Кузьмин, Алексей Михайлович

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

Том Î2Ï 1963И З В Е С Т И ЯТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГОИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВАПЛОТНОСТЬ МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД И ЕЕ З НАЧЕ НИЕД Л Я  ПЕТРОЛОГИИА. М. КУЗЬМИНЕсли обратиться к трудам по физико-химическим основам петрогра­фии, то в них не найдем попыток связать состав и плотность пород в еди­ное взаимосвязанное целое. Правда, П. П. Чирвинский на большом чис­ле примеров изученных им гранитов показал, что плотность породы теснейшим образом связана с количественным составом породообразую­щих минералов и удельный вес магматических пород является чв из­вестной мере их характеристикой [2 ].Тот же исследователь, останавливаясь на космогонических и гео­физических соображениях, говорит, что для уточнения геологической роли гранитов в построении земного шара необходимо знать значение удельного веса в дифференциации магмы, и эту задачу, как он полагал, можно решить только при условии широкого пользования средними циф­рами, чтоб избежать ошибочных выводов [2 ].Затрагиваемого вопроса не касались и наши основоположники петрографии Ф. Ю. Левинсон-Лессинг, А. К. Заварицкий, Д. С. Белян­кин и другие. Г. Розенбуш в «Описательной петрографии» и Р. О. Дели «Изверженные породы и глубины земли» приводят цифры удельных ве­сов и анализа для многих интрузивных пород и породообразующих ми­нералов, но каких-либо вытекающих выводов относительно роли плот­ности пород ни тот, ни другой автор не делают.Среди диаграмм, характеризующих изменение ряда магматических пород как в химическом, так и в минералогическом отношении, мы не найдем диаграмм того же порядка, построенных с учетом их плотности.Для того, чтоб представить себе роль плотности пород во взаимо­связи с их химическим, а стало быть, и с их минералогическим составом, была взята группа магматических интрузивных пород, которая поль­зуется наиболее широким распространением и для которой известны на основании большого числа анализов данные о средней плотности De/см3 пород и об их среднем химическом составе. Здесь мы рассмотрим то и другое в отношении гранитов, гранодиоритов, диоритов, габбро и пе­ридотитов (табл. 1 ).Применительно к только что приведенным цифрам построим диаг­рамму (рис. 1 ), в которой на ординате отложим средние данные о плот­ности пород от 2 до 3,5 г/см3, а параллельно линии абсцисс на уровне плотности, отвечающем 2,6, 2,64, 2,75, 2,85, 2,42 и 3,32 г/см3 —  средние величины плотности, характеризующие средний состав щелочных гра­нтНазваниепородD SiO 2 TiO2 A l2O3 Fe2O3 FeOГранитыщелочные 2 ,6 73,22 0 ,20 12,47 1,92 1,30Г ранодиты 2,64 72,02 0,34 13,13 1,46 1,77Гранодиори-ты 2,75 67, CO 0,51 15,96 1,93 2,17Диориты 2,85 55,46 0,94 16,92 2,73 4,80Габбро 2,92 47,39 0,82 18,52 3,29 7,32Перидотиты 3,32 42,82 1,45 5,34 3 ,18 11,73Т а б л и ц а  IMnO0,070,110,070 ,130 ,150,18MgO0,210,551,764 ,446 ,8525,87CaO0,491,483,557,3310,455 ,79Na2O4.63  3,503,883.63  2,44  0,77K2O4 ,864 ,772 ,992,410,730,78H2O0,540,720 ,770 ,891,291,92P2O50,040,150,130 ,320,250,17100,0100,0100,0100,0100,0100,0нитов, щелочно-земельных гранитов, гранодиоритов, диоритов, габбро и перидотитов.Линию абсцисс разделим на 100 равных частей, отвечающих в сум­ме 100%. На уровне плотности , соответствующей той или другой породе, будем откладывать отрезки, равные числу процентов содержания ком­понентов SiO2, TiO2, ARO3, Fe2O3S FeO, MgO, CaO, Na2O, K2Ö, H2O и P 2O5-Концы отрезков одного и того же компонента на соседних уровнях плотности соединим, как говорят, кривыми. В результате такого пост­роения получим диаграмму (рис. 1 ), на которой кривыми выделяются поля соответствующих компонентов магматических пород.Поскольку плотность в земном шаре увеличивается от его поверх­ности к центру, постольку построенную диаграмму расположим так, чтоб величина плотности возрастала сверху вниз, как это показано на рисунке.Рис. Î. Диаграмма закономерности соотношения плотности магматических пород и процентного со­держания в них основных компонентов состава.Из анализа диаграммы прежде всего бросается в глаза законо мерность и плавность изменения полей соответствующих компонентов при переходе от одной породы к другой, от габбро-перидотитов к гра­нитам. Эта особенность закономерного изменения химического состава с глубиною, очевидно, тесно связана с силовым полем земли и строго определяется законом силы тяжести и его частным выражением — гип­сометрическим законом. Что касается диаграмм, иллюстрирующих за-П6кономерность качественных и количественных изменений минералогиче­ского состава тех же рядов магматических пород, то их можно найги, например, в учебном руководстве по петрографии Г. В. Тирреля [ 1], но приводимые им диаграммы следует интерпретировать в соответ­ствии с рис. 1 .Диаграммы, подобные рис. 1, можно построить для ряда хорошо изученных основных пород, например, для долеритов острова Тасма­ния, залегающих в виде мощных силлов в 45—285 м. Химический со­став их был изучен на различных уровнях от подошвы к кровле. Напри­мер, из диаграммы (рис. 2 ) для долеритового силла г. Нельсон [3] сле­дует, что химический состав породы заметно и закономерно, как и в случае рис. 1 , изменяется снизу вверх, а стало быть, должна меняться и его плотность в том же направлении. .Рис. 2. Изменение общего химического состава силла долеритов г. Нельсон в пределах 45—285 м его мощности.Наконец, я позволю себе привести ещ е одну диаграмму и р а з р е з  Люгарского силла [1], изученного Г. В. Тиррелем (рис. 3), и в этом слу­чае хорошо видно, что внутренняя часть силла в 26 м мощности п е р е т е р ­пела гравитационную дифференциацию, как бы расслоилась. Плотность и минералогический состав в пределах каждого дифференциата увели­чивается сверху вниз, увеличивается в том же направлении и общая плотность всей дифференцированной части силла.Из приведенного фактического материала достаточно убедительно следует, что наряду с изучением количественного химического минера-117логического анализа пород следут приводить для них данные о плотно* с т и , которая, как это вытенает из рис. 1 , табл. 1 и данных П. П. Чирвин- ск о го  [2], в  и зв е стн о й  мере является их характеристикой, их к о н с т а н т о йРис. 3. Закономерности изменения минера­логического состава и плотности пород интрузивной залежи Лугар в вертикальном разрезе (4).Намечающаяся диаграммами закономерность изменения плотности интрузивных пород с глубиною является функцией силы тяжести, и она должна проявляться во всяком глубинном магматическом теле, т. е. из­меняться согласно гипсометрическому закону, выраженному формулой:h =  f c F p J P h  =  R T \ n  c j c k _  п п/п„Mg тMg m« NgИмеются все основания ожидать, что в отдельных магматических очагах состав пород с глубиной (h) будет изменяться от гранитов в апикаль- ной части массива до габбро-перидотитов в основании.ЛИТЕРАТУРА1. Т и р  р е л ь  Г. В. Основы петрологии, ОАТИ, 1932.2. Ч и р в и н с к и й  П. П. Количественный, минералогический и химический состав гранитов и грейзенов. М., 1910.3. Э . д в а р с  А. Б. Дифференциация в долеритах Тасмании. Сб. «Геология и петро­графия трапповых формаций». Изд. ИЛ., 1950.

Плотность магматических пород и ее значение для петрологии

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University