9. Magma i jej produkty

MAGMA-stop ognisto płynny zbudowany z 3 faz skupienia (faza: stała, płynna, gazowa) w różnych proporcjach ilościowych, powstała w głębi ziemi lub na kontakcie z płaszczem ziemi.

Skład magmy może ulegać przekształceniom w warunkach głębinowych (wraz ze wzrostem temperatury i ciśnienia) – od układów jedno-, dwu-, do trójfazowych w warunkach powierzchniowych.

Źródłem ciepła powodującym przetopienie utworów skalnych są:

- zjawiska orogeniczne - strefy rozłamowe

- rozpad pierwiastków promieniotwórczych

- stopień geotermiczny

Wyróżnia się magmy:

- pierwotne - pochodzące wprost z obszaru źródłowego

- macierzyste - pierwotne i wyewoluowane w komorze magmowej

- pochodne - produkt dyferencjacji magmy macierzystej.

Ruchliwość magmy- uzależniona jest od składu chemicznego, zasadowe są bardziej ruchliwe i płynne od kwaśnych

10. Skład chemiczny magmy i etapy jej ewolucji

SKŁAD CHEMICZNY:

*faza stała - głównie tetraedryt (SiO₄)^4-

*faza ciekła - (>70%) głównie H₂O z rozpuszczonymi w niej różnymi anionami i kationami.

*Faza gazowa - para nasycona CO₂, H₂, F₂, HF, CO, N, B, S, H₂S, i in.

Ze względu na skład chemiczny wyróżnia się magmy:

- krzemionkowe

- węglanowe

- siarczanowe

- tlenowe

Wśród składników gazowych występujących w magmie największy udział ma para wodna:

1.Obniża ona tempo krystalizacji niemal wszystkich minerałów skałotwórczych

2.Powoduje wyraźne zmiany w stosunkach ilościowych składników chemicznych zawartych w magmie.

3.Sprzyja podstawieniom izomorficznym np. Al³⁺ w miejsce Si⁴⁺

Ewolucja składu magmy zachodzi w wynku:

- dyferencjacji (różnicowania) będącej wynikiem:

a. krystalizacji frakcjonalnej

b. likwacji,

c. dyfuzji,

d. migracji składników lotnych

- asymilacji i kontaminacji

- mieszania magm

16. Formy występowania skał magmowych

Ze względu na sposób występowania tych skał wyróżnia się:

I) Formy o ograniczonym sposobie zalegania

a) intruzje zgodne (sill, lakolit, lopolit, fakolit)

b) intruzje niezgodne (dajka, apofiza)

II) formy o nieograniczonej sposobie zalegania (np. batolit)

11. Gęstość i lepkość magmy

GĘSTOŚĆ MAGMY: waha się od 2,4 g/cm³ magmy kwaśne do 2,9 g/cm³ - dotyczy układu jednofazowego. Gęstość zależy od temperatury i ciśnienia - wyraźnie rośnie wraz ze wzrostem ciśnienia. Gęstość wpływa znacząco na zachowanie się kryształów w stopie magmowych, ich grawitacyjne wznoszenie się lub opadanie.

LEPKOŚĆ MAGMY - jest miara tarcia wewnętrznego stopu i wynika z sił oporu hamującego jego ruch wewnętrzny. Zależy od:

*składu chemicznego

*temperatura (obniża)

*ciśnienie (nieznacznie podwyższa)

*zawartość gazów (obniża)

*obecność kryształów (wzrost)

12. Procesy dyferencjacji magmy

*Krystalizacja frakcjonalna - czyli wypadanie ze stopu kolejnych minerałów w czasie jego krzepnięcia w wyniku spadku temperatury i ciśnienia. Kolejność ta zależy od składu pierwotnego stopu magmowego i szybkości zmian temperatury i ciśnienia. Powstałe minerały oddzielają się od stopu pod wpływem siły ciężkość (dyferencjacja grawitacyjna).

Etapy krystalizacji:

-wczesna (oliwiny, piroksenity, Ca-plagioklazy)

-stadium główne (pirokseny, amfibole, plagioklazy - klasy gabra bazaltu)

-stadium końcowe - najbardziej kwaśne

*Likwacja – czyli odmieszanie, polegające na rozdzieleniu się pierwotnego homogenicznego stopu na dwa oddzielne, niemieszalne stopy pochodne, o różnym składzie chemicznym, gęstość i lepkości. Rozdzielanie to zachodzi pod wpływem siły ciężkości na fazę: krzemianową i siarczkową.

*Dyfuzja - proces przemieszania się w obrębie magmy pewnych jej mobilnych składników, wywołanych różnicą temperatury w komorze magmowej.

*Migracja składników lotnych (konwekcja) – nasila się w miarę wydzielania się z magmy kolejnych minerałów (krystalizacji) oraz spadku ciśnienia lito statycznego. Uwalniane ze stopu pęcherzyki gazu zubożają magmę w H2O, CO2 a także w alkalia i SiO2, jednocześnie silnie reagując z otoczeniem.

13. Etapy krystalizacji magmy i ich produkty

W procesie krystalizacji magmy wydziela się etapy:

1. krystalizacja wczesna – protokrystalizacja > 1600 st C. W tych warunkach tworzą się najczęściej produkty odmieszania (likwacji) magmy siarczkowej od krzemianowej

2. Krystalizacja główna – mezokrystalizaja – szeroki przedział temperatur 1600-800 st C a także ciśnień. W tym etapie tworzą się główne typy skał magmowych.

3. Krystalizacja resztkowa – telekrystalizacja, w której wydziela się podtypy:

a. pegmatytowy 800-600 st C

b. pneumatolitowy 600-400 st C

c. hydrotermalny 400-100 st C

14. Szeregi reakcyjne Bowena

Szeregi redukcyjne Bowena - są to dwa ciągi femiczny i sialiczny w którym każdy następny w szeregu minerał może powstać w miejscu poprzednio utworzonego wskutek jego reakcji ze stopem magmowym.