Природа щелочного магматизма

(модель глобального магматического фракционирования)

Шкодзинский В.С.

ИГАБМ СО РАН

Крупным достижением планетологии в последние десятилетия является получение доказательств горячего образования планет земной группы и существования на них глобальных океанов магмы глубиной в сотни километров. Выполненные расчеты показали, что придонное компрессионое фракционирование земного магматического океана при аккреции приводило к формированию мантийных ультраосновных пород из кумулатов и вещества эклогитов из захороненных в кумулатах расплавов. После прекращения аккреции в магматическом океане, вследствие его расслоенности по составу, при остывании не возникали обширные конвективные потоки, поэтому он длительно (до конца протерозоя) кристаллизовался и фракционировал сверху вниз в результате преимущественно кондуктивных теплопотерь.

В первые 0,56 млрд. лет земная поверхность была покрыта расплавом и на ней не было твердых пород, что является причиной отсутствия в земной коре пород древнее 4 млрд. лет. Примерно 4 √ 1,9 млрд. лет назад происходило затвердевание кислого слоя магматического океана с формированием ортогнейсов и гранитоидов континентальной коры. Это объясняет наиболее раннее образование на Земле кислых магматических пород и нетипичность щелочных пород для архея. Около 2,6 млрд. лет назад начались высокобарическая кристаллизация и фракционирование нижних более мафических частей океана с образованием сначала кислых и средних, затем основных и ультраосновных щелочных остаточных расплавов и продуктов их затвердевания. В конце протерозоя произошла кристаллизация и фракционирование придонного примитивного по составу перидотитового слоя с формированием кимберлитовых остаточных расплавов. Это является причиной относительно позднего появления щелочных магматических пород в истории Земли и преимущественно фанерозойского возраста кимберлитов. С затвердеванием остаточных расплавов связано образование в континентальной мантии поздних низкотемпературных минералов (флогопита, амфибола, железистого граната), рассматриваемое обычно как проявление метасоматоза.

Последующее декомпрессионно-фрикционное плавление дифференциатов  постаккреционного магматического океана в зонах тектонических деформаций континентальной литосферы обусловило многократное проявление щелочного магматизма на континентах. Декомпрессионное плавление эклогитов в поднимающихся мантийных плюмах является причиной интенсивного толеитового магматизма в океанах и в зонах внутриконтинентального спрединга. С появлением в конце протерозоя толстых литосферных плит компрессионная высокобарическая кристаллизация и фракционирование основных магматических очагов в астеносферных потоках, погружающихся под эти плиты, приводила к образованию щелочных остаточных расплавов и к щелочному магматизму кислого, среднего и основного состава на океанических островах, в зонах субдукции и континентального рифтогенеза.