Часть III. Магматические горные породы (петрология)

Первичный состав перидотитов чаще всего соответствует гарц-бургитам, с которыми ассоциируют дуниты, имеющие второсте­пенное значение. Лерцолиты встречаются значительно реже, чем гарцбургиты. Гарцбургиты состоят из оливина, ортопироксена и хромовой шпинели; состав их весьма однороден. Оливин содер­жит 90-92% форстеритового компонента, а ортопироксен — при­мерно такое же количество энстатита; для гарцбургитов характер­ны высокие содержания MgO при низких концентрациях А1₂0₃, CaO, Na₂0 и К₂0 (см. табл. 1.4). Петрографические и геохимичес­кие особенности перидотитов, входящих в офиолитовую ассоциа­цию, приводят к выводу, что большая часть этих пород представля­ет собой твердый материал верхней мантии, оставшийся после удаления из него относительно легкоплавкой магматической жид­кости, образованной в процессе частичного плавления. Такие ос­таточные образования называют реститами.

Тектонические блоки мантийного вещества обнаружены и на дне океанов, где они приурочены к поперечным разломам, пересе­кающим срединно-океанические хребты. Среди мантийных пород здесь преобладают не гарцбургиты, а лерцолиты с более низкими со­держаниями MgO и более высокими содержаниями CaO, Na₂0 А1₂0₃ (см. табл. 1.4). Таким образом, вещество самых верхних час-тей мантии под океанами, в целом, испытало меньшую степень экстракции легкоплавких компонентов по сравнению с материалом верхней мантии континентальных областей.

1,2.2. Включения мантийного вещества в щелочных базальтах

и кимберлитах

Среди кристаллических включений мантийных пород, выноси­мых на дневную поверхность вулканами и трубками взрыва, встре­чаются перидотиты, пироксениты, дуниты, эклогиты. Включения представляют собой обломки мантийного вещества размером от сантиметров до дециметров в поперечнике.

В щелочных базальтах среди включений преобладают шпинеле-вые лерцолиты и гарцбургиты, которые устойчивы до глубины 60-80 км. Обнаружены также верлиты, вебстериты, клинопироксе-ниты. Кимберлиты выносят к поверхности более глубинные вклю­чения, представленные гранатовыми перидотитами, а также экло-гитами: гранат-пироксеновыми, дистеновыми, корундовыми, коэситовыми. Эти породы устойчивы на глубинах более 60-80 км.

402

/. Глубинное строение Земли

В некоторых перидотитовых и эклогитовых включениях обнару­жены алмазы, что служит прямым указанием на образование кри­сталлических пород на глубине более 150 км в области устойчиво­сти алмаза.

По минеральному и химическому составам перидотиты глу­бинных включений можно разделить на три класса: 1) примитивные; 2) деплетированные, или истощенные; 3) обогащенные. Прими-тивные перидотиты представлены лерцолитами, которые не претер­пели эпигенетических преобразований и отражают первичный со­став верхней мантии. Примитивные шпинелевые лерцолиты из включений в континентальных базальтах близки по составу к лер-цолитам океанического дна (см. табл. 1.4). Деплетированные пери­дотиты — лерцолиты и гарцбургиты — обеднены клинопироксеном и соответственно Al, Ca, Na и другими легкоплавкими компонен­тами вследствие частичного плавления мантийного материала. Обо-гащенные перидотиты, наоборот, содержат больше легкоплавких компонентов, чем примитивные мантийные породы, что обуслов­лено метасоматическим преобразованием вещества верхней мантии под воздействием глубинных водных и углекислых флюидов или магматических расплавов, богатых летучими компонентами. Этот процесс приводит к появлению в мантийных породах амфибола, флогопита, карбонатов, разнообразных акцессорных минералов.

100

200

300

км

Рис. 1.2. Схематический разрез верхней мантии под океанами (О) и континен­тами (К), по А. Рингвуду,

1992 г.

/ — земная кора, 2 — гарц­бургиты, 3 — эклогиты, 4 — примитивные лерцолиты

К ак полагают, преобладающая по объему часть современной верхней ман­тии под континентами и океанами сло­жена примитивными лерцолитами, ко­торые сохранили относительно легкоплавкие компоненты с момента формирования внешней оболочки Зем­ли. Такие лерцолиты близки по составу к пиролиту — модельной смеси базальто-идных выплавок (-25%) и тугоплавкого ультрамафитового остатка (-75%), рас­считанной австралийскими петрологами А.Е.Рингвудом и Д.Грином (1966 г.).

Деплетированные (истощенные) лерцолиты и гарцбургиты залегают в са­мой верхней части мантии. Они пред­ставляют собой твердый остаток, сохра­нившийся после выплавления основных

403