Классификации магм. Магмы по химическому составу делятся на силикатные, карбонатные, фосфатные, сульфидные и т.д. Наиболее распространены в земных условиях силикатные магмы. Силикатные магмы состоят из соединений кислорода, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na,К, Ti, P и других элементов.
При высоких давлениях в магмах может быть растворено значительное количество летучих компонентов, таких как вода, углекислый газ, фтор, хлор, соединения серы, углеводороды и др. Силикатные магмы по аналогии с магматическими горными породами подразделяются по содержанию SiO2 (масс.%) на ультраосновные (< 45%), основные (45-52%), средние (52-65%), кислые (>65%). По суммарному содержанию щелочей (Na2O и K2O) магмы подразделяются на магмы нормального ряда, субщелочные и щелочные. Среди этих групп преобладают магмы нормального ряда основного (базальтовые магмы) и кислого (риолитовые или гранитные магмы) состава.
Магма и Лава — какими они бывают и как влияют на жизненный цикл вулканов
Физические свойства магм. Магма имеют различные физические свойства, которые зависят от их состава, температуры и содержания летучих компонентов. Температуры большинства магм в земной коре лежат в пределах 600-1300°С. Самые низкие температуры зафиксированы для натрокарбонатитовой магмы (~450°С), самые высокие – для коматиитовых и меймечитовых магм (1600-1650°С).
Вязкость магматических расплавов варьирует от 1 до 108 Па*с. Наименьшей вязкостью обладают высокотемпературные магмы ультраосновного и основного составов, наибольшая вязкость характерна для риолитовых магм. Магма стремится подняться к поверхности вследствие своей подвижности и меньшей по сравнению с вмещающими породами плотностью. При подъеме она может накапливаться на различной глубине, формируя магматические очаги.
Законы кристаллизации магм. При подъеме к поверхности или в магматическом очаге магма постепенно остывает и начинает кристаллизоваться. Сначала кристаллизуются высокотемпературные минералы, затем постепенно они сменяются более низкотемпературными.
Немецкий петрограф К. Г. Розенбуш на основе природных наблюдений и американский петролог Н. Боуэн на основе экспериментов предложили общую последовательность кристаллизации, известную как ряд Боуэна: вначале кристаллизуются магнезиально-железистые безводные силикаты (оливин, ортопироксен, клинопироксен) и основные плагиоклазы, далее следуют роговая обманка и средние плагиоклазы, а в конце процесса образуются биотит, щелочные полевые шпаты и кварц. Такая последовательность характерна для пород нормального ряда, кристаллизующихся при небольших давлениях и умеренных содержаниях летучих. В субщелочных и щелочных породах и при больших давлениях порядок кристаллизации может существенно отличаться от последовательности ряда Боуэна.
ТОП 10 ФАКТОВ — ЛАВА / МАГМА
Магма может эволюционировать, меняя свой состав. Это приводит к образованию разных по минеральному составу г. п. Дифференциация магмы может происходить до её кристаллизации (докристаллизационная дифференциация) или в процессе кристаллизации (кристаллизационная дифференциация), в промежуточном магматич. очаге (глубинная дифференциация) или на месте её застывания (внутрикамерная дифференциация). Среди факторов, обусловливающих дифференциацию магм, выделяют гравитацию, термодиффузию, ассимиляцию, ликвацию и др. Установление в расплавах гравитац. равновесия может привести к дифференциации их вещества по высоте. Общая тенденция такой дифференциации — обогащение SiO2, Al2O3, CaO и щелочами верх. частей поднимающейся магматич. колонны и накопление MgO и FeO в нижних её частях (гравитац. дифференциация).
Кристаллизационная дифференциация, экспериментально и теоретически обоснована Боуэном для базальтовой магмы B процессе дифференциации под влиянием разл. факторов (напр., гравитац. осаждение или всплывание выделившихся из расплава кристаллов, перемещение их конвекционными потоками) должно происходить и пространственное обособление возникающих минеральных фаз (фракционирование). B результате в вертикальном разрезе магматич. камеры образуются горные породы различного состава.
Магмы могут менять свой состав за счет взаимодействия с вмещающими породами. При фильтрации по тонким трещинам и каналам магма насыщается минералами вмещающих пород. Кроме этого, магма может разрушать стенки магматических очагов и каналов, захватывая ксенолиты вмещающих пород, которые растворяются в магме полностью или частично (ассимиляция, контаминация). Этими процессами часто объясняют детали строения отдельных массивов магматических пород.
В долгоживущих вулканических центрах приповерхностные магматические очаги периодически подпитываются порциями магм, которые обеспечивают активность вулкана в течение многих тысяч лет. При этом формируется магматическая питающая система, состоящая из области магмогенерации, области миграции магм и приповерхностных магматических очагов.
Области магмогенерации существуют за счет факторов (например высокого теплового потока и/или потока летучих компонентов) создающих условия для постоянного или периодического плавления горных пород. Порции магм могут отличаться по составу как от магмы в приповерхностном очаге, так и друг от друга. Попадая в магматические очаги, магмы смешиваются друг с другом и формируют гибридные породы (см. Смешение магм).
Механизмы образования магм. До середины XX века предполагали, что под земной корой существует океан магмы. Сейсмологические исследования внутреннего строения Земли доказали, что несмотря на постоянное повышение температуры с глубиной, подстилающая земную кору мантия является твердой.
Ранние исследователи исходя из существования единого океана магмы предполагали наличие единой родоначальной магмы, из которой образуются все другие. В качестве родоначальной рассматривалась либо базальтовая, либо ультраосновная пикритовая магма. Российский петрограф Ф. Ю. Левинсон-Лессинг предположил существование двух родоначальных магм: базальтовой и гранитной.
Английский геолог А. Холмс предполагал существование трех родоначальных магм: базальтовой, гранитной и ультраосновной (перидотитовой). В настоящее время считается, что различные по составу магмы образуются за счет плавления пород мантии и земной коры в результате трех основных механизмов: привноса тепла и нагрева пород, уменьшения давления или привноса летучих компонентов, преимущественно воды.
Их состав зависит от состава субстрата плавления и условий, в которых это плавление происходит. Причиной нагрева может быть поступление тепла из более глубоких слоев Земли, накопление радиогенного тепла и др.
Генерация магмы за счет прогрева верхней мантии поднимающимися из нижней мантии плюмами характерна для магматизма океанических островов (горячие точки) и крупных магматических провинций. Плавление за счет уменьшения давления может происходить при подъеме отдельных крупных блоков мантии, которые при этом подъеме сохраняют тепло и высокие температуры.
Такой механизм плавления реализуется под срединно-океаническими хребтами, с которыми связан интенсивный базальтовый вулканизм. Присутствие летучих компонентов, например водяного пара, существенно снижает температуру плавления горных пород. Образование магм за счет привноса летучих компонентов в мантию характерно для магматизма островных дуг. Этот магматизм вызван погружением океанической плиты в мантию. При погружении происходит прогрев океанической плиты, прогрессивный метаморфизм богатых водой пород плиты (спиллитов, серпентинитов и др.) и выделение огромного количества летучих, которые поступают в вышележащую мантию и вызывают ее частичное плавление.
Mагмы возникают при частичном плавлении ранее существовавших горных пород, при котором легкоплавкие жидкие фракции отделяются от нерасплавившегося твёрдого остатка (т.н. реститов). Степени плавления могут варьировать от первых процентов до 40-50% от объема первоначальной породы. Из земных магм наиболее высокие степени частичного плавления мантии зафиксированы для коматиитов, которые формировались преимущественно в архейскую эру (4.5-2.6 млрд. лет назад). Большая часть гранитных магм формируется за счет плавления пород земной коры, а базальтовые магмы преимущественно пород верхней мантии.
Условия образования магм, состав плавившихся пород, условия внедрения магм в земную кору, условия кристаллизации и фракционирования определяют набор компонентов, которые концентрируются при этих процессах и формируют месторождения полезных ископаемых. Рудные минералы (минералы Сr, Ti, Ni, Pt) обосабливаются в процессе кристаллизации базальтовых магм и образуют магматические месторождения в расслоённых комплексах (Норильск в России, Бушвельд в ЮАР, Садбери в Канаде). На последних стадиях формирования интрузивов (послемагматическая стадия) за счёт летучих компонентов, отделившихся от магм и теплового потока, поступающего от интрузивов во вмещающие породы формируются гидротермальные, грейзеновые, скарновые месторождения цветных, редких и драгоценных металлов, а также некоторые месторождения железа.
Источник: studfile.net
Что такое магма и из чего она состоит?
Вулканы – неукротимая стихия, способная уничтожить целые поселения, превратить в пепел леса и сельскохозяйственные угодья, а в некоторых случаях оказать глобальное влияние на климат планеты и привести к вулканической зиме.
При всей своей мощи и силе эти гиганты не могли бы оказывать своего разрушительного воздействия, если бы в их подземных резервуарах не скрывалась раскаленная магма. Именно она способствует извержениям и изливается из кратеров во время вулканической деятельности. Что же такое магма? Откуда она берется и из чего состоит?
Что такое магма?
Понятие «магма» попало в русскую речь из древнегреческого языка. Словом μάγμα греки называли густую грязь или месиво, появляющееся на дороге после дождей. Сегодня под этим термином понимают расплавленную силикатную породу, которая в большом количестве скрывается в земной коре или в верхней части мантии.
Располагаясь на больших глубинах, при поднятии на поверхность она застывает и превращается в магматические горные породы, такие как базальты, андезиты, дациты.
Из чего состоит магма?
В составе магмы содержится практически вся таблица Менделеева. Расплав включает в себя железо, магний, титан, натрий, алюминий, всевозможные летучие компоненты, а также воду в парообразном состоянии.
В большинстве случаев магма имеет силикатный состав, но в некоторых вулканах встречаются сульфидные или щелочно-карбонатные расплавы, отличающиеся необычным цветом и высокой скоростью движения. Например, магма африканского вулкана Ол-Доиньо-Ленгаи вообще не содержит силикатов, благодаря чему считается самой холодной на Земле и имеет не черный, а красный цвет.
Какие виды магмы бывают?
В зависимости от преобладания тех или иных элементов в составе магма подразделяется на базальтовую и гранитную. Первая, наиболее распространенная, содержит порядка 50 % кремнезема и при застывании формирует земную или океаническую кору. В составе гранитной магмы кремнезем занимает от 60 до 65 %, в силу чего такие расплавы имеют более высокую вязкость и меньшую подвижность.
По характеру движения и застывания магма делится на интрузивную, застывающую в недрах Земли, и эффузивную, которая остывает и кристаллизуется на поверхности или на небольших глубинах (не более 5 км).
Как магма вызывает извержения вулканов?
Извержения вулканов напрямую связаны с магмой, находящейся в подземных резервуарах под их основанием. В связи с тектоническими процессами в недрах Земли (движением плит, землетрясениями) она попадает в эти резервуары и полностью их наполняет.
Когда подземные камеры уже не в силах вместить новые порции расплавов, магма вырывается на поверхность через вулканические каналы. Поскольку такие процессы цикличны, ученые научились предсказывать извержения некоторых вулканов.
Иногда извержения связаны с процессами, происходящими внутри магматического очага. Если температура в нем начинает снижаться, то магма кристаллизуется и опускается на дно. При погружении она вытесняет в верхнюю часть более легкие элементы, которые оказывают давление на «крышку» подземной камеры и со временем срывают ее. В итоге начинается извержение.
В некоторых случаях магма не погружается, а смешивается с другими породами, но результат оказывается таким же – высокое давление в резервуаре приводит к прорыву его верхней части и излиянию магмы через вулканическое жерло.
Чем магма отличается от лавы?
Лава – один из важнейших эруптивных продуктов, выделяемых при извержении вулкана. По своей сути она и есть магма, выброшенная на поверхности земли. Как и магматические расплавы, содержащиеся под землей, она имеет силикатный состав, а при застывании образует горные породы.
Различия между магмой и лавой заключаются только в том, что в лаве нет газов, поскольку при выходе на поверхность они улетучиваются в атмосферу.
Источник: www.vseznaika.org
Что такое магма?
Я в детстве просто фанатела от фильма «Вулкан». Поэтому пересмотрела все части, и не по одному разу. Но единственное, чего я так и не поняла, так это почему при настоящих извержениях лава может существенно отличаться по цвету или по скорости «движения». Но обо всем по порядку.
Что собой представляет магма
Пожалуй, стоит начать с того, что же собой представляет магма. В принципе, это просто раскаленные до жидкого состояния металлы, силикаты и еще огромное количество веществ. Наверное, проще сказать, чего нет в раскаленной «крови» недр. Но, исходя из того, какой тип веществ все же преобладает в составе, выделяют несколько типов:
- силикатная (самая распространенная и самая горячая);
- сульфидная;
- карбонатно-щелочная (у нее самая низкая температура, и она имеет темный цвет).
Как отличить магму от лавы
Некоторые считают, что лава и магма — это разные названия одного и того же вещества. Но на самом деле все немного не так. Магма находится внутри земли и содержит в себе довольно большое количество газов. Именно из-за их скопления и происходят извержения. А вот лава — это магма, которая вырвалась на поверхность и потеряла свою газообразную составляющую.
Интересно знать о магме
И хотя о вулканах, магме и вулканических камнях слышали все, мало кто знает о следующем:
- Магмой в Древней Греции называли жидкую смесь грязи и воды, остающуюся на горных дорогах после дождя.
- Слово «лава» тоже имеет греческое происхождение и созвучно слову «обвал».
- Чем больше в составе базальта, тем более вязкой и «медленной» будет лава.
- Наличие карбонатов в составе уменьшает общую плотность и вязкость магмы.
- Изредка встречается лава голубого цвета. Это возможно из-за высокого содержания сернистого газа, который не успевает испаряться и остается в жидком состоянии.
- Чем больше красных оттенков в цвете лавы, тем ниже ее температура.
А вот в Танзании есть просто уникальный действующий вулкан. Его лава имеет густой черный цвет, а при застывании радует глаз серебристым оттенком. Причина же кроется в полном отсутствии силикатов в составе.
Читать весь отзыв Cвернуть отзыв
Комментировать
Комментарии 0
5 лет назад
Сфера моей деятельности подразумевает общение со специалистами в области геологии и сейсмологии. Недавно мне посчастливилось выслушать небольшую лекцию о магме. Спешу поделиться.
Состав и виды магмы
Она содержит все элементы таблицы Менделеева, за исключением некоторых редких газов. В расплавленном виде основу составляют:
- титан и алюминий;
- магний и никель;
- натрий и другие металлы.
Содержатся летучие вещества и даже вода, пребывающая в парообразном состоянии. Магму можно считать однородным веществом, но бывает, что в некоторых участках мантии, в силу физических либо химических причин, состав может отличаться. Так, исходя из преобладания некоторых компонентов, различают гранитную и базальтовую магму. В первом случае кремнезема — диоксида кремния — содержится не менее 60%, а во-втором — до 60%. Это определяет тип коры, который образуется при отвердевании магмы.
Относительно застывания и характера движения различают два типа. Эффузивную, которая или застывает в верхних отделах мантии или выходит наружу в виде лавы, и интрузивную — застывание происходит на больших глубинах. Извергаясь, потоки магмы, превращаясь в лаву, формируют горные породы, слагающие поверхность Земли.
Магматические горные породы
- кварца — крайне устойчивый к кислотам минерал;
- слюды — отличается низкой прочностью;
- полевого шпата — целая группа твердых, но хрупких минералов;
- пироксенов — состоят из двойных солей магния и кальция.
Иногда порода может опять погрузиться в магму, а затем уйти в недра. Там, под воздействием гигантского давления и огромных температур, часть ее оплавляется, а другая трансформируется, при этом образуя совершенно новые соединения — метаморфические породы.
Источник: travelask.ru