БАЗИТЫ ИЛИ ОСНОВНЫЕ МАГМАТИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ Сазонова Л.В.
advertisement
БАЗИТЫ ИЛИ ОСНОВНЫЕ МАГМАТИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ Сазонова Л.В. Наиболее распространенные породы земной коры. 1 ОСНОВНЫЕ ПОРОДЫ НОРМАЛЬНОЙ ЩЕЛОЧНОСТИ Цветное число до 75% Цветное число до 100% 45-53 SiO2% 0.5<4.5 Na2O+K2O% MgO% Ультрамафиты <18 Как правило >18 2 • Главные породообразующие минералы • плагиоклаз • пироксены • реже оливин и амфибол 3 Интрузивные породы Ol ультраосновные породы бу р га рц лерцолиты оливиновые вебстериты вебстериты 40 ые ы ов ит ин сен ив ок ол пир о ин кл ор оли то ви пи но ро вы кс ен е ит ы ы ит Opx рл 10 ве ги ты 10 дуниты ортопироксениты клинопироксениты 10 Cpx основные породы 4 Клинопироксениты - темные, зеленовато-серые, зеленовато- орт оли оп вин ир ов ок ы сен е иты вебстериты Opx ортопироксениты ые ы ов ит ин сен ив рок ол опи ин кл черные крупно- и среднезернистые, иногда порфировидные плутонические породы основного состава. Суммарное содержание Ol оливина и ортопироксена до 10 %. 40 40 Оливиновые клинопироксениты: 10—40% оливина, до 5% оливиновые вебстериты ортопироксена. 10 клинопироксениты Клинопироксенит. Черный – рудный минерал. Слева – при одном николе, справа – 5в скрещенных николях. Фото П.Ю. Плечова 10 Cpx Ортопироксениты - зеленовато-серые или буровато-желтые ол Opx Оливиновые ортопироксениты: е ы вы ит но ен ви окс олиопир н кли ор ив то пи ино ро ксе вы ни е ты светлые или темные плутонические породы основного состава. Структура различна — от мелко- до гигантозернистой. Суммарное содержание оливина и клинопироксена до 10 %. Ol 40 оливиновые вебстериты вебстериты клинопироксениты 10—40% оливина, до 5% клинопироксена. 10 Cpx Ортопироксениты встречаются в виде слоев в расслоенных основных массивах. Кроме того, образуют жилы разной мощности в офиолитовых комплексах. Ортопироксенит. Николи Х. Фото П.Ю. Плечова 6 Вебстериты - темные зеленовато- орт оли оп вин иро ов ксе ые ни ты Opx 40 е вы иты но ен ви окс олиопир н кли серые мелко-, средне- и крупнозернистые породы, сложенные орто- и клинопироксенами. Содержание 10 оливина до 5 %. 40 оливиновые вебстериты вебстериты ортопироксениты клинопироксениты 10 Cpx Вебстериты встречаются в массивах альпинотипных перидотитов, где они ассоциируют с лерцолитами. Вебстериты можно встретить также в нодулях в кимберлитах. 7 ГАББРОИДЫ Классификация производится по относительным содержаниям главных породообразующих минералов – Pl, Cpx, Opx, Ol Иногда встречается магматический амфибол Состав плагиоклаза An50-95: лабрадор, битовнит или анортит. Три Два главных главных классификационных классификационных треугольника треугольника плагиоклаз плагиоклаз клинопироксен пироксен ортопироксен оливин 8 Габброиды Pl>50 Лейкократовые габбро 65 габбро 85 Лейкократовые Анортозиты 85 габбро-нориты Лейкократовые нориты 65 нориты габбро-нориты меланократовые габбро Плагиоклазовые 15 клинопироксениты 35 35 Меланократовые габбро-нориты Плагиоклазовые вебстериты Cpx Клинопироксениты Вебстериты меланократовые нориты 15 Плагиоклазовые ортопироксениты Opx Ортопироксениты 9 Габброиды Pl>50 Лейкократовые троктолиты мезократовые троктолиты меланократовые троктолиты 65 85 Анортозиты 85 Лейкократовые оливиновые габбро-нориты Лейкократовые габбро-нориты 65 Мезократовые оливиновые габбро-нориты 35 35 Плагиоклазовые 15 дуниты, оливиниты Ol Дуниты, оливиниты габбро-нориты Меланократовые оливиновые габбро-нориты Плагиоклазовые перидотиы Перидотиты меланократовые габбро-нориты 15 Плагиоклазовые пироксениты Opx+CPx Пироксениты 10 Некоторые особенности текстур и структур габброидов Текстуры однородные (массивные) и неоднородные. Среди неоднородных преобладают полосчатые, реже такситовые (пятнистые), а иногда шаровые. Полосчатые текстуры обусловлены чередованием пород с различным соотношением плагиоклаза и темноцветных минералов (вплоть до чередования анортозитовых и пироксенитовых слоев). Массивное габбро. http://www.kabrna.com/cpgs/rocks/igneous/g abbro.htm Полосчатое габбро. driouch.chez-alice.fr 11 Абиссальные интрузивные габброиды (4км и >) имеют равномернозернистые, габбровые структуры (близкая степень идиоморфизма минералов или несколько большая степень идиоморфизма у плагиоклаза) Габбро-норит Рис. Плечова П.Ю. 12 габбро 13 Оливиновое габбро 14 троктолит 15 Троктолит, структура венцовая 16 Гипабиссальные габброиды часто имеют офитовые структуры, для которых характерно резкое смещение идиоморфизма в сторону плагиоклаза Офитовое габбро 17 Офитовое габбро с среднезернистой, гипидиоморфнозернистой офитовой структурой 18 Минеральный состав долеритов тот же, что у габброидов. В зависимости от содержания оливина выделяют оливиновые долериты (5—15% оливина) и собственно долериты (< 5% оливина). Долериты (диабазы) слагают как небольшие интрузивные тела, главным образом дайки и силлы небольшой мощности, затвердевшие на малых глубинах, так и внутренние части лавовых потоков, излившихся на сушу или морское дно. 19 Оливиновый долерит с мелкозернистой офитовой структурой 20 долерит с мелкозернистой офитовой структурой 21 Оливиновый долерит с мелкозернистой офитовой структурой 22 Оливиновый долерит с мелкозернистой офитовой структурой 23 долерит с пойкилоофитовой структурой 24 долерит с пойкилоофитовой структурой 25 26 Вторичные изменения минералов габброидов По Pl - соссюрит 27 Сpx замещается минералами группы Tr-Act 28 При более низкотемпературном замещении по пироксенам образуется хлорит 29 Ol в габброидах более железистый и по нему уже не образуется серпентин, а развиваются иддингсит и боулингит 30 Иддингсит по оливину Боулингит по оливину 31 Габброиды формируются и залегают в различных ассоциациях, основными из которых являются 1) Срединно-океанические хребты и офиолитовые ассоциация (дунит-гарцбургитовая+габброиды) 2) Ранние стадии развития подвижных складчатых областей. Дунит-пироксенит-габбровая ассоциация (платитиноносная). 70% - габброиды. Урал, Аляска 3) Поздние стадии развития складчатых областей. Ассоциация габброидов с диоритами, кварцевыми диоритами, плагиогранитами, гранитами. 50% габброиды 32 По типу пород совместно встречающихся с габброидами выделяются габброидные ассоциации (габбро-норитовая, габбротроктолитовая) ассоциации основных пород с ультрамафитами (дунитами, перидотитами, пироксенитами) с анортозитами (габбро-анортозитовая) с породами среднего состава (габбро-диоритовая, габбросиенитовая) с породами кислого состава (габбро-гранитная). 33 Расслоенные интрузивы основных и ультраосновных пород нормальной щелочности (в пределах конт. платформ - щиты) Расслоенные плутоны — принципиальная схема строения (разрез): 1 — ультрамафиты, 2— габбро и нориты, 3 — феррогаббро и ферродиориты; Бушвельд – 29 000 кв.км 34 Плутонические породы основного состава нормальной щелочности генерируются во всех геодинамических обстановках, существенно преобладая над другими разновидностями магматических пород (за искл. магматизма в зонах конвергенции). 35 Вулканические породы основного состава: Эффузивные (излившиеся) Туфы Субвулканичес (пирокластичес кие кие) базальт Кайнотипные базальты – палеотипные базальты долерит Долериты –диабазы Гиаломелан=Сидеромелан Формы залегания 36 Базальты – вулканические эффузивные породы основного состава норм. щелочности. Поле на ТАS-диаграмме имеет координаты SiO2=45-52% мас.%, (Na2O и K2O)< 5 % мас. Эти породы являются вулканическими аналогами габброидов. 15 фонолит субщелочные= умеренной щелочности Na2O+K2O, вес.% 13 11 трахит тефрифонолит фоидит (Qtz<20%) трахидацит (Qtz>20%) фонотефрит 9 риолит трахиандезит трахитефрит (Ol<10%) андезибазанит базальт трахи(Ol>10%) базальт 7 5 3 дацит андезибазальт базальт андезит пикробазальт 1 37 41 SiO2, вес.% 45 49 52 ОСНОВНЫЕ 57 СРЕДНИЕ 61 63 65 69 73 77 КИСЛЫЕ 37 Вулканические породы основного состава: Эффузивные (излившиеся) Туфы Субвулканичес (пирокластичес кие кие) Кайнотипные базальты – палеотипные базальты Долериты –диабазы Гиаломелан Сидеромелан Формы залегания Температура Вязкость Текстуры 38 По степени кристалличности основной массы различают: гиалобазальты - стекловатая основная масса (ОМ) базальты – частично раскристаллизованная ОМ. долериты – полностью раскристаллизованная ОМ. гиалобазальт. Фото П.Ю. Плечова, без анализатора базальт долерит 39 Базальты - вулканические породы основного состава нормальной щелочности Вкрапленники: плагиоклаз, клинопироксен (авгит, пижонит), оливин. Ортопироксен редок. Основная масса: вулканическое стекло, микролиты плагиоклаза и клинопироксена, реже оливина, титаномагнетита и другие минералы. Степень кристалличности может быть разной. Структуры афировая и порфировая. Струкуры основной массы: стекловатая, гиалопилитовая, интерсертальная, долеритовая 40 41 42 43 Петрографические особенности базальтов из разных тектонических обстановок 44 Петрографические особенности базальтов зон спрединга (MORB – Middle Oceanic Ridge Basalts) Конвергентные границы (зоны субдукции) Дивергентные океанические границы (зоны спрединга) Крупные магматические провинции: океанические Вулканиты 0.6 3 0.4 континентальные (траппы) 0.1 Афировые структуры: малое количество вкрапленников, т.к. не было кристаллизации в глубинном очаге . Структуры быстрой кристаллизации (подводные излияния ): в основной массе преобладает стекло (гиалобазальты), Низкая пористость (текстура массивная): бедные флюидом магмы. Магмы этого типа формируются в условиях низкого содержания воды, поступают к поверхности в сильно перегретом состоянии и сравнительно легко теряют флюидные компоненты (содержание Н2О в толеитовых базальтах составляет 0,1—0,5%). «Сухие» магмы. Общая магмагенерация 3 км3/год Рис. Общая (все магмы) магмагенерация. Best (2003), с изменениями. 45 Петрографические особенности базальтов активных окраин общая магмагенерация 0.6 м3/год Конвергентные границы (зоны субдукции) Дивергентные океанические границы (зоны спрединга) Крупные магматические провинции: океанические Вулканиты 0.6 3 0.4 континентальные (траппы) 0.1 Best (2003) с изменениями Магмы отличаются высоком содержанием летучих компонентов и более окисленными условиями формирования. Порфировые структуры (вкрапленники амфибола, оливина, орто- и/или клинопироксена). Ростовая зональность в плагиоклазе. Лавы пористые их извержения носят эксплозивный характер и сопровождаются образованием большого количества пирокластического и смешанного (вулканогенноосадочного) материала связаны со стратовулканами центрального типа, размещение которых контролируется глубинными разломами 46 Петрохимические отличия базальтов в разных тектонических обстановках Конвергентные границы (зоны субдукции) Дивергентные океанические границы (зоны спрединга) Крупные магматические провинции: океанические Вулканиты 0.6 3 Распространенность ограничена. Известково-щелочные ((Ca, К, Al, H2O)), реже толеитовые базальты 0.4 континентальные (траппы) 0.1 Рис. Общая магмагенерация в разных тектонических обстановках. Best (2003) с изменениями Доминирующая роль базальтов среди всех вулканитов. В основном толеитовые базальты (Fe) , 47 известково-щелочные – редки. Два пути кристаллизации базальтовых расплавов 48 По химизму базальты разделяют на толеитовые (>Fe) и известково-щелочные (>Ca, Na, Al). Толеитовая и известково-щелочная серии пород на AFMдиаграмме 49 Вторичные изменения в базальтах Базальты относительно легко разлагаются и переходят в агрегат вторичных минералов. Выделяется два характерных типа вторичных изменений: Краснокаменные изменения Оксиды и гидроксиды трехвалентного железа (гематит, гетит, гидрогетит и др.), которые придают породе красноватый оттенок. Наземные извержения (контакт с атмосферой). Зеленокаменные изменения Вторичные силикатные минералы - хлорит, актинолит, эпидот - придают породе зеленоватый оттенок. Эти изменения связаны с относительно низкотемпературными метаморфическими процессами. 50 Субщелочные основные породы SiO2% 45-53 Na2O+K2O % 3-18 51 СУБЩЕЛОЧНЫЕ ОСНОВНЫЕ ПОРОДЫ Петрохимический ряд Семейство Умереннощелочной (субщелочной) Пироксен- PI, биотитK-NaFSp, амфибол Bi, Amph полевошпа Cpx ± Ol товых пород Области наибольшего распростра нения Главные минералы Интрузивные породы Эффузивные породы Плутонические Жильные Монцогаббро Трахидолерит Трахибазальт (К-ряд – в пределах континентов), гавайит (Pl40), муджиерит (Pl30) (Na-ряд – в пределах океанов) Субплатформе нные условия На океанических овах – горячих точках океанов. На континентах, чаще всего, в рифтогенных структурах. Это всегда – результат магматизма с больших 52 глубин монцогаббро 53 Трахибазальт вулканическая порода основного состава , состоящая из вкрапленников клинопироксена (высокотитанистый авгит), оливина, иногда плагиоклаза и амфибола (керсутит) в основной массе из клинопироксена, плагиоклаза, оливина, магнетита, биотита, амфибола, калиевого полевого шпата и стекла 54 Щелочные основные породы SiO2% 44-54 Na2O+K2O% 5-20 55 ЩЕЛОЧНЫЕ ОСНОВНЫЕ ПОРОДЫ Петрохимический ряд Семейство Высоко Нефелин щелоч- (лейцит) ной полевошпатовых пород Главные минералы Интрузивные породы Эффузивные породы ПлутоЖильнические ные Pl.Ne (Lc), Cpx ± Ol Тералит Микро- Нефелиновый тефрит, в Эссексит терали т.ч. базанит, лейцитовый Шонки- т и др. тефрит нит Слагают небольшие интрузивные тела разной формы, в том числе дайки, силлы и ассоциируют как с ультраосновными высокощелочными породами, так и с породами среднего состава. Приурочены к платформам, щитам. Лавовые потоки, небольшие субвулканические дайки и силлы. Распространены в рифтовых зонах, на платформах В океанах приурочены к «горячим» точкам 56 В зависимости от преобладания тех или иных главных минералов выделяют различные виды интрузивных пород: эссексит (по району Эссекс в Англии) — плагиоклаз + клинопироксен + амфибол + биотит + ортоклаз или микроклин + нефелин 57 тералит (от греческого слова tereo — старательно изучаю) — плагиоклаз + клинопироксен + нефелин ± оливин; шонкинит (по району Шонкин в США) — клинопироксен + ортоклаз или санидин + лейцит (эпилейцит) + нефелин ± оливин. 58 Нефелиновые тефриты (аналоги тералита), вкрапленники представлены оливином, клинопироксеном, плагиоклазом, нефелином, а основная масса состоит из микролитов клинопироксена, плагиоклаза, нефелина, титаномагнетита, а также вулканического стекла. Тефриты, содержание оливина в которых превышает 10 об.%, называют базанитами Лейцитовые тефриты (аналоги шонкинита) состоят из вкрап-ленников лейцита, клинопироксена, оливина, плагиоклаза. Эти же минералы (кроме оливина), а также вулканическое стекло присутствуют и в основной массе 59
