7.3. Автохтонные и параавтохтонные граниты зон ультраметаморфизма

На глубине более 7-8 км (Р> 200 МПа) первые порции гранит­ного расплава, насыщенного Н₂0, появляются при нагреве кварц—полевошпатового субстрата до 650—700 °С, т.е. при Р—Т ус­ловиях амфиболитовой фации метаморфизма. Поэтому метамор­физм первично магматических или осадочных кварц-полевошпа­товых пород, достигший амфиболитовой фации, может сопровождаться появлением некоторого количества гранитного расплава. Метаморфические процессы, переходящие в частичное плавление, называют ультраметаморфизмом, а сам процесс час­тичного плавления — анатексисом.

497

Часть III. Магматические горные породы (петрология)

Рис. 7.7. Гранитный мигматит (поверхность

глыбы)

Светлые полосы — лейкосома, темные — мела-

носома. Черный кружок — крышка объектива

фотоаппарата

Скопления гранитного материала в зонах ультраметаморфизма не испытывают заметного перемещения после своего возникнове­ния, т.е. являются автохтонными (неперемещенными) или параав-тохтонными (почти не перемещенными). Чаще всего они пред­ставлены мигматитами (от греческого слова мигма — смесь) — неоднородными породами с рассеянным гранитным материалом, которые состоят из реликтов исходного метаморфического субст­рата — палеосомы и новообразований, возникших при частичном плавлении и получивших название неосомы. Неосома, в свою оче­редь, состоит из более светлых полос, пятен, прожилков, образован­ных относительно круп­нозернистым кварц-по­левошпатовым агрегатом и более темных полос и пятен с высоким содер­жанием биотита, кордие-рита и других цветных минералов. Светлые час­ти неосомы называют леикосомой, а темные — меланосомой. Для многих мигматитов характерно тонкое чередование лей-косомы и меланосомы (рис. 7.7). Лейкосома со­ставляет 10-30, иногда до 50-70% объема мигмати­тов. Баланс вещества в макрообъемах мигматитов показывает, что мигматизация носит изохимический характер: обособление лей-косомы и меланосомы не сопровождается привносом-выносом химических элементов, а сводится лишь к их пространственному пе­рераспределению. Состав исходного субстрата (палеосомы) равен сумме составов лейкосомы и меланосомы.

Разделение на лейко- и меланосому начинается в твердом состо­янии вследствие метаморфической дифференциации, а завершает­ся в процессе частичного анатектического плавления. Лейкосома представляет собой затвердевшие скопления гранитного распла-

498

7. Магматические горные породы корового происхождения

ва, который выплавился из палеосомы, а меланосома обогащена ре-ститовыми твердыми фазами. Лейкосома имеет гранитный (кварц + + плагиоклаз + K-Na полевой шпат) или плагиогранитный (кварц + + плагиоклаз) состав, что зависит от особенностей минерального со­става исходного субстрата, а также отражает многообразие химиче­ских реакций, протекающих при ультраметаморфизме.

800

600

700

Рис. 7.8. Кривые дегидратации мус­ковита (Мu) и биотита (Bi) S—солидус гранитной магмы, насыщен­ной водой

Появление гранитного расплава в зонах ультраме­таморфизма возможно лишь при наличии воды, понижающей температуру солидуса кварц—полевош­патовых пород. Главным ис­точником воды в процессе мигматизации служат слю­ды метаморфических гор­ных пород, которые при по­вышении температуры разлагаются с выделением Н₂0. При Р— Т условиях ам-фиболитовой фации неус­тойчивым становится глав­ным образом мусковит область стабильности кото­рого при Р= 200—400 МПа ограничена температурой, не превыша­ющей 600-650°С (рис. 7.8). В кварцсодержащих породах мусковит разлагается с образованием ортоклаза и силлиманита:

KAl₃Si₃O₁₀(OH)₂ + Si0₂ → KAlSi₃0₈ + Al₂Si0₅ + Н₂0.

мусковит кварц ортоклаз силлиманит газ

Дегидратация биотита происходит при более высокой темпера­туре (Т= 750-850 °С при Р= 200-400 МПа). В условиях амфиболи-товой фациц биотит обычно сохраняется в качестве реститовой фа­зы и накапливается в меланосоме. Роговая обманка может оставаться устойчивой до 900—1000 °С.

Автохтонный характер гранитной лейкосомы мигматитов сви­детельствует о том, что эвтектоидный расплав, образованный в хо­де анатексиса, был насыщен водой и вследствие этого не обладал способностью к дальней миграции. Если бы насыщения расплава водой не достигалось, жидкая фаза неизбежно была бы выжата в об­ласть меньшего давления.

499