Петрология. I. Основы кристаллооптики и породообразующие минералы - Маракушев A.A.
ISBN 5-89176-104-1
Скачать (прямая ссылка):
Внешняя часть Земного ядра находится в жидком состоянии. Оно богато водородом идругими лехучггшпшмпоиенгами (около 16 мас.%), благодаря чему плотность земного ядра на 8-10% ниже плотности никель-железного сплава, находящегося в соответствующих РТ-условиях.
Непосредственно над ядром в нижней матии выделяется слой "D", в котором предполагается разложение силикатов на составляющие их оксиды. По геофизическим параметрам этот слой отличается от нижней мантии, в которой стабшшзируются соединения типа (Mg,Fe)Si03, имеющие плотную пе-ровскитовую структуру. Исклюшттельная стабильность MgSiO3Co структурой типаромбического перовскигав широком диапазоне давлений, соответству-юищх глубинам низов мантии, позволяет считать его одним из главныхком-понентов этой геосферы. Не меньшей устойчивостью отличается и вюстиг FexO, состав которого в условиях нижней мантии характеризуется значением стехиометрического коэффициента х<0,98, что означает одновременное присутствие в его составе Fe2+ и Fe3+.
По геофизическим данным, нижняя мантия на огромном ее протяжении представляется однородной, а ее минералоптческий состав является проблематичным, характеризуясь, по-видимому, в целом как агрегатперовскита и магнезиовюстата (рис. 91). Выше нее в интервале глубин 700-350 км выделяется зона, переходная к верхней мантии. Она характеризуется сейсмической неоднородностью, обусловленной фазовыми переходами минералов, в числе которых важную роль играет превращение оливина (Mg, Fe)2SiO4 в его плотную модификацию шпинелевой структуры (у-шпннелъ~-рпнгвудит). Изомор
290
Заключение
Рис. 91. Схема минеральных трансформаций в мантии Земли, по [Stoffler, 1997]. В скобках указаны объемные содержания минералов в процентах.
физм магния и железа растаивает этот переход на огромный диапазон давления от 140 кбар (Mg2SiO4) до 50 кбар (Fe2SiO4).
Верхняя мантия (до глубины 350 км) сложена ультраосновными и основны-ми породами, главными минералами которых являются оливин, пироксены, аль-мандин-пироповый гранат, хромит, шпинель и алмаз, а в верхней части также плагиоклаз и графит. Алмаз сменяет графит на глубинах порядка 150км.
Мантия имеет в общем ультраосновной состав и отделяется от земной коры, (основной по составу) четкой границей M (поверхность Мохоровичи-ча). Она недоступна для петрографического исследования, и для суждения о ней помимо геофизических данных привлекаются результаты исследования интрузивных пород, связанных своим происхождением с магматическими очагами, развивающимися в машийном субстрате. Минералы, кристаллизующиеся в глубинных очагах перед внедрением магмы в земную кору называются интрателлурическими.
Обзор минералов по главным типам горных пород_291
Минералы, кристаллизовавшиеся в мантийных магматических очагах. Магматические очаги в мантии возшжаютпод воздействием флюидных потоков, исходятдих из расплавного земного ядр а. В инхразвиваютея реакции даспропорщюнир ования компонентов, генерирующие водный компонент (Н2+СО=С+Н А ЗН2+СО=СН4+Н20, Н2+ЗСО=2С+С02+Н2Оидф.). особенно способствующий плавлению манншного субстрата. Возникающие при плавлении первичные магмы расслаиваются на перидотаговую (нижнюю), пироксени-товую иэклогитовую (верхнюю) зоны, различающиеся по составу игарателлу-ршееких минералов, кристаллизуюодоссяв очагах, отвечающихглубинам 150™ 200км. Интрателлурическая кристаллизация предшествует внедренгао матийныхмалм в земную кору, В число !тшратеялуршесштх минералов входит и алмаз, захватъгошощий в виде включений минералы самойранней магаийной 1фисталтизаирии - гранат, пироксены, оливин, хромит, сульфиды, вюстит, самородное железо. По включениям характерных минералов алмазы подразделяются на первдотитовый, клинопир оксенитовьм и эклогиговый типы.
Алмазы так называемого перидотитового типа содержатвключения богатых никелем сульфидов, оливина, пиропа, пироксенов и хромита. Образование их в глубинных очагах в режиме высокого давления (40-60 кбар) определяет специфику их состава, обусловленную широким полем стабильности пиропа, концентргфующего в своем составе Al2O3, вследствие чего клинопироксены, ортопироксены и хромит (рис 92) кристаллизующиеся в алмазной фации глубинности совместно с алмазом, крайне бедны этим компонентом.
Однако, эта специфика состава минералов, образующихвключения в алмазе перидотитового типа, не свойственна самим пироповым перидотатам, являющимсяпо отношештю к алмазу вмещающими пор одами. Алмазы с включениями хромита и бедных глиноземом пироксенов, в общем случае, находятся в хромигашелевых пер гщотитах, содержащих пироксены, более богатые Al2O3. Согласно диаграмме, это определяет полифациалъность алмазоносных перидотитов по режиму давления, характеризуя ихкак интрузивные породы. Начало их кристаллизации относится к алмазной фации глубинности (поле I на рис. 92), а полная консолидация этих пород происходит далеко за ее пределами - на более высоких уровнях мантии или в земной коре.
На рис. 92 показана одаонаправленность изменения состава равновесных хромшпинели и энстатита в пироповых пергщотитах. При достаточно высоком давлении, отвечающем кристяллшацшпироповьк гарцбургитов (поле
