Di bawah magmatisme memahami totalitas fenomena yang terkait dengan pembentukan, evolusi komposisi dan pergerakan magma ke permukaan Bumi. Magmatisme adalah salah satu proses dalam yang paling penting di bagian dalam bumi. Menurut bentuk manifestasinya, magmatisme dibagi menjadi intrusif dan efusif. Perbedaan di antara mereka sangat menentukan mekanisme pembentukan batuan.
Konsep magma
Magma adalah lelehan silikat fluida suhu tinggi yang terbentuk di ruang dalam, terutama di mantel atas (astenosfer) dan sebagian di lapisan bawah kerak bumi. Pembentukan ruang magma terjadi ketika nilai-nilai tekanan dan suhu tertentu digabungkan. Magma primer tersebut memiliki komposisi yang homogen, termasuk komponen berikut: cair (meleleh), di mana gas atau fase volatil (cairan) dilarutkan. Ada juga beberapazat kristal padat. Saat Anda bergerak menuju permukaan, magma utama berkembang tergantung pada kondisi tertentu.
Evolusi magma mencakup beberapa jenis proses. Pertama, dia mengalami berbagai jenis diferensiasi:
- segregasi, di mana ia memisahkan menjadi komponen cair yang tidak dapat bercampur;
- diferensiasi kristalisasi. Proses terpenting ini terkait dengan pengendapan (kristalisasi) senyawa tertentu dari lelehan amorf pada berbagai kombinasi suhu dan tekanan.
Kedua, magma mengubah komposisi kimianya sebagai akibat interaksi dengan batuan induk. Fenomena ini disebut kontaminasi.
Proses kristalisasi pada magma
Karena magma adalah campuran bergerak dari banyak zat dan berada dalam kondisi yang berubah, kristalisasi komponennya adalah proses yang sangat kompleks. Biasanya dibagi menjadi tiga fase utama:
- Fase magmatik awal suhu tinggi. Pada tahap ini, mineral yang mengandung besi dan magnesium berdensitas tinggi jatuh dari magma. Mereka mengendap dan menumpuk di bagian bawah dapur magma.
- Fase magmatik utama bersuhu sedang, di mana komponen utama batuan terbentuk, seperti feldspar, kuarsa, mika, piroksen, amfibol. Kalsium mengendap, sebagian besar silikon dan aluminium. Kristalisasi pada fase ini sudah disertai dengan kekurangan ruang di dapur magma, sehingga mineral yang dihasilkan berbutir lebih halus.
- Magmatic akhir suhu rendah (pegmatit)fase. Pada tahap ini, sisa magma pegmatit yang bergerak, diperkaya dengan komponen yang mudah menguap, menyebar melalui rongga dan retakan yang tersisa di ruang magma, berkontribusi pada rekristalisasi batuan induk. Vena pegmatit ditandai dengan pembentukan kristal besar yang dapat tumbuh menjadi satu sama lain. Tahap ini berbatasan dan berhubungan erat dengan fase hidrotermal pembentukan mineral.
Volkanisme dan plutonisme
Ada bentuk manifestasi magmatisme seperti intrusif dan efusif. Perbedaan antara keduanya terletak pada kondisi evolusi magma dan tempat pemadatannya. Faktor terakhir memainkan peran yang sangat penting.
Magmatisme efusif adalah proses di mana magma mencapai permukaan bumi melalui saluran suplai, naik ke atas, membentuk gunung berapi, dan membeku. Magma yang meletus disebut lava. Ketika mencapai permukaan, ia kehilangan komponen volatilnya secara intensif. Pemadatan juga terjadi dengan cepat, beberapa jenis lava tidak sempat mengkristal dan memadat dalam keadaan amorf (kacamata vulkanik).
Magmatisme intrusif (plutonisme) berbeda karena magma tidak mencapai permukaan. Dengan satu atau lain cara menyusup ke cakrawala di atasnya dari batuan induk, magma membeku di kedalaman, membentuk badan intrusi (plutonik).
Klasifikasi intrusi
Hubungan batuan induk dengan produk magmatisme intrusif dan jenis badan intrusi dibedakan menurut banyak kriteria, khususnya, seperti:
- Kedalaman formasi. Ada intrusi dekat-permukaan (subvolcanic), sedang-dalam (hypabyssal) dan dalam (abyssal).
- Lokasi relatif terhadap batuan induk. Menurut kriteria ini, array tertanam dibagi menjadi konsonan (sesuai) dan sumbang (discordant).
Juga, sifat magmatisme intrusif dan jenis intrusi diklasifikasikan menurut fitur seperti rasio struktur tubuh plutonik dengan permukaan kontak (konformal dan diskonformal), kaitannya dengan gerakan tektonik, bentuk, ukuran dari massif, dan seterusnya.
Kriteria untuk mengidentifikasi berbagai jenis intrusi magmatik saling berkaitan erat. Misalnya, tergantung pada struktur lapisan penutup, kedalaman dan mekanisme pembentukan massa magmatik dan manifestasi lain dari magmatisme intrusif, bentuk intrusi dapat sangat bervariasi.
Mekanisme masuknya magma ke dalam massa batuan
Magma dapat menembus ke dalam lapisan induk melalui dua cara utama: di sepanjang bidang stratifikasi lapisan sedimen atau di sepanjang retakan yang ada di batuan.
Dalam kasus pertama, di bawah tekanan magma, lapisan atap naik - area ketebalan di atasnya - atau, sebaliknya, sebagai akibat dari pengaruh massa magma yang masuk, lapisan di bawahnya melengkung. Ini adalah bagaimana intrusi konsonan terbentuk.
Jika magma menembus ke atas, mengisi dan memperluas retakan, menembus lapisan dan meruntuhkan batuan atap, magma itu sendiri membentuk rongga yang akan ditempati oleh tubuh intrusi. Dengan cara ini, terjadi ketidakselarasanbenda plutonik.
Bentuk massa beku tertanam
Tergantung pada jalur spesifik di mana proses magmatisme intrusif berlangsung, bentuk-bentuk badan intrusi bisa sangat beragam. Massa beku tak selaras yang paling umum terjadi adalah:
- Tanggul adalah badan yang menukik tajam seperti pelat yang melintasi lapisan penutup. Tanggul jauh lebih panjang daripada tebal, dan permukaan kontak hampir sejajar. Tanggul dapat memiliki ukuran yang berbeda - dari puluhan meter hingga ratusan kilometer. Bentuk tanggul juga bisa melingkar atau radial, tergantung letak retakan yang terisi magma.
- Vena adalah tubuh garis potong kecil yang bentuknya tidak beraturan dan bercabang.
- Batang adalah tubuh berbentuk kolom yang ditandai dengan permukaan kontak vertikal atau curam.
- Batholith adalah jenis intrusi terbesar. Batholith bisa mencapai ratusan bahkan ribuan kilometer.
Tumpang tindih tubuh juga memiliki berbagai bentuk. Diantaranya yang sering dijumpai:
- Sill adalah intrusi lapisan yang permukaan kontaknya sejajar dengan lapisan induk.
- Lopolith adalah susunan lenticular, cembung menghadap ke bawah.
- Laccolith adalah tubuh dengan bentuk yang sama, sisi cembung yang terletak di bagian atas, seperti topi jamur. Gunung Ayu-Dag di Krimea adalah contoh laccolith gabbroid.
- Phacolite adalah tubuh yang terletak di lipatan palung batuan induk.
Zona Kontak Intrusi
Pembentukan benda plutonik disertai dengan proses interaksi yang kompleks pada batas dengan lapisan penutup. Zona endokontak dan eksokontak terbentuk di sepanjang permukaan kontak.
Perubahan endokontak terjadi pada intrusif akibat penetrasi batuan induk ke dalam magma. Akibatnya, magma yang dekat kontak mengalami perubahan kimia (kontaminasi) yang mempengaruhi pembentukan mineral.
Zona eksokontak terjadi di batuan induk sebagai akibat dari efek termal dan kimia magma dan dicirikan oleh proses aktif metamorfisme dan metasomatisme. Dengan demikian, komponen magma yang mudah menguap dapat menggantikan mineral di zona eksokontak dengan senyawa yang diperkenalkan, membentuk apa yang disebut lingkaran cahaya metasomatik.
Senyawa mineral yang dilakukan oleh komponen volatil juga dapat mengkristal secara langsung di zona kontak. Proses ini memainkan peran penting dalam pembentukan, misalnya, mika, dan dengan partisipasi air, kuarsa.
Magmatisme intrusi dan batuan intrusi
Batu yang terbentuk sebagai hasil dari kristalisasi magma yang dalam disebut intrusif, atau plutonik. Batuan efusif (vulkanik) terbentuk ketika magma meletus di permukaan bumi (atau di dasar laut).
Magmatisme intrusif dan efusif memunculkan rangkaian batuan yang serupa dalam komposisi mineral. Klasifikasi batuan beku berdasarkan komposisi didasarkan pada kandungan silika SiO2. Menurut kriteria breed inidibedakan menjadi ultrabasa, basa, sedang, dan asam. Kandungan silika dalam rangkaian meningkat dari batuan ultrabasa (kurang dari 45%) menjadi asam (lebih dari 63%). Dalam setiap kelas, batuan berbeda dalam alkalinitas. Batuan intrusi utama menurut klasifikasi ini membentuk deret berikut (analog vulkanik dalam tanda kurung):
- Ultrabasic: peridotites, dunites (pikrites);
- Utama: gabbroid, piroksenit (basal);
- Sedang: diorit (andesit);
- Asam: granodiorit, granit (dasit, riolit).
Batu Plutonik berbeda dari yang efusif oleh kondisi kemunculan dan struktur kristal mineral yang menyusunnya: mereka kristal penuh (tidak mengandung struktur amorf), berbutir jernih dan tidak memiliki pori-pori. Semakin dalam sumber pembentukan batuan (intrusi abyssal), semakin lambat proses pendinginan magma dan kristalisasi berlangsung, dengan tetap mempertahankan sejumlah besar fase volatil. Batuan yang dalam seperti itu dicirikan oleh butiran kristal yang lebih besar.
Struktur internal tubuh intrusi
Struktur massa plutonik terbentuk selama kompleks fenomena yang disatukan dengan nama umum prototektonik. Ini membedakan dua tahap: prototektonik fase cair dan padat.
Pada tahap fase cair, tekstur bergaris dan linier utama dari bodi yang dihasilkan diletakkan. Mereka mencerminkan arah aliran magma yang menyusup dan kondisi dinamis untuk orientasi mineral yang mengkristal (misalnya, susunan paralelkristal mika, hornblende, dll). Tekstur juga terkait dengan lokasi fragmen batuan asing yang jatuh ke dalam dapur magma - xenolit - dan akumulasi mineral terisolasi - schlieren.
Tahap fase padat dari evolusi intrusi dikaitkan dengan pendinginan batuan yang baru terbentuk. Retakan primer muncul di massif, lokasi dan jumlah yang ditentukan oleh lingkungan pendinginan dan struktur yang terbentuk dalam fase cair. Selain itu, struktur sekunder berkembang dalam massa magmatik karena fragmentasi bagian-bagiannya dan perpindahan sepanjang rekahan.
Studi prototektonik penting untuk memperjelas kondisi lokasi endapan mineral di dalam intrusi dan di batuan sekitarnya.
Intrusi magmatik dan tektonik
Batu asal intrusi tersebar luas di berbagai area kerak bumi. Beberapa manifestasi magmatisme intrusif memberikan kontribusi yang signifikan terhadap proses tektonik regional dan global.
Selama tumbukan benua dalam rangka meningkatkan ketebalan kerak, karena magmatisme granit aktif, batholit besar terbentuk, misalnya, batholit Gangdis di Trans-Himalaya. Juga, pembentukan batolit besar dikaitkan dengan tepian benua aktif (batolit Andes). Secara umum, intrusi magma silikat berperan penting dalam proses pembentukan gunung.
Ketika kerak bumi diregangkan, rangkaian tanggul paralel sering terbentuk. Seri seperti ini diamati di pegunungan tengah laut.
Sills adalah salah satu bentuk khas intrusi magmatik intrakontinental. Mereka juga dapat memiliki jangkauan yang luas - hingga ratusan kilometer. Seringkali magma, menembus antara lapisan batuan sedimen, membentuk beberapa lapisan kusen.
Aktivitas magmatik dalam dan mineral
Karena kekhasan kristalisasi dalam proses magmatisme intrusif, mineral bijih terbentuk untuk kromium, besi, magnesium, nikel, serta platinoid asli dalam batuan ultrabasa. Dalam hal ini, logam berat (emas, timah, timah, tungsten, seng, dll.) membentuk senyawa larut dengan komponen magma yang mudah menguap (misalnya, air) dan terkonsentrasi di bagian atas dapur magma. Ini terjadi pada fase awal kristalisasi. Pada tahap selanjutnya, residu pegmatit bergerak yang mengandung unsur tanah jarang dan unsur langka membentuk endapan vena pada rekahan intrusi.
Dengan demikian, Khibiny di Semenanjung Kola adalah laccolith, tersingkap sebagai akibat dari erosi lapisan penutup. Tubuh ini terdiri dari nepheline syenites, yang merupakan bijih untuk aluminium. Contoh lain adalah intrusi ambang Norilsk yang kaya akan tembaga dan nikel.
Zona kontak juga sangat praktis. Deposit emas, perak, timah, dan logam berharga lainnya diasosiasikan dengan lingkaran cahaya metasomatik dan metamorf dari benda-benda intrusi seperti lopolith Bushveld di Afrika Selatan, yang dikenal dengan lingkaran cahaya emasnya.
Jadi, daerah intrusimagmatisme adalah sumber terpenting dari banyak mineral berharga.
