Лекция 6. Основные семейства магматических горных пород

Лекция 6. Основные семейства магматических горных пород n Реальные парагенезисы в магматических породах разнообразные; но и составы минералов будут различаться, как и составы исходных магм (оливин в дуните и в граните рапакиви). Состав минералов, парагенезисы зависят от состава магм и от термодинамического режима кристаллизации.

n Разделение магматических пород на группы по содержанию Si. O 2 и разделение их на петрохимические ряды (Na 2 O+K 2 O) позволяет выделить семейства магматических горных пород – химический признак; n дальнейшее разделение на виды и разновидности производится на основе количественно-минералогических критериев с учетом петрохимических, структурных особенностей. Виды плутонических пород зависят от реального минерального состава в объемных %%.

Ультраосновные породы • Плутонические породы: • Нормальный ряд: семейства: • а) оливинитов-дунитов – основной минерал оливин, различаются акцессории: магнетит или сульфиды - оливинит, хромшпинелиды – дунит. • б) перидотитов – количественные соотношения оливина, клино- и ортопироксенов: гарцбургит, лерцолит, верлит перидотит роговообманковый. • Химизм – ничтожное количество щелочей – доли %, повышенное количество Mg. O – до 18 -48%. Месторождения: хромиты, платиноиды, железо, титан, медно- никелевые, асбест, тальк, нефрит.

Перидотит

• Щелочной ряд: выделяется два семейства: • а) мелилитолиты – мелилита (Ca 2 Mg(Si 2 O 7) – Ca 2 Al(Al. Si. O 7)) более 10%, входит 5 редких пород. Минеральный состав: мелилит, клинопироксен, оливин, нефелин, примеси титаномагнетита, апатита, флогопита; содержание Са. О до 29%, Ti. O 2 – до 5, 3% месторождения флогопита, титаномагматита, апатита; • б) ультраосновные фоидиты – уртит, ийолит и др. , всего 5 пород – основные минералы: нефелин, клинопироксен, титаномагматит. Содержание Al 2 O 3 15 -30%, Са. О до 10 -23%, . Руда на алюминий, месторождения титаномагнетита, флогопита, апатита.

• Гипабиссальные и вулканические породы: • Нормальный ряд: семейство пикрита, в т. ч. коматиит, пикрит, меймечит. • Химизм аналогичен плутоническим породам, полезные ископаемые – сульфидные медно- никелевые руды, платиноиды; коматииты (иногда со структурой спенифекс) – возможно обнаружение алмазов. • Щелочной ряд: семейства: а) щелочные пикриты 2 породы – оливина более 25%, в остальных семействах – менее 25%, • б) мелилититы 1 порода • в) ультраосновные фоидиты 4 породы – источник алюминия, индикаторы щелочно-ультраосновных комплексов с карбонатитами (редкометальная минерализация).

Основные породы. • Плутонические породы: • Нормальный ряд: семейства: а) основные ультрамафиты или пироксениты- горнблендиты – 4 породы, с ними связаны месторождения платиноидов, меди, никеля, золота; б) габброиды – 7 пород, различаются соотношениями основного плагиоклаза, ортопироксена, клинопироксена. С ними связаны месторождения железа, апатит-ильменитовые, медно-никелевые, каменное литье. Габбро. Норит Анортозит, в т. ч. лабрадорит.

• Субщелочной ряд: семейства а) монцогаббро; б) эссекситы – появляется оливин, нефелин. Металлогеническая специализация ряда на титан, фосфор, железо. • Щелочной ряд: семейства а) щелочных габброидов – 4 породы, фоиды не доминируют, магнетитовое и флогопитовое оруденение; б) основные фоидолиты – главные породообразующие минералы – фельдшпатоиды; сырье для получения фосфора, алюминия.

• Гипабиссальные и вулканические породы: • Нормальный ряд: семейства а) габброиды – микрогаббро, долерит, диабаз; б) пикробазальты медно-никелевые руды и платиноиды; в) базальты; г) лейкобазальты; д) трахибазальты – три породы. Связаны с ними железные руды, строительные материалы • Щелочной ряд: семейства: а) щелочные базальты; б) основные фоидиты – лейцита до 40 -60% - потенциальный источник калия и алюминия.

оливиновый базальт

Средние породы • Плутонические породы: • Нормальный ряд: семейства: а) диоритов – включает три породы: габбродиорит, диорит и кварцевый диорит с возрастанием кремнезема. Основной минерал плагиоклаз № от 20 до 60, + пироксены, роговая обманка, биотит, примесь оливина/или кварца до 5 -15%. Скарновые месторождения железа, меди • Субщелочной ряд: семейства: а) монцониты – включают три породы: монцодиорит, монцонит, кварцевый монцонит; основные минералы плагиоклаз № 30 -50, КПШ. б) сиениты – включает две породы сиенит и кварцевый сиенит. Основной минерал щелочной полевой шпат + плагиоклаз № 10 - 30, темноцветные. Месторождения титана, железа, меди полиметаллов, золота, строительный материал.

• Щелочной ряд: семейства: а) щелочные сиениты две разновидности одной породы щелочного сиенита в зависимости от содержания примеси в виде кварца или нефелина к основным минералам – альбиту, щелочному ПШ, щел. амфиболу, пироксену. Ta-Nb-Zr минерализация. Б) фельдшпатоидные сиениты – всего 8 пород, многие впервые описаны в Хибинах: из них 6, в которых присутствует нефелин (фойяит, луяврит, хибинит и др. ), часто объединяют под названием нефелиновый сиенит – минеральный состав: нефелина в основном 20 -45%, + альбит, щелочной ПШ, Остальные 2 породы содержат псевдолейцит, кальсилит – до 80% в сумме. • Месторождения тантала, ниобия, циркония, гафния, РЗЭ, сырье для получения калийных удобрений

Сиенит Нефелиновый сиенит

• Гипабиссальные и вулканические породы: • Нормальный ряд: семейства а) диориты – включает микродиорит и диорит-порфир; б) андезибазальт с вкрапленниками плагиоклаза (40 - 65%), пироксенов. медные, колчеданные и золото- серебрянные месторождения; в) бониниты- марианиты включают бониниты и марианиты вкрапленники оливин и пироксены. Видимой связи с оруденением не установлено; г) андезиты – 4 породы, различаются по соотношениям среднего плагиоклаза, пироксена, стекла. Колчеданные месторождения. • Субщелочной ряд: семейства: а) сиениты; б) трахиандезибазальты; в) трахиандезиты- латиты, г) трахиты. Используются в строительстве. месторождения железа, марганца, меди и др. • Щелочной ряд: семейства: а) фльдшпатоидные сиениты; б) щелочнык трахиты; в) фонолиты – КПШ доминирует.

Кислые породы • Плутонические породы: • Нормальный ряд: семейства: а) гранодиориты – тоналит и гранодиорит; б) граниты – гранит и чарнокит; в) лейкограниты – содержание темноцветов не более 5%, может присутствовать турмалин. Месторождения цветных, редких, благородных металлов. • Субщелочной ряд: семейства: а) граносиениты; б) умеренно-щелочные граниты – 3 породы, в т. ч. рапакиви; в) умеренно щелочные лейкограниты. Месторождения молибдена, вольфрама, олова, тантала, ниобия. • Щелочной ряд: семейства: а) щелочные граносиениты; б) щелочные граниты; б) щелочные лейкограниты. Месторождения редких металлов, РЗЭ.

Граниты • Р-граниты от английского термина "primary crustal granites"). • I-граниты (igneous granites). • S-граниты (sedimentary granites), • А-граниты (alkaline, anhydrous, anorogenic granites).

• Гипабиссальные и вулканические породы: • Нормальный ряд: семейства: а) Гранодиориты, граниты, лейкограниты – в т. ч. пегматит; б) дациты, риодациты, риолиты; в) кислые вулканические стекла – обсидианы, пехштейны, верлиты, пемзы – различаются по составу от дацитов до риолитов. Грейзены. Медноколчеданные месторождения. • Субщелочной ряд: семейства: а) трахидациты; б) трахириодациты; в) трахириолиты. Месторождения редких металлов. • Щелочной ряд: семейства: а) щелочные трахидациты; б) пантеллериты- комендиты.

Диасхистовые породы меланократовые Кимберлит – повышенные содержания Mg. O. – 18 -32%, Ca. O – 5 -19%, K 2 O – 0, 3 - 2%. •

Лекция 7. Эволюция магматизма на Земле. l Магматизм, наряду с другими геологическими процессами, является индикатором эволюции литосферы и различных существующих в ней геотектонических обстановок. l Индикаторная роль магматизма проявляется в корреляционной связи вполне определенных совокупностей магматических пород (ассоциаций), а не отдельных их видов, с конкретными геотектоническими обстановками и стадиями эволюции литосферы.

Планетарная эволюция вещества Земли Гетерогенная аккреция вещества – 4, 6 млрд. л. Первичная базальтоидная кора Возникновение гранитоидов 3, 8 млрд л. ?

Тектонические режимы n Зоны океанического спрединга. Скорость спрединга от 1 см/год (хребет Гаккеля) до 16 см/год (ВТП). До 5 см/год – медленноспрединговые (все океаны, кроме Тихого), более 5 см/год – быстроспрединговые (Тихий океан). n Континентальный рифтинг n Зоны субдукции n Зоны коллизии n Мантийные плюмы n Древние платформы – молодые платформы – складчатые пояса

Литосфер ные плиты Земли

Возраст коры в районах СОХ

Плюмовый механизм рифтинга

Карта Красноморско- Африканского рифта.

Разрезы океанических рифтовых зон а - Красноморский рифт, б - Срединно - Атлантический рифт. в, г - Восточно - Тихоокеанское поднятие: 1 - зона вулканических пород; 2 - центральный грабен; 3 - сбросовые блоки и горсты.

Мантийные плюмы

Зоны субдукции

Ультраосновные породы: o - подкоровая часть литосферы o - континентальная кора: 1) зеленокаменные пояса (коматииты с базальтоидами), 2) центральные части складчатых поясов фанерозоя (офиолиты) -линейные зоны, 3) активизированные платформы, разнообразный состав, 4) кора современных океанов – СОХ, желоба. o Эволюция – ареальный коматиитовый магматизм архея, далее в протерозое плутонические гипербазиты. В позднем докембрии большое разнообразие, вулканизм затухает, интрузии. С фанерозоя – активизация платформ. o Смена примитивного магматизма глубокодифференцированным.

Уральский складчатый пояс

Основные породы n Базальтоиды – на протяжении всей истории Земли ( в т. ч. не сохранившаяся кора). n Базальты характерны для всех режимов и структур (магматизм древних платформ, трапповый магматизм, океанский магматизм)

Кислые и средние породы n Внутриконтинентальных складчатых поясов n Зоны перехода от океана к континенту n Зоны активизации – щелочные разности n От архея к мезозою увеличение формационного многообразия гранитоидов.

Эволюция магматизма структурных зон n Подвижные пояса – основной и ультраосновной плутонизм и вулканизм - кислые интрузии – средний и кислый вулканизм + кислые, основные, щелочные интрузивы. n Платформы – трапповый вулканизм, интрузии ультраосновные и щелочные

Ведущая тенденция эволюции магматизма n Необратимый характер – примитивный коматиит-базитовый магматизм сменяется глубокодифференцированным сиалическим. Сквозные и индикаторные магматические ассоциации. Эволюция сквозных – уменьшение их роли со временем (плагиограниты, тоналиты) или увеличение их количества – андезиты, гранодиориты, калиево-натриевые граниты. Индикаторные ассоциации связаны с определенными эпохами – перидотитовые коматииты (до 2, 5 млрд. л), граниты-рапакиви, базальтовые коматииты (1, 5 -2. 5 млрд. л), двуслюдяные литий-фтористые граниты, щелочные калиевые породы – моложе 1. 5 млрд. лет. n Увеличении многообразия изверженных пород, возрастание роли известково-щелочных и щелочных пород, сокращение пространственных и временных границ проявлений магматической активности. n Необратимый характер связан с обеднением мантии летучими, радиоактивными, вовлечение в процессы магмоообразования континентальной коры, усложнение геодинамических условий магмообразования, разрастание континентальной коры, увеличение объема истощенной мантии n Цикличность усложняет эволюционную направленность. Тектоника: континентальный рифтинг – раскрытие океана – субдукция – образование магматических дуг – цикл Вилсона.

Тектоническая карта