Кристаллизационная дифференциация

Кристаллизационная дифференциация является одним из наиболее достоверных факторов, обуславливающих разнообразие пород. Теория кристаллизационной дифференциации была детально разработана Н. Боуэном, который обосновал ее экспериментальными и петрографическими исследованиями.

Кристаллизационная дифференциация является процессом расщепления магмы в ходе ее кристаллизации.

Многочисленными опытами было показано на силикатных расплавах, что минералы выделяются из них не одновременно, а в определенной последовательности, в соответствии с реакционными рядами. Т.е. самыми ранними выделяются из базальтового расплава магнезиальные силикаты (Ol, РПи). Они обогащены Mg и обеднены Si, и обладают более высокой плотностью, чем расплав, из которого выделились. Поэтому Fe-Mg силикаты под влиянием силы тяжести способны опускаться в нижние горизонты магматической камеры. В результате такого отделения (фракционирования) нижние горизонты магмы будут обогащаться Mg и Fe. Тяжелые минералы, оседая на дно камеры, могут оказаться в условиях, где температура высокая и могут расплавляться. В этом случае на глубине образуется магма богатая компонентами, входящими в ранние продукты кристаллизации.

Таким образом, в результате длительной кристаллизационной дифференциации (фракционирования) первичная базальтовая магма может расщепляться на производные расплавы различного состава.

Гравитационная дифференциация приводит также к накоплению рудных минералов, кристаллизующихся из магмы. Так хромит, имеющий большую плотность, будет тонуть в магматическом расплаве, и концентрироваться в виде шлифов в ультраосновных породах.

Гравитационная дифференциация наиболее эффективна на ранних стадиях кристаллизации магмы, когда расплав является не слишком вязким и его количество преобладает над кристаллами. На поздних стадиях кристаллизации, преобладают кристаллы, а расплав сохраняется в порах. Если под действием тектонических сил произойдет сжатие такой массы, остаточный расплав будет выжиматься и может дать самостоятельную интрузию. Если тектонические силы вызовут растяжение полузакристаллизовавшейся массы, в этом случае остаточный расплав устремляется в образовавшиеся пустоты и произойдет «автоинтрузия». Такие способы отделения остаточного расплава от кристаллов получили название «фильтр-прессинг». Под действием тектонических сил происходят, видимо, инъекции небольших порций магмы, которые образуют жильные породы, сопровождающие интрузии.

Таким, вероятно, является и механизм образования жильных сульфидных и титаномагнетитовых месторождений, генетически связанных с основной магмой.

Большое значение придается также кристаллизационной дифференциации в ходе подъема магмы в верхние горизонты литосферы. Дифференциация в ходе движения способствует фракционированию и создает условия для образования полос и горизонтов определенного минералогического состава.

В настоящее время всеми исследователями признается кристаллизационная дифференциация, как фактор расщепления базальтовой магмы на производные составляющие. Этот механизм хорошо обоснован экспериментально геологическими данными. Непосредственные наблюдения внутреннего строения интрузивных тел и вулканических потоков во многих случаях подтверждают реальность кристаллизационной дифференциации. В нижних частях магматических тел наблюдает обогащение пород тяжелыми Fe-Mg минералами, а верхние горизонты содержат повышенное количество минералов с пониженной плотностью (Pl, Q, КПШ). Проведенные расчеты показывают, что несмотря на значительную вязкость силикатных расплавов, близких по составу базальтовой магме, скорость погружения ранних минеральных выделений является значительной, так для системы анортит-диопсид-кремнезем скорость погружения ранних кристаллов диопсида соответствует 84 м/год, а анортита, который выделяется позже – 12 м/год.

Дата добавления: 2015-10-16