Коли магма прорвалася на поверхню
Гранітна магма, як ніяка інша, містить багато кремнезему (до
70-75%), тому вона в'язка і з великих глибин тільки зрідка прориваласяна поверхню. От чому вулканічні породи, що утворилися згранітної магми, поширені набагато меньше.гранітов і на поверхнізустрічаються досить рідко. За даними професора С. П. Соловйова,вулканічні породи, що виникли з гранітної магми, займають всього 13,5%від площі поширення магматичних порід у нашій країні, тоді як начастку гранітів - порід, що завмерли на глибині, приходиться 48,6%. У геологіїтакі лави називають «кислими». Назва ця, звичайно, не відображає їхсмакових якостей. Воно пов'язане з високим змістом.кремнезему в лавах. Його настільки багато, що він не тільки насичує всіпідстави, але і залишається в надлишку у виді вільного кремнезему (найчастішекварцу). А кварц можна розглядати як ангідрид крем'яної кислоти.
Інша дуже важлива особливість кислих лав - невелика кількість магнію ізаліза, тобто елементів, характерних для Темна мінералів. До тогож залізо і магній значно важчий кремнію, алюмінію, калію, натрію іінших елементів. Цим пояснюється світле фарбування кислих вулканічнихпорід та їх порівняльна легкість.
Коли в геологічній літературі мова йде про кислих вулканічних породах,часто зустрічається слово «порфір». Воно не має відношення до порфіри --пурпурного кольору мантії, одягається монархами в урочистих випадках. Аленепрямий зв'язок тут є і полягає вона в тому, що деяківулканічні породи пофарбовані так само яскраво, як і пурпурна мантія. Потрібноще додати, що порфіри, як і величезна більшість вулканічних порід,володіють характерною структурою (будовою), яку називають порфірову.
У кислих вулканічних породах у вигляді окремих кристалів (вкрапленніков)найчастіше помітні кристали сірого кварцу і прозорого польового шпату зблискучими гранями. Такі породи називають ліпарітамі. Якщо вулканічніпороди пережили складну історію і «постаріли», що відбито впотьмянілих вкрапленніках польового шпату, тоді їх називають кварцовимипорфірами.
Не тільки кислі, але й інші вулканічні породи прийнято поділяти на
«Юні», ще не порушені «мінливістю» геологічного життя, і «старі»,перекриті більш молодими товщами і змінені під дієюциркулювали по ним підземних розчинів.
Нерідко трапляється, що лава настільки швидко застигає, що атоми і групиатомів не встигають зібратися в будівлі з правильною внутрішньою будовою
- Кристали. Тоді в застиглої лаві зберігається невпорядковане будову,властиве рідини. Виходить вулканічне скло, яке,по суті, є переохолодження, надзвичайно в'язку лаву.
На прикладі вулканічного скла легко простежити зв'язок між внутрішнімбудовою гірської породи і її властивості. На відміну від кристалів з їхправильним розташуванням іонів або інших елементарних частинок івідповідно здатністю розколюватися вздовж деяких площин (уздовжяких внутрішні сили слабкіше за все) скла позбавлені цієї властивості з-занеупорядкованого внутрішньої будови. Ось чому при ударі вони розбиваютьсяна шматки неправильної форми з гладким зламом і гострими краями. Цяособливість вулканічного скла була дуже добре відома первіснійлюдині і широко використовувалася при виготовленні зброї та знарядь праці.
У кислому магмі розчинено багато різних газів. Коли магма підходить доповерхні і зовнішній тиск різко зменшується, з розплаву починаєтьсябурхливий виділення газів. В одних випадках вони тільки спінюють лаву, і тодіпісля застигання утворюється дуже пориста вулканічна порода - пемза,свого роду кам'яна піна. Пустот в ній так багато, а кам'яні перегородкинастільки тонкі, що пемза стає надзвичайно легкою. Її середнящільність менше одиниці, і вона плаває у воді. Цікаво, щокубічний метр пемзи має масу всього 300-350 кг, тоді як такий самийобсяг щільною лави - не менше 2,5 т. Перегородки, які розділяють пори в пемзи,складаються з вулканічного скла і, отже, достатньо міцні, з ріжучимикраями. Тому пемза здавна використовується як абразив для обробкидерева, шкіри та інших не дуже твердих матеріалів.
Нерідко під час виверження вулкану тиск газів настільки великий, що лаварозпорошується, а застиглі ділянки її дробляться на брили і шматки. Цейуламковий матеріал вулканічного походження може викидатися нависоту декількох кілометрів. Брили і великі уламки падають біля місцявибуху, а дрібний матеріал у виді вулканічного скла і пилупідхоплюється вітром і несеться за сотні інавіть тисячі кілометрів. Таким шляхом з уламкового матеріалу вулканічногопоходження утворяться своєрідні породи. По природі кам'яногоматеріалу вони подібні з вулканічними породами, а за способом накопиченнянагадують осадові. Загальна назва таких порід - пірокластичні, що вперекладі з давньогрецької означає що складаються «з уламків вогняногопоходження ». Спочатку це пухкий матеріал, а коли він стежу ізцементує, виникнуть щільні породи. Їх називають вулканічнимитуфами.
пірокластичні породи дуже різноманітні, і серед них є й такі,які по зовнішньому вигляду схожі на лави. Всього лише кілька десятків роківтому була розкрита таємниця походження величезних товщ гірських порід,зустрічаються у Вірменії, Середньої Азії, на Далекому Сході, Північному острові
Нової Зеландії, у Північній Америці та інших місцях. Дивувало, що ціпороди, які приймалися за кислі лави, займають величезні площі в тисячіквадратних кілометрів, а їхня потужність виміряється багатьма сотнями метрів. ААдже добре відомо, що кисла лава в'язка і не здатна розтікатися навеликі відстані. Детальне вивчення таких товщ показало, що вониутворилися при могутніх вибухах газонасиченої лави, її краплі і шматочкипадали на поверхню Землі в пластичному стані і споювали вкомпактну однорідну масу. «Зварені» туфи назвали нгнімбрітамі, що вперекладі з латинської означає «утворені вогняною зливою».
Ігнімбріти виникли при особливого роду вулканічних виверженнях, коли надземною поверхнею в потоках розпеченого газу неслися краплі і шматкипластичної лави.
Ігнімбріти - прекрасний природний будівельний матеріал. Вони легкопіддаються скульптурній обробці, у них напрочуд гарна забарвлення - начервоному, помаранчевому і коричневому тлі в багатьох. місцях видні чорні плями.
Ігнімбріти ти знайшли широке застосування в будівництві. У столиці Вірменської
РСР Єревані можна милуватися новими широкими вулицями і проспектами,забудованими оранжево-і коричнево-червоними багатоповерховими будинками зігнімбрітов. Особливо красивий ансамбль будинків на площі ім. Леніна,ввібрав в себе традиційні особливості древньої вірменської архітектури.
Ігнімбрнти використані і в облицюванні Московського державногоуніверситету.
Декоративними бувають і кислі лави, тоді вони служать прекрасним матеріаломдля виготовлення художніх виробів. На Уралі, в околицяхстаровинного міста Невьянськ, біля села Аятское здавна видобувають ошатнийкамінь. Каменерізи назвали його аятскім порфіром. Він широко використовувався
Петергофському і Єкатеринбурзькій гранувальних фабриками. Кольорова палітрааятского порфіру дивно різноманітна: тут світло-зелений камінь збілими прожилками, жовтуватий з зеленими плямами, зелений з чорнимицяточками, чорний, димчастий і т. д. За своєю природою аятскій камінь --кварцовий порфір, його декоративна зовнішність створена великимивкрапленнікамі сіруватого і жовтуватого польового шпату і січним породукам'яними кольоровими мінеральними жилами.
Коли магма застигла на глибині
Гранітна магма, застигаючи на глибині, перетворюється в граніти. Вонинезвичайно широко поширені. У сучасному будівництві гранітамналежить дуже велика роль. Достатньо, наприклад, вказати, що наоблицювання нових московських мостів треба було близько трьох тисяч вагонівграніту!
Граніт не тільки красивий, але і надійний, міцний і міцний камінь, саметому на фундаментах з нього спочивають монументальні будівлі. Гранітнащебінка лежить у підставі автострад. Бруківкою з граніту викладені вулицібагатьох міст. По долинах річок оголюються гранітні скелі, прикрашаючи пейзаж.
Чудові властивості граніту як будівельного і облицювального матеріалупов'язані з його мінеральним складом і будовою. Порода складається в основномуз трьох мінералів: кварцу і двох видів польових шпатів (калієвого і каль -ціево-натрієвого). У невеликій кількості зустрічаються слюда і роговаобманка.
Фарбування породи визначається кольором породоутворюючий мінералу - калієвогошпату. Є граніти сірі, рожеві, м'ясо-червоні, коричневі, зелені інавіть синювато-сірі і майже чорні. Калієвий шпат - твердий мінерал,тому при поліровці граніту виходить гладка дзеркально-блискучаповерхню. Особливо привабливі грубозернисті граніти, своїм видомнагадують кольорову мозаїку з химерним малюнком.
Зв'язок між мінеральним складом гранітів і їх властивостями зрозуміла. Але поякими ознаками петрографії встановлює освіта граніту з магми? Цейпитання дуже цікавий, і, відповідаючи на нього, ми введемо читача в колооднією з найважливіших проблем сучасної петрографії.
Про існування гранітної магми незаперечно свідчать кислі лави,вивергався вулканами в усі періоди геологічної історії. А це означає,що в надрах Землі знаходяться осередки кислого силікатного розплаву. Коликисла магма покидає «батьківське лоно» і, не дійшовши до поверхні,затримується і повільно кристалізується, утворюється повнокристалічнаграніт. Природно, що в ньому немає ні вулканічного скла, ні найменшихкристалів, що утворюються при швидкому охолодженні. Магматичні гранітможна дізнатися під мікроскопом. Вивчаючи шлиф породи, ми помітимо, що різниммінералам різною мірою властиві властиві їм форми кристалів (рис.
19). Одні з них правильної форми (слюда) і, значить, утворилися рано,коли в розплаві не було інших мінералів, які б обмежили їхній ріст. Упольових шпатів частина контурів кристалів природна, інша вимушена.
Значить, польові шпати кристалізувалися пізніше, коли вони змогли частковопристосуватися до раніше з'явилися мінералів. А у кварцу зовсім немаєвластивих йому контурів. Значить, кварц самий «молодший» серед мінералівграніту, він кристалізувався з розплаву останнім і зайняв що залишився найого частку простір. Про виникнення граніту з магми свідчатьтакож його січних контакти з оточуючими породами. Вони вказують на те, щоречовина, з якої виник граніт, було рідким і впроваджувалося в тріщини.
Рухомий стан цього матеріалу також доводять уламки бічних порідв граніті.
Гранітна магма була сильно нагрітої. Про це переконливо свідчать глибокізміни в породах, що оточують масиви гранітів. Вони перетворені доневпізнання, перекрісталлізовалісь і перетворилися на метаморфічніпороди (рогівки). Петрографо прийшли до висновку, що гранітна магмазакінчила кристалізацію при температурі близько
600-700 ° С.
Нерідко в масивах гранітів зустрічаються уламки чужорідних порід --ксеноліти. Вони привертають пильну увагу дослідників, тому що даютьможливість заглянути в надра Землі. За ксенолітам можна судити про гірськіпородах, через які пройшла магма й уламки яких захопила із собою.
Особливий інтерес викликають граніти, переповнені закономірно розташованимиксенолітамі. Смугастість гранітів і подовження ксенолітов змінюютьсяпевним чином від місця до місця, визначаючи положення древніх шаруватихтовщ, часто складно вигнутих.; Через граніт як би «просвічують» древні,раніше існували до них гірські породи. Просвічують структури говорятьпро те, що гранітна магма застигала на місці свого утворення, не встигнувшипереміститися в більш високі обрії земної кори.
Але граніти утворюються не тільки з магми. Ще в середині XIX ст. народилисяідеї про немагматіческом походження гранітів. Тепер відомо, щонемагматіческіе граніти широко поширені в найдавніших ділянках земноїкори, складених докембрійськими гнейсами і сланцями. Тут гранітні породитісно переплітаються з метаморфічними, утворюючи складні породи - мігматити.
Збільшення гранітного матеріалу приводить до того, що мігматити стаютьнеяснополосчати-ми і переходять у граніти з розпливчастими залишкамипервинних порід.
Речовина немагматіческого граніту ніколи не було рідким, на його місціперебував сторонній матеріал, який у твердому стані перетворився награніт. Процес перетворення негранітного речовини в граніт називаєтьсягранітізаціей або трансформацією, тому прихильників такого поглядуназивають трансформістамі.
Вони встановили, що характерні мінерали гранітів - калієвий шпат іплагіоклаз, багатий натрієм, - інколи утворюються в пісковиках, сланцях інавіть в таких одноманітних за складом породах, як кварцити. Це на першийпогляд дивне явище - наявність великих правильних кристалів, ніколи нещо утворюються в осадових породах, - пояснюється переробкою їх речовинигазами і розчинами, піднімаються з надр Землі. Гази і розчинипросочили пісковики, сланці та інші негранітние породи і утворили в нихвеликі кристали калієвого шпату і плагіоклазу. Так виникли гірськіпороди, дуже схожі на магматичні граніти.
І все ж немагматіческіе граніти за рядом ознак відрізняються відмагматичних. Спостерігаючи їх взаємини з оточуючими породами, мизауважимо, що вони не впроваджувалися в них і не змінювали їх. У шлиф підмікроскопом видно, що обриси зерен мінералів неправильні, безхарактерних для них контурів. І це зрозуміло, адже гранітізірованние породивиникли у твердому стані, а складові їх мінерали кристалізувалися НЕв певній послідовності, як у магмі, а одночасно.
Як ми бачимо, граніти викликають дуже великий науковий інтерес. Разом зтим вони відіграють чималу роль в житті людини. З гранітами пов'язаніродовища золота, срібла, вольфраму, молібдену, олова та багатьох іншихцінних металів. Останнім часом з'ясувалося, що і сам граніт можевикористовуватися як руда рідкісних елементів. Найтонші спектральні іхімічні аналізи показали, що в гранітах містяться майже всі елементитаблиці Менделєєва. Відомо, що в одному кубічному кілометрі гранітузнаходиться урану 10000 т, ніобію 84 000 т. Ще 20-25 років тому думка провидобутку рідкісних елементів з граніту могла видатися фантастичною. Але внаш час техніка дозволяє виділити з граніту мінерали рідкісних елементів,і тому граніт став комори малорозповсюджених елементів. У Бразиліїз граніту отримують тантал, в Африці ніобій, а в недалекому майбутньому гранітстане звичайною комплексної рудою. З мінералів-домішок будуть отримуватирідкісні елементи, а що залишилися після збагачення польовий шпат і кварц знайдутьшироке застосування як сировина для виготовлення різноманітної кераміки іскла.
Коли магма збагачена газом
При застиганні гранітної магми не відразу виникає кам'яний масив. Спочаткуз країв з'являється тверда оболонка, вона поступово розростається усередину і
«Відтісняє» до середини залишок гранітного розплаву. Міняється при цьому і самрозплав, у ньому стає усе більше газів (адже вони майже не входять досклад викристалізувалися мінералів). Так утворюється легкорухливийрозплав, багатий парами і газами. В одних випадках він залишається на місці ізастигає серед гранітів. В інших випадках розплав залишає масив ізастигає в навколишніх породах у виді жил і лінз. Так із залишковоїгранітної магми утвориться особлива порода - пегматит, що складається головнимчином з польового шпату і кварцу.
Цікаво, що всім пегматитах властиві деякі загальні особливості.
Перш за все, ці породи завжди грубозернисті і навіть гігантозерністие.
Нерідко кристали польового шпату проростають кристалами кварцу клиноподібноїформи, нагадуючи клинопис стародавніх народів. Саме цією особливістюпояснюються інші назви пегматитів - «письмовий», «єврейський» і
«Рунічний» камінь.
Кристали деяких мінералів у пегматитах у довжину нерідко досягаютьдекількох десятків сантиметрів, а іноді і більш метра. Так, у пегматитах
Північній Карелії, що розробляються для витягтиня з них польового шпату яккерамічної сировини, довжина кристалів кварцу досягає 1,5 м. У норвезькихпегматитах були зустрінуті кристали калієвого шпату довжиною до 10 м і масоюблизько 100 т. На початку минулого століття в Ільменських горах на Уралі знайшлинастільки величезний кристал калієвого шпату, що в ньому заклаликаменоломню.
Розмір пегматитові жил, лінз і скупчень неправильної форми набагатоменше гранітних масивів. Лише в деяких випадках, наприклад у басейні р..
Мами в Східному Сибіру, зустрічаються великі масиви в кілька квадратнихкілометрів, що складаються з пегматитів. Але пегматіти тут не «чисті>, а якб просочують граніти і гнейси.
До пегматитах здавна прикута увагу геологів і мінералогії, томущо деякі мінерали та хімічні елементи, дуже рідкісні гості вгранітах, в пегматитах як би «сконцентровані» і можуть утворити багатурудуг Особливий інтерес викликають мінерали з рідкісними землями або радіоактивнимиелементами. Це, наприклад, ортіт, у якому вміст елементів рідкіснихземель досягає 3%. Можна також згадати мінерали берилію, літію та рядуінших елементів, які зазвичай відсутні в гранітах та іншихмагматичних породах. Все це дозволяє вважати пегматіти продуктамизатвердіння не самої магми, а її залишку, збагаченого газами. Про великуролі газів в пегматитові розплаві говорять зустрічаються в пегматитахмінерали, які містять різні леткі речовини. Це фтор-і борсодержащійтурмалін, топаз (до його складу входять неодмінно фтор і вода), слюда (їїобов'язковою складовою частиною є вода) і ряд інших мінералів.
Освіта пегматитові жив відбувалося при температурі 500-700 ° С, тобтотрохи нижче, ніж гранітів.
пегматіти мають виняткову промислову цінність. З них добуваютьслюду, польовий шпат, гірський кришталь, різні коштовні камені і в томучислі смарагд, аквамарин, рубін, сапфір, топаз, аметист і ін Польовий шпатдеяких пегматитів дуже гарний і використовується як камінь виробу. Цетак званий Амазонський камінь, або амазоніт, - блакитно-зеленарізновид калієвого шпату. З давніх пір він отримав заслуженупопулярність в каменерізне справі, а художньо-декоративні вироби зцього справді чудового каменю завжди привертали до себе велику увагу.
Амазоніт в Росії став відомий в 1784 р., коли на Південному Уралі в
Ільменських горах виявили пегматитові жили з зеленим каменем. Мінерал знезвичайно приємної забарвленням швидко завоював симпатії любителівдекоративного каменю і став одним з найважливіших виробних каменів. У
Державному Ермітажі в Ленінграді зберігаються чудові вази,стільниці та інші вироби з уральського амазо-Ніта, зроблені умільцями
Петергофському гранувальної фабрики.
Амазоніт відноситься до малопоширені мінералів. У нашій країніродовища амазоніта, крім Ільменських гір, знайдені на Кольськомупівострові, в Прибайкалля, Казахстані та Середній Азії. До цих пір залишаєтьсязагадкою колір амазоннта. Більше сімдесяти років тому академік В. І.
Вернадський виявив в Амазонії Ільменських гір високу концентраціюрубідію (до 3,12% Rb2O), і з того часу багато вчених вважали, щоприсутність саме цього елементу викликає забарвлення мінералу. Але в останнідесятиліття неодноразово встановлювалося, що рубідій в значнихкількостях зустрічається і в нефарбованих польового шпату. Разом з тим удеяких амазонітах його майже немає. Значить, забарвлення зеленого польового шпатуне обов'язково пов'язана з рубідій.
Потім мінералоги звернули увагу на те, що при прожарюванні блакитно -зелений колір амазонського каменю зникає і мінерал набуваєневиразну білу, світло-жовтий або світло-сірого забарвлення. Потімз'ясувалося, що знебарвленого амазоніту можна повернути колишню забарвленняпід впливом рентгенівських променів.
Мабуть, найближче до розгадки забарвлення варто Б. М. Шма-кін. Вінприпускає, що зелене забарвлення мінералу викликана двома причинами:особливостями будови кристалів і значною кількістю елементів -домішок, перш за все заліза, свинцю, цезію і талію. Справа в тому, щовнутрішню будову амазоніта максимально впорядкована. А це означає, щоіони кремнію, алюмінію, калію і кисню в кристалічній решітцірозташовані самим щільним чином. Коли ж елементи-домішки захопилимісця елементів-«хазяїв» і, відрізняючись від них своїми розмірами, порушилиенергетику кристалів-з'явилася характерна забарвлення амазоніта.
