Габбро: состав, классификация и происхождение

Введение

Грубозернистый мафический интрузивный камень

Габбро (/ɡæ/b/.r/oʊ/) – фанеритная (грубозернистая) мафическая интрузивная магматическая порода, образованная медленным охлаждением магмы, богатой магнием и железом, в полностью кристаллизованную массу в глубинах земной коры. Медленно охлаждающийся, грубозернистый габбро химически эквивалентен быстро охлаждающемуся, мелкозернистому базальту. Большая часть океанической коры Земли состоит из габбро, образованного в срединно-океанических хребтах. Габбро также встречается в виде плутонов, связанных с континентальным вулканизмом. Ввиду своей изменчивости, термин «габбро» может применяться в широком смысле к различным интрузивным породам, многие из которых лишь «габброидные». По аналогии, габбро соотносится с базальтом так же, как гранит с риолитом.

Этимология

Термин "габбро" был использован в 1760-х годах для обозначения ряда типов пород, обнаруженных в офиолитах Апеннинских гор в Италии. Он был назван по названию Габбро, небольшой деревни недалеко от Росиньяно-Мариттимо в Тоскане. Впоследствии, в 1809 году, немецкий геолог Кристиан Леопольд фон Бух использовал этот термин в более узком смысле в своем описании этих итальянских офиолитовых пород. Он отнес название "габбро" к породам, которые современные геологи более точно назвали бы "метагаббро" (метаморфизованный габбро).

Петрология

Габбро – это грубозернистая (фанеритовая) магматическая порода, относительно бедная кремнезёмом и богатая железом, магнием и кальцием. Такие породы называют мафическими. Габбро состоит из пироксена (в основном клинопироксена) и кальциевого плагиоклаза, с небольшим количеством роговой обманки, оливина, ортопироксена и акцессорных минералов. При значительном (>10%) содержании оливина или ортопироксена порода классифицируется как оливиновый габбро или габбронорит соответственно. Роговая обманка, при её наличии, обычно встречается в виде ободка вокруг кристаллов авгита или в виде крупных зерен, заключающих в себе более мелкие зерна других минералов (поикилитовые зерна). Геологи используют строгие количественные определения для классификации грубозернистых магматических пород, основанные на минеральном составе породы. Для магматических пород, состоящих преимущественно из силикатных минералов, и содержащих не менее 10% кварца, полевого шпата или полевошпатоидных минералов, классификация начинается с диаграммы QAPF. Относительное содержание кварца (Q), щелочного полевого шпата (A), плагиоклаза (P) и полевошпатоида (F) используется для определения положения породы на диаграмме. Порода классифицируется как габброид или диоритoид, если содержание кварца составляет менее 20% от общего содержания QAPF, полевошпатоидов – менее 10% от общего содержания QAPF, а плагиоклаза – более 65% от общего содержания полевого шпата. Габброиды отличаются от диоритов более чем 50%-ной долей анортита (кальциевого плагиоклаза) в общем содержании плагиоклаза. Состав плагиоклаза сложно определить в полевых условиях, поэтому предварительное различие между диоритом и габброидом делается на основе содержания мафических минералов. Габброид обычно содержит более 35% мафических минералов, преимущественно пироксены или оливин, в то время как диорит обычно содержит менее 35% мафических минералов, в которые обычно входит роговая обманка. Габброиды образуют семейство пород, сходных с габбро, таких как монзогаббро, кварцевый габбро или нефелиновый габбро. Сам габбро определяется более узко, как габброид, в котором кварц составляет менее 5% от общего содержания QAPF, полевошпатоиды отсутствуют, а плагиоклаз составляет более 90% от общего содержания полевого шпата. Габбро отличается от анортозита, который содержит менее 10% мафических минералов. Монзогаббро содержит от 65% до 90% плагиоклаза в общем содержании полевого шпата. Кварцевый монзогаббро сочетает в себе признаки кварцевого габбро и монзогаббро. Он содержит от 5% до 20% кварца в своей фракции QAPF, а от 65% до 90% полевого шпата – плагиоклаз. Габбро, содержащий фоиды, содержит до 10% полевошпатоидов вместо кварца. В названии "фоид" обычно заменяется на конкретный полевошпатоид, который наиболее распространен в породе. Например, нефелиновый габбро – это габбро, содержащий фоиды, в котором наиболее распространенным полевошпатоидом является нефелин. Фоидоносный монзогаббро похож на монзогаббро, но содержит до 10% полевошпатоидов вместо кварца. Те же правила наименования применяются и к габбро, содержащему фоиды, поэтому габброид может быть классифицирован как левцитовый монзогаббро и может проявлять игольчатую кристаллическую форму. Габбро обычно имеет равнозернистую текстуру, хотя может также демонстрировать офитовую текстуру.

Gabbro is a coarse grained (phaneritic) igneous rock that is relatively low in silica and rich in iron, magnesium, and calcium. Such rock is described as mafic. Gabbro is composed of pyroxene (mostly clinopyroxene) and calcium rich plagioclase, with minor amounts of hornblende, olivine, orthopyroxene and accessory minerals. With significant (>10%) olivine or orthopyroxene it is classified as olivine gabbro or gabbronorite respectively. Where present, hornblende is typically found as a rim around augite crystals or as large grains enclosing smaller grains of other minerals (poikilitic grains). Geologists use rigorous quantitative definitions to classify coarse grained igneous rocks, based on the mineral content of the rock. For igneous rocks composed mostly of silicate minerals, and in which at least 10% of the mineral content consists of quartz, feldspar, or feldspathoid minerals, classification begins with the QAPF diagram. The relative abundances of quartz (Q), alkali feldspar (A), plagioclase (P), and feldspathoid (F), are used to plot the position of the rock on the diagram. The rock will be classified as either a gabbroid or a dioritoid if quartz makes up less than 20% of the QAPF content, feldspathoid makes up less than 10% of the QAPF content, and plagioclase makes up more than 65% of the total feldspar content. Gabbroids are distinguished from dioritoids by an anorthite (calcium plagioclase) fraction of their total plagioclase of greater than 50%. The composition of the plagioclase cannot easily be determined in the field, and then a preliminary distinction is made between dioritoid and gabbroid based on the content of mafic minerals. A gabbroid typically has over 35% mafic minerals, mostly pyroxenes or olivine, while a dioritoid typically has less than 35% mafic minerals, which typically includes hornblende. Gabbroids form a family of rock types similar to gabbro, such as monzogabbro, quartz gabbro, or nepheline bearing gabbro. Gabbro itself is more narrowly defined, as a gabbroid in which quartz makes up less than 5% of the QAPF content, feldspathoids are not present, and plagioclase makes up more than 90% of the feldspar content. Gabbro is distinct from anorthosite, which contains less than 10% mafic minerals. Monzogabbro contains 65% to 90% plagioclase out of its total feldspar content. Quartz monzogabbro combines the features of quartz gabbro and monzogabbro. It contains 5% to 20% quartz in its QAPF fraction, and 65% to 90% of its feldspar is plagioclase. Foid bearing gabbro contains up to 10% feldspathoids rather than quartz. "Foid" in the name is usually replaced by the specific feldspathoid that is most abundant in the rock. For example, a nepheline bearing gabbro is a foid bearing gabbro in which the most abundant feldspathoid is nepheline. Foid bearing monzogabbro resembles monzogabbro, but containing up to 10% feldspathoids in place of quartz. The same naming conventions apply as for foid bearing gabbro, so that a gabbroid might be classified as a leucite bearing monzogabbro. and may exhibit acicular crystal habits. Gabbro is usually equigranular in texture, although it may also show ophitic texture).

Распространение

Почти все габбро встречаются в плутонических телах, и термин (как рекомендует Международный союз геологических наук) обычно ограничивается только плутоническими породами, хотя габбро может встречаться в виде крупнозернистых внутренних фаций некоторых мощных лавовых потоков. Габбро может формироваться как массивная, однородная интрузия в результате ин-ситу кристаллизации пироксена и плагиоклаза, или как часть слоистой интрузии в виде кумулята, образованного осаждением пироксена и плагиоклаза. Альтернативным названием для габбро, образованных кристаллическим осаждением, является пироксин-плагиоклазовый адкумулят. Габбро значительно менее распространено, чем более богатые кремнезёмом интрузивные породы в континентальной коре Земли. Габбро и габброиды встречаются в некоторых батолитах, но эти породы являются относительно незначительными компонентами этих крупных интрузий, поскольку их высокое содержание железа и кальция обычно делает магмы габбро и габброидов слишком плотными для поддержания необходимой плавучести. Однако габбро является важной составляющей океанической коры и может быть обнаружено во многих офиолитовых комплексах в виде слоистого габбро, залегающего под слоистыми дайками и перекрытого ультрамафическими породами, образовавшимися из мантии Земли. Эти слоистые габбро могли сформироваться из относительно небольших, но долгоживущих магматических камер, расположенных под срединно-океаническими хребтами. Слоистые габбро также характерны для лополитов – крупных, блюдцеобразных интрузий, преимущественно докембрийского возраста. Яркими примерами лополитов являются Бушвельдский комплекс в Южной Африке, Мускоксское внедрение в Северо-Западных территориях Канады, слоистая интрузия Рам в Шотландии, комплекс Стиллвотер в Монтане и слоистые габбро вблизи Ставангера в Норвегии. Габбро также присутствуют в стоках, связанных со щелочным вулканизмом континентальных рифтов.

Применение

Габбро часто содержит ценные количества хрома, никеля, кобальта, золота, серебра, платины и сульфидов меди. Например, Меркенский риф является важнейшим в мире источником платины. В строительной отрасли габбро известно под торговым названием "черный гранит". Однако габбро – порода твердая и трудная в обработке, что ограничивает сферу его применения. Термин "индиго габбро" используется как общее название для минералогически сложного типа породы, часто встречающегося в пестрой окраске черного и лилового серого цветов. Его добывают в центральном Мадагаскаре для использования в качестве полудрагоценного камня. Индиго габбро может содержать множество минералов, включая кварц и полевой шпат. В отчетах указывается, что темная основа породы состоит из магматической породы, но неясно, является ли это базальтом или габбро.