11.5. Генезис базитов

Учитывая частую геологическую разобщенность интрузивных и эффузивных тел основных пород, необходимо рассмотреть генезис каждого типа пород отдельно. Вопреки существующей тенденции рассматривать некоторые основные породы как продукт метаморфизма, все стоит не забывать о бесспорных доказательствах глубинного магматического происхождения интрузивных базитов и химической эквивалентности вулканических (базальтовых) и глубинных ассоциаций. Существуют следующие глубинные ассоциации, в состав которых входят основные породы: 1) габбро, перидотиты и связанные с ними породы расслоенных интрузий и лополитов; 2) перидотиты и серпентиниты и 3) анортозиты и связанные с ними породы. Перидотиты и серпентиниты уже рассматривались.

Расслоенные (псевдостратифицированные) интрузии

Расслоенные (псевдостратифицированные) габбро-норитово-перидотитовые плутоны – один из наиболее четко выделяемых типов главных интрузивных ассоциаций. Большинство этих тел имеет докембрийский или раннепалеозойский возраст (интрузия Дулут, штат Миннесота, США – докембрий; интрузия Карибу-Лейк, штат Онтарио, США – докембрий; Стиллуотерский комплекс, штат Монтана, США – докембрий; Бушвельдский комплекс, Южная Африка – докембрий; интрузия Бейоф-Айлендс, о. Ньюфаундленд – ордовик; интрузия Абердиншир, Шотландия – силур). Но известны немногочисленные, но очень мощные кайнозойские тела (например, интрузия Скергаард, Грнеландия; комплекс острова Рам, Западная Шотландия). Общий состав хорошо сохранившихся расслоенных интрузий и состав закаленных краевых фаций показывают, что родоначальная магма основных расслоенных интрузий имела состав базальта, скорее толеитового, чем щелочного. В результате опускания и аккумуляции ранее образовавшихся кристаллов магнезиального оливина или пироксена (главным образом бронзита) на ранних стадиях дифференциации могли развиваться мощные пласты ультрамафических пород. Это не означает, что большие объемы подвижной, частично рскристаллизованной ультрамафической магмы неизбежно становились способными к инъекции в виде отдельных тел, так как не доказано, что условия кристаллизации сохранялись по вертикали на расстояние, превышающее несколько метров, на любой стадии формирования ультрамафического слоя, которое происходитло снизу вверх. Во время этой фазы дифференциации проявлялись два противоположных направления. В некоторых случаях (например, Бушвельд, Стиллуотер) ультаосновной дифференциат представлен в основном бронзитовыми пимроксенитами, существуют прослои, обогащенные хромитом. В других случаях (например, Дулут, Абердиншир, остров Рам) это в основном дуниты и троктолиты с подчиненными пироксенитами, хромитовые породы отсутствуют. Обычна частичная серпентинизация перидотитов, которая, по-видимому, совпадала с периодом, непосредственно следовавшим за полным отвердением, а некоторых случаях – за деформацией рассматриваемых пород.

Несмотря на несомненно интенсивную фракционную кристаллизацию, большое количество остаточной магмы, из которой в ранние стадии были удалены оливин и пироксен, все еще имело состав в пределах габбро или базальтов. В Бушвельдском массиве много кремнеземистых пород (диориты, гранодиориты) образовывалось на конечной стадии остывания, но не ясно, определялось ли это направление в магматической эволюции дифференциацией или ассимиляцией вмещающих осадочных пород и фельзитов.

Ход магматической эволюции, описанный выше, согласуется в общих чертах с экспериментально выведенной Боуэном концепции нормального хода фракционной кристаллизации первичной базальтовой магмы. Однако в Скергаардской интрузии последовательное обогащение железом настолько преобладает над всеми другими явлениями дифференциации. Что остаточный расплав после затвердевания большей части (90%) интрузии имел состав габбро, весьма обогащенного железом. Если фракционная кристаллизация базальтовой магмы ведет к образованию богатых железом магм, то почему же соответствующие по составу породу весьма редки? Дело в том, что фракционная кристаллизация базальтовой магмы представляет собой сложный процесс. Одно из направлений, возможно определяемое бедностью магмы водой, или влиянием близости дна магматической камеры на свободное движение кристаллов, или даже высоким парциальным давлением кислорода (из-за высокого содержания в магме SO₂, может привести к абсолютному обогащению остаточного расплава железом. Однако, чаще всего увеличение содержания щелочных металлов и кремнезема опережает и «маскирует» одновременное увеличение от ношения FeO/MgO, и ход дифференциации направлен в сторону образования гранитного расплава нормального состава.