По О.Н. Волынцу и др., 1987 г

Примечание. HK — низкокалиевая, УК — умереннокалиевая, ВК — высококалиевая (шошонитовая) серии

Часть II. Магматические горные породы (петрография)

фибола и слюды заметно возрастает, что указывает на увеличение содержания воды в исходных расплавах.

Низкокалиевую и высокожелезистую островодужную вулканиче­скую серию обычно называют толеитовой и противопоставляют из-вестково-щелочной серии, которая отличается более высокими, но все же умеренными содержаниями калия, меньшим количеством каль­ция и меньшей железистостью. Такая терминология не очень удач­на и приводит к путанице понятий, поскольку толеитовые (гиперстен-нормативные) базальты входят в состав обеих серий. Высококалиевые умереннощелочные породы объединяются в шошонитовую серию; ло­кально развита высококалиевая серия лейцитовых тефритов и фоно-литов, относящихся к высокощелочному петрохимическому ряду.

Среди островодужных вулканитов по объему преобладают по­роды низкокалиевой серии. Согласно оценке П.Якеша и А.Уайта (1971 г.), на них приходится около 85% объема островодужных вул­канических комплексов. Умереннокалиевые вулканиты составля­ют около 12.5%, а высококалиевые породы — всего 2.5%.

Установлена положительная корреляция между уровнем содер­жаний калия в вулканических породах, с одной стороны, глуби­ной залегания сейсмофокальной зоны и мощностью земной коры,

с другой. Следует иметь в виду, что речь идет лишь об общей статисти­ческой тенденции. На разных островных дугах вулканические серии с одинаковым уровнем содержаний калия фор­мируются в ареалах с раз­ной глубиной залегания сейсмофокальной зоны (рис. 12.6). Содержания калия нередко меняются не только вкрест прости­рания островной дуги, но и вдоль нее. Напри­мер, в Малой Антиль­ской дуге содержания ка­лия в одинаковых по кремнекислотности по-

12. Магматические ассоциации

родах возрастают с севера на юг (рис. 12.7). Пространст­венные вариации содержа­ний калия коррелируются с распределением многих элементов-примесей. В ча­стности, обогащение пород калием сопровождается рос­том содержаний Rb, Ba, La, Се, U,Th.

Современные островные дуги возникли в конце оли-гоцена—начале миоцена на разнородном фундаменте. Основанием энсиалических островных дуг служат блоки континентальной земной ко­ры с широким развитием бо­лее древних метаморфичес­ких пород и гранитоидов, а энсиматические дуги под­стилаются мафическими по­родами океанской коры. В обеих тектонических об-становках островодужный комплекс включает терри-генные флишоидные толщи, карбонатные осадки, молассовые на­копления и большие объемы вулканических пород. В энсиаличес­ких дугах обычно отсутствуют вулканиты толеитовой серии, а также породы бонинитовой ассоциации. В энсиматических дугах редки высококалиевые андезиты и шошониты, а также отсутствуют высо­кощелочные серии.

Как в энсиалических, так и в энсиматических островных дугах могут быть выделены ранние и поздние вулканические ассоциа­ции. Первые из них имеют палеогеновый и неогеновый возраст (до раннего плиоцена включительно) и формировались преимущест­венно в подводных условиях одновременно с накоплением флишо-идных терригенных толщ, а вторые имеют позднеплиоценовый и четвертичный возраст и продолжают формироваться поныне; они представлены главным образом продуктами наземного вулка-

Часть II. Магматические горные породы (петрография)

низма (вулканы на островах). Следует отметить, что палеогеография островных дуг в раннем кайнозое существенно отличалась от совре­менной. В частности, глубоководные желоба находились в то вре­мя в других местах или вообще отсутствовали. Современные жело­ба являются весьма юными структурами и тектонически сопряжены с зонами современного вулканизма.

Ранние вулканические ассоциации распространены на подвод­ных склонах современных глубоководных желобов и на прилегаю­щих островах. Подводные вулканиты находятся в сложных фациаль-ных соотношениях с осадочными породами. Широко развиты лавокластиты и туффиты. Многие вулканические и осадочные по­роды формировались в мелководных условиях. Отдельные вулкани­ческие центры возвышались над уровнем моря так, что часть вул­канитов, особенно кислых, была образована на суше.

В результате взаимодействия вулканических пород с нагретыми морскими водами первичный плагиоклаз и цветные минералы за­мещаются альбитом, серицитом, хлоритом и другими вторичными минералами, что придает вулканитам и вулканокластитам ранних ассоциаций зеленоватый облик. Примером может служить толща так называемых зеленых туфов Японии, развитых на острове Хон­сю и имеющих олигоценовый—среднемиоценовый возраст.

Среди подводных вулканитов ранних островодужных ассоциа­ций кроме базальтов, андезитов, дацитов и риолитов встречаются и бониниты. Они обнаружены на островах, примыкающих к жело­бам, а также подняты при драгировании со склонов желобов. В ти­хоокеанских островных дугах бониниты имеют палеогеновый воз­раст. Бонинитовая ассоциация типична именно для островных дуг и не встречается ни в какой другой тектонической обстановке.

Поздние ассоциации современных островных дуг представлены продуктами позднеплиоценового-четвертичного вулканизма, аре­алы которого часто (но не всегда) смещены в сторону континента по сравнению с зонами ранней вулканической деятельности. Поздние ассоциации состоят из лав и пирокластических пород, образующих как крупные стратовулканы, которые возвышаются на несколько ки­лометров над уровнем моря, так и небольшие вулканические кону­сы. Лавы имеют преимущественно базальтовый, андезибазальто-выи и андезитовый состав. Среди кислых пород преобладают вулканокластические накопления, заполняющие кальдеры.

Островные дуги в целом и их сегменты эволюционируют во вре­мени и находятся на разных стадиях тектономагматической «зрело-

12. Магматические ассоциации

сти», которая определяется типом фундамента, набором магматиче­ских ассоциаций и последовательностью их формирования. К юным дугам относятся внутриокеанские дуги (Марианская, Тонга-Кер-мадекская, Южно-Сандвичева), имеющие малую мощность зем­ной коры, лишенную гранитно-метаморфического слоя. Для этих дуг характерны базальтовая (преимущественно островодужные толеи-ты), базальт-андезитовая, базальт-плагиориолитовая, базальт-ан-дезит-риолитовая, а также бонинитовая ассоциации.

К развитым дугам принадлежат преимущественно окраинно-океанские дуги с более мощной (30-40 км) корой, отдельные уча­стки которой имеют субконтинентальный и континентальный ти­пы строения (Курильско-Камчатская, Алеутская дуги). Среди магматических образований преобладают породы известково-ще-лочной серии, преимущественно андезиты и дациты, расположен­ные стратиграфически выше пород начальной толеитовой серии, аналогичных развитым в юных дугах. Интрузивные образования представлены диорит-гранитной, габбро-долеритовой и габброгра-нитной ассоциациями (Алеутская дуга). Для развитых дуг, помимо известково-щелочной серии, характерна также шошонитовая ассо­циация. Образование последней нередко связывается с существо­ванием уже имевшегося или новообразованного гранитно-мета­морфического слоя коры, оказывавшего существенное влияние на состав мантийных магм. Их интрузивными аналогами являются разнообразные монцониты и сиениты.

Зрелые дуги — это крупные, нередко полициклически развивав­шиеся системы, обладающие мощной континентальной корой, сформированной в ходе предыдущих этапов геологической дея­тельности и отчлененной от материка в результате задугового спре-динга (Япония, Филиппины, Индонезия).

В зрелых островных дугах известны породы всех магматических серий, объемные соотношения которых значительно варьируют. Среди магматических образований преобладают породы известко­во-щелочной серии. При этом существенно возрастает значение плутонических ассоциаций тоналит-гранодиорит-гранитного соста­ва и средних пород повышенной щелочности: сиенитов, монцо-нитов и комагматичных им эффузивных образований, кислых чле­нов шошонитовой серии, а также вулканитов калиевой щелочной серии, в частности, низкотитанистых лампроитов.

Магматизм активных континентальных окраин.Типичным при­мером магматизма активных континентальных окраин являются

Часть II. Магматические горные породы (петрография)

ассоциации Анд, вытянутых вдоль западного побережья Южной Америки. Континентальное основание Анд формировалось в ре­зультате тектонических и магматических процессов, происходивших на протяжении всего фанерозоя. В Кордильерах Колумбии и Эква­дора основание сложено комплексами домезозойских и мезозойских изверженных пород, а в центральной части Анд в его строении уча­ствуют докембрийские и герцинские комплексы. Фундамент Юж­ных Анд образован мезокайнозойскими складчатыми комплекса­ми. Магматические породы кайнозоя представлены как эффузивной, так и интрузивной фациями.

Как и в островных дугах, здесь наблюдается отчетливая геохи­мическая зональность вкрест простирания вулканического пояса, обусловленная в первую очередь ростом содержания К₂О по мере удаления от глубоководного желоба в сторону континента. Обога­щение изверженных пород калием коррелируется с глубиной зале­гания сейсмофокальной зоны. Оно определяет смену известково-щелочных вулканитов (преимущественно андезитов и риолитов) породами шошонит—латитовой ассоциации. В самом тылу разви­ты разнообразные базальты.

Плутонические породы позднего кайнозоя участвуют в строении крупных батолитов, формирование которых началось еще в позд­нем палеозое. Одним из наиболее крупных является Прибрежный батолит Перу и Чили, на долю которого приходится около '/₃ общей площади выходов всех магматических пород. Его формирование происходило в три главных этапа, соответствующих по времени юре, мелу и кайнозою. В пределах батолита кайнозойские плутоны расположены на наибольшем удалении от Тихого океана. Среди них преобладают диориты, гранодиориты и тоналиты; в подчинен­ном количестве встречаются габбронориты.

Продольные вариации составов изверженных пород в значитель­ной степени определяются строением фундамента. В пределах тер­риторий с преимущественно базитовым мезозойским складчатым основанием (Северные и Южные Анды, южная часть Централь­ной Америки, Береговой хребет Северной Америки) широко рас­пространены основные и средние породы; на участках с более древ­ним сиалическим основанием (Центральные Анды, Гватемала, Сальвадор) преобладают кислые породы.

Задуговые впадины,как правило, залитые краевыми морями, яв­ляются характерным элементом деструктивных обстановок. Это об­ласти задугового спрединга, где так же, как и в СОХ, может проис-

12. Магматические ассоциации

ходить новообразование океанической коры. В отличие от СОХ здесь более обычна сетка из множества осей (рассеянный спрединг).

Земная кора задуговых морей обычно имеет сложное строение. В большинстве случаев наблюдаются как фрагменты утоненной (20-30 км) коры континентального типа, так и участки новообра­зованной коры океанического типа. Масштабы развития последней варьируют от сравнительно небольших участков (Курильская кот­ловина в Охотском море, трог Окинава в Южно-Китайском) до примерно половины площади Японского и Берингова морей и поч­ти всей площади задуговых морей Западного Средиземноморья и Филиппинского моря. Выделяется два типа задуговых морей: эн-симатические, заложенные на коре океанического типа (Филиппин­ское море, впадина Лау), и энсиалические, образованные на коре континентального типа (Охотское и Японское моря).

Характер базальтового магматизма задуговых морей в целом аналогичен океанскому: в пределах глубоководных участков ложа развиты преимущественно MORB, на которые «насажены» вулка­нические острова и подводные горы, образованные титанистыми то-леитами и щелочными оливиновыми базальтами, типичными для внутриплитного магматизма (например, подводный вулкан Вави­лова в Тирренском море).

Судя по геофизическим данным (высокая плотность теплового потока, положительные гравитационные и изостатические анома­лии), широкому развитию базальтового магматизма и наличию мантийных ксенолитов, задуговые впадины образуются над мантий­ными диапирами. Многие задуговые впадины Тихого океана, а так­же западные побережья обеих Америк подстилаются разуплотнен­ной разогретой мантией, уходящей на глубины более 400 км. Происхождение задуговых впадин, по-видимому, связано с подъ­емом и растеканием головных частей диапиров, благодаря чему ос­тровные дуги постепенно смещаются в сторону океана.

Магматизм коллизионных зон, образованных при столкновении континентальных плит, в целом близок к магматизму островных дуг и активных континентальных окраин. Типичным примером колли­зии континент-континент является Альпийско-Гималайский по­яс, возникший в конце мела-начале палеогена при закрытии пале-оокеана Тетис и продолжающий свое развитие в настоящее время. Южный край Евразии в то время являлся активной окраиной, и ха­рактер глубинных процессов был в значительной мере унаследован при дальнейшей коллизии континентальных плит. В результате об-

Часть II.Магматические горные породы (петрография)

разовался огромный пояс кайнозойского андезит-латитового вул­канизма, протягивающийся через всю Евразию от Альборанского моря до Индонезийско-Бирманской дуги (см. рис. 12.2).

Шовные (сутурные) зоны этих структур трассируются систе­мами надвигов, образующими дугообразные горные хребты (Аль­пы, Карпаты, Гималаи). В составе надвиговых чешуй нередко отме­чаются фрагменты глубоководных осадочных пород Тетиса, а иногда и тектонические блоки пород нижней коры и даже верхней мантии. В тыловой части этих структур, повторяя их конфигурацию, распо­лагаются вулканические дуги, сложенные известково-щелочной, ка­лиевой умеренно-щелочной (шошонит-латитовой) и иногда кали­евой низкотитанистой щелочной сериями. В центре структур располагаются депрессии с утоненной корой промежуточного или океанического типа, для которых во многих случаях характерен интенсивный базальтовый вулканизм (Тирренское и Альборанское моря, Паннонская впадина). В целом ситуация аналогична той, которая имеет место на активных окраинах континентов и океанов, хотя в случае Альпийского пояса взаимодействуют в основном пли­ты с литосферой континентального типа.

Интенсивный андезит-латитовый кайнозойский вулканизм ха­рактерен для Карпат, Турции, Кавказа и Ирана (см. рис. 12.2). Содер­жание калия в изверженных породах возрастает в направлении с юга на север, т.е. от сутурного шва зоны коллизии в глубь Евразийской плиты. По геохимическим и изотопным характеристикам эти поро­ды практически не отличаются от аналогичных вулканических пород, развитых на активных границах океанов и континентов; отсутству­ют лишь толеиты островодужного типа и бонинитовая ассоциация.

Важной особенностью зон коллизий является развитие в них ин­трузивных гранитоидов. В настоящее время выделяются два типа та­ких массивов: гималайский и альпийский. К первой группе относят­ся ультракислые недифференцированные лейкограниты, аналогичные неогеновым гранитам (12-30 млн лет) Гималаев. Они образуют лакколиты, силлы и более крупные плутоны в метаморфи­ческом фундаменте; изотопный состав О, Sr и Nd указывает на коро-вый источник вещества. Граниты альпийского типа в значительной мере аналогичны гранитам активных континентальных окраин. Они часто образованы серией пород от габброноритов до гранитов с пре­обладанием последних. Типичными примерами являются кайно­зойские гранитоиды Альп и новейшие интрузивы Кавказа (2.5-1.9 млн лет), в том числе и Эльджуртинский гранитный плутон

12. Магматические ассоциации

на Северном Кавказе, один из самых молодых в мире. Все эти грани-тоиды характеризуются более низким отношением изотопов строн­ция и кислорода и отсутствием или слабой выраженностью Еu ано­малии, что может указывать на значительные глубины их генерации.

Дата добавления: 2015-06-30; просмотров: 474; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!