» » Ультрамафиты

Ультрамафиты

02.08.2016

Ультрамафиты (ультрабазиты) или ультраосновные магматические породы представляют собой бесполевошпатовые породы, состоящие из железомагнезиальных минералов. Количественная роль этих пород в земной коре небольшая. Среди них интрузивные представители пользуются гораздо большим распространением, чем вулканические их аналоги. Для этих пород обычным является процесс серпентинизации. Серпентин представлен лизардитом, хризотилом и антигоритом и, как правило, сопровождается вторичным магнетитом. Лизардит и хризотил имеют тонковолокнистое, игольчатое строение, антигорит пластинчатый или листоватый, Кроме того, оливин, а также ортопироксен замещаются антофиллитом, тальком и карбонатом, В ультрамафитах встречаются еще следующие вторичные минералы: брусит, цоизит, гидрогранат, везувиан и др.
Ультрамафиты щелочноземельного ряда (дунит-гарцбургитовые интрузии) развиты в эвгеосинклиналях и на платформах в ассоциации с другими горными породами. В эвгеосинклиналях в парагенезисе с ультрамафитами наблюдаются габброиды и бедные К, Ti и Fe базальты (толеитовые базальты), нередко подвергшиеся спилитизации и зеленокаменным изменениям и объединяемые под названием офиолитовой формации, в состав которой входят также граувакки, глинистые (аспидные) и кремнистые сланцы.
Дунит-гарцбургитовые интрузии обычно однородны, редко расслоены, что выражено в повышении железистости и в смене дунитов гарцбургитами и лерцолитами, иногда плагиоклазовыми перидотитами в направлении от подошвы к кровле.
Офиолитовые формации образуют весьма протяженные пояса, в частности, палеозойский офиолитовый пояс западного обрамления Тихого океана простирается более чем на 15 тыс. км, раннемезозойский пояс протягивается через Карякское нагорье, Сахалин, Японию, Приморье, позднемезозойский пояс охватывает Камчатку, Японию, о. Тайвань, Филиппины, Соломоновы острова, Новую Зеландию.
Ультрамафиты офиолитовой формации наиболее магнезиальны, богаты хромом и никелем. В Сихотэ-Алине с дунит-гарцбургитовыми интрузиями ранней стадии развития ассоциируются бедные железом толеит-базальты, а с дунит(оливинит-)верлитовыми интрузиями относительно поздней стадии — сравнительно более железистые андезит-базальты. Одновременно наблюдается смена хромитового и силикатно-никелевого оруденения железо-титановым. Аналогичные соотношения характерны и для других офнолитовых формаций.
Ультрамафиты щелочноземельного ряда, развитые па платформах, ассоциируются с габброидами и щелочными ультрамафитами. Для них характерна тенденция к расслоенности в вертикальном направлении. Примерами таких интрузий являются Бушвелдский, Стилуотерский массивы и др.
Дунит [по горе Дун в Новой Зеландии] — почти моиоминеральная оливиновая порода. Оливин содержит до 6—13% фаялитового компонента. Акцессорно присутствует хромшпинелид (хромит). Оливин обычно в какой-то мере серпентинизирован. Структура дунита панидиоморфнозернистая.
Дуниты встречаются как в складчатых областях, где широко представлены габбро-перидотитовая и дунит-пироксенит-габбровая формации, так и на платформах, где велика роль перидотит-пироксенит-норитовой и щелочно-ультрамафитовой формаций.
Существует мнение о генетическом единстве всех дунитов, представляющих собой вещество верхней мантии.
Оливинит — также почти мономинеральная горная порода, состоящая из оливина, обычно хризотила (частично сериентинизированного), содержащего 12—18% фаялитовой составляющей, и акцессорного магнетита вместо хромшпинелида (хромита), присутствующего в дуните. Структура оливинита сидеронитовая (рис. 66).
Ультрамафиты

Перидотит [франц. «перидоте» — устаревшее название оливина] — групповое название ультрамафитов, состоящих главным образом из оливина, обычно частично серпентинизированного, и пироксена с примесью зерен хромшпинелида (твердого раствора ряда компонентов: MgCraO4, FeCr2O4, MgAl2O4, Fe3O4) или магнетита, реже сульфидов. Железистость ортопироксена колеблется в пределах 9—15% ферросиликатовой составляющей. Ортопироксены замещаются баститом, представляющим собой псевдоморфозу антигорита или хризотила по энстатиту. Структура перидотитов обычно панидиоморфнозернистая.
Выделяются следующие разновидности перидотита: верлит [пo фам. Верле I, состоящий из оливина и клинопироксена, встречается среди альпинотипных офиолитовых интрузий габбро-перидотитовой формации геосинклинальной стадии развития складчатых областей; гарцбургит [по назв. г. Гарцбург], сложенный оливином и ортопироксеном, представляет собой наиболее типичную породу габбро-перидотитовой формации.
Лерцолит [по назв. p. Лepc в Пиринеях] состоит из олицина, ортоинроксена (иногда замещающегося актинолитом и хлоритом) и клинопироксена. Развит в габбро-перидотитовой формации складчатых областей, в частности, послепалеозойские лерцолиты описаны на Малом Кавказе, Сахалине, Сихотэ-Алине, Карпатах и Камчатке.
Перидотит гранатовый относится также к главной разновидности перидотитов; его называют еще гортонолитовым дунитом [по назв. долины Гортун в Швейцарии], содержит наряду с оливином (62%) и диопсидом (26%) гранат (10%) со значительным количеством пиронового компонента и рудный минерал.
Грикваит [по назв. местности Гриквалендвест в южной Африке] представляет собой разновидность гранатового (пиропового) перидотита, в состав которого входят наряду с оливином и диопсидом пироповый гранат, а также шпинель, перовскит, иногда флогопит.
Гранатовые перидотиты встречаются главным образом в виде «родственных» включений в кимберлитовых трубках алмазоносных провинций и исключительно редко обнажаются на поверхности в виде массивов в докембрийских образованиях.
Перидотит роговообманковый представляет собой ультрамафит, который наряду с оливином, в той или иной степени серпентинизированным, и пироксеном (гиперстен, клино-пироксен) содержит также роговую обманку.
Роговообманковые перидотиты являются редкими породами; они описаны под названием кортлендит в нортлендском комплексе (шт. Нью-Йорк, США).
Перидотит слюдяной характеризуется относительно высоким содержанием калия и алюминия, так как в его состав, помимо оливина, в значительном количестве входит слюда, обычно флогопит.
Пироксенит — бссполевошпатовая, почти мономинеральная (пироксеновая) горная порода, по минеральному составу отвечающая ультрамафитам, а по химическому (кремнекислотности) — мафитам. Пироксен представлен как моноклинной, так и ромбической разновидностями, или и той и другой вместе; иногда присутствует роговая обманка (эпимагматическая). Из минералов-примесей и акцессорных минералов в пироксените могут присутствовать: оливин, биотит, плагиоклаз, гранат, шпинель и рудный минерал — магнетит, ильменит, иногда хромит и сульфиды. По присутствию различных пироксенов различают следующие типы пироксеннтов и оливиновых пироксенитов: гиперстенит, бронзитит и энстатитит (все с ортопироксеном); вебстерит [по фам. Вебстер] (сорто- и клинопироксеном), диопсидит, диаллагит (рис. 67), жадеитит и др. (все с клинопироксеном). По такому же принципу выделяются оливиновые пироксениты, но с добавлением перед названием породы слова "оливиновый", например, олив и новый энстатитит, оливиновый диопсидит, оливиновый вебстерит и т. д. Структура панидиоморфнозернистая.
Ультрамафиты

Различные типы пироксенитов являются характерными для различных ультрамафитовых и мафитовых формаций. В частности, диаллагиты являются наиболее характерными для дунит-пироксенит-габбровой формации, плагиоклазовые пироксениты, представляющие собой переходные горные породы к габбро и норитам, распространены в расслоенных интрузивах перидотит-пироксенит-норитовой формации, биотитовые и гранатовые пироксениты характерны для щелочно-ультрамафитовых формаций и т. д.
Гориблендит [нем. «горнбленде» — роговая обманка] является мономинеральной или почти мономинеральной горной породой, сложенной почти одной роговой обманкой. Многие исследователи считают, что мафитовые мономинеральные горные породы, в том числе и горнблендиты, образуются в дифференцированных интрузивах путем аккумуляции (накопления) ранее выделившихся кристаллов в определенных участках магматической камеры. Однако существуют горнблендиты, возникшие другим путем. В частности, горнблендиты массива Гарабел-Хилл (Шотландия) образованы путем метасоматического, вернее, изометаморфического процесса, для осуществления которого было необходимо лишь присутствие паров воды, из которых заимствовалась группа ОН для перехода пироксена в роговую обманку. Здесь авгитовые перидотиты постепенно преобразуются в роговообманковые пироксениты, состоящие из авгита, ортопироксена и роговой обманки, в свою очередь переходящие в горнблендиты с бурой призматической роговой обманкой, кристаллы которых достигают длины 5 см.
В результате полной серпентинизации оливиновых пород образуются так называемые серпентиниты. Они состоят из смеси минералов группы серпентина: хризотила (волокнистого), антигорита (пластинчатого), лизардита (сплошного) и бастита в различных количественных соотношениях. Присутствие в некоторых серпентинитах реликтов исходных минералов позволяет судить о первичной породе. В случае наличия реликтов оливина и хромита, породу можно назвать дунитовым серпентинитом.
Ультрамафиты различных формаций характеризуются различным значением отношения Mg Fe. С повышением кремнекислотности происходит понижение Mg в ряду дунит — гарцбургит — лерцолит — верлит. Отношение Fe/Mg + Fe в дунитах и перидотитах не превышает 0,12. Повышенную железистость обычно выявляют оливиниты (0,14) и пироксениты (0,16—0,24), что связано со значительным понижением в них количества MgO при том же количестве окислов Fe. Среди пироксенитов встречаются наиболее железистые разновидности (косьвиты), богатые титаномагнетитом (около 15%).
Кимберлит [пo г. Кимберли в южной Африке] среди слюдяных перидотитов имеет наибольшее распространение. По среднему химическому составу он сходен с меймечитом (см. ниже). Структура порфировая. Порода представляет собой магматическую брекчию, в которой среди различных включений присутствуют недоплавленные реликты мантийного материала — пиропсодержащие ультрамафиты и эклогиты и в гораздо большем количестве их отдельные минералы, — оливин, пироп, ильменит, хромдиопсид, флогопит, карбонаты, иногда алмаз. По количеству пирокластов различают следующие разновидности кимберлитов: массивные, брекчиевидные, а также кимберлитовые брекчии и туфы. Минеральный состав цементирующего материала кимберлитов характеризуется наличием фенокристаллов оливина (9—11% фаялитового компонента) и флогопита, а также основной массы, сложенной из мелких зерен измененного оливина, микролитов пироксена (содержатся только в основной массе), флогопита, перовскита, магнетита, иногда монтичеллита и апатита, а также серпентинизированного и карбонатизированного стекловатого базиса.
Кимберлиты представляют собой магнезиальные вулканиты, бедные щелочами, с железистостью оливина ниже 10%. Типичные кимберлиты являются источником алмаза. Алмазоносность кимберлитов понижается с повышением в них содержания алюминия, щелочных металлов, титана и общей железистости. Отсутствие пироксена среди ранних (порфировых) выделений является одним из признаков отличия этих пород от сходных с ними кимберлитоподобных горных пород, называемых ингилитами (см. ниже).
Формы залегания кимберлитов — трубки взрыва и дайки. Кимберлиты распространены в России (Сибирь), Африке, Индии и Чехии, Кимберлитовые трубки известны в восточной части Канадского щита, где они прорывают лавы киватинской толщи. Недалеко от них в ледниковых отложениях изредка обнаруживаются алмазы. Карбонатсодержащие кимберлитовые дайки обнаружены в карбонатитовых кольцевых комплексах в районе о. Альнё (Швеция).
Химический состав кимберлитов характеризуется низким содержанием SiO2 (25—30%), высоким — MgO (30—35%), TiO2 (3- 4%) и CO2 (10%).
Ингилит [по назв. р. Ингили на Сибирской платформе] аналогично кимберлиту, относится к калиевому ряду пород (содержит K2O 1,04%, Na2O 0,45%) и встречается также в виде трубок взрыва. Отличается от кимберлита содержанием как в основной массе, так и среди порфировых выделений моноклинного пироксена и отсутствием пиропового граната. Другие главные породообразующие минералы (оливин, слюда) ингилитов обнаруживают значительно большую железистость, чем те же минералы кимберлитов. В частности, содержание фаялитового компонента в оливине ингилита составляет 12—18%, а в кимберлите обычно 9—10%. Обычными акцессориями ингилитов, отсутствующими в типичных кимберлитах, являются: луешит, пирохлор, бадделеит, монацит, гатчеттолит, колумбит.
В ингилитах не встречаются такие характерные для кимберлитов включения, как пиропсодержащие ультрамафиты и эклогиты. В ингилитах включены: пироксениты и эклогитоподобные породы с плагиоклазом. Сравнительно с кимберлитами ингилиты содержат вдвое меньше магния и больше титана, алюминия, железа и щелочей. Хром в них отсутствует. Ингилиты практически неалмазоносны.
Встречаются они в ряде районов Сибирской платформы — в северо-западной ее части в Меймеча-Котуйском районе, в бассейне р. Куонамка, на Чадобецком поднятии и Енисейском кряже, в Присаянье, на Алданском щите.
Меймечит [пo назв. р. Меймеча в северной части Сибирской платформы] представляет собой жильную или излившуюся ультрамафитовую горную породу повышенной щелочности. Основная масса меймечитов полустекловатая, в различной степени серпентинизированная. Наряду со стеклом в основной массе содержатся микролиты и призмочки фиолетового титанавгита — типичного минерала горных пород с повышенной щелочностью. Текстура меймечита миндалекаменная. Округлые мелкие норы выполнены карбонатом или серпентином. Порфировые вкрапленники представлены зернами часто серпентинизированиого оливина различной величины (от 2 до 15 мм) в большом количестве (от 40 до 50% объема горной породы), содержащего от 8 до 11% фаялитового компонента, и пироксеном, также нередко серпентинизированным. Акцессорные минералы следующие: кальцит, магнетит, титаномагнетит, хромит, апатит, биотит (рис. 68).
Ультрамафиты

Меймечиты входят в состав серии щелочных пород. Для них характерна резкая недосыщенность SiO2. Петрохимически отличаются от дунитов соотношением кремнезема и щелочей и повышенным содержанием титана (TiO2 1,26%). В меймечитах содержание SiO2 35—38%, a Na2O+K3O 0,3—0,5%. Типичные дуниты и перидотиты бедны титаном (TiO2 0,1—0,2%). С меймечитами по химическому составу сходны кимберлитовые горные породы.
Очень близкой к перидотиту породой является пикрит, с той разницей, что в пикрите содержится основной плагиоклаз в подчиненном количестве. Пикрит [греч. «пикрос» — горький] — гипабиссальная кайнотипная порода. Минеральный состав: оливин, титанавгит или зеленый хромдиопсид; примеси: роговая обманка, ромбический пироксен, основной плагиоклаз, замещенный анальцимом, флогопит, замещенный хлоритом, апатит, рудный минерал. В породе часто наблюдается мелкая вкрапленность сульфидов (пирротина, пентландита). Структура пикрита зернистая, иногда пойкилитовая, переходящая в порфировидную.
Пикриты расчленяются на две группы — щелочноземельные и щелочные (натриевого и калиевого ряда). Это отражает и их минеральный состав, и геологические условия их нахождения, и ассоциации с другими горными породами.
Пикриты могут образоваться в близповерхностных (субвулканических) условиях остывания магмы, в частности в магмоподводящих каналах и во внутренних частях мощных вулканических покровов.
Базальт пикритовый [базал эфиопский — железосодержащий камень] — черная кайнотипная порода. Минеральный состав: основной плагиоклаз (микролиты и вкрапленники) — в пределах 20%, авгит — около 30%, оливин — до 40%, магнетит или ильменит в большом количестве и др. Кроме того, стекловатая основная масса. Структура пикритового базальта интерсертальная (базальтовая).
Порфирит пикритовый представляет собой палеотипный аналог пикритовых базальтов. Входящие в горную породу минералы и стекло в какой-то мере разрушены — по основному плагиоклазу возникают эпидотовые минералы. Оливин серпентинизирован, стекло частично раскристаллизовано и т. д.
В базальной части Стиллуотерского массива среди бромзититов встречаются горные породы, содержащие наряду с оливином и бронзитом хромовый авгит и плагиоклаз, отвечающие названию хромсодержащего бронзитового пикрита. Роговообмамковые пикриты описаны на Корнуэллском полуострове близ Плимута (Великобритания, Северный Уэльс), в Колонсей и Глен-Орчи (Шотландия).
Отличить пикриты от меланогаббро трудно, так как между ними существуют постепенные переходы по количеству плагиоклаза, что, в частности, наблюдается в расслоенном силле мощностью 150 м (о. Шнани, побережье Шотландии).
С различными магматическими породами связаны мафитовые дайковые горные породы, называемые лампрофирами. Впервые это название было употреблено Гюмбелем в 1887 г. для слюдяных траппов горы Фихтель.
В общем лампрофиры — это преимущественно жильные порфировые горные породы, основная масса которых, как правило, состоит из полевого шпата. Вкрапленники наиболее ярко выражены в слюдистых лампрофирах. Структура лампрофиров обычно порфировая, реже панидиоморфнозернистая.
Лампрофиры, связанные с ультрамафитами и имеющие ультра-мафитовый химический состав, встречаются сравнительно редко. Наиболее распространены лампрофиры, имеющие состав щелочных габброидов.
По данным 384 химических анализов лампрофиров, собранных в свое время В. Брёгером, установлено следующее их распределение по типам: 1% — приходится на группу пироксенитов и горн-блендитов; 15% — на группу диоритов и габбро, 11% — на группу сиенитов и монцонитов; 67% — на группу щелочных габброидов.
Из лампрофиров, геологически связанных с ультрамафитами, следует назвать и сит; [по г. Исовск на Урале]. Тонкие жилки исита секут дуниты и перидотиты. По составу это преимущественно роговообманково-плагиоклазовая порода, переходящая в бесполевошпатовую разновидность, отвечающую горнблендиту. В шлифе роговая обманка бурая. Плагиоклаз имеет основной состав, близкий анортиту. Присутствуют также магнетит и апатит. Структура панидиоморфнозернистая.
Петрохимия. Как уже отмечалось в разделе «Химический состав (петрохимия) магматических пород», все магматические породы, исходя из соотношения SiO2 и K2O + Na2O, подразделяются на четыре ряда: 1) щелочноземельные; 2) щелочные кварцсодержащие; 3) щелочные породы без кварца и фельдшпатоидов и 4) щелочные фельдшпатоидные.
Границы между выделенными рядами приближенные; они могут смещаться вследствие колебания содержаний в горных породах других окислов, в частности глинозема. Более важна линия раздела, отвечающая щелочноземельному (нормальному) и щелочному рядам горных пород, которая определяется соотношением дунитов и меймечитов, включая кимберлиты, пикритов и щелочных пикритов, базальтов и щелочных базальтов, андезит-базальтов и трахиандезит-базальтов, диоритов, включая андезиты, и сиенитов, включая трахиты, гранодиоритов вместе с дацитами и кварцевых сиенитов вместе с кварцевыми трахитами, гранитов, включая липариты, и щелочных гранитов, включая пантеллериты.
Дуниты и перидотиты бедны титаном (TiO2 0,1-0,2%). Меймечиты отличаются от дунитов повышенным содержанием титана (TiO2 1,26%) и иным соотношением кремнезема и щелочей, что определяет их положение в ряду горных пород с повышенной щелочностью.
Петрохимически с меймечитами сходны кимберлиты, но химический состав последних широко варьирует, что побудило некоторых исследователей расчленить их на собственно кимберлиты — магнезиальные разновидности с железистостью оливина ниже 10% и на бедные щелочами кимберлиты, содержащие акцессорный пироп и включения пиропсодержащих ультрамафитов и эклогитов, свидетельствующих о глубинной генерации магмы, давшей вторую разновидность кимберлитов, характеризующуюся алмазоносностью.
В отношении алмазоносности более перспективны кимберлиты с относительно низким содержанием алюминия. Кимберлиты Сибирской платформы практически не алмазоносны. В них среднее содержание (в %): TiO2 3,13; Al4O3 5,01; FeO — Fe4O3 11,0; MgO 18,76; CaO 14,06; Na2O 0,31; K2O 0,76; Cr2O3 0,07. В кимберлитах, в отличие от сходных с ними кимберлитоподобных пород, называемых ингилитами, клинопироксен играет подчиненную роль и совсем не встречается в порфировых выделениях.
Пироп в ингилитах отсутствует; железистость оливина 12— 18%; как уже отмечалось, но сравнению с кимберлитами ингилит содержит вдвое меньше Mg, но больше Fe, Ti, Al, Na + К; практически в нем отсутствует хром. По соотношению кремнезема и щелочей ингилиты и кимберлиты разграничиваются нечетко; их составы перекрывают друг друга, особенно это относится к магнезиальным (обогащенным флогопитом) кимберлитам.
Некоторые петрологи рассматривают ингилиты в качестве промежуточного образования между кимберлитами и пикритами. Ингилиты и кимберлиты представляют собой горные породы калиевого ряда, в частности ингилиты ингилийского комплекса содержат K2O 1,04% и Na2O 0,45%, а в типичных никритах содержания этих окислов дают обратные значения, т. е. Na2O преобладает над K2O (K2O 0,39%, Na2O 1,20% — средние величины по Р. О. Дэли; K2O 0,73%, Na2O 1,25% — пикриты Меймеча-Котуйского района). Следовательно, петрохимическое сопоставление кимберлитов и ингилитов с типичными пикритами вообще не оправдано, оно допустимо лишь с их калиевыми разновидностями. Например, в Норильском районе среди калиевых интрузий, по составу отвечающих переходным типам от базальтов к ультрамафитам, встречаются калиевые разновидности пикритов. Интересно отметить, что с подобными интрузиями связано сульфидное оруденение никеля в Норильском районе.
По петрохимическим особенностям ингилит представляет собой промежуточную породу между кимберлитами и калиевыми пикритами. В связи с калиевыми интрузиями обнаруживаются такие своеобразные и весьма редкие минералы, как карбиды металлов, указывающие на мантийное происхождение магмы, давшей эти горные породы.