Основные породы. Классификация основных пород

1. Основные породы

2.

Классификация основных пород
Границы группы - по 45% > SiO2 > 53%
Na2O+K2O,вес.%
21
21
Фонолиты
17
Ультраосновные
фоидиты
Ультраосновные
фоидолиты
13
Щелочные
Щелочные
базальтоиды
Щелочные
габброиды
9
Мелилититы
Трахибазальты
5
Мелилитолиты
Щелочные пикриты
1
Пикриты
Перидотиты
Дуниты - оливениты
34
40
Ультраосновные
17
Основные
фоидиты Ф е л ь д ш п а т о и д н ы е
сиениты
Основные
фойдолиты
Монцогаббро и
эссекситы
Базальты
и долериты
Габброиды
Щелочные кварцевые
сиениты
трахиты
Щелочные
Щелочные
сиениты
трахидациты
Трахиты
Кварцевые
Сиениты
сиениты
13
Пантеллериты
Щелочные
граниты
Комендиты
щелочные
Трахириодациты
граниты
Трахиандезиты
ТрахидаТрахириолиты
- кварцевые латиты
циты Субщелочные субщелочные
граниты
лейкограниты
Трахиандези Субщелочные кварцевые
базальты
диориты - кварцевые
Риодациты
Риолиты
- латиты
Лейкограниты
монцониты
Граниты
Дациты
монцониты
Андезиты
Андезибазальты
Диориты
Гранодиориты Низкощелочные
риодациты, риолиты,
граниты, лейкограниты
Кварцевые
диориты
Пикробазальты и
пикродолериты
Пироксениты горнблендиты
46
52
Основные
9
5
1
58
Средние
64
70 SiO2,вес.%
Кислые
Содержание рудного материала – снижает содержание SiO2
Вторичные изменения – как правило повышают содержание SiO2

3.

Основные вулканические породы
Основные плутонические породы
Щелочной ряд: 5≤ (Na2O+ K2O)≤ 20 мас.%.
Умеренно-щелочной ряд: 3 (Na2O K2O) 8 мас.%.
Нормальный ряд: 0,5 (Na2O+K2O) 4,5 мас.

4.

Нормальный ряд
Класс – плутонические:
1. Семейство пироксенитовгорнблендитов
2. Семейство габброидов
Класс – вулканические:
1. Семейство пикробазальтов
2. Семейство мелабазальтов
3. Семейство базальтов
4. Семейство лейкобазальтов

5.

Семейство габброидов
1
габбро Pl10-90, Cpx10-90, Opx 5, Hbl<5 (от старого тосканского названия, первое
упоминание 1768г.)
2
оливиновое габбро Pl10-85, Cpx10-85, Ol5-80, Opx 5, Hbl<5
3
норит Pl10-90, Opx10-90, Cpx 5, Ol 5, Hbl<5
4
оливиновый норит Pl10-85, Opx10-85, Ol5-80, Cpx 5, Hbl<5
5
габбронорит Pl10-90, Opx5-85, Cpx5-85, Ol 5, Hbl<5
6
оливиновый габбронорит Pl10-85, Opx5-80, Cpx5-80, Ol5-80, Hbl<5
1-6
Разновидности: роговообманковые габброиды при Hbl>5%
7
троктолит Pl10-90, Ol10-90, (Cpx + Opx) 10, Hbl 5
8
анортозит Pl90-100, (Cpx + Opx) 10,
Ol 10
В безоливиновых габброидах возможно присутствие кварца до 5%

6.

Семейство пироксенитов-горнблендитов (Pl<10%)
1.1.
Ортопироксенит Opx 90, Cpx 10, Ol 10, Hbl 10
Энстатит, бронзитит, гиперстенит
2
Оливиновый ортопироксенит Opx50-90, Cpx 10, Ol 10, Hbl 10
3
Вебстерит Opx5-90, Cpx 5-90, Ol 5, Hbl<10 (округ Вебстер, Северная Каролина,
1
США)
4
Оливиновый вебстерит Opx10-80, Cpx 10-80, Ol5-40, Hbl<10
5
Клинопироксенит Cpx 90-100, Opx 10, Ol<5, Hbl<10
5.1
рудный пироксенит (косьвит Mt>10), диопсидит, диаллагит
6
Оливиновый клинопироксенит Cpx50-90, Opx 10, Ol 10, Hbl 10
7
Горнблендит Hbl90-100, (Cpx+Opx) 10, Ol 5
8
Оливиновый горнблендит Hbl50-90, Ol10-40, Cpx,Opx,
Горнблендиты во многих случаях образуются за счет пироксенитов, в результате
постмагматического замещения пироксена роговой обманкой.

7.

Семейство габброидов
Широкие вариации в семействе
габброидов содержаний
породообразующих минералов и
соответственно
породообразующих оксидов
связаны с процессами
фракционной кристаллизации

8. Семейство пироксенитов-горнблендитов

9.

Номенклатура ультрамафитовых пород содержащих
роговую обманку
Курсивом показаны разновидности горных пород, сплошная линия - граница
видов, штриховая – граница разновидностей

10.

11.

Пироксенит ЗПМ

12.

Полосчатая текстура в оливиновых габбро

13.

14.

15.

Figure 3.7. Euhedral early pyroxene with late interstitial plagioclase (horizontal twins). Stillwater
complex, Montana. Field width 5 mm. © John Winter and Prentice Hall.

16.

Figure 3.8. Ophitic texture. A single pyroxene envelops several well-developed
plagioclase laths. Width 1 mm. Skaergård intrusion, E. Greenland. © John Winter and
Prentice Hall.

17.

Figure 3.14. Development of cumulate textures. a. Crystals accumulate by crystal settling or simply form in
place near the margins of the magma chamber. In this case plagioclase crystals (white) accumulate in
mutual contact, and an intercumulus liquid (pink) fills the interstices. b. Orthocumulate: intercumulus liquid
crystallizes to form additional plagioclase rims plus other phases in the interstitial volume (colored). There is
little or no exchange between the intercumulus liquid and the main chamber. After Wager and Brown
(1967), Layered Igneous Rocks. © Freeman. San Francisco.

18.

Figure 3.14. Development of cumulate textures. c. Adcumulates: open-system exchange between the
intercumulus liquid and the main chamber (plus compaction of the cumulate pile) allows components that
would otherwise create additional intercumulus minerals to escape, and plagioclase fills most of the
available space. d. Heteradcumulate: intercumulus liquid crystallizes to additional plagioclase rims, plus
other large minerals (hatched and shaded) that nucleate poorly and poikilitically envelop the plagioclases. .
After Wager and Brown (1967), Layered Igneous Rocks. © Freeman. San Francisco.

19.

1. Характер коренных выходов различных разновидностей
пород
Коренные выходы габброноритов. Восточный
Киевей
Коренные выходы магнетитовых габбро.
Восточный Киевей
Коренные выходы лейкократовых габбро.
Левый борт р. Марьйок
Коренные выходы троктолитов. Южный
Сулейпахк

20.

2. Характер выветрелых поверхностей пород, содержащих
ортопироксен, оливин, амфибол.

21.

3. Модальная расслоенность

22.

23.

WD Maier Apatity shortcourse 2012

24.

WD Maier Apatity shortco

25.

4. Контрастная расслоенность

26.

5. Морфология слоев и линз
кумулятивных пород

27.

7. Габбропегматиты

28.

ГАББРОНОРИТ ЗПМ

29.

Магнетитовое габбро ЗПМ

30.

ГАББРО ЗПМ

31.

32.

АНОРТОЗИТ РУДНЫЙ ЗПМ

33.

НОРИТ нюд

34.

ОЛ НОРИТ ЗПМ

35.

ОЛ НОРИТ ЗПМ

36.

ОЛ НОРИТ ЗПМ

37.

ИНВЕРТИР. ПИЖОНИТ ВОСТ ЧУАРВЫ

38.

Гипабиссальные основные породы
Микрогаббро – равномернозернистая структура, микрогаббровая
Долерит – порода, имеющая офитовую (диабазовую),
пойкилоофитовую или долеритовую структуру ОМ. Структура
породы: афировая, порфировая, порфировидная. (от греч.
Doleros – обманчивый)
Диабаз – устаревшее название долерита. Британская школа
подразумевает интенсивно измененную породу, а французская,
немецкая и американская – породу с офитовой структурой. (от
греч. Diabasis – переходящий)

39.

Дайка вост. чуарвы

40. Базальты

41.

Классификация основных пород
Границы группы - по 45% > SiO2 > 53%
Na2O+K2O, вес.%
21
21
Фонолиты
17
Ультраосновные
фоидиты
Ультраосновные
фоидолиты
13
Щелочные
Щелочные
базальтоиды
Щелочные
габброиды
9
Мелилититы
Трахибазальты
5
Мелилитолиты
Щелочные пикриты
1
Пикриты
Перидотиты
Дуниты - оливениты
34
40
Ультраосновные
17
Основные
фоидиты Ф е л ь д ш п а т о и д н ы е
сиениты
Основные
фойдолиты
Монцогаббро и
эссекситы
Базальты
и долериты
Габброиды
Щелочные кварцевые
сиениты
трахиты
Щелочные
Щелочные
сиениты
трахидациты
Трахиты
Кварцевые
Сиениты
сиениты
13
Пантеллериты
Щелочные
граниты
Комендиты
щелочные
Трахириодациты
граниты
Трахиандезиты
ТрахидаТрахириолиты
Субщелочные субщелочные
- кварцевые латиты
циты
граниты
лейкограниты
Трахиандези Субщелочные кварцевые
базальты
диориты - кварцевые
Риодациты
Риолиты
- латиты
Лейкограниты
монцониты
Граниты
Дациты
монцониты
Андезиты
Андезибазальты
Диориты
Гранодиориты Низкощелочные
риодациты, риолиты,
граниты, лейкограниты
Кварцевые
диориты
Пикробазальты и
пикродолериты
Пироксениты горнблендиты
46
52
Основные
9
5
1
58
Средние
64
70 SiO2, вес.%
Кислые
Содержание рудного материала – снижает содержание SiO2
Вторичные изменения – как правило повышают содержание SiO2

42.

Международная классификация и номенклатура вулканических пород

43.

Базальты
Один из самых древних терминов, вероятно
египетского происхождения, обычно приписываемый
Плинию.
Самый простой петрографический признак: присутствие Ol.
Он сильно зависит от степени насыщения базальтов
кремнеземом по отношению к магнию и железу. По этому
признаку можно выделить две категории базальтов:
1. Пересыщенные SiO2
2. Недосыщенные SiO2 со значительным количеством оливина.
В пересыщенных оливин теоретически должен отсутствовать,
поскольку содержание кремнезема в них достаточно для
превращении всего оливина в ромбический пироксен. Однако эта
реакция может быть предотвращена закалкой, в результате
сохраняется некоторое количество оливина. А избыточный
кремнезем входит в магматический остаток - стекло, в котором

44.

3. Щелочные оливиновые
Базальты и тефриты
Недосыщены SiO2
Содержат нормативный
Нефелин
1. Кварцевые толеиты
Пересыщены SiO2
Содержат нормативный
кварц
2. Оливиновые толеиты
Насыщены SiO2

45.

Недосыщенные кремнеземом породы со значительным количеством
оливина стали называть щелочным оливиновым базальтом. Эти
породы выделены среди других оливинсодержащих пород этой группы
по присутствию таких количеств щелочей , особенно натрия, которых
достаточно для появления в нормативном составе нефелина.
Тетраэдрическая
диаграмма системы
Di — Fo — Ne — Qz
Базальт, имеющий состав, который располагается левее плоскости DiFo-Ab, в нефелиновой половине диаграммы, кристаллизуется таким
образом, что состав остаточной жидкости смещается в направлении
обогащения
нефелиновым
компонентом.
Наоборот,
составы,
отвечающие другой половине диаграммы, при кристаллизации дают
остаточные жидкости, хотя и неравномерно, но все-таки смещающиеся
в направлении к кварцу. Действительно, в соответствии с этими данными
щелочно-оливин-базальтовые магмы должны дифференцироваться в
направлении обогащения щелочами, тогда как дифференциация
толеитовой магмы будет сопровождаться обогащением кремнеземом.
Предполагается, что в процессе дифференциации
при давлениях, существующих в земной коре,
термический раздел, располагающийся в плоскости
Di — Fo — Ab, не может пересекаться составами
изменяющихся жидкостей. Отсюда, в частности,
следует, что материнская
магма состава,
отвечающего нефелиновой половине системы, не
может в результате дифференциации с удалением
оливина дать толеитовые базальты.

46.

Толеит – этот термин вызвал большую путаницу. Первоначально был
определен как долеритовый трапп, состоящий из альбита и ильменита. В
конце XIX века Розенбуш определил толеит, как бедную оливином или
безоливиновую плагиоклаз-авгитовую породу с интерсертальной
структурой. Затем он становится разновидностью базальта, состоящей из
лабродора, авгита, гиперстена и пижонита, с оливином (часто
проявляющем реакционные взаимоотношения) или кварцем и часто
интерстициальным стеклом.
Толеитовые базальты характеризуются присутствием
нормативного кварца
Известково-щелочной базальт. Название дано не в
соответствии с минералогией базальта, а по его
принадлежности к базальт-андезит-дацитовой серии
орогенных поясов и островных дуг.

47.

Нефелиновый компонент щелочных оливиновых базальтов, подобно
кварцу в пересыщенных толеитовых базальтах, часто не представлен в
реальном минеральном составе. Этот компонент входит либо в стекло,
либо, если количества его невелики (порядка 1—2%), в состав сложных
моноклинных пироксенов. Как уже отмечалось выше, моноклинные
пироксены обычно содержат титан, а также некоторое количество натрия и
алюминия.
Справа от плоскости насыщения
кремнеземом в
тетраэдрической диаграмме
располагаются составы
пересыщенных базальтов,
Тетраэдрическая
отвечающие большей части
диаграмма
континентальных толеитов.
системы
Di — Fo — Ne — Qz
В средней области диаграммы
между
двумя
плоскостями
насыщения
кремнеземом
располагаются составы оливиновых
базальтов,
отвечающие
расширенному
определению
толеитов. Такие породы особенно
обильны
на
площадях
океанических вулканов.

48.

1. Кварцевые толеиты
Пересыщены SiO2
Содержат нормативный
кварц
Толеитовая серия
Известково-щелочная серия
3. Щелочные оливиновые
Базальты и тефриты
Недосыщены SiO2
Содержат нормативный
Нефелин
2. Оливиновые толеиты
Насыщены SiO2

49.

Толеитовые базальты
Известково-щелочные базальты
(a) Фенокристы редки, крупные
фенокристы оливина обычно не
зональны, могут наблюдаться
реакционные каймы Opx. Opx
может также встречаться в виде
вкрапленников
Типична такая
последовательность появления
вкрапленников:olivine
<plagioclase<augite phenocrysts of
pale brown augite
Вкрапленники Ol среднего размера,
часто сильно зональны
Opx нет
Pl вкрапленники менее обычны и
типична следующая
последовательность появления
вкрапленников:
olivine<augite <plagioclase
titanilerous augite phenocrysts.
strongly zoned with purplish brown
rims
(b) ОМ обычно тонкозернистая и
стекловатая, нет оливина в ОМ,
Px ОМ – Aug ± Pig, нет КПШ или
Anc, интерстициальное стекло
обычно
(c) Ксенолиты лерцолитов очень
редки
ОМ относительно зернистая, в ОМ
присутствует оливин и титанавгит,
присутствуют интерстициальные
КПШ и Anc, стекла мало или нет
совсем
Ксенолиты ультраосновных пород
обычны

50.

АFМ диаграмма для отличия базальтов
толеитовой
(TH)
и
известковощелочной (CA) серий: A = Na2O + K2O; F
= FeO + 0.9Fe2O3; M = MgO. (Irvine &
Baragar,1971).
Диаграмма FeO*/ MgO - SiO2. для отличия
базальтов толеитовой (TH) и известково-щелочной
(CA) серий; FeO – все Fe в форме FeO (масс.%).
Разделительная линия описывается уравнением:
FeO'/MgO = 0.1562 x SiO2 - 6.685. (South Sandwich,
Luff (1982); Marianas, Meijer& Reagan (1981); Sunda,
Foden(1983)).

51.

Диаграмма расчленения базальтов Гавайских вулканов
Черные кружки – толеитовые базальты; светлые
умеренно-щелочные

52.

Figure 16-6. b. AFM diagram distinguishing tholeiitic and calc-alkaline series. Arrows represent
differentiation trends within a series.

53.

Пиллоу-лавы, подушечная отдельность

54.

Структура порфировая
структура основной массы - толеитовая

55.

Гломеропорфировый базальт с
гиалопилитовой основной массой

56.

В каких геологических обстановках встречаются базальты
нормального ряда?
1. Срединно-океанические хребты MORB – mid ocean
ridge basalts (спрединг)
2. Островные дуги OIB – ocean island belts (субдукция)
3. Активные континентальные окраины (субдукция)
4. Траппы (внутриконтинентальный магматизм)
5. Коллизионные зоны

57. Chapter 13: Mid-Ocean Rifts

The Mid-Ocean Ridge System
Figure 13-1. After Minster et al.
(1974) Geophys. J. Roy. Astr. Soc.,
36, 541-576.

58. MORB Petrogenesis

Generation
• Separation of the plates
• Upward motion of mantle
material into extended
zone
• Decompression partial
melting associated with
near-adiabatic rise
• N-MORB melting initiated
~ 60-80 km depth in upper
depleted mantle where it
inherits depleted trace
element and isotopic char.
Figure 13-13. After Zindler et al. (1984) Earth
Planet. Sci. Lett., 70, 175-195. and Wilson (1989)
Igneous Petrogenesis, Kluwer.

59. Oceanic Crust and Upper Mantle Structure

Typical Ophiolite
Базальтовые
пиллоу-лавы
MORB – mid ocean ridge basalts
Figure 13-3. Lithology and thickness of a
typical ophiolite sequence, based on the
Samial Ophiolite in Oman. After Boudier
and Nicolas (1985) Earth Planet. Sci.
Lett., 76, 84-92.

60.

Table 13-2. Average Analyses and CIPW Norms of MORBs
(BVTP Table 1.2.5.2)
The major element
chemistry of MORBs
Oxide (wt%)
SiO2
TiO2
Al2O3
FeO*
MgO
CaO
Na2O
K2O
P2O5
Total
All
50.5
1.56
15.3
10.5
7.47
11.5
2.62
0.16
0.13
99.74
MAR
50.7
1.49
15.6
9.85
7.69
11.4
2.66
0.17
0.12
99.68
EPR
50.2
1.77
14.9
11.3
7.10
11.4
2.66
0.16
0.14
99.63
IOR
50.9
1.19
15.2
10.3
7.69
11.8
2.32
0.14
0.10
99.64
Norm
q
or
ab
an
di
hy
ol
mt
il
ap
0.94
0.95
22.17
29.44
21.62
17.19
0.0
4.44
2.96
0.30
0.76
1.0
22.51
30.13
20.84
17.32
0.0
4.34
2.83
0.28
0.93
0.95
22.51
28.14
22.5
16.53
0.0
4.74
3.36
0.32
1.60
0.83
19.64
30.53
22.38
18.62
0.0
3.90
2.26
0.23
All: Ave of glasses from Atlantic, Pacific and Indian Ocean ridges.
MAR: Ave. of MAR glasses. EPR: Ave. of EPR glasses.
IOR: Ave. of Indian Ocean ridge glasses.

61.

• MgO and FeO
• Al2O3 and CaO
• SiO2
• Na2O, K2O, TiO2, P2O5
Figure 13-5. “Fenner-type” variation
diagrams for basaltic glasses from the
Afar region of the MAR. Note different
ordinate scales. From Stakes et al. (1984)
J. Geophys. Res., 89, 6995-7028.

62. Trace Element and Isotope Chemistry

• REE diagram for MORBs
Figure 13-10. Data
from Schilling et
al. (1983) Amer. J.
Sci., 283, 510-586.

63.

• N-MORBs: 87Sr/86Sr < 0.7035 and 143Nd/144Nd >
0.5030, depleted mantle source
• E-MORBs extend to more enriched values
stronger support distinct mantle reservoirs for Ntype and E-type MORBs
Figure 13-12. Data from Ito et
al. (1987) Chemical Geology,
62, 157-176; and LeRoex et
al. (1983) J. Petrol., 24, 267318.

64.

A modern concept of the axial
magma chamber beneath a fastspreading ridge
Figure 13-15. After Perfit et al.
(1994) Geology, 22, 375-379.

65.

• Nisbit and Fowler (1978) suggested that numerous, small,
ephemeral magma bodies occur at slow ridges (“infinite leek”)
• Slow ridges are generally less differentiated than fast ridges
– No continuous liquid lenses, so magmas entering the axial
area are more likely to erupt directly to the surface (hence
more primitive), with some mixing of mush
Depth (km)
2
Rift Valley
4
6
Moho
Transition
zone
Gabbro
Mush
8
10
5
0
Distance (km)
5
Figure 13-16 After Sinton and Detrick (1992) J.
Geophys. Res., 97, 197-216.
10

66.

Ocean-ocean Island Arc (IA)
Ocean-continent Continental Arc or
Active Continental Margin (ACM)
Figure 16-1. Principal subduction zones associated with orogenic volcanism and plutonism. Triangles are on the overriding plate.
PBS = Papuan-Bismarck-Solomon-New Hebrides arc. After Wilson (1989) Igneous Petrogenesis, Allen Unwin/Kluwer.

67. Chapter 17: Continental Arc Magmatism

Figure 17-1. Map of western South America showing the
plate tectonic framework, and the distribution of
volcanics and crustal types. NVZ, CVZ, and SVZ are the
northern, central, and southern volcanic zones. After
Thorpe and Francis (1979) Tectonophys., 57, 53-70;
Thorpe et al. (1982) In R. S. Thorpe (ed.), (1982).
Andesites. Orogenic Andesites and Related Rocks. John
Wiley & Sons. New York, pp. 188-205; and Harmon et al.
(1984) J. Geol. Soc. London, 141, 803-822. Winter (2001)
An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology.
Prentice Hall.

68. Structure of an Island Arc

Figure 16-2. Schematic cross section through a typical island arc after Gill (1981), Orogenic Andesites and
Plate Tectonics. Springer-Verlag. HFU= heat flow unit (4.2 x 10-6 joules/cm2/sec)

69.

Figure 15-2. Flood basalt provinces of Gondwanaland prior to break-up and
separation. After Cox (1978) Nature, 274, 47-49.