Общие сведения о магматическом процессе

Выше мы определили магму, как расплавленную огненно-жидкую массу силикатного состава, образующуюся в литосфере. Литосфера – верхняя твердая оболочка Земли, включающая земную кору и жесткую часть верхней мантии. Известно, что температура литосферы возрастает с глубиной, и можно было бы ожидать, что твердая часть литосферы «плавает» на огненно-жидком расплаве. Однако данные геофизики доказывают отсутствие жидкого слоя, подстилающего литосферу. Так, на глубине 100 км, где температура литосферы достигает 1300–1500 ºС, свободно распространяются не только продольные, но и поперечные волны, прохождение которых в жидких средах невозможно. Отсутствие жидкого состояния вещества объясняется нарастанием с глубиной не только температуры, но и давления. Высокое давление повышает температуру плавления пород на несколько сотен градусов и делает возможным нахождение их в твердом состоянии. Но такое состояние вещества очень неустойчиво – малейшее изменение температуры или давления влечет за собой расплавление вещества литосферы. Например, при тектонических движениях земной коры в результате возникновения глубинных разломов происходит резкое падение давления и нарушение термодинамического равновесия. В результате возникают изолированные очаги магмы. Термодинамическое равновесие может нарушаться и по другим причинам, например, вследствие выделения радиационного тепла (энергии радиоактивного распада).

В составе магмы преобладают те же элементы, что и в литосфере, поэтому кислород и кремний занимают там доминирующее место. Они – главные элементы, составляющие минералы группы «силикаты», поэтому магму называют силикатным расплавом. 1–3 % магмы составляют летучие соединения, в основном это – пары воды, а также различные газы (хлористый водород, фтористый водород, углекислый газ, сернистые соединения и т.д.). Эти соединения находятся в растворенном состоянии в магме благодаря огромному давлению. Они уменьшают вязкость и придают значительную подвижность магматическому расплаву, повышают растворимость некоторых соединений и увеличивают тем самым агрессивность магмы по отношению к окружающим породам. Поступая в верхние горизонты литосферы и на поверхность, магма теряет летучие компоненты. Если давление снижается быстро (то есть быстро осуществляется подъем магмы), то летучие вещества бурно выделяются, и происходит вскипание. Оно характерно для магмы насыщенной летучими компонентами. В противном случае вскипания не происходит, магма переполняет кратер и спокойно стекает по склонам вулкана. Излившаяся на поверхность магма, лишенная газов и пара, называется лавой. Характер движения и глубина застывания магмы являются важными показателями магматического процесса. Если основная масса магмы, не достигая поверхности, медленно остывает на большой глубине, то этот процесс называется интрузивным магматизмом. В этом случае образуются разнообразные интрузивные тела (интрузии) – батолиты, штоки, силлы, дайки, некки, лакколиты, лаполиты.