Формы залегания интрузивных пород

Главными факторами, определяющими форму интрузивного тела, являются: механизм внедрения магмы и соотношение его с движениями рамы массива, физические свойства магмы (в основном вязкость).

Проблема пространства, т.е. вопрос о том, как размещается магма в плотной земной коре и что происходит с породами, место которых она занимает, до сих пор не решена.

В зависимости от того, был ли процесс внедрения однократным или магма поступала несколько раз, различают простые и сложные интрузивные тела. Если при повторных внедрениях состав магмы меняется, интрузивное тело будет представлено комплексом различных пород. Последний в пределах одного тела может возникнуть также в результате дифференциации магмы, внедрившейся в течение одного акта. Такие тела принято называть дифференцированными.

В сложных интрузиях фиксируется несколько внутренних контактов. Они четкие в тех случаях, когда последующие инъекции происходят после полного затвердевания ранее внедрившихся магм. Если поздние расплавы поступают до затвердевания первых – наблюдается смешение магм и образование гибридных пород вдоль внутренних контактов.

В дифференцированных интрузиях переходы между разными породами постепенные и их состав закономерно изменяется в соответствии с положением внутри тела.

В зависимости от соотношения с вмещающими осадочными породами различают согласные (конкордантные) и несогласные (дискордантные) интрузивные тела.

Согласные интрузивные тела, которые не нарушают сколько-нибудь значительно структуры вмещающих пород, представлены силлами, лополитами, лакколитами, факолитами и ареал-плутонами.

Силл представляет собой пластообразную интрузивную залежь, образующуюся при внедрении магмы вдоль поверхности наслоения. Протяженность и мощность силлов изменяются в очень широких пределах: от первых метров в длину и десятков сантиметров в мощности до десятков и сотен километров в длину и сотен метров в мощности. Силл имеет две зоны горячих контактов в кровле и подошве, что позволяет безошибочно отличать его от лавового потока, у которого наблюдается только одна зона контакта – обжиг подстилающих пород в подошве потока. Площадь, на которую распространяется один силл, может достигать более десяти тысяч квадратных километров, а его мощность – сотни метров.

Силлы, как правило, встречаются группами и обычно сложены породами базитового состава (рис. 57).

Лополит – блюдцеобразное тело, которое, как силл, чаще всего сложен породами основного состава, реже щелочного и совсем редко кислого (гранитоидами). Часто лополиты представляют собой сложные дифференцированные тела. Наиболее крупный из известных лополитов в Северной Америке имеет площадь 38 тыс. км2.

Лакколит – грибообразное тело, приподнимающее вмещающие толщи, которые изгибаются согласно с кровлей интрузива. Лакколиты – наиболее распространенная форма гипабиссальной интрузии Они формируются в результате нагнетания магмы в межпластовые или межформационные пространства. Форма лакколитов в плане близка к круглой или эллиптической. Размеры лакколитов сравнительно небольшие – от сотен метров до нескольких километров в диаметре (рис. 58). Лакколиты встречаются группами. В тех случаях, когда давление магмы превышает массу вышележащих пород, лакколит разрывает и приподнимает их. Такой лакколит с разорванной кровлей получил название бисмалита; он частично является несогласным телом.

Факолит – линзовидное тело, залегающее в ядре антиклинальной, реже синклинальной, складки. Факолиты имеют небольшие размеры, встречаются редко и только в складчатых областях. Магма, образующая факолиты, внедряется в ослабленные участки между слоями в замках складок. Наиболее благоприятны для образования факолитов участки складок с крутым погружением шарнира (рис. 59).

Ареал-плутон – крупное тело гранитоидных пород, харак­теризующееся отсутствием четких границ с вмещающими породами. Гранитный расплав в виде бесчисленных рассеянных инъекций проникает во вмещающие породы с появлением обширных площадей мигматитов, в которых перекристаллизованное вещество боковых пород и гранитный материал настолько тесно смешаны, что невозможно провести границу между интрузивом и вмещающей породой. Среди полей мигматитов обособляются участки гранитного состава или метаморфических пород, но это лишь частные случаи. В целом же процессы кристаллизации минералов из магмы затушевываются процессами глубокого метаморфизма вмещающих пород.

Ареал-плутоны формируются при неоднократно повторяющихся этапах интрузивной деятельности. При этом основное значение имеют процессы гранитизации архейских и нижнепротерозойских осадочных и метаморфических пород. В более поздние периоды истории формирования коры подобные условия не возникали, поэтому ареал-плутоны распространены в фундаменте древних платформ.

К несогласным интрузивным телам, нарушающим структуру вмещающих пород, относятся дайки, штоки, батолиты.

Дайки – плитообразные тела, имеющие большую протяженность по простиранию и падению при относительно небольшой мощности. Их мощность может изменяться от сантиметров до нескольких километров, длина – от метров до сотен километров. Представлены они самыми различными по составу породами. Подавляющее их большинство залегает круто или вертикально. Как правило, дайки встречаются группами. Нередко они образуют пояса, протягивающиеся на сотни километров. Расположение даек в поясах может быть самое различное. Особую группу составляют кольцевые и конические дайки.

Кольцевая дайка представляет собой тело, имеющее кольцевой или чаще дугообразный выход на поверхность. Такое тело формируется при заполнении магмой трещин, возникающих при опускании округлого блока горных пород.

Конические дайки – тела, образованные магмой, заполнившей трещины, наклоненные по направлению к общему центру. Такие трещины возникают под давлением магмы, которое вызывает перемещение блока горных пород вверх. Кольцевые и конические дайки часто окружают так называемые интрузии центрального типа.

Шток – интрузивное тело неправильной формы. Контактовые его поверхности падают круто, часто вертикально. В плане штоки имеют неправильные, обычно изометрические очертания. Размеры площадей, занятых выходами штоков на земную поверхность, изменяются в широких пределах – от нескольких квадратных километров до 100 км2. Штоки – широко распространенная форма залегания интрузивных горных пород разного состава.

Батолиты – самые крупные интрузивные тела, почти повсеместно сложенные гранитами и гранодиоритами, имеющими площадь выхода на поверхность более 100 км2. Размеры батолитов могут быть очень большими и достигать сотен километров в длину и десятков километров в ширину. Известны овальные и округлые батолиты с размерами во многие десятки километров.

Батолиты наблюдаются только в складчатых областях. В платформенных чехлах они неизвестны. По отношению к направлению складок батолиты могут быть как согласными, так и секущими. Наиболее крупные батолиты сосредоточены в областях байкальской и палеозойской складчатости. Среди кайнозойских складчатых толщ батолиты редки и имеют небольшие размеры.

Контакты батолитов с вмещающими породами всегда горячие и секущие. Верхняя поверхность батолитов обычно характеризуется плавными пологими очертаниями, нарушаемыми многочисленными куполовидными выступами различной формы. Боковые поверхности батолитов имеют сложное строение. Нередко они наклонены в стороны от центральных частей массива; встречаются такие вертикальные боковые поверхности и поверхности, наклоненные к центру батолитов. Менее ясно строение нижнего ограничения батолитов. Геофизические данные свидетельствуют, что вертикальные размеры батолитов чаще составляют 610 км. Ниже располагается неровная граница с вмещающими породами, нередко имеющая вид суживающегося книзу корневидного канала. Таким образом, батолиты либо свекловидны (рис. 60 а) с узким подводящим каналом, отходящим вниз от центральной части дна массива (батолиты центрального типа), либо языкоподобны (рис. 60 б), причем в этом случае подводящий канал расположен сбоку (батолиты трещинного или щелевого типа).

Породы, вмещающие батолит, на контакте с интрузивными образованиями носят явные следы проплавления и их слоистость как бы обрезается интрузивными контактами. Однако в более общем плане нередко удается уловить отчетливые следы механического воздействия магмы на окружающие толщи. Это выражается в изгибе осей складок в плане параллельно границам боковых поверхностей батолитов, в проявлении разрывов и иных деформаций, свидетельствующих о раздвижении пород в стороны и вверх.

До настоящего времени не решена проблема пространства, занимаемого батолитами. Среди геологов наиболее признаны три точки зрения. Согласно одной из них, при формировании батолитов пространство образуется за счет обрушения кровли. Обломки кровли, падая в поднимающуюся магму, тонут в ней и постепенно растворяются. По второй гипотезе, породы, сквозь которые поднимается магма, постепенно расплавляются и ассимилируются магмой, наконец, согласно третьей точке зрения, магма, внедряясь в земную кору, приподнимает ее на обширных площадях, не нарушая отдельных структур, и образующиеся батолиты располагаются между комплексами пород, различающихся характером развитой в них складчатости и степенью метаморфизма. По-видимому, среди этих тел имеются образования разного типа и проблема батолитов дискуссионна.