Магматичні гірські породи, їх класифікація

Вулканічні породи, що виникли з гранітної магми, займають всього 13,5 % від площі поширення магматичних порід у нашій країні, тоді як на частку гранітів — порід, що застигли на глибині, приходиться 48,6 %. У геології такі лави називають «кислими». Назва ця, звичайно, не відбиває їхніх смакових якостей. Вона зв'язано з високим змістом кремнезему в лаві. Його настільки багато, що він не тільки насичує всі основи, але і залишається в надлишку у виді вільного кремнезему (найчастіше кварцу). А кварц можна розглядати як ангідрид кремінної кислоти.

Гранітна магма, як ніяка інша, містить багато кремнезему (до 70—75%), тому вона затверджувалася і з великих глибин тільки зрідка проривалася на поверхню. От чому вулканічні породи, що утворилися з гранітної магми, поширені набагато менше гранітів і на поверхні зустрічаються досить рідко.

Інша дуже важлива особливість кислих лав — невелика кількість магнію і заліза, тобто елементів, характерних для темнозафарбованих мінералів. До того ж залізо і магній значно важчий кремнію, алюмінію, калію, натрію й інших елементів. Цим порозумівається світле фарбування кислих вулканічних порід і їхня порівняна легкість.

Коли в геологічній літературі мова йде про кислі вулканічні породи, часто зустрічається слово «порфір». Справа в тому, що деякі вулканічні породи пофарбовані так само яскраво, як і пурпурна мантія. Потрібно ще додати, що порфіри, як і величезна більшість вулканічних порід, мають характерну структуру (будівлю), яку називають порфіровою.

У кислих вулканічних породах у виді окремих кристалів (вкрапленників) найчастіше помітні кристали сірого кварцу і прозорого польового шпату з блискучими гранями. Такі породи називають ліпаритами. Якщо вулканічні породи пережили складну історію і «зістарилися», що відбито в потьмянілих вкрапленниках польового шпату, тоді їх називають кварцовими порфірами.

Не тільки кислі, але й інші вулканічні породи прийнято поділяти на «юні», ще не порушені «впливами» геологічного життя, і «старі», перекриті більш молодими товщами і які змінилися під дією підземних розчинів, що циркулювали по них.

Нерідко трапляється, що лава настільки швидко застигає, що атоми і групи атомів не встигають зібратися в структуру з правильною внутрішньою будовою — кристалами. Тоді в застиглій лаві зберігається невпорядкована будова, властива рідини. Виходить вулканічне скло, що,

власне кажучи, являє собою переохолоджену, надзвичайно застиглу лаву.

Нерідко при виверженні вулкану тиск газів настільки великий, що лава розпорошується, а застиглі ділянки її дробляться на брили і шматки. Цей уламковий матеріал вулканічного походження може викидатися на висоту декількох кілометрів. Брили і великі уламки падають біля місця вибуху, а дрібний матеріал у виді вулканічного скла і пилу підхоплюється вітром і несеться за сотні і навіть тисячі кілометрів. Таким шляхом з уламкового матеріалу вулканічного походження утворяться своєрідні породи. По природі кам'яного матеріалу вони подібні з вулканічними породами, а по способі нагромадження нагадують осадові. Загальна назва таких порід — пірокластичні, що в перекладі з давньогрецького означає, що складаються «з уламків вогняного походження». Спочатку це пухкий матеріал, а коли він злежиться і зцементується, виникнуть щільні породи. Їх називають вулканічними туфами.

Пірокластичні породи дуже різноманітні, і серед них є і такі, котрі по зовнішньому вигляду схожі на лави. Всього лише кілька десятків років тому була розкрита таємниця походження величезних товщ гірських порід, що зустрічаються у Вірменії, Середній Азії, на Далекому Сході, Північному острові Нової Зеландії, у Північній Америці й інших місцях. Дивувало, що ці породи, які приймалися за кислі лави, займають величезні площі в тисячі квадратних кілометрів, а їхня потужність виміряється багатьма сотнями метрів. Але ж добре відомо, що кисла лава застигає і не здатна розтікатися на великі відстані. Детальне вивчення таких товщ показало, що вони утворилися при могутніх вибухах газонасиченої лави, її краплі і шматочки падали на поверхню Землі в пластичному стані і згуртовувалися в компактну однорідну масу. «Зварені» туфи назвали нгімбритами, що в перекладі з латинського означає «утворені вогняною зливою».

Ігнімбрити виникли при особливого роду вулканічних виверженнях, коли над земною поверхнею в потоках розпеченого газу неслися краплі і шматки пластичної лави.

Ігнимбрити — прекрасний природний будівельний матеріал. Вони легко піддаються скульптурній обробці, у них дивно красиве розцвічення — на червоному, жовтогарячому і коричневому тлі в багатьох місцях видні чорні плями. Ігнимбрити знайшли широке застосування в будівництві.

Гранітна магма, застигаючи на глибині, перетворюється в граніти. Вони незвичайно широко поширені. У сучасному будівництві гранітам належить дуже велика роль. Досить, наприклад, указати, що на облицювання нових московських мостів треба було біля трьох тисяч вагонів граніту!

Граніт не тільки красивий, але і надійний, міцний і міцний камінь, саме тому на фундаментах з нього спочивають монументальні будинки. Гранітна щебінка лежить у підставі автострад. Брущаткою з граніту выложены вулиці багатьох міст. По долинах рік оголюються гранітні скелі, прикрашаючи пейзаж.

Чудові властивості граніту як будівельного і лицювального матеріалу зв'язані з його мінеральним складом і будівлею. Порода складається в основному з трьох мінералів: кварцу і двох видів польових шпатів (калієвого і кальцієво-натрієвого). У невеликій кількості зустрічаються слюда і рогова обманка. Фарбування породи визначається кольором природоутворюючого мінералу — калієвого шпату. Є граніти сірі, рожеві, м'ясо-червоні, коричневі, зелені і навіть синювато-сірі і майже чорні. Калієвий шпат — твердий мінерал, тому при поліруванні граніту виходить гладка дзеркально-блискуча поверхня. Особливо привабливі грубозернисті граніти, своїм видом нагадуючі кольорову мозаїку з вигадливим малюнком.

Нерідко в масивах гранітів зустрічаються уламки чужорідних порід — ксеноліти. Вони привертають пильну увагу дослідників, тому що дають можливість заглянути в надра Землі. По ксенолітах можна судити про гірські породи, через які пройшла магма й уламки яких захопила із собою. Особливий інтерес викликають граніти, переповнені закономірно розташованими ксенолітами. Смугастість гранітів і подовження ксенолітів змінюються певним чином від місця до місця, намічаючи положення древніх шаруватих товщ, часто складно вигнутих.; Через граніт як би «просвічують» древні, що раніше існували до них гірські породи. Просвітчасті структури говорять про те, що гранітна магма застигала на місці свого утворення, не встигнувши переміститися в більш високі обрії земної кори.

Але граніти утворюються не тільки з магми. Ще в середині XIX в. народилися ідеї про немагматичне походження гранітів. Тепер відомо, що немагматичні граніти широко поширені в найдавніших ділянках земної кори, складених докембрійськими гнейсами і сланцями. Тут гранітні породи тісно переплітаються з метаморфічними, утворити складні породи — мігматити. Збільшення гранітного матеріалу приводить до того, що мігматити стають неяснополосчаты-ми і переходять у граніти з розпливчастими залишками первинних порід.

При застиганні гранітної магми не відразу виникає кам'яний масив. Спочатку з країв з'являється тверда оболонка, вона поступово розростається усередину і «відтискує» до середини залишок гранітного розплаву. Міняється при цьому і сам розплав, у ньому стає усе більше газів (адже вони майже не входять до складу викристалізованих мінералів). Так утвориться легкорухливий розплав, багатий парами і газами. В одних випадках він залишається на місці і застигає серед гранітів. В інших випадках розплав залишає масив і застигає в навколишніх породах у виді жил і лінз. Так із залишкової гранітної магми утвориться особлива порода — пегматит, що складається головним чином з польового шпату і кварцу.

Цікаво, що всім пегматитам властиві деякі загальні особливості. Насамперед, ці породи завжди грубозернисті і навіть гигантозернистые. Нерідко кристали польового шпату проростають кристалами кварцу клиноподібної форми, нагадуючи клинопис древніх народів. Саме цією особливістю порозуміваються інші назви пегматитів — «письмовий», «єврейський» і «рунічний» камінь.

Кристали деяких мінералів у пегматитах у довжину нерідко досягають декількох десятків сантиметрів, а іноді і більш метра. Так, у пегматитах Північної Карелії, розроблювальних для витягу з них польового шпату як керамічної сировини, довжина кристалів кварцу досягає 1,5 м. У норвезьких пегматитах були зустрінуті кристали калієвого шпату довжиною до 10 м і масою близько 100 т. На початку минулого століття в Ільменських горах на Уралі знайшли настільки величезний кристал калієвого шпату, що в ньому заклали каменоломню.

Розмір пегматитових жил, лінз і скупчень неправильної форми набагато менше гранітних масивів. Лише в деяких випадках, наприклад у басейні р. Мами в Східному Сибіру, зустрічаються великі масиви в кілька квадратних кілометрів, що складаються з пегматитів. Але пегматити тут не “чисті”, а як би просочують граніти і гнейси.