Главная страница Случайная лекция Мы поможем в написании ваших работ! Порталы: БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика Мы поможем в написании ваших работ! |
Внутриплитный магматизм
Внутриплитный магматизм не зависит от границ литосферных плит, что позволяет думать о его весьма глубинном источнике. На это указывает также наличие в некоторых магматических проявлениях повышенных содержаний первичного (планетарного, или солнечного) изотопа 3Не, который сохранился в нижней мантии со времен формирования Земли. Типичными представителями внутриплитного магматизма являются обогащенные железом и титаном базальты и пикриты нормальной, умеренной и повышенной щелочности, а также различные щелочные породы калиево-натриевого и калиевого рядов. Облас- Часть II. Магматические горные породы (петрография) ти развития подобного магматизма нередко приурочены к сводовым поднятиям с поперечником до 200—300 км и сопровождаются гравитационными и термическими аномалиями, связанными с обширными выступами астеносферы. В связи с этим внутриплитный магматизм называют также магматизмом горячих областей. В настоящее время появление таких областей связывается с подъемом струй (плюмов) разогретого мантийного вещества, проекции которых на дневную поверхность представлены компактными магматическими ареалами. Эти ареалы характеризуются длительностью проявления магматических процессов и специфическим, обычно умереннощелочным или щелочным, составом магм. Их размеры достигают десятков тысяч квадратных километров. Кроме того, для таких областей на определенной стадии их развития характерно трехлучевое строение (тройное сочленение), определяемое концентрированием тектономагматических процессов (грабенов, вулканических полей) в линейных зонах, которые примерно под равными углами расходятся от центра горячей точки. Примером такой горячей точки является Южно-Байкальская, или Хамардабанская (рис. 12.13), расположенная в юго-западной части Байкальского рифта. Она обладает всеми признаками подобных образований, в том числе высоким отношением 3Не/4Не. Ее развитие началось в олигоцене-раннем миоцене (34—18 млн лет назад) с появления у южного окончания оз. Байкал медленно растущего свода и излияний Fe—Ti базальтов умеренной и повышенной щелочности. Базальтовые излияния продолжались до конца миоцена. В плиоцене-голоцене начали преобладать долинные излияния. Важнейшей особенностью современной структуры вулканической области, заложившейся в плиоцене, является возникновение крупных грабенов: Тункинского, Хубсугульского и Восточно-Тувинского (Окинского), образующих тройное сочленение примерно в 200 км к западу от южного окончания Байкала. Наблюдаемая здесь картина в значительной мере сходна с ситуацией, существующей в районе Северо-Восточной Африки, где развита тройная рифтовая система Красного моря, Аденского залива и Восточно-Африканского рифта. В настоящее время на Земле выделено свыше 120 горячих точек, проявивших активность в позднем кайнозое. Корни горячих точек расположены значительно глубже подошвы литосферных плит и относительно неподвижны. Поэтому когда литосферные плиты проходят над такими точками, на их поверхности может возникнуть
Рис. 12.13. Схема размещения кайнозойских вулканитов в юго-западной части Байкальской рифтовой области Базальты: / — на водоразделах, 2 — в долинах; 3 — плиоцен-четвертичная моласса; 4 — граница распространения плиоцен-четвертичного (долинного) вулканизма; 5 — граница сводового понятия; 6 — область развития аномальной мантии с глуби «магматический след». Ярким примером подобной ситуации является Гавайский подводный хребет и его северное продолжение — хребет Эмпириор, которые протягиваются в Тихом океане от Гавайских островов до Алеутского глубоководного желоба на расстояние около 6000 км (рис. 12.14). В пределах этого пояса расположены 107 вулканов; общий объем изверженных пород превышает 1 млн км3. Возраст вулканов последовательно становится моложе с севера на юг. Самые древние извержения в северной части хребта Эмпириор происходили 75-80 млн лет назад, а на Гавайских островах активная вулканическая деятельность продолжается на глазах человека. Гавайские вулканы и более древние вулканические центры, Часть II. Магматические горные породы (петрография) расположенные севернее, маркируют перемещение Тихоокеанской плиты над горячей точкой с юга на север. Вероятно, такую же природу имеют и асейсмичные подводные хребты типа Китового в Атлантике.
По данным сейсмической томографии, горячие точки представляют собой пути проникновения горячего астеносфер-ного вещества вдоль зон растяжения и разрывов в литосфере над крупными разогретыми участками мантии. Перенос вещества в мантийных плюмах происходит не непрерывным потоком, а отдельными порциями. При этом астеносферное вещество растекается в литосфере наподобие шляпки гриба, а над ними возникают крупные области растяжения (рифтовые системы, трапповые провинции). Плюмы отличаются друг от друга размерами и глубиной заложения. Они возникают, эволюционируют и исчезают, существуя обычно около 100 млн лет. Выделяются три главных типа внутриплитного магматизма, пространственно связанные: 1 - с областями континентального рифтогенеза; 2-е осями океанического спрединга; 3 - развитые вне связи с этими структурами. В целом не наблюдается существенных различий между характером проявления внутриплитного магматизма в пределах одного типа литосферы или конкретной геологической ситуации, да и различия между внутриплитным 12. Магматические ассоциации магматизмом континентов и океанов также невелики и сводятся главным образом к более широкому развитию кислых членов магматических серий в континентальных блоках литосферы. 12.4.1. Строение и магматизм континентальных рифтов
Современные континентальные рифтовые области, обладая близкими параметрами строения и морфологии, существенно различаются по масштабам развития магматизма. Одни рифтовые зоны (например, Байкальская) на протяженных участках лишены вулканических продуктов и в целом характеризуются сравнительно бедным набором магматических ассоциаций. Другие рифтовые области, ярким примером которых являются зоны Восточно-Африканской рифтовой системы, сопровождаются обильным и разнообразным вулканизмом (рис. 12.15). Магматические образования здесь принадлежат толеитовой, умеренно- и высокощелочной сериям,как калиево-натриевой, так и калиевой,характерной для Западной (Танганьикской) ветви этого рифта. Они представлены главным образом Fe—Ti базальтами и пикробазаль-тами разной щелочности, и в меньшей степени, щелочными породами, в том числе среднего и кислого состава. Магматизм часто имеет бимодальный Часть И. Магматические горные породы (петрография) характер, причем наиболее типичен он для поздней, собственно рифтовой стадии развития этих систем, тогда как для предрифтово-го этапа более характеры слабодифференцированные щелочноба-зальтовые ассоциации, иногда сменяющиеся толеитовыми. В основании разреза рифтовых серий часто развиты разнообразные щелочные риолиты (комендиты, пантеллериты), обычно представленные игнимбритами. В развитии континентальных рифтов отчетливо выделяются две стадии. Для ранней (предрифтовой) стадии типичен общий подъем территории, при котором связь вулканизма со структурой рифта еще не выражена. Для этой стадии характерны излияния слабодифференцированных лавовых серий, представленных в одних случаях монотонными толщами умереннощелочных оливино-вых базальтов (Байкальский рифт, трапповая серия Эфиопского рифта), в других — фонолитами и щелочными ультраосновными породами (Кенийский рифт, Рейнский грабен). Вторая (собственно рифтовая) стадия отличается усилением тектонической активности, приводящей к образованию рифтовых впадин и горного рельефа. Вулканизм протекает главным образом в пределах рифтовых впадин, либо тяготеет к ним. Наряду с трещинными излияниями слабодифференцированных вулканитов повышенной щелочности в это время формируются вулканы центрального типа, с которыми связано появление дифференцированных серий. Особый случай представляет собой уникальная Красноморская рифтовая область, где наблюдается переход от континентального рифтогенеза к океаническому спредингу. В ее пределах во времени и в пространстве (от краев вовнутрь) наблюдается смена щелочных базальтов титанистым толеитовым пикрит-базальтовым вулканизмом промежуточного типа (Афар). Толеитовые базальты типа MORB устанавливаются только в осевой части раздвига вдоль оси Красного моря. По-видимому, подобный тип эволюции магматизма связан с прогрессивным плавлением астеносферного плюма и его постепенным обеднением легкоплавкими компонентами. Если отмеченные выше вариации составов отражают общие тенденции в развитии рифтового магматизма во времени и пространстве, то характер эволюции локальных магматических источников наиболее ярко проявляется в строении дифференцированных магматических серий, обычно связанных с вулканами центрального типа. Общая последовательность изменения составов в таких 12. Магматические ассоциации вулканах обычно сводится к смене ранних основных пород более поздними кислыми. Например, в Эфиопском рифте, в хребте Эрта-Але и вулканическом центре Война проявлена последовательность: уме-реннощелочной базальт—умереннощелочной ферробазальт-муджи-ерит-трахит-комендит-пантеллерит, причем распространенность пород уменьшается в той же последовательности. Для Главной Эфиопской рифтовой зоны более типичны умерен-нощелочные базальт—пантеллерит-комендитовые вулканиты, в составе которых промежуточные породы (муджиериты, бенмореиты, трахиты) хотя и присутствуют между более ранними умеренноще-лочными оливиновыми базальтами и поздними пантеллеритами, но развиты очень ограниченно; в связи с этим ассоциация становится отчетливо бимодальной. Подобным же строением характеризуются вулканы Кенийского рифта, извергавшие щелочные базальто-иды и трахиты. Заключительными дифференциатами в них являются небольшие штоки комендитов. Иной тренд дифференциации наблюдается в вулканических центрах, сложенных щелочными породами с карбонатитами. Они известны в Рейнском грабене, но наиболее широко проявлены в Кенийском рифте. На стадии формирования главного вулканического конуса этих вулканов преобладают излияния нефелинитов и фонолитов, сопровождаемые агломератами и туфами того же состава. На заключительных стадиях формируются потоки нефелинитов, карбонатитов (вулкан Олдоиньо-Ленгаи), а также карбонати-товые аггломераты, туфы и пеплы. Многие умереннощелочные базальты и нефелиниты континентальных рифтов и горячих точек содержат ксенолиты мантийного вещества, главным образом шпинелевых, реже гранатовых лерцо-литов и вебстеритов, по-видимому, представляющих собой фрагменты астеносферного вещества. Судя по данным сейсмической томографии, под рифтовыми впадинами расположена зона разуплотненной мантии (астеносфер-ная подушка), мощностью до 200-250 км, а ниже 300 км мантия под этими регионами относительно более холодная. Малоглубинной оказалась также астеносферная мантия под большей частью Крас-номорского рифта, за исключением его южного окончания, примыкающего к тройному сочленению с Восточно-Африканским и Аденским рифтами. В этом месте корни магматических систем прослеживаются на глубину более 400 км. Часть II. Магматические горные породы (петрография) 12.4.2. Внутриплитный магматизм океанов Океанические зоны спрединга, особенно в Атлантическом и Индийском океанах, нередко осложняются вулканическими островами, расположенными либо на осях срединно-океанических хребтов либо на их флангах или склонах (см. рис. 12.2). Намечается зависимость характера магматизма от его приуроченности к главным мор-фоструктурам дна океана. Так, острова, расположенные на осях срединно-океанических хребтов (Исландия, Вознесения, Буве), образованы породами преимущественно толеитовой серии (ба-зальт-исландит-риолитовая ассоциация), тогда как острова на склонах хребтов (Св.Елены, Азорские, Тристан-да-Кунья, Гоф) представлены породами преимущественно K-Na умеренно-и высокощелочной серий, в том числе щелочной базальт-трахит-трахириолитовой, комендит-пантеллеритовой, фонолитовой, ще-лочно-трахитовой ассоциациями. Умереннощелочные базальты островов на срединно-океанических хребтах по сравнению с толе-итами MORB имеют более низкие содержания SiO2, обогащены железом и титаном, а также щелочными металлами, особенно натрием. Эти базальты обогащены также несовместимыми литофиль-ными элементами-примесями: Ва, Nb, Sr, Rb, Zr, легкими РЗЭ. Особый интерес представляет Исландия, расположенная на своде Срединно-Атлантического хребта и отличающаяся самой высокой продуктивностью вулканизма на Земле. Остров сложен вулканитами, которые формировались, по крайней мере, с миоцена (16 млн лет). Около 80% их объема представлено базальтами, главным образом, толеитовыми; примерно 15% приходится на риодаци-ты и риолиты и около 5% — на своеобразные высокожелезистые андезиты — исландиты. Вулканические породы третичного возраста (главным образом, это платобазальты) распространены на востоке и северо-западе острова и занимают около 35-40% его площади (200 000 км2). Мощность разреза варьирует от 3 до 12 км. Излияния базальтов происходили из трещинных и щитовых вулканов. Толщи базальтов интрудированы дайками и силлами долеритов, которые особенно многочислены на востоке Исландии. Дайки, более распространенные, чем силлы, протягиваются в виде поясов шириной 3-5 км и длиной до 40 км. Четвертичные вулканы с возрастом <0.7 млн лет сосредоточены в рифтовых зонах северо-восточного простирания (рис. 12.16). В центральном рифте, который служит продолжением осевого Срединно-
Рис. 12.16. Зоны четвертичного вулканизма Исландии, по СП. Якобссону, 1972 г. 1 — оливиновые толеиты, 2— кварцевые толеиты, 3— переходные (умереннощелоч-ные) базальты, 4 — щелочные оливиновые базальты Атлантического хребта, преобладают оливиновые толеиты. В краевых рифтовых зонах, расположенных северо-западнее и юго-восточнее, появляются щелочные оливиновые базальты. С четвертичными базальтами ассоциируют кислые вулканиты и исландиты. Некоторые вулканические извержения происходили подо льдом. Затвердевание расплавов при воздействии на них образованной при таянии льда воды вело к формированию подушечных лав и гиалокластитов. Базальты Исландии, как и других островов в океанах, заметно отличаются от базальтов океанского дна более высокими содержаниями Ti, Fe, К (см. табл. 12.1) и ряда литофильных элементов-примесей (табл. 12.5). По мере движения вдоль осевой рифтовой зоны к океану базальты постепенно приближаются по составу к N-MORB. Внутриплитный магматизм проявлен также на вулканических островах и подводных возвышенностях, расположенных на значительном удалении от срединно-океанических хребтов и островных Часть II. Магматические горные породы (петрография) Таблица 12.5. Средние содержания литофильных элементов-примесей (г/т)
Дата добавления: 2015-06-30; просмотров: 421; Нарушение авторских прав Мы поможем в написании ваших работ! |