Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




29.05.2019


29.04.2019


25.04.2019


22.04.2019


11.02.2019


17.01.2019


29.12.2018


29.12.2018


04.12.2018


25.10.2018





Яндекс.Метрика
         » » Группа перидотитов и пироксенитов (перкнитов)

Группа перидотитов и пироксенитов (перкнитов)

09.12.2017

Группа перидотитов и пироксенитов с их крайне редко встречающимися излившимися аналогами характеризуется тем, что они находятся в земной коре совместно с породами габброноритовой группы, по отношению к которой играют второстепенную роль.

Эти породы образованы почти исключительно фемическими, темноцветными магнезиально-железистыми минералами, занимающими верхнее место в левой ветви реакционной схемы Боуэна. Из фемических минералов главную роль в их составе играют оливины и пироксены, т. е. минералы, лишенные гидроксила и других летучих компонентов. Из этих минералов оливин является не насыщенным SiO2 и в случае малого содержания в нем файалитовой молекулы отличается значительной температурой плавления. Салических, светлоокрашенных минералов очень мало, или они отсутствуют совершенно. Обычно содержание их не превышает 10%. Несмотря на это, в составе этих пород химический анализ все же обнаруживает присутствие салических окислов, распределенных частью среди фемических минералов.

Минералогический состав этих пород следующий.

Первичные минералы: главные — оливины, пироксены реже амфиболы, еще реже биотит, иногда магнетит, хромит; второстепенные — магнетит, ильменит, пирротин, хромит, пикотит, шпинель, корунд, гранат, основной плагиоклаз, платина, алмаз и др.

Вторичные минералы разной температуры образования: серпентин (антигорит и хризотил), уралит, хлорит, тальк, энидот, кальцит и другие карбонаты, кварц, гидраты окислов железа, иногда также цеолиты.

Общее название этих пород — породы ультраосновные (гипербазитовые) или ультрабазиты (гипербазиты), так как они содержат много окислов щелочноземельных металлов и железа и сравнительно очень мало кремне-кислоты.

Среди этих пород различают, в зависимости от главнейшего минерала или группы минералов, всегда в них присутствующих, или условий образования: 1) перидотиты — главные минералы — оливины; 2) пироксениты — главные минералы — пироксены (ромбические или моноклинные или те и другие одновременно); 3) гориблендиты — главные минералы — амфиболы; 4) биотититы — главный минерал биотит; 5) рудные базиты — главные минералы окисно-рудные; 6) пикриты — излившиеся аналоги ультрабазитов.

К перидотитам относятся ультраосновные зернистые породы, лишенные полевых шпатов и их заместителей и состоящие из темных минералов, среди которых преобладает оливин. В присутствии особенно большого количества пироксена получаются пироксениты. Они представляют крайние члены диференциации магмы и относятся к так называемым юно-минеральным или анхимономинеральным горным породам (анхи = почти).

Эти породы тесно связаны обычно с породами группы габбро, представляя собой продукты концентрации их темных составных частей.

Перидотиты и пироксениты, то среднезернистые, то иногда крупнозернистые, обыкновенно окрашены в темнозеленый, темнобурый до почти черного цвета, редко светлозеленый.

Главными составными частями этих пород являются оливин и пироксены. Оливин иногда образует идиоморфные кристаллы, обычно же круглые или в большей или меньшей степени корродированные зерна, чаще всего зеленого цвета, с жирным блеском в свежем состоянии. В большинстве случаев он переходит в серпентин и приобретает темнозеленую, почти черную окраску. В шлифе оливин всегда безцветный или слабо желтоватый. Из пироксенов особенно часто присутствуют ромбические пироксены, диопсид, авгит, реже примешивается первичная роговая обманка.

Кроме того, могут иногда присутствовать биотит, гранат шпинели, корунд. Часто присутствуют, иногда в значительном количестве, железорудные минералы — титанистый железняк, магнетит, на Северном Урале особенно часто также хромит, местами содержащий самородную платину. Встречается в перидотитах иногда также алмаз, по всем признакам образующийся при кристаллизации перидотитовой магмы. Среднее содержание магнезиально-железистых и рудных минералов в перидотитах и пироксенитах составляет около 80—90%. Структура обычно панидиоморфная, в богатых магнетитом разностях сидеронитовая, при которой аллотриоморфный магнетит как бы цементирует зерна силикатов.

Удельный вес перидотитов и пироксенитов непостоянный: 3,176 (Дэли); 3,30 (Векке); иногда свыше 3,6.

Куплетский удачно предлагает разделять ультрабазиты (пироксениты и перидотиты) на группы, основываясь на содержании в них оливина:
Дуниты (оливиниты) анхимономинеральны, состоят почти исключительно из оливина (в среднем 98,5% оливина и 1,5% хромита), иногда гортонолита, к которому примешивается в небольшом количестве пикотит (хромовая шпинель). Иногда дунит окрашен в светлозеленый цвет. Дуниты известны в горах Дун в Новой Зеландии, где они связаны с оливиновым габбро и серпентинитом.

Замечательны огромные дунитовые куполообразные массивы Северного Урала, прикрытые пироксенитами, переходящими в габбро. Наиболее крупными являются расположенные к северу от Свердловска массивы Тагила, Светлого и Вересового Бора, Косвинского Камня, Тылая, Денежкпна Камня. У поверхности они серпентинизированы, с глубины 400—450 м серпентинизация исчезает. В них рассеяны скопления и зерна хромита. Структура отличается наличием миаролитовых пустот. При бурении выделялось большое количество газов, в составе которых присутствовали H (65,5%), N (20,7%), CH4 (9,5%), О (3,3%).

Некоторые считают, что дуниты Урала выкристаллизовались из магматического расплава, содержавшего минерализаторы, в результате диференциации габброидной магмы, но не образовались путем аккумуляции выделяющихся при кристаллизации кристаллов оливина и хромита.

Уральский комплекс сложен, согласно Заварицкому, главным образом породами габбровой группы, среди которых преобладают габбро. Он рассматривает его как огромное лакколитообразное тело, возможно типа факолита, с падением на восток.

Кислые породы — граниты, гранодиориты и др. — обособляются местами на его восточной окраине, вероятно также п в верхних его частях. Наоборот, пироксенитовые и дунитовые массы находятся в нижних частях комплекса. Отсюда можно сделать вывод, что в процессе образования данного комплекса горних пород играла роль гравитационная диференциация.

Сходные с уральскими дуниты имеются в Трансваале, где они залегают среди огромного норитового лополита Бушвельда. Нижняя часть этого лополита представляет собой диференцированную серию пород от анортозитов до перидотитов; к последним приурочены дуниты, содержащие платину в верхней части. В то же время в центральной части развиты граниты. Дуниты Трансвааля отличаются содержанием сравнительно легкоплавкого гортонолита и небольших количеств диопсида и роговой обманки; они не поддаются серпентинизации.

Порода, названная маймачитом, аналогична дуниту, но отличается от него содержанием стекла.

Темноокращенный крупнозернистый верлит и диаллаговые перидотиты состоят из оливина и авгита или диаллага, Известны в Венгрии, в окрестностях Волновахи около Мариуполя, на Северном Урале.

Лерцолит, от крупно- до мелкозернистой структуры, оливково-зеленого цвета, образован оливином, диопсидом и энстатитом, к которым присоединяются в незначительном количестве некоторые другие минералы, в том числе пикотит, гранат и др. Лерцолит выступает на Урале, в Пиренеях (Арнеж), Лигурийских Апеннинах и других местах.

Гарцбургит (саксонит) состоит из оливина и ромбического пироксена (гиперстена, энстатита). Известен на Урале, в Финляндии, в Колорадо, В Орегоне он содержит никелевые руды.

Редко встречающийся роговообманковый перидотит (кортландит, шрисгеймит) состоит из оливина и роговой обманки, с примесью магнетита, шпинелей, пироксенов, биотита. Характерна структура его: более крупные зерна роговой обманки прорастают многочисленными округлыми зернами оливина (пойкилитовая структура). Выходы этой породы известны в Оденвальде (окрестности Шрисгейма), во многих местах Финляндии (с зеленой роговой обманкой), на Урале.

Слюдяные перидотиты встречаются очень редко.

Среди пироксенитов, состоящих главным образом из какого-либо пироксена, различают диаллагиты, гиперстениты, бронзититы; вебстерит характеризуется одновременным присутствием ромбического и моноклинного пироксенов, ариежит (Пиренеи) — присутствием диопсида и бронзита с шпинелью и гранатом. Все эти породы обыкновенно сопровождают породы габбрового характера. Пироксениты (диаллагиты) очень широко распространены на Урале, образуя массивы, особенно крупные у Качканара, в Синих горах, Таловских горах. Они состоят главным образом из диаллага с небольшой примесью оливина и магнетита.

Для пироксенитов характерно то, что они обычно образуют сравнительно небольших размеров участки, а также шлиры, как среди перидотитов и серпентинитов, так и в районах развитая габбровых пород.

Совершенно второстепенную роль играют гориблендиты. Эти темноокрашейные породы состоят в основном из роговой обманки, подчиненную роль играет биотит, пироксен, оливин.

Рудные ультрабазиты обычно образуют небольшие сегрегация в габбровых массивах, частью в виде жильных образований. К ним принадлежат, в частности, магнетитовые оливиниты — черные оливиновые породы, в большей пли меньшей степени обогащенные магнетитом или титано-магнетитом, с содержанием TiO3 до 40% и выше. Иногда примешаны зерна шпинели. Структура их сидеронитовая (Качканар на Урале и др.).

Перечисленные разновидности ультрабазитов принадлежат к ряду щелочноземельных пород. Kpoме того, известны представители щелочных ультрабазитов, тесно связанных с щелочными, в основном натровыми породами. Щелочные ультрабазиты будут рассмотрены в конце описания магматических пород.

К пикритам и пикритовым порфиритам относятся оливин-авгитовые породы, содержащие лишь незначительные количества полевых шпатов. В энстатит-пикритах клинопироксен заменен ортопироксеном, иногда примешан и биотит. Особенностью для пикритов является пойкилитовая структура, заключающаяся в том, что на плоскостях спайности пироксена или роговой обманки рассеяны сравнительно мелкие округлые матовые зерна оливина, прорастающие первые два минерала, обладающие спайностью. В химическом отношении пикриты характеризуются малым содержанием кремнекислоты, сравнительно значительным — глинозема (до 10%) и особенно значительным — окиси магния (от 15 до 30%). Содержание щелочей обычно ниже 2%. Удельный вес значительный: 2,8—3,0.

В общем пикриты занимают промежуточное место между богатыми оливином перидотитами и богатыми пироксеном пироксенитами.

Типичная порода алмазных воронок, кимберлит ("синяя земля"), представляет собой брекчию, состоящую из обломков разнообразных горных пород, включенных в массу из серпентинита и карбонатов. Хотя весь или почти весь серпентинит образовался из оливина, все-таки, по мнению Шенда, это не серпентинизированный перидотит. По всем данным, это мелилитовый базальт, так как в, дайках серпентинита, очень сходного с кимберлитом из Нью-Йорка и Пенсильвании, Смит установил присутствие мелилита. В оливановых базальтах обычно присутствует всего 10—15% оливина, хотя в некоторых оливиновых базальтах типа "оксанитов" или пикритовых базальтов присутствует до 50%, иногда до 75% оливина, притом в кристаллах крупных размеров сравнительно с другими минералами, Эти разности, несомненно, представляют собой наиболее обогащенные кристаллами оливина части магмы.

Шенд считает, что перидотитовая магма не существует, а происходит процесс оседания кристаллов оливина, которые, накапливаясь в расплаве в достаточно большом количестве, застывают в виде аккумулятивной породы, аналогично анортозитам ц многим перкнитам.

Пикратовые базальты на поверхности и пикриты на глубине представляют стадии аккумулятивного процесса. Такие накопления кристаллов с трудом достигают поверхности. Поэтому пикритовые базальты встречаются редко, полностью отсутствуют лавы, состоящие исключительно из оливина или оливина и пироксена.

Наиболее крупный массив оливин-габбровых и перидотитовых пород — лополит Дулута (Миннезота, США), с вероятной мощностью до 6000 м, площадью 7200 км2, две трети которого, по Гроуту, состоят из оливинового габбро. В Монтане (США) лополит мощностью до 3300 в состоит в верхней части из норита и анортозита, в нижней — из прослоев бронзитита, перидотита и дунита, мощностью от нескольких сантиметров до 30 м (на 60 м по вертикали насчитано 77 таких прослоев). Огромная дайка Родезии (Южная Африка) имеет длину до 500 км, мощность в среднем около 8 км и почти вертикальное падение. Она состоит из разнообразных пород, начиная от норита до бронзитита, гарцбургита и серпентинизированного перидотита.

Интрузии оливиновых пород носят обычно гетерогенный характер. Их взаимоотношения легче всего объясняются процессами кристаллизационного фракционирования.

Нa Среднем Урале также резко проявляются переходы габбровых пород в одну сторону к диоритовым породам, в другую — к пироксенитам, перидотитам, дунитам. То же наблюдается и на Северном Урале (рис. 84).
Интрузии оливиновых пород тянутся часто полосами. Шенд приводит этому примеры: одна такая полоса тянется в восточной части Северной Америки вдоль цепей гор, в частности Аппалачских, от Нью-Фаундленда до Алабамы; другая — от Гватемалы до Кубы, Испаньолы, Порто-Рико: продолжением последней зоны являются также серпентиниты в Кордильерах Венецуэлы и Колумбии. Нa Кубе один массив перидотита занимает площадь в 18 500 км2. Вопрос о генезисе ультраосновных пород, в том числе и дунитов, до настоящего времени остается нерешенным. Гесс (1938 г.) полагал, что существует перидотитовая магма, дающая после застывания перидотитовые жилы. Температура, при которой эта магма интрудировала, была очень низкая благодаря присутствию летучих компонентов, в первую очередь воды (магматическое образование серпентина). Сосман при изучении обломка кокса, встреченного в виде включения в перидотите, установил, что температура интрузии этого перидотита была ниже 600°. Так как серпентинитовая магма богата летучими (вода), то продвижение ее к поверхности должно сопровождаться сильными взрывами, в результате которых, в частности, образовались и брекчиевидные кимберлиты. Они обычно заполняют огромные воронки взрывов, диаметр которых достигает свыше 850 м (первая алмазная копь около Претории). Интересно то, что воронки с кимберлитами располагаются вдоль мощных даек.

В общем для ультрабазитов характерно непостоянное содержание кремнекислоты, обычно колеблющееся в пределах 40—45%, и MgO, в дунитах достигающее 49%, а в более богатых CaO разностях опускающееся до 12% и ниже. Очень непостоянно также и содержание CaO, опускающееся в присутствии особенно больших количеств MgO (следовательно оливина) до 0,5%, иногда и ниже.

Содержание CaO особенно мало в дунитах, особенно иного CaO в ариежитах, где CaO входит в состав авгита, богатого диопсидом. Очень мало (редко подымаясь до 1% с небольшим) количество щелочей, в особенности K2O. Al2O3 обычно присутствует в незначительном количестве, редко подымаясь выше 10%.
Формы залегания обычные для глубинных пород. Ультраосновные породы образуют частью самостоятельные, иногда очень крупные (десятки километров в поперечнике) массивы; в других случаях они включены в виде отдельных линз, штоков, сегрегаций среди габбровых пород, пироксениты — также а среди перидотитов. В редких случаях дуниты переслаиваются с перидотитами. Иногда ультрабазиты, в частности дуниты, образуют небольшие жилы, что связано с присутствием; в ультрабазитовой магме также и летучих компонентов.

Отдельные перидотитовые массивы, например на Урале, достигают длины 180 км при ширине 13—18 км.

Редко наблюдаются потоки ультрабазитовых пород (пикритовые порфириты).

Процессы изменения ультрабазитов. Улътрабазиты довольно часто подвергаются значительному преобразованию по окончании их кристаллизации, которое часто носит характер автометаморфизма, т. е. связано с более или менее значительным изменением температуры в верхних частях массива и с влиянием летучих компонентов, в первую очередь воды.

Особенно часто преобразование ультрабазитов происходит путем замещения их серпентинитами (змеевиками), причем в первую очередь замещается оливин, реже также и пироксены, с образованием серпентина в виде то волокнистого хризотила, то листоватого антигорита. В районе развития хризотил-асбеста последний образовался за счет гарцбургитов, частью из безолявиновых пироксенитов.

Обычно серпентинизация происходит в конце магматического процесса под влиянием тех минерализаторов, которые выделяются из более глубоких горизонтов, где магма еще продолжает кристаллнзоваться (процесс автометаморфизма), но ни в коем случае не является результатом выветривания. Она происходит частью и под влиянием гранитных интрузий.

В зависимости от того, какие именно вещества вызывают серпентинизацию магнезиальных силикатов (оливинов, пироксенов), различают процессы гидратизации, силицификации, карбонатизации, которые развиваются согласно следующим уравнениям:
Действительно, в области развития серпентинитов имеются скопления в ряде случаев магнезита, иногда также бруцита (например, Снарум в Швеции, Киргиз-Ата в Алайском хребте).

Tо, что в основных магмах могут присутствовать минерализаторы, очевидно из присутствия в ультраосновных породах ОН.

Серпентинизация оливиновых пород вызывается действием концентрированных растворов, содержащих кремнекислоту, щелочные карбонаты, хлористые соединения, углекислоту, вероятно и другие минерализаторы.

В том случае, когда процесс серпентинизации связан с действием гранитных магм на первичные улътрабазиты, можно различать, по Е.А. Кузнецову и Коптеву-Дворникову, следующие фазы смены одних минералов другими:

I. Фаза пневматолитовая: высокая температура вблизи магматического очага; минерализаторы проникают яз гранитной магмы в перидотиты; происходит их перекристаллизация с образованием из оливина бронзита.

II. Фаза пневматолито-гидротермальная: развивается амфибол, частично также магнетит; позже образуются апатит, магнетит, шпинель, вермикулит (биотит).

III. Фаза гидротермальная: процессы хлоритизации, серпентинизации и карбонатизации.

Данные бурения дунитов Урала (Заварицкий, 1928 г.), однако, указывают на то, что давление задерживает процесс серпентинизации, поэтому на глубине 400—450° серпентинизация отсутствует.


Серпентинитовые породы обычно плотные, матовые, с занозистым изломом, желтовато-зеленые, грязно-темнозеленые в присутствии хлорита, черные в присутствии магнетита или хромита, красно-бурые в присутствии гидратов окислов железа; окраска часто пятнистая или полосатая. Чаще всего встречается хризотиловый (волокнистый), реже — антигоритовый (листоватый) серпентинит, который состоит из мелких листочков антигорита.

Серпентиниты встречаются преимущественно в местах развития габбровых пли перидотитовых пород. В России серпентиниты известны на Урале, в значительно меньшем количестве на Северном Кавказе, в Закавказье.

В зависимости от пород, из которых образуются серпентиниты, различают серпентиниты аподунитовые, аполерцолитовые и т. д.

В ряде случаев перидотиты преобразуются также и в амфиболевые породы. Так, например, на острове Скай (Шотландия) перидотит преобразовался в актинолитовую породу, почти без изменения своего химического состава.
Нередко серпентиниты обогащаются карбонатами, в первую очередь магнезитом, в других случаях кремнекислотой; процессы силицификации или окремнения сопровождаются образованием в одних случаях опала, в других — халцедона. Образуются также в ряде случаев постепенно замещающие ультрабазиты накопления хлорита, талька (процессы хлоритизации, оталькования) и т. д.

Рудообразование, связанное с ультрабазитами.
Оливиновые породы и продукты их преобразования имеют большое практическое значение, так как в них часто находятся месторождения различных руд и других полезных ископаемых. Так, к ним приурочены часто многочисленные месторождения хромита, иногда коренные месторождения платины, хромита и золота; в Южной Африке месторождения алмаза частью приурочены к сильно разрушенным оливиновым породам (кимберлитам), заполняющим трубки взрыва.

Хром присутствует в перидотитах, главным образом в дунитах и аподунитовых серпентинитах, чаще всего в виде хромита, реже — хромовой шпинели; входит в состав некоторых гранатов (уваровитов) и хромдиопсидов.

Промышленной рудой является хромит, который концентрируется главным образом в виде шлиров неправильной формы, зернистого сложения, выделившихся в одних случаях до окончания кристаллизации магмы, в других — на последних стадиях се застывания. Крупные месторождения хромита, приуроченные к перидотитам и серпентинитам, располагаются иногда длинными полосами. Хром содержится частью в хромите, частью в пикотите. Хромит часто образует шлиры, часто удлиненные: иногда изогнутые.

С перидотитами и серпентинитами связаны также месторождения никеля, первично содержащегося в оливине, и ортопироксене. При разрушении этих силикатов никелевые соединения выполняют часто трещины в серпентинитах, образуя никелевый серпентин или гарниерит, в котором содержание окиси никеля может достигать 48,0%, в среднем обычно до 6% местами 20—30% (Новая Каледония). С образованием серпентинитов из перидотитов связаны также месторождения никеля.

Первоисточником платины являются дунит и в очень малой степени нироксенит. Платана присутствует в дунитах в тесной связи с хромитом, по отношению к которому она аллотриоморфна, и после удаления хромита обнаруживает губчатый характер; в пироксенитах она аллотриоморфна по отношению к пироксену. Платина обычно богата примесями, как показывают следующие примерные анализы:
Можно думать, платина со всеми примесями, будучи последним продуктом кристаллизации, представляет собой смесь со всем, что остается в жидкой массе. Иногда встречается самородное железо. При разрушении серпентинитов образуются иногда крупные скопления магнезита. Они же дают начало ценнейшим огнеупорам — тальковым, тальково-хлоритовым, хлоритовым, тальково-магнезитовым породам, образующим иногда огромные массивы.

Кроме содержания значительных количеств ценнейших полезных ископаемых, обычно в качестве их составных частей, те же породы имеют важнейшее промышленное значение еще и по той причине, что они иногда обладают специальными структурами, дающими ценный продукт в виде только к ним приуроченных хризотил-асбестов.