Часть III. Магматические горные породы (петрология)

этой коры представлены офиолитовыми комплексами в складчатых поясах. Океанская кора слагает дно современных океанов. Начало стадии фактически совпадает со временем появления типичных офиолитов. Важнейшим отличием магматизма континентально-океанической стадии является его разнообразие (см. рис. 10.3). От­четливо проявлено различие магматизма дивергентных (конструк­тивных) и конвергентных (деструктивных) границ плит, а также внутриплитного магматизма. В течение последнего миллиарда лет магматизм мало отличался от современного.

Типичные складчатые пояса известны, начиная с гренвильской орогении (1.1 млрд лет). Затем они формировались в байкальское (пан-африканское) время (конец венда), каледонское (ордовик-де­вон), герцинское (карбон—пермь) и альпийское (неоген) время. Полагают, что после каждого из перечисленных орогенических со­бытий возникали крупные суперконтиненты (позднепротерозой-ская Родйния, каледонская Гондвана, герцинская Пангея), рас­павшиеся затем в результате рифтогенеза.

В начале континентально-океанической стадии еще сохраняют­ся некоторые элементы более ранних стадий. Например, на интер­вал 1.7—1.6 млрд лет приходится пик формирования ассоциации анортозитов и гранитов рапакиви, которая широко представлена в Балтийско-Украинском, Транссибирском и Северо-Американ-ском поясах. Фиксируется мощный всплеск позднепротерозойско-го кислого магматизма, отраженный на рисунках 10.1 и 10.2.

В целом в течение континентально-океанической стадии про­исходит в основном перераспределение сиалической коры и в мень­шей степени ее наращивание ювенильным материалом. Наличие разнообразных щелочных пород свидетельствует о плавлении все более глубоких горизонтов мантии, которому предшествовала ее метасоматическая переработка. Жесткость литосферы способст­вует образованию глубинных разломов и проявлению магматизма в виде линейно-складчатых поясов. Механизмы тектоники лито-сферных плит получают широкое развитие, что подтверждается формированием офиолитов и метаморфических пород высокого давления (глаукофановые сланцы).

Главные рубежи эволюции магматизма. Как следует из рисунков 10.1-10.3, главными возрастными рубежами эволюции магматизма в истории Земли являются 4.0 млрд лет (граница меж­ду лунной и нуклеарной стадиями), 2.5 млрд лет (между нуклеар-ной и кратонной стадиями) и 2.0 млрд лет (между кратонной и кон-

542

/ft Магматизм главных стадий геологической эволюиии Земли

тинентально-океанической стадиями).

Рубеж 4.0 млрд лет соот­ветствует началу собственно геологической истории Зем­ли, учитывая наличие близ­ких к этому рубежу датировок магматических пород.

Рис. 10.4. Вариации состава осадочных пород в геологической истории как от­ражение изменений состава континен­тальной коры, по К-Конди, 1983 г.

Второй важнейший ру­беж — 2.5 млрд лет — четко выражен как на диаграмме цикличности магматизма (см. рис. 10.1), так и на эво­люционном графике (см. рис. 10.3). Этот рубеж соот­ветствует границе архея и протерозоя Канадского щита. На рисунке 10.1 он от­вечает завершению крупно­го позднеархейского цикла мантийного магматизма, ко­торый проявился практичес­ки на всех древних щитах, кроме Антарктического. По­сле этого цикла наступил пе­риод слабой активности мантийного магматизма. К рубежу 2.5 млрд лет при-, урочено завершение массо-, вого формирования как гра­нит-зеленокаменных поясов с коматиитами, так и грану-лит-гнейсовых областей (серых гнейсов); в это время появляются

первые щелочные породы.

Следует отметить, что этот рубеж смещается до 2.3 млрд лет по пику корового кислого магматизма (см. рис. 10.1), который сопро­вождал позднеархейский пик мантийного магматизма. Однако боль­шинство важнейших событий отвечает рубежу 2.5 млрд лет.

Рубеж 2.0 млрд лет в эволюции магматизма проявлен менее оп­ределенно. С этого времени начинается новый позднепротерозой-543

ский цикл мантийного и корового магматизма, возникают и затем быстро исчезают граниты рапакиви, появляются глубоко дифферен­цированные Li-F граниты и онгониты, некоторые специфические щелочные породы, получают широкое распространение крупные расслоенные (перидотит-габбро-норитовые) плутоны с сульфидным медно-никелевым оруденением. Но главной особенностью этого возрастного рубежа является резкая смена состава континентальной коры. Если до этого времени она заметно отличалась от современ­ной коры, то теперь по главным своим параметрам (см. рис. 10.4) она становится близкой к современной континентальной коре.

Некоторые геологи придают большое значение границе между докембрием и фанерозоем (570 млн лет, а по последним изотопным данным 544 млн лет). Действительно, на этой границе изменилась экологическая обстановка на поверхности Земли: частые докембрий-ские оледенения сменились теплым климатом, состав морской во­ды обогатился радиогенным стронцием, азотом, фосфором, крем­неземом, органическим углеродом, резко изменился и расцвел органический мир, появились Metazoa и многоклеточные организ­мы с кремнистым и фосфатным скелетом. Это вызвало интенсивное образование черных сланцев, нефти, фосфоритов. Однако характер магматизма продолжал оставаться таким, каким он стал 2.0— 1.6 млрд лет назад. Поэтому не случайно многие исследователи считают, что последний мегацикл в геологической истории Земли начался не на границе докембрия и фанерозоя, а на рубеже 2.0 млрд лет.

Изменения на поверхности Земли, относящиеся к границе меж­ду докембрием и фанерозоем связывают с возникновением и после­дующим разрушением суперконтинента Гондваны. Это не было исключительным событием в геологической истории. На протя­жении последнего миллиарда лет кроме Гондваны формировались позднепротерозойский суперконтинент Родиния и мезозойский суперконтинент Пангея.

Общая направленность эволюции магматизма в истории Земли и при­чины эволюции. Эволюция магматизма в истории Земли носила как циклический, так и необратимый характер. Цикличность проявлена в периодическом изменении интенсивности магматического про­цесса. Связь циклов корового и мантийного магматизма свидетель­ствует об инициировании корового магматизма мантийным.

Необратимым в эволюции кислого магматизма является рост в кратонную стадию доли калиевых гранитов и соответствующее увеличение величины K₂O/Na₂O в континентальной коре.

544

В более явном виде необратимые изменения магматизма проявле-ны в исчезновении одних магматических ассоциаций и появлении других. Так, к концу нуклеарной стадии почти исчезают коматииты и анортозиты, но появляются первые щелочные породы. В конце Кра­синой стадии возникают, а затем исчезают граниты рапакиви, про­является все разнообразие щелочных пород, включая карбонатиты.

Таким образом, общая эволюции магматизма в истории Земли сводится к последовательному расширению спектра составов маг­матических пород. К древнейшим ассоциациям толеитовой и изве-стково-щелочной серий добавляются все более многочисленные ассоциации умеренно- и высокощелочных пород.

Магматизм и метаморфизм в процессе эволюции превращают­ ся из ареальных явлений в локальные (поясовые и очаговые). По ме­ ре кратонизации континентальной коры и литосферы все более яв­ ной становится приуроченность магматизма и метаморфизма к разломам и трещинам. Метаморфизм с повышенными градиента­ ми Т/Р (гранулиты) дополняется метаморфизмом с пониженными значениями Т/Р(глаукофановые сланцы, алмазоносные эклогиты). В земной коре заметно снижается геотермический градиент (см. рис. 10.3).

При общем расширении спектра составов магматических пород отмечается смена примитивного коматиит-базитового и трондьемит-тоналитового магматизма более дифференцированными породами с усилением роли K-Na сиалического и щелочного магматизма.

Эта направленность эволюции магматизма подтверждается эво­люцией состава осадочных пород, отражающей специфику облас­тей размыва. По данным В.Н.Холодова, в нуклеарную стадию раз­мывались и выветривались преимущественно ультрабазиты и базиты, в связи с чем формировались специфические железистые кварциты. В кратонную стадию за счет размыва кислых пород кра-тонов появляются мощные толщи граувакк, аркозов, конгломера­тов (в том числе золотоносных и ураноносных), кремнистых осад­ков, реже карбонатов. С фанерозоя роль магматических пород в образовании осадков резко падает за счет роста площадей древних осадочных пород. Эволюция осадочных пород шла от планетар­ных и однородных составов к локальным литологически пестрым составам. В.Н.Холодов приходит к выводу, что архейские осадки от­ражали базит-ультрабазитовый магматизм, раннепротерозойские осадки — кислый магматизм, рифейские осадки — анортозиты, а фанерозойские осадки — переотложенные осадочные породы. 545