Образец кианитового эклогита. Красные зерна - пироповый гранат, зеленый пироксен, голубой - кианит
Эклогит — метаморфическая горная порода высоких давлений, состоящая из пироксена с высоким содержанием жадеитового минала (омфацита) и граната гроссуляр-пироп-альмандинового состава, кварца и рутила.
По химическому составу эклогиты идентичны магматическим породам основного состава - габбро и базальтам. В настоящее время установленно, что эклогиты образуются при выcокобарическом метаморфизме этих пород. Это подтвержедено экспериментально. Однако еще недавно, в 1950 - 1970гг. рассматривался вопрос осадочной природы протолита эклогитов.
Термин эклогит был введен Р.И. Гаюи (Haüy) в 1822г для обозначения пород, сложенных пироксеном травяно-зеленого цвета (омфацитом) и красным гранатом.
Пентти Эскола - основоположник метаморфической петрологии выделил эклогитовую фацию метаморфизма.
Свойства
Макроскопически эклогиты представляют собой массивные породы, цвет которых варьирует от зеленого (в разностях где преобладающим минералом является омфацит), до розового (в разностях богатых гранатом). Структура гранобластовая.
Свежие эклогиты весьма прочные и вязкие породы - с большим трудом колются молотком.
Важнейшей особенность эклогитов является их высокая плотность (от 3,3 до 3,7 г/см3, примерно на 15% больше, чем габброиды). Эклогиты - самые плотные из всех распространенных горных пород. Они плотнее, чем слагающие мантию перидотиты, и поэтому океаническая кора после превращения в эклогит тонет в мантии.
Разновидности
- биминеральные эклогиты (Grt-Omp,Qtz), которые состоят собственно из граната и пироксена-омфацита. Эти эклогиты наиболее распространенные в природе. В некоторых из них также может присутствовать вторичные минералы, такие как кварц, цоизит, эпидот, роговая обманка и другие. Также среди этих эклогитов, в зависимости от состава граната, различают следующие разновидности: пироповые, пироп-альмандиновые, альмандиновые, гроссуляровые и пироп-альмандин-гроссуляровые.
- высокоглиноземистые эклогиты (Grt-Omp-Ky; Grt-Omp-Ky-Zo; Grt-Omp-Cor); среди них в зависимости от минерального состава различают кианитовые, кианит-цоизитовые и корундовые разновидности.
- роговообманковые эклогиты Grt-Omp-Amp, которые содержат роговую обманку в парагенезисе с гранатом и омфацитом. А среди таких эклогитов в зависимости от состава Нbl выделяют роговообманковые и каринтиновые разности.
- кроме того, эклогиты богатые рутилом выделяют как рутиловые, а также наличие таких минералов как ильменит, графит, алмаз, коэсит также дают соответствующие разновидности. Также см. гроспидиты.
Распространение
Эклогиты встерчаются в виде ксенолитов в кимберлитовых трубках, а также в виде линз и будин в метаморфических комплексах высоких и сверхвысоких давлений.
Происхождение эклогитов
Эклогиты образуются при метаморфизме магматических пород основного состава (габбро, базальты, долериты), при давления более 12-14 кбар. При этих давлениях происходит реакция эклогитизации - рекция плагиоклаза с другими минералами с образованием жадеитового пироксена и магнезиального граната. Эта рекция проиходит в большом диапазоне давлений и теператур и часто встречаются породы, в которых она прошла частично. Породы, в которых есть эклогитовые минералы, но остались и реликты плагиоклаза называются эклогитоподобными. Для них характерны коронитовые структуры.
Разделяют коровые и мантийные эклогиты. Коровые эклогиты находятся в составе складчатых поясов и образуются в зонах субдукции. Метаморфические комплексы содержащие эклогиты рассматриваются как индикаторы геодинамической обстановки субдукции. В этом отношении интересны находки эклогитов архейского возраста на Балтийском щите (Щипанский и др. 2005), свидетельствующие, о том, что тектоника литосферных плит имела место уже в архее.
Мантийные эклогиты также образуются в результате метаморфизма океанической коры, погружающейся в мантию. Некоторые ученые считают, что эклогиты могли образоваться в результате кристаллизации базальтового раплава на большой глубине. Но эта модель активно дискутируется и не установлены однозначные признаки такого генезиса эклогитов.
Коровые эклогиты встречаются в метаморфических комплексах двух типов, различающихся по составу, параметрам метаморфизма и происхождению.
Комплексы данного типа состоят преимущественно из пород основного состава - метабазитов. Главными типами пород являются глаукофановые (голубые) сланцы, на регрессивных стадиях метаморфической эволюции замещенные хлорит-актинолитовыми (зелеными) сланцами, а также, амфиболиты, эклогиты и микрокварциты, образованные по кремнистым породам. Эклогит-глаукофан-сланцевые комплексы как правило ассоциируют с офиолитами, часто метаморфические породы представляют собой блоки в серпентинитовом меланже. Эклогиты из комплексов данного типа как правило низко - среднетемпературные (500 - 750С), часто содержат лавсонит. Ни сами эклогиты, ни ассоциирующие с ними метаморфические породы не содержат включений или структур распада минеральных фаз формирующихся при сверхвысоких давлениях метаморфизма (коэсит, алмаз и др.) Давление на пике метаморфизма, устанавливаемое по содержанию жадеитового компонента в омфаците колеблется в пределах 12 - 25 кбар, что соответствует глубинам 35 - 75км.
Протолитом эклогит-глаукофансланцевых комплексов являются породы океанической коры, а метаморфические преобразования, связаны с погружением океанической литосферной плиты в зону субдукции. Эксгумация подобных комплексов происходит в результате коллизии островных дуг с подводными вулканическими плато или с вулканическими островами (симаунтами). Эта модель нашла многочисленные геологические и геохимические подтверждения при изучении Чаган-Узунского эклогит-сланцевого комплекса и эклогитов Уймонской зоны на Горном Алтае.
Эклогит-гнейсовые метаморфические комплексы
Эклогит-гнейсовые комплексы сложены преимущественно метапелитами - орто- и парагнейсами, кристаллическими сланцами, среди которых преобладают слюдистые разности, а также метаосадочными породами - мраморами и кальцифирами, кварцитами. В подчиненном количестве присутствуют гипербазиты - пироповые и шпинелевые перидотиты и пироксениты, иногда полностью серпентинизированные. Эклогиты и замещающие их амфиболиты образуют многочисленные будинообразные тела среди гнейсов. Эклогит-гнейсовые комплексы нередко иногда содержат индекс-минералы сверхвысоких давлений метаморфизма.
Изменения
При снижении давления омфацит легко замещается симплектитом - на уровне гранулитовой фации метаморфизма симплектит имеет пироксен-плагиоклазовый состав, на уровне амфиболитовой - амфибол-плагиоклазовый. Гранат при изменениии достаточно устойчив, поэтому часто при диафторезе эклогитов образуются гранатовые амфиболиты, о былом присутствии омфацита в которых свидетельствуют только симплектитовые структуры.
В результате регрессивного метаморфизма по первичным минералам эклогитов (омфацит, гранат, кварц, рутил) развиваются вторичные роговая обманка, цоизит, эпидот, плагиоклаз, мусковит, кварц.
При этом происходит небольшой вынос почти всех петрогенных компонентов и привнос воды.
Степень изменения эклогитов харатеризует скорость их подъема к поверхности. Широкое развитие симплектитов характерно для эклогитов из метаморфических комплексов, подъем которых происходит относительно медленно. Эклогиты выносимые из мантии в виде ксенолитов в кимберлитовых трубках, как правило не содержат симплектитов.
Литература об эклогитах
Добрецов Н.Л., Соболев Н.В., Шацкий В.С., и др. Эклогиты и глаукофановые сланцы в складчатых областях. Новосибирск: Наука, 1989. 234с.
Добрецов Н.Л. Процессы коллизии в палеозойских складчатых областях Азии и механизмы эксгумации. // Петрология. 2000. т.8, №5. с.451 – 476.
Кушев В.Г., Виноградов Д.П. Метаморфогенные эклогиты, Новосибирск: Наука, 1978. 111с.
Щипанский А.А., Конилов А.Н., Минц М.В., Докукина К.А., Соколикова С.Ю. Геодинамика формирования ранней континентальной коры в свете открытия архейских эклогитов в беломорском подвижном поясе, Карельский полуостров // Тектоника земной коры и мантии. тектонические закономерности размещения полезных ископаемых Материалы XXXVIII Тектонического совещания, Москва, Геос, 2005, с. 389-392.
Ссылки
Статья
Обсуждение