ГЕОДИНАМИКА ДОКЕМБРИЙСКОЙ ЗЕМНОЙ КОРЫ

Помимо автора этих строк, все эти данные были собраны и обработаны Т.В.Герей, О.Г.Сафоновым, профессорами Д.Д. ван Реененом и С.А.Смитом (Ранд Африкаан Университет, Йоханнесбург, ЮАР) в рамках инициативного МНФ проекта MJ2000. Cценарий во всех деталях воспроизводит эволюцию ГПЛ, которую в течении последних 25 лет удалось воссоздать некоторым участникам недавнего проекта на основе лишь геологических методами. А на рис.5 приведена численная трехмерная модель развития поверхности Лапландского гранулитового пояса, рассчитанная на основе имеющихся в нашем распоряжении геологических и петрологических данных. Завершающий этап формирования этого пояса относится к периоду 1.9-1.85 миллиарда лет тому назад.

Как известно, кора континентов в первом приближении состоит из двух оболочек: нижней - базальтовой и верхней - гранитной. Нижняя - более плотная и вязкая. Это значит: что процесс гравитационного перераспределения пород в первичных вулканогенно-осадочных разрезах не остановился на уровне образования гранит-зеленокаменных поясов, а дошел до конца. Каков же должен быть механизм такого перераспределения?

Опыт изучения вулканогенно-осадочных разрезов подсказывает, что их слоистость далеко не всегда изменяется по разрезу однородно, как это продемонстрировано на примере разреза вулканогенной толщи, слагающей ложе окраинного моря. Чаще это ритмически неоднородные толщи [3, 8]. Каждый ритм в них состоит из последовательности пород с разными физическими свойствами. При такой структуре можно говорить о гравитационной неустойчивости не всего первичного разреза, а о локальной потенциальной неустойчивости слоев в отдельных его ритмах. При нагревании таких ритмически-слоистых толщ, сложенных породами разной плотности и вязкости, гравитационная неустойчивость в каждом данном ритме реализуется в виде перераспределения отдельных слоев в зависимости от их вязкости и плотности. Нагрев пород снижает их вязкость и обуславливает гравитационное перераспределение материала в каждом данном ритме. Взаимодействие ритмов в конечном итоге приводит к лавинообразному гравитационному перераспределению вещества во всей толще. Оказалось, что этот механизм описывается уравнениями цепной реакции. Как и в случае взрыва и горения, этот механизм обеспечивает катастрофически быстрые процессы: в случае ритмически-слоистых толщ скорости гравитационного перераспределении возрастают на несколько порядков. В геологически значимых скоростях относительно низкоплотные породы могут достаточно быстро подняться к поверхности Земли с глубин порядка 25-30 км.

Предварительные оценки показывают, что скорости полного гравитационного упорядочения первичных слоисто-ритмических разрезов в первом приближении сопоставимы с приведенными выше скоростями всплывания гранулитовых комплексов в верхние части земной коры даже при кондуктивном подводе тепла. Но флюидные потоки катализируют процесс и скорость тепломассопереноса резко возрастает. Численное моделирование показало, что такой механизм весьма эффективен в приложении к породам земной коры. Им легко объясняются РТ-тренды метаморфизма (рис. 2), отражающие широкомасштабную циркуляцию в ней метаморфических комплексов.

Следующая страница| Назад