» » Среднекремнекислотные породы (диориты и андезиты)

Среднекремнекислотные породы (диориты и андезиты)

02.08.2016

По качественному минеральному составу диориты сходны с габбро, однако существенно отличаются от них следующими тремя признаками: 1) составом плагиоклаза, 2) характером цветных минералов и их количественной ролью, т. е. цветовым индексом, и 3) парагенезисом.
Типичные диориты содержат олигоклаз или андезин, а типичные габбро (и базальты) — лабрадор или битовнит. Главными мафическими минералами диоритов являются роговая обманка и (или) биотит, в некоторых случаях — авгит и гиперстен; оливин, как правило, отсутствует. У диоритов цветной индекс обычно ниже, а у габбро — выше 40. Однако горную породу диоритового характера с плагиоклазом ряда олигоклаз — андезин и цветовым индексом 43 будет неправильным относить к габбро. Ее следует назвать габбро-диоритом. Диориты парагенетически связаны с гранодиоритами, тоналитами и кварцевыми диоритами. Встречаются также небольшие самостоятельные их тела.
Диорит [греч. «диорицо» — отделяю] — среднекремнекислотная полнокристаллическая магматическая порода, главными минералами которой являются плагиоклаз (An40-50), составляющий не менее 2/3 (-65%) суммы минералов и одного или более темно-цветных минералов — роговой обманки, биотита, иногда авгита и редко ортоиироксена (гиперстена), в весьма редких случаях присутствует оливин. Из акцеcсориев входят сфен (обильно), магнетит, ильменит и др. Структура обычно гипидиоморфнозернистая.
Кварцевый диорит отличается от диорита присутствием кварца. В случае содержания биотита его называют слюдяным (биотитовым) кварцевым диоритом, легко диагностируемым даже в штуфе.
Mеланодиорит характеризуется повышенным содержанием темноцветных минералов. Обширные выходы мелано-диоритов имеются на юго-западном побережье о. Джерси и в восточной части о. Гернси в Ла-Манше. Особенностью этих горных пород является присутствие призматических зерен роговой обманки, часто с полой внутренней частью, ориентированных вдоль текстур течения магмы. Они были названы аппинитами. Породы более крупнозернистые, часто пегматоидные, образуют гнезда в диоритовых силлах.
Плюмазит [по назв. местности в Калифорнии] — горная порода, слагающая довольно мощную дайку, секущую перидотитовое тело в округе Плумас (Калифорния). Минеральный состав: олигоклаз и корунд. Олигоклаз образует связывающую массу, в которой расположены светло-голубые кристаллы корунда (размером до 2,5 см). В Натале и Трансваале (южная Африка) близкие плюмазиту дайковые горные породы имеют пегматоидный характер, в которых размер кристаллов корунда достигает 5 см и более. Краевые части даек иногда сложены олигоклазитами, в центральных же частях присутствует корунд в значительном количестве.
Плюмазиты на Урале (Кыштым, район Борзовки) связаны с кыштымитами (среднезернистая плагиоклазово-корундовая порода, залегающая в виде линз в контакте гранито-гнейсов), кое-где перемежающимися с актинолитами.
Дунгаинонит [по назв. местности Дунганнон в пров. Онтарио, Канада] мало отличается от плюмазита. В отличие от последнего в дунганноните содержится более основной плагиоклаз (олигоклазандезин, андезин), слагающий примерно 3/4 горной породы. Остальная четверть представлена наполовину крупными кристаллами корунда и светлой слюдой, обычно окаймляющей зерна корунда. В качестве второстепенных минералов содержатся биотит и нефелин. В некоторых фациях развиваются почти мономинеральные горные породы — андезиниты.
Корундсодержащие горные породы в петрологическом отношении весьма интересны, однако их происхождение является пока еще дискуссионным. Советские специалисты считают, что они образованы метасоматическим путем.
Mикродиорит — собирательное название горных пород, отличающихся от диоритов лишь среднезернистостью. Андезиты отличаются от микродиоритов еще меньшей зернистостью составных минералов и содержанием стекла в основной массе. Различают две структурные разновидности микродиоритов: порфировые (более распространены) и афировые.
Некоторые из гипабиссальных порфировых микродиоритов похожи на андезитовые порфириты (палеотипные андезиты). Стекло основной массы этих горных пород раскристаллизовано (девитрофицировано), и в него вкраплены многочисленные относительно крупные кристаллы роговой обманки и биотита. Такие горные породы называют роговообманково-биотитовыми андезитами, хотя правильнее было бы их именовать роговообманково-биотитовыми андезитовыми порфиритами, так как они имеют палеотипный облик.
По преобладающему содержанию каких-либо из темноцветных минералов выделяются слюдяные, роговообманковые, роговообманково-биотитовые и менее распространенные авгитовые и гиперстеновые микродиориты.
Маркфильдит [пo назв. местности Маркфильд, Великобритания] представляет собой разновидность пересыщенных кремнеземом порфировых микродиоритов. Основная масса состоит из кварца и красноватого щелочного полевого шпата, образующих графические срастания, в которую вкраплены плагиоклаз и роговая обманка. Такие горные породы описаны среди ордовикских малых интрузий, обнажающихся близ местности Пенмайнамр и Хардех-Доум (Великобритания).
Порфировые и афировые микродиориты описаны из даек, связанных с позднекаледонскими вулканическими центрами (Южная Шотландия). Вкрапленники в этих микродиоритах представлены биотитом, обыкновенной роговой обманкой и плагиоклазом (Аn25-35), нередко присутствует и кварц (микротоналиты).
Из жильных пород, отличающихся по химическому составу от типичных диоритов, связанных геологически с более или менее кремнекислотными интрузивами и обладающих своеобразными чертами минерального состава и структуры, следует упомянуть следующие диасхистовые породы (лампрофиры) I греч. «диасхисто» — расщепляю]: малхит, павдит, керсантит и спессартит.
Малхит [по г. Меликобус (Мальхен), ФРГ; А.Андреа А. Озаин, 1892 г.] — типичная жильная тонкозернистая диоритовая порода мезократового характера, существенно состоящая из зеленой роговой обманки и плагиоклаза (олигоклаза, андезина, реже лабрадора). Иногда к названным минералам добавляется биотит. В порфировых разновидностях все эти минералы могут образовать фенокристаллы. В основной массе нередко содержится кварц в незначительном количестве. Числовые характеристики малхита а = 10,4; С = 7,0; b = 15,6; s = 67,0.
Павдит [пo Николо-Павдннскому району на Урале; Л, Дюиарк А. Гроссэ, 1916 г.] — близкий к малхиту лампрофир. Плагиоклаз в павдите несколько более основной, чем в малхите (обычно лабрадор), а роговая обманка бурая. Эти признаки сближают его с роговообманковым габбро.
Керсантит [по назв. местности Керсантон, Франция] — темная, богатая слюдой жильная порфировая горная порода, связанная генетически с диоритами. Особенностью минерального состава керсантитов является содержание в них плагиоклаза и биотита, иногда в небольшом количестве присутствуют калишпат, пироксен, оливин и амфибол. В сходных лампрофирах — минеттах — ведущую роль наряду с биотитом играет калиевый полевой шпат. Эти две разновидности лампрофиров бывают трудно отличимы, особенно когда их основная масса изменена вторичными процессами (например, массив Шэп, Великобритания). Вкрапленники в керсантитах в основном представлены биотитом, составляющим около 1/3 объема горной породы, реже авгитами и оливинами.
Спессартит [по назв. местности Спессарт] — в свежем виде темно-серая или почти черная порфировидная или мелкозернистая жильная горная порода диоритового состава, главными минералами которой являются плагиоклаз (андезин, лабрадор) и обыкновенная зеленая, либо буро-зеленая роговая обманка, слагающая около 40% и больше объема горной породы. Иногда в незначительном количестве присутствует клинопироксен (диопсид) и, как случайный минерал, — оливин. Фенокристаллы образует главным образом роговая обманка. Спессартиты с малым количеством калиевого полевого шпата называются вогезитами (см. ниже).
Перейдем к характеристике вулканитов, представляющих собой химические аналоги диоритов.
Андезит [по назв. Анд — горной системы в Южной Америке) представляет собой кайнотипный вулканит; по химическому составу отвечает диориту, От микродиорита отличается меньшими размерами зерен и содержанием стекла в основной массе. Андезиты слагают лавовые потоки, реже покровы и гипабиссальные интрузии, особенно дайки. В зависимости от преобладания в составе того или иного мафического минерала выделяют роговообманковый андезит, гиперстеновый андезит и т. д.
В основной массе андезитов наряду с плагиоклазовыми микролитами андезинового, реже олигоклазового состава присутствуют стекло, микролиты ортопироксена и зерна рудного минерала (магнетита, титаномагнетита) в небольшом количестве, что отличает их от базальтов. Минеральный состав: фенокристаллы зонального плагиоклаза (в ядре An65-95), моноклинный пироксен (диопсид-авгbт, реже пижонит), образующий сдвойникованные кристаллы, энстатит или гиперстен, встречающиеся только среди вкрапленников, базальтическая бурая роговая обманка, резко плеохроирующая (лампрофилит), и бурый биотит, встречающийся лишь среди вкрапленников. Для роговой обманки и биотита обычной является опацитизация [«опацус» — темный, непрозрачный) (частичное или полное их замещение мелким, черным, непрозрачным агрегатом зерен магнетита). Наблюдаются все стадии магматической коррозии вкрапленников. Текстура андезитов массивная, пористая; структура гиалопилитовая (андезитовая), пилотакситовая, реже витрофировая (рис. 79).
Среднекремнекислотные породы (диориты и андезиты)

Особенностью химического состава андезитов является обо-гащенность алюминием (Al2O3 = 16—18%), что обусловлено содержанием в их минеральном составе большого количества плагиоклаза и присутствием алюминсодержащих мафических минералов. Обнаруживается также содержание нормативного корунда (около 1,5%). Среднее содержание SiO2 (58,17%) отвечает средне-кремнекислотным щелочноземельным вулканитам. Содержание нормативного кварца 13,6%, т. е. несколько больше величины 10%, разграничивающей андезиты от дацитов. Таким образом, средний андезит скорое отвечает кварцевому андезиту, тем более что согласно Ф. Чейсу, бескварцевые андезиты по нормативному составу являются редкими. Ввиду пересыщенности кремнеземом содержание нормативного оливина не более 1%.
В основной массе некоторых андезитов может присутствовать первичный кварц. Такая порода называется кварцевым андезитом. По мере возрастания количества свободного кремнезема в магме кварц может выделиться как в первой генерации в виде вкрапленников, так и во второй — в основной массе; когда кварц присутствует в обеих генерациях, породу относят к дацитам (см. ниже).
Андезиты, как и другие кайнотипные вулканиты, подвергаются наложенным поствулканическим процессам, вызывающим разрушение исходных составных частей и образование вторичных минералов (зеленокаменный или зеленосланцевый метаморфизм). Плагиоклаз сначала замутняется, затем замещается альбитом, находящимся в ассоциации с цоизитом и эпидотом; темноцветные минералы постепенно замещаются хлоритом, эпидотом, кальцитом и т. д. В пористых андезитах поры заполняются кальцитом, хлоритом, пренитом, цеолитами и т. д. К таким породам было применено название порфирит. Более приемлемым представляется нам название андезитовый порфирит, введенное для палеотипных вулканитов А.Н. Заварицким.
Порфирит андезитовый — палеотипный андезит с характерным изменением первичных минералов и стекла. Плагиоклаз подвергается деанортитизации (альбитизацин) и серицитизации, иногда хлоритизацин. Продукты его распада выделяются в виде соссюрита, кальцита и эпидотовых минералов. Пироксен и базальтическая роговая обманка замещаются уралитом, хлоритом, кальцитом, рудным минералом (магнетитом, лейкоксеном). Стекло обычно превращается в хлорит. Вторичные минералы обусловливают зеленую окраску горной породы.
Альбитофир — палеотипная порфировая существенно натриевая горная порода с раскристаллизованной основной массой, состоящей главным образом из микролитов и кристалликов альбита с примесью хлорита, кальцита, рудного минерала. Порфировые выделения представлены в основном также альбитом. Порода образована по основным и среднекремнекислотным вулканитам в результате низкотемпературного метасоматического процесса.
Исландит [по о. Исландия] по содержанию кремнезема аналогичен известково-щелочным андезитам, имеет повышенную щелочность, но содержит мало Al2O3 (редко более 16%), и часто значительное количество железа. Исландиты характерны для орогенного вулканизма; полагают, что они образовались в результате гибридизма, связанного со смешением кремнекислотных и основных магм. Содержание нормативного кварца в исландитах достигает 25%.
Андезиты обнаруживают тенденцию к изменению состава вкрест простирания главных геологических структур. На островных дугах у океанических желобов развиты андезиты с повышенным содержанием кальция и соответственно входящий в них плагиоклаз богаче анортитовой молекулой. На другом фланге орогенического пояса, прилегающем к континенту, андезиты характеризуются повышенным содержанием щелочей, особенно калия.
Дискуссионным является вопрос генерации андезитовых магм. Они могли образоваться в результате дифференциации исходной базальтовой магмы путем фракционирования в глубинных горизонтах земной коры или, возможно, в верхней мантии.
Если допустить возможность дифференциации материнских базальтовых магм путем фракционирования, то следует ожидать извержения из магматической камеры сначала значительных масс основной магмы с последовательным уменьшением количественной роли, а затем — более кислых магм, что в природе не наблюдается. Например, в центральной части Каскадных гор у западного побережья североамериканского континента из цепи вулканов Рейнир, Худ и Джеферсон извергалась магма однородного андезитового состава; по обе стороны от этой вулканической цепи из сателлитовых вулканических конусов выбрасывалась на поверхность магма, образовавшая андезиты того же состава. «Можно привести многочисленные примеры вулканических регионов, в которых последовательность извержения и количественные соотношения различных лав не соответствуют представлениям о возникновении значительных количеств андезитов в результате дифференциации базальтовой магмы».
Наблюдающиеся в природе соотношения удовлетворительно объясняются селективным выплавлением андезитовой магмы на глубине. Например, для Камчатки глубина, на которой выплавление происходит из однородной по составу перидотитов мантии, оценивается в 60—90 км.
Петрохимия. Химический состав диоритов и андезитов аналогичен. Содержание кремнезема в бескварцевых диоритах и андезитах варьирует в пределах 56—58%.
По Дэли состав среднего диорита и андезита в окислах выражается соответственно следующими величинами (в%): SiO2 56,77; 59,59; Al2O3 16,67; 17,31; Fe2O3 + FeO 7,56; 6,46; MgO 4,17; 2,75; CaO 6,74; 5,80; Na2O 3,39; 3,58; K2O 2,12; 2,04.
Числовые характеристики тех же горных пород соответственно следующие: а — 10,7; 11,1; с — 31; 64; b — 16,7; 12,0; s — 66,5; 70,5; f — 42,9; 51,8; m' — 43,3; 40,6; c' — 38,7,6; n — 71,4; 75,3.
Анализ приведенных числовых характеристик подтверждает общую закономерность, что плутонические породы отличаются от соответствующих вулканических большей величиной а и меньшей b.