big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Материальные балансы процессов гранитизации и дегранитизации

Изложенное позволяет полагать, что в природных условиях в зависимости от направления вертикального движения данного участка земной коры в ней происходят либо процессы гранитизации, либо дегранитизации.

Чтобы представить, как велики при этом перемещения масс вещества и каков состав этих масс, можно выполнить расчеты возможных превращений. Поскольку достоверных данных о действительном характере таких процессов не имеется, произведем расчеты, принимая, что при этом происходит: а) только привнос кремнезема; б) только вынос окислов, содержащихся в избытке; в) привнос и вынос окислов без изменения объема превращающихся пород.

В качестве исходных данных о составе изменяемых пород и конечных продуктов превращения будут служить сведения, приведенные в табл. 15.

Для примера рассмотрим преобразование диорита в гранодиорит при условии, что происходит только привнос SiO2. Расчет показывает, что для получения 100 т гранодиорита необходимо взять 70,5 т диорита и 29,5 т SiO2 (табл. 16). Однако расчетный состав будет иметь избыток железа, магния, кальция, титана и фосфора (7,2 т) и недостаток А12О3 и щелочей в том же количестве.

Образование 100 т гранодиоритов из андезита потребует несколько меньшего привноса кремнезема (74 т андезита +26 т SiO2), однако и в этом случае расчетный состав гранодиорита будет отличаться от фактического состава повышенным содержанием железа, магния и кальция и недостатком окиси алюминия и калия.

Диорит расчетным путем можно превратить в гранодиорит и без добавления кремнезема. При этом (табл. 17) необходимо из 126,7 т диорита извлечь 28,35 т компонентов, состоящих преимущественно из А12О3, FeO, MgO и СаО, и добавить 1,65 т К2О.

Так как базальты содержат значительно меньше кремнезема, чем граниты, то их превращение в граниты как путем добавления кремнезема, так и путем удаления железа, магния и кальция потребует перемещения еще больших масс.

Рассматривая вопрос о возможных превращениях одних пород в другие, нельзя ограничиться только вопросами образования гранитов или других кислых пород из основных. Необходимо рассмотреть и возможность преобразования кислых пород в основные, что имеет место при океанизации земной коры суши, происходящей с утонением или исчезновением гранитной оболочки. Такое изменение пород в принципе возможно либо вследствие удаления кремнезема, либо привноса окислов железа, магния и кальция. Возможность селективного выноса кремнезема из пород, погружающихся ниже поверхности Конрада, не противоречит развиваемым представлениям о существе процессов взаимного превращения разновидностей земной коры. Ниже поверхности Конрада должно происходить постоянное восходящее движение водяных паров, которые могут выносить летучий с ними кремнезем.

Так как процессы океанизации материковой коры, сопровождающиеся исчезновением гранитов, наблюдаются в низменностях или в коре молодых морей, то возможность появления в таких местах восходящих из дренажной оболочки горячих водных растворов может объяснить и привнос в слои гранитов окислов кальция, магния и железа. В табл. 18 и 19 приведены расчеты превращения гранодиорита в оливиновый базальт.

Как показывает расчет, удаление 55% кремнезема, содержащегося в гранодиорите, приводит к получению в остатке породы

основного состава, но содержание всех окислов в нем, кроме кремнезема, марганца и фосфорного ангидрида, весьма отличается от содержания их в базальтах. Наблюдается избыток алюминия, натрия и калия и большая недостача титана, железа, магния и кальция.

Превращение гранодиорита в базальты путем добавления некоторых компонентов требует несоизмеримо меньших перемещений вещества по сравнению с процессом превращения за счет удаления кремнезема.

Таким образом, превращение одних пород в другие, например превращение гранодиоритов в базальты или, наоборот, базальтов в гранодиориты, связано с необходимостью привноса либо кремнезема, либо окислов железа, магния и кальция. Но внесение новых масс в изменяемую породу ставит проблему пространства, необходимого для привносимых компонентов, поскольку, как показывают наблюдения, образование гранитов происходит без изменения объемов и характера залегания вмещающих пород. При этом образовавшиеся граниты, как и интрузивные тела, внедрившиеся в толщу осадочных пород, полностью замещают породы, которыми раньше было занято пространство.

Для объяснения этого явления выдвинуто несколько гипотез, большинство из которых объясняет поглощение прежде находившихся пород процессами ассимиляции, гранитизации, переработки или расплавления. Эти гипотезы позволяют понять частое присутствие в батолитах мало измененных останцов слоев замещаемых пород, но они не решают проблемы пространства, ибо нельзя только ассимиляцией, переплавлением и всякой другой «переработкой» произвести изменение химического и минерального состава пород, добавляя к ним значительные количества недостающего кремнезема, и разместить новообразующиеся породы точно в том же пространстве, какое занимали претерпевшие изменение породы.

По-видимому, наиболее близко к решению проблемы недостающего пространства подходит гипотеза гранитизации, в результате замещения кремнеземом других компонентов, с одновременным удалением последних.

В табл. 20 приведены расчеты количеств исходного базальта и количеств необходимого привноса и выноса для получения 100 т гранодиорита из базальта при добавлении к базальту разных количеств кремнезема.

Из табл. 20 видно, что чем больше привнесено кремнезема, тем меньший необходим вынос, и чем меньше взято базальта, тем значительнее привнос и менее вынос. Если же количество исходного базальта равно ~100 т, то и привнос и вынос компонентов становятся равными по весу и составят по ~23% от веса взятого базальта.

Однако надо учитывать, что в процессе преобразования одних горных пород в другие изменяется не только химический состав, но и физические свойства, в частности плотность. Если в процессе гранитизации осадочных пород с плотностью 2,5—2,6 г/см3 образуется гранит с плотностью 2,7—2,75 г/см3, то процесс идет с преобладанием привноса вещества над выносом. Наоборот, превращение таких основных пород, как толеит или оливиновый базальт, с плотностью 3 г/см3 в гранит протекает с преобладанием выноса над привносом. Сохранение объема пласта пород при их преобразовании в более плотные породы может иметь место и за счет некоторого отличия пористости и трещиноватости образующихся и исходных пород.

Можно представить, что слой гранодиорита с плотностью 2,7 г/см3 в процессе океанизации замещается оливиновым базальтом с плотностью 3 г/см3, когда 100 т пород образуется вместо 90 т. Расчет баланса такого процесса приведен в табл. 21.

Сравнение результатов расчета процесса образования базальта, приведенного в табл. 19, с данными табл. 21 показывает, что при замещений с учетом изменения плотности пород имеет место несколько меньший привнос недостающих окислов, но требуется вынос значительного количества SiO2.

Результаты расчета различных вариантов процессов превращения одних пород в другие не могут служить основанием для выбора только какого-то одного процесса. В природных условиях, по-видимому, идут и те и другие превращения, однако совершенно ясно, что только привнос SiO2, как и привнос или только вынос недостающих либо избыточных окислов, не может привести к превращению одних пород в другие. Такие превращения возможны лишь в результате привноса одних окислов и выноса других.

Представление о наличии дренажной оболочки земной коры и постоянной вертикальной циркуляции растворов в ней и горизонтальном перемещении растворов по ней из коры материков в кору океанов позволяет объяснить как процессы образования коры и ее разновидностей, так и образование гранитов в коре материков.

 

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

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.