Часть III. Магматические горные породы (петрология)

дят к выводу, что при относительно небольших степенях частично­го плавления (20-30 об.% жидкой фазы) «сухих» мантийных лерцо-литов на глубине более 50-80 км (Р > 15-25 кбар, или 1500-2500 МПа) образуются магмы, отвечающие по составу пикриту. На глубине 30-50 км (Р= 10-15 кбар, или 1000-1500 МПа) зарож­даются менее магнезиальные оливиновые толеиты, а на минималь­ной глубине (Н< 15 км, Р< 5 кбар, или 500 МПа) — кварцевые то­леиты (рис. 6.2). При более интенсивном плавлении состав жидкости на всех гипсометрических уровнях смещается в сторону пикрита и коматиита. При минимальной доле жидкой фазы (<20 об.%) первичные магмы, возникающие на глубине более 30 км, недосыщены кремнеземом и имеют нефелиннормативный состав, соответствующий щелочным пикробазальтам, базанитам, мелане-фелинитам с относительно высокой суммой Na₂0 + K₂0 при низ­ком содержании Si0₂ (рис. 6.2, я): Заметим, что щелочные раcпла-вы возникают при частичном плавлении источника, изначально достаточно богатого щелочными металлами. Если содержания на­трия и калия в источнике малы, то даже при минимальных степе-

Рис. 6.2. Составы расплавов, полученные в опытах по частичному плавле­ нию перидотитов, по А.Л. Джейксу и Д.Х. Грину, 1980 г, а — примитивный лерцолит, б — деплетированный лерцолит; КТ — кварцевый то- леиг, Т—толеит; ОТ — ол ивиновый толеит; ТП — толеитовый пикрит; ЩОБ — ще­ лочной оливиновый базальт; ЩП — щелочной пикрит; К — коматиит; КБ — кома- тиитовый базальт. Сплошные линии — содержание нормативного оливина в расплаве, мас.%; длинный пунктир — Р-Tусловия исчезновения клинопироксе- на (срх) и ортопироксена (орх) в процессе плавления; короткий пунктир — степень частичного плавления (доля жидкой фазы, %)

454

6, Магматические породы мантийного происхождения

нях частичного плавления возникают низкощелочные первичные магмы (см. рис. 6.2, а).

Деплетированные перидотиты, которые сохраняются после пре­дыдущих эпизодов частичного плавления, могут вовлекаться в этот процесс повторно. Очевидно, что для этого требуется достаточно вы­сокая температура, поскольку легкоплавкие компоненты из тако­го источника уже удалены.

Частичное плавление обогащенных перидотитов сопровождает­ся дегидратацией содержащихся в них амфибола или флогопита. Ам­фибол устойчив примерно до 1000 °С, а флогопит до 1200 °С. Так как на глубине 20—80 км кривая дегидратации амфибола расположена правее линии «влажного» солидуса перидотита (см. рис. 6.1), вода, которая освобождается при разложении амфибола на этих глубинах, полностью растворяется в магматическом расплаве; последний, однако, остается не насыщенным водой. Для флогопита такие со­отношения сохраняются в интервале 15—200 км. Выше и ниже то­чек пересечения кривых дегидратации и «влажного» солидуса раз­ложение амфибола и слюды не приводит к плавлению, и вода может существовать в качестве самостоятельной флюидной фазы. Даль­нейшее нагревание до температуры «влажного» солидуса приво­дит к появлению насыщенного водой расплава. Поскольку количе­ство гидроксилсодержащих минералов на больших глубинах невелико, а растворимость воды в магме достигает десятков массо­вых процентов, доля насыщенного водой расплава очень мала. При перегреве относительно температуры солидуса количество жидкой фазы увеличивается, а содержание воды снижается.

Состав первичных магм существенно зависит также от способа отделения расплава от твердого кристаллического остатка (рести-та). Если в процессе магмообразования жидкая фаза все время ос­тается в равновесии с твердыми кристаллами, то по мере нагрева­ния в расплав постепенно переходят все более тугоплавкие компоненты, и при стопроцентном плавлении состав жидкости со­ответствует валовому составу исходного лерцолита. Если же возни­кающий расплав сразу удаляется из зоны магмообразования, то со­став выплавок меняется в ходе нагревания скачкообразно — от наиболее легкоплавких эвтектоидных жидкостей в начале процес­са до тугоплавких магм, отвечающих по составу дунитовому рести-ту, при полном плавлении мантийного вещества (см. рис. 4.7 в раз­деле 4.3). Разработаны и более сложные количественные модели магмообразования в ходе подъема мантийных диапиров, когда сте-

455