Ефект Соре в петрології магматичних порід

Abstract

Для пояснення незвичних петрологічних і мінералогічних особливостей деяких магматичних комплексів Українського щита запропоновано застосувати термодифузійний ефект Соре. Серед таких особливостей виділяються значно підвищена або надто висока залізистість порід і мінералів, а також збагаченість титаном, фосфором і рідкісними металами деяких лужно-ультраосновних (карбонатитових) комплексів Українського щита (Чернігівський у Приазов’ї), Корсунь-Новомиргородський анортозит-рапаківігранітний плутон та Південно- Кальчицький габро-сієнітовий масив (Приазов’я). Високою залізистістю відзначаються також і лужно-ультраосновні породи Проскурівського і Антонівського масивів у Дністрово-Бузькому районі. Ці особливості хімічного складу порід і мінералів було виділено авторами раніше, на них акцентовано увагу як на незвичних (відмінних від таких у типових магматичних комплексах інших регіонів), а утворення їх пояснено абісальними умовами формування за низької фугітивності кисню. Це, на думку авторів, глибоко (до 10—20 км) еродовані масиви магматичних порід. Не заперечуючи важливості впливу глибини розташування магматичних осередків на хімічний склад продуктів розкристалізації розплавів (порід і мінералів), вважаємо, що цього, очевидно, недостатньо для задовільної петрогенетичної інтерпретації вказаних та деяких інших петрохімічних та мінералогічних особливостей. У цій статті високозалізисті магматичні породи розглядаються, згідно з ефектом Соре, як такі, що кристалізувалися в зоні вищої температури (на більшій глибині магматичного осередку), тоді як високомагнезіальні породи формувалися в зоні з пониженою температурою (в гіпабісальних умовах), де могли накопичуватися більш тугоплавкі компоненти магми. Звичайно, цей процес досить складний і в ньому можуть поєднуватися з ефектом Соре як механізми кристалізаційного фракціонування (в силікатних розплавах), так і ліквація розплавів (у карбонатитових комплексах). Очевидно, термодифузійний ефект Соре може інтенсивніше проявлятися в магматичних розплавах з низькою в’язкістю і насичених леткими компонентами (карбонатити, мелілітити, пікрити, базальти).

Для объяснения непривычных петрологических и минералогических особенностей некоторых магматических комплексов Украинского щита предложено применить термодиффузионный эффект Сорэ. Среди таких особенностей выделяются значительно повышенная или весьма высокая железистость пород и минералов, а также обогащенность титаном, фосфором и редкими металлами некоторых щелочно-ультраосновных (карбонатитовых) комплексов Украинского щита (черниговский в Приазовье), Корсунь-Новомиргородский анортозит-рапакивигранитный плутон и Южно-Кальчикский габбро-сиенитовый массив (Приазовье). Высокая железистость характерна и для щелочно-ультраосновных пород Проскуровского и Антоновского массивов в Днестрово-Бугском районе. Эти особенности химического состава пород и минералов были выделены авторами ранее, на них акцентировалось внимание как на непривычных (отличных от таких в типичных магматических комплексах других регионов). Их образование объяснено абиссальными условиями формирования при низкой фугитивности кислорода. Это, по мнению авторов, глубоко (до 10—20 км) эродированные массивы магматических пород. Не отрицая важности влияния глубины расположения магматических камер на химический состав продуктов раскристаллизации расплавов (пород и минералов), считаем, что этого, очевидно, недостаточно для удовлетворительной петрогенетической интерпретации указанных и некоторых других петрохимических и минералогических особенностей. В данной статье высокожелезистые магматические породы отнесены, согласно эффекту Сорэ, к таким, которые кристаллизовались в зоне более высоких значений температуры (на большей глубине магматической камеры), тогда как высокомагнезиальные породы формировались в зоне с пониженной температурой (в гипабиссальных условиях), где могли накапливаться более тугоплавкие компоненты магмы. Конечно, этот процесс довольно сложен и в нем могут объединяться с эффектом Сорэ как механизмы кристаллизационного фракционирования (в силикатных расплавах), так и ликвация расплавов (в карбонатитовых комплексах). Возможно, термодиффузионный эффект Сорэ может интенсивнее проявляться в магматических расплавах с низкой вязкостью и насыщенных летучими компонентами (карбонатиты, мелилититы, пикриты, базальты).

The Soret thermodiffusion effect it suggested to explain unusual petrological and mineralogical peculiarities of some magmatic complexes of the Ukrainian Shield. Amongst such unusual petrological and mineralogical peculiarities as an decreased low magnesity in rocks and minerals as well as the enriched in Ti, P and rare metals of some alkalineultrabasic (carbonatite) complexes of the Ukrainian Shield (Chernigovka in the Azov area), Korsun-Novomyrgorod anorthosite rapakivi-granite pluton and South-Kalchyk gabbro-syenitic massif (Azov area) are distinguished. A low magnesity is also typical of alkali-ultrabasic rocks of Proskurovka and Antonovka massifs. At the same time the hypabyssal alkali-ultrabasic occurrences in North-West region of the Ukrainian Shield (Gorodnytsa, Glumcha, Bolyarka, Pokoshiv) have a high magnesity typical for those massifs. The rocks of those occurrences are predominantly presented by forsterite melteigite and jacupirangite. While in the deep eroded Chernigovka carbonatite complex olivine from melteigites is presented by varieties highly enriched in iron (Fa₇₀ ). Those peculiarities of chemical composition of rocks and minerals have been distinguished earlier by the authors. Those peculiarities were emphasized as untypical (different from such in typical magmatic complexes in other regions) and they are explained by abyssal conditions of crystallization at low oxygen fugacity. In the authors’ opinion those massifs of magmatic rocks are deeply eroded (to 10—20 km) on the contemporary erosion cut. One cannot deny the significance and influence of the deep magmatic chambers on chemical composition of the melt crystallization products (rocks and minerals) but these factors are not enough for a satisfactory petrological interpretation of those and some another petrochemical and mineralogical peculiarities. In this paper the magmatic rocks enriched in iron are considered (according to the Soret effect) as such that were crystallized in the zone of higher temperatures (in the deeper part of the magmatic chamber) whereas the highly magnesian rocks are formed in the part with reduced temperature (in hypabyssal conditions) where more high-melting magma components could accumulate. Certainly this process is rather complicated and can join the Soret effect and crystallization fractionating mechanisms (in silicate melts) as well as melt liquation (in carbonatite complexes). Probably the Soret thermodiffusion effect can display more intensively in the magmatic melt with low viscosity and enriched by volatile components (carbonatites, melilitites, picrites, basalts).