Происхождение ультраосновных пород нормальной щелочности

Геологический и петрографический материал свидетельствует о гетерогенном происхождении ультраосновных пород. Так как они встречаются в составе различных магматических формаций: габбро-пироксенит-дунитовой, габбро-сиенитовой, гипербазитовой, габбро-норитовых интрузий, щелочно-ультраосновных пород. Как следует из названий формаций, в составе которых они встречаются, ультра-основные породы тесно ассоциирует с габброидами либо образуют самостоятельные плутоны.

Несомненно, магматическое происхождение имеют ультраосновные породы в составе «псевдостратифицированных» интрузий. Они возникают благодаря кристаллизационной либо магматической дифференциации родоначальной базальтовой магмы, в результате гравитационной осадки кристаллов оливина и пироксенов или в процессе гравитационного расслоения расплава. При этом возникают плутоны преимущественно габброидного состава, в нижних горизонтах которых в больших или меньших количествах присутствуют ультрамафиты.

Однако известны габброидные тела, для которых характерно сложное полосатое строение, обусловленное чередованием габброидов и ультрамафитов, без четкого обособления ультраосновных пород в нижних горизонтах.

Пользуются распространением и ультрамафито-габброидные плутоны, сформировавшиеся в результате последовательного внедрения ультраосновного, а затем габброидного расплавов. Предполагается, что дифференция базальтовой магмы происходила в глубинном магматическом очаге или на путях ее движения.

В обоих случаях ультраосновные породы тесно связаны с габброидами и их магматическое происхождение из родоначальной базальтовой магмы не вызывает сомнений.

Наиболее дискуссионной является проблема происхождения альпинотипных гипербазитовых массивов, группирующихся в линейные пояса. В этом случае ультраосновные породы не сопровождаются значительными массивами габброидов.

Существует несколько точек зрения на происхождение альпинотипных гипербазитов. Одни исследователи считают их производными самостоятельной перидотитовой магмы. Очаги которой находятся в верхней мантии и возникают при дифференциации мантийных слоев, в результате локального разогрева обусловленных различными причинами (снятие давления, радиоактивного распада). Глубинные разломы служат путями проникновения ультраосновного расплава в земную кору. Однако точки зрения магматического происхождения альпинотипных гипербазитов трудно объяснить отсутствием высокотемпературных изменений вмещающих пород на контакте с гипербазитами, и наличие тектонических контактов с вмещающими породами, а не интрузивных.

Боуэн и Таттл выдвинули гипотезу о внедрении гипербазитовых тел в «кашеобразном» состоянии, то есть в виде кристаллического агрегата с остаточной жидкостью. С этой точки зрения низкотемпературный контактовый метаморфизм гипербазитов объясняется небольшим запасом тепла, величина которого пропорциональна количеству оставшейся жидкой фазы.

В последнее время широкое распространение получила гипотеза об образовании альпинотипных гипербазитов в результате протрузий. То есть они внедряются в твердопластичном состоянии. Согласно этой гипотезе в результате дегазации и частичного плавления верхней мантии формируется дунит-гарцбургитовый субстрат, который находится в твердом пластичном состоянии. Затем, благодаря растяжению земной коры и образованию ослабленных зон вдоль глубинных разломов, дунит-гарцбургитовый субстрат (мантийный рестит) внедряется в земную кору, благодаря высоким температурам и давлениям сохраняется их пластическое состояние. В земной коре альпинотипные гипербазиты совместно с породами обрамления подвергаются процессам регионального метаморфизма и последующим процессам деформации. О метаморфогенном происхождении альпинотипных гипербазитов свидетельствуют многочисленные данные:

1. размещение поясов альпинотипных гипербазитов контролируется региональными структурами;

2. гипербазитовые массивы часто имеют вытянутую, линзовидную форму и обнаруживают конформное залегание к структурам пород обрамления;

3. дуниты и гарцбургиты обнаруживают под микроскопом метаморфические структуры подобные структурам вмещающих пород.

Одним из главных недостатков этой гипотезы является то, что сторонники ее не могут предсказать какие тектонические силы способствуют субвертикальной протрузии гипербазитов в верхние части земной коры, так как плотность гипербазитов намного больше, чем плотность пород литосферы.

В последнее десятилетие наиболее широкое распространение получили гипотезы об офиолитовой природе гипербазитов. Наиболее рьяным сторонником этих гипотез является К.Л. Добрецов. Эти гипотезы основываются на позициях тектоники плит. Согласно этой гипотезе офиолиты представляют собой тесную ассоциацию гипербазитов, кумулятивного комплекса параллельных даек, и основных эффузивов и являются фрагментом океанической коры. В результате процессов субдукции, т.е. при погружении океанической коры под континенты, в локальных участках возможны процессы обдукции, когда участки океанической коры оказываются, надвинуты на континентальную кору. Таким образом, формируются офиолитовые покровы.

В земной коре офиолитовые покровы подвергаются тектоническим воздействиям, в результате чего разрушается (редуцируется) офиолитовая ассоциация. Наиболее древние офиолитовые покровы являются наиболее редуцированные, и в этом случае гипербазиты часто оторваны и не обнаруживают тесной связи с другими составными членами офиолитового покрова. Наиболее сохранившиеся офиолитовые покровы характерны для молодых складчатых областей (Альпы).

Однако и эти гипотезы не лишены недостатков.

И последняя точка зрения на происхождение альпинотипных гипербазитов выдвинута В.В. Велинским. Он считает, что в некоторых случаях альпинотипные гипербазиты имеют осадочно-метаморфическое происхождение. Согласно этой, гипотезе в результате прогрессивного метаморфизма каолиновых и монтмориллонитовых глин образуются серпентиниты. А затем, благодаря возрастанию температуры, происходит десерпентизация и образуются метаморфические дуниты и гарцбургиты. Эта гипотеза подтверждается экспериментальными данными. С точки зрения этой гипотезы наиболее легко можно объяснить наличие согласных лентовидных тел серпентинитов среди метаморфических образований, мощность таких тел менее I км, а чаще не превышает 100-200 м, однако протяженность их велика – до нескольких десятков километров. Такие тела гипербазитов совместно с вмещающими породами участвуют в складчатых процессах.

Столь противоречивые взгляды на происхождение альпинотипных гипербазитов, видимо, отражают их гетерогенное происхождение, и каждая из них не лишена своих достоинств и недостатков.

Вопрос о происхождении ультраосновных пород в составе щелочно-ультраосновных формаций в настоящее время имеет большую определенность. Исследователи подчеркивают близость структурно- геологического положения этих пород и кимберлитов, общность их петрохимических особенностей, одинаковый набор акцессорных минералов и рассеянных элементов. Кимберлиты содержат в своем составе «родственные» включения гранатовых перидотитов и эклогитов, несущих пироловый гранат. Эти включения рассматриваются многими исследователями как реликты вещества подвергшегося плавлению. Различия между кимберлитами и породами щелочно-улотраосновных комплексов заключаются в меньшей степени дифференциации в расплавах кимберлитов. Расплавы способные к дифференциации на промежуточных уровнях испытывают значительные изменения в составе и при многократном внедрении образуются сложные серии ультраосновных щелочных пород. Кимберлиты по вещественному составу представляют собой смесь мантийных твердых пород и дериватов, состоящих из воды, углекислоты и щелочей. Кимберлиты рассматриваются как вынесенные газами брекчии мантийного состава, не проходившие плавления в условиях земной коры.

Магматическое происхождение, несомненно, имеют и ультраосновные эффузивы (меймечиты и коматеиты).

В заключении, видимо, следует сделать достаточно обоснованный вывод о том, что в природе существует несколько генетических типов ультрамафитов, возникающих различными путями, как продукты дифференциации базальтовой магмы, продукты родоначальной перидотитовой магмы, как результат протрузии вещества верхней мантии, благодаря обдукции океанической коры на континентальную и другими путями.

Дата добавления: 2015-10-16