Петрография магматических горных пород

 

Ультрамафиты разделяются по щелочности на группы пород нормальной щелочности (Na₂O + K₂O< 1 мас. %) и щелочные (1 < Na₂O + + K₂O < 15 мас. %). Породы нормальной щелочности: оливиниты, дуниты, перидотиты, пироксениты, горнблендиты, меймечиты, пикриты, коматииты. Щелочные породы: мелилитолиты, ультраосновные фоидолиты, щелочные пикриты, кимберлиты, лампроиты, мелилититы, ультраосновные фоидиты.

Геохимической особенностью многих представителей семейства ультраосновных пород  является содержание в них хрома, никеля, кобальта, в количествах заметно превышающих средние содержания (кларки) по всем интрузивным породам. Минералогически это выражается в том, что в ультраосновных породах появляются такие характерные минералы, как зеленая хромсодержащая шпинель, хромдиопсид, хромсодержащий гранат, сульфиды железа, никеля, кобальта, самородная платина и группа металлов, связанных с нею, алмаз.

Классификация  ультрамафитовых  пород нормальной  щелочности

В зависимости от относительного содержания главных минералов ультрамафитовые породы подразделяются на ряд петрографических типов (табл. 6). В качестве второстепенного минерала в породах ультрамафитовой группы встречается основной плагиоклаз и роговая обманка.

Таблица 6

Классификация ультраосновных пород (группа перидотита)

Название породы	Содержание оливина, %	Содержание пироксена, %
Оливиниты (дуниты)	100 – 85	0 – 15
Пироксеновые оливиниты	85 – 100	15 – 30
Перидотиты	40 – 70	60 – 30
Оливиновые пироксениты	30 – 10	70 – 90
Пироксениты	< 10	90 – 100

 

 Присутствие плагиоклаза имеет  большое значение в плагиоклазовых перидотитах, а роговой обманки – в роговообманковых перидотитах. Собственно роговообманковые породы получили название   горнблендитов. Тип присутствующего в породе пироксена и рудного минерала также является основанием для выделения разновидностей в пределах рассматриваемой группы.

Плутонические ультрамафиты

Перидотиты (от устаревшего названия оливина – «перидот»), состоящие из оливина⁹ и ромбического пироксена, называются гарцбургитами. Если перидотиты состоят из оливина и моноклинного пироксена, то они называются верлитами.  Лерцолитами называют перидотиты, состоящие из оливина, ромбического и моноклинного пироксенов.

Среди мономинеральных  оливиновых пород выделяют собственно оливиниты, состоящие из оливина (иногда с примесью магнетита) и дуниты, содержащие в качестве акцессорного минерала хромит (иногда платину). Дуниты (названы по горе Дун в Новой Зеландии) – это зернистые светло-серые, зеленовато-желтые, желтовато-зеленые или темно-зеленые мелко- и среднекристаллические породы.

Пироксениты обычно содержат некоторое количество оливина и также подразделяются на петрографические разновидности в зависимости от вида слагающего их пироксена. Так, пироксениты, состоящие из моноклинного пироксена, называют диаллагитами, авгититами, диопсидитами и т. д.; пироксениты, состоящие из ромбических пироксенов, могут быть подразделены на гиперстениты, бронзититы и энстатититы. Пироксениты, состоящие из моноклинного и ромбического пироксенов, называют вебстеритами.

Горнблендиты почти целиком роговообманковые породы. В отличие от других ультрамафитов горнблендиты состоят в основном из гидроксилсодержащего минерала – амфибола. Иногда в них встречается пироксен, который имеет характер реликтового минерала, сохранившегося от амфиболизации. Очень мало распространены неполнокристаллические эффузивные породы (меймечиты, пикриты, коматииты), в которых присутствует некоторое количество стекла. Вкрапленники представлены преимущественно оливином. В жильных фациях встречаются все зернистые разновидности этих пород. Известны и субвулканические ультрамафиты.

Вторичные  изменения  ультрамафитов

Дуниты и перидотиты редко встречаются  в неизмененном виде, в большинстве случаев они нацело серпентинизированы и превращены в породы, получившие название серпентинитов.

                   ___________________________                   гора Благодать    

Изучением серпентинитов занимались и занимаются многие исследователи. Все они подчеркивают одну из главных особенностей серпентинитов – большое содержание в них воды. Было установлено, что серпентинизация не является процессом выветривания гипербазитов, а происходит в результате воздействия на ультраосновные породы гидротермальных растворов. Источником растворов считают как глубинные (трансмагматические) растворы, поступающие из ультраосновной магмы, так и вода из вмещающих толщ.

Морфология  тел  ультрамафитов  и геологические  особенности  их  залегания

Ультрамафиты обычно встречаются в природе в тесной связи, входя в состав одних и тех же массивов. Размеры тел различны: от сотен метров до десятков километров, а зоны гипербазитовых массивов могут вытягиваться на сотни километров. По условиям формирования и геологическим особенностям залегания ультрамафиты, образовавшиеся на платформах и в геосинклинально-складчатых зонах, различаются между собой.

            Ультрамафиты  геосинклинально-складчатых  зон

Гипербазиты внедрялись в смятые и метаморфизованные толщи по крупным разломам в моменты активного тектогенеза. Поэтому массивы этого типа обычно залегают согласно, а форма и размеры последних зависят от активности тектонических деформаций в данном районе. Поскольку массивы гипербазитов приурочены к линейно-вытянутым структурам (складчатым или разрывным), то их форма в плане также обычно вытянута. Нередко такие интрузии вытягиваются в линию, образуя пояса или цепочки массивов. И так как породы массивов, как правило, серпентинизированы, то они получили название «змеевиковые пояса» (серпентиниты раньше называли змеевиками). Ультраосновные породы в интрузивах описанного типа нередко наблюдаются в тесной ассоциации с габброидами и могут слагать совместно с ними крупные габбро-перидотитовые массивы (рис. 15). Ультрамафиты образуют обособления среди габброидов, причем последние обычно преобладают. В некоторых массивах наблюдаются постепенные переходы между габброидами и ультрабазитами, в других же наблюдаются признаки более раннего внедрения гипербазитов. Такие габбро-перидотитовые массивы достигают крупных размеров. В частности, они прослеживаются почти на всем протяжении восточного склона Урала.

Гипербазитовые интрузии формировались  на ранних этапах геосинклинального развития подвижных складчатых зон. Их внедрению предшествовало интенсивное прогибание и накопление глубоководных кремнистых осадков и излияние лав основного состава. Эта естественная ассоциация плутонических гипербазитов, вулканических базитов и кремнистых осадков получила название офиолитовой формации. Такие ассоциации пород известны во многих складчатых областях: на Урале (меридиональная полоса габбро-перидотитовых интрузивов вдоль его восточного склона), в Центральном Казахстане, в Саянах, на Кавказе (бассейн р. Лабы, район оз. Севан) и в других районах.

Ультрамафиты платформ

В платформенных областях гипербазиты встречаются в виде пластообразных залежей в нижних (придонных) частях крупных уплощенных интрузивных тел – лополитов (расслоенных интрузий), сложенных габброидами (см. рис. 5, г). Примерами интрузивов платформенного типа могут служить массивы Мончетундры на Кольском полуострове, Норильский массив в бассейне Енисея, громаднейший Бушвельдский массив (центральная часть ЮАР), Стиллуотерский массив (США), Скергаардский (Гренландия) и многие другие.

Платформенные массивы с участием ультрабазитов бывают двух типов: 1) нормальной щелочности в ассоциации с нормальными габброидами – все вышеперечисленные интрузивы; 2) повышенной щелочности – в ассоциации с щелочными габброидами, щелочными сиенитами и даже щелочными гранитами. Типичными массивами такого типа являются массив Гремяха Вырмес на Кольском полуострове, комплекс Магнет-Ков (США, Арканзас), Гулинский комплекс и другие массивы Сибири (Якутия).

Полезные  ископаемые,  связанные  с  интрузивными ультрамафитами

1. Хромиты (месторождения на Среднем и северном Урале, где рудные тела залегают в дунитах, а также платформенные интрузивы, например Бушвельдский).

2. Самородная платина (в расслоенных  массивах – Бушвельдский, Стиллуотерский, Йоко-Довыренский и др.). Платина приурочена к скоплениям хромита.

3. Никель. Крупные месторождения  никеля, который присутствует: а) в фемических минералах в рассеянном виде (высвобождается при выветривании пород, например, месторождения в коре выветривания Южного Урала); б) в виде сульфидов никеля (Бушвельдский массив).

4. Огнеупорное сырье – асбест, тальк, и магнезит.

Вулканические породы ультраосновного  состава

Вулканические породы ультраосновного  состава, сформировавшиеся при излиянии лав на поверхность, редко встречаются в природе. Несколько более распространены небольшие субвулканические (приповерхностные) тела, сложенные породами эффузивного облика, которые по условиям образования могут рассматриваться как продукты вулканической деятельности. Примером таких пород могут служить пикриты, коматииты, меймечиты.

Пикриты – гипабиссальные образования, находящиеся в геологической ассоциации с вулканическими основными породами (траппами). Образуют субвулканические тела, жилы, дайки, диатремы. Пикриты состоят из оливина и моноклинного пироксена, содержат рудный минерал, иногда небольшое количество основного плагиоклаза          (до 20 %) в виде микролитов. Структура пород часто порфировидная с мелко- и среднезернистой основной массой или порфировая с микролитовой основной массой.

Меймечиты – продукты излияния ультраосновных лав. Встречаются в ассоциации с ультраосновными интрузиями в Сибири           (р. Маймеча). Это породы порфировой структуры, состоящие из вкрапленников серпентинизированного оливина и полукристаллической основной массы, в которой кроме вулканического стекла обычно присутствуют магнетит и микролиты моноклинного пироксена (рис. 16). Меймечит считается единственным эффузивным представителем пород группы перидотита.

 

 

Рис. 16. Меймечит. Порфировая структура.

Во вкрапленниках оливин, частично серпентинизированный.

При одном николе. Основная масса  состоит из пироксена,

титаномагнетита и небольшого количества стекла

(по А. Н. Заварицкому, 1955).

 

Коматииты (названы по р. Комати в Южной Африке) – породы миндалекаменной текстуры порфирового сложения. Залегают в виде потоков или субвулканических тел. По составу различают перидотитовые и пироксенитовые коматииты. Состоят из вкрапленников оливина или пироксена, заключенных в стекловатой или серпентинизированной основной массе, в которой также содержатся дендритовидные зерна оливина или пироксена, образующие специфическую структуру спинифекс (спутанно-волокнистая структура напоминает австралийскую траву спинифекс). По химическому составу они близки перидотитам. Перидотитовые коматииты залегают в виде потоков в вулканических офиолитовых комплексах. Мощность пластовых тел от первых десятков до 500 м. Эти породы известны в Канаде (пояс Абитиби), Австралии (силл Катиник), в Карелии, на Украинском щите, в Восточном Саяне, на Колымском массиве и др. Перидотитовые коматииты свойственны древнейшим (докембрийским) офиолитовым поясам. В тектоническом отношении коматииты приурочены к структурным зонам перехода океанической коры в континентальную. Ассоциация коматиитов с подушечными, пузырчатыми лавами, глубоководными кремнистыми, железистыми морскими осадками свидетельствует о подводном вулканизме. С коматиитами связаны месторождения никеля, кобальта, меди, золота, платины и полиметаллов в архейских зеленокаменных поясах Западной Австралии, Канады, Южной Африки и Индии.

Кимберлиты своеобразные ультраосновные породы, рассматриваемые как продукт вулканической деятельности. По вещественному составу они сходны с другими ультраосновными бесполевошпатовыми породами, но обладают особенностями химизма, специфическими условиями залегания и способом образования, которые позволяют включать их в семейство перидотитов лишь с известными оговорками. Петрографический состав кимберлитов сложен. Обычно это зеленовато-серые, голубовато-серые и буроватые породы, пятнистые благодаря неоднородной обломочной текстуре. По петрографическим особенностям они ближе всего к туфам и туфобрекчиям пикритового состава. Обломки, имеющие округлую, угловатую или неправильную форму, представлены в основном породами эффузивного облика пикритового состава и другими породами из глубокозалегающих толщ, прорванных кимберлитами. В составе обломков преобладают вкрапленники оливина. Характерными минералами кимберлитов, обычно включенными в карбонатно-серпентиновую массу, являются флогопит, пироп, хромшпинелид, хромдиопсид, перовскит, магнезиальный ильменит и магнетит. Кристаллы алмаза, источником которых являются кимберлиты, заключены в виде вкрапленности как в обломках пикритов, так и в цементирующей их массе.

Тела кимберлитов, называемые обычно трубками взрыва или диатремами, образовались в результате выполнения брекчиевидным ультраосновным материалом трубчатых полостей в более древних породах (см. рис. 5, д). Они имеют в плане округлую или неправильную форму с размером поперечника от десятков до несколько сот метров, изредка до километра. Форма в разрезе диатрем представляет перевернутый конус, который на глубине (от нескольких сот до километра) переходит в маломощную дайку, которая, как считают, является подводящим каналом. Кимберлитовые трубки приурочены к древним докембрийским платформам (кратонам), где их формирование контролировалось глубинными разломами в кристаллическом фундаменте. Наиболее крупными кимберлитовыми провинциями являются Южно- и Центральноафриканская, Якутская, Канадская, Архангельская. В бассейне Вилюя (Якутская кимберлитовая провинция) кимберлиты прорывают карбонатные отложения ордовика и лежащие на них толщи долеритов (траппов) пермского возраста. Содержащиеся в кимберлитах обломки ультраосновных пород типа пироповых перидотитов представляют собой, по-видимому, вещество верхней мантии, поднятое из глубины при образовании трубок взрыва.

Указанные выше геолого-петрографические особенности кимберлитов свидетельствуют о том, что их образование было следствием вулканической деятельности взрывного характера. Особенностью вещественного состава кимберлитов, отличающей их от типичных ультраосновных пород семейства перидотитов, является более высокое содержание в них алюминия и калия, отражающее содержание флогопита. Последнее обстоятельство сближает кимберлиты с ультраосновными щелочными породами.