В геологии , в магматической интрузии (или интрузивного тела [1] или просто вторжения [2] ) является органом интрузивного вулканических пород , что формы путем кристаллизации магмы медленного охлаждения ниже поверхности Земли . Вторжения имеют самые разные формы и композиции, что иллюстрируется такими примерами, как Palisades Sill в Нью-Йорке и Нью-Джерси ; [3] к Генри горы из штата Юта ; [4] Бушвелдский комплекс изЮжная Африка ; [5] Шипрок в Нью-Мексико ; [6] Ardnamurchan вторжение в Шотландии; [7] и батолит Сьерра-Невада в Калифорнии . [8]
Поскольку твердая вмещающая порода, в которую проникает магма, является отличным изолятором , охлаждение магмы происходит чрезвычайно медленно, а интрузивные вулканические породы являются крупнозернистыми ( фанеритовыми ). Интрузивные магматические породы классифицируются отдельно от экструзионных магматических пород, как правило, на основе их минерального содержания. Относительные количества кварца , щелочного полевого шпата , плагиоклаза и фельдшпатоидных особенно важно при классификации интрузивные магматические породы. [9] [10]
Вторжение должно вытеснить существующий кантри-рок, чтобы освободить место для себя. Вопрос о том, как это происходит, называется проблемой помещения , и он остается предметом активного исследования в отношении многих видов вторжений. [11]
Термин плутон плохо определен [12], но использовался для описания вторжения, расположенного на большой глубине; [13] как синоним всех вулканических вторжений; [14] как категория мусорных баков для вторжений, размер или характер которых точно не определены; [15] или как название очень крупного вторжения [16] или закристаллизованного магматического очага . [17]
Классификация [ править ]
Интрузии в целом делятся на несогласованные , которые пересекают существующую структуру вмещающих пород, и согласованные вторжения, которые вторгаются параллельно существующим слоям или тканям . [18] . Далее они классифицируются в соответствии с такими критериями, как размер, очевидное происхождение или табличная форма. [1] [2]
Навязчивым люкс представляет собой группу интрузий , связанных во времени и пространстве. [19] [20] [21]
Несогласные вторжения [ править ]
Дайки [ править ]
Дайки представляют собой дискордантные пласты интрузий, принимающие форму пластов, которые пересекают существующие горные пласты. Они имеют тенденцию противостоять эрозии, поэтому выделяются на фоне естественными стенами. Их толщина варьируется от пленок толщиной в миллиметр до более 300 метров (980 футов), а площадь отдельного листа может составлять 12 000 квадратных километров (4600 квадратных миль). Также они сильно различаются по составу. Дайки образуются в результате гидроразрыва вмещающих пород магмой под давлением [22] и чаще встречаются в областях растяжения земной коры . [23]
Кольцевые дайки и конусные пластины [ править ]
Кольцевые дайки и конические пластины представляют собой дайки определенной формы, связанные с образованием кальдер . [24]
Вулканические шеи [ править ]
Вулканические шейки представляют собой питающие трубы для вулканов , подвергшихся эрозии . Обнажения на поверхности обычно имеют цилиндрическую форму, но на глубине они часто приобретают эллиптическую форму или даже форму гвоздики. Дайки часто исходят от вулканической шейки, что позволяет предположить, что шейки имеют тенденцию формироваться на пересечениях даек, где прохождение магмы наименее затруднено. [25]
Диатремы и трубки брекчии [ править ]
Диатремы и трубки брекчии представляют собой трубчатые тела брекчий , образованные в результате определенных видов взрывных извержений. [26]
Акции [ править ]
Акция - это нестабильное несогласованное вторжение, подверженность которого составляет менее 100 квадратных километров (39 квадратных миль). Хотя это кажется произвольным, особенно потому, что обнажение может быть только верхушкой более крупного интрузивного тела, классификация имеет смысл для тел, которые не сильно меняются по площади с глубиной и которые имеют другие особенности, предполагающие отличительное происхождение и способ размещения. [27]
Батолиты [ править ]
Батолиты - это несогласованные вторжения с открытой площадью более 100 квадратных километров (39 квадратных миль). Некоторые из них действительно огромных размеров, и их нижние контакты очень редко обнажаются. Например, прибрежный батолит Перу имеет длину 1100 километров (680 миль) и ширину 50 километров (31 милю). Обычно они образуются из магмы, богатой кремнеземом , и никогда из габбро или других пород, богатых основными минералами, но некоторые батолиты почти полностью состоят из анортозита . [28]
Согласные вторжения [ править ]
Подоконники [ править ]
Силл - это пластинчатая конкордантная интрузия, обычно принимающая форму листа, параллельного осадочным пластам. В остальном они похожи на дайки. Большинство из них имеют основной состав с относительно низким содержанием кремнезема, что придает им низкую вязкость, необходимую для проникновения между осадочными пластами. [29]
Лакколиты [ править ]
Лакколит - это созвучное вторжение с плоским основанием и куполообразной крышей. Лакколиты обычно образуются на небольшой глубине, менее 3 км (1,9 мили), [30] и в областях сжатия земной коры. [23]
Лополиты и многоуровневые вторжения [ править ]
Лополиты - это согласованные вторжения, имеющие форму блюдца, чем-то напоминающие перевернутый лакколит, но они могут быть намного крупнее и образовываться разными процессами. Их огромный размер способствует очень медленному охлаждению, что приводит к необычайно полной сегрегации минералов, называемой послойной интрузией. [31]
Формирование [ править ]
Проблема с комнатой [ править ]
Конечный источник магмы - частичное плавление горных пород в верхней мантии и нижней коре . Это производит магму, менее плотную, чем ее материнская порода. Например, гранитная магма с высоким содержанием кремнезема имеет плотность 2,4 Мг / м 3 , что намного меньше, чем 2,8 Мг / м 3 метаморфической породы с высоким содержанием. Это придает магме огромную плавучесть, так что подъем магмы неизбежен, когда накопилось достаточно магмы. Однако вопрос о том, насколько большое количество магмы способно оттолкнуть вмещающую породу, чтобы освободить место для себя ( проблема помещения ), все еще остается предметом исследования. [11]
Состав магмы и вмещающих пород, а также напряжения, воздействующие на вмещающие породы, сильно влияют на типы происходящих вторжений. Например, там, где кора подвергается растяжению, магма может легко подняться в трещины растяжения в верхней коре с образованием даек. [11] Там, где кора находится в состоянии сжатия, магма на небольшой глубине будет иметь тенденцию образовывать вместо этого лакколиты, при этом магма проникает в наименее компетентные слои, такие как глинистые пласты. [23] Кольцевые дайки и конусообразные пласты образуются только на небольшой глубине, где пробка вышележащих вмещающих пород может быть поднята или опущена. [32] Огромные объемы магмы, входящие в состав батолитов, могут продвигаться вверх только тогда, когда магма высококремнистая и плавучая, и, вероятно, делает это как диапиры.в пластичной глубокой коре и через множество других механизмов в хрупкой верхней коре. [33]
Множественные и составные вторжения [ править ]
Магматические интрузии могут образовываться в результате одного магматического события или нескольких дополнительных событий. Последние данные свидетельствуют о том, что инкрементное формирование более характерно для крупных интрузий. [34] [35] Например, Порог Палисадес никогда не был единым телом магмы толщиной 300 метров (980 футов), а образовывался в результате множественных нагнетаний магмы. [36] Интрузивное тело описывается как множественное, когда оно формируется в результате повторных инъекций магмы аналогичного состава, и как составное, когда оно формируется в результате повторяющихся инъекций магмы разного состава. Составная дайка может включать такие разные породы, как гранофир и диабаз . [37]
Несмотря на то, что визуальных свидетельств множественных закачок в полевых условиях часто мало, есть геохимические свидетельства. [38] Зонирование циркона предоставляет важные доказательства для определения того, было ли единичное магматическое событие или серия инъекций методами внедрения.
Крупные кислые интрузии, вероятно, образуются в результате плавления нижней коры, которая была нагрета вторжением основной магмы из верхней мантии. Различная плотность кислой и основной магмы ограничивает смешение, так что кремнистая магма плавает на основной магме. Такое ограниченное перемешивание, которое имеет место, приводит к появлению небольших включений основной породы, обычно обнаруживаемых в гранитах и гранодиоритах. [39]
Охлаждение [ править ]
При проникновении магмы в окружающую породу теряется тепло за счет теплопроводности. Вблизи контакта горячего материала с холодным, если горячий материал изначально однороден по температуре, температурный профиль на контакте определяется соотношением
где - начальная температура горячего материала, k - коэффициент температуропроводности (обычно близкий к 10-6 м 2 с -1 для большинства геологических материалов), x - расстояние от контакта, а t - время с момента проникновения. Эта формула предполагает, что магма рядом с контактом будет быстро охлаждаться, в то время как вмещающая порода рядом с контактом быстро нагревается, в то время как материал дальше от контакта будет намного медленнее охлаждаться или нагреваться. [40] Таким образом, холодный край часто обнаруживается на стороне проникновения контакта, [41] в то время как контактный ореолнаходится на склоне кантри. Охлажденная окраина намного более мелкозернистая, чем большая часть интрузии, и может отличаться по составу, отражая первоначальный состав интрузии до фракционной кристаллизации, ассимиляции вмещающих пород или последующих магматических закачиваний, изменивших состав остальной части интрузии. [42] Изотермы (поверхности с постоянной температурой) распространяются от края в соответствии с законом квадратного корня, [40] так что, если самому внешнему метру магмы требуется десять лет, чтобы остыть до заданной температуры, следующий внутренний метр займет 40 лет, следующие 90 лет и так далее.
Это идеализация, и такие процессы, как конвекция магмы (когда охлажденная магма рядом с контактом опускается на дно магматического очага, а ее место занимает более горячая магма) могут изменить процесс охлаждения, уменьшая толщину охлажденных краев и ускоряя охлаждение вторжение в целом. [43] Однако ясно, что тонкие дайки будут охлаждаться намного быстрее, чем более крупные интрузии, что объясняет, почему небольшие интрузии у поверхности (где вмещающая порода изначально холодная) часто почти так же мелкозернистые, как вулканические породы.
Структурные особенности контакта интрузии с вмещающей породой дают ключ к пониманию условий, в которых произошло вторжение. Катазональные интрузии имеют толстый ореол, переходящий в интрузивное тело без резких границ, что указывает на значительную химическую реакцию между интрузией и вмещающими породами , и часто имеет широкие зоны мигматита . Слоистые слои во вторжении и окружающих вмещающих породах примерно параллельны, с признаками крайней деформации в вмещающих породах. Такие вторжения интерпретируются как проникновение на большую глубину. Мезозональные вторженияимеют гораздо меньшую степень метаморфизма в их контактных ореолах, и контакт между вмещающими породами и интрузией четко различим. Мигматиты редки, деформация вмещающих пород умеренная. Такие вторжения интерпретируются как происходящие на средней глубине. Эпизональные интрузии диссонируют с вмещающими породами и имеют резкие контакты с охлажденными краями, с лишь ограниченным метаморфизмом в контактном ореоле и часто содержат ксенолитические фрагменты контрольной породы, свидетельствующие о хрупкой трещиноватости. Считается, что такие интрузии происходят на небольшой глубине и обычно связаны с вулканическими породами и структурами обрушения. [44]
Накапливает [ править ]
При интрузии не кристаллизуются сразу все минералы; скорее, существует последовательность кристаллизации, которая отражена в серии реакций Боуэна . Кристаллы, образовавшиеся на ранних этапах охлаждения, обычно плотнее, чем остающаяся магма, и могут оседать на дно большого интрузивного тела. Это образует кумулятивный слой с отличительной текстурой и составом. [45] Такие кумулятивные слои могут содержать ценные рудные месторождения хромита . [46] [47] Обширный магматический комплекс Бушвельд в Южной Африке включает кумулятивные слои редкого типа породы, хромитита, состоящего на 90% из хромита, [48]
Ссылки [ править ]
- ^ a b Philpotts, Anthony R .; Агу, Джей Дж. (2009). Основы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. С. 77–108. ISBN 9780521880060.
- ^ а б Блатт, Харви; Трейси, Роберт Дж. (1996). Петрология: магматические, осадочные и метаморфические (2-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. С. 13–20. ISBN 0716724383.
- Перейти ↑ Blatt & Tracy 1996 , p. 13.
- Перейти ↑ Blatt & Tracy 1996 , p. 14.
- Перейти ↑ Blatt & Tracy 1996 , p. 15.
- ^ Филпоттс & Ague 2009 , стр. 80-81.
- ^ Филпоттс & Ague 2009 , стр. 87-89.
- ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 102.
- ^ Le Bas, MJ; Streckeisen, AL (1991). «Систематика IUGS магматических пород». Журнал геологического общества . 148 (5): 825–833. Bibcode : 1991JGSoc.148..825L . CiteSeerX 10.1.1.692.4446 . DOI : 10.1144 / gsjgs.148.5.0825 . S2CID 28548230 .
- ^ «Схема классификации горных пород - Том 1 - Магматические» (PDF) . Британская геологическая служба: Схема классификации горных пород . 1 : 1–52. 1999 г.
- ^ a b c Philpotts & Ague 2009 , стр. 80.
- Перейти ↑ Winter, John D (2010). Основы магматической и метаморфической петрологии . Соединенные Штаты Америки: Пирсон Прентис Холл. С. 67–79. ISBN 978-0-32-159257-6.
- Перейти ↑ Blatt & Tracy 1996 , p. 8.
- ^ Аллаби, Майкл, изд. (2013). «Плутон». Словарь геологии и наук о Земле (Четвертое изд.). Издательство Оксфордского университета. ISBN 9780199653065.
- ^ "Плутон" . Британская энциклопедия. 19 января 2018 . Дата обращения 17 ноября 2020 .
- ^ Левин, Гарольд Л. (2010). Земля сквозь время (9-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: Дж. Вили. п. 59. ISBN 978-0470387740.
- ^ Schmincke, Ханс-Ульрих (2003). Вулканизм . Берлин: Springer. п. 28. ISBN 9783540436508.
- ^ Philpotts & Ague} 2009 , стр. 79-80.
- ^ Глазнер, Аллен Ф., Сток, Грег М. (2010) Геология под ногами в Йосемити . Mountain Press, стр. 45. ISBN 978-0-87842-568-6 .
- ^ Oxford Academic: Загрязнение коры пикритовыми магмами во время транспортировки через дамбы: экспо-интрузивный комплекс, складчатый пояс мыса Смит, Новый Квебек | Журнал петрологии | Oxford Academic , дата обращения: 27 марта 2017 г.
- ^ 28.09.94: 28.09.94 , дата обращения: 27 марта 2017 г.
- ^ Филпоттс & Ague 2009 , стр. 80-86.
- ^ a b c Мэйнард, Стивен Р. (февраль 2005 г.). «Лакколиты порфирового пояса Ортис, округ Санта-Фе, Нью-Мексико» (PDF) . Геология Нью-Мексико . 27 (1) . Проверено 8 июня 2020 .
- ^ Филпоттс & Ague 2009 , стр. 86-89.
- ^ Филпоттс & Ague 1996 , стр. 80.
- ^ Филпоттс & Ague 1996 , стр. 89-93.
- ^ Филпоттс & Ague 1996 , стр. 99-101.
- ^ Филпоттс & Ague 1996 , стр. 101-108.
- ^ Филпоттс & Ague 1996 , стр. 80-86.
- ^ Филпоттс & Ague 1996 , стр. 93.
- ^ Филпоттс & Ague 1996 , стр. 95-99.
- ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 87.
- Перейти ↑ Blatt & Tracy 1996 , pp. 21-22.
- ^ Emeleus, CH; Тролль, VR (август 2014 г.). "Ромовый магматический центр, Шотландия" . Минералогический журнал . 78 (4): 805–839. Bibcode : 2014MinM ... 78..805E . DOI : 10,1180 / minmag.2014.078.4.04 . ISSN 0026-461X . S2CID 129549874 .
- ^ Глазнер, Аллен (май 2004 г.). «Плутоны собираются за миллионы лет путем слияния из небольших магматических очагов?» (PDF) . GSA сегодня . 14 4/5 (4): 4–11. DOI : 10,1130 / 1052-5173 (2004) 014 <0004: APAOMO> 2.0.CO; 2 .
- ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 79.
- ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 85.
- ^ Миллер, Кальвин (март 2011). «Рост плутонов путем постепенного размещения пластов в богатой кристаллами хозяине: свидетельства миоценовых вторжений в регион реки Колорадо, Невада, США». Тектонофизика . 500, 1–4 (1): 65–77. Bibcode : 2011Tectp.500 ... 65M . DOI : 10.1016 / j.tecto.2009.07.011 .
- ^ Филпоттс & Ague 2009 , стр. 104-105,350,378.
- ^ a b Philpotts & Ague 2009 , стр. 111-117.
- ^ Allaby 2012 , "Охлажденная запас".
- Перейти ↑ Blatt & Tracy 1996 , p. 382-383,508.
- ^ Филпоттс & Ague 2009 , стр. 323-326.
- Перейти ↑ Blatt & Tracy 1996 , p. 19-20.
- Перейти ↑ Blatt & Tracy 1996 , p. 128-129.
- ^ Гу, Ф; Уиллс, Б. (1988). «Хромит-минералогия и обработка». Минеральное машиностроение . 1 (3): 235. DOI : 10,1016 / 0892-6875 (88) 90045-3 .
- ^ Emeleus, CH; Тролль, VR (2014-08-01). "Ромовый магматический центр, Шотландия" . Минералогический журнал . 78 (4): 805–839. Bibcode : 2014MinM ... 78..805E . DOI : 10,1180 / minmag.2014.078.4.04 . ISSN 0026-461X . S2CID 129549874 .
- ^ Гилберт, Джон М., и Парк, Чарльз Ф. младший (1986) Геология рудных месторождений, Freeman, ISBN 0-7167-1456-6
Дальнейшее чтение [ править ]
- Бест, Майрон Г. (1982). Магматическая и метаморфическая петрология . Сан-Франциско: WH Freeman & Company. стр. 119 и сл. ISBN 0-7167-1335-7 .
- Янг, Дэвис А. (2003). Разум над магмой: история магматической петрологии . Издательство Принстонского университета. ISBN 0-691-10279-1 .
Внешние ссылки [ править ]
 | Поищите огнестрельное вторжение в Викисловаре, бесплатном словаре. |
