Rodzaje magmy
Magma to gorąca (od \( {650}{^o} \) C – \( {1250}{^o} \) C), ruchliwa materia złożona z fazy ciekłej, stałej i gazowej występujących w różnych proporcjach. Głównymi składnikami magmy są pierwiastki: \( Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, Mn, K \) występujące w związkach chemicznych ( Tabela 1 ). Fazę stałą tworzą kryształy krzemianów, glinokrzemianów i tlenków, które wykrystalizowały w wysokich temperaturach.
związek chemiczny | \( SiO_2 \) | \( Al_2O_3 \) | \( MgO \) | \( CaO \) | \( FeO \) | \( Fe_2O_3 \) | \( Na_2O \) | \( K_2O \)
|
\( \% \) | 35-75 | 9-29 | 0,1-20 | 0,6-14 | 0,7-10 | 1-9 | 1,5-9 | 0,5-7 |
Faza lotna składa się z: \( H_2O \), \( N_2 \), \( O_2 \), \( CO \), \( CO_2 \), \( NH_3 \), \( H_2 \), \( SO_2 \), \( SO \) i innych gazów.
Ze względu na genezę wyróżniamy dwa rodzaje magmy:
- magmy pierwotne (macierzyste),
- magmy wtórne (pochodne).
Magmy pierwotne pochodzą z obszaru źródłowego zlokalizowanego w zewnętrznej części płaszcza Ziemi lub głębokich strefach skorupy ziemskiej.
Magmy wtórne powstają w skorupie ziemskiej w wyniku dyferencjacji magmy pierwotnej. Magmy wtórne są z reguły kwaśne (granitoidowe), ponieważ są wzbogacone w krzemionkę i alkalia kosztem \( Ca, Mg, Fe \) [1], [2], [3].
Powstanie magm wymaga wysokiej temperatury (od \( {650}{^o} \) C do \( {1000}{^o} \) C). Wysokość temperatury skorelowana jest z głębokością (stopień geotermiczny) (zob. Ciepło Ziemi ), bliskością pióropuszy płaszcza (zob. Pióropusze płaszcza i plamy gorąca ), czy wcześniej powstałych ognisk magmowych. Wiele czynników wpływa na temperaturę topienia skał, czyli powstania magmy: ciśnienie (jeśli wzrasta, to rośnie także temperatura topnienia), zawartość gazów, a zwłaszcza pary wodnej, która pod ciśnieniem obniża topienie minerałów.
Powstanie magm zasadowych (ubogich w krzemionkę), zwanych gabrowymi lub płaszczowymi ( Rys. 1 ), wiąże się z częściowym wytapianiem skał ultramaficznych górnego płaszcza. Obszary wytapiania płaszczowego występują pod granicami dywergentnymi płyt oraz pod plamami gorąca.
Magmy obojętne, zwane diorytowymi, generowane są przez częściowe wytapianie się skał subdukowanej skorupy oceanicznej, która ulega pogrążaniu w strefy płaszczowe Ziemi ( Rys. 1 ). Główną masę skał macierzystych stanowią skały cokołu skorupy oceanicznej, czyli skały zasadowe i obojętne, które nadłożone są z reguły cienką, bogatą w krzemionkę serią osadową. Magmy obojętne mogą też powstawać w wyniku dyferencjacji magm zasadowych.
Magmy kwaśne (bogate w krzemionkę), zwane granitoidowymi, pochodzą z częściowego topienia skał bogatych w krzemionkę, jakie są składnikiem skorupy kontynentalnej ( Rys. 1 ). Proces ten odbywa się w częściach korzeniowych skorupy kontynentalnej, zwłaszcza grubych bloków kontynentalnych, które znajdują się w warunkach podwyższonych temperatur. Część magm kwaśnych powstaje również w procesie dyferencjacji magm obojętnych przez wzbogacanie stopu w krzemionkę.
Powstały w ognisku magmowym stop glinokrzemianowy migruje ku górze i gromadzi się lokalnie, w miejscach nazywanych komorami magmowymi. Komory magmowe mają różne rozmiary i występują na głębokościach do 250 km. W komorze magmowej dochodzi do całkowitej lub częściowej krystalizacji stopu. Niewykrystalizowana magma podlega przemieszczaniu, tzw. intrudowaniu, w obręb skalnej powłoki litosferycznej (zob. Intruzje magmowe ). Intrudowanie związane jest z iniekcyjnym ruchem wznoszącym ku strefom o niższym ciśnieniu, czyli ku powierzchni Ziemi. Część magm osiąga powierzchnię Ziemi i ulega transformacji w lawę (zob. Lawa ), cześć zastyga w obrębie przypowierzchniowych struktur ziemskich, dając magmowe ciała intruzywne [2], [4].
Bibliografia
1. S. Chernicoff, R. Venkatakrishnan: Geology, Worth Publishers, New York 1995.2. A. Manecki, M. Muszyński: Przewodnik do petrografii, AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2008.
3. D. H. Carlson, C. C. Plummer, L. Hammersley: Physical Geology: Earth Revealed, McGraw-Hill, New York 2011.
4. A. R. Philpotts, J. J. Ague: Principles of Igneous and Metamorphic Petrology, Cambridge University Press, Cambridge 2009.