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

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.

Сколько раз я видел в кино ужасные сцены извержения вулкана: почерневшее небо, пепел, камнепады, потоки лавы. Но что становится причиной столь страшного явления? Оказывается, это магма, а что это такое, я расскажу ниже.

Что из себя представляет магма

Наша планета, как известно, не твердая целиком, а напоминает яйцо, где тонкая «скорлупа» - кора - покрывает вязкий слой мантии. Она очень горячая - до нескольких тысяч градусов, но температура на разных глубинах различается. У ядра она достигает максимума, а, по мере приближения к верхним слоям, уменьшается. По этой причине в веществе наблюдается постоянное перемешивание масс: холодные опускаются, а горячие устремляются вверх. Достигая нижней части «скорлупы» - одной из литосферных плит, массы некоторое время движутся горизонтально, увлекая за собой саму плиту. Сталкиваясь между собой, плиты наползают одна на другую, и кромка одной из них оказывается погруженной в мантию. Породы начинают плавиться, и тогда образуется густая масса - магма, которая содержит:

• расплавленные породы;
• газы;
• воду.

Плотность ее гораздо меньше, поэтому она поднимается к поверхности, заполняя естественные резервуары коры - магматические очаги.

Такие места образуются вдоль линии соприкосновения плит, и по мере увеличения объема, вещество стремится вырваться через трещины. Когда магма находит слабое место, то прорывает его и вырывается на поверхность. Это явление называется извержением вулкана.

Почему извергается вулкан

Наука называет это процессом дегазации магмы. Например, если хорошенько взболтать бутылку газировки, то мощная струя может сорвать неплотно закрытую пробку. То же самое происходит с магмой, которая находится под огромным давлением и, попав на слабое место, просто «вышибает пробку» в вулкане.

Поднимаясь вверх по жерлу вулкана, она постепенно теряет воду и газы, превращаясь в лаву. Как только давление падает, извержение прекращается, а место выхода - жерло - закрывается застывшими остатками лавы. Со временем магма вновь накопится, и тогда процесс извержения повторится.

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.

«Месиво, или густая мазь» (по-гречески), она представляет собой жидкую расплавленную раскаленную породу силикатной природы. Вот что такое магма. Она возникает в земной коре, в верхней мантии, на большой глубине. А при своем остывании образует характерные горные породы.

Что такое магма? Определение в словарях

В различных источниках слово «магма» толкуется как масса расплавленной породы, находящаяся под твердой землей. Указывают также на ее силикатный состав и способность формировать магматические горные породы.

Происхождение

Дело в том, что внутри земной шар раскален. Жар плавит земные породы, которые в результате находятся внутри в жидком состоянии. Что такое магма? Это жидкий камень, заключенный в более твердую окружающую его оболочку. Она по весу значительно легче этой оболочки. Поэтому и поднимается наверх под возникающим давлением. Иногда магма не извергается наружу, постепенно остывая где-то глубоко под землей и затвердевая. Так в течение тысячелетий образуются горы. Иногда твердые и более холодные породы не могут противостоять высокому давлению магмы изнутри. Возникают разломы, через которые магма вырывается, изливается наружу. Она, находясь все еще в жидком состоянии, растекается по земле.

Что происходит потом

Что такое магма, вышедшая на поверхность земли? Ее называют лавой. После того как магма изверглась наружу, она сразу же начинает остывать, взаимодействуя с внешней средой и окружающей атмосферой. Это происходит довольно быстро. Некоторые вещества, входящие в ее состав, затвердевают быстрее других, образуя кристаллы. Эти кристаллы как бы плавают в жидкой породе. А самые большие из них образуют горы лавы. Все эти горы составляются из многочисленных кристаллов, внедренных в базальт. Они называются порфирными.

Химический состав

Что такое магма с точки зрения науки химии? В этой жидкой породе содержатся многие химические элементы. Среди них магний, натрий, железо, калий. А также - летучие компоненты: хлор, фтор, водород и другие. И такая составляющая, как парообразная вода. По мере выхода на поверхность летучие элементы (их количество) сокращаются, происходит процесс дегазации.

Классификация

• Базальтовая (основная). Содержит кремнезем (до 50%), в большом количестве магний, железо, алюминий, кальций. В меньшем объеме - титан и фосфор, калий и натрий.
• Гранитная (кислая, риолитовая). Содержит кремнезем (до 65%). Она более насыщена газами, имеет меньшую плотность, чем базальтовая.
• По характеру продвижения и способу застывания различают несколько типов магматизма. Интрузивный тип - магма застывает, кристаллизируется глубоко в недрах, не выходя на поверхность. Эффузивный тип - магма извергается на поверхность и застывает уже там.

Процесс затвердевания

Расплав магмы состоит из жидкостей, газов, твердых кристаллов, находящихся в некоем равновесном состоянии. Под воздействием окружающей среды объем магмы склонен эволюционировать. Одни кристаллы минералов расплавляются, другие - вновь возникают.

Что значит магма? Это довольно сложный раствор, в котором выпадение твердых кристаллов подчиняется физическим и химическим законам. Но даже в одной и той же магме состав иногда меняется под действием температур и давления.

Скорость потока изливающейся магмы иногда достигает 30 км/ч, температура - до 1250 градусов. В жидком виде магма сохраняется до температуры примерно 600 градусов, а потом начинает отвердевать.

При этом полезные ископаемые кристаллизируются и концентрируются на отдельных участках продвижения, образуя эндогенные месторождения железа, цветных и драгоценных металлов, алмазов. Эти магматические образования возникают в расслоенных комплексах породы.

Что такое магма и лава?

Как уже было сказано, лава - это извергнувшаяся магма, состоящая из вязкого расплава горных пород, преимущественно силикатных. Главное отличие первой от второй - в лаве нет газов, которые улетучиваются при выходе «жидкого камня». Лава имеет тенденцию со временем остывать и застывать, прекращая свое продвижение. В результате образуются лавовые породы: горы и даже плато. У разных вулканов лава различается по составу, температуре, другим признакам. К примеру, карбонатные лавы ломкие, мягкие, легко поддаются растворению в воде.

Извержения вулканов

Нам только кажется, что Земля внутри тверда и неподвижна. На самом деле глубоко внутри постоянно происходит движение расплавленных веществ - магмы. Она ищет выход на поверхность через всевозможные трещины и канальцы, что возникают в коре Земли. Так возникают вулканы - нашедшая выход магма извергается наружу, сметая все на своем пути. Из самых известных извержений (зарегистрированных наукой) можно отметить выброс магмы на острове Кракатау в 1883г. В результате остров был полностью разрушен. Извержение унесло более 200 тысяч человеческих жизней!

Актуально