Все о геологии :: на главную страницу! Геовикипедия 
wiki.web.ru 
Поиск  
  Rambler's Top100 Service
 Главная страница  Конференции: Календарь / Материалы  Каталог ссылок    Словарь       Форумы        В помощь студенту     Последние поступления
   Геология >> Вулканология | Книги
 Обсудить в форуме  Добавить новое сообщение

Моделирование фазовых равновесий при кристаллизации базальтовых магм

Условные обозначения
Авторы: А.А.Арискин, Г.С.Бармина
Лаборатория термодинамики и математического моделирования природных процессов ГЕОХИ РАН
(Моделирование фазовых равновесий при кристаллизации базальтовых магм.-М.:Наука,МАИК "Наука/Интерпериодика",2000.-363с.)

Назад | Оглавление| Далее

 3.3. Геохимическая термометрия троктолитов интрузива

Партридж Ривер (Дулутский комплекс, США)

Этот раздел подготовлен по результатам исследований, проведенных совместно с проф. К.И.Чалокву (Обурнский университет, Алабама, США). Они были инициированы двумя публикациями, касающимися посткумуляционного переуравновешивания оливина в породах интрузива Партридж Ривер в Миннесоте (Chalokwu, Grant, 1987) и долеритах Вельминского силла трапповой формации (Бармина и др., 1988). В этих работах были предприняты попытки оценить разными методами исходный (до переуравновешивания) состав кумулятивных кристаллов оливина. Зарубежные коллеги использовали для этого простые масс-балансовые расчеты, включающие оценки железистости захваченного расплава и пористости кумулятов, а мы задействовали метод геохимической термометрии. Последующее применение этого подхода к породам интрузива Партридж Ривер позволило получить важную информацию об условиях формирования этого объекта (Chalokwu et al., 1993, 1996).

Геологическое положение и особенности строения интрузива Партридж Ривер

Плутон Партридж Ривер входит в состав Дулутского комплекса изверженных пород, расположенного в районе озера Верхнее, штат Миннесота (США) - Рис. 3.5. Этот комплекс представляет собой клинообразное тело мощностью до 15 км, включающее серию анортозитовых, троктолитовых, габброидных, гранодиоритовых и гранитных интрузивов, которые обнажаются на площади более 1500 км2 (Chalokwu, Grant, 1990). В результате изотопно-геохимических исследований установлено, что внедрение этих массивов произошло 1.15-1.40 млрд. лет назад в пределах крупной внутриконтинентальной рифтовой системы (Grant, Chalokwu, 1992). Подстилают комплекс метаосадочные породы возрастом 1.6-1.7 млрд. лет, а перекрывают толеитовые базальты Вулканической Группы Кивинаван, формирование которой относят к тому же циклу вулкано-плутонической активности, когда образовывались интрузивы Дулутского комплекса. Согласно преобладающей точке зрения, внедрение анортозитовых тел предшествовало формированию троктолитов и габброидов.

 

 

Рис. 3.5. Геологическое положение Дулутского комплекса (A) и особенности строения разреза интрузива Партридж Ривер (Б) (Chalokwu, Grant, 1990)

А (Layered intrusions, 1996) : 1 - базальты Кивинаван, 2-6 Дулутский комплекс: 2 - тела троктолит-анортозитов, 3 - формация Вирджиния, 4 - формация Бивабик, 5 - метаосадки и метавулканиты, 6 - кварцевые монцониты и тоналиты, 7 - скв. DDH-221 интрузива Партридж Ривер

Б (Chalokwu, Grant, 1990): Разрез построен по данным бурения скважины DDH-221, положение которой на карте отмечено квадратом. Положение образцов показано слева от колонки разреза. I, II, III и IV - главные зоны, выделенные по структурно-петрографическим приз-накам.

1 - подстилающие породы формации Вирджиния; 2 - обогащенные оксидами габбро базальной зоны; 3 - ксенолиты подстилающих пород; 4 - оливиновые габбро; 5 - троктолиты

Интрузив Партридж Ривер относится к числу базитовых тел, существенно троктолитового состава, приуроченных к северо-западному контакту Дулутского комплекса (Рис. 3.5). Активные исследования этих объектов идут уже около 40 лет и обусловлены их медно-никелевой минерализацией, которая может иметь промышленное значение и проявлена в базальных частях троктолитовых интрузивов, напр. (Tyson, Chang, 1984; Lee, Ripley, 1995). К этим горизонтам приурочена и платинометальная минерализация (Mogessie et al., 1991). Благодаря детальной разбуренности и значительному объему данных по петрологии, геохимии и минералогии, плутон Партридж Ривер является наиболее изученным среди интрузивных тел Дулутского комплекса. Подробное описание строения этого интрузива дано по результатам исследований керна из скв. DDH-221 (Chalokwu, Grant, 1990; Grant, Chalokwu, 1992).

Особенности строения. На основании структурно-генетической интерпретации шлифов для более 60 образцов из керна DDH-221 породы интрузива Партридж Ривер интерпретируются как трехкомпонентные смеси кумулятивного плагиоклаза, кумулятивного оливина и захваченного расплава. Интеркумулятивный материал представлен Pl, Ol, клино- и ортопироксеном, титаномагнетитом и включает следовые количества биотита и апатита. Внутренние контакты в интрузиве были идентифицированы по резким изменениям пропорций кумулятивных минералов и зернистости пород, что формально позволило выделить 4 главные зоны, показанные на Рис. 3.5. При этом фактически зоны II, III и IV представляют переслаивание разновидностей троктолитов и оливиновых габбро, а зона I сложена богатыми магнетитом тонкозернистыми габбро, где кумулятивные оливин и плагиоклаз присутствуют в резко подчиненном количестве. Именно в этой зоне наблюдаются рудообразующие проявления сульфидов.

Проблемы петрологии и геохимии

В региональном аспекте главная петрологическая проблема интрузива Партридж Ривер (как и других тел троктолитов, анортозитов и габброидов) касается состава исходной магмы. Существуют представления, что в качестве родительских расплавов здесь могут выступать высоко-Al или низко-Al толеиты, представленные среди базальтов Кивинаван. В свою очередь, эти возможные источники интрузивных магм Дулутского комплекса могли быть выведены путем фракционной кристаллизации из более примитивного оливинового толеита.

 

Рис. 3.6. Вариации наблюдаемого состава Ol и Pl в сравнении с рассчитанным составом оливина в породах интрузива Партридж Ривер

1 - данные природных наблюдений включают средние значения, рассчитанные по 8 точкам для каждого изученного образца (Chalokwu, Grant, 1987). 2 - Реальные составы оливина показаны залитыми символами

Проблемы внутреннего строения интрузива включают:

(1) механизм формирования выделенных структурных единиц и прежде всего природу различий между зоной I и зонами II-IV;

(2) объяснение резких вариаций наблюдаемого состава Ol в нижней зоне на фоне незначительных колебаний состава Pl (Рис. 3.6);

(3) интерпретацию петрохимических особенностей, свидетельствующих о значительных вариациях содержаний петрогенных компонентов, несмотря на постоянство отношения CaO/Al2O3 по всему разрезу и относительную устойчивость отношения FeO/MgO (за исключением нижней зоны) - Рис. 3.7;

(4) интерпретацию геохимических данных, указывающих на весьма необычное обогащение базальной зоны интрузива некогерентными компонентами (Ti, P, Zr, Ba, Y, РЗЭ), которое достигает 4-х, 5-ти и даже девятикратных значений по сравнению с вышележащими породами (Grant, Chalokwu, 1992);

(5) механизм формирования сульфидного оруденения, который, очевидно, связан с поставленными выше вопросами, но его рассмотрение выходит за рамки данной работы.

Рис. 3.7. Вариации содержаний главных петрогенных компонентов, петрохимических отношений и некоторых несовместимых микроэлементов по разрезу скв. DDH-221

fig3_7.gif (12520 bytes)

Возможность использования метода геохимической термометрии для решения вопросов формирования данного интрузива обусловлена совокупностью петролого-геохимических данных, указывающих на то, что крупномасштабного фракционирования исходного расплава в магматической камере не происходило. Об этом свидетельствует постоянство петрохимических отношений для большей части разреза (Рис. 3.7), незначительные вариации по разрезу состава ядер Ol (Fo69 3 - Chalokwu, Grant, 1987) и Pl (An66 3 - Chalokwu, Grant, 1990), а также отсутствие структурных и химических признаков появления кумулятивного клинопироксена, как 3-й или 4-й кристаллизующейся фазы. Кроме того, данные изучения дифференцированных силлов и интрузивных комплексов однозначно указывают, что одним из результатов внутрикамерного фракционирования магмы является обогащение несовместимыми элементами горизонтов, наблюдаемых в верхней трети расслоенных тел (Уэйджер, Браун, 1970; Нестеренко, Альмухамедов, 1973; Morse, 1981; Френкель и др., 1988), а не в базальной зоне, как это имеет место в интрузиве Партридж Ривер (Рис. 3.7).

Можно также отметить, что масс-балансовые расчеты для сильно несовместимых микроэлементов приводят к демонстративно отчетливой зависимости их содержания в породах от доли захваченного в интеркумулусе расплава, независимо от положения в разрезе. Все эти обстоятельства позволяют предполагать, что наблюдаемые в породах интрузива Партридж Ривер вариации содержаний главных и примесных элементов связаны с перераспределением относительных количеств кристаллов и расплава при отсутствии признаков их химического фракционирования. Образованные в этих условиях породы представляют удачный объект для применения метода геохимической термометрии.

Реализации этих подходов способствуют имеющиеся оценки некоторых термодинамических условий формирования плутона. Исходя из минеральных парагенезисов, наблюдаемых в подстилающих интрузив метаосадочных породах, давление в момент интрудирования магмы было оценено как 2-3 кбар (Simmons et al., 1974). Данные редоксиметрии по равновесию магнетит-ильменит для пород базальной зоны указывают, что кристаллизация интрузивных пород происходила при летучести кислорода, определяемой интервалом буферных равновесий QFM и WM (Pasteris, 1985).

Оценки температуры и состава исходного расплава

Для проведения геохимической термометрии мы выбрали 5 наиболее контрастных образцов из верхней трети интрузива (зоны III и IV - Рис. 3.6), "закаленное" габбро из нижней приконтактовой зоны I (обр. 201) и состав, отвечающий средневзвешенному составу интрузива (Табл. 3.3). Этот состав, обозначенный PRIM, можно рассматривать как представляющий усредненную фазовую ассоциацию первичной расплавно-кристаллической смеси и аппроксимирующий таким образом исходную магму интрузива Партридж Ривер. Строго говоря, данное приближение должно "работать" для идеальных пластовых тел, однако допущение об отсутствии фракционирования магмы в масштабе интрузивной камеры оправдывает использование в последующих расчетах этой средневзвешенной оценки.

Табл. 3.3. Составы кумулятивных пород и исходной магмы интрузива Партридж Ривер, использованные для геохимической термометрии (по данным Chalokwu et al., 1993)

Образец 2 7 41 56 77 201 PRIM
Глубина, м 9.8 21.6 107.3 152.1 207.0 502.9 -
SiO2 47.60 47.39 44.00 48.66 47.05 44.73 46.81
TiO2 1.05 1.46 1.39 0.90 1.70 3.32 1.15
Al2O3 19.83 19.16 12.82 20.95 18.00 13.74 18.79
FeO 11.05 11.73 18.58 9.27 13.16 21.28 12.31
MnO 0.12 0.13 0.23 0.11 0.15 0.20 0.14
MgO 7.98 7.45 14.70 6.83 7.87 6.08 8.85
CaO 8.91 9.06 6.05 9.83 8.18 7.32 8.80
Na2O 2.89 2.99 1.78 2.85 2.92 2.09 2.57
K2O 0.45 0.45 0.33 0.49 0.74 0.91 0.46
P2O5 0.10 0.19 0.11 0.11 0.23 0.34 0.12
FeO/MgO 1.38 1.58 1.26 1.36 1.67 3.50 1.39
CaO/Al2O3 0.45 0.47 0.47 0.47 0.46 0.53 0.47
Ni 161 183 484 245 245 1496 536
Co 68 82 119 63 71 111 82
Sr 319 314 206 351 305 212 302
Sc 8.4 12.7 11.6 9.1 11.5 24.0 10.0
La 6.5 11.0 6.2 8.3 14.9 22.3 8.6
Lu 0.12 0.22 0.13 0.18 0.31 0.51 0.17

Примечания. PRIM - средневзвешенный состав, рассчитанный для 40 пород с учетом мощности горизонтов, которые они представляют. Все составы приведены к безводной основе (мас.%); содержания элементов-примесей даны в ppm.

Расчеты траекторий равновесной кристаллизации проводились, используя программу КОМАГМАТ-3.0, при давлении 2 кбар и окислительно-восстановительных условиях 0.5 лог. ед. выше буфера WM. Шаг кристаллизации составлял $\Delta \varphi_{cr}$ =1 мол.%. Максимальная степень закристаллизованности 80% фиксировалась в диапазоне температур 1080-1130оС.

Последовательность кристаллизации выбранных исходных составов показана на Рис. 3.8. Как следует из этих данных, для 4-х исходных составов (обр. 2, 7, 77 и PRIM) наблюдается субкотектическая ассоциация Ol+Pl при температурах 1200-1240оС. В случае наиболее магнезиального обр. 41 отмечается широкое поле кристаллизации избыточного оливина, а для глиноземистого троктолита (обр. 56) первым кристаллизуется плагиоклаз около 1300оС.

fig3_8.gif (10833 bytes)

Рис. 3.8. Рассчитанные последовательности кристаллизации минералов из расплавов пород и исходной магмы интрузива Партридж Ривер (Табл. 3.3)

Расчеты траекторий равновесной кристаллизации проводились при давлении 2 кбар и окислительно-восстановительных условиях 0.5 лог. ед. выше буфера WM (Chalokwu et al., 1993)

Образец из нижней приконтактовой зоны интересен тем, что он дает низкотемпературную ассоциацию Ol-Mt Pl примерно от 1180оС. Эти значения температуры кристаллизации магнетита, по-видимому, несколько переоценены, т.к. расчеты велись с использованием более ранней версии модели КОМАГМАТ, а структурно-петрографические данные не позволяют рассматривать Mt в качестве одной из ранних кристаллизующихся фаз (Chalokwu, Grant, 1990). В целом, можно констатировать, что модельные порядки кристаллизации хорошо согласуются с данными петрологических наблюдений, указывающих на котектическую (Ol+Pl) природу троктолитов и габброидов интрузива Партридж Ривер.

Эволюция состава расплава для рассчитанных траекторий кристаллизации показана на Рис. 3.9. Визуальный анализ этих линий показывает, что сближение некоторых траекторий проявляется уже при температуре 1200оС, однако их полное пересечение по 7-ми петрогенным компонентам (калий здесь не убедителен) происходит вблизи 1150оС.

Рис. 3.9. Рассчитанные линии эволюции состава расплава пот равновесной кристаллизации расплавов пород и исходной магмы интрузива Партридж Ривер (см. Табл. 3.3.)

Расчеты проводились по программе КОМАГМАТ-3.0 при давлении 2 кбар и окислительно-восстановительных условиях 0.5 лог. ед. выше буфера WM

Набор ликвидусных фаз при этой температуре отвечает ассоциации Ol+Pl Mt+l, что в соответствии с принципами геохимической термометрии требует учета как минимум 5 компонентов расплава для придания данной температуре петрогенетического значения (см. раздел 3.1). Таким образом, случайное пересечение 7 траекторий в узкой области составов сразу по семи компонентам - событие маловероятное и найденная величина 1150 10оС может принята в качестве температуры исходной магмы в момент ее внедрения в камеру.

Рассчитанные при 1150оС составы модельных расплавов для каждого образца приведены в Табл. 3.4. Как видно, они оказались действительно близки, в результате чего оценка среднего состава магматического расплава характеризуется низкими значениями стандартных отклонений. Именно этот состав принимается в качестве исходного магматического расплава пород интрузива Партридж Ривер.

Табл. 3.4. Составы модельных расплавов кумулятивных пород и исходной магмы при температуре около 1150оС, полученные в результате геохимической термометрии ( Chalokwu et al., 1993)

 

Образец 2 7 41 56 77 201 PRIM Среднее (s )
Температура 1150.2 1150.0 1149.9 1150.6 1150.5 1150.4 1149.9 при 1150оС
SiO2 47.80 47.99 48.73 48.85 47.71 48.63 48.16 48.26 (0.43)
TiO2 3.10 3.08 3.10 2.71 3.08 2.47 3.02 2.94 (0.23)
Al2O3 15.32 14.51 14.94 14.83 15.63 14.86 15.01 15.01 (0.34)
FeO 15.91 15.40 16.35 15.18 15.50 16.82 15.72 15.84 (0.53)
MnO 0.19 0.20 0.22 0.19 0.20 0.18 0.20 0.20 (0.01)
MgO 5.13 5.28 5.11 5.35 5.08 5.16 5.19 5.19 (0.09)
CaO 8.02 8.88 7.76 8.69 7.78 8.06 8.29 8.21 (0.40)
Na2O 2.71 2.85 2.47 2.38 3.02 2.32 2.64 2.63 (0.24)
K2O 1.49 1.27 0.98 1.49 1.54 1.09 1.41 1.32 (0.20)
P2O5 0.34 0.55 0.34 0.34 0.47 0.41 0.37 0.40 (0.07)
FeO/MgO 3.10 2.92 3.20 2.84 3.05 3.26 3.03 3.06 (0.14)
CaO/Al2O3 0.52 0.61 0.52 0.59 0.50 0.54 0.55 0.55 (0.04)
Ni 36.5 42.7 55.2 73.5 59.1 377.3* 107.3* 53.4 (13.0)
Co 52.3 62.6 50.4 59.7 52.0 68.8 56.6 57.5 (6.2)
Sr 175.7 178.1 187.7 184.5 199.0 219.0 178.8 189.0 (14.3)
Sc 20.6 26.8 21.7 22.7 19.9 23.4 22.7 22.5 (2.1)
La 15.2 23.7 15.6 18.3 26.4 26.5 19.9 20.8 (4.4)
Lu 0.372 0.595 0.354 0.518 0.630 0.608 0.493 0.510 (0.10)

Примечания. Средний состав рассчитан в точке пересечения 7 эволюционных линий при T=1150оС. Данные для Ni, помеченные символом *, не были включены в расчет среднего.

Поведение микроэлементов. В принципе, модельные содержания элементов-примесей в расплаве можно также задействовать для целей термометрии или независимого контроля точности вычислений. Однако, нашу попытку использовать для этого данные по содержаниям некоторых микроэлементов (Ni, Co, Sr, Sc, La, Lu - Табл. 3.3) нельзя назвать успешной. Эволюционные линии для этих элементов демонстрируют не столько четкие пересечения, сколько общую сходимость в область температур ниже 1200оС. Мы связываем этот факт с тем, что температурно-композиционные зависимости коэффициентов распределения микроэлементов, использованные при проведении вычислений (Табл. 2.6-2.8), были определены с меньшей степенью надежности, чем константы равновесия для главных компонентов. При этом нельзя не учитывать и распространение сульфидов в интрузиве, которое не учитывалось при моделировании поведения Ni и Co.

Тем не менее, относительный разброс содержаний выбранных микроэлементов в модельных расплавах при 1150оС оказался не столь велик и рассчитанные на основании этих данных средние значения концентрации в исходном магматическом расплаве можно также использовать для последующего петролого-геохимического анализа (Табл. 3.4).

Исходные составы минералов. Привлекательная особенность метода геохимической термометрии состоит в возможности оценки исходных (до переуравновешивания) составов кумулятивных минералов. Очевидно, что если нам действительно удалось оценить параметры первичного равновесия в исходной магме, то найденной температуре 1150оС должно отвечать пересечение не только линий эволюции состава расплава, но также составов минералов. На Рис. 3.10 показаны результаты расчетов для оливина и плагиоклаза.

Рис. 3.10. Рассчитанные линии эволюции состава оливина и плагиоклаза при равновесной кристаллизации расплавов пород и исходной магмы интрузива Партридж Ривер (Табл. 3.3)

Условия вычислений см. подписи к Рис. 3.8 и 3.9

fig3_10.gif (5656 bytes)

Как видно, для оливина такое пересечение фиксируется вполне отчетливо. Рассчитанный по 7 точкам состав модельного оливина при 1150оС отвечает Fo66.7 1.0. Этот состав близок среднему исходному составу оливина Fo69 3, рассчитанному ранее с использованием данных по содержаниям в породах несовместимых элементов и пористости кумулятов (Chalokwu, Grant, 1987). Обе эти оценки дают существенно более магнезиальный Ol по сравнению со средним составом по данным микрозондовых исследований - Fo55 8 (Chalokwu, Grant, 1990). Установленные расхождения находят объяснение как результат посткумулусного переуравновешивания исходного оливина с захваченным расплавом при остывании и затвердевании кумулятивных смесей. Этот эффект наиболее сильно проявлен в приконтактовых породах, в частности в закаленном габбро. Средний наблюдаемый состав Ol в обр. 201 отвечает Fo31, тогда как результаты расчетов при 1150оС дают для этого образца примерно Fo65 (Рис. 3.10).

В случае состава плагиоклаза четкого пересечения модельных линий не идентифицировано. Тем не менее, рассчитанный при 1150оС средний исходный состав модельного плагиоклаза An64.2 2.5 практически идентичен среднему составу ядер Pl по микрозондовым данным (An66.3 3). Это указывает на то, что в отношении плагиоклаза процессы переуравновешивания в кумулусе идут не столь эффективно.

Генетическая интерпретация полученных результатов

Поскольку в основе расчета траекторий равновесной кристаллизации лежит условие закрытости системы и сохранение баланса масс (Глава 2), результатом геохимической термометрии помимо оценки исходных фазовых составов является определение первичных пропорций минералов и расплава для каждого образца. Эти модельные фазовые соотношения показаны на Рис. 3.11. Первичный фазовый состав для выбранных образцов приведен здесь соответственно их положению в разрезе интрузива Партридж Ривер. Ниже даны параметры исходной магмы PRIM при температуре внедрения 1150оС.

fig3_11.gif (4484 bytes) Рис. 3.11. Рассчитанные первичные фазовые пропорции минералов и расплава для пород и исходной магмы интрузива Партридж Ривер (Табл. 3.3)

Условия вычислений отвечают данным, показанным на Рис. 3.8-3.10

При анализе такого рода данных надо учитывать, что при погрешности оценки температуры порядка 10оС неопределенности в расчете первичных фазовых пропорций будут составлять 3-6 мас.%. Этот интервал перекрывает модельную долю магнетита в исходной магме. Именно поэтому для первичной фазовой ассоциации мы используем обозначение Ol+Pl Mt+l.

Необходимо учитывать и тот факт, что указанные неопределенности 3-6 мас.% относятся к абсолютным значениям. При практических расчетах отклонения модельных температур от реальных проявляются обычно в одну и туже сторону для всех образцов, поэтому при генетической интерпретации данных геохимической термометрии относительные фазовые пропорции оказываются более информативны.

Таким образом, приведенные на Рис. 3.11 данные свидетельствуют о значительных вариациях исходных пропорций оливина, плагиоклаза и расплава в породах интрузива Партридж Ривер. Так, для обогащенного MgO обр. 41 количество Ol в исходной смеси достигает примерно 40 мас.%, а в случае высокоглиноземистого состава обр. 56 в ликвидусной ассоциации резко преобладает Pl (> 50 мас.%). Количество захваченного расплава в породах верхней части интрузива варьирует примерно от 25 до 40 мас.%. Максимальное количество захваченного расплава рассчитано для обр. 201, который ранее был предложен в качестве закаленного габбро интрузива Партридж Ривер (Chalokwu, Grant, 1990). Строго говоря, термин "захваченный" здесь неуместен, поскольку модельная доля исходного расплава составляет более 80 мас.% (Рис. 3.11).

Этот результат подтверждает вывод о том, что главная причина резкого обогащения некогерентными элементами нижней приконтактовой зоны связана с увеличением (сверху вниз) количества исходного расплава, которое при переходе от кумулятов к приконтактовым породам возрастает в 4-5 раз (Chalokwu, Grant, 1987, 1990). В пользу этого вывода свидетельствуют результаты прямого ЭВМ-моделирования перераспределения кумулятивных фаз и содержаний некогерентных элементов в нижней части интрузива Партридж Ривер, которое позднее мы провели с использованием динамического блока программы КОМАГМАТ (Chalokwu, et al., 1996).

Первичные фазовые пропорции исходной магмы (состав PRIM) были оценены как 32% магматического расплава и 68% кристаллического материала (Рис. 3.11). Эта оценка выглядит несколько неожиданной, т.к. обычно считается, что возможности течения и внедрения магм ограничены кристалличностью порядка 50-60% (см. раздел 1.1). В данном случае естественно допустить, что именно высокая исходная кристалличность магмы препятствовала глобальному отделению минералов от расплава и эффективному фракционированию магмы в столь крупной магматической камере.

Следует подчеркнуть, что рассчитанная высокая закристаллизованность магмы интрузива Партридж Ривер согласуется с оценками исходной кристалличности "анортозитовых" магм Дулутского комплекса (Miller, Weiblen, 1990) и некоторых субвулканических тел в области распространения базальтов Киванаван (Jones, 1984), в соответствии с которыми они содержали до 50-60% кристаллов плагиоклаза.

Больше вопросов вызывает механизм перераспределения кристаллов и расплава в сильно закристаллизованной системе Партридж Ривер. Для основной массы пород можно предположить, что наблюдаемые вариации относительных количеств Ol, Pl и расплава отражают неоднородности фазового состава магмы в момент внедрения. Однако в отношении обедненной кристаллами нижней зоны при условии закрытости магматической камеры приходится допускать либо всплывание зерен минералов в вязкой суспензии, либо направленное вниз просачивание расплава (фильтр-прессинг). Более реалистичным с физической точки зрения автору представляется второй вариант, особенно если учесть, что при температуре 1150оС плотность исходного ферробазальтового расплава (Табл. 3.4) примерно на 0.15 г/см3 превышает плотность кристаллов плагиоклаза состава An65.

Таким образом, данные геохимической термометрии позволяют дать генетическую интерпретацию отмеченным выше особенностям внутреннего строения интрузива Партридж Ривер. С позиций региональной петрологии главный интерес представляет сравнение оцененного состава исходного расплава и химизма ассоциирующих с интрузивами Дулутского комплекса базальтоидов.

Таблица 3.5. Сравнение модельного состава исходного расплава интрузива Партридж Ривер и некоторых низко-Al ферробазальтов Киванаван.

Состав

PRIM расплав

Ферробазальты

 

(Табл. 3.4)

(Wilband, Wasuwanich, 1980)

SiO2

48.26

47.34

47.70

TiO2

2.94

2.31

2.66

Al2O3

15.01

15.55

16.08

FeOtot

15.84

14.96

13.70

MnO

0.20

0.21

0.22

MgO

5.19

6.85

6.18

CaO

8.21

7.59

8.87

Na2O

2.63

3.17

3.10

K2O

1.32

1.84

1.28

P2O5

0.40

0.18

0.24

Как видно из Табл. 3.5, модельный состав исходного расплава близок реальным ферробазальтовым лавам Киванаван Портэйдж Лэйк из района озера Верхнее, которые были описаны в работе (Wilband,Wasuwanich, 1980).

 

Назад | Оглавление| Далее

 


 См. также
Дипломные работыОценка условий кристаллизации ареального вулканизма г. Терпук Срединного хребта, Камчатки.: Content
Дипломные работыОценка условий кристаллизации ареального вулканизма г. Терпук Срединного хребта, Камчатки.: Introduce

Проект осуществляется при поддержке:
Геологического факультета МГУ,
РФФИ
   

TopList Rambler's Top100