส่วนประกอบที่ระเหยไปอย่างเข้มข้น การแข็งตัวยังเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ลาวาบางชนิดไม่มีเวลาตกผลึกและแข็งตัวในสถานะอสัณฐาน (แก้วภูเขาไฟ)
แม็กมาทิซึมล่วงล้ำ (พลูโตนิสม์) แตกต่างตรงที่แมกมาไม่ถึงผิวน้ำ เมื่อบุกรุกเข้าไปในขอบฟ้าที่อยู่เบื้องล่างของหินเจ้าบ้าน ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง หินหนืดจะแข็งตัวที่ระดับความลึก ก่อตัวเป็นร่างที่ล่วงล้ำ (พลูโตนิก)
จำแนกการบุกรุก
ความสัมพันธ์ของหินเจ้าบ้านกับผลิตภัณฑ์แมกมาทิซึมล่วงล้ำและประเภทของวัตถุที่ล่วงล้ำนั้นมีความโดดเด่นตามเกณฑ์หลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เช่น:
- ความลึกของการก่อตัว มีการบุกรุกพื้นผิวใกล้ (subvolcanic) ลึกปานกลาง (hypabyssal) และลึก (abyssal)
- สถานที่สัมพันธ์กับโฮสต์ร็อค ตามเกณฑ์นี้ อาร์เรย์ที่ฝังตัวจะถูกแบ่งออกเป็นพยัญชนะ (สอดคล้องกัน) และไม่ลงรอยกัน (ไม่ลงรอยกัน)
นอกจากนี้ ธรรมชาติของแมกมาทิซึมล่วงล้ำและประเภทของการบุกรุกถูกจำแนกตามลักษณะเช่นอัตราส่วนของโครงสร้างร่างกายพลูโทนิกต่อพื้นผิวสัมผัส (รูปร่างสมส่วนและรูปร่างผิดปกติ) สัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ของเปลือกโลก รูปร่าง ขนาด ของเทือกเขา และอื่นๆ
เกณฑ์ในการระบุประเภทของการบุกรุกของแมกมาติกนั้นมีความเกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด ตัวอย่างเช่น ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของชั้นหินที่ล้อมรอบ ความลึกและกลไกของการก่อตัวของมวลแมกมาติกและอาการแสดงอื่นๆ ของแมกมาทิซึมที่ล่วงล้ำ รูปร่างของการบุกรุกอาจแตกต่างกันอย่างมาก
กลไกการนำแมกมาสู่มวลหิน
แมกมาสามารถเจาะเข้าไปในชั้นโฮสต์ได้สองวิธีหลัก: ตามระนาบของการแบ่งชั้นของชั้นตะกอนหรือตามรอยแตกที่มีอยู่ในหิน
ในกรณีแรกภายใต้ความกดดันของแมกมา ชั้นของหลังคาจะสูงขึ้น - พื้นที่วางตัวที่มีความหนา - หรือในทางกลับกัน เป็นผลมาจากอิทธิพลของมวลของแมกมาที่บุกรุกชั้นที่อยู่เบื้องล่าง ย้อย นี่คือลักษณะการบุกรุกของพยัญชนะ
ถ้าแมกมาทะลุขึ้นไป อุดและขยายรอยร้าว ทะลุเป็นชั้นๆ และพังหินหลังคา มันก็จะก่อตัวเป็นโพรงที่ร่างกายจะบุกรุกเข้ามา ในลักษณะนี้ เกิดขึ้นอย่างไม่เป็นไปตามข้อกำหนดพลูโทนิกร่างกาย
รูปร่างของมวลอัคนีฝังตัว
รูปแบบของร่างกายที่ล่วงล้ำนั้นมีความหลากหลายมากขึ้นอยู่กับเส้นทางเฉพาะที่กระบวนการของแมกมาทิซึมล่วงล้ำดำเนินไป เทือกเขาอัคนีที่เกิดขึ้นอย่างไม่เป็นไปตามรูปแบบที่พบบ่อยที่สุดคือ:
- เขื่อนกั้นน้ำมีลักษณะเหมือนจานที่จุ่มตัวสูงชันซึ่งข้ามชั้นที่ล้อมรอบ เขื่อนกั้นน้ำยาวกว่าหนามาก และพื้นผิวสัมผัสเกือบจะขนานกัน เขื่อนอาจมีขนาดแตกต่างกัน - จากความยาวหลายสิบเมตรถึงหลายร้อยกิโลเมตร รูปร่างของเขื่อนกั้นน้ำอาจเป็นวงกลมหรือแนวรัศมีก็ได้ ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของรอยร้าวที่เต็มไปด้วยหินหนืด
- เส้นเลือดคือเส้นแบ่งขนาดเล็กที่มีรูปร่างแตกแขนงผิดปกติ
- ลำต้นเป็นรูปเสาที่มีลักษณะพื้นผิวสัมผัสในแนวตั้งหรือชัน
- บาโธลิธเป็นการบุกรุกที่หลากหลายที่สุด Batholiths อาจยาวหลายร้อยหรือหลายพันกิโลเมตร
วัตถุที่ทับซ้อนกันก็มีหลายรูปแบบ ในหมู่พวกเขามักจะพบ:
- ธรณีประตูเป็นการบุกรุกเตียงที่มีพื้นผิวสัมผัสขนานกับเตียงโฮสต์
- โลโพลิธเป็นอาร์เรย์เลนส์นูนโดยคว่ำหน้าลง
- แลคโคลิธมีรูปร่างคล้าย ๆ กัน โดยด้านนูนจะอยู่ด้านบนเหมือนหมวกเห็ด Mount Ayu-Dag ในแหลมไครเมียเป็นตัวอย่างของ gabbroid laccolith
- ฟาโคไลต์เป็นร่างที่อยู่ในร่องของรางหินเจ้าบ้าน
โซนติดต่อผู้บุกรุก
การก่อตัวของร่างพลูโตนิกนั้นมาพร้อมกับกระบวนการปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนที่ขอบเขตกับชั้นที่ล้อมรอบ โซนของเอนโดคอนแทคและเอ็กซ์โซคอนแทคจะเกิดขึ้นตามพื้นผิวสัมผัส
การเปลี่ยนแปลง Endocontact เกิดขึ้นจากการล่วงล้ำเนื่องจากการแทรกซึมของหินเจ้าภาพเข้าไปในหินหนืด ส่งผลให้แมกมาที่อยู่ใกล้สัมผัสมีการเปลี่ยนแปลงทางเคมี (การปนเปื้อน) ที่ส่งผลต่อการก่อตัวของแร่
โซน exocontact เกิดขึ้นในหินเจ้าบ้านอันเป็นผลมาจากผลกระทบทางความร้อนและเคมีของหินหนืด และมีลักษณะเฉพาะด้วยกระบวนการเชิงรุกของการแปรสภาพและการเปลี่ยนแปลงสภาพ ดังนั้น องค์ประกอบของแมกมาที่ระเหยง่ายสามารถแทนที่แร่ธาตุในเขตสัมผัสภายนอกด้วยสารประกอบที่นำเข้ามา ทำให้เกิดรัศมีที่เรียกว่า metasomatic
สารประกอบแร่ที่กระทำโดยส่วนประกอบที่ระเหยง่ายยังสามารถตกผลึกโดยตรงในบริเวณสัมผัส กระบวนการนี้มีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของไมกาและด้วยการมีส่วนร่วมของน้ำควอตซ์
หินแมกมาทิซึมล่วงล้ำและหินที่ล่วงล้ำ
หินที่เกิดขึ้นจากการตกผลึกของแมกมาลึกเรียกว่าล่วงล้ำหรือพลูโตนิก หินที่ไหลออกมา (ภูเขาไฟ) เกิดขึ้นเมื่อแมกมาปะทุบนพื้นผิวโลก (หรือบนพื้นมหาสมุทร)
แมกมาทิซึมที่ล่วงล้ำและพรั่งพรูออกมาทำให้เกิดกลุ่มของหินที่มีลักษณะคล้ายกันในองค์ประกอบของแร่ การจำแนกหินอัคนีตามองค์ประกอบขึ้นอยู่กับเนื้อหาของซิลิกา SiO2 ตามเกณฑ์พันธุ์นี้แบ่งออกเป็น ultrabasic, basic, medium และ acidic ปริมาณซิลิกาในชุดเพิ่มขึ้นจากหิน ultramafic (น้อยกว่า 45%) เป็นกรด (มากกว่า 63%) ภายในแต่ละชั้น หินมีค่าความเป็นด่างต่างกัน หินที่ล่วงล้ำหลักตามการจำแนกประเภทนี้ในรูปแบบต่อไปนี้ (อนาล็อกภูเขาไฟในวงเล็บ):
- Ultrabasic: เพอริโดไทต์ ดูไนต์ (picrites);
- หลัก: แกบบรอยด์, ไพร็อกซิไนต์ (บะซอลต์);
- กลาง: ไดโอไรต์ (แอนดีไซต์);
- เป็นกรด: แกรโนไดไรต์ หินแกรนิต (ดาไซต์ ไรโอไลต์)
หินพลูโตนิกแตกต่างจากที่เปล่งออกมาตามเงื่อนไขการเกิดขึ้นและโครงสร้างผลึกของแร่ธาตุที่ประกอบเป็นผลึก: เป็นผลึกเต็ม (ไม่มีโครงสร้างอสัณฐาน) เนื้อละเอียดและไม่มีรูพรุน ยิ่งแหล่งที่มาของการก่อตัวของหินลึก (การบุกรุกจากก้นบึ้ง) กระบวนการของการเย็นตัวและการตกผลึกของแมกมาก็ช้าลงเท่านั้น ในขณะที่ยังคงรักษาเฟสระเหยในปริมาณมากไว้ หินลึกดังกล่าวมีลักษณะเป็นเม็ดผลึกขนาดใหญ่
โครงสร้างภายในของร่างกายที่ล่วงล้ำ
โครงสร้างของมวลพลูโทนิกก่อตัวขึ้นภายใต้ปรากฏการณ์ที่ซับซ้อนซึ่งรวมกันเป็นหนึ่งภายใต้ชื่อทั่วไปของโปรโตเทคนิกส์ มันแยกความแตกต่างสองขั้นตอน: โปรโตเทคนิกส์ของเฟสของเหลวและของแข็ง
ในขั้นตอนของเหลว วางลายหลักและพื้นผิวเชิงเส้นของตัวผลลัพธ์ที่ได้ สะท้อนถึงทิศทางการไหลของหินหนืดที่บุกรุกและสภาวะไดนามิกสำหรับการวางแนวของแร่ธาตุที่ตกผลึก (เช่น การเรียงตัวแบบขนานคริสตัลไมกา, ฮอร์นเบลนด์ ฯลฯ) พื้นผิวยังสัมพันธ์กับตำแหน่งของชิ้นส่วนของหินมนุษย์ต่างดาวที่ตกลงไปในห้องแมกมา - xenoliths - และการสะสมแร่ธาตุที่แยกออกมา - schlieren
ระยะของแข็งของวิวัฒนาการล่วงล้ำเกี่ยวข้องกับการเย็นตัวของหินที่เพิ่งก่อตัวขึ้นใหม่ รอยแตกหลักปรากฏในเทือกเขา ตำแหน่งและจำนวนที่กำหนดโดยสภาพแวดล้อมในการทำความเย็นและโครงสร้างที่เกิดขึ้นในสถานะของเหลว นอกจากนี้ โครงสร้างทุติยภูมิยังพัฒนาเป็นมวลแมกมาติกเนื่องจากการแยกส่วนและการกระจัดกระจายไปตามรอยร้าว
การศึกษาโปรโตเทคนิกส์เป็นสิ่งสำคัญในการชี้แจงเงื่อนไขสำหรับตำแหน่งของแหล่งแร่ภายในการบุกรุกและในหินโดยรอบ
การบุกรุกของสนามแม่เหล็กและการแปรสัณฐาน
หินต้นกำเนิดที่ล่วงล้ำแพร่หลายไปทั่วบริเวณต่างๆ ของเปลือกโลก การแสดงอาการบางอย่างของแมกมาทิซึมที่ล่วงล้ำมีส่วนสำคัญต่อกระบวนการแปรสัณฐานทั้งในระดับภูมิภาคและระดับโลก
ระหว่างการชนกันของทวีปซึ่งเป็นผลมาจากการเพิ่มความหนาของเปลือกโลก เนื่องจากมีหินแมกมาติซึมแบบแกรนิต (granitic magmatism) ทำให้เกิดฟองขนาดใหญ่ขึ้น ตัวอย่างเช่น บาธโทลิธ Gangdis ในทรานส์-หิมาลัย นอกจากนี้ การก่อตัวของ Batholith ขนาดใหญ่ยังสัมพันธ์กับขอบทวีปที่ใช้งานอยู่ (Andean batholith) โดยทั่วไป การบุกรุกของแมกมาซิลิซิกมีบทบาทสำคัญในกระบวนการสร้างภูเขา
เมื่อเปลือกโลกถูกยืดออก มักจะเกิดแนวกั้นน้ำขนานกัน ซีรีย์ดังกล่าวพบได้ในสันเขากลางมหาสมุทร
ธรณีประตูเป็นหนึ่งในลักษณะเฉพาะของการบุกรุกของแมกมาติกภายในทวีป พวกมันยังสามารถมีขอบเขตมาก - สูงถึงหลายร้อยกิโลเมตร มักมีแมกมาแทรกซึมระหว่างชั้นหินตะกอนทำให้เกิดธรณีประตูหลายชั้น
กิจกรรมแมกมาติกลึกและแร่ธาตุ
เนื่องจากลักษณะเฉพาะของการตกผลึกในกระบวนการของแมกมาทิซึมที่ล่วงล้ำ แร่แร่จึงก่อตัวขึ้นสำหรับโครเมียม เหล็ก แมกนีเซียม นิกเกิล และพลาตินอยด์พื้นเมืองในหินอัลตร้าเบสิก ในกรณีนี้ โลหะหนัก (ทองคำ ตะกั่ว ดีบุก ทังสเตน สังกะสี ฯลฯ) จะก่อตัวเป็นสารประกอบที่ละลายได้โดยมีส่วนประกอบของแมกมาระเหยง่าย (เช่น น้ำ) และเข้มข้นในบริเวณส่วนบนของห้องแมกมา สิ่งนี้เกิดขึ้นในช่วงเริ่มต้นของการตกผลึก ในระยะต่อมา เพกมาไทต์ที่เคลื่อนที่ได้ซึ่งมีธาตุแรร์เอิร์ธและธาตุหายากก่อตัวเป็นเส้นเลือดสะสมในรอยร้าวที่ล่วงล้ำ
ดังนั้น Khibiny บนคาบสมุทร Kola จึงเป็นแลคโคลิธซึ่งถูกเปิดเผยเนื่องจากการพังทลายของชั้นบรรยากาศที่ล้อมรอบ ร่างกายนี้ประกอบด้วย nepheline syenites ซึ่งเป็นแร่สำหรับอลูมิเนียม อีกตัวอย่างหนึ่งคือการบุกรุกธรณีประตูโนริลสค์ที่อุดมไปด้วยทองแดงและนิกเกิล
โซนการติดต่อก็น่าสนใจเช่นกัน เงินฝากทองคำ เงิน ดีบุก และโลหะมีค่าอื่นๆ เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงรูปร่างและการเปลี่ยนแปลงของวัตถุที่บุกรุก เช่น บุชเวลด์ lopolith ในแอฟริกาใต้ ซึ่งขึ้นชื่อเรื่องรัศมีที่มีทองคำ
ดังนั้น พื้นที่ที่ล่วงล้ำแมกมาทิซึมเป็นแหล่งแร่ที่สำคัญที่สุดมากมาย
