VI. Эволюция магматических формаций и ассоциаций в истории Земли

Эволюция магматизма Земли с эпохи её образования как планетарного тела и до настоящего времени может быть разбита на ряд стадий, каждая из которых характеризуется особенностями состава и разнообразием магматических пород, их количественными соотношениями, геодинамическими условиями их формирования. Границы между стадиями определяются по крупным, глобальным событиям, которыми могут быть изменения структурно-геодинамических характеристик литосфер, появление или исчезновение индикаторных формаций и серий магматических горных пород. Выделяются следующие стадии магматической эволюции Земли:

1. лунная - первичной коры (древнее 3.9 млрд. лет);

2. нуклеарная (от 3.8-3.5 до 2.5 млрд. лет);

3. кратонная (от 2.5 до 1.5 млрд. лет);

4. континентально-океанская (моложе 1.5 млрд. лет) с двумя подстадиями:

   1. континентальной (1.5-0.25 морд, лет);

   2. континентально-океанской (моложе 0.25 млрд. лет).

Лунная стадия охватывает период от образования Земли в результате аккреции протопланетного материала до эпохи прекращения бомбардировки поверхности Земли крупными метеоритными телами. Формирование базитовой первичной коры Земли к этому времени уже закончилось. Наиболее древние на Земле магматические породы относятся к толеитовым формациям и представлены продуктами их преобразования.

Нуклеарная стадия сменяет лунную и завершается эпохой интенсивного гранитообразования и формирования ядер протоконтинентов. Все магматические породы этой стадии от ультраосновных до кислых отличаются от более поздних аналогов обогащением Mg, Ni, Cr, Co и обеднением Al, Ti, Zr, К. Индикаторными, формациями нуклеарной стадии являются формации перидотитовых коматиитов и автономных габбро-анортозитов. По сравнению с первой стадией, где магматические породы представлены исключительно толеитовыми формациями, породы нуклеарной стадии более разнообразны. Эти породы являются производными коматиитового, толеитового и известково-щелочного магматического расплава. Магматизм нуклеарной стадии представлен преимущественно андезито-базальтами.

Кратонная стадия, последовавшая за нуклеарной, завершилась эпохой консолидации фундамента древних платформ. В эту стадию образовывались многочисленные магматические формации, слагающие сиалическую континентальную кору. В начале стадии широко развиваются щелочные средние и кислые породы и возникают первые альпинотипные гипербазиты, офиолиты, щелочно-ультраосновные массивы, кимберлиты, траппы, Li-F-граниты. Быстро нарастает объём К-гранитов с повышенной щелочностью.

Континентально-океанская стадия, состоящая из континентальной и континентально-океанской подстадий, сменяет кратонную стадию и продолжается до настоящего времени. В первую континентальную подстадию завершилось формирование континентальной земной коры в её современном объёме. А во вторую, континентально-океанскую, произошло формирование ныне существующих океанов и материков. В первую стадию увеличивается роль формаций магматических пород, которые завершали кратонную стадию. Максимально широкое распространение получают формации субщелочных и щелочных пород всех уровней кремнекислотности.

В континентально-океанскую подстадию уменьшается роль гипербазитов и базитов в подвижных поясах, а возрастает среди рифтогенных формаций. По количеству магматических формаций, по разнообразию магматических пород континентально-океанская стадия эволюции Земли превосходит все другие предыдущие стадии. Для неё характерны дифференциальный магматизм континентов и океанов, линейный характер зон проявления магматической активности.

Главнейшие тренды изменения состава однотипных магматических пород в истории Земли

В процессе длительной эволюции Земли происходили изменения вещественного состава «сквозных» магматических пород, которые возникали в течение всей истории планеты.

Для ультрабазитов выявлено, что в нуклеарную стадию развития Земли преобладали коматииты. В кратонную стадию интенсивность коматиитового вулканизма снижается. В континентальную подстадию коматииты исчезают, а ведущую роль стали играть альпинотипные гипербазиты. В конце континентальной и в континентально-океанскую подстадию большое значение приобретают щелочные гипербазиты, наряду с альпинотипными.

В ходе эволюции альпинотипных гипербазитов в них происходят структурные преобразования с усложнением внутреннего строения и состава. Однако каких-либо существенных изменений в химизме пород не происходит.

Для средних составов базальтов от архейских до современных отмечается обеднение сидерофильными элементами (Mg, Ni, Cr, Co, V) и обогащение литофильными (Ti, K, Ru, Sr, Ba, РЗЭ) при возрастании отношений Fe/Mg, Fe₂O₃/FeO. Возрастает петрографическое и формационное разнообразие базальтов.

Андезиты в течение геологической истории имели относительно постоянный минеральный, петрографический и петрохимический состав. Изменения проявились в слабом обогащении архейских андезитов Сг, Rb, Cr, Ni, Fe и Mg.

Для гранитоидов наиболее общим трендом эволюции составов является увеличение роли Si и щелочей. Для наиболее ранних стадий эволюции Земли в архее и раннем протерозое, когда происходило формирование земной коры, характерны гранитоиды метаморфогенного и полингенноанатектического генезиса. В последующие стадии гранитоиды образовывались главным образом в геосинклинально-складчатых поясах, где происходило формирование молодой земной коры. Это гранитоиды, главным образом, магматического происхождения.

Сравнительный анализ эволюции базальтов и гранитоидов показал, что они имеют общие тренды изменения составов. От наиболее древних базальтов и гранитоидов к молодым уменьшается концентрация Mg и возрастает содержание щелочей.

153