big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Гипотезы о происхождении гранитов

Проблема происхождения гранитов была поставлена на обсуждение еще в 1797 г. Геттоном, который утверждал, что некоторые горные породы, имеющие кристаллическое строение, в том числе граниты, произошли из осадочных пород под действием высокой температуры и давления. Проблема происхождения гранитов не менее трудна, чем происхождение земной коры. Имеется большое число сторонников магматического происхождения гранитов и не меньшее — сторонников метаморфического их происхождения.

Специфической особенностью гранитов является то, что они находятся только в коре материков и нигде не обнаружены в коре океанического типа. Не обнаружено вещество, аналогичное гранитам, и среди метеоритов. Это значит, что планета, из которой, как считает В. Г. Фесенков, вероятно, образовались метеориты и которая имела железное ядро и мантию из вещества, аналогичного веществу каменных хондритов, не имела земной коры материкового типа. Эту особенность появления и существования гранитов можно объяснить только особенностями, присущими коре материков.

В. В. Тихомиров считает одной из таких особенностей «...постоянное воздымание коры материков», что, по его мнению, «обусловило ту специфическую физико-химическую обстановку, результатом которой явился сложный метаморфизм, завершившийся гранитизацией».

Л. Н. Еланский придерживается мнения, что специфическими условиями, обусловливающими появление гранитов, являются условия, пригодные для существования жизни. Мысль эту Л. Н. Еланский не обосновывает и поэтому остается не ясным — зависят ли, по его мнению, процессы появления жизни на Земле и появления гранитов от общей причины или он считает, что появление гранитов связано с взаимодействием органического вещества.

К настоящему времени проблема происхождения гранитов еще далека от решения, несмотря на то, что на ее исследование затрачены огромные усилия большого числа крупнейших специалистов. До сих пор имеется большое количество гипотез, по-разному объясняющих происхождение гранитов. Все они делятся на гипотезы высокотемпературного (около 1000° С) и низкотемпературного (около 500° С) происхождения гранитов. И те и другие гипотезы имеют множество вариантов, которые предложены для объяснения различных случаев образования гранитообразных пород.

Гипотезы горячего происхождения гранитов как за счет всплывания наиболее легких, но и наиболее тугоплавких шлаков, так и вследствие последующего высокотемпературного переплава осадочных пород в граниты трудно согласовать с неглубоким залеганием поверхности Конрада, где господствуют невысокие температуры, тогда как ниже этой поверхности, где температуры выше, граниты, как правило, отсутствуют. Выполненные в последние годы исследования показали, что положение поверхности Конрада зависит как от общей мощности, так и от направления вертикального движения земной коры в результате уравновешивания под влиянием изостазии. Так, И. П. Косминская установила, что в коре молодой альпийской складчатости, где общая мощность земной коры достигает 50—75 км, мощность гранитного слоя наибольшая и в среднем составляет 30 км, а базальтового 25 км. В коре герцинской и каледонской складчатости при мощности земной коры 25—42 км толщина гранитного слоя составляет 15 км, а базальтового 20 км. Еще больше приходится на долю базальтов в коре древних платформ, где при мощности коры 30 км мощность гранитной оболочки составляет только 10 км. Особенно важно, что как общая мощность земной коры, так и мощность гранитного слоя претерпевают изменение во времени.

В. В. Белоусов убедительно показал, что мощность земной коры в целом и мощности «гранитного» и «базальтового» слоев земной коры суши изменяются во времени в зависимости от направления движения земной коры. Он показал, что эти изменения в ту и другую стороны могут происходить геологически быстро. Он настойчиво, опираясь на многочисленные факты, доказывает, что в земной коре непрерывно происходят процессы океанизации и процессы континентизации, а также процессы гранитизации и процессы дегранитизации. Он пишет: «Поскольку палеогеографически устанавливается, что многие участки ранее имели направление вертикального движения, противоположное современному, следует сделать вывод, что толщина коры в ходе геологической эволюции может неоднократно меняться в соответствии с изменением направления вертикального движения, увеличиваясь в связи с поднятиями и уменьшаясь в связи с опусканиями. При этом, поскольку в некоторых случаях изменение направления движения произошло геологически совсем недавно (в плиоцене), а толщина коры уже отвечает наблюдаемому сейчас направлению движения, необходим вывод, что изменение толщины коры может происходить в геологических масштабах быстро, на протяжении нескольких миллионов лет». И далее: «Изменения общей толщины коры в ту и другую стороны могут сказываться на частной мощности либо главным образом «гранитного» слоя, либо преимущественно «базальтового» или же они отражаются на мощности того и другого слоев совместно».

Таким образом, одной из наиболее специфических особенностей гранитной оболочки земной коры, безусловно тесно связанной с условиями образования гранитов, является закономерная связь глубины ее залегания с мощностью земной коры. Закономерности положения границы Конрада и вертикальные ее перемещения, вызываемые изменением общей мощности земной коры, не могут не считаться убедительным свидетельством того, что процессы образования и существования гранитной оболочки, в значит, и слагающих ее гранитов могут иметь место только выше поверхности Конрада.

По законам изостазии земная кора всплывает там, где она подвергается эрозии и становится легче, и, наоборот, погружается там, где становится тяжелее в результате накопления осадочных пород. Поэтому при нисходящих движениях земной коры на границе Мохоровичича должно происходить преобразование вещества земной коры в вещество мантии, а на границе Конрада — преобразование вещества гранитов в вещество базальтов.

Гипотезы, рассматривающие процессы образования гранитов в статике без учета постоянных, а с точки зрения длительного существования материков и океанов, весьма больших восходящих и нисходящих движений земной коры, могут только случайно найти решение проблемы, потому что при их разработке не учитывается необходимость объяснения наиболее специфических особенностей появления и исчезновения гранитов и зависимости их от всплывания или погружения материков.

Такие гипотезы, как гипотеза всплывания гранитов в виде наиболее легких и наиболее тугоплавких «шлаков» на огненно-жидкой Земле, непригодны не только потому, что они не объясняют последующее исчезновение гранитов там, где теперь их нет, т. е. в коре океанов, не только потому, что, как теперь доказано, Земля никогда не находилась в огненно-жидком состоянии, но и потому, что за время существования материков с них смыты такие мощности, какими не могли быть шлаки. Как показано выше, за 1 млрд. лет с материков смывается в океан слой пород мощностью 80 км. Так как речной смыв происходит преимущественно с горных местностей, то последние за это время смываются на ~ 250 км. Принимая во внимание, что материки существуют несколько миллиардов лет и что на них все время имеются горные области, легко понять, что гипотезы о всплывших некогда «шлаках» решить проблемы земной коры, а тем более, проблемы происхождения ее гранитного слоя не могут.

Гипотезы всплывания готовых гранитов или кремнезема, гранитизирующего основные породы, неприемлемы и потому, что такие всплывания должны были бы происходить всюду, не только под материками, но и под океанами, а ведь гранитов в коре океанов нет. Кроме того, восходящие блоки гранитов или богатых кремнеземом астенолитов, как предполагает В. В. Белоусов, должны были всплывать сквозь толщу базальтов и нигде в этой толще и тем более под ней не остановиться в своем восходящем движении сквозь твердые и, безусловно, не проницаемые для твердого вещества породы, какими являются базальты.

Неприемлемы и гипотезы высокотемпературного «переплава» осадочных пород в граниты, ибо нет никаких оснований считать, что в земной коре материков на глубинах от 3 до 15—20 км господствовали и господствуют достаточные для этого температуры. Если же высокотемпературная гранитизация происходит в более глубоких слоях, то почему же граниты, как правило, не встречаются ниже границы Конрада.

Никак нельзя признать отвечающим действительности и представление о том, что образование материковой коры с присущими ей гранитами было первой стадией процесса дифференциации вещества Земли, когда вся ее поверхность покрылась всюду одинаковой материковой корой.

По этой концепции после продолжавшейся на протяжении нескольких миллиардов лет дифференциации вещества мантии (в начале мезозоя) вследствие «полного расплавления ультраосновного материала верхней мантии» и всплывания его в виде множества астенолитов начался бурный процесс «гомогенизации», приведший к преобразованию континентальной тектоносферы в океаническую.

Если первая стадия этого процесса, хотя и не подтверждается экспериментами, все же не противоречит закону Архимеда, то вторая — находится в непримиримом противоречии с ним.

На основании изложенного можно попытаться сформулировать требования, которым должна отвечать гипотеза происхождения гранитов. Она прежде всего должна объяснить процессы, которые ведут к появлению гранитного слоя в верхней половине коры материков, в том числе мощных толщ «корней» гор, где, несмотря на интенсивную эрозию, слой гранитов особенно мощен. Следовательно, для объяснения процессов образования гранитной толщи земной коры необходима гипотеза, объясняющая существо тех процессов, которые:

а) превращают в граниты осадочные и метаморфические породы при залегании их выше поверхности Конрада;

б) превращают в граниты базальты при подъеме их выше границы Конрада;

в) превращают граниты в базальты при опускании гранитов ниже границы Конрада;

г) исключают возможность образования гранитов в земной коре океанического дна.

Так же как граница Мохоровичича является той границей, на которой происходит преобразование вещества мантии в базальты земной коры, так и граница Конрада является той границей, на которой базальты преобразуются в граниты.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.