Магматические горные породы

Магматические горные породы (от др.-греч. μάγμα — «густая мазь, тесто») — это горные породы, образовавшиеся в результате кристаллизации магмы или лавы. Являются одним из трёх основных типов горных пород наряду с осадочными и метаморфическими. Составляют около 90 % объёма земной коры, однако на поверхности планеты распространены в меньшей степени, так как перекрыты осадочным чехлом. Изучением магматических горных пород занимается петрология (раздел геологии).

Классификация

Магматические горные породы классифицируются по нескольким признакам: условиям залегания и формирования, химическому составу, минеральному составу и текстуре.

По условиям образования

В зависимости от глубины и скорости застывания магмы выделяют три основные группы:

• Интрузивные (глубинные) породы — образуются при медленном остывании магмы на глубине в земной коре. Высокое давление и длительное время кристаллизации способствуют формированию полнокристаллических структур и крупных зёрен минералов. Примеры: гранит, габбро, диорит, перидотит.
• Эффузивные (излившиеся) породы — формируются при излиянии лавы на поверхность Земли. Быстрое остывание и низкое давление приводят к образованию мелкозернистых, скрытокристаллических или стекловатых структур. Часто содержат поры (пустоты от газов). Примеры: базальт, андезит, риолит, обсидиан.
• Жильные (гипабиссальные) породы — занимают промежуточное положение, образуясь в трещинах и полостях земной коры на небольшой глубине. Характеризуются неполнокристаллическими структурами (порфировыми). Примеры: диабаз, гранит-порфир.

По химическому составу

Основной классификационный признак — содержание диоксида кремния (SiO₂). По этому параметру породы делятся на четыре группы:

Дополнительно выделяют щелочные породы с повышенным содержанием натрия и калия.

По минеральному составу

Минералы, слагающие магматические породы, делятся на:

• Главные породообразующие минералы: кварц, полевые шпаты (плагиоклазы и калишпаты), слюды (мусковит, биотит), амфиболы (роговая обманка), пироксены (авгит), оливин, фельдшпатоиды (нефелин, лейцит).
• Второстепенные минералы (акцессорные): апатит, циркон, магнетит, ильменит, сфен. Они присутствуют в небольших количествах, но важны для определения возраста породы и условий её образования.

Состав и строение

Химический состав

Магма представляет собой сложный силикатный расплав, содержащий оксиды кремния, алюминия, железа, магния, кальция, натрия, калия, а также летучие компоненты (воду, углекислый газ, фтор, хлор). При кристаллизации из расплава последовательно выделяются минералы в соответствии с реакционным рядом Боуэна. Первыми кристаллизуются высокотемпературные минералы (оливин, пироксены), последними — низкотемпературные (кварц, мусковит).

Структура и текстура

• Структура — особенности строения породы, обусловленные формой, размером и взаимным расположением минеральных зёрен. Выделяют полнокристаллические (все зёрна видимы невооружённым глазом), мелкозернистые, скрытокристаллические (афанитовые) и стекловатые структуры. Для эффузивных пород характерна порфировая структура, при которой крупные кристаллы (вкрапленники) находятся в основной массе мелких зёрен или стекла.
• Текстура — особенности сложения породы, определяемые ориентировкой и распределением минералов. Основные текстуры: массивная (однородная), полосчатая, такситовая (неравномерное распределение минералов), пористая (пузырчатая, характерная для эффузивных пород), миндалекаменная (поры заполнены вторичными минералами, например, халцедоном или кальцитом).

Происхождение и геодинамика

Магматические породы образуются в результате плавления вещества мантии и земной коры в зонах высокой температуры и давления. Основные геодинамические обстановки магматизма:

• Дивергентные границы плит (срединно-океанические хребты): здесь происходит декомпрессионное плавление мантии, образуются базальты (толеитовые базальты океанической коры).
• Конвергентные границы плит (зоны субдукции): при погружении океанической плиты в мантию выделяется вода, понижающая температуру плавления. Образуются андезиты, дациты, риолиты (известково-щелочная серия). В этих зонах формируются вулканические дуги (Камчатка, Курильские острова, Анды).
• Внутриплитный магматизм (горячие точки): связан с восходящими потоками горячей мантии (плюмами). Приводит к образованию траппов (Сибирские траппы, плато Декан) и щелочных пород. Примеры: Гавайские острова, Исландия.
• Континентальные рифты: области растяжения континентальной коры, где происходит плавление как мантии, так и коры. Образуются базальты, риолиты, щелочные породы (Восточно-Африканская рифтовая зона).

Распространение и примеры

Наиболее распространённые породы

• Базальт — самая распространённая эффузивная порода на Земле, слагает океаническую кору и обширные лавовые плато (траппы). Цвет тёмно-серый до чёрного, плотная или пористая текстура.
• Гранит — наиболее распространённая интрузивная порода континентальной коры. Состоит из кварца, калиевого полевого шпата, плагиоклаза и слюды. Цвет светло-серый, розовый, красный. Используется как строительный и облицовочный материал.
• Габбро — интрузивный аналог базальта. Тёмно-серая, зелёная или чёрная порода, состоящая из плагиоклаза и пироксенов. Применяется в строительстве и для изготовления памятников.
• Обсидиан — вулканическое стекло, образующееся при быстром застывании кислой лавы. Имеет характерный раковистый излом. В древности использовался для изготовления орудий и украшений.
• Пемза — пористая эффузивная порода, образующаяся при вспенивании лавы. Благодаря низкой плотности не тонет в воде. Применяется как абразивный материал и в строительстве (в качестве наполнителя лёгких бетонов).

Магматические породы в России

На территории России широко распространены магматические породы различного возраста. Крупные массивы гранитов выходят на поверхность в Карелии, на Урале, в Алтае-Саянской области и Забайкалье. Базальтовые покровы (траппы) занимают огромные площади на Сибирской платформе (Сибирские траппы, возраст около 250 млн лет). Кимберлитовые трубки, содержащие алмазы, известны в Якутии (месторождения Мир, Удачная, Айхал). Вулканические породы кайнозойского возраста слагают Курильские острова и полуостров Камчатка.

Практическое значение

Магматические горные породы имеют огромное хозяйственное значение:

• Полезные ископаемые: с магматическими породами связаны месторождения руд чёрных (железо, хром, титан, ванадий), цветных (медь, никель, цинк, свинец), благородных (золото, серебро, платина) и редких металлов, а также алмазов, апатита, слюды, полевого шпата.
• Строительные материалы: гранит, базальт, габбро, диабаз используются как бутовый камень, щебень, облицовочные плиты. Пемза и вулканический туф применяются в качестве лёгких заполнителей бетона.
• Промышленность: обсидиан и некоторые другие породы используются в производстве стекла и керамики. Базальтовая вата — распространённый теплоизоляционный материал.
• Геотермальная энергетика: магматические очаги служат источниками геотермального тепла, используемого на геотермальных электростанциях (например, на Камчатке).

См. также

• Магма
• Вулканизм
• Петрография
• Осадочные горные породы
• Метаморфические горные породы

Источники

• Петрография магматических и метаморфических пород / Под ред. А.А. Маракушева. — М.: Недра, 1986.
• Магматические горные породы. В 6 т. / Под ред. О.А. Богатикова. — М.: Наука, 1983–1988.
• Геологический словарь. В 3 т. — М.: ВСЕГЕИ, 2010–2012.
• Левинсон-Лессинг Ф.Ю., Струве Э.А. Петрографический словарь. — М.: Госгеолтехиздат, 1963.
• Учебник «Общая геология» / Под ред. А.К. Корсаковой. — М.: КДУ, 2015.