Природа тектонической активности земли возможные причины тектонической активности Земли



Pdf просмотр
страница15/23
Дата28.01.2019
Размер0.78 Mb.
ТипГлава
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   23

177
основе хорошо обоснованной теории тектоники литосферных плит. Ведь в охваченной конвективными движениями мантии, будь то тепловая или тем более химико-плотностная конвекция, распределение температуры всегда близко к адиабатическому с приведенной к поверхности температурой около 1320 °С. Следовательно, в такой мантии глубже 80 км
(т.е. глубже перехода шпинелевых лерцолитов в гранатовые) никаких ювенильных расплавов существовать не должно (см. рис. 6.2). Тем более этот запрет полностью относится к нижней мантии. Кроме того, в конвектирующей мантии происходит постоянное перемешивание вещества, и поэтому совершенно исключается предположение о существовании в ее глубинах каких-либо участков локального перегрева вещества на
1000–2000 °С. Для этого потребовались бы природные радиоактивные реакторы, с ураганными концентрациями в них радиоактивных элементов. Но в мантии таких элементов очень мало, к тому же они более или менее равномерно распределены по всему мантийному веществу, а их вклад в эндогенные энергетические процессы не превышает
8–10% (см. раздел 5.5).
Предвидя возражения, с напоминанием о генерации кимберлитовых, лампроитовых, карбонатитовых и щелочно-ультраосновных магм на глубинах бóльших 80 км и вплоть до 250 км. Обратим внимание на то, что температуры этих магм не превышают 1000–1100 °С, а происхождение всех этих экзотических расплавов легко может быть объяснено переплавлением докембрийских водонасыщенных и богатых окислами железа карбонатно-силикатных океанических осадков, затянутых на такие глубины под архейские континенты по древним зонам поддвига плит (О. Сорохтин, Ф.
Митрофанов, Н. Сорохтин, 1996). Возможность затягивания железистых (тяжелых) осадков на такие глубины была показана в работе А.С. Монина и О.Г. Сорохтина (1986), а температура плавления водонасыщенных осадков даже при давлениях около 50–70 кбар, как известно, не превышает 600–900 °С (подробнее об этом см. гл. 11).
Для того чтобы проплавить вещество литосферы, необходимо подвести к ее подошве достаточный запас тепла. Если считать, что “прожигание” узкого магматического канала происходит теми же магмами, которые поступают в вулканический канал, то исходная температура таких магм опять должна была бы превышать температуру астеносферы на те же 1000–1500 °С, а это, как показано выше, полностью исключается. С точки зрения гидродинамики узкие плюмы не могут порождаться и самим конвективным массообменом в мантии, так как для этого опять потребовался бы перегрев их вещества на многие сотни градусов, а вместо щелочных лав в вулканах, расположенных над такими горячими плюмами, изливались бы только коматииты.
Иногда в качестве доказательства существования “горячих точек” и привноса в них вещества из более глубокого “недеплетированного” резервуара мантии приводят стронциевые отношения
87
Sr/
86
Sr = 0,7030–0,7036, слегка, но все-таки заметно превышающие таковое для толеитов срединно-океанических хребтов
87
Sr/
86
Sr = 0,7027. Но эту разницу изотопных отношений легко объяснить и без привлечения таких механизмов дифференциации, как плюмы “горячих точек”. Действительно, фракционное плавление мантийного вещества на глубинах подлитосферной мантии при умеренных давлениях (от
7 до 20 кбар) и близких к солидусу температурах, прежде всего, приводит к расплавлению щелочных пироксенов, содержащих и радиоактивный рубидий
87
Rb. При этом в расплав переходит избыточный радиогенный
87
Sr, который накапливался в кристаллических решетках таких пироксенов (за счет распада
87
Rb) еще до момента попадания данной порции мантийного вещества на уровень астеносферы. При меньших же давлениях и бóльшем парциальном плавлении мантийного вещества под срединно-океаническими хребтами уже в бóльшей мере переходят в расплав кальциевые пироксены и полевые шпаты (основные носители стронция), “запомнившие” отношения
87
Sr/
86
Sr со времени предыдущего цикла расплавления мантийного вещества в астеносфере, происходившего


178
еще в прошлом конвективном цикле, характеризовавшемся меньшими значениями таких отношений.
Таким образом, магматизм так называемых “горячих точек” на поверку оказывается предельно холодным и никак не связанным с глубокой (нижней) мантией. Поэтому все многочисленные попытки определить по “горячим точкам” абсолютные перемещения литосферных плит оказываются построенными на песке. Но в чем же тогда скрыта истинная причина появления внутриплитового магматизма? Сегодня на этот вопрос можно ответить уверенно и однозначно: внутриплитовый магматизм появляется только в тех случаях и только тогда, когда в литосферной оболочке возникают сквозные трещины, дренирующие верхние слои астеносферы и заполняемые поступающими из них расплавами. Отсюда следует, что как океанический, так и континентальный рифтогенез возникают только при расколах литосферных плит под влиянием растягивающих напряжений, как это и следует из модели пассивного рифтогенеза Ю.Г. Леонова (2001).
При таком механизме возникновения внутриплитового магматизма его геохимия и термодинамика определяются только давлением и температурными условиями в подлитосферной мантии, а также глубиной проникновения в нее дренирующих трещин. С этим механизмом оказываются полностью согласованными большинство геологических данных по магматизму такого типа и экспериментальные результаты по плавлению пиролита (лерцолитов) при разных РТ-условиях. При этом не требуется привлечения каких-либо дополнительных гипотез. Единственный остающийся вопрос – это выяснение механизмов возникновения самих расколов и трещин в литосферной оболочке Земли.
Такие расколы, естественно, могут возникать и под влиянием конвективных течений в мантии (пример тому – Восточно-Африканская рифтовая система), а также под влиянием столкновения плит и давления со стороны соседних плит (как это происходит в
Восточной Азии и Забайкалье). Но такие расколы не создают иллюзий стоящих на месте магматических центров типа Гавайских вулканов. В этом отношении плодотворной является гипотеза Д. Таркота и Е. Оксбурга (1978), согласно которой литосферные плиты, перемещаясь по поверхности горячей мантии, вынуждены приспосабливаться к переменной кривизне эллипсоида вращения Земли. И хотя радиусы кривизны литосферных плит при этом меняются несущественно (всего на доли процента), их деформация вызывает в теле крупных плит появление избыточных напряжений растяжения или сдвига порядка сотен бар. При наличии в астеносфере жидких расплавов, способных заполнять собой образующиеся трещины и принимать на себя всестороннее гидростатическое давление вышележащих пород, такие напряжения достаточны для полного раскола литосферы от ее основания и до поверхности.
Если же теперь крупная литосферная плита, например Тихоокеанская, перемещается из низких широт в более высокие, то в теле такой плиты должны постепенно нарастать напряжения растяжения (рис. 6.13). После достижения ими предела прочности пород на разрыв в литосферной оболочке, лежащей на пропитанном жидкими базальтовыми расплавами астеносферном слое, будет происходить раскол и образование заполняемой этими же расплавами трещины. В результате базальтовым магмам открывается доступ из-под подошвы литосферы на ее поверхность с образованием вначале покровных излияний, а затем и вулканических построек. При длительном действии такого механизма на критических широтах около 18–20º с. ш. (на которых напряжения растяжения достигают предела прочности пород на разрыв) возникнет
“бегущая” трещина, на острие которой постоянно будут происходить излияния базальтовых лав.
В 1990 г. одному из авторов монографии (О.Г. Сорохтину) посчастливилось опускаться на глубоководном обитаемом аппарате “Мир” на дно Тихого океана к югу от действующего подводного вулкана Лоихи (расположенного южнее о. Гавайи), вблизи от начала вновь формирующейся трещины раскола литосферы. В месте погружения



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   23


База данных защищена авторским правом ©genderis.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница