Оглавление
- 1 Магма
- 1.1 Определение и происхождение магмы
- 1.2 Состав и свойства магмы
- 1.3 Типы магм
- 1.4 Щелочные и несиликатные магмы
- 1.5 Магматические газы
- 1.6 Растворимость воды и углекислого газа в магме
- 1.7 Реологические свойства магмы
- 1.8 Кристаллический состав и тиксотропные свойства
- 1.9 Температура и плотность магмы
- 1.10 Происхождение магмы
- 1.11 Воздействие воды и углекислого газа
- 1.12 Образование магмы в мантии
- 1.13 Влияние углекислого газа
- 1.14 Повышение температуры
- 1.15 Процесс плавления
- 1.16 Эволюция магм
- 1.17 Серия реакций Боуэна
- 1.18 Взаимодействие магмы с породами
- 1.19 Первичные магмы
- 1.20 Родительская магма
- 1.21 Миграция и затвердевание магмы
- 1.22 Плутонизм
- 1.23 Вулканизм
- 1.24 Использование магмы в производстве энергии
- 1.25 Полный текст статьи:
- 2 Магма
Магма
-
Определение и происхождение магмы
- Магма — расплавленный или полурасплавленный природный материал, из которого образуются магматические породы.
- Магма образуется в результате плавления мантии или земной коры в различных тектонических условиях.
-
Состав и свойства магмы
- Магма состоит из жидкой породы, содержащей взвешенные кристаллы и пузырьки газа.
- По мере приближения к поверхности магма теряет газы, становясь трехфазной.
- Большая часть магмы богата кремнеземом, но могут быть и несиликатные магмы.
-
Типы магм
- Кислые магмы (риолитовые и дацитовые) содержат более 63% кремнезема, очень вязкие и извергаются взрывчатым способом.
- Промежуточные магмы (андезитовые) содержат от 52 до 63% кремнезема, менее вязкие и извергаются при более высоких температурах.
- Основные магмы (базальтовые) содержат от 52% до 45% кремнезема, извергаются при температурах от 1100 до 1200 °C и образуют низкопрофильные щитовые вулканы.
- Ультраосновные магмы (пикритовые базальты, коматииты) содержат менее 45% кремнезема и извергаются при экстремальных температурах.
-
Щелочные и несиликатные магмы
- Щелочные магмы содержат повышенное содержание оксидов щелочных металлов и образуются на больших глубинах мантии.
- Несиликатные магмы включают карбонатитовые и натрокарбонатитовые лавы, железооксидные лавы и сернистые лавы.
-
Магматические газы
- Водяной пар, углекислый газ и диоксид серы являются наиболее распространенными магматическими газами.
- Растворимость газов зависит от давления, состава магмы и температуры.
-
Растворимость воды и углекислого газа в магме
- Вода менее растворима в магме с низким содержанием кремнезема.
- Углекислый газ менее растворим и часто выделяется в отдельную фазу.
-
Реологические свойства магмы
- Вязкость магмы зависит от состава и температуры.
- Кремнеземные тетраэдры полимеризуются, увеличивая вязкость.
- Вода и углекислый газ влияют на вязкость, снижая её у воды и увеличивая у углекислого газа.
-
Кристаллический состав и тиксотропные свойства
- Магма содержит кристаллы минералов и фрагменты пород.
- Тиксотропное поведение магмы препятствует выпадению кристаллов.
- Магма вязкоупруга и может течь как жидкость при низких напряжениях.
-
Температура и плотность магмы
- Температура магмы колеблется от 700 до 1400 °C.
- Плотность магмы зависит от содержания железа и уменьшается при приближении к поверхности.
-
Происхождение магмы
- Геотермальный градиент определяет температуру в недрах Земли.
- Магма образуется при высоком геотермальном градиенте или низкой температуре плавления.
- Декомпрессионное плавление является основным механизмом образования магмы.
-
Воздействие воды и углекислого газа
- Вода понижает температуру солидуса горных пород.
- Углекислый газ увеличивает вязкость магмы.
-
Образование магмы в мантии
- Перидотит начинает плавиться при температуре около 800 °C в присутствии воды и около 1500 °C без воды.
- Вода вытесняется из океанической литосферы в зонах субдукции, вызывая таяние в мантии.
- Гидросодержащие магмы образуются в результате дегидратации в зонах субдукции.
- Эти магмы образуют островные дуги и известково-щелочные породы.
-
Влияние углекислого газа
- Углекислый газ снижает температуру солидуса перидотита на 200 °C на глубине около 70 км.
- На глубинах до 200 км температура начального плавления карбонатизированного перидотита на 450-600 °C ниже.
- Магмы, такие как нефелинит, карбонатит и кимберлит, образуются при поступлении углекислого газа в мантию.
-
Повышение температуры
- Повышение температуры является основным механизмом образования магмы в континентальной коре.
- Температура может превышать солидус земной коры в утолщенной коре.
- Гранит и риолит образуются при таянии континентальной коры из-за повышения температуры.
-
Процесс плавления
- Горные породы плавятся при различных температурах из-за разных температур плавления минералов.
- Первый расплав (эвтектический) имеет состав, зависящий от сочетания минералов.
- Состав расплава может сильно отличаться от состава исходной породы из-за частичного плавления.
-
Эволюция магм
- Большинство магм полностью расплавляются только на короткое время.
- Расплав, кристаллы и пузырьки газа разделяются по мере развития магмы.
- Минералы кристаллизуются из расплава при различных температурах, что напоминает процесс плавления в обратном порядке.
- Фракционная кристаллизация приводит к образованию остаточной магмы, отличающейся по составу от исходной.
-
Серия реакций Боуэна
- Важна для понимания фракционной кристаллизации магмы
- Состав магмы определяется процессами, отличными от частичного плавления и фракционной кристаллизации
-
Взаимодействие магмы с породами
- Магмы взаимодействуют с породами, расплавляя и вступая в реакции
- Ассимиляция и фракционная кристаллизация могут происходить одновременно
- Магмы разного состава могут смешиваться
-
Первичные магмы
- Первичные магмы не претерпели дифференциации
- Трудно однозначно идентифицировать первичные магмы
- Бонинит и Великая дамба в Зимбабве интерпретируются как первичные магмы
-
Родительская магма
- Исходная магма – состав, из которого получена наблюдаемая магма
- Не обязательно примитивный расплав
- Модели фракционной кристаллизации используются для проверки гипотез
-
Миграция и затвердевание магмы
- Магма развивается в мантии или земной коре
- Поднимается к поверхности из-за меньшей плотности
- Накапливается в магматических очагах
- Остывает и кристаллизуется, образуя интрузивные породы или извергается как вулкан
-
Плутонизм
- Медленно остывающая магма образует плутонические породы
- Вулканические породы образуются при извержении магмы
-
Вулканизм
- Магма, выбрасываемая на поверхность, называется лавой
- Лава быстро охлаждается, образуя стекло
- Вулканическое стекло включает обсидиан, шлак и пемзу
- Летучие вещества покидают расплав, делая магму вязкой
- Взрывные извержения происходят при массовом устремлении магмы вверх
-
Использование магмы в производстве энергии
- В 2009 году в Исландии обнаружена магма на глубине 2100 м
- IDDP-1 стала первой геотермальной системой, работающей на магме
- IDDP-1 вырабатывает 36 МВт электроэнергии