Часть III. Магматические горные породы (петрология)

Рис. 6.6. Изменение химического состава базальтов в ходе кри­сталлизационной дифференциации, по А.Филпотгсу, 1990 г. Пояснения см. в тексте

накопления Са и Аl замедлился, а затем содержания Са начали сни­жаться. Перегибы вариационных линий, характеризующих распре­деление Са и А1, отражают начало фракционирования клинопи-роксена, богатого Са, а потом основного плагиоклаза, богатого Са и Al. P, К, Na, Ti продолжали накапливаться и на поздней стадии дифференциации, поскольку концентрации этих некогерентных элементов во всех твердых фазах ниже, чем в исходном расплаве. Уменьшение содержаний Ti в самых поздних дифференциатах обус­ловлено отделением от расплава титаномагнетита.

Для проверки моделей дифференциации используются также ба­лансовые расчеты. Если расплав С₁ возник в результате кристалли­зационной дифференциации первичной магмы С₀, то должно вы­полняться равенство:

С₀ = аС₁ +bС₂+... + тС_i_₁ +(1-а-Ь...-т)С_п, где C₁, C₂...C_i — составы твердых фаз, отделившихся от расплава; а, b,..,т — относительные количества этих фаз, С_n — состав остаточ­ного расплава. Методом наименьших квадратов подбирают такие коэффициенты а, b,..., т, при которых сумма квадратов отклонений содержаний всех химических элементов от состава исходной магмы

474

б. Магматические породы мантийного происхождения

С₀ становится минимальной. Задача легко решается с помощью компьютера. Следует подчеркнуть, что таким способом можно под­твердить лишь возможность появления дифференциата за счет от­деления от исходного расплава тех или иных минералов. Для дока­зательства реальности этого процесса требуются дополнительные аргументы.

Кристаллизационная дифференциация является одним из глав­ных петрогенетических процессов, определяющих разнообразие магматических горных пород. Другие механизмы дифференциа­ции имеют второстепенное значение; они проявляются локально и лишь при благоприятном стечении обстоятельств. Например, ес­ли в ходе кристаллизационной дифференциации остаточный рас­плав одновременно обогащается кремнеземом, калием и железом, то может произойти самопроизвольное разделение расплава на две несмешивающиеся жидкие фазы, одна из которых близка по вало­вому составу к железистому пироксениту, а другая — к граниту. Самым наглядным признаком разделения жидких фаз, которое на­зывают ликвацией, служит наличие в одной магматической породе стекол разного состава, образующих участки с эмульсионной тек­стурой, которая описана в ряде земных и лунных базальтов.

Некоторые исследователи (А.А.Маракушев, В.А. Пугин и др.) рассматривают ликвационную дифференциацию жидких магм как широко распространенный процесс, играющий ведущую роль в пе-трогенезисе. Однако достаточных теоретических и эксперимен­тальных оснований для этого нет. Ликвация в силикатных магмах лишь иногда дополняет кристаллизационную дифференциацию, обусловленную фракционированием твердых кристаллических фаз. Вместе с тем ликвация может приводить к разделению силикатных и несиликатных (сульфидных, карбонатных, фосфатных) расплавов, которые характеризуются почти полной несмесимостью.