Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




18.10.2017





Яндекс.Метрика
         » » Некоторые новые данные по геологической петрологии бассейна Атлантического океана

Некоторые новые данные по геологической петрологии бассейна Атлантического океана

17.11.2017

Целью настоящего, по необходимости краткого, раздела статьи является анализ современных геолого-петрографических данных в разрезе выяснения специфики, если таковая существует, проявлений магматизма в области океанов и континентов.

В этом отношении важно рассмотреть некоторые типичные ассоциации изверженных пород, широко развитые на континентах и ныне обнаруженные в пределах океанического сегмента Земли. Из таких ассоциаций наибольший интерес представляют формация ультрабазитов, базальтоидные и щелочно-базальтоидные комплексы. Кроме того, естественно, большое внимание привлекает любой факт нахождения гранитоидных пород, в том числе и диоритов, в пределах океанической части поверхности Земли.

А. Интрузивная формация ультрабазитов (перидотиты, дуниты, пироксениты и т. д.), с точки зрения их геологической позиции, встречается в составе преимущественно двух природных ассоциаций.

1. Ультраосновные и основные интрузии в стратиформных комплексах платформ и щитов. Примером докембрийских комплексов с участием ультраосновных пород являются Бушвельд, Сёдбери, Монче-Тундра, Воронежский щит, известны также мезозойские комплексы тина Березовского в Зауралье. Ультрабазиты этих комплексов образуют интрузивные магматические перидотитовые, дунитовые тела, кристаллизующиеся в «спокойной» обстановке платформ. Главный их признак — сохранность первичных оливинов, пироксенов со слабо проявленной серпентизацией или полным ее отсутствием, что прежде всего сказывается па содержании воды.

2. В пределах горно-складчатых систем ультрабазиты ассоциируются с зеленокаменными метаморфическими сериями типа альбит-эпидотовых сланцев, диабазов, спилитов и натриевых плагиогранитов, образуя так называемые офиолитовые серии. Зачастую они залегают в несвойственной их геологическому возрасту геологической позиции. Ультрабазиты таких серий, представленные главным образом серпентинитами, получили название альпинотипных. Они обычно серпентинизированы на 90—100%, что, в частности, облегчает их перемещение под влиянием выжимающих напряжений в более высокие уровни коры в виде так называемых протрузий. Для них характерно обычно высокое (до 14%) содержание воды, обусловленное существенным развитием серпентинита.

Несомненно, альпинотипные интрузии (протрузии) серпентинитов участвовали в складчатости, и в этом состоит их структурно-тектоническое отличие от интрузивных ультрабазитов стратиформных комплексов.

Механизм внедрения протрузий сходен с механизмом выжимания соляных куполов.

Б. Базальтовый магматизм, с учетом геологической обстановки его проявления, также известен преимущественно в виде следующих природных ассоциаций.

1. Базальтоидный магматизм подвижных поясов образует диабаз-спилит-кератофировые серии, обычно метаморфизированные до фации зеленых сланцев. Базальтоиды (диабазы, спилиты) этой серии обогащены натрием и водой. В интрузивной фации этой серии соответствуют габбро-плагиогранитные ассоциации, включающие также лейкократовые, богатые натрием породы, относящиеся к натриевой ветви гранитов.

2. Базальтоидный магматизм платформенных, или субплатформенных условий становления образует дифференцированные серии пород от собственно базальтового (долеритового—толеитового состава) магматизма, через формацию трахиандезит-базальтового состава до кислых производных (гранофиры).

В. Собственно щелочные комплексы пород (как интрузивные, так и эффузивные) нефелинсодержащие, дающие начало большому разнообразию петрографических типов с переходами или к ультрабазитам, или, наоборот, к кислым породам, характерны преимущественно для стабилизированных участков земной коры — платформ и щитов.

Для альпинотипных серпентинизированных интрузий характерна сопряженность с зеленокаменными вулканитами, габброидами и плагиогранитами существенно натриевого состава.

Платформенные интрузии ультрабазитов обычно ассоциируются с габбро и габбро-норитами и гранитами (гранофирами).
В табл. 4 приведены для сравнения анализы типичных пород отдельных формаций, развитых на континентах и в океанах. Из таблицы видно тождество составов пород единой формации из обоих типов поверхности Земли.

Геохимия натрия в природных петрогенетических процессах еще недостаточно выяснена, хотя несомненна его существенная роль в процессах геосинклинального магматизма и регионального метаморфизма, особенно складчатых областей.

Вероятно, существуют закономерности, приводящие к тому, что Na, такой распространенный элемент, известен нам в природных условиях лишь в виде одного изотопа с массой 23. Роль натрия в процессах метаморфизма еще недостаточно изучена, в частности мало конкретных данных о распространении натриевой слюды — парагонита. Известно, что слюдистые сланцы зоны Монт Розе (Италия) содержат сосуществующие парагопит, мусковит, фенгит. Применение микрозонда показало, что белая слюда из гранатовых сланцев состоит из переслаивающихся пластинок парагонита, фенгита и мусковита. Индивидуальные слои имеют обычно толщину меньше 50 мк. Парагонит также установлен в кристаллических сланцах Северного Кавказа. По-видимому, с более глубинными фациями метаморфизма связано формирование омфацитсодержащих пород и эклогитов Северного Кавказа.


На фиг. 11 приведена составленная по табл. 5 треугольная диаграмма, на которой показаны точки, отвечающие содержанию SiO2, MgO и H2O, приведенных к 100% для: а) ультрабазитовых интрузий, б) эффузивных базальтоидов. В пределах того же треугольника (фиг. 11) нанесены точки для разных типов базальтоидов в соответствии с содержанием в них K2O, Na2O и MgO, приведенных к 100%. В пределах диаграммы кучные поля образуют точки, отвечающие серпентинитам как с континентов, так и со срединно-океанических хребтов. То же отчетливо видно для зеленокаменных серий вулканогенов. Эта диаграмма иллюстрирует отсутствие специфики магматизма океанического сегмента Земли.

Тэйер неоднократно обращался в своих работах к сопоставлению альпинотипных и стратиформных габбро-перидотитовых комплексов. В последней работе «Габбро-перидотитовые комплексы — ключ к петрологии срединно-океанических хребтов», имея в виду работы Оменто, Мелсона и других, Тэйер считает, что ассоциация гнейсированных габбро, перидотитов, диоритов и более кислых пород и спилитовых базальтов — это типичная ассоциация альпинотипных (офиолитовых) комплексов. При этом он отмечает их полную аналогию с альпинотипными комплексами континентов. Кроме того, им подчеркивается комагматичность диоритов и более кислых пород с альпинотипными магматическими комплексами пород. Тэйер подтверждает, таким образом, высказанную нами в 1966 г. точку зрения о полной аналогии серии зеленокаменных вулканогенов и ультрабазитов срединно-океанических хребтов с континентальными геосинклинальными комплексами Уральской и Кавказской складчатых систем.

Кроме того, изложенные мной в 1950 г. представления о комагматичности ультрабазитов, габбро-амфиболитов и плагиогранитов Северного Кавказа (уруштенский магматический комплекс) могут быть распространены на многие альпинотипные комплексы. Отсюда обнаружение серпентинитов в подводных срединно-океанических хребтах — Срединно-Атлантическом, Индоокеанском — не может служить основанием для допущений о появлении в этих хребтах пород «верхней мантии» в виде серпентинизированных перидотитов.

Большие работы, проведенные в Атлантике (Quon, Eleers, Muir, Tilley, Melson, Thayer, Aumento и др.), позволили выявить в пределах Срединно-Атлантического хребта развитую на большом расстоянии от экватора и почти до Исландии серию пород, типичную для альпинотипных комплексов:

1. Зеленокаменно-измененные вулканогены базальтоидного ряда.

2. Метаморфизованные габброиды.

3. Серпентинизированные ультрабазиты.

4. Натриевые граниты и гранодиориты до диоритов.

В табл. 4 приведены химические анализы так называемых диоритов из Северной Атлантики, серпентинитов и спилитов, образующих альпинотипный комплекс Срединно-Атлантического хребта.

На фиг. 12 схематично показаны альпинотипные комплексы Срединно-Атлантического хребта, а в табл. 6 дан неполный перечень главнейших типов горных пород, развитых в пределах побережий Атлантики и на ее дне или выступающих островах. В пределах побережий Южной Атлантики широко развиты интрузии ультрабазитов, слабо или вовсе не затронутых складчатостью. Чрезвычайно интересна петрология ультрабазитов островов Св. Павла. Эти острова изучались Дарвином — 1838 г., экспедицией «Челленжер» Renard — 1882 г., Вашингтоном — 1930 г., Е. Tilley, Melson, Е. Jarosewich, В. Т. Bowen. Тилли описал ультрабазиты островов Св. Павла как милонитизированные дуниты, анализ которых приведен нами (см. табл. 3).
Однако всеми исследователями отмечалось в этих гипербазитах присутствие амфибола. Мак Кензи в 1960 г. описал высокотемпературные альпинотипные перидотиты из Венесуэлы, район Тинакуилло, которые внедряются в амфибол-кварц-олигоклазовые гнейсы. Среди ультрабазитов встречаются амфибол- и пироксенсодержащие разности. В приведенном анализе амфиболовой породы высокое содержание Na2O - 2,78%.

В соседних районах Венесуэлы (Арагуа и др. по Shagam) развиты древние метаморфические осадочные и вулканогенные формации неопределенного возраста, Вулканогены скорее относятся к спилитам. В них внедрены интрузии ультрабазитов и натриевых гранитов и дунитов. По приведенным анализам, древние мета- и изверженные породы обогащены натрием.

Мелсон, Ярошевич и др. изучали ультрабазиты островов Св. Павла и Петра и отнесли эти породы к высокотемпературным интрузиям мантийного происхождения. При этом они подчеркнули сходство ультрабазитов островов Св. Петра и Павла с амфиболовыми перидотитами Венесуэлы, описанными Мак Кензи.

Мэтсон, изучая геологию о-ва Пуэрто-Рико, выявил древний Bepмеджи комплекс, состоящий из серпентинитов, амфиболитов, спилитов и окремнелых вулканических пород. Возраст этой ассоциации неизвестен, но она во всяком случае несогласно перекрывается верхнемеловой формацией. Древние породы прорваны диоритами и гранодиоритами.

Возвращаясь к ультрабазитам островов Св. Петра и Павла, подчеркнем щелочную тенденцию этих пород, анализы которых приведены в работе Мелсона и Ярошевича. Содержание Na2O = 3,85%; К2O = 0,80%; при ТiO2 = 3,99% и SiО2 = 36,3% (см. табл. 4) и присутствие таких минералов, как флогопит, алланит, апатит, анальцим, свидетельствуют об определенной специфике этих пород по сравнению с обычными альпинотипными серпентинитами. Характерно, что эти ультрабазиты (достаточно древние, милонитизированные), расположенные вблизи субширотного разлома, остались несерпентинизированными, что, с нашей точки зрения, свидетельствует, что они не вовлекались в складчатость. В то же время ультрабазиты Срединно-Атлантического хребта представлены типичными серпентинитами. Преобразованные ультрабазиты Пуэрто-Рико, Кубы и других участков района Карибского моря имеют черты сходства с древними ассоциациями ультрабазитов Венесуэлы, и, во всяком случае, их серпентинизация — это, видимо, следствие грандиозных структурных преобразований области Карибского моря, Мексиканского залива в послеюрское время.

Для гнейсов Бразилии Херсли определил возраст 2505 млн. лет. Эти гнейсы прорваны ультрабазитами и базитами. По Дэлалю, гнейсы серии Параиба имеют возраст 2000 млн. лет.

Имеющиеся у нас данные по К-Ar датированию гнейсов и дунитов (несерпентинизированных) массива Шайю (Центральная Африка, см. фиг. 12, табл. 6) также показали для гнейсов 2460 млн. лет, а для дунитов 1600 млн. лет. По Ледену, граниты Верхней Вольты дали 2100 млн. лет (U-Pb, Kb-Sr). По Казну, для формаций Анти Атласа (Марокко) получены цифры 1800—2500 млн. лет. В вулканических выбросах молодых вулканов о-ва Вознесения и других известны гнейсы, габбро, кристаллические сланцы. Поэтому логично допустить, что дно южной части Атлантического океана состоит из кристаллических пород докембрийского фундамента, к расколам в котором приурочена цепь вулканических островов с щелочноосновным вулканизмом — острова Вознесения, Св. Елены, Гоф и др.

Результаты бурения в океанах (Glomar-Challenger), опубликованные в 1970 г., интересны в отношении стратиграфии донных отложений Южной Атлантики. Буровые скважины, к сожалению, останавливались при достижении «базальтов». Осадки древнее верхнего мела не встречены, хотя присутствие таковых ниже «базальта» вполне вероятно!

Самостоятельный интерес представляют мезозойские кислые породы, известные как на Больших, так и на Малых Антильских островах, отделяющих собственно впадину Атлантического океана от Карибского моря с современной «океанической» корой.

Современные геологические данные по Атлантическому океану свидетельствуют о сложной и длительной истории развития отдельных блоков земной коры, на которых сейчас существует океаническая впадина.

Важно подчеркнуть, что давно известные для континентов альпинотипные комплексы гипербазитов, включая и такие специфические породы, как спилиты и натриевые граниты, сейчас, несомненно, установлены и в пределах срединно-океанических хребтов. Эти зеленокаменные вулканогены (древнего возраста) нельзя объединять в одну группу с молодыми базальтоидами толеитового ряда, также широко известными в пределах срединно-океанических хребтов.

В Атлантике особое положение в структурном плане — приуроченность к расколам земной коры за пределами оси Срединно-Атлантического хребта, а также по петрографическому составу занимают щелочные ассоциации пород островов Азорских, Канарских, Зеленого Мыса и островов Южной Атлантики.

Большое разнообразие магматических формаций в бассейне Атлантического океана, а также сложности геологического развития «впадины» океана и его побережий — в южной части щитов Южной Америки и Африки — делают особо интересным дальнейшее изучение геологической петрологии этого региона.

История развития земной коры в области Атлантического океана длительна, и проведенный схематический анализ показывает, что современный облик ее здесь характеризует лишь краткий момент этой истории. На примере Атлантики достаточно убедительным, с геологических позиций, является выдвинутое нами ранее положение о том, что нет коры двух типов, а есть единая земная кора, которая в области океанического сегмента в данный период отличается спецификой геофизического разреза в силу причин, изложенных мной в первой части статьи.

Земная кора, мозаичная по составу, вследствие длительности и геологической сложности ее эволюции за 4,5 млрд. лет, едина для континентов и океанов и протягивается, видимо, до «астеносферы», т. е. до глубин порядка 100—150 км.