Магматические породы Луны, Венеры и Марса

Благодаря успехам астронавтики петрографы располагают ин­формацией о составе магматических пород Луны, Марса и Венеры. Лучше всего изучена Луна, откуда на Землю по программам «Апол­лон» и «Луна» доставлены образцы лунного грунта общим весом около 360 кг. Среди лунного каменного материала выделяют со значительной долей условности вулканические и интрузивные по­роды, которые отличаются степенью кристалличности и размером минеральных зерен. Те и другие породы представлены главным об­разом аналогами земных базитов. Самыми распространенными яв­ляются базальты—долериты и анортозиты. Кроме того, отмечены габбро, нориты, троктолиты, а также единичные обломки ультра­основных, средних и кислых пород.

По набору главных минералов и структуре лунные базальты и долериты сопоставимы с такими же породами, развитыми на Зем­ле. В их состав входят оливин (Fo_75-30), клинопироксен (пижонит, ферроавгит и др.), плагиоклаз (Аn₉₇_₇₀), самородное железо с приме­сью никеля и троилит (FeS). В основной массе базальтов сохра­няется стекло. Выделяются пикробазальты и пикродолериты с максимальным количеством оливина, а также оливиновые и пи-роксен-плагиоклазовые разновидности лунных базитов, доля оли­вина в которых последовательно уменьшается. Кроме того, обнару­жены своеобразные базальты и долериты, содержание ильменита в которых достигает 10—20 об.%.

По сравнению с земными базальтами и долеритами лунные по­роды состоят из более железистых оливина и пироксена, более ос­новного плагиоклаза, резко обогащены ильменитом и содержат са­мородное железо. Эти особенности находят прямое отражение в специфике химического состава лунных пород, которые отлича­ются повышенными концентрациями TiO₂ и FeO, минимальными концентрациями Na₂O, K₂O, Р₂О₅ (табл. 10.1). Некоторые пирок­сен— плагиоклазовые базальты и долериты выделяются относитель­но высокими содержаниями К₂О (до 0,5 мас.%), Р₂О₅ (до 0.2—0.6 мас.%) и редкоземельных химических элементов. Такие породы названы KREEP-базальтами и долеритами (К — калий, REE — редкоземельные элементы, Р — фосфор).

Вариации химического и минерального составов лунных ба­зальтов и долеритов связаны с дифференциацией пикритовых и пи-

Таблица 10.1. Средние химические составы лунных магматических пород в сравнении с земными, мае.

по О.А. Богатикову и др., 1985 г.

 

 

Оксид
Л		Л		Л		Л	Л
SiO2	44.2	43.7	46.4	48.51	45.8	48.0	42.1	44.4	51.6
TiO2	2.1	1.2	2.1	1.3	3.3	1.1	9.6	0.1	0.3
Аl2O3	8.5	9.7	11.3	15.4	17.7	19.1	10.8	33.9	28.1
РеОо6ш	20.1	13.1	19.5	10.1	14.7	10.4	18.3	1.2	2.5
МnО	0.30	0.20	0.30	0.20	0.20	0.20	0.20	0.02	0.02
MgO	15.6	18.8	10.1	8.1	3.7	4.7	6.7	1.2	1.1
СаО	8.1	8.2	10.2	11.5	13.1	11.8	11.4	18.5	11.7
Na2O	0.2	1.1	0.3	2.3	0.7	2.5	0.6	0.4	3.3
К2О	0.05	0.30	0.05	0.20	0.20	0.50	0.20	0.04	0.60
Р2О5	0.05	0.10	0.05	0.20	0.10	0.20	0.10	0.04	0.10

Примечание: 1 — пикриты, пикробазальты и пикродолериты; 2—4 — базальты и долериты: 2 — оливиновые, 3 — клино-пироксен-плагиоклазовые, 4 — ильменитовые; 5 — анортозиты; Л — лунные породы, 3 — земные породы

Часть II. Магматические горные породы (петрография)

кробазальтовых магм, богатых железом и титаном, в процессе их кристаллизации. Ранняя кристаллическая фаза, которая образует­ся при затвердевании таких магм, представлена оливином. Отделе­ние оливина приводит к обогащению остаточного расплава А1, Са, Fe. Из этого расплава, в свою очередь, кристаллизуются пироксен и плагиоклаз. Последние порции магматической жидкости обога­щаются Ti и Fe настолько, что становится возможной кристаллиза­ция ильменита и самородного железа. Появление железа в виде ме­таллической фазы подтверждает восстановительные условия кристаллизации лунных магм.

Лунные анортозиты представляют собой мелкозернистые по­роды, почти нацело состоящие из основного плагиоклаза (Аn_1ОО-75). В качестве второстепенных минералов присутствуют оливин, орто-и клинопироксен. От земных анортозитов эти породы отличаются более основным плагиоклазом и мелкозернистым сложением. Лун­ные анортозиты выделяются высокими содержаниями А1₂О₃ и СаО и низкими содержаниями Na₂O и К₂О (см. табл. 10.1).

В коллекции лунных пород большой интерес представляют не­сколько мелких обломков гранитных пород, богатых К, Rb и Ва. Скорее всего, это затвердевшие остаточные расплавы, которые обо­собились в конце кристаллизации основных пород.

Базальты и долериты заполняют обширные депрессии (лунные моря), а анортозиты слагают возвышенности (лунные материки). Предполагается, что на начальном этапе активной магматической деятельности на Луне образовался мощный слой анортозитовой континентальной коры, а позднее произошли излияния базальтов. Все магматические породы Луны имеют очень древний возраст (4.5-3.5 млрд лет).

Одной из дискуссионных проблем магматической геологии и петрографии Луны остается разделение и диагностика извержен­ных пород эндогенного происхождения и продуктов затвердева­ния импактных расплавов, возникших при падении на поверхность Луны метеоритов.

Первая информация о магматических породах Марса и Венеры получена с помощью межпланетных автоматических станций.

10. Магматические породы Луны, Венеры и Марса

Дополнительная литература к разделам 3-10

Богатиков О.А., Гоньшакова В.И., Фрих-ХарД.И. идр. Классификация лунных магматических пород. М.: Недра, 1985.

Вильяме X., Тернер Ф., Гилберт Ч. Петрография. Ч. 1. М.: Мир, 1985.

Магматические горные породы. Классификация, номенклатура, пет­рография. Ч. 1, 2. М.: Наука, 1983.

Маракушев А.А. Петрография. Т. 2. М.: Изд-во МГУ, 1981.

Заварицкий А.Н. Изверженные горные породы. М.: Изд-во АН СССР 1956.

Фельдман В.И. Петрология импактитов. М.: Изд-во МГУ, 1990.

ПЕТРОХИМИЯ МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД