2015-07-04
1348
Наличие определенных ассоциаций магматических пород, закономерно возникающих в сходных геологических условиях, и родство между породами свидетельствуют о том, что разные породы, входящие в состав одной ассоциации, имеют общее происхождение, образуются из одной родоначальной магмы.
Петрографы давно отказались от представления о том, что каждая горная порода возникла из особой первичной магмы. Установлено, что многие магмы являются производными от первичных, родоначальных магм, число которых очень незначительно. В качестве главного признака родоначальной магмы можно считать многократное появление ее на протяжении геологической истории в больших объемах и на больших участках земной коры. Вторым признаком может служить преобладание пород, соответствующих по составу родоначальной магме в тех или иных ассоциациях горных пород.
Вопрос о числе родоначальных магм окончательно не решен. В 30-х гг. ХХ в. было широко распространено представление о том, что имеется только одна родоначальная магма «базальтового» состава. Это мнение, получившее аргументацию в работах Н. Боуэна, основывалось на следующих наблюдениях и соображениях.
1. Излияния базальтовой магмы, мало изменяющейся по составу, повторялись во все геологические периоды, во всех геосинклиналях и на всех платформах. Следовательно, базальтовая магма имеет повсеместное распространение.
2. Базальты и пироксеновые андезиты являются самыми распространенными эффузивными породами, тогда как среди интрузивных пород преобладают граниты. Естественно считать, что базальты как эффузивные породы, быстро затвердевшие, представляют собой продукты первичной недифференцированной магмы, а интрузивные граниты как породы, кристаллизовавшиеся медленно, могут сформироваться в результате дифференциации базальтовой магмы.
3. Некоторые долериты и диабазы содержат кварц и калиевый полевой шпат, явно выделившиеся как последние продукты кристаллизации базальтовой магмы. Следовательно, процесс дифференциации базальтовой магмы может привести к образованию кислого расплава, который, отделившись, может кристаллизоваться в виде гранитоидных пород.
Другую гипотезу о существовании двух первичных магм последовательно отстаивал Ф. Ю. Левинсоном-Лессинг на протяжении почти пятидесяти лет (также в пору увлечения петрографов идеями Н. Боуэна).
Ф. Ю. Левинсон-Лессинг полагал, что одним из доказательств существования двух родоначальных магм является очень широкая распространенность гранитов наряду с базальтами. Наличие двух магм соответствует также известной гипотезе о разделении земной коры на более легкую верхнюю сиалическую оболочку богатую кремнием и щелочами и тяжелую нижнюю симатическую оболочку, богатую магнием и железом. Но самым важным фактом, доказывающим самостоятельность гранитной магмы, служит невозможность образования огромных масс гранитов в результате дифференциации базальтовой магмы.
Ф.Ю. Левинсон-Лессинг вычислил, что конечным продуктом кристаллизационной дифференциации базальтовой магмы должен быть не гранит, а сиенит, состоящий на 50% из альбита, на 26% из анортита и на 24% из диопсида, причем количество сиенита не может превышать 10% от общего объема базальтовой магмы. Кроме того, если бы граниты образовались из основной магмы, в противоположность им должны были бы так же часто встречаться ультраосновные породы, чего в действительности не наблюдается. Несоответствие в распространенности кислых и ультраосновных породами является фактом, который заставляет признать самостоятельность существования гранитной магмы наряду с базальтовой.
Следующая гипотеза о существовании трех родоначальных магм – базальтовой, гранитной и перидотитовой – была выдвинута А. Холмсом (1949). Это представление основано главным образом на двух фактах:
1) присутствие в геосинклинальных зонах протяженных поясов ультраосновных пород, залегающих независимо от распространения основных интрузивов,
2) наличие характерных особенностей в химизме ультраосновных пород разного происхождения, так, Г. Хесс показал, что в перидотитах, возникших из родоначальной ультраосновной магмы, отношение магния к железу всегда больше 6, а в перидотитах, которые являются производными базальтовой магмы, это отношение колеблется в пределах 3,5–7,5.
Космохимические и экспериментальные исследования позволили профессору МГУ А.А. Маракушеву сделать вывод о том, что верхняя мантия имеет базальтово-перидотитовый состав. Магматический расплав в земную кору поступает по глубинным разломам с глубины около 400 км. Но главным поставщиком магмы является астеносфера, сложенная гипотетическим веществом – «пиролитом» – по данным глубинного зондирования находится на глубине от 60–120 до 200–250 км. Пиролит состоит из базальтового и перидотитового вещества в соотношении 1:3. Для астеносферы характерно пластическое состояние, обусловленное частичным плавлением некоторых её компонентов. К астеносфере приурочены локальные магматические камеры, очаги землетрясений, явления течения и перемещения вещества, непосредственно связанные с тектогенезом и явлениями магматизма и метаморфизма в земной коре. Температура астеносферы в спокойном состоянии составляет приблизительно 900оС. С повышением температуры под воздействием флюидных потоков нижней мантии астеносфера разогревается до температуры 1200оС, а иногда и более. В результате этого выплавляется в основном базальтовая магма, которая поступает по глубинным разломам в земную кору. Исследования соотношения изотопов кислорода в различных магматических породах показали, что в ультраосновных и основных породах, а также в их дифференциатах – инъекционных андезитах и липаритах – преобладает тяжелый изотоп кислорода. Это явление может служить признаком кристаллизации перечисленных пород из мантийного субстрата – подкорового вещества, поступившего из астеносферы. А основная масса гранитов литосферы и андезитов островных дуг сформировалась в результате глубокой переработки осадочных комплексов под влиянием высокотемпературных мантийных флюидов, которые способствовали к частичному выплавлению низкотемпературных компонентов, мигматизации и, в конечном счете, гранитизации исходных пород.
Мантийная магма проникает в земную кору и по мере ее остывания происходят процессы ликвационной и кристаллизационной дифференциации вплоть до образования гранитоидов. С другой стороны мантийный тепловой поток может привести к плавлению вещества земной коры и образованию «коровых» магм (Богатиков, 1987). По данным В.И. Смирнова (1982) магматические процессы протекают при температурах порядка 1500 – 300оС и на глубинах 20 – 1 км. В конечную стадию застывания интрузивов накапливаются остаточные магматические расплавы, обогащенные летучими компонентами (парами воды, газами). Кристаллизация и последующее преобразование продуктов кристаллизации таких расплавов в области температур 800 – 300оС на глубинах 20 – 1 км (давление 800 – 120 МПа) обычно выделяется в самостоятельный пегматитовый процесс, в результате которого возникают крупно- и гигантокристаллические горные породы – пегматиты.
