Часть III. Магматические горные породы (петрология)

В процессе геологической истории глобальная эндогенная ак­тивность, и в первую очередь магматическая, снижалась. Об этом свидетельствуетуменьшение относительных площадей земной по­верхности с повышенной эндогенной активностью, т.е. известная тенденция к стабилизации тектонических структур. Тектономагма-тическая активность в докембрии носит площадной, а не линейный, как в фанерозое, характер; к концу докембрия кратонизации под­вергаются все более широкие площади земной поверхности. С чем же связана эволюция магматизма в истории Земли?

Наиболее очевидными и важными факторами, определяющи­ми вариативность магматизма во времени являются изменения теп­лового режима Земли, источников магматизма и механизмов диф­ференциации магм.

Максимальными запасами тепла наша планета обладала вскоре после образования, когда, по мнению многих исследователей, за счет энергии аккреции, гравитационного уплотнения и радиоактивного распада элементов произошли плавление и дифференциация ее внешней оболочки. Не случайно средний геотермический гради­ент, обеспечивший архейский метаморфизм, оценивается в 54 °С/км; к концу раннего протерозоя (1.0 млрд лет) он уменьшился до почти современной величины в 35 °С/км. В условиях высокого геотерми­ческого градиента в архее и раннем протерозое превалировал грану-литовый метаморфизм и был невозможен глаукофановый метамор­физм, для которого нужны высокое давление и низкая температура, реализуемые в современных зонах субдукции. Многие исследовате­ли поэтому считают, что тектоника плит или не проявилась в замет­ных масштабах в архее или отличалась от современной. Большую роль в это время играл внутриплитный магматизм, связанный с под­нимающимися из глубинной мантии плюмами.

Высокий тепловой поток на ранних стадиях эволюции Земли был благоприятен для формирования ультрамафических коматиито-вых магм, требующих для образования высоких степеней частично­го плавления мантии, а также способствовал формированию грани­тов и других кислых пород. Последнее обусловлено тем, что архейские палеогеотермы пересекают поле существования магм в системе гра­нит-вода в области гораздо более низких давлений и в более широ­ком интервале концентраций воды в магме, что объясняет площад­ную распространенность гранитов в архее и раннем протерозое.

Постепенное снижение теплового потока сводит на нет роль ультрамафического вулканизма, приводит к возрастанию роли ще-

546

лочных магм, образующихся при более низких степенях частично­го плавления мантии и на больших глубинах, к увеличению мощно­сти литосферы и кратонизации коры, к переходу от ареального ко-рового магматизма и регионального метаморфизма к линейно-поясовому и локальному. Литосфера становилась мощ­ной и жесткой, способной к горизонтальному перемещению по ас­теносфере, как это предполагается в тектонике литосферных плит.

Наряду со снижением теплового потока важной причиной эво­люции магматизма является изменение химического состава ис­точников магматизма. Так, коматииты нуклеарной стадии выплав­лялись из примитивной мантии, а гранитоиды этой стадии — из базитовой коры. Но, начиная с нуклеарной стадии, а возможно и раньше, все большую роль начинает играть сначала деплетирован-ная мантия, обедненная легкоплавкими компонентами, а затем и обогащенная мантия, которая служит источником щелочных магм. Многие допускают, что обогащенная мантия могла образо­ваться за счет поглощения (рециклинга) корового материала в зо­нах субдукции. Увеличение отношения K₂O/Na₂O в коре отражает­ся в формировании K-Na гранитоидов поздних стадий.

Кратонизация коры, усиление ее стабильности и увеличение мощности были благоприятны для ассимиляции корового матери­ала мантийными магмами, увеличения роли глубоко дифференци­рованных магм. Поэтому именно с кратонной стадии возникают расслоенные базитовые плутоны, появляются Li-F граниты и онго-ниты, глубоко дифференцированные щелочные породы.

На основании всего сказанного можно заключить, что сни­жение энергетического потенциала Земли, прогрессирующее обеднение мантии несовместимыми, летучими и радиоактивными компонентами, вовлечение в процессы магмообразования конти­нентальной коры, возрастание ее мощности и гетерогенности, воз­никновение благоприятных условий для глубокой дифференциации магм определяют необратимый характер эволюции магматизма, выраженный в циклически проявленном увеличении многообразия магматических пород, возрастании роли щелочных пород и суже­нии зон магматической активности.