|
КАК
ОБРАЗУЮТСЯ ГРАНИТЫ
В конце XVIII века ученые
всерьез полагали, что граниты образовались путем
осаждения кристаллов на дне океана, заполненного
морской водой. Эта гипотеза поддерживалась
научной школой
нептунистов, которую возглавлял немецкий
геолог А.Г. Вернер (1749-1817). Однако уже в начале XIX
века ошибочность такой интерпретации стала
очевидной, и она уступила место концепции плутонистов,
которые привели убедительные доказательства в
пользу того, что граниты возникли в результате
охлаждения и затвердевания силикатных расплавов
- магм, поднимавшихся из глубин
Земли. Первым сформулировал эту идею англичанин
Дж. Геттон (1726-1797) [5].
В середине XX века происхождение
гранитов стало предметом новой дискуссии. В
качестве альтернативы представлений о
магматической природе этих пород была высказана
идея о возможности формирования гранитов путем
преобразования (трансформации) пород иного
состава при их взаимодействии с горячими водными
растворами, которые приносят компоненты,
необходимые для создания гранита, и выносят
(растворяют) "лишние" химические элементы. Идея
гранитизации земной коры под влиянием горячих
растворов продолжает развиваться и в наши дни
(см. статью Л.Л. Перчука "Глубинные
флюидные потоки и рождение гранита" в этом
номере журнала).
Ранние дискуссии о природе гранитов
происходили в то время, когда состав и условия
залегания этих пород были известны лишь в общих
чертах, а физико-химические процессы, которые
могли привести к их образованию, оставались
неисследованными. Во второй половине XX века
ситуация коренным образом изменилась. К тому
времени был накоплен большой объем информации о
положении гранитов в земной коре, подробно
изучен состав этих пород. Споры о возможном
происхождении гранитов с позиций здравого
смысла уступили место строгим термодинамическим
расчетам и прямым экспериментам,
воспроизводящим зарождение гранитных магм и их
последующую кристаллизацию.
Естественно, при этом возникли новые проблемы,
однако уровень научной дискуссии стал
совершенно иным. Об этом можно судить и по
содержанию этой статьи и статьи Л.Л. Перчука.
УСЛОВИЯ
ЗАЛЕГАНИЯ ГРАНИТОВ
Граниты - породы,
характерные для верхней части континентальной
земной коры. Они неизвестны на дне океанов, хотя
на некоторых океанических островах, например в
Исландии, распространены довольно широко.
Граниты формировались на протяжении всей
геологической истории континентов. По данным изотопной геохронологии, самые
древние породы гранитного состава датируются 3,8
млрд лет, а самые молодые граниты имеют возраст
1-2 млн лет.
Кварц-полевошпатовые гранитные породы
образуют тела, которые первоначально не выходили
на дневную поверхность. По геологическим данным,
верхние контакты гранитных тел в момент
образования располагались на глубине от
нескольких сот метров до 10-15 км. В настоящее
время граниты обнажены благодаря последующему
подъему и размыву пород кровли. Согласно
статистическим подсчетам, граниты составляют
около 77% объема всех магматических тел,
затвердевших на глубине в верхней части континентальной земной коры.
Различают перемещенные
и неперемещенные
гранитные тела. Перемещенные
граниты возникли в результате внедрения
гранитной магмы и последующего затвердевания
магматического расплава на той или иной глубине.
Форма тел, сложенных перемещенными гранитами,
весьма разнообразна - от небольших жил толщиной
1-10 м до крупных плутонов, занимающих
сотни квадратных километров по площади и нередко
сливающихся в протяженные плутонические
пояса. Наряду с относительно тонкими
гранитными пластинами (< 1-2 км по вертикали)
известны плутоны, уходящие на глубину нескольких
километров. Например, Эльджуртинский
плутон на Северном Кавказе пересечен
четырехкилометровой скважиной, которая не
достигла нижнего контакта гранитов. В Береговом
хребте Перу в Южной Америке граниты обнажены в
интервале более 4 км и уходят на неизвестную пока
глубину.
Главные доказательства
магматического происхождения перемещенных
гранитов сводятся к следующему. Во-первых,
формирование гранитных тел сопровождается
локальными деформациями окружающих пород,
которые указывают на активное внедрение
гранитного расплава [4]. Во-вторых,
вблизи контактов с гранитами вмещающие породы
испытали преобразования, вызванные нагревом.
Судя по минеральным ассоциациям,
возникшим в ходе этого процесса, начальная
температура гранитных тел была выше температуры
затвердевания гранитной магмы,
которая, следовательно, была внедрена в жидком
состоянии. Наконец, и в настоящее время
происходят вулканические извержения,
выносящие к поверхности магмы гранитного
состава.
В отличие от перемещенных гранитов,
которые затвердевали значительно выше области
своего зарождения, неперемещенные
граниты кристаллизовались примерно на том
самом месте, где возникли. Если перемещенные
граниты - это обычно однородные породы,
заполняющие те или иные объемы, то
неперемещенные граниты чаще встречаются в виде
полос, линз, пятен, измеряемых миллиметрами и
сантиметрами в поперечнике, которые
перемежаются с породами иного состава. Подобные
образования называют мигматитами
(от греч. мигма - смесь). Явные признаки активного
механического внедрения гранитного материала в
мигматитах отсутствуют; часто складывается
впечатление, что этот материал пассивно замещает
исходный субстрат. Отсюда и возникли
представления о гранитизации тех или иных
участков земной коры. Мигматиты формировались на
глубине 5-7 км и более. Преобладающая их часть
была образована в докембрийское время
более 600 млн лет назад; возраст многих мигматитов измеряется
миллиардами лет.
Мигматиты и более крупные тела древних
неперемещенных гранитов часто рассматривают как
затвердевшие зоны генерации гранитной магмы,
выведенные на современную дневную поверхность в
результате последующего подъема земной коры.
Поскольку глубоко размытые мигматитовые
комплексы обнажены в одних местах, а менее
глубинные перемещенные граниты - в других,
проследить прямые соотношения между ними не
удается.
Следующая страница
|
