18. Кристаллизационная дифференциация. Реакционный ряд Боуэна
Кристаллизационная дифференциация происходит благодаря процессам кристаллизации минералов и обусловлена перераспределением различных компонентов в магме. Кристаллизация магмы сопровождается накоплением в расплаве кремнезема, щелочей и воды. Большую роль при образовании пород играют процессы ассимиляции, особенно в приконтактовых частях крупных магматических тел.
К
ристаллизационная
дифференциация. Может случиться так,
что после кристаллизации основных
минералов оставшаяся более легкоплавкая
и более кислая часть расплава уйдет по
трещинам в результате тектонических
подвижек и обособится от ранних продуктов
кристаллизации. При этом на старом
месте останутся минералы у/о парагенезиса,
а на новом месте они уже не будут
образовываться – и Т расплава ниже, и
состав его стал более кислым. Возникнет
основная или средняя порода. При
неоднократном отделении все более
поздних и более кислых продуктов от
более ранних можно получить весь ряд
дифференциатов от у/о до средних.
Ряд Боуэна. Последовательную смену парагенезисов, отвечающих породам нормального ряда, можно представить как реакционный ряд Боуэна. Он показал, что кристаллизация расплава начинается с образования наиболее тугоплавких, богатых Mg, Fe силикатов. Позже, по мере снижения Т, в результате реакций с расплавом, к ним присоединяются Ca-Mg силикаты и алюмосиликаты Ca, Na, K. В итоге образуется прерывистый ряд существенно железо-магнезиальных силикатов, называемых фемическими( от Fe-Mg) или мафическими ( от Mg-Fe), и непрерывный параллельный ряд салических ( от Si-Al) Ca-Na алюмосиликатов. Соответственно выделяют две ветви реакционного ряда Боуэна.
По мере кристаллизации расплава более поздние минералы оказываются более кислыми, т.е. богаче кремнеземом. Сравним: плагиоклазы по мере кристаллизации обогащаются альбитовым, более высококремнистым миналом, а состав пироксена отличается от оливина лишь количеством кремнезема, и образование его можно представить как реакцию ранее выкристаллизованного оливина с кремнеземом расплава: (Mg,Fe)2[SiO4] + SiO2 Þ (Mg,Fe)2[Si2O6] (Отметим только, что в зависимости от условий кристаллизации и состава системы порядок кристаллизации минералов, например, орто- и клинопироксена, может меняться.).
Крайние члены ряда разделены промежуточными продуктами реакции и потому не могут равновесно сосуществовать друг с другом. Это означает, что кварц не может сосуществовать с оливином в равновесном парагенезисе. Таким образом, каждая порода будет иметь свою парагенетическую ассоциацию минералов.
2. Базальты
Присутствие оливина- самый простой петрографический признак.
БАЗАЛЬТ, широко распространенная вулканическая (излившаяся) порода, образующая базальтовые лавы. Базальты в химическом и минералогическом отношении являются эффузивными аналогами габбро. Цвет их черный или почти черный, строение от тонкозернистого до стекловатого. Базальты состоят из кальциевого полевого шпата (основного плагиоклаза, обычно лабрадорита) и авгита или другого пироксена. Часто присутствует оливин (оливиновые базальты). Основная масса порфировых разностей содержит лабрадорит, авгит и переменное количество вулканического стекла, которое может и отсутствовать (например, в долеритах – полнокристаллических базальтах). Измененные долериты называются диабазами. (ОМ-офитовая,пойкилитовая,порфировая)
Для базальтовых потоков характерна столбчатая отдельность. Она возникает вследствие неравномерного остывания породы. Морские базальты часто имеют подушечную отдельность. Она образуется в результате быстрого охлаждения поверхности лавового потока водой. Поступающая магма приподнимает сформировавшийся панцирь, вытекает из-под него и образует следующую подушку.
В самых больших объемах базальты залегают в виде мощных и обширных лавовых потоков на плато Декан в Западной Индии и на Колумбийском плато в Кордильерах (штаты Вашингтон, Орегон и Айдахо). Гавайские острова представляют собой базальтовые вулканические конусы, возвышающиеся на несколько километров над дном Тихого океана.
Базальты добывают открытым способом в карьерах. Они используются в качестве строительного камня, сырья для каменного (базальтового) литья, в виде щебня – как железнодорожный балласт, в виде щебня и брусчатки – в дорожном строительстве. Базальтовые столбы находят применение в портовых сооружениях.
По степени насыщенности кремнеземом базальты бывают недосыщенные (много оливина) и пересыщенные (оливина теоретически нет, т.к. он переходит в пироксен). Табл. №6