ГЛУБИННЫЕ КСЕНОЛИТЫ

Ксенолиты

Во всех типах глубинных магм наряду с разнообразными по составу коровыми ксенолитами встречаются мантийные включения основного и ультраосновного состава [2]. В кимберлитах ксенолиты основного состава представлены эклогитами Omc+Grt+Rt Sph Ky Dm и ультраосновные породами (ультрабазитами). Химические составы эти пород приведены в таблице1. Наряду с рутилом в эклогитах иногда встречается богатый глиноземом (Al₂O₃) сфен и коэсит - ультравысокобарная полиморфная разновидность кремнезема. Среди ультраосновных ксенолитов преобладают лерцолиты - шпинелевые (или гранатовые Grt+Cpx+Opx Phl Ol Spl_Сr Dm), реже встречаются верлиты (Grt+Cpx Ol Phl Spl_Сr Dm) и клинопироксениты (Grt+Cpx Phl Spl_Сr Dm). Для всех них характерна X_Mg > 0.7. Переход между шпинелевыми и гранатовыми лерцолитами определяется реакцией:

Spl+Opx = Ol+Grt,

которая смещается вправо с возрастанием давления (от 17 000 атм. и выше). Так что шпинелевые разновидности лерцолитов захватываются магмами на относительно малых глубинах, не более 50 км. Однако вхождение хрома в шпинель резко расширяет поле ее стабильности в высокобарную область, и тогда становится устойчивой ее ассоциация с гранатом. Алмаз встречается во всех разновидностях этих пород, но в эклогитах его несравненно больше. Кристаллы алмаза очень часто содержат включения более ранних силикатов (Grt, Cpx, Ol, Phl, Spl, Сr и др.). Очень редко встречаются включения более раннего алмаза в более позднем. Однако включения в алмазе - это большая самостоятельная тема, выходящая за рамки этой статьи.

Далеко не во всех разновидностях базальтов встречаются ксенолиты. Как отмечено выше, они обычны лишь в так называемых щелочных базальтах. Как и в кимберлитовых трубках, ксенолиты в них представлены эклогитами и ультрабазитами. Среди ультрабазитов преобладают шпинелевые разновидности, тогда как гранатовые чрезвычайно редки. Это свидетельствует о том, что расплавы щелочных базальтов зарождаются при более низком давлении по сравнению с кимберлитовыми. Так что в общем случае кимберлитовые магмы выносят из верхней мантии более глубинные ксенолиты.

На основе сравнительного изучения химии ксенолитов и слагающих их минералов можно придти к выводу о составе верхней мантии до глубин не менее 120-130 км (нижний по давлению предел стабильности алмаза около 40 000 атм.). Очевидно, что в ней отсутствуют кислые и средние [3] по составу породы. Все известные находки в кимберлитовых трубках и базальтах включений гранитов и диоритов, равно как и разнообразных метаморфических пород, по данным изотопной геохимии и геотермобарометрии неизменно квалифицируются как ксенолиты земной коры. Однако нельзя утверждать что на основе изучения ксенолитов, можно сделать заключение о неком однообразии состава верхней мантии Земли. Это далеко не так. Сами ксенолиты из кимберлитовых трубок и щелочных базальтов чрезвычайно неоднородны как по химическому, так и по минеральному составу. Достаточно сказать, что спектр составов твердого раствора граната из одной и той же кимберлитовой провинции варьирует от гроссуляра до пиропа. Встречаются и высокохромистые гранаты, с высоким содержанием кноргитового компонента. В соответствии с известными экспериментальными данными такие гранаты должны характеризовать глубины порядка 180-200 км. Неоднороден и изотопный состав ксенолитов. Поэтому петрологи давно уже пришли к выводу о гетерогенности состава верхней мантии как в глубину, так и по латерали. Ее состав в каждой данной области определяется прежде всего эволюцией глубинных диапиров [3, 6], зарождающихся во внешнем ядре Земли и в силу их насыщенности относительно легкими, особенно флюидными (сжатые газы) компонентами, всплывающих в сторону ее поверхности. Так что верхняя мантия скорее всего сложена многочисленными продуктами химической и гравитационной дифференциации таких диапиров. Продуктами дифференциации таких диапиров являются и сами глубинные магмы. Кимберлитовые их разновидности - лампроитовые и карбонатитовые расплавы - это существенно флюидные магмы (табл.1). Поэтому нет ничего удивительного в высоких скоростях их подъема к поверхности [3] кимберлитов их разновидностей - лампроитовых и карбонатитовых расплавов - это существенно флюидные магмы (табл.1).

Вместе с тем их составы ксенолитов на разных уровнях верхней мантии часто оказываются достаточно близкими (сравнить 1 и 2 в табл. 1). Отсюда можно сделать заключение, что в самом общем случае ее состав на глубинах от 60 до 130 км, достаточно однотипен, т.е. при разнообразии химизма мантия сложена приблизительно одними и теми же типами пород.

Следующая страница| Назад| Условные обозначения