Природа тектонической активности земли возможные причины тектонической активности Земли



Pdf просмотр
страница19/23
Дата28.01.2019
Размер0.78 Mb.
ТипГлава
1   ...   15   16   17   18   19   20   21   22   23

186
геологические эпохи значение такой критической мощности океанических плит могло быть иным (см. рис. 6.16, кривая 3). Напомним здесь же, что континентальные плиты, несмотря на свою большую мощность – около 200–250 км, вообще никогда не погружаются в мантию, так как для них благодаря малой плотности пород континентальной коры, всегда сохраняется положительная плавучесть, достигающая 0,02–
0,03 г/см
3
Используя известную корневую зависимость толщины океанических плит от их возраста
t
H

≈ k l
(где H
l выражено в км, t – в млн лет, а k
≈ 6,5–7,5), которая будет описана в разделе 7.2, можно определить, что мощностям плит более 26–30 км соответствуют возрасты более 16–21 млн лет. Средняя продолжительность жизни современных океанических плит, судя по данным палеомагнитной геохронологии, приблизительно равна 120 млн лет, поэтому при существующих в настоящее время условиях такие плиты, древнее 16–20 млн лет, не только могут, но и действительно, в конце концов, по зонам субдукции погружаются в мантию. Как показывают расчеты эволюции мощности океанических плит (см. рис. 6.16, кривая 4), условие возможности их погружения в мантию выполнялись в течение всего протерозоя и фанерозоя. Это позволяет с уверенностью предполагать, что начиная с раннего протерозоя (во всяком случае позже 2,2 млрд лет назад) все океанические литосферные плиты после их образования в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов через интервал времени, бóльшие 16 млн лет, обязательно погружались в мантию по существовавшим тогда зонам поддвига плит. Следовательно, тектоническое развитие Земли практически в течение всего протерозоя и фанерозоя происходило по законам тектоники литосферных плит и принципиально не отличалось от тектонического режима современности.
В противоположность этому для большей части архея средняя продолжительность жизни литосферных плит была существенно меньше 16 млн лет, а возможная критическая мощность плит значительно превышала их реальную толщину. Поэтому тонкие архейские плиты, которые лучше называть литосферными пластинами базальтового состава, в раннем и позднем архее обладали меньшей плотностью, чем плотность мантии.
Следовательно, такие пластины тогда не могли погружаться в мантию. Отсюда вытекает важный тектонический вывод: в течение большей части архея не существовало
привычных нам зон субдукции, а вместо них в областях сжатия литосферной оболочки
(т.е. над нисходящими конвективными течениями мантийного вещества) возникали зоны
торошения и скучивания тонких океанических литосферных пластин.
Под влиянием сил сжатия, вызываемых конвективными течениями мантийного вещества, суммарная мощность скучиваемых литосферных пластин, естественно, возрастала. Поэтому корни таких структур “скучивания” все-таки погружались в горячую мантию на глубину до 50–80 км. В архее верхняя мантия была существенно перегретой, и ее температура тогда на 400–500°С превышала современную (см. рис. 4.2). В результате погруженные в перегретую мантию корни скученных торошением тонких океанических пластин должны были повторно расплавляться. При этом плавление водосодержащих базальтов бывшей океанической коры и последующая дифференциация расплавов приводили к формированию более легких тоналитовых, трондьемитовых и плагиогранитных расплавов. Эти сравнительно легкие расплавы, естественно, должны были всплывать и подниматься вверх в виде диапиров и куполов, прорывая собой снизу всю толщу скученных океанических пластин, формируя знаменитые гранит зеленокаменные пояса архея – древнейшие участки континентальной коры (рис. 6.17).
Теоретическое обоснование образования архейских материков путем скучивания и частичного плавления сравнительно тонкой (толщиной всего несколько километров) океанической литосферы авторами было дано еще в 1991 г. В 1992 г. эта модель формирования материковых щитов в архее получила фактическое подтверждение


187
полевыми исследованиями Каапвальского архейского кратона, проведенными южноафриканскими геологами (Wit, Roering, Hart et al., 1992).
Рис. 6.17. Картина формирования континентальной коры в архее
Высокие тепловые потоки в архее приводили к тому, что нижняя часть континентальной коры древних щитов оказывалась частично расплавленной
(мигматизированной), поэтому можно говорить о существовании в нижней коре того времени коровой астеносферы (см. рис. 8.1). В таком анатектическом слое должны были развиваться конвективные процессы, сопровождавшиеся образованием эвтектических расплавов гранитоидного состава и переносом их вместе с летучими, щелочными и литофильными элементами в верхнюю кору. Этими процессами, по-видимому, следует объяснять происхождение и широкое распространение гранитоидных интрузий, внедрившихся в архее в верхнюю кору, а также происхождение гранулитов нижней коры
(Н. Сорохтин, 1996).
Обратим внимание на еще одну примечательную сторону формирования архейских континентальных массивов. Из-за высоких тепловых потоков в архее под континентальной корой этих массивов не могла формироваться мощная и плотная литосфера ультраосновного состава, и относительно легкая континентальная кора как бы
“плавала” непосредственно на горячей мантии. Из-за этого уровень стояния континентов в течение всего архея и начала раннего протерозоя был исключительно высоким, их поверхность тогда возвышалась над уровнем океана на 4–6 км (Сорохтин, Сорохтин,
1997). Этим, в частности, объясняется и высокий уровень эрозии практически всех без исключения архейских щитов.
Таким образом, архейская континентальная кора формировалась благодаря действию двух основных тектонических процессов: образованию на первом этапе тонких базальтовых пластин океанической коры и их торошению со вторичным переплавлением на втором этапе. Этим двум тектоническим стадиям формирования континентальной коры соответствуют и два различных процесса петрогенезиса, выделенных В.М. Моралевым и
М.З. Глуховским (1985) по эмпирическим данным при изучении строения и состава пород
Алданского щита. Первый – это формирование первичной базитовой коры за счет частичного плавления и дифференциации мантийного вещества. Второй – частичное (15–
20%) плавление материала нижней части базитовой коры при 7–8 кбар, т.е. на глубине около 25–30 км, с выделением кремнезема и щелочей в количествах, достаточных для образования первых в истории Земли высокотемпературных низкокалиевых эндербитов, т.е. пород тоналит-трондьемитовой серии. Близким петрогенезисом, по-видимому, обладают и некоторые типы древних анортозитов, образовавшихся уже на третьей стадии за счет дифференциации вторичных расплавов.
Учитывая приведенные выше соображения, тектонику архея будем определять термином “тектоника тонких базальтовых пластин”, подчеркивая тем самым ее



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   15   16   17   18   19   20   21   22   23


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

    Главная страница