Распространенность магматических пород

Разнообразие магматических горных пород

Распространенность различных видов магматических пород в земной коре неодинакова. Одни из них слагают обширные участки земной коры, другие встречаются в очень незначительных количествах. Р. Дэли вычислил, что отношение площадей распространения гранита к площадям распространения габбро, а также гранита к диориту составляет 20:1, отношение площадей риолита к базальту – 1:50, а риолита к андезиту – 1:10.

Представление об относительной распространенности разных типов магматических пород дает диаграмма, приведенная на рис. 14.

Рис. 14. Диаграмма относительной распространенности разных классов магматических пород (по С.П. Соловьеву, 1952)

На диаграмме изображены две кривые распространенности пород, одна из которых относится к вулканическим, а другая к плутоническим породам. Эти кривые построены следующим образом: по оси абсцисс отложено содержание кремнезема, по оси ординат – площадь распространения соответствующей породы, взятая в процентах от общей площади, занятой совокупностью магматических пород. Площади распространения измерены на геологических картах.

Анализ кривых позволяет сделать следующие выводы.

1. Самыми распространенными горными породами среди плутонических являются кислые (граниты), а среди вулканических пород – основные (базальты). Пик плутонических пород на диаграмме выше пика вулканических. Из чего следует, что граниты по распространенности преобладают над остальными отрядами горных пород.

2. Максимумы на кривой плутонических пород при содержании кремнезема 42 и 50% свидетельствуют о том, что среди плутонических пород, кроме гранитов, чаще других встречаются основные и ультраосновные породы.

3. Максимум на кривой вулканических пород при содержании кремнезема 73% свидетельствует о том, что среди вулканических пород, наряду с базальтами, широко распространены риолиты.

4. Минимум на кривой плутонических пород указывает на малую распространенность среднего состава.

3.6.2. Ассоциации магматических пород

Различные магматические породы встречаются в природе в определенных ассоциациях, а не в произвольных сочетаниях. Совместно залегают те породы, которые связаны друг с другом своим происхождением. Для обозначения того, что породы встречаются в закономерных сочетаниях, были введены такие понятия, как родственная группа, серия, свита пород, магматическая формация, комплекс; петрографическая (комагматическая) провинция и область.

Родственная группа пород – это совокупность магматических пород, которые обнаруживают сходные химические и минеральные особенности и, по-видимому, генетически связаны между собой. Этот термин был предложен Г. Тиррелем в 1926 г. В таком же смысле употребляются термины «серия» и «свита» пород.

Магматическая формация – это естественная ассоциация магматических горных пород и их производных, находящаяся в определенной геологической обстановке и образовавшаяся в один этап тектоно-магматического цикла. Понятие «магматическая формация» было предложено в 1888 г. Ф.Ю. Левинсоном-Лессингом и в настоящее время получило широкое распространение.

Для объединения горных пород какого-либо региона в одну магматическую формацию необходимо доказать их возрастную близость, связь с определенными тектоническими структурами, установить одинаковые особенности химизма и минерального состава, найти переходные разности между породами и выявить причины их разнообразия. Установлено, что сходные ассоциации магматических пород возникали в разное время и в различных местах земного шара. Сравнение этих конкретных формаций позволило выделить типы магматических формаций. Эти типы имеют наиболее устойчивые признаки, повторяющиеся во всех конкретных формациях.

В связи с выделением формационных типов термин «магматическая формация» применяется рядом ученых только в качестве обобщающего понятия для обозначения абстрактной типовой формации, а конкретные ассоциации магматических пород называются комплексами. Однако конкретные формации целесообразно также именовать магматическими формациями, добавляя к ним определения места и времени их образования (например, герцинская формация гранитов Таймыра).

Термин «магматический комплекс» ранее рекомендовалось использовать для обозначения недостаточно изученных ассоциаций горных пород, распространенных в пределах определенного района.

В современном Петрографическом кодексе предусматривается объединение магматических пород в совокупности разного ранга:

1) базовые (основные), именуемые магматическими комплексами;

2) дополнительные (вспомогательные), являющиеся составными частями комплексов (фазы и фации магматических комплексов);

3) укрупненные, характеризующие совокупности комплексов, к которым относятся временной ряд (серия), латеральный ряд, вулкано-плутоническая ассоциация, латерально-временной ряд комплексов (группа).

Магматический комплекс в современном понимании объединяет тела магматических пород одного класса глубинности, развитые в пределах одной структурно-вещественной зоны и сформированные в течение единого этапа формирования зоны в определенной геодинамической обстановке. Заметим, что под структурно-вещественной зоной понимается локальный участок земной коры, сложенный несколькими взаимосвязанными во времени и пространстве комплексами горных пород, образовавшимися одной палеотектонической обстановке и приуроченными к единой тектонической структуре. Обычно это структуры III порядка. Зоны могут быть составными частями мегазоны. Например, Верхнепечорско-Кутимская структурно-вещественная зона Центрально-Уральской мегазоны Уральской складчатой области.

Из определения следует, что комплексы бывают плутонические, гипабиссальные и вулканические. В комплекс могут объединяться породы разных семейств и отрядов, имеющие тесные пространственно-временные связи.

Внутри комплексов могут быть выделены подразделения более низких рангов – фазы, а в фазах - фации. Магматическая фаза – часть магматического комплекса. Она включает одно или несколько тел, сложенных породами близкого состава, образовавшимися в течение одного импульса или подэтапа магматического процесса. Тела магматической фазы должны быть отделены от тел других фаз четкими границами.

Магматическая фация представляет собой часть фазы. Это может быть монопородное тело или их совокупность, образовавшихся в определенных фациальных условиях давлений и температуры. Разнофациальные тела могут быть отделены друг от друга постепенными переходами.

Магматические комплексы одного класса глубинности могут быть объединены в совокупности комплексов.

Наличие в структурно-вещественной зоне последовательно образовавшихся в течение тектонического режима комплексов позволяет объединить их во временной ряд. Например, гранитоидные комплексы, сформировавшиеся последовательно в среднем, верхнем карбоне и перми, объединяются в гранитоидный ряд среднего карбона – перми (С₂ – Р).

В латеральный ряд объединяются более или менее одновременные комплексы соседних структурно-вещественных зон.

Однотипные временные ряды соседних зон могут быть объединены в группу комплексов.

Магматический комплекс является, в конечном счете, составной частью магматической формации, о которой было написано выше. В формулировке Петрографического кодекса магматическая формация – это обобщенная модель устойчиво повторяющихся в геологическом пространстве и времени комплексов, обладающих общими индикаторными признаками состава, строения и соотношения с вмещающей средой.

Типичными примерами магматических формаций являются формация натриевых базальтов-липаритов (спилит-кератофировая), базальт-долеритовая (трапповая), дунит-клинопироксенит-габбровая (габбро-пироксенит-дунитовая) (Магматические формации СССР, 1979). В скобках приведены не рекомендуемые к употреблению прежние названия формаций.

Петрографы давно заметили, что характерные ассоциации магматических пород приурочены к определенным крупным тектоническим структурам. На основе этого, территории, в пределах которых распространены породы какой-либо родственной группы, было предложено именовать петрографическими провинциями. Понятие о петрографической провинции было введено еще в XIX веке Дж. Джеддом (1886 г.). В 1892 г. Дж. Иддингс предложил термин «кровное родство пород» для обозначения связей между породами родственных групп в пределах одной и той же петрографической провинции. Примером петрографической провинции может служить район Осло в Южной Норвегии, где все породы, образовавшиеся в течение пермо-триаса, характеризуются повышенным содержанием натрия. Другим примером петрографической провинции является область Южной Италии, где все четвертичные вулканические породы от основных до кислых имеют повышенное содержание калия.

А. Харкером были выделены две большие петрографические провинции третичных и современных эффузивных пород - Атлантическая и Тихоокеанская. В первой из них развиты преимущественно щелочные типы пород, во второй – щелочноземельные. В настоящее время не принято выделять названные провинции, так как выяснено, что в обеих областях встречается слишком много разных типов одинаковых горных пород, и поэтому их сопоставление теряет смысл.

Установление принадлежности горных пород к тому или иному комплексу или формации называется формационным анализом. Формационный анализ магматических горных пород основывается на использовании данных петрографических, петрохимических, геолого-структурных исследований, определениях относительного и абсолютного возраста магматитов, их изотопного состава. Для этого последовательно изучаются и выделяются

-теламагматических пород (например, в Пермском крае тела Мойвинской интрузии, состоящей из Северного тела роговообманковых гранодиоритов и биотит-амфиболовых гранитов и Южного тела биотитовых гранитов и лейкогранитов);

- комплексы магматических тел (например, тела Мойвинской, Велсовской и Шудьинской интрузий, расположенные в единой структурной зоне объединены в мойвинский лейкогранит-гранодиорит-гранитовый комплекс);

- магматические формации (например, мойвинский, посьмакский, молебнинский, ломовский комплексы Центрально-Уральского поднятия образуют лейкогранитовую формацию);

- ассоциации формаций (гранитоидная островодужная ассоциация (S₁) включает риолит-дацитовую и лейкогранитовую формации).

По результатам анализа совокупностей горных пород строятся карты магматических комплексов и формаций (вулканических и плутонических).

3.6.3. Причины разнообразия магматических горных пород