061

60

w etapie pegmatytowo-pneumatolitycznym różnią się wybitnie składem ilościowym od magm końcowych etapu ortomagmowego. Są one silnie wzbogacone w składniki lotne oraz trudno lotne składniki magmy, które nie weszły do struktur minerałów wydzielających się w etapie magmowym właściwym. W etapie tym prężność pary wodnej stopniowo wzrasta wskutek zmniejszania się objętości stopu, osiągając dużą wartość po przejściu w etap pegmatytowo--pneumatolityczny. Składniki trudno lotne (krzemianowe) w etapie pegmaty-towo-pneumatolitycznym nadal dominują nad lotnymi, lecz są nimi silnie rozrzedzone. Łącznie tworzą one ciecz bardzo ruchliwą i zdolną do wnikania w skały osłony. Temperaturę tej cieczy ocenia się na 600—400°C. Niska lepkość takiej cieczy sprzyja powstawaniu kryształów o znacznych wymiarach. W pegmatytach z Keyston (Dakota Pd) kryształy berylu dochodziły do 6 m, a spodumenu do 14 m długości.

Krystalizacja skaleni alkalicznych, kwarcu, łyszczyków i minerałów rzadkich powoduje zmniejszanie się objętości resztkowego roztworu i wzrost prężności pary, która osiąga wreszcie maksymalną wartość. W takich warunkach bardziej lotna frakcja składników lotnych może wydzielić się w odrębną fazę gazową, zwłaszcza wtedy, gdy prężność pary będzie większa od ciśnienia zewnętrznego. Wydzielone chemicznie aktywne gazy mogą powodować przeobrażenia wykrystalizowanych wcześniej minerałów pegmatytowych i przeniknąć do skał osłony, przyczyniając się do przebudowy ich składu mineralnego. Do minerałów powstających w pneumatolitycznych warunkach zaliczyć można między innymi cynwaldyt, topaz, fluoryt i turmalin.

Granity pod wpływem gorących gazów mogą zostać przeobrażone w grejzeny, czyli gruboziarniste skały zbudowane z kwarcu, cynwaldytu i topazu oraz dodatkowo turmalinu, fluorytu i kasyterytu. Cynwaldyt powstaje zwykle kosztem skaleni alkalicznych, a turmalin zajmuje miejsce biotytu i skaleni alkalicznych.

Krystalizacja resztkowego roztworu pegmatytowego prowadzi, w przypadku pozostawania na miejscu składników lotnych, do powstania gruboziarnistych pegmatytów. Jeżeli natomiast otoczenie skalne jest przenikal-ne dla gazów, to nastąpi ich ucieczka i wtedy w miejscu pegmatytów tworzą się drobnoziarniste skały zwane aplitami.

W etapie hydrotermalnym następuje skroplenie przegrzanej pary wodnej, która w nowych warunkach przyjmuje postać gorących roztworów wodnych o temperaturze 400—100°C. Roztwory hydrotermalne zawierające składniki trudno lotne w znacznym rozcieńczeniu rozprowadzają zawarte w nich składniki i dokonują metasomatycznej przebudowy napotkanych skał. W miarę spadku ciśnienia i temperatury z roztworów hydrotermalnych krystalizują rozmaite minerały, skupiające się często w nagromadzenia o charakterze złóż. Mogą to być żyły hydrotermalne, powstające wskutek wypełnienia szczelin substancją mineralną, lub też gniazda i soczewki tworzące się w rezultacie metasomatycznego zastępowania części składników skały przez nowe minerały.

0,010²

Czas (lata)

Ryc. 1.26. Rozkład temperatury w intruzji granitowej i jej najbliższym otoczeniu (Jaeger, 1957)

0-0,5 krzywe odległości od środka intruzji do kontaktu z osłoną, 0,6-1 - krzywe odległości w obrębie osłony intruzji, D - miąższość intruzji w metrach

W etapie hydrotermalnym powstają siarczki (Cu, Zn, Fe, Pb i inne), tlenki żelaza i cyny oraz węglany (Ca, Fe, Mn, Mg i in.) i siarczany (np. Ba, Ca, Si).

Inaczej przebiega proces stygnięcia magmy wydostającej się na powierzchnię Ziemi w formie lawy. Niskie ciśnienie sprzyja gwałtownemu ulatnianiu się gazów juwenilnych (magmowych) do atmosfery. W ten sposób lawa traci znaczną część składników lotnych zawartych w magmie intratellu-rycznej. Utrata lotnych składników i spadek temperatury lawy powodują natychmiastowy wzrost jej lepkości. Lawa dość szybko krzepnie, tworząc szkliwa albo hipo-, mikro- lub kryptokrystalićzne agregaty. Szybka krystalizacja połączona z gwałtowną oksydacją uciekających gazów powodują niekiedy wzrost temperatury lawy o 100—200°C.

Problemem stygnięcia magmy zajmował się Jaeger (1957), który podał wartości temperatur w intruzjach oraz ich otoczeniu dla zakresów krystalizacji 1100—800°C, 1000—800°C i 700—500°C. Rozkład temperatury w intruzji granitowej i jej otoczeniu przedstawiono na rycinie 1.26. Wykres ten odnosi się do magmy stygnącej w zakresie temperatury 700—500°C. Czas całkowitego zestalenia się takiej intruzji wynosi 0,016 D² lat (£> — miąższość intruzji w metrach). Oznacza to, że intruzja magmy granitowej miąższości jednego metra będzie całkowicie krystaliczna po kilku dniach. Natomiast całkowite zestalenie się intruzji miąższości 2000 m nastąpi dopiero po 64 000 lat.

Czas potrzebny na całkowite zestalenie się intruzji gabrowej o zakresie krzepnięcia 1100—800°C wynosi 0,014 D² lat. Wobec tego całkowite skrystalizowanie intruzji gabrowej miąższości D = 2000 m nastąpi po 56 000 lat. Z porównania czasów zestalania się intruzji granitowej i gabrowej tej samej miąższości wynika, że magmy gabro we stygną szybciej od granitowych.