- МАГМА
- [μαγμα (μагма) — тесто, густая мазь] — расплавленная огненно-жидкая масса (чаще силикатная, хотя может быть сульфидной и др.), возникающая в земной коре или верхней мантии и дающая при застывании магм. г. п. М. может обладать различным составом; большинство исследователей полагает, что главными типами М. являются: ультраосновная, основная (базальтовая) и кислая (гранитная). Щелочная М. возникает, по-видимому, из основной или кислой в процессе дифференциации или при ассимиляции боковых вмещающих п. Боуэн (1929) считал, что существует единая базальтовая М., из которой в процессе кристаллизационной дифференциации возникают все остальные типы М., а Левинсон-Лессинг признавал самостоятельность двух родоначальных магм — гранитной и базальтовой. Наиболее распространена точка зрения о том, что М. ультраосновного и основного состава возникают при плавлении вещества верхней мантии; гранитные же М. образуются при процессах селективного плавления, анатексиса, палингенеза п. сиалической части коры (т. н. гранитного слоя). В последнее время высказываются предположения о мантийном происхождении гранитов. Ритман (1958) предлагает различать первичную, или прототектическую, М., существующую в глубинах земли с допалеозоя; вторичную, или анатектическую, возникшую при процессах анатексиса, или палингенеза; синтектическую, образующуюся в результате сплавления и ассимиляции; гибридную, возникшую в результате смешения магм.
На основании экспериментальных данных Грин и Рингвуд (1968) высказали мысль о том, что при давлении свыше 18 кбар наиболее легкоплавкой оказывается М., андезитового состава и именно андезит является наиболее кислой из всех п., возникающих при процессах селективного плавления в верх, части мантии. Причины возникновения М. пока не ясны; обычно в качестве факторов, вызывающих генерацию магм. расплава, рассматриваются: радиогенное тепло, внезапное уменьшение давления вследствие образования глубинных разломов, подъем геоизотерм и т. п. По мнению большинства ученых, М. представляет собой гетерогенный расплав, состоящий из тугоплавких и легколетучих компонентов. Главными составными частями М. являются: SiO2, Al, Fe, Mg, Mn, Ca, Na, K, O2, H, S, Cl, F, В и др. элементы. О форме нахождения их в магм. расплаве судят на основании экспериментальных исследований и изучения силикатных стекол. Еще в 1834 г. Фарадей обнаружил электропроводность силикатных расплавов, т. е. показал, что в них присутствуют ионы. В 1925 г. Ф. Ю. Левинсон-Лессинг высказал предположение о том, что в магм. расплаве существуют не отдельные окислы, как тогда считали многие, а комплексы, соответствующие будущим м-лам. Позднее (1940 г.) это подтвердилось экспериментальными работами Куманика, и комплексы получили название сиботаксических гр. Овчинников (1959) считает, что М. содер. типичные катионы— Na, К, Ca, Mg, Fe и др., анионами служат гл. обр. кремнекислородные тетраэдры, образующие аналогичную кристаллическим силикатам, но более неправильную связь. Наличие Ti, Al и некоторых др. элементов приводит к образованию более сложных комплексных анионов. Все они служат основой сиботаксических гр. Кроме того, магм. расплав содер. сульфиды и соединения типа Fе3О4, обладающие металлическими связями, атомы растворенных металлов и молекулы растворенных газов (по Овчинникову). Т. о. М. представляет собой ионно-электронную микрогетерогенную жидкость. Изучение силикатных стекол показывает, что они (а следовательно, и М.) состоят из анионных гр. или сложных комплексов, сиботакситов, внутри которых существуют прочные ионные и ковалентные связи, в то время как между этими гр. действуют слабые силы типа сил Ван-дер-Ваальса. Т. В. Перекалина.
Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978.
- Магма
-
(от греч. magma - густая мазь * a. magma; н. Magma; ф. magma; и. magma) - расплавленная огненно-жидкая масса преим. силикатного состава, возникающая в земной коре или верх. мантии и образующая при застывании Магматические горные породы. B редких случаях отмечаются магматич. расплавы несиликатного состава, напр. щелочно- карбонатного (вулканы Вост. Африки) или сульфидного.
M. - сложный взаимный раствор соединений большого числа хим. элементов, среди к-рых преобладают Si, Al, Fe, Mg, Mn, Ca, Na, K, O, N, S, Cl, F. Наряду c типичными катионами в M. находятся анионы, представленные гл. обр. соединениями кремния c кислородом на основе т.н. кремнекислородного тетраэдра SiO4. Присутствие Ti, Al и нек-рых др. элементов приводит к образованию более сложных комплексных анионов. Анионы и катионы образуют в расплаве ещё до стадии его кристаллизации полимерные соединения, приближающиеся по структуре к кристаллич. силикатам и являющиеся зародышами будущих минералов. Кроме того, магматический расплав содержит сульфиды и соединения типа Fe2O3, атомы отдельных металлов и молекулы растворённых газов.
B вулканич. областях M., достигая земной поверхности, изливается в виде Лавы, образует в жерлах вулканов экструзивные тела или выбрасывается c газами в виде пепла. Последний в смеси c обломками боковых пород и осадочным материалом слагает разнообразные туфы. Магматич. массы, застывающие на глубине, образуют разл. по форме и размерам интрузивные тела - от мелких, представляющих собой выполненные магмой трещины, до огромных массивов c площадями в горизонтальном сечении до мн. тысяч. км2. Среди изливающихся на поверхность вулканич. г. п. резко преобладают Базальты, в то время как в глубинном залегании преобладают Граниты.
B качестве факторов, вызывающих генерацию магматич. расплава, рассматриваются радиогенное тепло, внезапное уменьшение давления вследствие образования глубинных разломов, подъём геоизотерм и т.п. Предполагают также, что в начальные этапы эволюции Земли энергия уплотнения протовещества вызывала массовое образование магматич. расплавов. M. периодически образует отд. очаги в пределах разных по составу и глубинности зон Земли, напр. в астеносфере, где происходит частичное плавление мантийной г. п. и при благоприятных условиях возможно отделение магматич. расплавов. Согласно теоретич. построениям концепции "Тектоники плит" M. преим. возникают в зонах столкновения и поддвигания литосферных плит (зоны Беньоффа - Заварицкого), в зонах их раздвижения (рифты) и в зонах восходящих тепловых потоков (т.н. горячие точки).
M. могут возникать двумя путями: при полном или почти полном плавлении ранее существовавших г. п.; при парциальном плавлении, при к-ром низкоплавкие жидкие фракции отделяются от нерасплавившегося твёрдого остатка (т.н. реститы). Предполагается, что за счёт парциального плавления из существенно железисто-магнезиальной мантии могут выплавляться пикритовые или базальтовые M. Такой же процесс парциального плавления базальтовых (габброидных) пород может приводить к возникновению андезитовых или риолитовых магм.
Природные M. обладают разл. хим. составом. Состав родоначальной M. спорен. Согласно гипотезе амер. учёного H. Боуэна, родоначальной является базальтовая M., из к-рой в процессе её эволюции возникают все остальные типы M. Пo др. гипотезе, признаётся самостоятельность двух родоначальных M. - гранитной и базальтовой (Ф. Ю. Левинсон-Лессинг). Большинство исследователей полагают, что гл. типами M. являются ультраосновная (<40% SiO2), основная (40-55% SiO2), средняя (55-65% SiO2) и кислая (>65% SiO2). Щелочная M. (c высоким содержанием K2O и Na2O), по-видимому, является производной главной M. и образуется в процессе Дифференциации магмы или ассимиляции вмещающих г. п. Кроме гл. типов допускается существование др. более редких местных M., природа к-рых пока ещё недостаточно ясна.
Попадая в иные условия, чем те, в к-рых она образовалась, M. может эволюционировать, меняя свой состав. Это приводит к образованию разных по минеральному составу г. п. Дифференциация M. 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 диф- ференциацию M., 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).
Наибольшее значение имеет кристал- лизационная дифференциация, экспери- ментально и теоретически обоснованная Боуэном для базальтовой M. 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 г. п. разл. состава. Для определения хода эволюции M. важное значение имеет последовательность выделения минералов при кристаллизации. Согласно схеме Боуэна при кристаллизации M. в первую очередь выделяются редкие (акцессорные) минералы, затем магнезиально-железистые силикаты (оливин и пироксен) и основные плагиоклазы, далее амфибол и средние плагиоклазы, a в конце процесса образуются биотит, щелочные полевые шпаты и кварц. Однако универсальной последовательности кристаллизации M. не существует. M. - сложный раствор, в к-ром выпадение твёрдых фаз определяется законом действующих масс и растворимостью компонентов, поэтому в M., богатой алюмосиликатными и щелочными компонентами, полевые шпаты выделяются раньше темноцветных минералов. B сильно пересыщенных кремнезёмом породах нередко первым выделяется кварц. Даже в M. одного состава порядок кристаллизации меняется в зависимости от темп-ры, давления и содержания летучих компонентов.
M. разного состава имеют разл. физ. свойства, к-рые зависят также от темп-ры и содержания летучих компонентов. M. базальтового состава отличаются пониженной вязкостью и образуемые ею лавовые потоки очень подвижны. Скорость перемещения таких потоков достигает иногда 30 км/ч. M. кислого состава, обычно более вязкая, особенно после потери летучих компонентов. B жерлах вулканов она образует экструзивные купола, реже - потоки. Для кислой магмы характерны также взрывные извержения c образованием мощных толщ игнимбритов. Темп-pa изливающейся на земную поверхность M. колеблется в широких пределах от 900 до 1250° C. Пo экспериментальным данным, гранитная M. сохраняется в жидком виде примерно до 600° C.
Содержавшиеся в M. полезные компоненты в процессе её кристаллизации концентрируются в отд. участках, создавая эндогенные м-ния. Нек-рые рудные минералы (минералы хрома, титана, никеля, платины), a также апатит обосабливаются в процессе кристаллизации M. и образуют магматич. м-ния в расслоенных комплексах. Полагают, что на последних стадиях формирования интрузивов (послемагматич. стадия) за счёт летучих компонентов, содержащихся в M., формируются гидротермальные, грейзеновые, скарновые и др. м-ния цветных, редких и драгоценных металлов, a также нек-рые м-ния железа. Устанавливается связь гл. концентраций руд щелочных металлов, бора, бериллия, редких земель, вольфрама и др. элементов c производными гранитной M., руд халькофильных элементов - c базальтовой M., a хрома, алмазов и пр. - c ультраосновной M. Литература: Боуэн H. Л., Эволюция изверженных пород, пер. c англ., M,, 1934; Магматические горные породы, т. 1-2-, M., 1983-84. O. A. Богатиков.
Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984—1991.
