Дайка

Дайка — это горная выработка, имеющая форму плитообразного геологического тела, ограниченного параллельными стенками и секущего вмещающие горные породы под углом к их слоистости. В отличие от силлов, которые залегают согласно со слоями, дайки являются секущими интрузивными телами, то есть они пересекают структуру вмещающих пород. Дайки образуются в результате заполнения трещин магматическим расплавом, который затем застывает, или в результате внедрения осадочного материала (кластические дайки). Термин происходит от английского слова «dyke» (или «dike»), что означает «стена», «перегородка», и отражает характерную форму этих образований.

История изучения

Понятие дайки возникло в геологии в XVIII—XIX веках, в период становления научных представлений о магматизме и тектонике. Одним из первых, кто описал дайки как самостоятельные геологические тела, был шотландский геолог Джеймс Хаттон, который в конце XVIII века изучал интрузивные контакты в массивах Шотландии. В XIX веке, с развитием полевой геологии, дайки стали систематически картироваться при геологических съёмках. В России значительный вклад в изучение даек внесли геологи, работавшие на Урале, в Сибири и на Кольском полуострове, где эти образования широко распространены. К началу XX века была разработана классификация даек по составу, форме и условиям залегания.

Классификация даек

Дайки классифицируются по нескольким признакам: происхождению, составу, форме и размерам.

По происхождению

• Магматические дайки — наиболее распространённый тип. Образуются при внедрении магмы в трещины земной коры. Магма может быть различного состава: от ультраосновной (перидотиты) до кислой (граниты) и щелочной.
• Кластические дайки (или осадочные дайки) — образуются в результате заполнения трещин обломочным материалом (песком, глиной, гравием) под давлением подземных вод или в результате сейсмической активности. Они характерны для осадочных толщ.
• Апофизы — ответвления от более крупных интрузивных тел (батолитов, штоков), которые также могут иметь форму даек, но генетически связаны с материнским массивом.

По составу

• Основные дайки — сложены породами основного состава (габбро, диабаз, долерит). Часто образуют рои даек в океанической коре и на континентах.
• Кислые дайки — сложены гранитами, гранодиоритами, риолитами.
• Щелочные дайки — содержат щелочные полевые шпаты, нефелин, лейцит. Примеры: сиенитовые, нефелиновые дайки.
• Ультраосновные дайки — редки, сложены перидотитами, пироксенитами.

По форме и размерам

• Простые дайки — имеют ровные, параллельные стенки и постоянную мощность.
• Сложные дайки — могут ветвиться, менять мощность, иметь раздувы и пережимы.
• Кольцевые дайки — имеют форму конуса или кольца, часто связаны с вулканическими кальдерами.
• Радиальные дайки — расходятся от центрального вулканического центра или интрузива.
• Рои даек — скопления множества параллельных или субпараллельных даек на ограниченной территории. Мощность даек варьируется от нескольких сантиметров до сотен метров, протяжённость — от метров до десятков километров.

Условия образования и механизмы внедрения

Дайки образуются в условиях растяжения земной коры, когда в породах возникают трещины. Магма, обладающая высокой температурой и давлением, внедряется в эти трещины, заполняя их. Процесс внедрения может быть как быстрым (гидравлический разрыв), так и медленным (вытеснение). После застывания магмы образуется прочное, часто более устойчивое к выветриванию, чем вмещающие породы, тело.

Важную роль в образовании даек играет тектоника. В зонах спрединга (срединно-океанические хребты) дайки являются основным механизмом формирования новой океанической коры. В зонах субдукции и континентального рифтогенеза дайки также широко распространены. Кластические дайки образуются в осадочных бассейнах при сейсмических событиях, когда водонасыщенные пески и глины под давлением внедряются в трещины вышележащих пород.

Распространение и примеры

Дайки встречаются повсеместно в районах древнего и современного магматизма. Крупные рои даек известны в следующих регионах:

• Шотландия — рои даек третичного возраста, связанные с вулканизмом на островах Скай и Малл.
• Исландия — дайки, образующиеся в зоне активного спрединга.
• Сибирская платформа (Россия) — дайки, связанные с Сибирскими траппами (пермско-триасовый период). В частности, дайки долеритов широко распространены в Норильском районе, где они ассоциируют с медно-никелевыми месторождениями.
• Урал (Россия) — многочисленные дайки различного состава, связанные с герцинским орогенезом.
• Кольский полуостров (Россия) — дайки щелочных пород, связанные с Хибинским и Ловозерским массивами.
• Колорадо (США) — дайки, связанные с вулканизмом в районе Сан-Хуан.
• Бразилия — рои даек в бассейне Парана.

Значение даек в геологии и хозяйственной деятельности

Геологическое значение

• Индикаторы тектонических процессов — дайки фиксируют направления растяжения земной коры в прошлом. Изучение их ориентировки позволяет реконструировать палеонапряжения.
• Маркеры геологического времени — дайки могут быть датированы радиометрическими методами, что позволяет определить возраст магматических событий.
• Источники информации о составе мантии — дайки основного и ультраосновного состава часто выносят на поверхность глубинные породы, которые не встречаются в других условиях.
• Связь с полезными ископаемыми — дайки часто служат рудоподводящими каналами для гидротермальных растворов. С ними связаны месторождения золота, серебра, меди, свинца, цинка, урана, редкоземельных элементов. В Норильском районе дайки долеритов являются частью рудоносной системы, контролирующей размещение медно-никелевых руд.

Хозяйственное значение

• Строительство — прочные породы, слагающие дайки (диабазы, граниты), используются как строительный камень, щебень, для облицовки. Однако дайки могут создавать проблемы при прокладке тоннелей и шахт, так как являются зонами повышенной трещиноватости или, наоборот, очень прочными включениями.
• Гидрогеология — дайки могут служить водоупорами или, наоборот, водопроводящими каналами, в зависимости от их трещиноватости и состава. В некоторых регионах они формируют артезианские бассейны.
• Геотермальная энергия — в районах активного вулканизма дайки могут быть проводниками тепла, что используется для геотермальной энергетики.

Интересные факты

• В некоторых регионах дайки, сложенные более устойчивыми к выветриванию породами, образуют характерные гребни и стены, возвышающиеся над окружающей местностью. Такие формы рельефа называются «дайковыми стенами» и хорошо видны на аэрофотоснимках.
• Крупнейший известный рой даек — Маккензи (Канада) — имеет протяжённость около 2000 км и возраст около 1,27 миллиарда лет. Он состоит из тысяч параллельных даек, внедрившихся в древний кратон.
• Дайки могут быть не только магматическими, но и осадочными. Например, в песчаных отложениях пустынь иногда встречаются «песчаные дайки», образованные в результате сейсмического разжижения песка.
• В России, в районе города Кандалакша (Мурманская область), на берегу Белого моря обнажаются дайки габбро-долеритов, которые являются частью древнего рифтового комплекса.

Критика и альтернативные взгляды

В истории геологии существовали дискуссии о происхождении некоторых даек. В XIX веке некоторые геологи (например, сторонники не плутонической теории) считали, что дайки могут быть результатом заполнения трещин осадками, а не магмой. Однако современные исследования с применением петрографических и геохимических методов однозначно подтверждают магматическое происхождение большинства даек. Вопросы вызывает механизм внедрения крупных даек: некоторые исследователи полагают, что они образуются не за один раз, а в результате нескольких импульсов магмы. Также существуют модели, описывающие внедрение даек как процесс, связанный с гидравлическим разрывом пород, что хорошо согласуется с наблюдениями в современных вулканических районах.

Источники

• Геологический словарь. В 3 томах. — М.: Недра, 1978.
• Магматические горные породы. Под ред. О. А. Богатикова. — М.: Наука, 1983.
• Тектоника и магматизм. — М.: МГУ, 2005.
• Петрография. Учебник для вузов. — М.: Недра, 1986.
• Энциклопедия «Горные породы и минералы». — М.: Мир, 2003.