В физико-химических вопросах в применении к петрографии, т. е. в физико-химическом направлении, создающим из петрографии петрологию, несомненно, одним из основных разделов, которым занимался Ф. Ю. Левинсон-Лессинг в течение почти 50 лет и который наиболее интересовал его в области теоретической петрографии, была проблема ликвации. Ликвации неизменно касался Франц Юльевич, когда выяснял генезис уральских магнетитовых месторождений, или ехал в Хибины для того, чтобы ознакомиться с апатитовыми месторождениями. Эта группа вопросов всегда привлекала его внимание. Здесь необходимо перечислить те конкретные проблемы как в теоретической петрографии, так и в региональной, в области которых работал Франц Юльевич в этом неустанном своем интересе к вопросам ликвации.
Впервые в общей форме генезиса анортозитов Ф. Ю. Левинсон-Лессинг касается в 1915 г. после возвращения из Америки с
Канадского конгресса. К этому же вопросу о генезисе анортозитов он возвращается в последнее время в 1939 г., когда, сопоставляя ряд районов развития анортозитов, разделяет их на аллохтонные и автохтонные. К происхождению аллохтонных анортозитов, т. е. тому типу, образования которого удалены от места своего формирования, которые, следовательно, не были результатом дифференциационных явлений, происходивших в местах их настоящего развития, а являются следствием дифференциационного процесса, происходившего в глубинных бассейнах, — к этим вопросам привлекается исключительное его внимание.
В частности, в отношении генетических признаков, позволяющих различать автохтонный и аллохтонный тип генезиса анортозитов, Франц Юльевич высказывается следующим образом: «Если тип Нордингро, с точки зрения места возникновения соответствующих магматических расплавов, можно назвать автохтонным, то большинство анортозитов, дунитов, пироксенитов являются, наоборот, аллохтонными. Об этом свидетельствуют жилы, контакты, ксенолиты.
Существенное отличие аллохтонных мономинеральных магматических пород от автохтонных заключается в том, что в тех габбровых формациях, в состав которых они входят, не наблюдается той взаимнойкомпенсации меланитов и лейколитов, которая, судя по Нордингро, характерна для автохтонных массивов».
Необходимо отметить здесь возможность применения терминов автохтонный и аллохтонный, помимо расчленения различных генетических типов анортозитов, также к другим группам пород, например к серпентинитам, вопросы генезиса которых также вызвали появление различных гипотез и значительную дискуссию.
Возможно, что большинство уральских серпентинитов являются автохтонными, так как они связаны с перидотитовы-ми образованиями, входящими в более сложные габбро-перидотитовые комплексы, в то время как некоторые кавказские серпентиниты (так называемые, зоны), за исключением кяфар-агурской серпентинито-перидотитовой формации (бассейн pp. Б. Лабы и Б. Зеленчука), повидимому, являются аллохтонными образованиями. Конечно, масштабы развития аллохтонных серпентинитов совершенно другие, чем анортозитов соответственного типа генезиса, как, например, анортозитов Канады, на что указывает и Ф. Ю. Левинсон-Лессинг.
В 1915 г. Ф. Ю. Левинсон-Лессинг более категорически стоит на точке зрения ликвации и возможности применения ее к генезису анортозитов.
По отношению к происхождению канадских анортозитов в это время он высказывается следующим образом: «В Канаде меня поразила обширность площади, занятой анортозитами, которые не только не подчинены в виде отдельных, так сказать, гломеропорфировых пятен габбро и норитам, но являются или совершенно независимыми от них, или господствуют над ними. Повидимому, таковы же отношения норвежских анортозитов.
Здесь эвтектическая схема недостаточна; здесь приходится признать, что анортозитовая магма обособилась еще в жидком состоянии. И анортозитовые породы являются, быть может, одним из наиболее наглядных указаний в пользу глубокой магматической дифференциации в жидком состоянии».
В последней, указанной выше, работе 1939 г., несколько глубже анализируя вопросы соотношения между собою различных генетических типов анортозитов, Франц Юльевич указывает:
«Аллохтонные месторождения анортозитов и других магматических мономинеральных пород являются господствующим типом; сюда принадлежат уральские массивы, норвежские, украинские, канадские, североамериканские и др.
Эти мономинеральные или комплексные тела образовались не путем дифференциации in situ, а путем повторных интрузий.
Следовательно, дифференциация предшествовала интрузии и совершалась на глубине, т. е. в том магматическом очаге, который питал данный интрузивный комплекс.
Но каким путем и в каком виде совершалась эта дифференциация — на этот вопрос можно отвечать только догадками, и поэтому, быть может, лучше воздержаться от этих догадок, для которых нет прочного фундамента.
Можно лишь констатировать, что неоднородность магматического бассейна тем или иным путем была уже осуществлена до того, как началась интрузия в вышележащие слои».
Таким образом, по отношению к этой основной проблеме происхождения некоторых мономинеральных пород, имеющих значительное развитие в ряде районов (Канада, Норвегия, Украинская ССР), Ф. Ю. Левинсон-Лессинг остерегается, ввиду сложности вопроса, высказываться более категорическим образом.
Второй областью после проблемы анортозитов, к которой привлечено было внимание Ф. Ю. Левинсон-Лессинга в связи с изучением применения ликвационных явлений к генетическим вопросам в петрографии, было происхождение вариолитовой структуры в некоторых изверженных породах. К этим вопросам он возвращался несколько раз на протяжении своей научной деятельности: вариолиты Ялгубы; сферолиты Мугоджарских гор и снова вариолиты Ялгубы.
Исследуя химически и микроскопически состав и строение вариоль и основной массы пород Ялгубы (Карелия), Ф. Ю. Левинсон-Лессинг указывает: «Во всяком случае нельзя считать, что более кислая часть, каковой являются вариоли, представляет более позднее образование, так сказать, кристаллизационный остаток, как это требуется кристаллизационной схемой Боуэна».
Результатом изучения сферолитовой породы Мугоджарских гор является вывод, согласно которому эту породу можно считать одним из примеров «ликвации в силикатном расплаве, как образование силикатной эмульсии».
Подробно исследованные Францем Юльевичем вариолиты Ялгубы, к изучению которых он возвратился после промежутка почти в пятьдесят лет (1888—1935 гг.), представляют собою, по его характеристике, стекловатую породу, которая «состоит из вариоль и промежуточной массы без резкой границы между ними, но стекло вариоль и стекло основной массы несколько различны по своей окраске. По всей породе как на пространстве основной массы, так и вариоль, без всякого различия, разбросаны небольшие идиоморфные кристаллы светлого диопсидового пироксена».
В отношении химической стороны, происшедшей при формировании ялгубских вариолитов ликвации, указывается, что в данном случае осуществлен «своеобразный тип резкой дифференциации с разделением исходной магмы на две производные: 1) одну — обогащенную SiO2, щелочами TiO2, 2) другую — лишенную щелочей и обогащенную щелочными землями, FeO и водой».
Минералогически два производных образования, получившиеся в результате ликвации, можно характеризовать следующим образом: «вариоли — 75% олигоклаза + 23% кварца + 1% магнитного железняка; основная масса — 70% плагиоклаза (битовнит) + 24% оливина + 5% кварца».
Выводом является, что застывание вариоль предшествовало застыванию основной массы, хотя «конечно никакого более или менее продолжительного перерыва здесь не было, но богатая водой более жидкоплавкая масса несколько дольше оставалась жидкой».
Считая вариолиты Ялгубы примером ликвации, Франц Юльевич в то же время отмечает, что: «мы имеем здесь еще один случай, противоречащий и розенбушевскому правилу последовательности выделения минералов из магмы и боуэновской схеме кристаллизации базальтовой магмы».
Поэтому Франц Юльевич считает, что: «на вопрос, чем обусловлена была дифференциация, наступившая на известной стадии охлаждения магмы, сам собой напрашивается ответ, что произошла ликвация в виде эмульсии и что в этом процессе ликвации, какую-то, и, может быть, существенную, роль играла вода». Впоследствии Франц Юльевич считал, что не только вода, но и газообразные соединения — хлора, фтора и ряд других соединений придают возможность магме при известных тектонических процессах ликвировать и, таким образом, явлениям ликвации играть значительную роль в процессах парагенезиса.
Так он отмечает: «Быть может фтористые соединения, или апатит, или сульфиды, или даже некоторые газы могут играть в силикатных магмах ту роль, которую в опытах Смирнова играли щелочные соли, и быть причиной образования эмульсии из двух слоев».
Считая, что ликвация магмы является широко распространенным петрогенетическим фактором, Ф. Ю. Левинсон-Лессинг применяет ее также к объяснению образования полосатой текстуры, проявляющейся с такой наглядностью в габбровом массиве Денежкина Камня. По его мнению: «если на глубине в магме габбро произошло расщепление на полевошпатовую и пироксеновую или пироксено-оливиновую комбинацию и если они между собою не смешиваются, то должна получиться эмульсия в гигантском масштабе.
Если эта эмульсия подвергалась до затвердевания явлению течения, то могло и должно было произойти вытягивание отдельных участков этой эмульсии в более или менее тонкие и правильные или выклинивающиеся слои. При этом должно было произойти полосатое строение со всеми вышеописанными особенностями, т. е. частью правильное параллельно-слоистое, частью с выклинивающимися слоями и с ложной очковой структурой».
Впоследствии к этой основной постановке проблемы о полосатых текстурах, высказанной в 1898 г., Ф. Ю. Левинсон-Лессинг приводит дополнительные соображения, основываясь на работах английских петрографов, указывавших на роль газов и водяных паров, содержащихся в магме, в расслаивании силикатового раствора при его течении.
Так, указывая, что Томкеев применяет частичную несмешиваемость в случае наличия магмы сухой и магмы более или менее богатой водой и газами («dry and wet»), Ф. Ю. Левинсон-Лессинг говорит: «Это напоминает объяснение, которое когда-то дал Иддингс для полосатых эвтакситовых липаритовых стекол, считая полосатость результатом вытягивания при течении магмы участков, богатых водой и газами и бедных ими, и приписывая им, очевидно, способность не смешиваться», и далее продолжает: «и на самом деле, мне кажется, что газовая составная часть и вода могут быть причиной несмесимости, а следовательно и дифференциации, играя в данном случае ту роль, которую я приписываю, ссылаясь на опыты Смирнова, посторонним веществам, способным вызвать ликвацию. Аналогичную роль приписывает газам и Дели в его «two phases convection».
Наконец, очень серьезным аргументом в пользу реальности магматической дифференциации, в частности, ликвационных процессов, является по Ф. Ю. Левинсон-Лессингу то обстоятельство, что кристаллизационная дифференциация не может полностью объяснить существование определенных химических типов изверженных горных пород, безотносительно к тому, формируются ли они в интрузивных условиях извержения, или же являются продуктами вулканических процессов. Между тем естественно, что кристаллизационная дифференциация, которая может быть применена для объяснения причин разнообразия интрузивных пород, не может объяснить это тождество и постоянство химических типов. Сводя все эти существенные для понимания петрогенезиса факты, как полосатая и вариолитовая текстура, вопросы генезиса мономинеральных масс в крупном масштабе, нельзя не согласиться с основным выводом Ф. Ю. Левинсон-Лессинга: «Различные соображения приводят к заключению, что задолго до кристаллизации магмы в ней должны совершаться на глубине процессы дифференциации в жидком состоянии, и вопрос сводится к тому, каков механизм этой магматической дифференциации и чем она вызывается».
