Петрология / Автохтонные и параавтохтонные граниты зон ультраметаморфизма

Автохтонные и параавтохтонные граниты зон ультраметаморфизма

На глубине более 7-8 км (Р> 200 МПа) первые порции гранит­ного расплава, насыщенного Н₂0, появляются при нагреве кварц-полевошпатового субстрата до 650-700 °С, т.е. при Р Тус­ловиях амфиболитовой фации метаморфизма. Поэтому метамор­физм первично магматических или осадочных кварц-полевошпа­товых пород, достигший амфиболитовой фации, может сопровождаться появлением некоторого количества гранитного расплава. Метаморфические процессы, переходящие в частичное плавление, называют ультраметаморфизмом, а сам процесс час­тичного плавления — анатексисом.

Скопления гранитного материала в зонах ультраметаморфизма не испытывают заметного перемещения после своего возникнове­ния, т.е. являются автохтонными (неперемещенными) или параав- тохтонными (почти не перемешенными). Чаще всего они пред­ставлены мигматитами (от греческого слова мигма — смесь) — неоднородными породами с рассеянным гранитным материалом, которые состоят из реликтов исходного метаморфического субст­рата — палеосомы и новообразований, возникших при частичном плавлении и получивших название неосомы. Неосома, в свою оче­редь, состоит из более светлых полос, пятен, прожилков, образован­ных относительно круп­нозернистым кварц-по- левошпатовым агрегатом и более темных полос и пятен с высоким содер­жанием биотита, кордие- рита и других цветных минералов. Светлые час­ти неосомы называют лейкосомой, а темные — меланосомой. Для многих мигматитов характерно тонкое чередование лей- косомы и меланосомы (рис. 7.7). Лейкосома со­ставляет 10-30, иногда до 50-70% объема мигмати­тов.

Баланс вещества в макрообъемах мигматитов показывает, что мигматизация носит и юхимический характер: обособление лей- косомы и меланосомы не сопровождается привносом—выносом химических элементов, а сводится лишь к их пространственному пе­рераспределению. Состав исходного субстрата (палеосомы) равен сумме составов лей косом ы и меланосомы.

Разделение на лей ко- и меланосому начинается в твердом состо­янии вследствие метаморфической дифференциации, а завершает­ся в процессе частичного анатектического плавления. Лейкосома представляет собой «твердевшие скопления гранитного распла-ва, который выплавился из палеосомы, а меланосома обогащена ре- ститовыми твердыми фазами. Лейкосома имеет гранитный (кварц + + плагиоклаз + K-Na полевой шпат) или плагиогранитный (кварц + + плагиоклаз) сосл ав, что зависит от особенностей минерального со­става исходного субстрата, а также отражает многообразие химиче­ских реакций, протекающих при ультраметаморфизме.

Появление гранитного расплава в зонах ультраме­таморфизма возможно лишь при наличии воды, понижающей температуру солидуса кварц-полевош­патовых пород. Главным ис­точником воды в процессе мигматизации служат слю­ды метаморфических гор­ных пород, которые при по­вышении температуры разлагаются с выделением Н₂0. При Я-Гусловиях ам- фиболитовой фации неус­тойчивым становится глав­ным образом мусковит область стабильности кото­рого при Р— 200—400 М Па ограничена температурой, не превыша­ющей 600-650°С (рис. 7.8). В кварцсодержащих породах мусковит разлагается с образованием ортоклаза и силлиманита:

KAl₃Si₃O₁₀(OH)₂ + Si0₂ KAISi₃0₈ + Al₂Si0₅ + H₂0.

мусковит кварц ортоклаз силлиманит газ

Дегидратация биотита происходит при более высокой темпера­туре (Т= 750-850 °С при Р= 200-400 МПа). В условиях амфибол и- товой фации биотит обычно сохраняется в качестве реститовой фа­зы и накапливается в меланосоме. Роговая обманка может оставаться устойчивой до 900-1000 °С.

Автохтонный характер гранитной лейкосомы мигматитов сви­детельствует о том, что эвтектоидный расплав, образованный в хо­де анатексиса, был насыщен водой и вследствие этого не обладал способностью к дальней миграции. Если бы насыщения расплава водой не достигалось, жидкая фаза неизбежно была бы выжата в об­ласть меньшего давления.