10.5. Общая направленность эволюции магматизма в истории Земли.

Эволюция магматизма в истории Земли носила как циклический, так и необратимый характер. Цикличность проявляется в периодическом изменении интенсивности магматического процесса. Связь циклов корового и мантийного магматизма свидетельствует об их взаимосвязи и возникновении корового магматизма в результате активного развития мантийных процессов.

Необратимым в эволюции кислого магматизма является рост в кратонную стадию роли калиевых гранитов и соответствующее увеличение отношения K₂O/Na₂O в континентальной коре. В более явном виде необратимые изменения магматических процессов проявлены в исчезновении одних магматических ассоциаций и появлении других. Например, к концу нуклеарной стадии почти исчезают коматииты, но появляются первые щелочные породы. В конце кратонной стадии возникают, а затем исчезают граниты рапакиви, но проявляется все разнообразие щелочных пород, включая карбонатиты.

Таким образом, общая эволюция магматизма в истории Земли сводится к последовательному расширению спектра составов магматических пород. К древним ассоциациям базальтоидного нормального подотряда добавляются все более многочисленные ассоциации умеренно- и высокощелочных пород. Магматизм в процессе эволюции превращается из ареальных явлений в локальные (поясовые и очаговые) и приурочен к разломам и трещинам земной коры.

В процессе геологической истории глобальная эндогенная активность снижалась. Об этом свидетельствует уменьшение относительных площадей земной поверхности с повышенной магматической активностью, т.е. происходит стабилизация тектонических структур. Наиболее очевидными факторами, определяющими процессы магматической эволюции во времени являются изменения теплового режима Земли, источников магматизма и механизмов дифференциации магм.

Максимальными запасами тепла наша планета обладала вскоре после образования. Не случайно средний геотермический градиент, обеспечивающий архейский метаморфизм оценивается в 54^оС/км, к концу раннего протерозоя (1 млрд. лет) он уменьшился до почти современной величины в 35^оС/км. В условиях такого высокого геотермического градиента в архее и раннем протерозое преобладал гранулитовый метаморфизм. Многие исследователи считают, что тектоника плит или не проявлялась в заметных масштабах в архее или отличалась от современной. Большую роль при этом играл внутриплитный магматизм, связанный с поднимающимися из глубинной мантии плюмами.

Высокий тепловой поток на ранних стадиях эволюции Земли был благоприятен для формирования ультраосновных коматиитовых магм, требующих для образования высоких степеней частичного плавления мантии, а также способствовал глобальному формированию гранитов и других кислых пород.

Постепенное снижение теплового потока сводит на нет роль ультраосновного вулканизма, приводит к возрастанию роли щелочных магм, образующихся при более низких степенях частичного плавления мантии и на больших глубинах; к увеличению мощности литосферы; к переходу от ареального корового 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 плит.

Наряду со снижением теплового потока важной причиной эволюции магматизма является изменение химического состава его источников. Так коматииты нуклеарной стадии выплавлялись из примитивной мантии, а гранитоиды этой стадии из базальтовой коры. Но, начиная с кратонной стадии, а возможно и раньше, все большую роль начинали играть сначала обедненная легкоплавкими компонентами мантия, а затем и обогащенная мантия, родоначальная для щелочных магм. Многие допускают, что обогащенная мантия могла образоваться за счет поглощения (рециклинга) корового материала в зонах субдукции.

На основании вышесказанного можно сделать заключение, что снижение энергетического потенциала Земли, прогрессирующее обеднение мантии несовместимыми, летучими и радиоактивными компонентами, вовлечение в процессы магмообразования континентальной коры, возрастание ее мощности и неравномерности, 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.

Необратимая эволюция тектоно-магматических процессов в истории Земли характеризуется наличием перелома в середине палеопротерозоя, по видимому, связанного с изменением глубинных источников вещества мантийных суперплюмов. А сама эволюция магматизма нашей планеты происходила исключительно за счет внутренних ресурсов земли и никак не связана с воздействием на нее внешних факторов.

Список литературы

Основная:

1. Петрография и петрология магматических, метаморфических и метасоматических горных пород. (под ред. Попова В.С., Богатикова О.А.) М.: Логос, 2001

2. Магматические горные породы. М.: Наука, 1983. Т.1 Ч1,2 Классификация и номенклатура (под ред. Богатикова О.А. с соавт).

3. Петрографический кодекс России. Магматические, метаморфические, метасоматические, импактные образования. Издание второе, переработанное и дополненное. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2008. 200 с.

Дополнительная:

1. Саранчина Г.М., Шинкарев Н.Ф. Петрология магматических и метаморфических пород. Л.: Недра, 1967

2. Петрография Т. 1-3 (под ред. Маракушева А.А., Фроловой) М.: МГУ, 1976, 1981, 1986

3. Кузнецов Е.А. Петрография магматических и метаморфических пород. М.: МГУ, 1956

4. Белоусова О.Н., Михина В.В. Общий курс петрографии. М.: недра, 1972

5. Трусова И.Ф., Чернов В.Н. Петрография магматических пород. М. Недра, 1973

6. Емельяненко П.Ф., Яковлев Е.Б. Петрография магматических пород. М.: МГУ, 1985

7. Петрографический кодекс России. Магматические, метаморфические, метасоматические, импактные образования. Издание третье, переработанное и дополненное. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2009. 2__ с.

8. Богатиков О.А. и др. Типы магм и их источники в истории Земли. Часть 1. Магматизм и геодинамика – главные факторы эволюции емли. М.: ИГЕМ РАН, 2006. 398 с.

9. Богатиков О.А., Коваленко В.И., Шарков Е.В. Магматизм, тектоника, геодинамика Земли: связь во времени и пространстве. М.: Наука, 2010. – 606 с.

1 Мусковит является светлоокрашенной слюдой и не содержит Mg и Fe, но как компонент группы слюд условно помещается в фемические минералы.

76