ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ОТНОСИТЕЛНА ВЪЗРАСТмагмени скали

Всички магмени скали се разделят на две групи: интрузивни (иначе плутонични), образувани на една или друга дълбочина, и ефузивни (вулканични) - продукти от изригването на магмен материал на земната повърхност или на морското дъно. Интрузивните скали от своя страна се делят на дълбочинни или абисални, образувани на голяма дълбочина, и полудълбочинни или хипабисални, които кристализират по-близо до повърхността на Земята. Магматичните скали се отличават с различни условия на поява в земната кора. Те образуват геоложки тела, които имат определен размер, форма, вътрешен строеж в зависимост от дълбочината на образуване, положението в тектонския строеж на района и взаимоотношенията с други скали от седиментен, магматичен или метаморфен произход. Определянето на относителната възраст на ефузивни и интрузивни скали се извършва по различни методи. Вулканичните скали, като продукти от изригване на магматичен материал на земната повърхност, образуват листовидни или лещовидни тела, които в резултат на повтарящи се изригвания могат да образуват слоеве със слоеста структура или прослойки със слоеве от седиментни скали. Сред тях са често срещани две разновидности: лава и пирокластик. Лавите се срещат под формата на потоци с дължина до десетки километри или покрития, достигащи стотици квадратни километри, дебелината им е няколко десетки метра. Пирокластичните скали (вулканични туфи), състоящи се от детритни материали, изхвърлени от вулкани по време на експлозии, образуват слоеве и лещи, които могат да имат променлива дебелина до няколкостотин метра. С натрупването на пирокластичен материал в морски условия се образуват туфови пластове, поддържани по протежение и характеризиращи се със слоеста структура. Обикновено тередуват се със слоеве от седиментни скали, отложени между изригванията или със скали със смесен състав, съдържащи както вулканичен, така и седиментен материал (туфити). Такива вулканично-седиментни слоеве често достигат значителна дебелина от няколко километра.

Ориз. 13. Връзката между магмени и седиментни скали (пример за определяне на относителната възраст на магмени скали)

— палеоген (мергели); 2, долен перм (варовици); 3, Горен карбон (конгломерати, пясъчници); 4—горен девон (конгломерати, пясъчници, варовици); 5, протерозой (метаморфни скали); b, туфи от базалти; 7—базалти; 5 - гранити; 9, диорити; 10 - контактен метаморфизъм

В природата много често в една и съща област има заедно вулканични слоеве и интрузивни тела, като последните често се срещат сред вулканични скали, образувайки интрузии. Има случаи, когато вулканичните скали припокриват предварително образувани интрузивни масиви. Относителната възраст на слоестите вулканични скали се установява чрез геолого-стратиграфски методи и общите принципи на стратиграфско подразделение и стратиграфска корелация, които се използват при изследване на седиментни скали, могат да бъдат успешно приложени към тях. По естеството на появата и връзката помежду си, както и със седиментните скали, те не се различават фундаментално от последните. Липсата на органични останки прави невъзможно прилагането на палеонтологични методи за определяне на относителната възраст на един или друг слой вулканични скали. Въпреки това, ако е известна възрастта на долните и горните слоеве от седиментни скали, тогава не е трудно да се установи възрастта на слоевете от вулканичен произход, разположени сред тях. Понякога може да се определи относителната възрастдоста точен, но в по-голямата си част е зададен приблизително. Нека да разгледаме това с пример. Геоложкият разрез (фиг. 13) съдържа седиментни и магмени скали с вулканичен и интрузивен произход. В горната половина на разреза, сред хоризонтални скали, има три хоризонта от вулканични скали (долни и горни базалти и техните туфи). Относителната възраст на долните базалти (Pi), залегнали между горнокарбонните пясъчници и долнопермските варовици, се установява с достатъчна точност от стратиграфското положение в разреза - тяхното изливане е настъпило на границата карбон-перм. Възрастта на средния хоризонт на базалтови туфи (p2), разположен между долнопермските варовици и палеогенските мергели, може да се оцени приблизително в интервала от късния перм до креда включително.

Образуването на тези скали може да е станало в средата или в края на Перм, както и по време на който и да е сегмент от мезозойската ера - в триас, юра или креда. И накрая, относителната възраст на горните базалти (33), почиващи върху палеогенски скали, може грубо да се оцени като постпалеогенска и тяхното изригване може да е настъпило през неогенския или кватернерния период. Условията за възникване на масивна интрузивна

тела, относителната им възраст е по-трудна за определяне. В повечето случаи интрузивните тела пробиват нагънати слоести скални слоеве. Тези тела могат да бъдат разположени между слоевете на приемащите скали и да лежат с тях (формата на такива тела зависи от нагънатата структура на приемащите скали) или да пробиват или пресичат слоести скали (формата на такива тела не зависи от структурата на последните, тя може да бъде много разнообразна, понякога много странна). И в двата случая, относителната възраст на интрузивните скали, независимоот формата и характера на тяхното възникване, ще бъде по-млада от възрастта на вместващите скали. Това е очевидно, тъй като магмата е навлязла в предварително образуваната скална последователност. В този случай обаче е невъзможно точно да се определи времето на образуване на интрузията; може само да се твърди, както беше отбелязано по-горе, че интрузивната скала е по-млада от слоя, през който тя се прорязва, т.е. да се установи долната граница на нейната геоложка възраст. На границата на интрузивното тяло и вместващите го скали винаги се наблюдават следи от контактен метаморфизъм, причинен от нагряването на скалите и високата химическа активност на интрузивната магмена стопилка. Контактният метаморфизъм се проявява само в зоната на термично въздействие на интрузията и е ясно локализиран по нейния контакт. Скалите при контакта се нагряват и обработват от разтвори, които носят със себе си материя от интрузивното тяло. Следователно на контакта се образуват скали с различна структура и различен минерален състав. Зоната на контактен метаморфизъм може да се наблюдава, ако интрузивното тяло е оголено чрез ерозия. Дебелината на тази зона може да варира в широки граници: от няколко сантиметра до десетки, lt; стотици и дори хиляди метри. В разглеждания случай се говори за активен или "горещ" контакт. Наличието на ореол от контактни промени показва, че скалите, заобикалящи интрузивното тяло, вече са били формирани по време на полагането на магмата и образуването на интрузия. За да се определи по-точно възрастта на интрузивните скали, е необходимо да се намери такава област, където горната част на интрузивното тяло е припокрита с ерозия от по-млади седиментни или вулканични скали, чиято възраст е известна. В този случай няма признаци на контактен метаморфизъм в основата на горните скали, тъй като не е имало активно въздействие на интрузия върху тези скали. Такъв контакт се нарича "студен".Очевидно е, че възрастта на интрузивното тяло ще се определя от интервала между долната граница (възрастта на интрузивните скали) и горната граница, възрастта на скалите, покриващи интрузивното тяло. Процесът на проникване и втвърдяване на магма може да възникне сред по-стари скали с различна възраст, а ерозията на покрива на интрузивно тяло и припокриването му със седиментни или вулканични скали може да се случи за дълго време. Следователно определянето на възрастта на интрузивните скали се оказва много по-приблизително от това на вулканичните. Например в районите на разпространение на древни докамбрийски образувания има интрузии, които пробиват тези скали и са покрити само от кватернерни отлагания. В този случай възрастта на интрузивното тяло може да се определи много приблизително в широк диапазон от геоложко време: долната възрастова граница е ограничена до докамбрия, а горната - до неогена или кватернера.

Да се върнем на фиг. 13, в долната част на която е показана връзката на интрузивни тела с метаморфни и седиментни пластове. Интрузивните скали - диорити и гранити, проникнали в метаморфни и седиментни, са с различна възраст. Диоритите (b) са по-стари; те прорязват докамбрийските метаморфни скали и са покрити от отлагания от горния девон. Диоритите имат „горещ“ контакт с докамбрийските скали и „студен“ с девонските скали. Долната граница на възрастта им съответства на докамбрия, а горната – на средния девон. Възрастта на по-младите гранити (y) е определена по-точно, тяхното навлизане би могло да се случи в ранния или средния карбон. Ако е необходимо да се определи последователността на образуване на жилкови скали, се изследва връзката на жилките една с друга: тези жилки са се появили по-рано, които се пресичат от следващите.