Неорганическая геохимия - Хендерсон П.
Скачать (прямая ссылка):
90 Часть II
могут быть встречены отдельные исключения. Тем не менее они представляют полезные предварительные ориентиры для понимания закономерностей распределения элементов. Более подробно эти закономерности рассмотрены в следующих разделах.
5.3.2. Пегматиты. Пегматиты, представляющие собой продукты последней стадии фракционной кристаллизации магмы или первой стадии фракционного плавления при анатексисе, содержат многие элементы в концентрациях, намного превышающих содержания этих элементов в коре. Многие из элементов, имеющих тенденцию к накоплению в магме при фракционной кристаллизации, в конце концов выделяются в виде необычных и сложных по составу минералов или минеральных ассоциаций.
Пегматиты богаты кремнеземом, щелочами, глиноземом, водой и т. д. По сравнению с корой они в целом значительно обогащены следующими элементами: Ы, Ве, В, Р, Бс, ва, Ое, Шэ, У, 2т, ЫЬ, Мо, 1п, Бп, Сэ, р.з.э., Ш, Та, \У, Не, РЬ, В^ ТИ и и. Нужно заметить, однако, что степень накопления ряда элементов существенно зависит от того, какие породы являлись для пегматитов материнскими. Так, например, гранитные пегматиты заметно беднее 2т (и Ш), чем пегматиты нефелиновых сиенитов, в особенности агпаитовых. По всей вероятности, это является результатом ранней кристаллизации циркона из гранитных магм (по сравнению с сиенитовыми магмами), что препятствует существенному накоплению Ъх (и Ш) в остаточных магмах.
5.3.3. Скергаардский интрузив, Восточная Гренландия. Скер-гаардский интрузив был впервые описан Уэйджером и Диром [413]. В работе Уэйджера и Брауна [412] были подведены итоги многолетних исследований. Этот интрузив дает редкую возможность исследовать закономерности параллельного изменения составов как жидкой, так и твердой фазы в процессе фракционной кристаллизации толеитовой магмы. Выполненные Уэйдже-оом с соавторами детальное картирование, петрологические и геохимические исследования дали нам ценный материал для проникновения в сущность геохимического поведения многих элементов. Особенно важным достижением этой работы является построение необычных, но весьма фундаментальных вариационных диаграмм. Они дают возможность проследить изменения концентраций элементов в твердой фазе и в остающейся жидкости в зависимости от доли закристаллизовавшегося расплава в процессе прогрессивной кристаллизации в закрытой магматической системе.
Вместе с тем один-единственный магматический комплекс не может стать основой для точного предсказания геохимического поведения элементов в любых других семействах изверженных пород. Вариации ряда параметров могут привести к изменению порядка кристаллизации минералов и как следствие законо
5. Сведения о распределении элементов 91
мерностей эволюции состава твердой и жидкой фаз. Один из примеров — влияние парциального давления кислорода. Если оно достаточно высокое, магнетит начнет кристаллизоваться рано (т. е. при высокой температуре), тогда как в восстановительных условиях (случай Скергаардского интрузива) он кристаллизуется относительно поздно. Кроме того, в исходных посылках расчетов, выполненных для пород Скергаардского интрузива, возможны источники многих ошибок, поэтому некоторые аспекты в интерпретации остаются открытыми для сомнений. Тем не менее представляется, что установленные для Скергаардского плутона тренды изменения составов достаточно хорошо обоснованны для того, чтобы занять заметное место при обсуждении проблем распределения элементов.
Воронкообразный Скергаардский расслоенный интрузив образовался в результате быстрого одноактного внедрения основной магмы в верхние этажи земной коры. (Объем интрузива первоначально оценивался примерно в 500 км3, но результаты недавних геофизических исследований '[29] приводят к выводу, что интрузив наверняка имеет меньший размер.) В вертикальном разрезе интрузива установлена последовательная смена пород от богатых магнезиальным оливином и кальциевым плагиоклазом в основании видимой части разреза до сложенных фаялитом, железистым пироксеном и натровым плагиоклазом вблизи кровли. Ведущим процессом, обусловившим такое строение интрузива, была гравитационная аккумуляция кристаллизующихся фаз на дне магматической камеры. Предполагается, что состав пород закаленной краевой фации представляет состав исходной магмы (табл. 5.1а). Знание составов как исходной
Таблица 5.1а. Средние составы пород Скергаардского интрузива
\3<1тиерде-
\. ванне,
0 35 70 88,2 95,7 98,2 99,3
ОкиселХ.
БЮа 50,8 48,7 45,7 45,7 45,2 43,8 44,2
А1203 19,5 18,0 16,0 15,3 13,3 11,0 8,1
Ре2Оа 0,7 1,8 3,3 3,5 3,6 4,2
РеО 4,5 6,8 10,2 13,3 16,4 20,2 25,4
М(?0 9,3 9,5 9,3 6,7 4,8 2,8 0,3
СаО 13,0 12,0 ¦10,7 10,2 9,7 9,3 8,8
Ыа20 2,12 2,20 2,43 2,85 3,17 3,08 2,62
К20 0,21 0,23 0,23 0,25 0,28 0,32 0,40
ТЮ2 0,55 0,71 0,88 2,95 2,67 2,50 2,28
РЯ05 МпО 0,04 0,03 0,07 0,08 0,08 2,17 1,54
0,16 0,13 0,08 0,16 0,16 0,27 0,48
Сумма 100,18 99,00 97,39 100,79 99,26 99,04 98,32
92 Часть II
магмы, так и пород по разрезу обнаженной части расслоенной серии в сочетании с результатами картирования и разумными предположениями о характере невскрытой части интрузива — все это позволило Уэйджеру 1[411] рассчитать состав магмы на последовательных стадиях фракционирования кристаллов. Такие же расчеты были выполнены для многих рассеянных элементов (см. работу [412]).
