big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Роль растворов дренажной оболочки в процессах образования гранитов

Представление о наличии дренажной оболочки земной коры и о постоянной вертикальной циркуляции водяных паров и растворов позволяет объяснить процессы образования гранитов и исчезновение их в зависимости от вертикальных движений земной коры. Это представление объясняет и причины отсутствия гранитов в коре океанов.

Существо преобразований, превращающих основные породы в кислые, заключается в выносе главным образом окислов кальция, железа и магния и в привносе кремнезема. Такого рода процессы должны иметь место в тех горизонтах земной коры, в которых происходит конденсация водяных паров, поднимающихся из дренажной оболочки. Как следует из кривых (см. рис. 4), растворимость кремнезема при температурах около 374° С и при давлениях выше 600 атм в воде в несколько раз меньше, чем в водяном паре. Поэтому восходящие водяные пары, образующиеся в нижних горизонтах дренажной оболочки, приносят с собой кремнезем и отлагают его в верхних горизонтах, где происходит конденсация паров в жидкость.

Жидкая вода при наличии других газо- и парообразных веществ, особенно двуокиси углерода, постепенно растворяет минеральные вещества, повышающие ее критическую температуру. Образующиеся растворы при наличии трещин, разломов и других пустот постепенна опускаются к нижним горизонтам дренажной оболочки.

Таким образом, в слоях дренажной оболочки земной коры происходит постоянное восходящее перемещение растворимого в паре кремнезема и калия и нисходящее перемещение растворимых в жидких растворах окисей кальция, железа и магния. И следовательно, это постоянное перемещение приводит к образованию специфических слоев, являющихся кровлей и почвой дренажной оболочки. Подстилают ее слои, получившие название поверхности Мохоровичича, а перекрывают слои, получившие название поверхности Конрада.

Такое утверждение находится с первого взгляда в противоречии с представлением, развиваемым на предыдущих страницах, где доказывалось, что дренажная оболочка земной коры является единой для всего земного шара и находится как в коре материков, так и в коре океанов. Из этого как будто следует, что, если есть дренажная оболочка и если есть поверхность Мохоровичича, то должна быть и поверхность Конрада. Как известно, в коре океанов таковой нет.

Однако это противоречие только кажущееся, даже, наоборот, оно является свидетельством в пользу развиваемого представления о дренажной оболочке. Действительно, главное отличие земной коры суши от земной коры океанов состоит в том, что кора суши формируется в результате взаимодействия литосферы с током нисходящих нагревающихся жидких растворов, проникающих сквозь кору суши в дренажную оболочку,, а кора океанов формируется в результате взаимодействия литосферы с током восходящих охлаждающихся растворов, поступающих из дренажной оболочки. Нисходящее направление движения водных растворов в коре суши определяет вынос из нее не только тепла, от чего увеличивается мощность коры, но и вынос компонентов, растворимых в воде, чем определяется уменьшение содержания кальция, железа и магния в коре суши. Восходящее движение жидких водных охлаждающихся растворов из дренажной оболочки в океан вносит в кору океана не только тепло, которое поднимает изотерму критического состояния воды и ее растворов и приводит к уменьшению мощности коры океанов, но и содержавшиеся в них растворимые компоненты, изменяющие химический состав и физические свойства ее.

Таким образом, отсутствие гранитов, а следовательно, и границы Конрада в коре океанов объясняется тем, что вследствие наличия постоянного восходящего движения воды, образующейся из надкритического пара у изотермы с температурой 374° С, в верхние горизонты вносится не только кремнезем, а и другие компоненты, которые в коре материков идут не вверх, а вниз — в дренажную оболочку.

На основании вышеизложенного можно считать обоснованным, что взаимодействие нисходящих жидких и восходящих — надкритических растворов в слоях дренажной оболочки приводит к изменению химического состава и физических свойств пород в ней. Нижние горизонты этой оболочки, совпадающие с поверхностью Мохоровичича, являются слоями, в которых вещество мантии преобразуется в вещество земной коры и наоборот. Верхние горизонты, совпадающие с границей Конрада, являются слоями, где основные породы превращаются в кислые и наоборот. Фактором, определяющим глубину залегания этих границ в земной коре, является критическая температура воды для границы Конрада и критическая температура водных растворов для поверхности Мохоровичича.

Высказанное выше представление о том, что дренажная оболочка может иметь мощность в несколько километров, ставит вопрос, одинакова ли ее проницаемость для водных паров как у поверхности Конрада, так и у поверхности Мохоровичича. По-видимому, правильнее считать, что проницаемость растет книзу. Она возникает и увеличивается в результате растворяющей активности растворов, но последняя растет с температурой, давлением и концентрацией растворенных веществ. Поэтому наибольшей растворяющей активностью водные растворы должны обладать в самых нижних слоях дренажной оболочки. Эти слои и становятся наиболее проницаемыми. Судя по общей мощности земной коры океанического дна, где она равна всего 5—7 км, наиболее проницаемые горизонты не превышают там 1—2 км.

Наконец, нельзя не обратить внимания на вопрос о том, почему жидкие водные растворы, образующиеся при конденсации водяного пара, могут обладать повышенной растворяющей способностью. По-видимому, дело здесь в том, что содержащийся в паре кремнезем, реагируя с нерастворимыми в воде карбонатами по уравнению

выделяет двуокись углерода. Последняя образует бикарбонаты кальция, легко растворимые в жидкой воде, которая и выносит их из толщи пород. При таком взаимодействии SiO2 с карбонатами внедрение каждого атома кремния происходит с вытеснением одного атома кальция.

Так же должно протекать взаимодействие с карбонатами магния и железа. Не исключено, что именно в этом лежит условие, которое обеспечивает эквивалентное замещение кремнеземом избыточных компонентов, содержащихся в изменяемых породах, в процессах гранитизации и вообще в процессах замещения осадочных пород богатыми кремнеземом интрузивными горными породами.

Гипотеза о том, что процессы гранитизации связаны с циркуляцией воды, как видно из вышеизложенного, объясняет основные стороны процесса гранитизации. Это позволяет считать, что она, безусловно, заслуживает дальнейшего развития на конкретном, многообразном и весьма сложном комплексе явлений, связанных с гранитизацией и другими проявлениями интрузивной деятельности.

При этом должно учитываться, что если привнос кремнезема и вынос избыточных компонентов достаточен для процессов гранитизации, то для появления мощного слоя гранитов необходимо, чтобы кора имела восходящее движение и чтобы она постоянно промывалась нисходящими водными растворами.

 

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

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.