Sota el magmatisme entenem la totalitat dels fenòmens associats a la formació, evolució de la composició i moviment dels magmes a la superfície de la Terra. El magmatisme és un dels processos profunds més importants de l'interior de la Terra. Segons la forma de manifestació, el magmatisme es divideix en intrusiu i efusiu. La diferència entre ells determina en gran mesura els mecanismes de formació de roques.
El concepte de magma
El magma és una massa fosa de silicats fluids a alta temperatura que es forma en cambres profundes, principalment al mantell superior (astenosfera) i en part a les capes inferiors de l'escorça terrestre. La formació d'una cambra magmàtica es produeix quan es combinen determinats valors de pressió i temperatura. Aquest magma primari té una composició homogènia, que inclou els components següents: líquid (fosa), en què es dissol el gas o la fase volàtil (fluid). També n'hi hasubstància sòlida cristal·lina. A mesura que avances cap a la superfície, el magma primari evoluciona en funció de les condicions específiques.
L'evolució del magma inclou diversos tipus de processos. Primer, experimenta diferents tipus de diferenciació:
- segregació, en què es separa en components líquids immiscibles;
- diferenciació de cristal·lització. Aquest procés més important està associat a la precipitació (cristal·lització) de determinats compostos d'una fosa amorfa a diverses combinacions de temperatura i pressió.
En segon lloc, el magma canvia la seva composició química com a resultat de la interacció amb les roques hostes. Aquest fenomen s'anomena contaminació.
Processos de cristal·lització en magma
Com que el magma és una mescla mòbil de moltes substàncies i es troba en condicions canviants, la cristal·lització dels seus components és un procés molt complex. Normalment es divideix en tres fases principals:
- Fase magmàtica primerenca d' alta temperatura. En aquesta etapa, els minerals d' alta densitat que contenen ferro i magnesi cauen del magma. S'instal·len i s'acumulen a les zones inferiors de la cambra magmàtica.
- Fase magmàtica principal a mitja temperatura, en la qual es formen els components principals de les roques, com ara feldespats, quars, miques, piroxens, amfíbols. Precipita el calci, la gran majoria de silici i alumini. La cristal·lització en aquesta fase ja va acompanyada d'una escassetat d'espai a la cambra magmàtica, de manera que els minerals resultants són de gra més fi.
- Magmàtica tardana de baixa temperatura (pegmatita)fase. En aquesta etapa, el residu de magma mòbil anomenat pegmatita, enriquit en components volàtils, s'estén per les cavitats i esquerdes que queden a la cambra magmàtica, contribuint a la recristal·lització de les roques hostes. Les venes de pegmatita es caracteritzen per la formació de grans cristalls que poden créixer entre si. Aquesta etapa limita i està estretament relacionada amb la fase hidrotermal de formació mineral.
Vulcanisme i plutonisme
Hi ha formes de manifestació del magmatisme com a intrusives i efusives. La diferència entre ells rau en les condicions d'evolució dels magmes i el lloc de la seva solidificació. L'últim factor juga un paper especialment important.
El magmatisme efusiu és un procés durant el qual el magma arriba a la superfície de la Terra a través d'un canal de subministrament, s'eleva a la part superior, formant volcans i es congela. El magma en erupció s'anomena lava. Quan arriba a la superfície, perd intensament el seu component volàtil. La solidificació també es produeix ràpidament, alguns tipus de laves no tenen temps de cristal·litzar i solidificar en estat amorf (vidres volcànics).
El magmatisme intrusiu (plutonisme) és diferent perquè el magma no arriba a la superfície. Introduint-se d'una manera o altra en els horitzons de les roques hostes, el magma es solidifica a la profunditat i forma cossos intrusius (plutònics).
Classificació d'intrusions
Les relacions de les roques hostes amb els productes del magmatisme intrusiu i els tipus de cossos intrusius es distingeixen segons molts criteris, en particular, com ara:
- Profunditat de formació. Hi ha intrusions properes a la superfície (subvolcàniques), mitjanes (hipabissals) i profundes (abissals).
- Ubicació relativa al rock amfitrió. Segons aquest criteri, les matrius incrustades es divideixen en consonants (concordants) i discordants (discordants).
A més, la naturalesa del magmatisme intrusiu i els tipus d'intrusions es classifiquen segons característiques com la relació entre l'estructura del cos plutònic i la superfície de contacte (conformes i disconformes), la relació amb els moviments tectònics, la forma, la mida del massís, etc.
Els criteris per identificar diferents tipus d'intrusions magmàtiques estan estretament relacionats. Per exemple, segons l'estructura de l'estrat que l'envolta, la profunditat i el mecanisme de formació del massís magmàtic i altres manifestacions del magmatisme intrusiu, les formes de les intrusions poden variar molt.
Mecanismes per a la introducció de magma a la massa rocosa
El magma pot penetrar a l'estrat hoste de dues maneres principals: al llarg dels plans d'estratificació de l'estrat sedimentari o al llarg de les esquerdes existents a la roca.
En el primer cas, sota la pressió del magma, s'eleven les capes de la coberta -les zones superposades del gruix- o, per contra, com a conseqüència de la influència de la massa de magma intruso, les capes subjacents. enfonsament. Així és com es formen les intrusions de consonants.
Si el magma penetra cap amunt, omplint i expandint esquerdes, trencant capes i col·lapsant les roques del sostre, ell mateix forma una cavitat que serà ocupada per un cos intrusiu. D'aquesta manera, es produeix de manera disconformecossos plutònics.
Formes de masses ígnies incrustades
Depenent del camí específic pel qual transcorre el procés de magmatisme intrusiu, les formes dels cossos intrusius poden ser molt diverses. Els massissos ígnis més comuns que es produeixen de manera disconforme són:
- El dic és un cos en forma de plaques amb una submersió pronunciada que travessa els estrats que l'envolten. Els dics són molt més llargs que gruixuts i les superfícies de contacte són gairebé paral·leles. Els dics poden ser de diferents mides, des de desenes de metres fins a centenars de quilòmetres de longitud. La forma dels dics també pot ser circular o radial, depenent de la ubicació de les esquerdes plenes de magma.
- Una vena és un petit cos secant de forma irregular i ramificada.
- La tija és un cos en forma de columna que es caracteritza per superfícies de contacte verticals o d'immersió pronunciada.
- Batholith és la varietat més gran d'intrusions. Els batòlits poden fer centenars o fins i tot milers de quilòmetres.
Els cossos superposats també adopten diverses formes. Entre ells es troben sovint:
- Sill és una intrusió de llit les superfícies de contacte de la qual són paral·leles als llits host.
- Lopolith és una matriu lenticular, convexa cap avall.
- Laccolith és un cos de forma similar, el costat convex del qual es troba a la part superior, com un casquet de bolet. El mont Ayu-Dag a Crimea és un exemple de laccolit gabroide.
- La facolita és un cos situat al plec de l'abeurador de la roca hoste.
Zona de contacte d'intrusió
La formació de cossos plutònics va acompanyada de complexos processos d'interacció al límit amb l'estrat que l'envolta. Al llarg de la superfície de contacte es formen zones d'endocontacte i exocontacte.
Els canvis d'endocontacte es produeixen a l'intrusiu a causa de la penetració de les roques hostes al magma. Com a resultat, el magma a prop del contacte pateix canvis químics (contaminació) que afecten la formació de minerals.
La zona d'exocontacte es produeix a la roca hoste com a conseqüència dels efectes tèrmics i químics del magma i es caracteritza per processos actius de metamorfisme i metasomatisme. Així, els components del magma volàtil poden substituir els minerals de la zona d'exocontacte per compostos introduïts, formant els anomenats halos metasomàtics.
Els compostos minerals realitzats per components volàtils també poden cristal·litzar directament a la zona de contacte. Aquest procés té un paper important en la formació, per exemple, de micas, i amb la participació d'aigua, de quars.
Magmatisme intrusiu i roques intrusives
Les roques formades com a resultat de la cristal·lització profunda del magma s'anomenen intrusives o plutòniques. Les roques efusives (volcàniques) es formen quan el magma entra en erupció a la superfície de la Terra (o al fons de l'oceà).
El magmatisme intrusiu i efusiu dóna lloc a sèries de roques similars en composició mineral. La classificació de les roques ígnies per composició es basa en el contingut de sílice SiO2. Segons aquest criteri de raçasubdivideix en ultrabàsic, bàsic, mitjà i àcid. El contingut de sílice de la sèrie augmenta de roques ultramàfiques (menys del 45%) a àcides (més del 63%). Dins de cada classe, les roques difereixen en alcalinitat. Les principals roques intrusives d'acord amb aquesta classificació formen la sèrie següent (anàleg volcànic entre parèntesis):
- Ultrabàsic: peridotites, dunites (picrites);
- Principal: gabroides, piroxenites (bas alts);
- Mitjà: diorites (andesites);
- Àcid: granodiorites, granits (dacites, riolites).
Les roques plutòniques es diferencien de les efusives per les condicions d'ocurrència i l'estructura cristal·lina dels minerals que les componen: són plenament cristal·lines (no contenen estructures amorfes), de gra clar i no tenen porus. Com més profunda era la font de formació de roques (intrusions abissals), més lents van procedir els processos de refredament i cristal·lització del magma, mantenint una gran part de la fase volàtil. Aquestes roques profundes es caracteritzen per grans cristal·lins més grans.
Estructura interna dels cossos intrusius
L'estructura dels massissos plutònics es forma en el transcurs d'un complex de fenòmens units sota el nom general de prototectònica. Distingeix dues etapes: prototectònica de la fase líquida i sòlida.
En l'etapa de fase líquida, es col·loquen les textures primàries de ratlles i lineals del cos resultant. Reflecteixen la direcció del flux del magma intrús i les condicions dinàmiques per a l'orientació dels minerals que cristal·litzen (per exemple, la disposició paral·lela).cristalls de mica, hornblenda, etc.). Les textures també s'associen amb la ubicació de fragments de roca alienígena que van caure a la cambra magmàtica (xenòlits) i acumulacions de minerals aïllades (schlieren).
L'etapa en fase sòlida de l'evolució intrusiva s'associa amb el refredament de la roca de nova formació. Al massís apareixen esquerdes primàries, la ubicació i el nombre de les quals estan determinats per l'entorn de refrigeració i les estructures formades en la fase líquida. A més, les estructures secundàries es desenvolupen en aquesta massa magmàtica a causa de la fragmentació de les seves seccions i els desplaçaments al llarg de les ruptures.
L'estudi de la prototectònica és important per aclarir les condicions per a la localització dels dipòsits minerals dins de les intrusions i a les roques circumdants.
Intrusions magmàtiques i tectònica
Les roques d'origen intrusiu estan molt esteses a diverses zones de l'escorça terrestre. Algunes manifestacions de magmatisme intrusiu fan una contribució significativa als processos tectònics tant regionals com globals.
Durant les col·lisions continentals en el curs de l'augment del gruix de l'escorça, a causa del magmatisme granític actiu, es formen grans batòlits, per exemple, el batòlit de Gangdis al Trans-Himàlaia. Així mateix, la formació de grans batòlits s'associa a marges continentals actius (batòlit andí). En general, les intrusions de magma silícic tenen un paper important en els processos de construcció de muntanyes.
Quan l'escorça s'estira, sovint es formen sèries de dics paral·lels. Aquestes sèries s'observen a les dorsals oceàniques.
Sills són una de les formes característiques d'intrusions magmàtiques intracontinentals. També poden tenir una gran extensió, fins a centenars de quilòmetres. Sovint, el magma, que penetra entre les capes de roques sedimentàries, forma diverses capes d'ampits.
Activitat magmàtica profunda i minerals
A causa de les peculiaritats de la cristal·lització en els processos de magmatisme intrusiu, es formen minerals per a crom, ferro, magnesi, níquel, així com platinoides natius a les roques ultrabàsiques. En aquest cas, els metalls pesants (or, plom, estany, tungstè, zinc, etc.) formen compostos solubles amb components magmàtiques volàtils (per exemple, aigua) i es concentren a les regions superiors de la cambra magmàtica. Això passa en la fase inicial de la cristal·lització. En una fase posterior, un residu mòbil de pegmatita que conté terres rares i elements rars forma dipòsits de venes en fractures intrusives.
Així, els Khibiny a la península de Kola són un laccolit, exposat com a conseqüència de l'erosió de l'estrat que l'envolta. Aquest cos està format per sienites nefelines, que són un mineral per a l'alumini. Un altre exemple són les intrusions d'ampit de Norilsk riques en coure i níquel.
Les zones de contacte també són de gran interès pràctic. Els dipòsits d'or, plata, estany i altres metalls valuosos s'associen amb halos metasomàtics i metamòrfics de cossos intrusius com el lopolith de Bushveld a Sud-àfrica, conegut pels seus halos d'or.
Així, zones d'intrusióel magmatisme és la font més important de molts minerals valuosos.
