Изучение внутреннего строения интрузивных и экструзивных тел магматических пород зависит от его формы, от способа образования и от всех тех процессов, которым подвергалось данное тело после его образования.
Внутреннее строение экструзивных тел изучать проще, особенно, если это тела молодых и современных вулканических пород. Уже давно было замечено, что любой поток, покров и т.д. не является вполне однородным телом. Неоднородность его проявляется: 1) в существовании закаленных (менее раскристаллизованных) частей потока, покрова и т.д.; 2) в существовании пузыристой или миндалекаменной зон в верхней части потока; 3) в наблюдающейся флюидальности или иных первичных текстурах течения и 4) в существовании отдельности в горной породе, то есть определенной системы явных и скрытых трещин, возникающих в результате сокращения объема любого тела магматической породы при охлаждении.
Существование закаленных краевых частей не нуждается в пояснении. Понятна и пористая корка в верхней части потока. Конечно, поры бывают и во всей массе потока, но поскольку газовые пузырьки в лаве перемещаются вверх, то верхние части потока обогащаются ими. Некоторые пузырьки имеют трубчатую форму и разветвляются всегда вниз, к почве потока.
Первичные текстуры течения проявляются как в стекле (флюидальность), так и в кристаллических породах, в которых они возникают как результат движения в момент одновременного сосуществования жидкого расплава и уже выделившихся из него кристаллов. При движении кристаллы приобретают определенную ориентировку.
Отдельностьвозникает при остывании уже твердой массы магматической породы. Расположение трещин первичной отдельности зависит от формы тела и поэтому изучение отдельности помогает понять как форму тела, так и его залегание. Трещины отдельности располагаются, главным образом, перпендикулярно главной поверхности охлаждения, перпендикулярно направлению наибольшего стяжения. Если, например, существует горизонтально лежащий покров (поток), то главная поверхность охлаждения горизонтальна. Объем сокращается больше в горизонтальном направлении и при равномерном распределении трещин отдельности (в однородных крупных потоках) вся масса горной породы разобьется на вертикально стоящие столбы (столбчатая отдельность). На окончании потоков столбы часто располагаются веерообразно.
В вертикальных дайках также может быть столбчатая отдельность, но столбы будут располагаться уже горизонтально. Если дайка не совсем вертикальна, то по положению столбов можно определить элементы ее залегания.
Если экструзивное тело имеет более или менее изометричное строение, развиваются не только вертикальные, но и горизонтальные трещины отдельности. Возникает параллелипипидальная отдельность. Она может переходить в шаровую или концентрически-скорлуповатую. При выветривании такая отдельность проявляется сильнее.
Внутреннее строение интрузивных тел выяснить труднее. Первичными структурными элементами интрузивных тел являются: 1) текстуры течения и 2) трещины первичной отдельности.
Первичные структурные элементы возникают до отвердевания интрузии (текстуры течения) или до остывания (отдельность), но бывают и вторичные структурные элементы, которые возникают после полного остывания в результате воздействия внешних тектонических сил. Первичные текстуры течения бывают: линейными и плоскостными.
1. Линейная ориентированность игольчатых кристаллов (линии течения, линии максимального вытягивания) происходит в момент формирования интрузии, когда масса интрузии имела кашеобразное состояние. Ориентируются не только игольчатые кристаллы, но и сгустки, шлиры и т.д.
2. Плоскостные текстуры течения (полосчатость) представляют как бы слои течения, располагающиеся обычно параллельно плоским контактам интрузивного тела. В некоторых интрузивных телах полосчатость исключительно развита (псевдостратификация интрузии).
Практическое значение первичных текстур течения заключается в том, что эти структурные элементы позволяют определить угол падения контакта интрузии с вмещающими породами и выяснить пространственную конфигурацию интрузивного тела.
Расположение трещин первичной отдельности в интрузивном теле тоже зависит от формы тела. Поскольку в интрузивных телах сокращение объема часто происходит больше в вертикальном направлении, то сильно развиты бывают пологие и горизонтальные трещины. Поэтому в интрузиях часто возникает плитообразная или пластообразная отдельность.
Наиболее распространена в интрузивных телах параллелипипедальная отдельность, которая при выветривании проявляется сильнее. Иногда при выветривании углы параллелепипедов сглаживаются, и отдельность становится матрацевидной.
Расположение трещин отдельности закономерно по отношению к контактам и элементам течения в интрузии. Различают три главных системы трещин первичной отдельности. Вертикальные, продольные по отношению к линиям течения, трещины получили название «трещин S», горизонтальные, также продольные трещины называются «трещинами L», а секущие, поперечные по отношению к линиям течения и обычно открытые трещины (трещины растяжения) обозначают как «трещины Q». Гранит легче всего колется по направлению L , несколько труднее по S и очень плохо поперек линий течения, параллельно Q. При плитообразной отдельности наиболее развиты трещины L.
Обычно в интрузивном массиве наблюдаются еще и диагональные трещины, являющиеся уже вторичной отдельностью, трещинами скалывания при сжатии (трещины Мора).
Выявление главных трещин отдельности при геологическом картировании производится статистическим путем с построением диаграммы трещин. Изучение расположения трещин важно не только для выяснения внутреннего строения интрузии, но и для выявления структуры рудных полей, так как к таким трещинам часто приурочены рудные жилы.
Внутренняя структура интрузии изучается не только в поле, но и методом «микроструктурного анализа», о котором будет подробнее сказано при рассмотрении деформированных метаморфических пород.
Лекция 8. СТРУКТУРЫ И ТЕКСТУРЫ МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД
Строение магматических пород, их структуры и текстуры несут много существенной информации об условиях образования.
Структура – внутренне строение горной породы, которое определяется формой, абсолютными и относительными размерами, взаимными отношениями зерен главных минералов и степенью кристалличности вещества.
Текстура – сложение горной породы, которое определяется распределением и расположением зерен главных минералов в пространстве.
Рассмотрим несколько примеров. Предположим, что две магматические породы состоят из одних и тех же главных минералов – пироксена и плагиоклаза. В одной эти минералы находятся в изометрических зернах, в другой – плагиоклаз образует удлиненные призматические зерна, а пироксен находится в неправильных зернах и заполняет промежутки между частицами плагиоклаза. Очевидно, что эти две породы отличаются друг от друга структурой. Различные структуры будут также, если одна порода состоит из приблизительно одинаковых по величине зерен, а в другой на фоне мелкозернистой массы выделяются крупные зерна. С другой стороны, может быть, что обе горные породы одинакового минерального состава сложены приблизительно одинаковыми по размерам и форме призматическими зернами, но в одной эти зерна расположены беспорядочно, а в другой они ориентированы в одном направлении. В этом случае мы имеем дело с различными текстурами. Различие в текстуре будет и в том случае, когда в одной породе зерна всех минералов распределяются равномерно, а в другой – какой-либо минерал образует скопления, полоски и т.п.
При этом необходимо иметь в виду, что применительно к магматическим породам, резкую границу между понятиями структура и текстура не всегда можно провести. Например, если порода состоит только из таблитчатых или призматических зерен, то они неизбежно будут ориентированы в одном направлении. В противном случае между ними существовали бы промежутки, чего в магматических породах быть не может, так как это почти всегда компактные образования.
В настоящее время понятие «структура» и «текстура» четко различаются. Но необходимо иметь в виду, что в англоязычной литературе структура обозначается термином «texture», а текстурные особенности – термином «structure».