ГлавнаяЭтот вопрос имеет довольно запутанную историю, включая путанные и меняющиеся минералогические и химические определения и петрогенические предположения, которые не могут быть целиком приняты в настоящее время. К несчастью, одно из следствий этого — постоянное перекрытие терминов и определений. Из значительной массы валовых анализов пород было трудно выделить те, которые по местоположению соответствовали бы спуску по ликвидусным линиям из-за обилия порфировых пород, и, конечно, при этом учитывалась возможность аккумуляции или присутствие первичных кристаллов в конечных продуктах извержений (см. работу А. Эварта, посвященную современным орогенным лавам, и его выводы о том, что большинство из них является разновидностями, возникшими в результате процессов фракционирования, преимущественно плагиоклаза). Петрографические описания не однотипны и часто сокращены, особенно в отношении природы фаз фенокристаллов, и обычно подразумевают неопределенный (но в значительной степени разнообразный) характер плагиоклазовых фенокристаллов. Смелой попыткой упрощенной классификации по составу, основанной на содержаниях К2О и Si2O, является работа С. Тейлора, опубликованная в 1969 г. Его диаграмма, характеризующая породы, ассоциирующие с андезитами в орогенных областях, воспроизведена на рис. 37. Обращает на себя внимание превалирующая тенденция С. Тейлора переименовать породу не по минеральному составу, а пи химическому. He все исследователи могут согласиться с предложенным разделением базальтов и андезитов по граничному содержанию (массовой доле) SiО2 (53 %), в связи с тем, что между основными и средними породами длительное время была принята граница по содержанию 52 % SiO2, часть их предпочла бы использовать термин базальтовый андезит для пород зон ОПСЗ, тяготеющих к андезитам с 52—56 % SiO2. Еще один недостаток для широкого употребления — отсутствие других, кроме высокоглиноземистых базальтов, типов основных пород. Однако эта классификация учитывает обширные вариации концентраций K2O в магматических сериях ОПСЗ и интерпретирует его значения по отношению к более поздним диаграммам, типа диаграммы, приведенной на рис. 33.
Очевидные минералогические различия были использованы X. Kунo в 1959 г. для отделения пижонитовых серий от гиперстеновых среди пород ОПСЗ. Термины пижонитовая и гиперстеновая и данном случае отвечают составам пироксена основной массы базитовых членов данных серий. Конечно, такое разделение очень сложно осуществить для тонкозернистых пород, поскольку для этого требуются микроскопы с большим увеличением объективных линз, плюс использование соответствующих конденсорных линз для получения диагностических фигур на малых зернах; определения невозможно провести в образцах со стекловатой основной массой или во вторично измененных породах. В общем пижонитовая серия X. Kyно соответствует островодужной толеитовой серии, а гиперстеновая — более обычной для субаэральных условий орогенной андезитовой ассоциации.
Установление (или, точнее, принятие) базитовой магмы в качестве родоначальной для серий магматических пород зон ОПСЗ привело, как и в случае других магматических серий, к использованию выведенной исходной основной магмы для номенклатуры серий (например, островодужная толеитовая серия, серия высокоглиноземистых базальтов и шошонитовая серия Фиджи)
Высокоглинозёмистые базальты были впервые определены X. Kyho как типичные изверженные породы, образовавшиеся в условиях ОПСЗ и являющиеся промежуточными по составу между толеитами и щелочными базальтами. Высокое содержание алюминия было показано графически, путем нанесения значений Аl2О3 относительно концентраций щелочей в пределах определенного установленного интервала содержаний SiC2. X. Куно рассчитал также средние составы трех данных типов и в дополнение перечислил петрографические критерии для их выделения. Однако эти три перекрывающихся критерия трудно применять одновременно и недвусмысленно, особенно когда породы изменены. Многие петрологи могли бы согласиться с тем, что высокоглиноземистая базальтовая серия включает в себя обычную известково-щелочную серию орогенных андезитов.
Термин известково-щелочной сам по себе используется в нескольких различных смыслах. Многие, кто прибегали (или избегали) к этому термину, не смоли бы дать четкого определения, а если бы даже смогли, то оно не удовлетворило бы всех. А. Холмс в 1920 г. предложил использовать очень сходный термин — щелочь-известковые (calc alkali) для пород, в которых главными минералами являются полевые шпаты, роговая обманка и (или) авгит и в которых отсутствуют фельдшпатоиды и натровые иносиликаты. Конечно, это определение щелочь-известковых пород объединяет очень широкую группу, включая толеиты и большую часть орогенных андезитов, и практически отвечает термину субщелочной в его современном толковании. М. Пикок в 1931 г. иначе объяснил термин известково-щелочной в отношении магматических серий, в которых содержание CaO равно сумме N22О2 + К2О при значениях SiO2 от 56 до 61 %. Многие серии орогенных андезитов являются известково-щелочными по этому определению, однако некоторые имеют щелочь-известковый индекс более 61 и, таким образом, формально являются известковыми, а некоторые обладают щелочь-изьестковым индексом от 51 до 56 и соответственно относятся, по М. Пикоку, к щелочь-известковым. Неудовлетворительной оказалась и тенденция применения термина известково-щелочной только к членам среднего состава Той совокупности пород, которые в настоящее время мы определяем как различные серии ОПСЗ. Комментарии по этому вопросу даны в работе Д. Брауна и касаются петрографического сходства средних пород различных серий ОПСЗ.
Однако в настоящее время большинство петрологов просто ставят знак равенства между известково-щелочными сериями и субщелочными породами, занимающими промежуточное положение в спектре составов серии ОПСЗ и располагающимися между островодужными толеитовыми сериями ОПСЗ (синоним — низкокалиевые островодужные толеиты), с одной стороны, и различными сериями щелочных базальтов — с другой.
Разделение по химическому составу может быть проведено на основании вариационной диаграммы щелочи — кремнезем. Используя этот метод специально для магматических серий ОПСЗ, X. Куно в 1969 г. предпринял трехчленное деление на щелочнобазальтовые, гиперстеновые (-высокоглиноземистые базальтовые) и пижонитовые (-островодужные толеитовые) серии с дополнительным выделением для двух последних субщелочных полей (рис. 38). Значимость не столь большая, учитывая, что положение линии Куно, отделяющей щелочные базальты, с одной стороны, от субщелочных высокоглиноземистых базальтов и островодужных толеитов — с другой, хотя и не совпадает точно, но очень близко к аналогичной линии, определенной Дж. Макдональдом и Т. Кацурой для разделения гавайских щелочных базальтов и толеитов и впоследствии продолженной до более высоких содержаний SiO2. Диаграмма AFM также полезна для отличия островодужных толеитовых серий от высокоглиноземистых базальтовых. поскольку первые обладают тенденцией к обогащению железом в средних составах, отсутствие которой характерно для последних. Т. Ирвин и У Барагар установили, что нанесение на диаграмму Al2O3 относительно состава нормативного плагиоклаза также полезно для различия того, что мы называем известково щелочными и толеbтовыми сериями.
Б современной практике для характеристики серий ОПСЗ полезно также учитывать значительные вариации в содержаниях K2O для различных серий и определять их К55 и К50 значения или просто использовать диаграмму K2O—SiO2, на которой могут быть сопоставлены различные серии (рис 39). На этой диаграмме выделяются три очевидных поля: 1) низкокалиевые толеитовые серии (ОДТ); 2) промежуточные по содержанию калия серии, эквивалентные типичным субаэральным андезитовым; 3) более редкие высококалиевые (шошонитовые) серии. Это подразделение анализов на три поля подтверждается и другими многочисленными данными.
He все щелочно-базальтовые серии зон ОПСЗ обогащены калием как шошонитовые, поэтому термин шошонитовая серия, употребляемый Ф. Джейксом и А. Уайтом для большинства обогащенных калием пород из спектра составов Вити-Леву, может быть подвержен критике. Г. Джоплин в информационном обзоре показал, что, исходя из петрографического определения, породы, очевидно, относимые к шошонитам, встречаются не только в хорошо определенных условиях ОПСЗ, например Индонезии, но также в полностью орогенной обстановке Восточно-Африканской рифтовой долины. Термины абсарокит, шошонит и бинакит первоначально использовались при описании неогеновых пород Йеллоустонского национального парка, извержения которых произошли на значительном расстоянии от расчетного положения бывшей зоны Беньофа. Дж. Николс и И. Кармайкл в 1969 г. сделали интересный комментарий по петрографии, химическим свойствам и номенклатуре пород этого типа. Они продемонстрировали, что эти породы, отнюдь не входящие в состав щелочных магматических серий, являются толеитовыми по характеру и наличию остаточного кислого стекла. Вслед за У. Уилмонтом, современная трактовка петрохимического определения шошонита, однако, заключается в следующем: это щелочная порода с соотношением К2О/Na2О около или выше 1,0 по сравнению с щелочными базальтами, для которых это значение составляет около 0,5, и с низким содержанием TiO2. А. Смит описал высококалиевые шошонитовые породы миоценового возраста из юго-восточной части Папуа-Новая Гвинея, совпадающие по возрасту с начальным периодом блоковых движений и вертикального воздымания в этом районе. Однако в настоящее время уже недостаточно данных для удовлетворительного объяснения тектонического положения определяемых различным способом шошонитовых пород.
Трудности, связанные с номенклатурой вулканических пород ОПСЗ, рассмотренные в данном разделе, продолжают причинять неудобства, и на этой почве в научных статьях постоянно должны возникать обсуждения.