Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




18.10.2017





Яндекс.Метрика
         » » К вопросу о материнских магмах разновозрастных магматических комплексов с участием базитов

К вопросу о материнских магмах разновозрастных магматических комплексов с участием базитов

15.11.2017

Зарождающиеся на глубине магматические очаги являются источником родоначальной магмы, которая, поднимаясь, поступает на различные уровни верхней оболочки Земли, претерпевая на этом сложном пути дифференциацию различных типов.
Мы можем приблизиться к представлению о составе родоначальной магмы того или иного комплекса, если будет доказана комагматичность пород или формаций, слагающих магматические комплексы, и учтены вероятные объемы дифференциатов.
Формулировка понятия «магматический комплекс» давалась мной в 1950 г. Конкретная формация изверженных пород отвечает формированию производных промежуточного магматического очага в условиях единой фации.
Магматический комплекс обычно включает несколько конкретных ко-магматических формаций. По-видимому, достаточно общепризнанным является представление, что современная земная кора (безотносительно, ограничивается ли она снизу поверхностью Moxo или простирается глубже), гетерогенная по составу, формировалась в течение геологической истории Земли за счет глубинных частей верхней ее оболочки.
В табл. 1 представлены данные по содержанию в среднем в составе земной коры SiO2, TiO2, MgO, Na2O, K2O по Кларку, Вашингтону, Ранкама и А.П. Виноградову. По соображениям, изложенным ранее, в табл. 1 приведены данные для ограниченного числа окислов. Имеющиеся подсчеты, касающиеся Al2O3, FeO, CaO, не противоречат тенденциям, выявленным для содержаний рассматриваемых окислов. По расчетам Кларка, Вашингтона, Ранкама, содержания указанных окислов весьма близки, а в отношении Si, Mg почти идентичны. В той же таблице приведены данные о содержании тех же компонентов в среднем составе андезитов по Дэли. Как видно из табл. 1, данные по андезитам и по составу земной коры достаточно близки.
Оценка A.П. Виноградовым среднего состава земной коры отличается от данных других авторов (Кларка, Вашингтона, Ранкама, Дэли), видимо, вследствие того, что при исчислении среднего состава земной коры им условно принят ее состав из двух частей кислых пород и одной части основных.
Поскольку наши знания о количественной роли комагматов в составе родственных серий пород — магматических комплексов еще крайне недостаточны, остановимся на некоторых примерах, имеющих отношение к этой проблеме.
В работе Дэли рассматривается вопрос о количественных соотношениях пород разного состава в пределах определенных закартированных геологических регионов. В идеале для такой количественной оценки надо: 1) расчленить магматизм данной территории на магматические комплексы, состоящие из комагматических пород и их ассоциаций, и 2) учесть разную степень вскрытости и денудированности плутонических и вулканических составляющих разновозрастных комплексов.
Приводимые Дэли материалы ответа на эти вопросы не дают. Однако по разделу экструзивно-эффузивных пород, распространенных в Тихоокеанских Кордильерах, им приводятся сведения, позволяющие в первом приближении судить о количественных соотношениях пород щелочноземельного ряда разного состава. Для этого типа (эффузии, экструзии) пород вероятнее предположить их близкое возрастное положение и относительно одинаковую степень денудированности. Из общей площади 14 000 км2 закартированных экструзивно-эффузивных пород на долю риолитов, андезитов и базальтов приходится 13 200 км2. Риолиты занимают 3200 км2, андезиты — 6000 км2 и базальты — 4800 км2.
Если допустить, что объемы магматических масс пропорциональны их площадям, то из табл. 2 можно видеть, что породы риолитовой магмы комплементарны породам базальтовой магмы, а средний состав риолитов и базальтов с паем, соответственным площадям их распространения, почти тождествен составу андезитов.
В том же разделе о распространенности изверженных пород Дэли, касаясь количественной роли щелочных пород, пишет: «...щелочные типы, несмотря на то что включают более половины названных разновидностей изверженных пород, являются случайными продуктами планеты, извержения которой в подавляющем большинстве случаев были щелочноземельного характера. Этим фактом нельзя пренебречь в любой теории петрогенезиса».
Нельзя, конечно, согласиться с Дэлп, что щелочные породы — случайные продукты извержений планеты. Появление этих очень важных в практическом и теоретическом (петрогенезпс) отношении пород вполне закономерно для определенных условий эволюции исходных расплавов и геологической обстановки кристаллизации последних.
Полифазный габбро-плагиогранитный таннуольский интрузивный комплекс, по Г.В. Пипус, представляет комплементарный ряд пород, возникший из единого магматического очага. Этим исследователем показано, что из 6590 км2 площади, сложенной породами таннуольского комплекса, 1324 км2 (20%) образовано породами основного состава (диориты, габбро и более основные в небольших объемах); 4362 км2 (66,4%) площади занято гранодиоритами и кварцевыми диоритами, и только 903 км2 (13,6%) учтенной площади падает на долю гранитов, адамеллитов. Г.В. Пинус сделал попытку выяснить состав родоначальной магмы, давшей эту серию комагматов. Он отдавал себе отчет в том, что составы горных пород отнюдь не тождественны составу магм, из которых они кристаллизовались, но в какой-то мере приближаются к нему.
Использовав диаграмму В.Н. Лодочникова и математически обработав химические анализы, Г.В. Пинус показал, что состав родоначальной магмы близок к составу кварцевого диорита и что неправильно рассматривать породы тоннуольского комплекса как дифференциалы базальтовой магмы. Однако он здесь же высказал предположение об образовании родоначальной магмы для комплекса путем смешения базальтовой магмы с гнейсовой толщей протерозоя. Такая глубинная ассимиляция исходной базальтовой магмой гнейсов фундамента с превращением исходной магмы в магму диоритового состава также требует более развернутых доказательств.
В табл. 3 приведены данные по диабаз-кератофировым колчеданоносным комплексам девонских и юрских структурно-формационных зон Большого и Малого Кавказа.
На примере девонского и юрского контрастных по составу диабаз-кератофировых комплексов отчетливо видна близость среднего состава пород этих комплексов, отвечающего с большим приближением среднему составу земной коры и среднему составу андезитов по Дэли (см. табл. 1, 2). С большей степенью вероятности диабазы и кератофиры этих разновозрастных комплексов можно рассматривать как комплементарные дифференциаты материнской магмы андезитового состава. Для среднего состава юрского диабаз-кератофирового комплекса заметно слабое повышение роли SiO2 и K2O и, наоборот, некоторое снижение TiO2, MgO и Nа2O.
Базальтоидно-трахиандезитовый магматизм юрского возраста субплатформенной структурной зоны Северного Кавказа, охарактеризованный в табл. 3, требует дальнейшего изучения и уточнения возможной комагматичности с этим комплексом формации гранодиорит-гранит-порфиров маринского типа.
Чрезвычайно интересны в общегеологическом и петрологическом отношении древние глубинные стратифицированные интрузии типа Буш-вельд и Сёдбери. Обычно как единую формацию базальтоидного типа рассматривают совокупность основных и ультраосновных членов этих стратифицированных интрузий — нориты, габбро, пироксениты, гортополиты и другие, количественно менее существенные породы.
Однако единство геологической обстановки, близкий возраст позволяют учитывать возможность комагматичности с базальтоидной серией и кислых членов этих сложных комплексов.
В работе Николайзена и др. приведены результаты определения возраста Rb-Sr методом при Л87Rb=l,39 по слюдам из красных гранитов Бушвельд и по слюде из пегматоидного пироксенита Rustenberg’a. Авторы на основании своих исследований принимают возраст массива — 1950+150 млн. лет.
Возраст монацитов по отношениям 207Pb/206Pb, 207Pb/235U и 206Pb/238U колеблется в основном в диапазоне 1900—2000 млн. лет.
Галениты из рудопроявлений в доломитовой серии Трансваальской системы большинства месторождений показали возраст порядка 2450 млн. лет (по изотопам свинца).
В работах Ломбарда, Дэли, Дю-Тойта приводятся данные о строении и петрографическом составе стратифицированного интрузива Бушвельд.
В меру известных мне опубликованных данных стратифицированный интрузив Бушвельд по мощности частей разреза, сложенных разными петрографическими сериями от всего разреза, может быть представлен следующим образом (в %): 1) ультраосновные породы -7; 2) основные породы (нориты, габбро) — 60; 3) кислые породы (красные граниты, гранофиры) -33.
В табл. 4 приведены средние данные по содержанию некоторых окислов в этих трех группах пород, а также высчитано приближенное среднее для всего интрузива с учетом мощности соответствующих «пластов» в разрезе интрузива. Осредненные данные и в этом случае свидетельствуют о тенденции приближения среднего состава пород бушвельдского комплекса к среднему составу земной коры и среднему составу андезитов (диоритов). Такая тенденция среднего типа пород, образующих разнотипные и разновозрастные магматические комплексы,— тенденция приближения к среднему составу андезитов и всей земной коры в целом — свидетельствует скорее в пользу андезитового (диоритового) состава родоначальных магм, периодически возникающих на уровнях первичной генерации расплава.
Грин и Рипгвуд на основе экспериментального изучения поведения при высоких температурах и давлениях препаратов, отвечающих, по их мнению, составам высокоглиноземистого толента, базальтового толеита, андезита и дацита, обнаружили, что в сухих условиях при давлениях 27—30 кбар наименьшая температура ликвидуса наблюдается у андезитов, а не у более кислых дацитовых или риодацитовых пород. Отсюда они делают вывод, что па глубинах 100—150 км фракционная кристаллизация базальта и базальтового андезита, выражающаяся в отделении граната и пироксена, должна приводить к возникновению жидкого фракционата, состав которого будет приближаться к андезиту. На основании этих исследований они предлагают предварительно обоснованную модель происхождения пород известково-щелочного ряда. На основе модели предполагается механизм выделения базальтов и андезитов при фракционном плавлении эклогитов в сухих условиях и выделения дацита—риодацита (гранодиорита и адамеллита) при фракционном плавлении эклогитов в присутствии воды.
По гипотезе авторов, образование пород известково-щелочного состава за счет вещества мантии происходит в две стадии. В первую стадию в результате фракционного плавления мантии пиролитового состава возникает пересыщенная базальтовая магма, которая поднимается в верхние горизонты и подвергается фракционированию на глубине не более 20 км. Эти базальты впоследствии превращаются в эклогиты, что является уже началом второй стадии. Эклогиты погружаются в мантию, где их фракционное плавление приводит к возникновению андезитовых и более кислых расплавов известково-щелочного ряда. Эти расплавы затем входят в состав вновь образующейся спалической коры.
Такой процесс становления андезитовой магмы в результате фракционированного плавления гипотетического пиролита достаточно сложен. С учетом того, что средний состав земной коры по большинству расчетов, а также средний состав пород многих магматических комплексов приближаются к составу андезита, исходные магмы такого состава реалистичнее получать на уровнях магмообразования (100—150 км) в результате анатексиса гетерогенной среды, мало отличающейся по среднему составу от среднего состава земной коры в понимании большинства геофизиков и геохимиков.
Все сказанное позволяет считать, что проблема базитов, важная в практическом и теоретическом отношении, должна разрабатываться во всех деталях их геологии, петрологии, геохимии и минерагении, с учетом вхождения собственно базитовых формаций в состав магматических комплексов, включающих также комагматичные формации кислых и трахиандезитовых пород.