Слайд 2
Образование магматических пород происходит в результате сложного
процесса
затвердевания магмы. Этот процесс сопровождается
изменением состава магмы с
момента ее зарождения до полной и
окончательной кристаллизации. При этом образуются разнообразные
магматические породы, в то время как первичных магм всего четыре
(гранитная, базальтовая, гиперстеновая, перидотитовая).
Большинстве горных пород состоят из нескольких минеральных видов
– полиминеральные, реже из двух - биминеральные, или одного –
мономинеральные.
Совокупность процессов, обуславливающих образование из магмы
разных по минеральному составу горных пород или пород с различным
количественным соотношением одних и тех же минералов, называется
дифференциацией магмы.
Различают дифференциацию:
Докристаллизационную (магматическую);
Кристаллизационную.
Слайд 3
Докристаллизационная (магматическая) дифференциация
Происходит в результате ликвации магмы –
распад магмы на два и более расплава, при кристаллизации
которых образуются различные по составу породы.
Причинами ликвации могут быть: диффузия разных по составу компонентов в результате неравномерного охлаждения; неодинаковая гравитация легких и тяжелых молекул и др. в результате насыщения силикатной магмы тяжелыми сернистыми соединениями.
Протекает при высоких температурах и на большой глубине
Имеет локальное значение (образование сульфидолитов).
Слайд 4
Кристаллизационная дифференциация
Заключается в перемещении и пространственном обособлении образующихся
минералов в процессе охлаждения магмы.
Причины отделения минералов от расплава:
гравитационное осаждение выделившихся кристаллов; перенос конвекционными потоками и др.
Кристаллизационная дифференциация протекает по трем физико-химическим законам:
Закон образования изоморфных минералов (твердых растворов);
Закон образования инконгруэнтных соединений (со скрытой точкой плавления);
Закон эвтектики.
Слайд 5
Закон образования изоморфных минералов
Кристаллизация расплава осуществляется при непрерывном
реакционном взаимодействии ранее выделившихся минералов с расплавом, в результате
которого изменяется состав расплава и твердой фазы.
Чем больше в расплаве тугоплавкого компонента, тем выше температура кристаллизации расплава. Прибавление легкоплавкого компонента снижает температуру кристаллизации расплава.
Температура начала и конца кристаллизации, а также состав первых и последних кристаллов зависит от состава расплава.
Если температура снижается плавно, то состав образующихся кристаллов в конечном итоге будет соответствовать исходному составу расплава.
По этому закону образуются изоморфные ряды плагиоклазов, пироксенов, оливинов и др.
Слайд 7
При скачкообразном снижении температуры образуются зональные
плагиоклазы, центральные
зоны которых будут иметь более основной (Са)
состав, а
внешние зоны – более кислый (Na) состав.
Слайд 8
Закон образования инконгруэнтных соединений
Образуются минералы со скрытой точкой
плавления – данное соединение при нагревании не сразу переходит
в расплавленное состояние, а образует сначала расплав иного состава и другую твердую фазу.
Ранее выделившийся минерал при определенных температурах вступает в реакцию с расплавом и образуется новый минерал. Так как такое взаимодействие возможно только в определенные периоды кристаллизации, процесс является прерывистым.
Объясняет кристаллизацию фемических минералов и их последовательность: Ol→RPx→MPx→Amf→Bt. Каждый последующий минерал образуется как продукт взаимодействия расплава с ранее выделившимся минералом.
По этому закону кристаллизуются также щелочные лейкократовые минералы
Слайд 9
Три варианта кристаллизации расплава:
I. Исходный расплав обогащен форстеритом
(Ol - 80%, SiO2 - 20%).
При охлаждении расплава до
t=1550°С будет образовываться оливин. За это время в расплаве содержание Ol уменьшится до 68%, а SiO2 увеличится до 32%. Такой расплав начнет реагировать с кристаллами Ol с образованием ромбического пироксена до тех пор пока весь расплав не израсходуется. В итоге – агрегат Ol+RPx.
II. Если исходный расплав имеет состав пироксена, то при охлаждении, так же как и выше, сначала образуется Ol. При t=1550°С расплав начнет расплавлять Ol с преобразованием его в пироксен. В итоге – мономинеральный агрегат RPx.
III. Если исходный расплав богаче SiO2, чем RPx, то после преобразования всего Ol в RPx, остается расплав, обогащенный SiO2, из которого при t=1540°С будут образовываться одновременно RPx и кварц – кварцевое габбро.
Слайд 10
По этому же закону кристаллизуются щелочные лейкократовые минералы:
из
щелочных магм образуются сначала фельдшпатоиды, далее в результате
взаимодействия с расплавом – КПШ (SiO2 уходит на образование не кварца, а КПШ).
Слайд 11
Закон эвтектики
Объясняет одновременное образование фемических и салических минералов
из одного расплава; широкое распространение гипидиоморфнозернистых структур.
Небольшая прибавка одного
компонента к другому снижает температуру кристаллизации расплава (температуры кристаллизации силикатных расплавов гораздо ниже температуры кристаллизации отдельных минералов).
Кристаллизация начинается с образования минерала, находящегося в расплаве в избытке.
Расплав постепенно меняет свой состав (содержание в расплаве ранее выделившегося минерала уменьшается). Причем раз выпав в твердую фазу, минерал уже не реагирует с расплавом (либо всплывет, либо опустится). Одновременно в расплаве увеличивается содержание других компонентов и по достижении определенной их концентрации из расплава будут кристаллизоваться сразу несколько компонентов. Причем температура, при которой это будет происходить, будет ниже, чем температура кристаллизации каждого минерала в отдельности – эвтектическая температура.
Слайд 12
Правило Гибса:
F=(K+2)-P,
F – число возможных изменений условий;
K –
число компонентов;
P – число фаз (тв.+жид.).
В сухих условиях:
F=(K+1)-P.
В «а»:
F=(1+1)-2,
F=0;
В «б»: F=(2+1)-2,
F=1;
В «е»: F=(2+1)-3,
F=0 – эвтектический расплав (An - 40%, Di – 60%).
Слайд 13
Реакционные ряды Боуэна и парагенезис минералов
