Семейства кислых и ультракислых кварц-плагиоклазовых пород

К существенно плагиоклазовым породам низкощелочного ря­да принадлежит семейство кислых кварц—плагиоклазовых пород с пироксеном, амфиболом, биотитом, а также семейство ультракис­лых пород, почти не содержащих цветных минералов. Среди кис­лых плутонических пород выделяются три вида: тоналит, трондье-мит, плагиогранит, которые отличаются количественными соотношениями между плагиоклазом, кварцем, цветными минера­лами и, вследствие этого — разными содержаниями SiO₂ (см. рис. 2.6). Ультракислые плутонические породы представлены пла­гиоклазовым лейкогранитом с предельно высокими содержаниями SiO₂ и модального кварца.

Каждому виду плутонических пород соответствуют мелко-и тонкозернистые жильные породы, обычно обладающие порфиро­вой структурой, а также эффузивные породы: низкощелочной да-цит, риодацит, риолит (плагиориолит). Специальных терминов для обозначения ультракислых жильных и эффузивных пород пока не существует, и их так же, как и кислые породы, называют плагиог-ранит-порфирами и плагиориолитами.

Тоналит

Порода названа по местности Тонале в Итальянских Альпах.

Минеральный состав. Преобладающим минералом (40-60 об.%) является средний плагиоклаз (Аn₅₅_₃₀), который часто обнаружива­ет зональное строение. В меньшем количестве присутствуют кварц (20-30 об.%), роговая обманка и биотит (15-25 об.%). Иногда со­храняются реликты клинопироксена (авгита или диопсида). Кали-натриевый полевой шпат (ортоклаз либо микроклин) относится к второстепенным минералам; его содержание не превышает 5 об.%. Среди акцессорных минералов встречаются магнетит, ильменит,

6. Кислые и ультракислые породы

апатит, сфен, циркон, рутил. По плагиоклазу развиваются соссю-ритовый агрегат, эпидот, альбит, серицит; цветные минералы заме­щаются хлоритом, эпидотом, актинолитом.

Химический состав. К тоналитам относят низкокалиевые кислые интрузивные породы, содержащие 65-68 мас.% SiO₂, а также часть средних пород, содержащих 62-65 мас.% SiO₂,— интрузивные ана­логи низкощелочных андезидацитов. Для тоналитов характерны повышенные по сравнению с другими кислыми породами содержа­ния СаО и преобладание Na₂O над К₂О (см. табл. 6.3), что отража­ет существенно плагиоклазовый минеральный состав пород и доста­точно высокую основность плагиоклаза.

Внешний облик. Тоналиты — серые полнокристаллические по­роды; структура варьирует от крупно- до мелкозернистой. В штуфе обычно различимы светлые кристаллы плагиоклаза, темные зерна роговой обманки и листочки биотита. Текстура массивная, а при на­личии плоскостной или линейной ориентировки цветных мине­ралов гнейсовидная. В тоналитах нередко можно видеть меланокра-товые кристаллические включения, аналогичные тем, которые встречаются в кварцевых диоритах и гранодиоритах.

Микроструктура гипидиоморфнозернистая. Идиоморфные кри­сталлы плагиоклаза цементируются агрегатом ксеноморфных зерен цветных минералов, кварца и калинатриевого полевого шпата, при­чем роговая обманка обычно обладает некоторым идиоморфизмом по отношению к биотиту, кварцу и K-Na полевому шпату. В зернах роговой обманки могут сохраняться реликты раннего клинопирок-сена. K-Na полевой шпат распределен неравномерно и местами образует крупные зерна неправильной формы с вростками плаги­оклаза и амфибола.

Условия залегания и распространенность. Тоналиты слагают обо­собленные интрузивные тела, а также являются составной частью крупных плутонов, в которых они ассоциируют с другими гранито-идными породами. Тоналиты широко распространены в докемб-рийских и фанерозойских подвижных поясах. Известны очень древ­ние тоналиты, возраст которых превышает 3.5 млрд лет, и наряду с ними — породы сходного состава, сформированные всего не­сколько миллионов лет назад. Древнейшие тоналиты обнажены в пределах докембрийских щитов, а самые молодые тоналиты раз­виты на островных дугах в обрамлении Тихого океана.

Происхождение. Полагают, что тоналиты являются продуктами частичного плавления метаморфизованных основных пород, залега-

 

Часть II. Магматические горные породы (петрография)

ющих в нижней части континентальной земной коры. Многие тона-литы несут признаки контаминации кремнекислого низкощелоч­ного расплава магматическим материалом основного состава. Неко­торые тоналиты являются кумулатами гранитоидных магм. Проблема источника тоналитовых магм остается предметом дискуссии.

Практическое значение. Тоналиты сопровождаются золотой, медной и другой сульфидной минерализацией.

Трондьемит

Полнокристаллическая интрузивная порода, названная по ме­стности Тронхейм в Норвегии, занимает промежуточное положение между тоналитом и плагиогранитом. Трондьемиты содержат 68-71 мас.% SiO₂ и состоят из андезина-олигоклаза (60-70 об.%), квар­ца (20-25 об.%), малого количества роговой обманки и биотита. По условиям залегания обнаруживают тесную связь с тоналитами и плагиогранитами. Следует заметить, что метаморфизованные трондьемиты Норвегии являются весьма лейкократовыми порода­ми, обогащенными кислым плагиоклазом. Они содержат около 6 мас.% Na₂O, а сумма Na₂O + К₂О достигает 7.5 мас.%. В послед­ние годы к трондьемитам относят также менее щелочные и более из­вестковые породы, которые более широко распространены по срав­нению с трондьемитами норвежского петротипа.

Плагиогранит

Минеральный состав. Главными составляющими плагиограни­тов являются плагиоклаз (40—60 об.%) и кварц (30-40 об.%). Содер­жание цветных минералов, представленных только биотитом либо биотитом и роговой обманкой, не превышает 5—15 об.%, а количе­ство калинатриевого полевого шпата не превосходит 5—10 об.%. Характерные акцессорные минералы — магнетит, апатит, циркон. Состав плагиоклаза варьирует от андезина (Аn₃₅_₄₀) до олигоклаза-альбита (Аn₇_₁₀). На Урале описаны плагиограниты с Лабрадором (данные Л.В.Малаховой и Д.С.Штейнберга, 1974 г.). Чем более ос­новной плагиоклаз принимает участие в строении плагиограни­тов, тем больше содержится в них кварца. Некоторые разновидно­сти плагиогранитов с кислым плагиоклазом являются продуктом эпигенетической альбитизации гранитных пород, первоначально содержавших калиевый полевой шпат.

6. Кислые и ультракислые породы

Химический состав. Плагиограниты (71-74 мас.% SiO,) отли­чаются от других кислых пород повышенными концентрациями CaO, Na₂O и низкими концентрациями К₂О (см. табл. 6.3), что обусловлено резким преобладанием плагиоклаза над K-Na полевым шпатом. Выделяют низко- и высокоглиноземистые разновидности плагиогранитов. Первые содержат менее 15 мас.% А1₂О₃ и отлича­ются малым количеством биотита в породе, появлением амфибола, повышенной основностью плагиоклаза. Вторые содержат более 15 мас.% А1₂О₃; цветной минерал в них представлен преимуществен­но биотитом.

Внешний облик. Плагиограниты — светло-серые, иногда почти белые породы. Структура мелко-, средне- или крупнозернистая, часто порфировидная благодаря присутствию крупных округлых выделений кварца. Текстура массивная или гнейсовидная.

Микроструктура гипидиоморфнозернистая: плагиоклаз идио-морфен по отношению к кварцу.

Условия залегания и распространенность. Плагиограниты обра­зуют интрузивные тела разных размеров, в состав которых обычно входят также трондьемиты и тоналиты. Низкокалиевые сущест­венно плагиоклазовые граниты и гранитоиды формируются на ран­них и средних этапах тектоно-магматического развития докемб-рийских и фанерозойских подвижных поясов.

Происхождение. Большая часть плагиогранитов относится к про­дуктам частичного плавления вещества континентальной земной коры. Исходным субстратом могли служить разные породы, в том числе базиты, тоналиты и трондьемиты, затвердевшие на большой глубине. Среди плагиогранитов имеются и дифференциаты базито-вых или кислых магм. Существенно альбитовые плагиограниты возникают в результате натриевого метасоматизма, которому под­вергаются граниты и гранитоиды.

Практическое значение. Плагиограниты сопровождаются зо­лотой, медной, молибденовой и другой сульфидной минерализа­цией.

Плагиоклазовый лейкогранит

Плагиоклазовые лейкограниты отличаются от описанных выше плагиогранитов предельно высоким содержанием кварца (до 35-40 объ.%), минимальным количеством цветных минералов (<5%), более кислым составом плагиоклаза (Аn_30-10)- Плагиоклазо-

Часть II. Магматические горные породы (петрография)

вые лейкограниты содержат 74-78 мас.% SiO₂ и по этому признаку относятся к группе ультракислых магматических пород.

Тоналит-, трондьемит-, и плагиогранит-порфиры

Жильные породы, отвечающие по составу тоналитам, трондье-митам, плагиогранитам и плагиоклазовым лейкогранитам, состоят из вкрапленников плагиоклаза, роговой обманки, биотита, кварца и мелко-тонкозернистой кварц-плагиоклазовой основной массы. Фенокристаллы кварца характерны главным образом для плагио-гранит-порфиров, особенно ультракислых. Порфировые породы слагают дайки и другие малые интрузивы, обычно связанные во времени и пространстве с более крупными массивами полнокрис­таллических низкокалиевых гранитоидов.

Низкощелочной дацит, риодацит, риолит (плагиориолит)

Низкощелочные дациты, риодациты, риолиты (плагиориоли-ты) являются вулканическими аналогами тоналитов, трондьеми-тов, плагиогранитов и плагиоклазовых лейкофанитов. Так же, как перечисленные выше интрузивные породы, низкощелочные кислые вулканиты характеризуются резким преобладанием плагиоклаза над калинатриевым полевым шпатом и, как следствие этого,— повышен­ными содержаниями CaO. Na₂0 и низкими содержаниями К₂О. В эффузивах с порфировой структурой вкрапленники сложены пла­гиоклазом, кварцем и цветными минералами. В дацитах и риодаци-тах среди последних часто встречаются клино- и ортопироксен (от­личие от интрузивов, б которых доминируют роговая обманка и биотит³). Основная масса, как правило, афанитовая, в кайнотип-ных породах — стекловатая. При девитрификации вулканического стекла образуются тонкозернистые афегаты кварца и плагиоклаза, обладающие фельзитовой, микропойкилитовой, сферолитовой структурами.

Существенно плагиоклазовые кислые вулканические породы, образованные вследствие эпигенетической альбитизации полевых шпатов, получили название альбитофиров (при наличии вкраплен-

' В докембрийских метаморфических комплексах, кроме амфибол-биотито-вых плутонических пород тоналит-плагиогранитного состава, встречаются низко­калиевые гранитоиды с гиперстеном, которые получили название эндербитов (по зем­ле Эндерби в Антарктиде).

6. Кислые и ультракислые породы

ников кварца — кварцевых альбитофиров). Плагиоклаз во вкрап­ленниках и основной массе таких пород отвечает альбиту (An _<10). Низкощелочные дациты, риодациты и риолиты так же, как то-налиты-плагиограниты, формируются на ранних этапах тектоно-магматического развития подвижных поясов. Они встречаются в разрезах древних геосинклинальных прогибов, известны на совре­менных островных дугах в обрамлении Тихого океана. Низкощелоч­ные риодациты и риолиты третичного возраста распространены также в Исландии, где они ассоциируют с базальтами.