Magmatické horniny

Magmatické horniny sú primárne horniny a vznikajú tuhnutím magmy, pričom podmienky tohto procesu, ako aj zloženie magmy môže byť veľmi rôzne. Magma vzniká vo vrchnom plášti a spodných častiach zemskej kôry. V prípade, že magma dosiahne zemský povrch, jedná sa o magmatizmus (alebo vulkanizmus) povrchový čiže extruzívny, v opačnom prípade sa jedná o magmatizmus podvrchový
(intruzívny).
Magma je tekutá zmes roztavených hornín, obsahujúca zmes prchavých zložiek, ako sú napríklad rôzne plyny vrátane vodnej pary, ktorá môže zároveň obsahovať aj vykryštalizované tuhé častice. Hlavná časť magmy je tvorená taveninou silikátov, obsahujúcich najmä atómy Fe, Mg, Ca, Al, Na a K a ktorá obsahuje aj zárodky kryštálov.
V plynnej zložke sa nachádza CO2, SO2, H2S, F2, Cl2, S a NH4Cl. Zloženie magmy sa mení počas transportu k zemskému povrchu. Mineralogické zloženie je závislé najmä na teplote, ktorá je určená najmä hĺbkou, v ktorej sa magma nachádza. Postupnosť kryštalizácie jednotlivých minerálov, v závislosti na relatívnej teplote. Magmy sa môžu podstatne líšiť v obsahu vody. Na tomto kritériu sa zakladá jedna
z ich klasifikácií; magmy sa delia sa na mokré, s teplotou približne 700 o C a suché, s teplotou nad 1100 o
C. Prítomnosť vody v magme spravidla výrazne znižuje jej teplotu tuhnutia. Tento rozdiel môže dosahovať až 400 oC.
Jedno z hlavných kritérií pre klasifikáciu magmy je obsah oxidu kremičitého. Podľa zaužívanej terminológie sú magmy označované ako bázické, pri nízkom obsahu SiO2 a ako kyslé, pri vysokom obsahu SiO2. Sú tri základné skupiny magiem:
– Bazaltové (bázické), ktoré vznikajú v hĺbkach 95 – 250 km pri teplotách 1300 až 1500 o C.
– Andezitové (intermediárne), vznikajúce pretavením sedimentárno-vulkanických hornín pevninskej a oceánskej kôry pohltenej do vrchného plášťa pozdĺž subdukčnej zóny, resp. kolíznych zón.
– Granitové (kyslé), vznikajúce diferenciáciou bazaltovej magmy, resp. pretavovaním
starších sedimentárno-vulkanických hornín a vznikajú v subdukčných a kolíznych
zónach.
Fázové a mineralogické zloženie magmatických hornín je ovplyvňované podmienkami pri transporte magmy smerom k zemskému povrchu. Výrazne sa na ňom prejavuje najmä rýchlosť chladnutia, ktorá ovplyvňuje veľkosť vykryštalizovaných zložiek a rozhoduje tiež o tom, či hornina bude obsahovať kryštalické alebo amorfné zložky. Pomalé chladnutie spôsobuje vznik hrubokryštalických materiálov, rýchle zasa jemnokryštalických, prípadne sklovitých látok.


Magmatické horniny môžu mať charakter kompaktných a neporéznych materiálov alebo naopak, charakter vysokoporéznej hmoty, s veľkou variabilitou pórovitej štruktúry. Pre klasifikáciu magmatických hornín sa používajú dve hlavné kritériá. Prvým je genéza, resp. miesto ztuhnutia magmy a druhým je obsah SiO2. Na základe prvého kritéria sa magmatické horniny delia na hlbinné, ktoré vznikali pod povrchom a ich mineralogické a fázové zloženie je ovplyvnené pomalým tuhnutím magmy, žilné, ktoré
vznikli ztuhnutím magmy v puklinách a výlevné, ktoré vznikli rýchlym tuhnutím lávy na zemskom povrchu. Podľa druhého kritéria sa magmatické horniny, podobne ako magmy, delia na kyslé, intermediárne, bázické a ultrabázické. Mineralogické zloženie magmatických hornín je závislé od teploty tuhnutia lávy. Postupnosť, podľa ktorej kryštalizujú jednotlivé minerály z magmy v rôznych teplotných oblastiach ukazuje Bowenova reakčná schéma.

Dôležitými opisnými vlastnosťami magmatických hornín je ich textúra a štruktúra. Termínom „textúra“ sa charakterizuje hornina na základe veľkosti, tvaru a rozmiestnenia kryštálov. Masívnu, homogénnu resp. rovnorodú alebo všesmernú textúru chrakterizuje homogénny vzhľad; v hornine nie je možné bez použitia mikroskopu identifikovať jednotlivé minerály. Takúto textúru majú najmä hlbinné horniny. Porfyrickú textúru majú hrubokryštalické horniny so širokospektrálnou distribúciou veľkosti jednotlivých kryštálov; spravidla je v nej prítomné malé množstvo veľkých kryštálov v spolu s veľkým množstvom malých. Sklovitú textúru majú amorfné magmatické horniny, ktoré vznikli veľmi rýchlym ochladením horúcej magmy (napríklad v atmosfére) vo forme skla. Pyroklastická (alebo tufitická) textúra je typická pre horninu, obsahujúcu veľké časti vykryštalizovanej horniny v základnej jemnozrnnej hmote, napríklad vo vulkanickom popole. Guľovitú (orbikulárnu) textúru majú horniny, obsahujúce guľovité (sferoidálne) alebo elipsovité útvary, v ktorých je možné pozorovať striedanie svetlých a tmavých prúžkov, ako výsledok periodickej kryštalizácie. Tečenie lávy sa prejavuje vrstevnatou (prúdovitou resp. fluidálnou) textúrou. Metamorfované horniny môžu mať v dôsledku deformujúceho tlaku bridličnatú textúru. Horniny, v ktorých minerály nemajú jednosmernú orientáciu zŕn, majú chaotickú textúru. V dôsledku úniku plynov z tuhnúcej magmy vzniká pórovitá (vezikulárna) textúra. V prípade následného vyplnenia dutín sekundárnymi minerálmi vzniká mandľovcovitá textúra.
Štruktúra je ďalší z popisných parametrov horniny, v ktorom sa kumuluje jednak
stupeň kryštalickosti (štruktúry plnokryštalické, polokryštalické a sklovité) a jednak
relatívna veľkosť minerálnych súčastí (štruktúry rovnomerne zrnité a nerovnomerne
zrnité).
K najdôležitejším horninotvorným minerálom magmatických hornín patria živce, foidy, sľudy, pyroxény, amfibol a olivín. Zo sľúd je muskovit v magmatických horninách menej rozšírený ako biotit a vyskytuje sa najmä v granitoch a pegmatitoch.
K produktom magmatizmu patria aj minerály, ktoré vznikajú sublimáciou látok pri
teplotách roztavenej magmy a spätne kryštalizujú z vulkanických plynov pri dosiahnutí
zemského povrchu. Príkladom je elementárna síra, Fe2O3, SiO2, niektoré chloridy, fluoridy
a sulfidy katiónov NH4+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Al3+ a Fe3+.
Z environmentálneho hľadiska si zasluhujú pozornosť fluoridy a chloridy, ktoré sú zdrojom HF a HCl, nakoľko pri vysokých teplotách reagujú s vodou: 2H2O + SiF4 → 4HF + SiO2