Петромагнетизм континентальной литосферы и природа региональных магнитных аномалий (стр. 6 из 12)
Таким образом, данные по Малому Кавказу служат ярким примером кажущегося обогащения магнетитом пород при их вторичных изменениях. На самом деле рост содержания магнитных минералов от кумулятов к поздним дифференциатам является первично-магматическим, на который наложились изменения магнитных минералов вплоть до появления вторичного магнетита по первичным магнитным минералам в процессе метаморфизма пород.
Курильские острова.
[Ермаков, Печерский,1989]. Изучены ксенолиты габброидов из молодых лав Курильских островов (Парамушир, Симушир, Кунашир и Шикотан), как пример изучения разреза земной коры под островной дугой. Формирование габброидов состоит из двух этапов: на первом образовались крупнозернистые габбро-алливалиты, на втором - они были значительно переработаны, амфиболизированы, подплавлены в условиях, близких гранулитовой фации метаморфизма ( P 
9 кбар, T 900oС) с образованием вторичного титаномагнетита (возможно, результат воздействия вмещающей магмы в приочаговой зоне). Учитывая заметную роль сжатия, что зафиксировано в высокой магнитной анизотропии, глубина переработки была меньше 30 км. По составу титаномагнетитов ( x ) выделяются 4 группы: 1) габбро-алливалиты, x =0,12-0,29, содержание примесей Al2O3 =4,2%, MgO=3,8%; зерна титаномагнетита однородные, часто округлые; обычно крупные, 2) пироксеновые габбро с титаномагнетитом x =0,12-0,29, содержание примесей Al2O3 =0,8%, MgO=1,8%, часто встречается тонкий распад; 3) лейкократовые габбро, габбро-диориты, xcp =0,16; MgO=1,4%, часто зерна титаномагнетита распавшиеся, разъедены сфеном; 4) амфиболовые габбро и амфиболиты, xcp =0,14, Al2O3 =7,1%, MgO=3,9%, зерна титаномагнетита однородные, свежие. Гомогенность титаномагнетитов первой и четвертой групп подтверждается близостью рассчитанных по составам титаномагнетитов и измеренных точек Кюри. Приведенный состав титаномагнетитов типичен для островодужных вулканитов [Петромагнитная модель...,1994; Печерский, Диденко,1995 и др.]. В группах 2 и 3 измеренные точки Кюри близки магнетитовым и заметно отличаются от расчетных. Средние составы титаномагнетитов очень близки к преобладающим их значениям у вторичных титаномагнетитов из габбро как континентальной, так и океанской коры, образованных в результате разрушения и уничтожения первичных титаномагнетитов (см. раздел 4). Намагниченность пород широко варьирует: k от 2 до 63
10-3 ед.СИ/г, Js от 0,2 до 10 Ам2/кг, Qn от 0,3 до 8,6. Большинство зерен титаномагнетитов магматического происхождения распавшиеся, корродированные, среди них встречаются единичные крупные зерна гомогенного титаномагнетита, формы которых характерны для магматической кристаллизации. Поздние зерна вторичного титаномагнетита более свежие, округлой формы, соответствующей твердофазной высокотемпературной кристаллизации. Наименее измененные породы изотропные (средняя анизотропия восприимчивости 1,03); переработка пород ведет к повышению анизотропии (1,10-1,33, в среднем 1,18). Следовательно, процесс переработки и, особенно, амфиболизации пород происходил в условиях высокого стресса.По петрохимическим характеристикам изученные габброиды отвечают процессу магматической дифференциации: провал на кривой Js -SiO2 близок типичному для кумулятов, преобладают габбро тренда дифференциации (рис. 4-7) [Петромагнитная модель...,1994]. Изменения пород происходили в высокоокислительных условиях, что видно по величине Fe203/(Fe0+Fe203 ): в неизмененном верлите - 0,19, в алливалитах - 0,27, в габбро - около 0,4, в лейкократовых габбро - 0,45, в перекристаллизованных, амфиболизированных разностях - 0,5-0,6.
Якутия.
[Геншафт и др.,1995; Петромагнитная модель...,1994]. Ксенолиты из кимберлитовых трубок Якутии представляют собой породы метаморфических толщ, входящих в состав фундамента Анабарского щита, и являются примером "беститаномагнетитовой" первично-магматической рудной минерализации. Очевидно, этот процесс был характерен для формирования архейской земной коры. В отличие от других рассмотренных коллекций ксенолитов, отобранных из молодых вулканитов, возраст кимберлитовых трубок Якутии преимущественно девонский. Породы после формирования кимберлитовых тел подверглись в приповерхностных условиях гидротермально-метасоматическим изменениям, выраженные в карбонатизации, серпентинизации, хлоритизации, что сказалось в нарушении баланса вещества, в частности, выносе кремния, железа, привносе калия, кальция, относительном обогащении титаном и магнием и понижении железистости. По соотношению минеральных фаз изученные ксенолиты делятся на три группы: 1 - породы отчетливо магматического генезиса, габбро (серпентинизированные и карбонатизированные), пироксениты (серпентинизированные), диориты (слабо затронуты вторичными изменениями), горнблендиты; 2 - безгранатовые породы гранулитовой фации метаморфизма, пироксеновые и амфиболовые плагиогнейсы, биотит-амфиболовые сланцы и амфиболиты, пироксен-амфиболовые сланцы; 3 - эклогитизированные породы гранулитовой фации метаморфизма, плагиоклазовые породы с гранатом и пироксеном, амфибол-пироксен-гранатовые сланцы, пироксен-гранатовые сланцы. По содержаниям железа и титана породы групп 2 и 3 практически не различимы, отражая "память" об их первично-магматическом происхождении. В общем, ксенолиты Якутии представлены, главным образом, продуктами дифференциации базальтовой магмы (рис. 6). "Сдвиг" в сторону кумулятивных тенденций связан с упомянутыми выше вторичными изменениями в составе пород. По составу рудных минералов изученные образцы делятся на 4 группы: 1 - Гемоильменитовая. Есть сохранившиеся гомогенные зерна, и есть - их большинство - распавшиеся на ильменит+высокотитановый титаномагнетит+магнетит; судя по средним составам сростков гемоильменита и титаномагнетита температура их образования по термометру Линдсли близка 1400oС, fO2 близка буферу QMF, что, очевидно, отвечает режиму в магме в начале ее кристаллизации, температура образования продуктов распада гемоильменита и титаномагнетита - 800-1200oС. 2 - Титаномагнетит+ильменит. В большинстве случаев это продукты распада и перекристаллизации гемоильменита первой группы, температура образования этой ассоциации зерен 700-1000oС. 3 - Ильменит+магнетит. Основной рудный - ильменит ( x =0,93), появляются обособленные крупные зерна магнетита, температура образования сростков ильменита и магнетита меньше 600oС. 4 - Первично-немагнитная группа образцов. Встречается только заведомо вторичный магнетит, чаще мелкозернистый.
Основной магнитной фазой в ксенолитах является магнетит. Кроме того, выделяются гемоильменит ( Tc =100-200oС), титаномагнетиты ( Tc =200-450oС) - продукты гетерофазного окисления гемоильменита. Величина Js меняется от ~0,01 до 15 Ам2/кг, мода приходится на интервал 0,1-1,0 Ам2/кг. Метаморфические породы более магнитны, чем породы, сохранившие первичные структуры, их средние Js =1,16 Ам2/кг (0,05-15) и Js =0,59 Ам2/кг (0,02-5,8) соответственно. Это связано с появлением вторичного магнетита. Наложенные процессы карбонатизации мало меняют исходную намагниченность. В эклогитизированных породах намагниченность заметно падает: средняя Js =0,5 Ам2/кг. Зерна относительно крупные, тогда как преобладающая часть зерен магнетита относительно мелкие. Согласно магнитного термометра Шолпо-Лузяниной [Шолпо,1977], в гемоильменитовой группе образцов подавляющая часть зерен образовалась не ниже 600oС; в группе титаномагнетит+ильменит магнитномягкие зерна образовались ниже точки Кюри магнетита, более жесткие - выше точки Кюри магнетита; в группе ильменит+магнетит и первично-немагнитной группе почти весь магнетит образовался ниже его точки Кюри. Магнетита больше в анизотропных амфиболсодержащих гнейсах и сланцах, у рассланцованных пород анизотропия магнитной восприимчивости в среднем равна 1,22, тогда как у пород магматического генезиса - 1,08. В процессе карбонатизации и серпентинизации более ранний магнетит или уничтожается или существенно переработан, преобладает поздний (послестрессовый) магнетит, в результате средняя анизотропия таких образцов 1,07.
По составам различных ассоциаций минералов оценены P-T условия образования различных парагенезисов (рис. 9). Согласно этим данным, в истории глубинных пород можно выделить несколько этапов. Первоначально они образовались как магматические породы малоглубинной кристаллизационной дифференциации в условиях летучести кислорода близ буфера QMF (рис. 10). При снижении температуры, начиная с 1300oС и до 950oС, происходит гетерофазное окисление первичных гемоильменита и титаномагнетита при возрастающей летучести кислорода до буфера Ni-NiO (рис. 10). Минеральные ассоциации пород указывают на существенную переработку первично-магматических пород в гранулитовой фации метаморфизма. По существующим минералогическим геотермобарометрам гранулитовые ассоциации образовались при температуре 650-870oС и давлении 5-10 кбар. Учитывая, что давление было направленным (во всяком случае, на стадии кристаллизации анизотропного магнетита), истинная глубина метаморфизма была, вероятно, меньше 25 км. В этих условиях происходил дальнейший распад гемоильменита и титаномагнетита с образованием ассоциации титаномагнетитов разного состава и ильменита. Охлаждение пород в условиях повышения летучести кислорода привело к образованию ассоциации ильменита и магнетита.