Происхождение высококалиевых вулканитов Везувия (Италия)

Глава 4. Петрография и минералогия пород современного периода активности вулкана Везувий

Петрографические особенности ультраосновных включений и высококалиевых эффузивов

Ультраосновные включения, вынесенные на поверхность во время катастрофических плинианских извержений, представляют собой полнокристаллические округлые крупнозернистые образования размером 15 - 20 см с массивной текстурой и кумулятивной структурой, которая выражается в субидиоморфности зерен слагающих их минералов (клинопироксена, оливина и флогопита). Сложены ультраосновные включения клинопироксеном Wo₄₅(70 - 90% от общего объема породы), оливином Fo_84-88(до 10%), флогопитом (10 - 15%); в качестве акцессорных минералов присутствуют шпинель, титаномагнетит и апатит, что позволяет отнести эти породы к флогопитсодержащим оливиновым пироксенитам. В ультраосновных включениях выделены одна генерация оливина, три генерации клинопироксена, по две флогопита и титаномагнетита.

Высококалиевые эффузивы представлены базанитами, тефритами и фонолитами (последние крайне редки). Базаниты имеют порфировую структуру и массивную текстуру. Среди вкрапленников в базанитах выделяются две генерации. Вкрапленники первой генерации сложены клинопироксеном (до 90 %) (центральные части - диопсидом - Wo₄₅, краевые - салитом - Wo₅₀) и оливином (до 20%). Вкрапленники второй генерации сложены клинопироксеном (до 80%), лейцитом (до 30%) и плагиоклазом (~20%) (An₈₅). Тефриты сходны по составу с базанитами, они также обладают массивной текстурой и порфировой структурой. Вкрапленники в тефритах, также как и в базанитах представлены двумя генерациями. Первая генерация вкрапленников представлена исключительно клинопироксеном, во второй количество лейцита и плагиоклаза возрастает (30 и 40% соответственно). Основная масса имеет микролитовую структуру и сложена микролитами клинопироксена, оливина, плагиоклаза, лейцита, титаномагнетита. Фонолиты - наиболее дифференцированные породы высококалиевой серии вулкана Везувий, довольно редки (их доля не превышает 10 %). В них, также как и в базанитах и тефритах, присутствуют две генерации вкрапленников, причем большую часть их слагают лейцит и плагиоклаз.

Из петрографического описания и структурно-текстурных особенностей пород следует, что и в ультраосновных включениях, и в высококалиевых лавах наблюдается несколько парагенезисов минералов. В ультраосновных включениях это: оливин + клинопироксен + шпинель; клинопироксен + флогопит + титаномагнетит; клинопироксен + флогопит + титаномагнетит + апатит. В лавах - оливин + клинопироксен + титаномагнетит; клинопироксен + лейцит + плагиоклаз + титаномагнетит; клинопироксен + лейцит + плагиоклаз + оливин + титаномагнетит + апатит.

Химические составы минералов вулканитов Везувия и их эволюция

Рис.1

Клинопироксен. Клинопироксен является наиболее распространенным минералом: он входит в состав всех выделенных парагенезисов, а, следовательно, определение характера эволюции состава этого минерала наиболее полно отражает эволюцию расплава. В ходе исследования химических составов было выделено три типа клинопироксенов: 1) клинопироксен центральных частей зерен из включений, базанитов и тефритов (рис. 1, 2, 3); 2) краевые зоны зерен пироксенов из включений, базанитов и тефритов (на рис 2. более светлые зоны) и клинопироксен второй генерации во включениях и лавах; 3) пироксены основной массы и самые темные зоны кайм в клинопироксенах из лав (рис.2). Общим для всех типов пироксенов является довольно низкое для минералов щелочных пород содержание TiO₂, появление в краевых частях K₂O и Na₂O.

Если во включениях клинопироксен первого типа может слагать от 70 до 100% зерен, то во вкрапленниках из лав этот пироксен присутствует лишь в виде реликтов (рис. 1), причем степень его резорбции увеличивается от базанитов к тефритам. Это объясняется тем, что клинопироксен первого типа был неравновесен расплаву, из которого формировались тефриты.

Рис.2

Клинопироксен второго типа, как уже было сказано выше, встречается в каймах вокруг клинопироксена первого типа (рис. 1) и в виде самостоятельных зерен. Он отличается от клинопироксена первого типа большим содержанием Al₂O₃, TiO₂, FeO (рис. 2, 3). Содержание кальция в каймах пироксенов из включений слабо возрастает, в то время как в каймах пироксенов из лав остается неизменным - это является следствием одновременной кристаллизации клинопироксенов второго типа и плагиоклаза. Так же для этих пироксенов характерны низкие содержания хрома и ванадия (табл. 1).

При сравнении изученных клинопироксенов с клинопироксенами различных магматических серий установлено, что клинопироксены из ультраосновных включений и эффузивов Везувия сходны по своей эволюции с пироксенами из щелочных серий. Такое соответствие может говорить о том, что магма, из которой кристаллизовались эти минералы, уже изначально была обогащена щелочами.

Рис.3

Оливин. Исследованы оливины из ультраосновных включений, из вкрапленников в базанитах и микролиты оливинов из базанитов и тефритов. Установлено, что для оливинов из включений характерно отсутствие зональности, что является следствием их медленной кристаллизации в спокойных условиях. Оливины из вкрапленников базанитов сходны по составу с оливинами из включений и для них также отмечается полное отсутствие зональности. Для тех и других характерна довольно высокая магнезиальность (0.84 - 0.88), что указывает на высокую температуру их образования.

При изучении составов других минералов высококалиевых вулканитов (лейцита, флогопита, плагиоклаза) было установлено, что эволюция пород проходила с накоплением калия, алюминия и кальция.

Идентичность составов оливинов из включений и вкрапленников в эффузивах, а также клинопироксенов первого типа из включений и эффузивов, является доказательством того, что эти породы комагматичны.