Некоторые вопросы эволюции коры и мантии континентов

 

В истории развития Земли нижний протерозой отличается особо мощным поступлением калия (и рубидия) в кору, что обусловило формирование гранитного слоя древних платформ. В архейскую эру мантия, по всей вероятности, была более прогретой, но выноса калия в таких объемах не наблюдалось. В работе обсуждаются причины этого явления, здесь мы только назовем их.

 

По нашему мнению, "задержка с калием" обусловлена тем, что на ранних этапах формирования силикатной оболочки слагающие их силикаты (из-за низкого отношения O/Si) образовывали преимущественно каркасные структуры, в которые были прочно "вшиты" алюмокислородные тетраэдры (АlO⁴)R, где R - калий, рубидий и др., компенсирующие нехватку заряда иона алюминия. С увеличением отношения O/Si и переходе к цепочечным и островным структурам полимерные цепи начинали рваться по алюмокислородным членам, как менее прочным в сравнении c кремнекислородными, что создавало условия для высвобождения калия (и рубидия).

 

Кроме того, только при полном раскислении петрогенных элементов появлялась возможность образования воды в составе глубинного флюида и, соответственно, гидроксилиона, что создавало возможность транспорта щелочей в виде групп R-OH. Этим, вероятно, можно объяснить сопряженность выноса калия из мантии с появлением воды во флюиде, что фиксируется наступлением эпохи амфиболитовой (водной) фации метаморфизма взамен безводных архейских гранулятов.

 

Далее в разделе приводятся сведения о поведении изоморфной емкости решеток силикатных структур в условиях высоких давлении, что, в свете расширения планеты, может иметь большое металлогеничекое значение.

 

Расширение планеты сопровождается уменьшением силы тяжести и, соответственно, уменьшением давлений в недрах (за счет уменьшения литостатической нагрузки при сохранении мощности перекрывающей толщи), что, в свою очередь, обусловливает уменьшение емкости силикатных структур и приводит к очищению кристаллических решеток от изоморфных примесей. Последние, не будучи жестко связанными, в конце концов оказываются в межзерновых зонах и легко могут быть мобилизованы при "промывке" мантийного субстрата флюидом, либо при его частичном плавлении.

 

В результате в мантии со временем (по мере расширения Земли) должен наращиваться слой, содержащий многие элементы, в том числе литофильные редкие металлы, в геохимически несвязанном состоянии, способствующем их мобилизации и вовлечению в рудогенез.

 

В условиях длительного полициклического геосинклинальчого режима эти элементы-примеси расходуются по мере их высвобождения в связи с периодическим промыванием недр ювенильным флюидом и с процессами плавления мантии, что приводит к повышению геохимического фона этих зон. Однако, в пределах древних кратонов, длительно существовавших в условиях тектонического покоя, по мере расширения планеты мантия может становиться все более и более "потенциально рудоносной". В этом мы видим причину особой металлогенической значимости (в отношении литофильно-редкометальной минерализации) зон автономной активизации, наложенных на докембрийские платформы.

 

Трапповый магматизм платформ.

 

В работе, в рамках предлагаемой концепции, объясняются причины четкой локализации массовых излияний платобозальтов в пространстве (древние кратоны) и во времени (с пермо-триеса до палеогена), а также источник энергии этого гигантского в своем проявлении процесса плавления мантии без сколько нибудь заметных признаков тектонической активности.

 

Новая модель Земли позволяет связывать во времени появление траппов с акселерацией расширения планеты, начавшейся также в конце палеозоя. Уменьшение кривизны земной поверхности должно было сопровождаться заложением радиальных тектонически-ослабленных зон на подошве литосферы (силикатно-окисной оболочки) в силу появления в нижней ее половине растягивающих напряжений. По этим зонам могло происходить "нагнетание" клиньев глубинного бескислородного вещества, которое в основе состоит из кремния, магния и железа (в пропорции 3:2:1) с добавками алюминия, кальция, натрия (первые проценты) и др.

 

Расчеты показывают, что при инъекции этого веществе в силикатно-окисную оболочку (где имеются окислы железа, марганца и др. элементов с гораздо меньшим сродством к кислороду) в результате реакций окисления - восстановления должна выделяться энергия, которой достаточно для образования массы магматического расплава, в десятки раз превышающей инъецированную массу глубинного бескислородного материала. В этом мы видим источник тепловой энергии, который, естественно, может проявляться вне связи с активной тектоникой.

 

Более того, мы вынуждены предполагать реализацию этого явления прежде всего в пределах древних кратонов, наиболее пассивных в тектоническом отношении, поскольку они характеризуются отсутствием астеносферы, т. е. являются наиболее жесткими. Эта жесткость, по всей видимости, и создает возможность для появления тектонически ослабленных зон на подошве литосферы в связи с уменьшением ее кривизны.

 

Следует отметить, что в рамках нашей модели для объяснения феномена платобазальтов не требуется предполагать экстремальный тепловой поток, идущий из глубин планеты. Это представляется важным, поскольку нет никаких признаков регионального метаморфизма вмещающих пород.

 

Наконец, если источником тепла являются реакции окисления металлических сплавов, то находки в траппах металлического алюминия и других элементов в самородном виде не должны вызывать удивления. В свете наших построений, они, по сути дела, обязательны.

 

 

Глава VIII

ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ДНА ОКЕАНОВ