Все о геологии :: на главную страницу! Геовикипедия 
wiki.web.ru 
Поиск  
  Rambler's Top100 Service
 Главная страница  Конференции: Календарь / Материалы  Каталог ссылок    Словарь       Форумы        В помощь студенту     Последние поступления
   Геология >> Общая и региональная геология | Популярные статьи
 Обсудить в форуме  Добавить новое сообщение

МАГМАТИЗМ ЗЕМЛИ

В.С. Попов. Московская государственная геологоразведочная академия
Опубликованно в Соросовском Образовательном Журнале, N1, 1995, cтр.74-81

Оглавление


МАГМАТИЗМ РАННЕЙ ЗЕМЛИ

Обратимся к самому началу геологической истории. Наиболее древние магматические породы, известные на Земле, имеют возраст 3,8 млрд лет. В осадочных породах примерно такого же возраста обнаружены обломочные зерна минерала циркона (ZrSiO4), содержащего примесь U, Th, Pb. По соотношению радиогенных изотопов этих элементов установлено, что зерна циркона являются продуктом размыва магматических пород с возрастом 4,1-4,3 млрд лет. Если учесть, что возраст Солнца оценивается в 5 млрд лет, а возраст Земли как планеты - в 4,5 млрд лет, можно заключить, что магматическая деятельность началась одновременно с возникновением нашей планеты. Более того, математические модели формирования Земли приводят к выводу, что на завершающей стадии накопления протопланетного вещества или сразу после завершения этого процесса внешняя оболочка Земли до глубины в несколько сотен километров была расплавленной и представляла глобальный магматический океан. Последующее затвердевание этого океана привело к образованию твердых внешних оболочек Земли, а выделение летучих компонентов, растворенных в океане магмы, - к возникновению атмосферы и гидросферы. Если это так, то ранний магматизм можно рассматривать как главный процесс, определивший современный лик Земли, и все, что происходило на Земле на протяжении последующих четырех миллиардов лет, является лишь слабым отголоском исключительно мощных ранних магматических процессов.

ГЛУБИННОЕ СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ

Одной из основ геологического познания является метод актуализма - сравнение геологического прошлого с тем, что происходит на Земле сейчас. Для того чтобы понять механизм магматических явлений, обратимся к глубинному строению современной Земли.
Даже относительно небольшие глубины, измеряемые первыми километрами, как правило, недоступны для прямого наблюдения, и о строении глубоких частей Земли судят главным образом по характеру физических полей - гравитационного, магнитного, электрического. Весьма эффективными являются также сейсмические методы, которые изучают распространение упругих волн в глубинах Земли. Такие волны возникают как при землетрясениях, так и при искусственных взрывах. Специальные приборы, установленные по определенной сети, фиксируют время прохождения упругих волн сквозь горные породы, а также эффекты преломления и отражения волн на границах слоев с разными физическими свойствами. Результаты измерений обрабатываются с помощью мощных компьютеров и интерпретируются с учетом физических свойств горных пород. Современная сейсмическая томография выявляет неоднородности глубинного строения Земли до глубины нескольких сотен километров.
Единственным источником прямой информации о составе горных пород, залегающих на глубине десятков и сотен километров, служат их обломки, выносимые магматическими расплавами при извержениях вулканов и формировании интрузивных тел.
Геофизические данные и результаты изучения глубинных включений свидетельствуют о том, что наша планета состоит из нескольких оболочек с различными физическими свойствами, изменение которых отражает как смену химического состава вещества с глубиной, так и изменение его агрегатного состояния как функции давления. Cамая верхняя оболочка Земли - земная кора - под континентами имеет среднюю толщину около 40 км (25-70 км), а под океанами - всего 5-10 км (без слоя воды, составляющего в среднем 4,5 км). За нижнюю кромку земной коры принимается поверхность Мохоровичича - сейсмический раздел, на котором скачкообразно увеличивается скорость распространения продольных упругих волн с глубиной от 6,5-7,5 до 8-9 км/с, что соответствует увеличению плотности вещества от 2,8-3,0 до 3,3 г/см3.
От поверхности Мохоровичича до глубины 2900 км простирается мантия Земли; верхняя наименее плотная зона толщиной 400 км выделяется как верхняя мантия. Интервал от 2900 до 5150 км занят внешним ядром, а от этого уровня до центра Земли, т.е. от 5150 до 6371 км, находится внутреннее ядро. Как полагают, внутреннее ядро образовано твердым никелистым железом и содержит до 15% более легкого материала, который отождествляют с серой, кремнием или кислородом. Внешнее ядро также является металлическим (существенно железным), но в отличие от внутреннего ядра металл находится здесь в жидком состоянии и не пропускает поперечные упругие волны. Конвективные течения в металлическом внешнем ядре являются причиной формирования магнитного поля Земли.
Мантия Земли состоит из силикатов: соединений кремния и кислорода с Mg, Fe, Ca. В верхней мантии преобладают перидотиты - горные породы, cостоящие преимущественно из двух минералов: оливина (Fe,Mg)2SiO4 и пироксена (Ca, Na)(Fe,Mg,Al)(Si,Al)2O6. Эти породы содержат относительно мало (< 45 мас.%) кремнезема (SiO2) и обогащены магнием и железом. Поэтому их называют ультраосновными и ультрамафическими.
Выше поверхности Мохоровичича в пределах континентальной земной коры преобладают силикатные магматические породы основного и кислого составов. Основные породы содержат 45-53 мас.% SiO2. Кроме оливина и пироксена в состав основных пород входит Ca-Na полевой шпат - плагиоклаз CaAl2Si2O8 - NaAlSi3O8. Кислые магматические породы предельно обогащены кремнеземом, содержание которого возрастает до 65-75 мас.%. Они состоят из кварца SiO2, плагиоклаза и K-Na полевого шпата (K,Na)AlSi3O8. Наиболее распространенной интрузивной породой основного состава является габбро, а вулканической породой - базальт. Среди кислых интрузивных пород чаще всего встречается гранит, a вулканическим аналогом гранита является риолит.
Таким образом, верхняя мантия состоит из ультраосновных и ультрамафических пород, а земная кора образована главным образом основными и кислыми магматическими породами: габбро, гранитами и их вулканическими аналогами, которые по сравнению с перидотитами верхней мантии содержат меньше магния и железа и вместе с тем обогащены кремнеземом, алюминием и щелочными металлами. Под континентами основные породы сосредоточены в нижней части коры, а кислые породы - в верхней ее части. Под океанами тонкая земная кора почти целиком состоит из габбро и базальтов.
Твердо установлено, что основные породы, которые по разным оценкам составляют от 75 до 25% массы континентальной коры и почти всю океаническую кору, были выплавлены из верхней мантии в процессе магматической деятельности. Кислые породы обычно рассматривают как продукт повторного частичного плавления основных пород в пределах континентальной земной коры. Перидотиты из самой верхней части мантии обеднены легкоплавкими компонентами, перемещенными в ходе магматических процессов в земную кору. Особенно "истощена" верхняя мантия под континентами, где возникла наиболее толстая земная кора.

Назад| Следующая страница


 См. также
КнигиПод ред. О.А.Богатикова. Магматические горные породы. Том 6. Эволюция магматизма в истории Земли.: Магматические горные породы. Том 6. Эволюция магматизма в истории Земли.
КнигиПод ред. О.А.Богатикова. Магматические горные породы. Том 6. Эволюция магматизма в истории Земли.
Научные статьиМеханизм формирования структуры системы Земли. О роли стационарных энергетических центров в сохранении динамического равновесия системы Земли.: Механизм формирования глобального геологического пространства системы Земли.
Анонсы конференцийВсероссийский семинар Геохимия магматических пород. Школа Щелочной магматизм Земли.
Анонсы конференцийXXI Всероссийский семинар по геохимии магматических пород школа "Щелочной магматизм Земли"
ДиссертацииГеология и эволюция земной коры восточной Антарктиды в протерозое-раннем палеозое:
ДиссертацииГеология и эволюция земной коры восточной Антарктиды в протерозое-раннем палеозое: Основные защищаемые положения и их обоснование.

Проект осуществляется при поддержке:
Геологического факультета МГУ,
РФФИ
   

TopList Rambler's Top100