4 Систематики магматических горных пород.

В основу классификации магматических пород положен их генезис, химический и минеральный состав.

Самой крупной таксономической единицей, принятой в Петрографическом кодексе, является тип горной породы, который выделяется по механизму ее образования. Выделяют: магматические, метаморфические, осадочные, метасоматические и рудные. Тип магматических пород разделяется по фациальным условиям образования на три класса: плутонический, вулканический и гипабиссальный. Признаком различия является глубина становления магматической породы, которая определяется по геологическим наблюдениям и текстурно-структурным особенностям. Плутонические – полнокристаллические, связаны с глубинной кристаллизацией магматического расплава (граниты, габбро, перидотиты). Вулканические – порфировые или афировые породы с микрокристаллической, криптокристаллической или стекловатой ОМ, результат кристаллизации магмы, вышедшей на земную поверхность (базальты, риолиты, андезиты). Гипабиссальные – небольшие глубины, промежуточное положение, проявляются в виде малых интрузий (долериты, гранит-порфиры).

Магматические породы по содержанию кремнезема (в масс %) подразделяются на 4 группы: ультраосновные – 30-45, основные – 45-53, средние – 53-64, кислые – 64-78. Границы между группами условны, т к все эти группы связаны между собой постепенными переходами. Минералогическим признаком, отличающим ультраосновные породы от основных, в первую очередь является содержание полевых шпатов. В ультраосновных породах их содержание, как правило, не превышает 10%.

Главное различие пород среднего и основного содержание анортитового минала в плагиоклазе. Эта закономерность достаточно хорошо наблюдается только в породах нормального ряда.

Группы магматических пород разделяются по содержанию щелочей на петрохимические ряды. Нормальные, умеренно-щелочные, щелочные. Критерием для такого разделения служит содержание в горных породах суммы щелочей, пределы колебаний которой принимаются разными для различных групп пород, т . е. варьируют в зависимости от содержания SiO2. (см диаграмму SiO2-Na2O+K2O). В классификационных таблицах видно, что принятые граничные содержания суммы щелочей коррелируются с особенностями минерального состава горных пород, т. е. с содержаниями и относительной ролью некоторых породообразующих минералов-индикаторов (фельдшпатоидов, щелочных полевых шпатов, щелочных пироксенов и амфиболов). Так, породам нормального ряда свойственно отсутствие фоидов и щелочных темноцветных минералов, а также пироксенов и амфиболов с высоким содержанием титана. Щелочные полевые шпаты присутствуют только в кислых и средних породах нормального ряда. Средние и основные породы, в которых появляются кислые плагиоклазы (например, в гавайитах, муджиеритах) и (или) щелочные полевые шпаты, а также титанавгит, должны относиться к умеренно-щелочному ряду. К щелочному ряду следует относить магматические породы, содержащие фоиды и (или) щелочные темноцветные минералы – эгирин, эгирин-авгит, арфведсонит или рибекит, в ультраосновных породах роль фоидов могут играть минералы группы мелилита.

Распределение магматических пород по группам (по кремнекислотности-основности) и по петрохимическим рядам (по общей щелочности) позволяет выделить следующий таксон систематики – семейства горных пород, т. е. сообщества магматических пород близкого минерального состава, характеризующиеся определенными отношениями кремнезема и щелочей. Для графического изображения этих соотношений используется бинарная TAS-диаграмма (total-alkali-silica), см. эту самую диаграмму.

Дальнейшее деление семейств горных пород на виды и разновидности осуществляется введением новых классификационных критериев – количественно-минералогических, структурных, дополнительных петрохимических или геохимических. Вид горной породы – элементарное звено в систематике – выделяется по наибольшему числу признаков: составу первично-магматических типоморфных (главных) и существенных минералов, их количественным и структурным соотношениям в сочетании с некоторыми дополнительными петрохимическими параметрами. Характеристики видов плутонических магматических пород должны базироваться на их модальном минеральном составе, выраженном в объемных процентах.

Гипабиссальные порфировые породы, не имеющие собственных наименований, должны называться в соответствии с номенклатурой плутонических пород с отражением их порфирового строения (гранит-порфир, сиенит-порфир, диорит-порфирит), таким же образом следует давать названия входящим в состав вудканических комплексов гипабиссальным породам с фенокристаллами в полнокристаллической или криптокристаллической основной массе (габбро-порфирит в базальтовом вудканическом комплексе, сиенит-порфир в трахитовом комплексе и т. д.) К корневому названию соответствующей плутонической породы добавляется «порфирит» в том случае, если вкрапленники представлены плагиоклазом или темноцветными минералами, или «порфир» ,если во вкрапленниках присутствуют кварц, полевой шпат или фельдшпатоид.

Для афировых гипабиссальных пород, зернистость которых различима под микроскопом, рекомендуется использовать названия плктонических пород с префиксом микро- (микромонцонит, щелочной микросиенит и т д).

15 Андезиты и геодинамические условия их проявления.

Андезиты
Андезит	Магнезиальный андезит	Исландит	Дациандезит
Вкрапл-: Pl(An40-50), Срх, Орх, Hbl, Bt ОМ: Pl, Срх, Орх, Нbl, gl, ±Fsp, Q	Вкрап.: Рl, Срх ±О1 Орх ОМ: Pl, Срх, Орх, Q, стекло	Вкрапл.: Рl, Срх, ±Орх, OI ОМ: Pl(An30-50), Mt<20, Hbl, стекло, ±Q	Вкрап. Pl(An30-45), Hbl, Bt, ±Cpx, Орх, Q ОМ: Pl, Hbl, Bt, I стекло, ±Срх, Орх, Q, Fsp
Авгит-роговообманковый, оливин-авгитовый, биотитовый и др.			Амфиболовый, амфибол-биотитовый, пироксенсодержащий, пироксен-роговообманковый
		Повышенное содержание Mt в основной массе	Структура порфировидная с андезитовой, переходящей в микропойкилитовую в основной массе

Образуются в островодужных обстановках. Для андезитовых вулканов характерны высокая эксплозивность извержений.

Порода	вкрапленники	ОМ		Структура породы
		Состав	структура
Базальт	Cpx (Aug и/или Pig), Pl относи-тельно мелкие основные слабо зональные, Ol, редко гиперстен, еще реже базальтическая Hbl, редко Bt	Pl:Cpx=1:1, Cpx (Aug и/или Pig), стекло если присутствует, то в подчиненном количестве	Без стекла: Микроофитовая, микропойкилоофитовая, микродолеритовая. Со стеклом: Интерсертальная, Толейитовая, Гиалопилитовая, пилотакиситовая (Pl крупнее чем в андезитах), гиалиновая (тахилит)	Афонитовые, афировые чаще чем пор-фировые, се-риальнопорфировые (нес-колько гене-раций вкрап-ленников)
андезит	Pl резко зональ-ный, Cpx – Aug, Pig, Opx – гиперстен, базальтическая Hbl и Bt чаще чем в базальтах, гиперстен имеет укороченный габитус, Aug – вытянутый, Ol не характерен	Pl, стекло, Px если есть, то его мало без стекла редкость	Гиалопилитовая (андезитовая), пилотакситовая, гиалиновая.	Чаще порфировые чем афировые

Андезиты и латиты. Группа средних пород

Вулканические средние породы

нормальный ряд - представлены семейством андезитов, состоящем из андезибазальтов (базальтовый андезит) и андезитов.

субщелочной ряд - представлены тремя семействами: трахиандезибазальтов-латитов (трахиандезибазальт и латит), трахиандезитов-кварцевых латитов (трахиандезит и кварцевый латит), и трахитов (трахит).

щелочной ряд - представлены семействами щелочных трахитов (щелочной трахит) и фонолитов (нефелиновый фонолит и лейцитовый фонолит)

Интрузивные средние породы

нормальный ряд - представлены семейством диоритов (диорит и кварцевый диорит).

субщелочного ряда - представлены тремя семействами:

субщелочных диоритов-монцонитов (субщелочной диорит, монцодиорит, монцонит),

субщелочных кварцевых диоритов-кварцевых монцонитов (субщелочной кварцевый диорит, кварцевый монцодиорит, кварцевый монцонит),

сиенитов ( сиенит, щелочно-полевошпатовый сиенит).

щелочной ряд - семействами щелочных сиенитов (бесфельшпатоидных) (щелочной сиенит и тенсбергит) и фельдшпатоидных сиенитов (фойяит, луяврит, мариуполит, миаскит, псевдолейцитовый сиенит, сыннырит).

Андезит - Средняя вулканическая порода, обычно порфировая, состоящая из плагиоклаза (часто зонального от лабрадора до олигоклаза), пироксена, роговой обманки и/или биотита. Плутонический аналог – кварцевый диорит.

Латит - Термин первоначально предложен для породы, промежуточной по химическому составу между трахитом и андезитом, но позднее использовался для вулканической породы, состоящей из щелочного полевого шпата и натриевого плагиоклаза в приблизительно равных количествах, т.е. для вулканического эквивалента монцонита.

Андезиты	Латиты
Оксиды Среднее массовое содержание, % SiO2 60.15 TiO2 0.63 Al2O3 17.07 Fe2O3 3.81 FeO 3.65 MnO 0.08 MgO 3.9 CaO 5.18 Na2O 3.8 K2O 1.42 H2O- 0.2 H2O+ - P2O5 0.2 Сумма 100.09	Оксиды Среднее массовое содержание, % SiO2 54.87 TiO2 1.22 Al2O3 17.13 Fe2O3 3.4 FeO 3.15 MnO 0.11 MgO 4.89 CaO 5.66 Na2O 4.45 K2O 3.66 H2O- 0.17 H2O+ 0.99 P2O5 0.36 Сумма 100.06

Гипотезы происхождения андезитов

1. первичный расплав из лерцолитов при высоком содержании воды,

При давлении в 20 кбар и в отсутствие воды лерцолит начинает плавиться при 1640 °С с образованием жидкости, которая в случае обособления будет кристаллизоваться в виде смеси субкальциевого авгита и оливина. Однако при давлении воды порядка 7 кбар тот же перидотит начинает плавиться при 1220 °С, и за счет возникающей при этом жидкой фракции будут кристаллизоваться два пироксена (ромбический и моноклинный) совместно с кварцем. аиболее интересный вывод из экспериментов Йодера состоит в том, что из мантийного перидотита одного и того же состава в зависимости от присутствия или отсутствия воды могут выплавляться как базальтовые (с нормативным оливином), так и андезитовые (с нормативным кварцем) магмы.

Эксперименты различного рода показали, что в системах с участием анортитового компонента (соответствующего плагиоклазу) и диопсидового пироксена увеличение давления воды вызывает смещение состава из точки наиболее низкотемпературного ликвидуса в направлении к An. Это говорит о вероятной связи с высокими давлениями паров воды повышенного содержания (50% и более) 'плагиоклаза в типичных андезитах.

плавление кварцевых эклогитов и амфиболитов,

На глубинах 60—90 км в соответствии с концепцией тектоники плит присутствуют породы первично базальтового состава, превращенные в зависимости от глубины погружения в амфиболиты или эклогиты. Если базальтовые породы океанического дна действительно погружаются совместно с океанической плитой, поддвигаемой под край континента до уровней, на которых возможно выплавление андезитовой магмы, то механизм раздвигания морского дна представляет собой непрерывно действующий источник потенциальной андезитовой магмы.

Грин и Рингвуд экспериментально изучили плавление ряда базальтовых составов, кристаллизовавшихся при различных высоких давлениях. При давлении более 20 кбар в отсутствие воды в равновесии с расплавом были установлены минералы, характерные для кварцевых эклогитов, а именно субкремнеземистый моноклинный пироксен (омфацит) и гранат, обогащенный пироповой молекулой. Эти опыты показали, что за счет эклогитов, претерпевших частичное плавление при таких высоких давлениях, возникают жидкие фракции андезитового состава, обогащенные кремнеземом и щелочами по сравнению с исходным субстратом.

3. Дифференциация высокоглинозёмистой базальтовой магмы

Процессом дифференциации можно объяснить возникновение базальтов, андезитов, дацитов и риолитов в таких количественных, пространственных и временных соотношениях, которые обнаруживаются в крупных андезитовых вулканических провинциях. В результате дифференциации можно ожидать извержения из магматической камеры вначале значительного количества основных пород, а затем в общем с последовательным уменьшением количества — более кислых поздних фракций. Практически, однако, подобные соотношения обычно оказывается трудно установить.

Кривые изменения состава пород известково-щелочной серии отличаются от эволюции состава пород в разрезах Скергаардского и других подобных ему интрузивов, для которых точно известно, что изменения состава слагающих их пород от горизонта к горизонту обусловлены фракционной кристаллизацией и дифференциацией базальтовой магмы. Особенность вариационных кривых таких плутонов заключается в последовательном и резком обогащении железом (Fe2+) относительно магния на ранних стадиях кристаллизации, что связано с изменениями состава оливинов и пироксенов при фракционной кристаллизации.

Условием, при котором базальтовая магма могла бы дифференцироваться путем фракционной кристаллизации без ощутимого обогащения железом, могла быть вода, относительно высокие концентрации которой в период кристаллизации приводят к увеличению степени окисленности железа. Одно из главных следствий этогоэффекта заключается в осаждении значительного количества магнетита на ранних стадиях кристаллизации магмы, сопровождающемся удалением из расплава железа, которое уже не может входить в состав силикатов последующих стадий кристаллизации.

Эволюция состава базальтовых магм при фракционной кристаллизации в Скергаардском плутоне (светлые кружочки) и лав известково-

щелочного ряда.

4. Взаимодействие (смешение) базальтов и кислых расплавов, за счет плавления корового материала;

5. Результат ассимиляции без плавления корового материала