|
Конспект лекций, прочитанных в ГЕОХИ РАН в зимнем семестре 2003-2004 г.
Содержание
1. Средний химический состав земной коры отвечает средневзвешенному составу продуктов выплавления и дегазации мантии - среднему химическому составу вулканических пород мантийного происхождения с добавлением избыточных летучих, входящих в состав пород осадочной оболочки.
2. Различия среднего химического состава континентальной и океанической коры предопределено различием среднего состава корообразующих вулканических пород - островодужных вулканитов и океанических базальтов.
3. В верхней части континентальной коры наблюдается геохимический баланс ме-жду составами <первичных> магматических и <вторичных> осадочных пород. Это по-зволило Ф.Кларку в 1924 г. (Clarke, Washington, 1924) и В.Гольдшмидту в 1933 г. (Goldschmidt, 1933) обосновать первые оценки химического состава верхней части континентальной коры (<земной коры>).
4. Статистика составов магматических пород (более 5000 анализов) позволила оценить относительную распространенность различных их типов в верхней части континентальной коры и количественно подтвердить резкое преобладание среди них эффузивных базальтов и интрузивных гранитоидов. Это дало возможность в дальнейшем свести проблему оценки среднего состава магматического вещества земной коры к оценке состава некоторой смеси этих двух самых распространенных типов пород.
5. Полученные многочисленные данные по составу базальтов и гранитов и оценка баланса распределения химических элементов между этими породами и глинистыми сланцами позволили А. П.Виноградову в 1962 г. (Виноградов, 1962) и С. Тэйлору в 1964 г. (Taylor, 1965) обосновать оценки распространенности подавляющего большинства химических элементов в верхней части континентальной коры (<континентальной коре>). Эти цифры надо считать классическими в геохимии.
6. Альтернативные модели химического состава земной коры основаны на данных о реальной распространенности главнейших типов пород земной коры (магматических, метаморфических, осадочных). Первая такая модель была предложена А. Полдерваартом в 1955 г. (Poldervaart, 1955); однако распространенности горных пород, принятые в этой модели, были оценены весьма приблизительно. Современные оценки распространенности пород осадочной и гранитнометаморфической оболочек основаны на результатах измерений их объемов или площадей распространения по данным специально составленных карт, полученных А. Б. Роновым, А. А. Мигдисовым и их сотрудниками. Эти данные явились основной разработки современной модели химического состава земной коры (Ронов, Ярошевский, 1967, 1976; Ронов, Ярошевский, Мигдисов, 1990).
7. Состав гранулитбазитового слоя континентальной коры должен отличаться от состава гранитнометаморфического слоя, по-видимому, более высокой распространен-ностью пород основного состава, но конкретные данные в настоящее время отсутствуют; оценка среднего состава гранулитбазитового слоя (нижней части континентальной коры) может быть только модельной (см. п. 9).
8. Оценка химического состава континентальной коры в целом остается неопределенной из-за незнания состава гранулит-базитового слоя. В обсуждаемой модели химического строения континентальной коры принято, что ее средний химический состав (за исключением избыточных летучих) равен средневзвешенному составу вулканических пород мантийного происхождения (главная масса - продукты островодужного вулканизма, относительно небольшой вклад дает вулканизм континентальных плит). Существует две модели среднего состава корообразующих вулканических пород - <андезитовая> С. Тэйлора (Taylor, 1967), основанная на предположении о резком преобладании андезитов в качестве типоморфных для островных дуг вулканических пород, и модель <базальт-андезит-(дацит+риолит) = 5.5 : 3.5 : 1>, А. А. Ярошевского (Ярошевский, 1985), основанная на результатах измерений А.Б.Ронова и принятая в книге А. Б. Ронова с соавторами (Ронов и др., 1990).
9. Средний химический состав гранитно-метаморфического слоя (верхней части континентальной коры) отличается от модельного состава коры в целом. Это предполагает, что наблюдаемая геохимическая расслоенность континентальной коры формируется в ходе ее эволюции. Геологически наиболее вероятным механизмом такого расслоения представляется гранитообразование, сопровождающееся дифференциацией вещества и поднятием гранитоидных масс в верхние горизонты континентальной коры.
1. Уточнение оценок распространенности химических элементов в верхней части континентальной коры и в океанических базальтах (для ряда химических элементов до сих пор не существует приемлемых аналитических методов определения кларковых содержаний, а для многих второстепенных элементов данные остаются достаточно фрагментарными).
2. Корректная оценка распространенности химических элементов в осадочных и метаморфических породах, которые в настоящее время базируются на явно недостаточ-ном геохимическом материале.
3. Оценка распространенности и баланса в континентальной и океанической коре изотопов легких элементов (H, He. Li, B, C, N, O, Mg, S) и радиогенных изотопов систем K-Ar, Rb-Sr, Sm-Nd, Lu-Hf, Th,U-Pb и др. в целях контроля оценок распространенности элементов в земной коре, в том числе в моделях состава гранулит-базитового слоя, и совершенствования моделей формирования и эволюции земной коры.
4. На основании оценок региональной распространенности химических элементов (<региональных кларков>) обоснование геохимической неоднородности вещества земной коры и ее возможной связи с геологической историей, в частности рудообразованием.
5. Разработка системы данных, характеризующих распространенность химических элементов в породах земной коры в зависимости от их геологического возраста и геоди-намической позиции, которые позволят создать основу для решения проблемы геохимической эволюции земной коры.
6. Поиск путей независимой от модельных разработок оценки химического состава гранулит-базитового слоя континентальной коры.
7. Разработка моделей формирования, геохимического баланса и геохимической эволюции двух типов земной коры (континентальной и океанической), совместимых с геологическими и геофизическими данными
<<Назад Содержание Вперед>>
|
