ГЛУБИННЫЕ ФЛЮИДНЫЕ ПОТОКИ И РОЖДЕНИЕ ГРАНИТА

Л.Л. Перчук (кафедра петрологии МГУ им.М.В.Ломоносова) Опубликовано в Соросовском Образовательном Журнале  , 1997 N6, стр. 56-63

Пятнистые чарнокиты представляют собой гирлянды шарообразных тел, соединенных своеобразными ветвями - ослабленными зонами в гнейсах, проводниками миграции флюидов. Имеется множество свидетельств тому, что расположенные в ядрах пятна гиперстеновых гранитов возникали в тех местах, где мы их сейчас видим (in situ). Потому они получили название зарождающихся гранитов (incipient granits).

Таким образом, геологическая часть проблемы как будто оказалась решенной: пути миграции гранитизирующих флюидов найдены. Но все же это были экзотические находки. Геологам же давно известны комплексы гиперстеновых гранитов (чарнокитов), имеющие региональное распространение. К их числу относятся Побужский чарнокитовый комплекс, аналогичные комплексы в Антарктиде и Индии, Северной Америке и Восточной Сибири. В начале этого века при строительстве Кругобайкальской железной дороги на протяжении 70 км был вскрыт Шарыжалгайский комплекс. Комплекс сложен семью крупными, однотипными по геологическому строению (морфологии) куполами, залегающими в кристаллосланцах - очень древних базальтах, метаморфизованных при высоких Т и Р более 2 млрд лет тому назад. Каждый купол отдаленно напоминает пятнистый чарнокит (рис.2), но по морфологии тел они являются аналогами гранитных куполов в зеленокаменных поясах (см. рис. 3). В отличие от пятнистых чарнокитов возникали они не на месте, а перемещались вверх, вытесняя и частично замещая толщи кристаллосланцев. Однако и в этом случае имеются свидетельства связи образования гранитов с глубинными флюидно-тепловыми потоками. В середине этого века выдающийся российский петролог академик Д.С. Коржинский обратил внимание на выдержанность состава гранитов, сформированных в самых различных геологических обстановках. На этой основе он сформулировал принцип подвижности щелочей при гранитизации как магматическом замещении вулканогенно-осадочных пород - модель, и по сей день весьма популярную среди геологов бывшего СССР. Позднее Д.С. Коржинский выдвинул гипотезу метасоматического превращения биотитовых гнейсов в чарнокитовые при возрастании в существенно водном растворе мантийного происхождения. (Метасоматизм - твердофазное изменение состава породы за счет привноса-выноса химических элементов фильтрующимися флюидами.) Однако эта модель в силу разных причин не получила должного развития.

В последние 15-20 лет известный американский петролог Р. Ньютон [3] предложил иную модель твердофазного превращения гнейса в чарнокит по реакциям дегидратации Вt и/или Hbl в связи с притоком из мантии углекислых флюидов. Модель получила название углекислой. Действительно, соотношение С¹³/С¹² в газовых вытяжках из этих пород свидетельствует о смешанной, мантийно-коровой природе флюида, для которого справедливо соотношение Х^fl_CO2 + Х^fl_Н2O=1.Повышенная в нем мольная доля СО₂ должна привести к снижению доли воды, ограничивая поле кристаллизации биотита - обычного водосодержащего минерала гнейсов. Вместо биотита должен возникнуть безводный минерал ортопироксен. В общем виде условную реакцию образования чарнокита за счет биотитового гнейса записывают так [3]:

Bt + Qtz = Орх +Kfs + (H₂O)                      (1)

Заметим, что правая часть этой реакции отнюдь не означает, что в породе остаются лишь два минерала, Орх+ Kfs. Теоретически в ассоциации с Орх+ Kfs может быть устойчив либо Qtz, либо Bt; все четыре минерала сосуществовать не могут. Но парагенезисы без кварца (Bt +Орх +Kfs) в природе не встречаются. Поэтому реакция дегидратации (1) может осуществляться лишь в породе, пересыщенной SiO₂. В этом случае ее продуктом должен стать парагенезис Qtz + Орх + Kfs. В гнейсах всегда присутствует плагиоклаз, но в реакции (1) он не участвует. Вновь образованная ассоциация Kfs + Pl + Opx + Qtz как раз и есть гиперстеновый гранит. Но ведь граниты возникают из магмы. Углекислотная модель этого не отрицает. Наоборот, она постулирует, что процесс чарнокитизации происходит не только при повышении СО₂ во флюиде, но и температуры. При определенных их соотношениях происходит плавление.

Следующая страница, условные обозначения