Петрология / Происхождение коматиитов и пикритов
.docПроисхождение коматиитов и пикритов
КоЫатииты — ультрамафические вулканические породы, развитые в архейских зеленокаменных поясах. Они слагают лавовые потоки мощностью 0.5—20 м, сформированные в подводных условиях, а также образуют субвулканические дайки и интрузивные залежи. Коматииты содержат 18—40 мас.% MgO, 40-50 мас.% Si02 (табл. 6.2). Различают низкоглиноземистые коматииты барбертон- ского типа (~3 мас.% А1203), характерные для Южной Африки, и высокоглиноземистые коматииты йилгарнскоготипа (5-7 мас.% А1203), развитые в Австралии и других провинциях. Для слабо ме- таморфизованных коматиитов характерны вкрапленники оливина Fo85 94), погруженные в серпентинизированную основную массу с мелкими кристаллами пироксена и хромита. В процессе регионального метаморфизма коматииты превращаются в зеленые сланцы и амфиболовые породы, в которых обычно сохраняются реликты магматических структур, указывающие на зональное строение древних вулканических потоков. Вблизи кровли потока расположена закалочная стекловатая зона мощностью 0.1 — 1.5 м с небольшим количеством вкрапленников оливина. Ниже находится зона со структурой спинифекс, для которой характерны крупные скелетные кристаллы оливина пластинчатой формы. Еще ниже располагается полоса, обогащенная ранним кумулятивным оливином, а под ней — нижняя закалочная зона.
Экспериментальные данные показывают, что первичные ко- матиитовые расплавы, содержащие около 30 мас.% MgO, могут возникать либо при весьма продвинутом частичном плавлении примитивных или слабо деплетированных лерцолитов на глубине 100—200 км, когда доля жидкой фазы составляет 30—40 об.%, либо при меньших степенях частичного плавления на глубинах 200— 500 км, где могут формироваться высокомагнезиальные эвтектоид- ные магмы. Самое глубинное происхождение предполагается для низкоглиноземистых коматиитов барбертонскоготипа; более глиноземистые коматииты йилгарнскоготипа, вероятно, зарождаются на меньшей глубине. Температура коматиитового расплава в момент его зарождения достигала 1800 °С. При атмосферном давлении коматииты затвердевают при температуре не ниже 1650 °С.
Коматиитовый расплав, имевший низкую вязкость (0.01 — 1.0 Па • с), поднимался к поверхности с большой скоростью (до 40— 50 км/ч) и растекался по дну морского бассейна. Температура расплава очень быстро опускалась ниже ликвидуса, и в условиях глубокого переохлаждения росли скелетные кристаллы со структурой спинифекс.
Ультрамафические вулканические породы, сформированные вфанерозое, называют пикритами. По минеральному и химическому составам фанерозойские пикриты близки кдокембрийским ко- матиитам, но содержат больше Ti, Fe и богаче щелочными металлами, чем коматииты (см. табл. 6.2). В пикритах нередко появляется амфибол, что указывает на наличие воды в исходном расплаве. Вода обнаружена и в микровключениях в стеклах, слагающих основную массу пикритов. Эти различия в сочетании с примерно равными содержаниями магнезии показывают, что пикритовые магмы зарождались примерно на тех же глубинах, что и коматииты, но при плавлении менее деплетированного источника и (или) при меньшей степени частичного плавления. В частности, обогащение пикритов щелочными металлами и водой можно объяснить наличием амфибола в мантийном источнике. Благодаря некоторому количеству растворенной в расплаве воды температура первичных пикрито- вых м^гм была ниже, чем коматиитов. Так, изучение микровключений в минералах меймечитов1 показало, что они начали кристаллизоваться при Т = 1450 "С и затвердели при Т— 1240- 1170 °С (данные А.В. Соболева, 1984 г.). Эти оценки заметно ниже, чем температуры коматиитовых магм. Структура спинифекс возникает в пикритах лишь в редких случаях, что является следствием меньшего переохлаждения магм относительно ликвидуса.