Вестник Кольского научного центра РАН. 2012, №1.

УДК 552.313:53 ПЕТРОХИМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МАНТИЙНОГО МАГМАТИЗМА Ж.А. Федотов Геологический институт КНЦ РАН Аннотация Построена диаграмма плавления пиролита в координатах Mg - (Fe+Ti) - Al по литературным экспериментальным данным. Она увязывает состав жидкости с давлением и степенью плавления пиролита. Рассматриваются три способа отделения жидкости от мантийного субстрата - гравитационный, работающий при степени его плавления 25%; механизм типа фильтр-прессинг, эффективный при степени плавления меньше 2%; локальное почти полное плавление мантийного вещества. Важная роль отводится гранату втвердом остатке, принципиально влияющему на состав мантийных магм. При степени плавления мантийного субстрата < 2% в зоне устойчивости граната происходит сегрегация пикритовой и ферропикритовой щелочных первичных магм на глубине 120 и 210 км соответственно, а выше гранатовой зоны - толеитбазальтовых магм. При степени плавления 25% формируются пикробазальтовая, коматиитбазальтовая, пикритовая и ферропикритовая первичные магмы толеитовой серии на глубине 80, 130, 240 и 300 км соответственно. Ультраосновная коматиитовая магма образуется при высокой степени плавлении мантийного субстрата без граната в твердом остатке. Толеитбазальтовая серия имеет два первичных расплава - глиноземистый и магнезиальный базальтовые. Оба отделяются от мантийного субстрата по механизму типа фильтр-прессинг - первый на глубине меньше 10 км, в зонах океанического спрединга, второй на глубине 50-60 км, в зонах океанического спрединга и в субконтинентальной литосфере. Первичные магнезиальные базальтовые магмы известково-щелочной и толеитбазальтовой серий образуются в литосферной мантии в одинаковых условиях. Разные направления эволюции близких по составу первичных магм определяются условиями их последующей фракционной кристаллизации - в обстановке сжатия и насыщения расплава водными флюидами в зонах субдукции в первом случае и растяжения и свободного подъема магмы к земной поверхности во втором. Серии ультракалиевых пород - лампрофиров, лейцититов, камафугитов, лампроитов и кимберлитов образуются при плавлении метасоматизированной субкратонной мантии. Ключевые слова: мантийный магмогенез, вулканические серии, первичные магмы, петрохимическая диаграмма состояния расплавной системы пиролита. Введение Большой вклад в понимание мантийного магматизма внесли полибарические эксперименты по плавлению вещества в системе CaO - MgO - Al2O3 - SiO2. Херцберг и О’Хара подвели итог этим исследованиям, сопоставив на диаграмме CMAS составы расплавов, полученных в этой синтетической системе и экспериментах с природными перидотитами, с составом пород толеитовых магматических серий [1]. К настоящему времени выполнено большое количество экспериментов по плавлению перидотитов, раскрывающих общую картину мантийного магмогенеза. Одной из главных проблем петрологии является проблема происхождения серий магматических пород и их родоначальных магм. В ее решении за почти столетний период получены исчерпывающие результаты. Установлено, что разнообразие магматических пород в рамках серии обусловлено, в основном, процессами фракционной кристаллизации первичной магмы в ходе ее подъема к земной поверхности. Множественность серий магматических пород отражает многообразие условий образования первичных магм в мантии. Состав первичных магм определяется степенью плавления пиролита и глубиной отделения жидкости от мантийного субстрата. Первичные магмы щелочных серий образуются при очень низкой степени плавления, толеитовых серий - при очень низкой и умеренной, а коматиитовой серии - при высокой степени плавления мантийного субстрата. С уменьшением глубины, на которой жидкость отделяется от субстрата, растет глиноземистость мантийных выплавок. 115