Магма (от греч. mágma - густая мазь)

расплавленная масса преимущественно силикатного состава, образующаяся в глубинных зонах Земли. Обычно М. представляет собой сложный взаимный раствор соединений большого числа химических элементов, среди которых преобладают кислород, Si, AI, Fe, Mg, Ca, Na и К. Иногда в М. растворено до нескольких процентов летучих компонентов, в основном воды, меньше - окислов углерода, сероводорода, водорода, фтора, хлора и пр. Летучие компоненты при кристаллизации М. на глубине частично входят в состав различных минералов (амфиболов, слюд и прочих). В редких случаях отмечаются магматические расплавы несиликатного состава, например щёлочно-карбонатного (вулканы Восточной Африки) или сульфидного.

В вулканических областях М., достигая земной поверхности, изливается в виде лавы (См. Лава), образует в жерлах вулканов экструзивные тела или выбрасывается с газами в виде раздробленного материала. Последний в смеси с обломками боковых пород и осадочным материалом отлагается в виде разнообразных туфов.

Магматические массы, застывающие на глубине, образуют разнообразные по форме и размерам интрузивные тела - от мелких, представляющих собой выполненные магмой трещины, до огромных массивов, с площадями в горизонтальном сечении до многих тысяч км 2 . При внедрении М. в земную кору или при излиянии её на поверхность Земли образуются Магматические горные породы , которые и дают представление о её составе.

Типы магмы. Изучив распространение различных магматических пород на поверхности Земли и показав преимущественное распространение базальтов и гранитов, советский геолог Ф. Ю. Левинсон-Лессинг предположил, что все известные магматические породы образовались за счёт двух родоначальных М.: основной (базальтовой), богатой Mg, Fe и Ca с содержанием SiO 2 от 40 до 55 весовых % и кислой (гранитной), богатой щелочными металлами, содержащей от 65 до 78% SiO 2 . Английский геолог А. Холмс выдвинул гипотезу о наличии наряду с основной и кислой М. также ультраосновной (перидотитовой) М., исторгаемой непосредственно из подкоровых очагов, содержащей менее 40% SiO 2 обогащенной Mg и Fe. Позднее, когда в конце 20-х годов 20 века было установлено, что вулканы изливают главным образом основную М. (лаву), а кислые породы встречаются только в виде интрузивных образований, американский петролог Н. Боуэн высказал гипотезу о существовании лишь одной родоначальной М. - базальтовой, а образование гранитов объяснял как результат кристаллизационной дифференциации базальтовой М. в процессе её застывания. В конце 50-х годов Н. Боуэн доказал возможность существования гранитной М. В условиях высоких давлений, присутствия воды (2-4%), при температуре около 600 °С.

Первоначально считалось, что М. образует сплошные оболочки в недрах Земли. С помощью геофизических исследований было доказано, что постоянных оболочек жидкой М. нет, что М. периодически образует отдельные очаги в пределах разных по составу и глубинности оболочек Земли.

В начале 70-х годов на основании результатов большого количества экспериментальных работ было сделано предположение, что гранитная М. образуется в земной коре и верхней мантии, а основная М., вероятно, в области астеносферы (См. Астеносфера) вследствие выделения относительно легкоплавкого материала. Кроме гранитной и базальтовой М., допускается существование и других, более редких, местных М., но природа их пока не ясна. Предполагают, что возникновению М. благоприятствует местный подъём температуры (разогрев недр); допускается привнос плавней (воды, щелочей и т.д.) и падение давления.

В СССР, США, Японии, Австралии ведутся интенсивные экспериментальные исследования по изучению условий образования расплавов, близких к М. Большое значение для выяснения природы М. имеют данные геофизических исследований о состоянии земной коры и верхней мантии (в частности, о температурах глубин Земли).

Магматические породы близкого возраста и химического состава, образованные из одного исходного магматического расплава (Комагматические породы), часто распространяются в зонах протяжением в тысячи км. Причём магматические породы каждой такой зоны (или провинции) отличаются повышенным или пониженным содержанием какого-либо окисла (например, Na или К) и характерной металлогенией. На основании этого предполагалось существование магматических бассейнов огромных размеров на протяжении целых геологических эпох в течение десятков миллионов лет. По другим представлениям, причина такой однородности заключается в близости составов исходных пород, а также температур и давлений, при которых происходит выплавка М.

М. разного состава имеют различные физические свойства, которые зависят также от температуры и содержания летучих компонентов. М. базальтового состава отличается пониженной вязкостью, и образуемые ею лавовые потоки очень подвижны. Скорость перемещения таких потоков достигает иногда 30 км/ч. М. кислого состава обычно более вязкая, особенно после потери летучих. В жерлах вулканов она образует экструзивные купола, реже - потоки. Для кислой М., богатой летучими, характерны взрывные извержения с образованием мощных толщ игнимбритов (см. Игнимбрит). В интрузивных условиях, при сохранении летучих, кислая М. более подвижна и может образовывать тонкие дайки. Температура М. колеблется в широких пределах. Определение температуры лав в современных вулканах показало, что она изменяется от 900 - до 1200 °С. По экспериментальным данным, гранитная (эвтектическая) М. сохраняется жидкой примерно до 600 °С.

Эволюция магмы. Попадая в иные условия, чем те, в которых она образовалась, М. может эволюционировать, меняя свой состав. Происходит дифференциация М., при которой за счёт одной М. возникает несколько частных М. Дифференциация М. может происходить до её кристаллизации (магматическая дифференциация) или в процессе кристаллизации (кристаллизационная дифференциация). Магматическая дифференциация может быть результатом ликвации (См. Ликвация) М., то есть распадения её на две несмешивающиеся жидкости, или результатом существования в пределах магматического бассейна разности температур или какого-либо другого физического параметра.

Кристаллизационная дифференциация связана с тем, что выделяющиеся в начальные стадии затвердевания М. минералы по удельному весу отличны от расплава. Это ведёт к всплыванию одной их части (например, кристаллы плагиоклаза в диабазах Кольского полуострова) и опусканию другой (например, оливина и авгита в базальтах Н. Шотландии). В результате в вертикальном разрезе магматические тела образуются породы различного состава. Возможно изменение состава М. при отжимании остаточной жидкости от выделившихся кристаллов и в результате взаимодействия М. с вмещающими породами.

Первоначально предполагалось, что магматическая дифференциация и взаимодействие с вмещающими породами (ассимиляция, контаминация) ведут к разнообразию М. Теперь этими процессами чаще объясняют детали строения отдельных массивов магматических пород, полосчатое строение интрузивных тел, различия в составе лав, одновременно изливающихся из вулкана на разных гипсометрических уровнях, и смену составов лав, изливающихся из вулкана.

Для определения хода эволюции М. важное значение имеет последовательность выделения минералов при кристаллизации М. Немецким петрографом К. Г. Розенбуш ем и американским петрографом Н. Боуэном была разработана схема, согласно которой при кристаллизации М. в первую очередь всегда выделяются редкие (акцессорные) минералы, затем магнезиально-железистые силикаты и основные плагиоклазы, далее следуют роговая обманка и средние плагиоклазы, а в конце процесса образуются биотит, щелочные полевые шпаты и кварц. В основных М. тот же закон определяет обычное выпадение в первую очередь Оливин а, позже пироксенов и лишь в конце - амфиболов и слюды. Однако универсальной последовательности кристаллизации М. не существует. Это согласуется с представлениями о М. как сложном растворе, где выпадение твёрдых фаз определяется законом действующих масс и растворимостью компонентов. Поэтому в М., богатой алюмосиликатными и щелочными компонентами, полевые шпаты выделяются раньше темноцветных минералов (в гранитах). В сильно пересыщенных кремнезёмом породах нередко первым выделяется кварц (кварцевые порфиры). Даже в М. одного состава порядок кристаллизации меняется в зависимости от содержания в них летучих компонентов.

Полезные ископаемые, связанные с магмой. М. является носителем многих полезных компонентов, которые в процессе её кристаллизации концентрируются в отдельных участках, создавая эндогенные месторождения. Некоторые рудные минералы (минералы Сг, Ti, Ni, Pt), а также апатит обосабливаются в процессе кристаллизации М. и образуют магматические месторождения в расслоённых комплексах. Полагают, что на последних стадиях формирования интрузивов (послемагматическая стадия) за счёт летучих компонентов, содержащихся в М., формируются гидротермальные, грейзеновые, скарновые и другие месторождения цветных, редких и драгоценных металлов, а также некоторые месторождения железа.

Устанавливается связь главных концентраций руд редких щелочных металлов, бора, бериллия, редких земель, вольфрама и других редких элементов с производными гранитной М., руд халькофильных элементов - с базальтовой магмой, а хрома, алмазов и пр. - с ультраосновной М. См. Магматические месторождения .

Лит.: Заварицкий А. Н., Изверженные горные породы, М., 1955; Левинсон-Лессинг Ф. Ю., Петрография, 5 изд., М. - Л., 1940; Ритман А., Вулканы и их деятельность, пер. с нем., М., 1964; Йодер Г.-С., Тилли К.-Э., Происхождение базальтовых магм, перевод с английского, М., 1965; Менерт К., Магматиты и происхождение гранитов, [перевод с английского, ч. 1], М., 1971; Бейли Б., Введение в петрологию, перевод с английского, М., 1972.

Ф. К. Шипулин.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Магма" в других словарях:

- (греч., от massein валять). В медицине: вообще всякая отжатая масса, а также остатки или осадок от отжатого вещества. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. МАГМА греч., от massein, валять. В медицине:… … Словарь иностранных слов русского языка

- (от греч. magma густая мазь) расплавленная масса преимущественно силикатного состава, образующаяся в глубинных зонах Земли. При внедрении магмы в земную кору или при ее излиянии на поверхность Земли формируются магматические горные породы. Магма… … Большой Энциклопедический словарь

МАГМА, расплавленная горная порода, находящаяся под поверхностью Земли, которая, затвердевая, образует МАГМАТИЧЕСКИЕ ПОРОДЫ. Ниже поверхности земной коры охлаждение происходит медленно, и по мере того, как горная порода затвердевает, образуются… … Научно-технический энциклопедический словарь

- [μαγμα (μагма) тесто, густая мазь] расплавленная огненно жидкая масса (чаще силикатная, хотя может быть сульфидной и др.), возникающая в земной коре или верхней мантии и дающая при застывании магм. г. п. М. может… … Геологическая энциклопедия

Лава, расплав Словарь русских синонимов. магма сущ., кол во синонимов: 7 гипомагма (1) ин … Словарь синонимов

- (от греческого magma густая мазь), расплавленная огненно жидкая масса преимущественно силикатного состава, формирующаяся в земной коре или верхней мантии и образующая при застывании на глубине или при излиянии на земную поверхность магматические… … Современная энциклопедия

Вязкий расплав сложного силикатного состава, обогащенный парами воды и различными газами, образующийся в глубинных зонах земли … Геологические термины

Лава у разных вулканов различна. Она отличается по составу, цвету, температуре, примесям и т. п.

Карбонатная лава

Наполовину состоит из карбонатов натрия и калия. Это самая холодная и жидкая лава на земле, она течёт по земле словно вода. Температура карбонатной лавы всего 510-600 °C. Цвет горячей лавы - чёрный или тёмно-коричневый, однако по мере остывания становится светлее, а спустя несколько месяцев становится почти белым. Застывшие карбонатные лавы - мягкие и ломкие, легко растворяются в воде. Карбонатная лава течёт только из вулкана Олдоиньо-Ленгаи в Танзании.

Кремниевая лава

Кремниевая лава наиболее характерна для вулканов Тихоокеанского огненного кольца. Такая лава обычно очень вязкая и иногда застывает в жерле вулкана ещё до окончания извержения, тем самым прекращая его. Закупоренный пробкой вулкан может немного вздуться, а затем извержение возобновляется, как правило сильнейшим взрывом. Цвет горячей лавы - тёмный или чёрно-красный. Застывшие кремниевые лавы могут образовать вулканическое стекло чёрного цвета. Подобное стекло получается, когда расплав быстро остывает, не успевая кристаллизоваться.

Базальтовая лава

Основной тип лавы, извергаемый из мантии, характерен для океанических щитовых вулканов. Наполовину состоит из диоксида кремния, наполовину - из оксида алюминия, железа, магния и других металлов. Для базальтовых лавовых потоков характерны малая толщина (первые метры) и большая протяжённость (десятки километров). Цвет горячей лавы - жёлтый или жёлто-красный.

Магма - представляет собой при­родный, чаще всего силикатный, раскаленный, жидкий расплав, воз­никающий в земной коре или в верхней мантии, на больших глубинах, и при остывании формирующий магматические горные породы. Излившаяся магма - это лава.

Разновидности магмы

Базальтовая (основная) магма, по-видимому, имеет боль­шее распространение. В ней содержится около 50 % кремнезёма, в значительном количестве присутствуют алюминий, каль­ций, железо и магний, в меньшем -натрий, калий, титан и фосфор. По химическому составу базальтовые магмы подразделяются на толеитовую (перенасыщенна кремнезёмом) и щёлочно-базальтовую (оливин-базальтовую) магму (недонасыщенную кремнезёмом, но обогащённую щелочами).

Гранитная (риолитовая, кислая) магма содержит 60-65 % кремнезёма, она имеет меньшую плотность, более вязкая, ме­нее подвижная, в большей степени чем базальтовая магма на­сыщена газами.

В зависимости от харак­тера движения магмы и места её застывания, различают два типа магматизма: интрузивный и эффузивный . В первом случае магма остывает и кристаллизуется на глубине, в недрах Земли, во втором - на земной поверхности или в приповерхностных условиях (до 5 км).

11.Магматические горные породы

Названия «магма» и «лава» связаны с процессами, происходящими внутри земного шара и на его поверхности. Рассмотрим, какие вещества обозначаются этими словами и чем отличается магма от лавы.

Определение

Земля внутри раскалена. В результате этого породы, содержащиеся в ее недрах, находятся в жидком, расплавленном состоянии. Такая насыщенная огненная масса называется магмой. Исследования состава магмы показали, что она несет в себе большинство химических элементов, включая кремний, алюминий, титан, магний. В ней содержатся летучие вещества (водород, оксиды углерода, фтор и другие), а также пары воды.

Магма по весу меньше, чем оболочка, в которую она заключена. Возникающее давление заставляет расплав постоянно двигаться и искать выход. Он не всегда доходит до поверхности Земли и в какой-то момент начинает остывать, становится твердым, кристаллизуется. При этом формируются магматические породы.

Иногда мощный напор магмы прорывает твердые слои, и она бурно выбрасывается через образовавшиеся разломы. Излившаяся масса растекается по земной поверхности раскаленной рекой, смертельно опасной для всего живого. Это явление называется извержением вулкана.

С точки зрения понятий, магма в момент выхода из вулканического кратера превращается в лаву.

Сравнение

Итак, формально отличие магмы от лавы заключается в их местонахождении. Первая существует вне нашего поля зрения, в земных глубинах; вторая – находится на виду, стекая вниз по склонам вулканов. Однако есть и другие отличительные признаки.

Главный из них – состав того и другого расплава. Извержение всегда сопровождается выбросом из жерла вулкана разгоряченного газа, пепла, клубов пара. Эта составляющая магмы движется впереди остальной поднимающейся массы. Столкнувшись с атмосферой, газы улетучиваются, и лава продолжает перемещаться уже без них.

Другие моменты, указывающие на то, в чем разница между магмой и лавой, связаны с их температурой и вязкостью. Так, магма перед выходом наружу более накалена, а ее превращение в лаву сопровождается понижением температуры. Кроме того, лава обладает большей вязкостью.

Кстати, что такое магма? Мы узнали, что магма – это море расплавленных пород, найденное в мантии. Этот перегретый расплав горячее или холоднее в зависимости от его местоположения и активности циркулирующих мантийных потоков.

Для измерения температуры лавы на расстоянии геологи используют пирометры. Пирометр – это оптическое устройство, которое позволяет проводить измерения температуры не рискуя. Только что изверженные магмы имеют температуру 1000-1200°С. Когда магма достигает поверхности, она остывает. Охлажденная лава становится более вязкой и менее подвижной, однако она не становится слишком густой. Лавы, которые едва движутся, имеют температуру 800°С.

Температура играет большую роль в вязкости магмы. Представьте себе тесто или патоку – чем они горячее, тем более текучие. Тепло возбуждает атомы и добавляет энергию.

В случае магмы большим фактором является также содержание кремния. Основу кристаллической структуры минералов-силикатов составляют кремнекислородные тетраэдры. Они сцеплены друг с другом общими атомами кислорода. Однако молекулы силикатов в горячей магме образуют непрочные цепи, слои и большие матрицы. Когда эти связанные силикатные молекулы становятся больше, магма становится все более и более вязкой и не хочет течь. Количество тетраэдрных связей, которое может быть организовано в сцепленные молекулярные группы, зависит от количества кремния, содержащегося в магме. При простом добавлении кремния магма становится твердой, когда остывает.

В некоторых участках земной коры температура, зарегистрированная в местах отбора образцов, выше, чем в других участках. Это говорит геологам о том, что мощность коры меняется и в некоторых районах вулканическая активность выше, чем в других. В вулканически активных районах, подобных Гавайям, на глубине 40 км были зарегистрированы температуры выше 1000°С, в то время, как в более стабильных областях температура на той же глубине всего лишь 500°С. После того как магма вытекает из глубин мантии на поверхность земной коры, ее называют лавой.

Магматические камеры – это очаги расплавленных пород, сформированные в литосфере. Эти очаги, вероятно, были сформированы в результате того, что вмещающие породы были сдвинуты вниз в процессе взаимодействия плит и расплавлены. Внешние контуры магматических камер были выявлены путем регистрации сейсмических волн от землетрясений в районах активных вулканов. На основе этих показаний могут быть вычислены глубина, размер и общая форма магматических камер.

Когда геологи изучили структуру быстроохлажденной магмы, они обнаружили, что она приобрела две различные формы: тонкокристаллическая порода или стекловатая порода без видимых кристаллов. Это магма, активно выброшенная из вулканов во время извержений.

Некоторые магмы очень жидкие и выпадают в виде дождя из мельчайших огненно-раскаленных капель, которые быстро остывают и превращаются в пепел. Некоторые магмы смешиваются с подземными водами и порождают перегретый пар и наземные грязевые потоки.

Лава, которая медленно выдавливается по каплям, вся в пузырях и шариках, подобно медленно движущейся патоке, имеет иную структуру. Так как медленно текущие подземные лавовые потоки и озера имеют более длительный путь подъема к поверхности, у них есть время, чтобы образовались кристаллы. Чем дольше лава охлаждается, тем более сложные и большего размера кристаллы могут расти без перерыва.

Вулканы – неукротимая стихия, способная уничтожить целые поселения, превратить в пепел леса и сельскохозяйственные угодья, а в некоторых случаях оказать глобальное влияние на климат планеты и привести к вулканической зиме.


При всей своей мощи и силе эти гиганты не могли бы оказывать своего разрушительного воздействия, если бы в их подземных резервуарах не скрывалась раскаленная магма. Именно она способствует извержениям и изливается из кратеров во время . Что же такое магма? Откуда она берется и из чего состоит?

Что такое магма?

Понятие «магма» попало в русскую речь из древнегреческого языка. Словом μάγμα греки называли густую грязь или месиво, появляющееся на дороге после дождей. Сегодня под этим термином понимают расплавленную силикатную породу, которая в большом количестве скрывается в земной коре или в верхней части мантии.

Располагаясь на больших глубинах, при поднятии на поверхность она застывает и превращается в магматические горные породы, такие как базальты, андезиты, дациты.

Из чего состоит магма?

В составе магмы содержится практически вся таблица Менделеева. Расплав включает в себя железо, магний, титан, натрий, алюминий, всевозможные летучие компоненты, а также воду в парообразном состоянии.


В большинстве случаев магма имеет силикатный состав, но в некоторых вулканах встречаются сульфидные или щелочно-карбонатные расплавы, отличающиеся необычным цветом и высокой скоростью движения. Например, магма африканского вулкана Ол-Доиньо-Ленгаи вообще не содержит силикатов, благодаря чему считается самой холодной на Земле и имеет не черный, а красный цвет.

Какие виды магмы бывают?

В зависимости от преобладания тех или иных элементов в составе магма подразделяется на базальтовую и гранитную. Первая, наиболее распространенная, содержит порядка 50 % кремнезема и при застывании формирует земную или океаническую кору. В составе гранитной магмы кремнезем занимает от 60 до 65 %, в силу чего такие расплавы имеют более высокую вязкость и меньшую подвижность.


По характеру движения и застывания магма делится на интрузивную, застывающую в недрах Земли, и эффузивную, которая остывает и кристаллизуется на поверхности или на небольших глубинах (не более 5 км).

Как магма вызывает извержения вулканов?

Извержения вулканов напрямую связаны с магмой, находящейся в подземных резервуарах под их основанием. В связи с тектоническими процессами в недрах Земли (движением плит, землетрясениями) она попадает в эти резервуары и полностью их наполняет.

Когда подземные камеры уже не в силах вместить новые порции расплавов, магма вырывается на поверхность через вулканические каналы. Поскольку такие процессы цикличны, ученые научились предсказывать извержения некоторых вулканов.

Иногда извержения связаны с процессами, происходящими внутри магматического очага. Если температура в нем начинает снижаться, то магма кристаллизуется и опускается на дно. При погружении она вытесняет в верхнюю часть более легкие элементы, которые оказывают давление на «крышку» подземной камеры и со временем срывают ее. В итоге начинается извержение.

В некоторых случаях магма не погружается, а смешивается с другими породами, но результат оказывается таким же – высокое давление в резервуаре приводит к прорыву его верхней части и излиянию магмы через вулканическое жерло.

Чем магма отличается от лавы?

Лава – один из важнейших эруптивных продуктов, выделяемых при извержении вулкана. По своей сути она и есть магма, выброшенная на поверхности земли. Как и магматические расплавы, содержащиеся под землей, она имеет силикатный состав, а при застывании образует горные породы.


Различия между магмой и лавой заключаются только в том, что в лаве нет газов, поскольку при выходе на поверхность они улетучиваются в атмосферу.