Параллелизм изменчивости составов ультрамафит-мафических и салических магматических  ассоциаций в условиях “растяжение - сжатие”

Свешников К.И.

Российский  Университет Дружбы Народов, Москва, Россия

Известно, что магматические породы образуют генетически взаимосвязанные сочетания в Природе. Обычно такие сочетания называют магматическими комплексами, но практика использования этого термина показывает, что объемы комплексов, состоящих из подобных наборов пород, выделяемых разными исследователями, могут существенно отличаться даже при разделении тех же самых наборов горных пород в одной области. Главная задача - объективное различие подразделений, соответствующих наборам генетически или парагенетически связанных пород, возникших в результате одного законченного магматического процесса. Такие сочетания пород устойчиво повторяются в пространстве независимо от других породных сочетаний и могут рассматриваться как элементарные или устойчивые. Элементарные магматические ассоциации могут быть объединены в определенные систематизационные группы, отличающиеся наборами пород, минеральными парагенезисами и петрохимическими особенностями. Важно подчеркнуть, что члены различных групп не могут принадлежать одной возрастной группе магматических тел (например, массивы нормальных и щелочных гранитоидов или толеитовых вулканитов и ортопироксенсодержащих габброидов не могут возникнуть из одних и тех же порций магматических расплавов), и не могут быть пространственными вариациями одних и тех же самых комплексов. В то же время члены одной систематизационной группы часто образуют латеральные (пространственные) вариации одних и тех же самых магматических комплексов. Элементарные ассоциации, принадлежащие одной систематизационной группе, часто отличаются между собой средними содержаниями SiO₂ (например, кварцдиорит-гранодиоритовые - гранодиорит-гранитовые - гранитовые ассоциации). В этом отношении они напоминают изоморфные ряды минералов.

Исследования  элементарных ассоциаций и их групп  открывают новые возможности  обнаружения новых петрологических закономерностей.

Некоторые из таких ультрамафическо-мафических групп элементарных ассоциаций давно  известны как магматические серии (толеитовая, известково-щелочная, основная субщелочная, основная щелочная). Другие группы не были обособлены до последнего времени (габброноритовая, анортозитовая, клинопироксенитовая, ортопироксенитовая). Каждая из этих групп отличается индивидуальным петрохимическим трендом на диаграмме "*FeO - MgO - CaO" [3]. Салические ассоциации формируют две больших группы - низко-известковую и высоко-известковую. В ассоциациях низко-известковой группы отношение кальция к железу меняется  от 1:2 до 1:3. Эта группа включает 4 различных типа ассоциаций: двуслюдяные гранитоидные, гранитовые, граносиенитовые, щелочногранитоидные. Ассоциации этих типов отличаются главными минеральными парагенезисами и положением на различных петрохимических диаграммах (“относительная глиноземистость - кремнезем", K₂O/Na₂O, *Feo/MgO).

Группы  ультрамафит-мафических и салических элементарных ассоциаций в систематизационном отношении могут быть расположены в последовательностях от высокоглиноземистых до щелочных (табл. 1). Как видно из таблицы, существует определенный параллелизм в изменениях многих важных особенностей в обеих группах (то есть, в производных мантии и земной коры). Можно предположить, что состав флюидов, участвующих в магматических процессах, является единственным фактором, который одинаково работает в условиях коры Земли и мантии. Все петрологи полагают, что увеличение щелочности в магматических расплавах  было связано с увеличением насыщенности СО₂ во флюидах. Обобщение литературных данных (Ф.A. Летников и др., 1977), показало, что отношение "С/Н" растет в обеих последовательностях от высокоглиноземистых к щелочным группам ассоциаций (табл. 2). 
 

Таблица 1.

Параллелизм главных особенностей в систематизационных последовательностях основных и кислых групп ассоциаций

 
 

Известно, что щелочные ассоциации обычно возникают  в условиях растяжения, в то время  как известково-щелочные или (мафическо-салические) андийского типа - в условиях сжатия. Представители толеитовой группы могут  возникнуть в различных условиях - океанах и континентах, в условиях растяжения (срединно-океанские хребты) и сжатия (островные дуги). Меньшее количество данных известно о геодинамическом положении высокоглиноземистых гранитоидов и габброидов. Например, высокоглиноземистые гранитоиды в Гималаях считаются синколлизионными [1]. Подобные раннепротерозойские двуслюдяные граниты в южной части фундамента Восточноевропейской платформы также обладают определенными пространственными связями с зонами коллизии, хотя и расположены за пределами последних. Многочисленные габброноритовые тела также связаны пространственно с теми же самыми зонами [4]. Эти данные позволяют предполагать, что систематизационная последовательность от высокоглиноземистых до щелочных мантийных и коровых магматических ассоциаций соответствует постепенному изменению геодинамических условий от сжатия до растяжения.

    

Таблица 2. Отношение CO₂/H₂O в элементарных магматических ассоциациях по (Ф.A. Летников и др., 1977)

 
 

Во  всех случаях количества H₂O во флюидах выше количеств CO₂. Поэтому традиционное объяснение, согласно которому магматический расплав, насыщенный H₂O, не может образовывать вулканические извержения, не верно. Способность к вулканическим излияниям зависит от относительного количества CO₂ во флюидах. Эти данные позволяют предполагать, что связи магматических расплавов, содержащих низкие количества CO_2, с условиями сжатия, и связи расплавов с более высокими количествами CO₂ с условиями растяжения могут зависеть от относительных размеров атомов “H” и “C”. Поскольку у атомов “C” намного больший радиус, чем у “H”, магматическим расплавам, насыщаемым “C”, более сложно проникать в зоны сжатия. Именно поэтому щелочные расплавы тяготеют к зонам растяжения.

Возрастная  последовательность ассоциаций (комплексов, серий), возникающих в течение  одной тектоно-магматической стадии, обычно соответствует направленности от "нейтральных" (толеитовых или гранитовых, занимающих среднее положение в вышеупомянутых систематизационных последовательностях), к высокоглиноземистым или щелочным (занимающим крайнее положение в тех же самых последовательностях). Ассоциации двух последних из упомянутых типов (высокоглиноземистые и щелочные) принадлежат к запрещенным парагенезисам - они никогда не возникают во время одной и той же тектоно-магматической стадии. Соответственно, можно  предположить, что в Природе существуют H - и C - тектонические структуры.

    Литература

1. Кислые и средние породы. Магматические  породы./O.А. Богатиков и др. Москва, 1987.

2. Флюидный режим земной коры  и мантии / Ф.А. Летников и др. Москва, 1977.

3.Sveshnikov K. Isomorphic lines of elementary magmatic associations. Libia, Altokania, 2009, № 5..

4. Свешников К.И., Колосовская В.А.  Пространственные закономерности  строения фундамента  Восточноевропейской  платформы и их геодинамические  аспекты//журнал "Геодинамика ", Львов, 2001, № 1/3 (на украинском  языке).