Р-Т тренды и модель формирования гранулитовых комплексов докембрия

Наиболее важные результаты исследований геодинамики формирования докембрийских гранулитовых комплексов, полученные с использованием физико-математических методов, следующие:
1. Предложен гравитационный механизм погружения раннеархейских зеленокаменных поясов в разогретую до 900^о-1000^оС нижнюю кору. Этот механизм позволяет объяснить достаточно широкое распространение метаморфизованных в Р-Т условиях нижней коры супракрустальных пород (эвлизитов, основных и ультраосновных кристаллосланцев) в позднеархейских и раннепротерозойских гранулитовых комплексах.
2. Изучено распределение температур в континентальной коре в зависимости от следующих факторов: (1) мощности коры, (2) мощности мантийной литосферы, (3) теплопроводности коры, (4) валовой теплопродуктивности коры и (5) характера стратификации в коре пород с различной теплопродуктивностью. Р-Т условия характерные для гранулитового метаморфизма могут быть получены за счет различных сочетаний указанных факторов: к повышению температур ведет утонение мантийного литосферного слоя, увеличение мощности земной коры, снижение ее теплопроводности, увеличение валовой коровой теплогенерации и нахождение высоко-радиоактивных кислых пород в нижних частях разреза. Доказана прямая связь между степенью потенциальной гравитационной нестабильности коры и ее способностью к генерации условий благоприятных для генезиса гранулитов.
3. Показано, что высокая степень теплогенерации пород докембрийской коры может играть ключевую роль в процессах гранулитового метаморфизма. По содержаниям радиоактивных элементов оценена теплогенерационная способность основных типов пород изученных комплексов на момент их метаморфизма. Расчетные значения теплопродуктивности для различных моментов времени находятся в прямой корреляции с уровнем кремнекислотности пород.
4. Количественно оценена роль литологического (характер стратификации) и теплового фактора гравитационной неустойчивости континентальной коры при гранулитовом метаморфизме. Путем моделирования плотностных характеристик гранулитов количественно оценена степень гравитационной неустойчивости коры при гранулитовом метаморфизме связанная с тепловым расширением. Доказано, что с повышением температуры выше 800^oС в основании разреза сложенного кварц-содержащими породами степень его гравитационной неустойчивости начинает резко возрастать. Это связано с разуплотнением нижне-корового вещества за счет его термического расширения и за счет сопутствующего <=> перехода в кварце.
5. Изучен вопрос о реологических свойствах гранулитов и сопряженных низкометаморфизованных пород. Для кварцсодержащих гранулитов характерна относительно низкая эффективная вязкость порядка 10¹⁷-10²⁰ Па^.сек, определяющая их высокую пластичность при эксгумации в горячем состоянии.
6. Детально исследован гравитационный механизм эксгумации гранулитовых комплексов. Доказано хорошее соответствие результатов численного эксперимента по эволюции гравитационно неустойчивых разрезов геологическим и петрологическим особенностям изученных комплексов. Выявленные особенности Р-Т трендов четко воспроизводятся результатами численного моделирования.