Происхождение средних пород нормальной щелочности

При рассмотрении происхождения пород этой группы необходимо учитывать широкое распространение эффузивных образований, при скромной роли интрузивных пород-диоритов.

Андезиты и их палеотипные аналоги, видимо, возникают различными путями. Во многих случаях они тесно связаны с базальтами и образуют с ними общие вулканические толщи. В некоторых современных вулканах наблюдается чередование изменений базальтовой и андезитовой лав. Это позволило считать их производными первичной базальтовой магмы. Одни исследователи главную роль при образовании андезитовых расплавов отводят кристаллизационной дифференциации базальтовой магмы. Другие считают, что большие объемы андезитового расплава возникают при ассимиляции базальтовой магмой кислых пород литосферы. Раскисление базальтовой магмы возможно при ассимиляции только воды. Экспериментами установлено, что значительное парциальное давление кислорода ограничивает кристаллизацию оливина и пироксена, но способствует образованию магнетита, а, следовательно, возникает избыток кремнезема в жидкости. Увеличение давления кислорода понижает температуру кристаллизации плагиоклаза и задерживает его выделение из магмы. Эти процессы способствуют дифференциации базальтовой магмы с образованием андезитовых расплавов.

Следовательно, если магмы базальтового состава могут находиться долгое время среди геосинклинальных пород, отличающихся высоким содержанием воды, то создаются условия для ее дифференциации в условиях повышенного давления кислорода. Фракционная кристаллизация в этом случае может образовывать значительное количество жидкости андезитового состава.

Образование же в значительных массах андезитового расплава, благодаря процессам ассимиляции может осуществляться лишь в случае сильного перегрева исходной магмы.

Однако нередко андезиты являются преобладающими породами в составе некоторых магматических формациях, что позволяет предполагать о существовании самостоятельной андезитовой магмы. Это представление подтверждается и характером современного вулканизма в Тихоокеанском поясе, который является существенно андезитовым.

Вопросы происхождения интрузивных пород диоритов также решаются неоднозначно. Диориты редко образуют самостоятельные массивы, а обычно тесно ассоциируют с другими типами пород. В свое время Ф.Ю. Левинсон-Лессинг обосновал представление о существовании двух генетических типов диоритовых пород гранитоидного и базальтоидного.

Установлено, что значительная часть диоритов и кварцевых диоритов тесно связаны с гранитоидами, и слагает общие плутоны, в которых диориты образуют эндоконтактовые зоны в участках скопления ксенолитов. Это свидетельствует о том, что диориты образуются в результате ассимиляции гранитоидной магмой значительных количеств основных пород. Взаимодействие гранитной магмы и магматическое замещение карбонатных пород также требуют перегретости жидкости и сопровождаются не только растворением карбонатов, но и выносам кремнезема во вмещающие породы.

В других случаях диориты оказываются тесно связаны с габброидами, слагая участки в дифференцированных плутонах. Возникновение таких диоритов объясняется процессами расщепления базальтовой магмы, а также ее дифференциацией или ассимиляцией его значительных объемов кислых пород литосферы.

Однако эти две точки зрения не исключают возможность третьей, образования небольших автономных диоритовых массивов при кристаллизации самостоятельной андезитовой магмы.

Вышеизложенные гипотезы образования андезитовых расплавов не лишены недостатков. Грин и Рингвуд предложили гипотезу на основе экспериментальных работ, согласно которой андезитовые магмы образуются в две стадии. На первой стадии происходит плавление мантийного пиролита с образованием базальтовой магмы, которая затем подвергается дифференциации с образованием кварцевых толеитов. Эти толщи базальтов при изменении термодинамических условий (при возрастании давления вышележащих толщ, накапливающихся в геосинклиналях) превращаются в эклогиты. Вследствие увеличения плотности эклогиты погружаются в мантию и вновь подвергаются частичному плавлению. Согласно экспериментам при давлении до 30 кбар (глубина 100-150 км) наименьшую температуру плавления имеют андезиты, что обуславливает их массовую генерацию, а возникшие расплавы способны внедряться в верхние горизонты земной коры и изливаться на поверхность Земли.