Когда магма прорвалась на поверхность

   Гранитная магма, как никакая другая, содержит много кремнезема (до 70—75%), поэтому она вязкая и с больших глубин только изредка прорывалась на поверхность. Вот почему вулканические породы, образовавшиеся из гранитной магмы, распространены гораздо меньше.гранитов и на поверхности встречаются довольно редко. По данным профессора С. П. Соловьева, вулканические породы, возникшие из гранитной магмы, занимают всего 13,5 % от площади распространения магматических пород в нашей стране, тогда как на долю гранитов — пород, застывших на глубине, приходится 48,6 %. В геологии такие лавы называют «кислыми». Название это, конечно, не отражает их вкусовых качеств. Оно связано с высоким содержанием .

кремнезема  в лавах. Его настолько много, что он не только насыщает все основания, но и остается в избытке в виде свободного кремнезема (чаще всего кварца). А кварц можно рассматривать как ангидрид кремневой кислоты.

  Другая  очень важная особенность кислых лав — небольшое количество магния и железа, т. е. элементов, характерных для темноокрашенных минералов. К тому же железо и магний значительно тяжелее кремния, алюминия, калия, натрия и других элементов. Этим объясняется светлая окраска кислых вулканических пород и их сравнительная легкость.

  Когда в геологической литературе речь идет о кислых вулканических породах, часто встречается слово «порфир». Оно не имеет отношения к порфире — пурпурного цвета мантии, одевавшейся монархами в торжественных случаях. Но косвенная связь здесь есть и заключается она в том, что некоторые вулканические породы окрашены так же ярко, как и пурпурная мантия. Нужно еще добавить, что порфиры, как и огромное большинство вулканических пород, обладают характерной структурой (строением), которую называют порфировой.

  В кислых вулканических породах в  виде отдельных кристаллов (вкрапленников) чаще всего видны кристаллы серого кварца и прозрачного полевого шпата с блестящими гранями. Такие породы называют липаритами. Если вулканические породы пережили сложную историю и «состарились», что запечатлено в потускневших вкрапленниках полевого шпата, тогда их называют кварцевыми порфирами.

  Не  только кислые, но и другие вулканические  породы принято делить на «юные», еще  не затронутые «превратностями» геологической жизни, и «старые», перекрытые более молодыми толщами и изменившиеся под действием циркулировавших по ним подземных растворов.

  Нередко случается, что лава настолько быстро застывает, что атомы и группы атомов не успевают собраться в постройки  с правильным внутренним строением — кристаллы. Тогда в застывшей лаве сохраняется неупорядоченное строение, свойственное жидкости. Получается вулканическое стекло, которое,

по существу, представляет собой переохлажденную, чрезвычайно вязкую лаву.

  На  примере вулканического стекла легко проследить связь между внутренним строением горной породы и ее свойствами. В отличие от кристаллов с их правильным расположением ионов или других элементарных частиц и соответственно способностью раскалываться вдоль некоторых плоскостей (вдоль которых внутренние силы слабее всего) стекла лишены этого свойства из-за неупорядоченного внутреннего строения. Вот почему при ударе они разбиваются на куски неправильной формы с гладким изломом и острыми краями. Эта особенность вулканического стекла была очень хорошо известна первобытному человеку и широко использовалась при изготовлении оружия и орудий труда.

  В кислой магме растворено много различных  газов. Когда магма подходит к  поверхности и внешнее давление сильно уменьшается, из расплава начинается бурное выделение газов. В одних случаях они только вспенивают лаву, и тогда после застывания образуется очень пористая вулканическая порода — пемза, своего рода каменная пена. Пустот в ней так много, а каменные перегородки настолько тонкие, что пемза становится необыкновенно легкой. Ее средняя плотность меньше единицы, и она плавает в воде. Небезынтересно, что кубический метр пемзы имеет массу всего 300—350 кг, тогда как такой же объем плотной лавы — не менее 2,5 т. Перегородки, разделяющие поры в пемзе, состоят из вулканического стекла и, значит, достаточно крепкие, с режущими краями. Поэтому пемза издавна используется как абразив для обработки дерева, кожи и других не очень твердых материалов.

  Нередко при извержении вулкана давление газов настолько велико, что лава распыляется, а застывшие участки ее дробятся на глыбы и куски. Этот обломочный материал вулканического происхождения может выбрасываться на высоту нескольких километров. Глыбы и крупные обломки падают около места взрыва, а мелкий материал в виде вулканического стекла и пыли подхватывается ветром и уносится за сотни и

даже  тысячи километров. Таким путем из обломочного материала вулканического происхождения образуются своеобразные породы. По природе каменного материала они сходны с вулканическими породами, а по способу накопления напоминают осадочные. Общее название таких пород — пирокластические, что в переводе с древнегреческого означает состоящие «из обломков огненного происхождения». Сначала это рыхлый материал, а когда он слежится и сцементируется, возникнут плотные породы. Их называют вулканическими туфами.

 Пирокластические  породы очень разнообразны, и среди  них есть и такие, которые по внешнему виду похожи на лавы. Всего лишь несколько  десятков лет назад была раскрыта тайна происхождения огромных толщ горных пород, встречающихся в Армении, Средней азии, на Дальнем Востоке, Северном острове Новой Зеландии, в Северной Америке и других местах. Удивляло, что эти породы, принимавшиеся за кислые лавы, занимают огромные площади в тысячи квадратных километров, а их мощность измеряется многими сотнями метров. А ведь хорошо известно, что кислая лава вязкая и не способна растекаться на большие расстояния. Детальное изучение таких толщ показало, что они образовались при мощных взрывах газонасыщенной лавы, ее капли и кусочки падали на поверхность Земли в пластичном состоянии и спаивались в компактную однородную массу. «Сваренные» туфы назвали нгнимбритами, что в переводе с латинского означает «образованные огненным ливнем».

  Игнимбриты  возникли при особого рода вулканических извержениях, когда над земной поверхностью в потоках раскаленного газа неслись капли и куски пластичной лавы.

Игнимбриты  — прекрасный естественный строительный материал. Они легко поддаются скульптурной обработке, у них удивительно красивая расцветка — на красном, оранжевом и коричневом фоне во многих .местах видны черные пятна. Игнимбриты ты нашли широкое применение в строительстве. Игнимбрнты использованы и в облицовке Московского государственного университета.

  Декоративными бывают и кислые лавы, тогда они служат прекрасным материалом для изготовления художественных изделий. На Урале, в окрестностях старинного города Невьянска, у села Аятское издавна добывают нарядный камень. Камнерезы назвали его аятским порфиром. Он широко использовался Петергофской и Екатеринбургской гранильными фабриками. Цветная палитра аятского порфира удивительно разнообразна: здесь светло-зеленый камень с белесоватыми прожилками, желтоватый с зелеными пятнами, зеленый с черными крапинками, черный, дымчатый и т. д. По своей природе аятский камень — кварцевый порфир, его декоративная внешность создана крупными вкрапленниками сероватого и желтоватого полевого шпата и секущими породу каменными цветными минеральными жилами.

Когда магма застыла  на глубине

  Гранитная магма, застывая на глубине, превращается в граниты. Они необыкновенно широко распространены. В современном строительстве гранитам принадлежит очень большая роль. Достаточно, например, указать, что на облицовку новых московских мостов потребовалось около трех тысяч вагонов гранита!

  Гранит  не только красивый, но и надежный, крепкий  и прочный камень, именно поэтому на фундаментах из него покоятся монументальные здания. Гранитная щебенка лежит в основании автострад. Брусчаткой из гранита выложены улицы многих городов. По долинам рек обнажаются гранитные скалы, украшая пейзаж.

  Замечательные свойства гранита как строительного  и облицовочного материала связаны с его минеральным составом и строением. Порода состоит в основном из трех минералов: кварца и двух видов полевых шпатов (калиевого и каль-циево-натриевого). В небольшом количестве встречаются слюда и роговая обманка.

 Окраска породы определяется цветом породообразующего  минерала — калиевого шпата. Есть граниты серые, розовые, мясо-красные, коричневые, зеленые и даже синевато-серые и почти черные. Калиевый шпат — твердый минерал, поэтому при полировке гранита получается гладкая зеркально-блестящая поверхность. Особенно привлекательны грубозернистые граниты, своим видом напоминающие цветную мозаику с причудливым рисунком.

 Связь между минеральным составом гранитов и их свойствами понятна. Но по каким признакам петрограф устанавливает образование гранита из магмы? Этот вопрос очень интересный, и, отвечая на него, мы введем читателя в круг одной из важнейших проблем современной петрографии.

О существовании  гранитной магмы неоспоримо свидетельствуют кислые лавы, извергавшиеся вулканами во все периоды геологической истории. А это значит, что в недрах Земли находятся очаги кислого силикатного расплава. Когда кислая магма покидает «родительское лоно» и, не дойдя до поверхности, задерживается и медленно кристаллизуется, образуется полнокристаллический гранит. Естественно, что в нем нет ни вулканического стекла, ни мельчайших кристалликов, образующихся при быстром охлаждении. Магматический гранит можно узнать под микроскопом. Изучая шлиф породы, мы заметим, что разным минералам в разной степени присущи свойственные им формы кристаллов (рис. 19). Одни из них правильной формы (слюда) и, значит, образовались рано, когда в расплаве не было других минералов, которые бы стеснили их рост. У полевых шпатов часть контуров кристаллов естественная, другая вынужденная. Значит, полевые шпаты кристаллизовались позже, когда они смогли частично приспособиться к ранее появившимся минералам. А у кварца вовсе нет свойственных ему контуров. Значит, кварц самый «младший» среди минералов гранита, он кристаллизовался из расплава последним и занял оставшееся на его долю пространство. О возникновении гранита из магмы свидетельствуют также его секущие контакты с окружающими породами. Они указывают на то, что вещество, из которого возник гранит, было жидким и внедрялось в трещины. Подвижное состояние этого материала также доказывают обломки боковых пород в граните.

  Гранитная магма была сильно нагретой. Об этом убедительно говорят глубокие изменения в породах, окружающих массивы гранитов. Они преобразованы до неузнаваемости, перекристаллизовались и превратились в метаморфические породы (роговики). Петрографы пришли к выводу, что гранитная магма закончила кристаллизацию при температуре около

600—700 °С.

  Нередко в массивах гранитов встречаются  обломки чужеродных пород — ксенолиты. Они привлекают пристальное внимание исследователей, так как дают возможность заглянуть в недра Земли. По ксенолитам можно судить о горных породах, через которые прошла магма и обломки которых захватила с собой. Особый интерес вызывают граниты, переполненные закономерно расположенными ксенолитами. Полосатость гранитов и удлинение ксенолитов изменяются определенным образом от места к месту, намечая положение древних слоистых толщ, часто сложно изогнутых.; Через гранит как бы «просвечивают» древние, ранее существовавшие до них горные породы. Просвечивающие структуры говорят о том, что гранитная магма застывала на месте своего образования, не успев переместиться в более высокие горизонты земной коры.

 Но  граниты образуются не только из магмы. Еще в середине XIX в. родились идеи о немагматическом происхождении гранитов. Теперь известно, что немагматические граниты широко распространены в древнейших участках земной коры, сложенных докембрийскими гнейсами и сланцами. Здесь гранитные породы тесно переплетаются с метаморфическими, образуя сложные породы — мигматиты. Увеличение гранитного материала приводит к тому, что мигматиты становятся неяснополосчаты-ми и переходят в граниты с расплывчатыми остатками первичных пород.

  Вещество немагматического гранита никогда не было жидким, на его месте находился инородный материал, который в твердом состоянии превратился в гранит. Процесс преобразования негранитного вещества в гранит называется гранитизацией или трансформацией, поэтому сторонников такого взгляда называют трансформистами.

  Они установили, что характерные минералы гранитов — калиевый шпат и плагиоклаз, богатый натрием,— иногда образуются в песчаниках, сланцах и даже в таких однообразных по составу породах, как кварциты. Это на первый взгляд странное явление — наличие крупных правильных кристаллов, никогда не образующихся в осадочных породах,— объясняется переработкой их вещества газами и растворами, поднимавшимися из недр Земли. Газы и растворы пропитали песчаники, сланцы и другие негранитные породы и образовали в них крупные кристаллы калиевого шпата и плагиоклаза. Так возникли горные породы, очень похожие на магматические граниты.