Intruzja - Polski Serwis Naukowy

Podstawowe typy intruzji i ich stosunek do skał otoczenia: lakkolit, apofiza (niewielka żyła w otoczeniu większego ciała magmowego), batolit, dajka, sill, żyła kominowa, lopolit

Intruzja (z łac. intrusus = wepchnięty) – ciało skalne powstałe z zastygłej w głębi skorupy ziemskiej magmy, która wdarła się pomiędzy starsze utwory skalne. Magma unosi się w płytsze rejony skorupy ziemskiej w postaci diapiru, wciskając się pomiędzy skały otoczenia. Diapiry docierające w bezpośrednie sąsiedztwo powierzchni ziemi dają początek zjawiskom wulkanicznym, jednak większość takich ciał skalnych, na skutek powolnego schładzania, zastyga pomiędzy 5. a 30. kilometrem pod powierzchnią, tworząc ciała skalne określane jako plutony. Ich forma, wielkość i stosunek do skał otoczenia pozwala wyróżnić następujące typy intruzji:

Diament – minerał z gromady pierwiastków rodzimych. Nazwa pochodzi od gr. ἀδάμας adamas (dopełniacz ἀδάμαντος adamantos, łac. diamentum) = "niepokonany, niezniszczalny" i nawiązuje do wyjątkowej twardości tego minerału. Jest najtwardszą znaną substancją z występujących w przyrodzie.

Magma (gr. μάγμα „gęsta maść”) – gorąca, stopiona masa krzemianów i glinokrzemianów z domieszkami tlenków i siarczków, z dużą ilością wody i gazów, znajdująca się w głębi skorupy ziemskiej.

intruzje zgodne – ściany intruzji są zgodne z płaszczyznami strukturalnymi, takimi jak warstwowanie lub uławicenie starszych skał, powierzchnie niezgodności czy też płaszczyzny tektoniczne. Zalicza się tu następujące intruzje:

sill, lakkolit (lakolit), lopolit, fakolit,

intruzje niezgodne – ściany intruzji przekraczają powierzchnie strukturalne. W tej kategorii wyróżnia się:

dajki, żyły kominowe (nek wulkaniczny), żyły pierścieniowe, apofizy, etmolity, harpolity, batolity.

Granitowy masyw Half Dome w górach Sierra Nevada

Devils Tower – wypreparowany ze skał otoczenia komin wulkaniczny

Powolny proces krzepnięcia magmy w dużych ciałach skalnych na większych głębokościach prowadzi do powstawania dużych, widocznych gołym okiem, kryształów. Powstające w ten sposób skały głębinowe odznaczają się strukturami pełnokrystalicznymi i jawnokrystalicznymi. W przypadku mniejszych intruzji, dochodzących w rejony bliższe powierzchni i mających mniejsze objętości, powstają najczęściej skały żyłowe, odznaczające się strukturami drobnokrystalicznymi lub afanitowymi.

Magnetyt – minerał z gromady tlenków, zaliczany do grupy spineli (żelazowych). Należy do minerałów bardzo pospolitych i wyjątkowo szeroko rozpowszechnionych.

Devils Tower (dosł. Wieża Diabła, dakota: Mato Tipila, Wieża Niedźwiedzia) – intruzja wulkaniczna o wysokości 386 metrów licząc od podstawy i 1558 metrów n.p.m., położona niedaleko miejscowości Hulett we wschodniej części stanu Wyoming, nad rzeką Belle Fourche. Indianie nazywali górę zwykle "Górą Niedźwiedzia" lub "Niedźwiedzią Jamą". Obecną nazwę nadał górze płk Richard Dodge, dowódca ekspedycji, która została w roku 1875 wysłana w Góry Czarne z zadaniem zmapowania terenu i sprawdzenia ile prawdy jest w doniesieniach, że w górach tych jest złoto.

Na styku skał otoczenia z magmą a następnie z gorącymi skałami intruzji dochodzić może do zmian metamorficznych. Zależnie od stopnia nasilenia tych zmian mamy do czynienia z procesami metamorfizmu kontaktowego lub ultrametamorfizmu. Równocześnie fragmenty skał otoczenia w postaci ksenolitów mogą zostać włączone w obręb intruzji.

Kimberlity to rzadkie ultramaficzne skały alkaliczne (potasowe), o porfirowej strukturze, bogate w składniki lotne (CO2+H2O). Kimberlity cechują się wysokim stężeniem pierwiastków śladowych z grupy pierwiastków niekompatybilnych. Wg innych definicji kimberlit to porfirowy perydotyt alkaliczny, zawierający zaokrąglone lub skorodowane fenokryształy oliwinu (często zmienione wtórnie), flogopitu, Mg-ilmenitu, piropu (i Cr-piropu) w drobnokrystalicznej masie zbudowanej z oliwinu, flogopitu , kalcytu, dolomitu, serpentynu, magnetytu, perowskitu i apatytu. Diamenty występują jako minerały akcesoryczne. Kimberlit to również potasowa skała ultramaficzna, bogata w składniki lotne, tworząca kominy, dajki i sille. Nierównokrystaliczna, porfirowa tekstura skały jest wynikiem obecności makrokryształów w drobnokrystalicznej matriks. Często w kimberlitach występują ksenolity skał płaszcza wraz z ksenolitami i ksenokryształami skał skorupy. Ogółem to złożona skała hybrydalna, zbudowana z fragmentów skał wysokotemperaturowych (perydotyty, eklogity), zespołów makrokryształów, fragmentów skał otoczenia, magmy oraz składników lotnych (w tym zasymilowanych wód gruntowych). Nazwa kimberlit pochodzi od miejscowości Kimberley w RPA, nadana w 1870 roku.

Apofiza – ciało skalne, żyła, będąca bocznym podrzędnym, mniejszym i najczęściej ślepym odgałęzieniem większej żyły lub ciała magmowego (intruzji).

Występowanie intruzji wiąże się ze strefami w skorupie ziemskiej, w których dochodzi bądź dochodziło w geologicznej przeszłości, do występowania zjawisk plutonicznych. Takimi strefami są np. krawędzie płyt tektonicznych. Szczególną strefą, gdzie dochodzi do nasilenia tego typu zjawisk, są strefy subdukcji. Powstają w ten sposób olbrzymie intruzje o charakterze batolitów, będących połączeniem wielu indywidualnych plutonów. Obecnie takie duże intruzje stanowią krystaliczne trzony wielkich masywów górskich (Sierra Nevada, Tatry).

Batolit — wielka intruzja o kształcie niezgodnym, rozciągająca się w głąb skorupy ziemskiej do głębokości nieosiągalnych dla badań geologicznych. Osłona batolitu zawsze zbudowana jest ze skał przeobrażonych, których fragmenty często zostają zasymilowane przez magmę.

Ławica skalna to warstwa lub zespół warstw wchodzących w skład skały osadowej (niekiedy również innych skał), o zbliżonych cechach sensu lato, a szczególnie wyraźnie wyróżniających się od warstw sąsiednich. Ławica jest wyraźnie oddzielona od góry i dołu równoległymi płaszczyznami. Różni się od pozostałych barwą lub odmienną strukturą.

Mniejsze intruzje również mogą zaznaczać się w obecnej morfologii. Zbudowane ze skał krystalicznych często są odporniejsze od otoczenia. Stąd obserwować można formy takie jak Devils Tower, będące pozostałością kominów wulkanicznych.

Z intruzjami wiąże się często występowanie bogatych złóż mineralnych (chrom, tytan, złoto, platyna). Ich występowanie związane może być z nagromadzeniem pierwiastków w skale magmowej, gdzie stanowią składnik jednego z minerałów budujących skałę (rutyl, magnetyt) bądź z występowaniem zjawisk metamorficznych w otoczeniu intruzji (lub podczas jej stygnięcia), prowadzących do powstawania koncentracji poszczególnych pierwiastków. Specyficznym nagromadzeniem rzadkich minerałów są kimberlity, wypełniające bardzo głębokie kominy wulkaniczne. Skała ta stanowi podstawowe źródło pozyskiwania diamentów.

Sierra Nevada - pasmo górskie w Ameryce Północnej, na obszarze Stanów Zjednoczonych, wchodzące w skład Kordylierów. Położone pomiędzy Doliną Kalifornijską na zachodzie i Wielką Kotliną na wschodzie. Długość pasma wynosi około 700 km.

Metamorfizm kontaktowy - zjawiska o charakterze lokalnym, zachodzące na kontakcie intruzji magmowej ze skałami osłaniającymi. Gdy zmiany zachodzą pod wpływem wysokiej temperatury pochodzącej z magmy wówczas nazywamy zjawisko metamorfizmem termicznym, drugi rodzaj zmian związany jest z metasomatozą ściśle związaną z procesami hydrotermalnymi i pneumatolitycznymi. Ten rodzaj metamorfizmu wiąże się z ochładzaniem brzeżnych części intruzji i zazębianiem jej ze skałą otaczająca poprzez powstanie licznych apofiz oraz żył; powiązane z powstawaniem niewielkich i mało licznych kontaktowych migmatytów. Zachodzi on przy stosunkowo wysokich temperaturach (400-800 oC), oraz przy stosunkowo niskich ciśnieniach 0,1-0,3 GPa.

Podstawowe pojęcie intruzji odnosi się do skał magmowych. Używane jest jednak również w sedymentologii dla zjawiska intruzji materiału klastycznego pomiędzy inne utwory osadowe (żyła klastyczna).

Bibliografia

Plummer, McGeary, Carlson, Physical Geology, Eight Edition (McGraw-Hill: Boston, 1999) ISBN 0-697-37404-1

Książkiewicz M., Geologia dynamiczna, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa (Wydania w: 1968, 1972, 1979).