Генетические серии океанических магматических пород.
1. Особенности магматизма океана
|
Схематический разрез океанической коры [White, 2001]. Средняя мощность океанической коры 6 км ( у континентальной - 35 км). Океаническая кора более основного состава и содержит больше Mg и Fe. Океаническая кора временная - среднее время, проходящее от образования океанической коры до ее исчезновения в зонах субдукции менее 100 миллионов лет. Практически вся океаническая кора формируется в срединно-океанических хребтах (происхождение континентальной коры до сих пор неясно). |
| Базальты | Толеитовые | Известково-щелочные | Щелочные |
| Основная масса | тонкозернистая | мелкозернистая | |
| нет оливина | оливин распространен | ||
| Клинопироксен представлен авгитом пижонит | титан-авгит | ||
| распространен ортопироксен, может давать каймы вокруг вкрапленников оливина. | ортопироксен отсутствует | ||
| нет щелочного полевого шпата | В интерстициях присутствует Fsp или даже фельдшпатоид | ||
| распространены интерстициальные стекла или кварц | Интерстициальные стекла редки и кварц не встречается | ||
| Вкрапленники | Оливин редок, незонален и часто резорбирован или имеет реакционные ортопироксеновые каймы | Оливин обычен и иногда зонален | |
| ортопироксен редок | ортопироксен отсутствует | ||
| Характерен ранний плагиоклаз | плагиоклаз менее распространен и обычно более поздний | ||
| Клинопироксен представлен нежно-коричневый авгитом | Клинопироксен представлен титанавгитом (рыжеватые каймы) | ||
| Распространение | Океанические хребты также на океанических островах и в островных дугах |
Островные дуги |
Океанические острова также в островных дугах |
| Условия плавления | Низкие давления, высокие степени плавления | Высокие давления, низкие степени плавления |
 |
Диаграмма полей устойчивости фаз алюминия для лерцолитов с
интервалом плавления, субсолидусными переходами и геотермическими
градиентами (по Wyllie, 1981)
|
 |
Burnham&Davis,1974. Фракционное плавление, лимитированное количеством воды в системе альбит-вода |
Причины плавления мантии
 |
Kushiro, 1968 Смещение эвтектики перидотитов в щелочную область с повышением давления |
Зависимость состава расплавов от условий плавления мантии.
Куширо
(Kushiro, 1996) по результатам изучения "относительно обогащенного" гранатового
лерцолита построил диаграмму, демонстрирующую зависимость состава расплавов при
частичном плавлении от температуры, давления и степени плавления мантии.
Эта диаграмма показывает, что кварц-толеитовые и бонинитовые расплавы образуются только при низких давлениях. Не совсем понятно, по какому принципу разделены MORB и кварцевые толеиты. Вероятно, под толеитами Куширо понимает только островодужные серии (низкокалиевые островодужные толеиты). На этой диаграмме отсутствует поле известково-щелочных базальтов.
Как видно на этой диаграмме первые 15 % плавления мантии не требуют большой степени перегрева относительно точки плавления мантии. Дальнейшее увеличение степени плавления требует значительного увеличения температур. Это связано с полным плавлением клинопироксена и переходом системы от "эвтектического" к котектическому плавлению. [Kushiro, 2001] не объясняет почему при еще больших степенях плавления на его диаграмме снова наблюдается выполаживание зависимости степени плавления от температуры. Из этой статьи также непонятно, использовались только сухие эксперименты или эксперименты с летучими. Скорее всего, это были сухие эксперименты.
Определение степени плавления мантии
Arai, 1994 предложил определять мантийный источник и степень
плавления мантии по сосуществующим оливину и хромистой шпинели, используя
диаграмму Fo(ol) - Cr#(sp). Fo - форстеритовая составляющая в оливине
(Mg/(Mg Fe) at.%), Cr# - хромистость шпинели, в данном случае считается
Cr# = Cr/(Cr Al Fe3). Некоторая проблема
заключается в подсчете Fe3 в шпинелях, поскольку ни один из
способов подсчета не является
общепринятым. При большом содержании Cr можно пренебречь Fe3.
Границы OSMA и оценка степени плавления мантии по Arai, 1994. FMM (Fertile MORB Mantle) - исходная (неистощенная) мантия под срединно-океаническими хребтами. Она уже немного фракционирована по отношению к первичной мантии (PRIMA).
Поле абиссальных перидотитов (альпинотипных по Т.И.Ф.) нанесено взято из Dick&Bullen,1984. Океанические надсубдукционные (SSZ) перидотиты и перидотиты пассивных континентальных окраин взяты из Pearce et al., 2000.
На эту диаграмму нанесены перидотиты Южно-Сандвичевой островной дуги из Pearce et al.,2000. Залитые символы - из преддугового поднятия, пустые - из прогиба на южном замыкании дуги (скорее всего это уже неостроводужные перидотиты).
 |
Линии температура - степень плавления при 10 кбар для клинопироксенитов [Kogiso&Hirschmann,2001] и для перидотита MM3(пунктирная линия) [Baker&Stolper,1994]. Стрелка показыват точку исчезновения клинопироксена в перидотите. Показана ошибка 10 С градусов, отражающая неопределенность по температуре и стандартное отклонение расчета масс-баланса для состава расплава. Диаграмма взята из [Kogiso&Hirschmann,2001] |
 |
Концентрации некоторых элементов в зависимости от степени плавления клинопироксенитов и верлитов при 10 кбар. Pyrox2B отражает состав наиболее кальциевых природных пироксенитов. OLCPX1 и OLCPX2 - смеси Pyrox2B с 25 % оливина различной железистости. |
| Формация | Генетическая серия | СОХ | трансформные разломы | Океанические острова |
| Базальтовая | толеитовая | ( ) | ( ) | |
| Базальт-Исландит-Кв- Трахит | толеитовая | ( ) | ||
| Olбазальт - гавайиты-муджиериты-трахиты | субщелочная | |||
| Щелочной базальт - Трахит (фонолит) | Щелочная | |||
| Нефелинолиты - фонолиты | Щелочная | |||
| Перидотит - габбровые | Толеитовая | |||
| Дунит - Перидотит - Пироксенит - Y | толеитовая | |||
| Амфиболовые перидотиты - габброиды | субщелочная | |||
| Щелочные ультрамафиты - Щелочные габброиды с карбонатитами | щелочная | |||
| ν - δ - фε | толеитовая | |||
| ν - монцонит - ε | субщелочная | |||
| Щелочные граниты - ε | щелочные |