БИМОДАЛЬНЫЙ МАГМАТИЗМ

БИМОДАЛЬНЫЙ МАГМАТИЗМ
Д. И. Царев
Геологический институт СО РАН, Улан-Удэ, [email protected]
О бимодальном магматизме много пишется в геологической литературе. Логично же объяснить
сущность этого природного явления, на наш взгляд, не удается. Бимодальность – это контрастное
различие вещественно-минерального состава магматических тел объединенных в один комплекс.
Увлечение дифференциацией магмы в различных вариациях вскружило умы петрологов
настолько, что думать о других возможностях получения подобного явления не появлялось оснований.
Причиной тому, по нашему мнению, послужила недооценка роли флюидов в земной коре.
Исследование эффузивных пород убедило нас в том, что в кислых разностях (особенно в игнимбритах) часто сохраняются от расплавления вкрапленники плагиоклазов и пироксенов, а также обломковидные участки пород повышенной основности (реликтов протолита), Как в минералах вкрапленниках, так и останцах протолита видны следы плавления (рис. 1).
Плавление исходных субвулканических пород показан на примере изучения игимбритов [Царев,
1974, 1975, 1978, 1980]. Краткое изложение их приводим в настоящем сообщении.
Игнибриты руч. Зеленого (вулкан Тауншиц, Камчатка)
Как основная масса, так и фьямме содержат обломки вулканических пород и вкрапленники плагиоклазов и пироксенов. Многие зерна плагиоклазов оплавлены, пироксены оплавлены реже и слабее.
Оба минерала часто образуют сростки; пироксен идиоморфен. Большая часть обломков пород в игнимбритах имеет интерсертальную и призматически зернистую структуру основной массы с порфировыми вкрапленниками плагиоклаза и пироксена, что свидетельствует об их субвулканической природе. Отчетливо отмечаются следы их плавления и растаскивания вкрапленников минералов. Следы
плавления выражены скруглением углов обломков, заливами стекла в их контуры и появлением его в
оторочках зерен плагиоклазов и, наконец, в полном замещении стеклом основной массы обломков –
расплавлением микролитов плагиоклаза.
При параллельных николях стекло фьямме имеет буроватый цвет, микроэвтакситовую (микрополосчатую) текстуру, переходящую отдельными участками в псевдопепловую. Микрополосчатость
представлена чередованием буровато-серых полосочек с бесцветными или слабоокрашенными. Полоски протягиваются то субпараллельно по удлинению фьямме, плавно или плойчато изгибаясь, то
причудливо извиваются, то, упираясь в зерно плагиоклаза, пироксена или обломка породы, резко расходятся и огибают его, то прерываются, “деструктурированным” стеклом основной массы.
Оптические константы плагиоклазов свидетельствуют о их высокой основности по сравнению с
нормативным плагиоклазом пород. Незональный плагиоклаз достигает № 68, а ядра зонального – № 84
при нормативном плагиоклазе № 25 (табл. 1) и среднем содержании SiO2 в стекле – 70,45%. Наиболее
кислые плагиоклазы имеют № 40. Пироксен по показателю преломления соответствует ферроавгиту
(Ng=1,722; Np=1,715; 2V= +56˚).
Жупановские игнимбриты (Камчатка)
Количественное соотношение вкрапленников пироксена к вкрапленникам плагиоклаза определяется как 1:5. Общее количество минералов вкрапленников составляет приблизительно около 25%
общего объема породы, количество обломков – примерно столько же. Распределение тех и других
крайне неравномерно. Местами фьямме содержит расплавленные обломки пород с полурастащенными
по направлению его длины вкрапленниками плагиоклаза и пироксена. Обломки пород имеют овальную форму, реже угловатую. Контуры их часто извилистые, с заливами основной массы, а местами
как бы размазанные переходящие постепенно в основную массу. Структура пород в обломках порфировая с интерсертальной, гиалопилитовой, офитовой или сидеронитовой основной массой. Взаимоотношение плагиоклазов и пироксенов различно. Пироксены бывают идиоморфными и ксеномофными
по отношению к призмам и таблицам плагиоклаза. В них местами встречаются пойкилитовые вростки
апатита. Пироксены нередко замещаются рудными минералами, а плагиоклазы несут следы оплавления – корродирование бурым стеклом с периферии, по спайности, а иногда и с ядерной части. Изредка
1
встречаются мелкие зерна амфибола. Пироксены попадаются двух видов: ромбический (сNg=5˚,
Ng=1,693, Np=1,685, Ng-Np=0,008), соответствующий бронзиту, и моноклинный (сNg=37-38˚, 2V=+57,
Ng=1,719, Np=1,691, Ng-Np=0,028), соответствующий ферросалиту.
Игнимбриты вулкана Горелого (Камчатка)
Многие зерна плагиоклазов несут следы плавления, выразившиеся в замещении их бурым стеклом как с периферии, так и по трещинам спайности. Пироксены встречаются двух видов: ромбический
отвечающий по оптическим показателям бронзиту (сNg=3-5˚, 2V=-52˚-(-62˚), Ng=1,691, Np=1,683, NgNp=0,008), и моноклинный (из-за мелких зерен оптические константы не замерены).
В игнимбритах Семячикской группы вулканов (Камчатка) стекло и обломки протолита
имеют большое различие в своем составе, что доказывает раскисление пород флюидом при его замещении и плавлении (табл. 2).
Игнимбриты вулкана Арагац (Армения)
Основная масса грязно-желтая, насыщенная мелкими реликтами коричневого стекла с желтой
каймой, со сгустками лейкоксена и окислов железа. Как фьямме, так и основная масса содержат массу
зерен плагиоклаза, пироксена и обломков вулканогенных пород. Обломки пород имеют интерсертальную, гиалопилитовую и призматически-зернистую структуру, образованную зернами плагиоклаза и
реже пироксена. Пироксен в обломках пород и за их пределами идиоморфен к плагиоклазам и нередко
образует в них пойкилитовые вростки. Обломки пород и зерна минералов оплавлены. Здесь также, как
в камчатских игнимбритах, основность плагиоклазов гораздо выше его нормативного состава (см.
табл. 1). Пироксены встречаются двух видов: моноклинный (2V=+55˚, сNg=34-48˚, Ng=1,712-1,717,
Np=1,682-1,692, Ng-Np=0,025-0,030), что соответствует ферросалиту, и ромбический (2V=-68˚,
Ng=1,707, Np=1,693, Ng-Np=0,014) гиперстен.
По данным микроскопического анализа можно судить о том, что оплавленные таблитчатые зерна плагиоклазов были неравновесны с расплавом и совместно с частью зерен пироксена существовали
в расплаве раньше, чем появились призматические плагиоклазы и тем более микролиты. Это дает основание полагать, что они являются ксеногенными и представляют собой реликты каких-то расплавленных пород (рис. 2). Длиннопризматические субпараллельные трахитоидности зерна и микролиты
плагиоклаза, а также биотит и возможно, часть пироксена кристаллизовались несомненно, из расплава,
сформировавшего данную породу, так как они свежие, не несут следов ни катаклаза, ни расплавления
и в своем сочетании образуют хорошо выраженную трахитовую структуру.
Факты свидетельствуют о том, что расплавлению подвергались в первую очередь плагиоклазы
более низких номеров, т.е. более легкоплавкие (см. табл. 1). В обломках пород встречаются плагиоклазы с наиболее высокими номерами, особенно это отмечается для игнимбритов рч. Зеленого, в обломках которых они достигают № 85. Тем не менее, диапазоны номеров плагиоклазов оплавленных,
неоплавленных и в обломках пород частично или полностью перекрываются.
Все это – свидетельство того, что кислый расплав извергнутый из вулканического канала, является вторичным магматическим продуктом, возникшем в результате метасоматически замещенных
раскристаллизованных в каналах вулканов или в вулканических очагах магм повышенной основности
до субэвтектического состава и затем расплавленного и извергнутого на поверхность. Поэтому извержения базальтов или андезитов при гомодромном вулканизме сменяется кислой лавой. Пока не произойдет метасоматическое замещение не возникнет и плавление пород предыдущего извержения.
Этим объясняется отсутствие постепенного перехода между основным и кислыми составами лавы.
Вещественный состав продуктов извержения будет бимодальным.
Бимодальными могут быть и интрузивные породы: габбро, диориты, ультрабазиты, парами к которым служат граниты и сиениты. Бимодальность бывает и кажущейся, когда кислой магмы не образуется (отсутствует вторичное плавление), а процесс ограничивается метасоматозом. При бимодальности контрастные интрузивные тела могут быть раздельными и соприкасающимися. При кажущейся
бимодальности (псевдобимодальности) контрастные тела в большинстве случаев совмещенные. Контакты их бывают и четкими, и расплывчатыми, простыми и сложными. Отличить метасоматический
контакт от эруптивного не всегда удается. Кроме того, зоны базификации при метасоматической гранитизации или сиенитизации габброидов некоторые геологи принимают за зоны закалки при смеши-
2
вании габброидной и кислой магмы, вводя в заблуждение и себя и других маловедующих в петрологии
исследователей.
Список литературы
Царев Д. И. Проявление мазамещения в субвулканических условиях // Докл. АН СССР, 1974, Т. 214, № 5.
С. 1163-1166.
Царев Д. И. Новые данные о происхождении игнимбритов//Докл. АН СССР, 1975, Т. 223, № 4. С. 972-975.
Царев Д.И. Метасоматоз и конвергенция в петро- и рудогенезе. М.: Наука, 1978, 230 с.
Царев Д.И. Метамагматические и метасоматические процессы в формировании игнимбритов. Новосибирск, Наука СО, 1980, 89 с.
Рис. 1 Оплавленное зерно плагиоклаза в игнимбрите. Черное – стекло.
Рис. 2 Фьямме игнимбрита руч. Зеленого.
1 – первичное микрорасслоенное черное стекло; 2 – темно-серая кайма – полуразложенное стекло; 3 – серое разложенное стекло; белое – призматические зерна плагиоклаза предыдущих извержений (реликтовые)
неравновесные с вмещающим кислым стеклом, несущие следы расплавления.
3