Эволюция магматизма и метаморфизма в истории Земли

БИЛЕТ № 27

В эволюции магматических процессов выделяют эпохи:

1. Гадейский (Лунный). В результате бомбардировки метеоритами и расплава под
влиянием радиоактивного распада привело к образованию базальтовой коры. 2 типа
базальтовых магм:

а) континентальный (обогащены Si, AI, щелочами);

б) морской (обогащены Mg, Fe).

2. Нуклеарный (архейский). Представлена 3-мя ассоциациями поро:

а) формациями пород ЗП. Характерны породы коматиитовой, известково-щелочной
и щелочной серий, как вулканогенных так и интрузивных рядов. В верхних частях разрезов
ЗП появляются риолиты и средние породы. Коматииты преобладают в нижних частях ЗП.

б) формациями гранито-гнейсовых куполов (ГГК). Сложены ассоциацией ТТГ-пород.

в) породами дифференцированных тел - базитов. Представлены снизу вверх:
краевой комплекс у/о и основных пород, у/о комплекс, нориты, габбро, габбро-анортозиты.

Особенности этапа: коматииты и плагиограниты. Щелочные граниты появляются
только в AR2.

3. PRi. Возрастает количество магматических формаций, быстро нарастает объем
щелочных гранитов, появляются первые массивы карбонатитов, а также породы граниты-
рапакиви. Выделяют 3 типа гранитоидов:

а) по изотопным соотношениям Sr;

б) по редким и рассеянным элементам (возникли при ассимиляции мантийных
пород с высоким содержанием Mg и минералов гр. Fe);

в) коровые гранитоиды (с высоким содержанием щелочей, AI и Si).
Формации:

1)анортозит-рапакиви-гранитная (в краевых частях кратонов - субплатформенная);

2)перодотит-пироксенит-норитовая (это крупные дифференцированные интрузии -
Бушвельд, Садбери, с ними связаны ликвационные хромиты и Cu-Ni месторождения);

3)формация щелочных и субщелочных габброидов (приурочена к рифтовым зонам
внутри кратонов, породы слагают базальт-долеритовые траппы - платформенная
формация);

4) формация известково-щелочных и субщелочных гранитоидов (приурочена к
рифтовым зонам внутри кратонов, сюда относятся и порфировидные гранитоиды и
сиениты).

4. R-PZ-й этап. С появлением подвижных поясов и платформ магматическая
активность приурочена к подвижным поясам, а на платформах остается щелочно-
базальтовый магматизм. В складчатых поясах магматизм приобретает циклический
характер: сначала внедряются у/о и основные породы, а в конце кислые. В орогенную
стадию развития вначале внедряются крупные гранитные батолиты щелочного ряда,
которые затем сменяются щелочными сиенитами, а в конце - пегматитами. Таких циклов до 8-10.

5. Мезокайнозойский этап. Появляются первые громадные площади океанических
базальтов. На континенте прявлен бимодальный магматизм. В подвижных поясах больше
магматических формаций и большая дифференцированность пород.

Эволюция магматизма:

У/о породы:

На начальных этапах развития Земли они были представлены коматиитами. В
кратонную стадию интенсивность коматиитового магматизма уменьшается, и далее он уже
неизвестен. В кратонную стадию появляются гипербазиты с большим содержанием S и
связанными с ней рудными месторождениями с сульфидным типом Cu-Ni орудинения. В
конце кратонной стадии (с R) появляются первые карбонатиты, количество которых
возрастает со временем. Также с R появляются кимберлиты, количество которых со
временем возрастает, но они образуются в определенные эпохи стабилизации континентов.
В R-PZ время широко развиты альпинотипные гипербазиты с высоким отношением Mg/Fe и отсутствием S. Это время появления силикатных месторождений Ni - на Урале (Ni, Co, частично Мп входят в решетку силикатов, замещая Fe и Мд). В мезокайнозое также существуют альпинотипные гипербазиты (силикатные месторождения Ni и Со на Кубе и в Новой Каледонии). В мезокайнозое появляются щелочные гипербазиты (приурочены к рифтовым системам и образовались в результате взаимоотношения корового и мантийного вещества).

Основные породы:

На начальных этапах образовались преимущественно толеитовые базальты
(большое количество Мд и Fe, мало щелочей). Со временем в базальтовых
континентальных блоках проиходит обеднение сидерофильных элементов и обогащение
литофильных (Ti, К, Na, Sr, Ba). Обычно R-PZ базальты щелочные, обогащенные Na и Са и тяготеющие к зонам рифтогенеза и трапповым изменениям. Начиная с J, появляются в
масштабных количествах толеитовые базальты в зонах СОХ. Одновременно существует
линия щелочных базальтов в пределах древних кратонов, их объем со временем циклично
возрастает.

Гранитоиды: 2 типа:

1)метасоматические, путем замещения пород,

2)магматические, в магматических камерах.

Гранитоиды ARi формировались за счет осадочных пород и метаморфитов, а
также граувакк. Образовывались граниты с высоким содержанием мафических компонентов
и состав их был плагиогранитный (ТТГ-ассоциация). Настоящие щелочные граниты
появились в AR2, а массовое их развитие приурочено к позднекарельскому диастрофизму (огромные площади гранитов-рапакиви - приурочены к линейным зонам в краевых частяхкратонов).

В AR появляются внутрикратонные многофазные граниты щелочного типа, в это же время появляются пегматиты различной специализации (редкоземельные, мусковитовые,
флогопитовые). Начаная с R гранитоиды были развиты только в подвижных поясах
(приурочены к завершающим стадиям крупных тектонических циклов и большинство из них
сформировалось в магматических камерах). Наиболее мощные вспышки - гренвильская,
герцинская, киммерийская стадии. Однако в зонах рифтов при вторичном дейтерогенезе
вновь появляются граниты с высоким содержанием Мд и Fe (возникают при воздействии
мантийных флюидов на коровое вещество) - Байкал, Кордильеры.

Источники рудного вещества:

1. Подкоровые (мантийные):

1) первичная мантия (толеитовые магмы океанических областей). Предполагается,
что на глубине 500-700 км мантия недеплетированная, и при подъеме мантийных диапиров в
результате зонной выплавки образуются базальтове магмы, аналогичные первым магмам в
истории Земли. Связаны месторождения Cr, Fe, Ni и др.

2) истощенная мантия (под континентами). Образовалась в результате
дифференциации ее состава путем поднятия наверх легких элементов и опускания тяжелых.
Месторождения Fe и элементов его группы.

3) обогащенная мантия (щелочная и кимберлитовая магмы). Карбонатитовые и
алмазные месторождения. 2 подхода:

а) засчет поднятия легких элементов из мантии;

б) поступление элементов из зон субдукции (затягивается осадок с поверхности,
который обогащен легкими элементами).

2. Коровые:

1)магматические (сиалические) магмы. Появляются в преледах плит на активных
океанических окраинах и на островных дугах, наибольшее количество элементов на стыке
континент-океан.

2)немагматические. Относятся ранее сформированные магматические, осадочные
и метаморфические породы, рассолы в них и месторождения. Под действием тектоно-
термальных процессов различные элементы из них выщелачиваются, переносятся
флюидами и отлагаются на геохимических барьерах.

Мобилизация рудного вещества определяется:

1) глубиной и степенью плавления мантийного субстрата;

2)содержанием S;

3)объемом флюидов;

4)наличием элементов носителей;

5)геохимической специализацией магм.

Эволюция метаморфизма (эпохи):

1. Годейский этап (Лунный) - 4,4-4,0 млрд.л. Особенность - импактный (ударный)
метаморфизм в результате бомбардировки метеоритами. Фации метаморфизма от
зеленосланцевой до гранулитовой.

2. Нуклеарный этап (AR) - метаморфизм площадного типа, как в нуклеарах, так и в
ЗП. Преимущественно амфиболитовая фация, а на глубине гранулитовая. Метаморфизм
может быть многократным. В ЗП меньшая степень метаморфизма - амфиболитовая и
зеленосланцевая фации.

3. Коатонный этап (PR1). 2 типа структур: кратоны и подвижные пояса. На
кратонах - зеленосланцевая фация, в подвижных поясах - амфиболитовая при наличии
зеленосланцевой и эклогито-гранулитовой. Гранулиты представлены палингенными
гранитоидами (Prx, Amf, Q, ПШ). Эклогитовая фация представлена гранат-пироксеновыми
породами. Особенность этапа - линейное распределение зон метаморфизма.

4. R-PZ - й этап. Характерна локализация линейного меаморфизма в подвижных
поясах; в пределах кратонов породы верхней части коры не метаморфизованы, и
метаморфизм начинается на глубине более 10 км. В подвижных поясах метаморфизм от
зеленосланцевой до амфиболитовой фации.

5. Мезокайнозойский этап. Связан с раскрытием рифтовых зон и образованием
океанов. Характер метаморфизма в различных структурах отличается:

1)М/м рифтовых зон. Проявялется при раскрытии рифтов в результате подъема
мантийных диапиров и внедрения в верхнюю кору. Т.е. происходит тектоно-магматическая
активизация в рифтовых структурах. Происходит прогрев и проплавление верхней коры, и
внедрение гранитного расплава. Фации от зеленосланцевой до гранулитовой. Породы:
бластиты и бластомилониты.

2)М/м при раздвиге океанских плит в зонах спрединга. Небольшие Р и Т. Такие
условия вызывают м/м-е реакции с преобладанием гидротермальных процессов (м/м
океанического типа). Характерны ассоциации основного PI с актинолитом.

3)М/м зон аккреции, связанный с зонами Беньофа и развитием островных дуг.
Широко развиты андезит-базальтовые и андезит-дацитовые формации (бимодальный
магматизм). Проявляется цеолитовый магматизм. На значительных глубинах формируются
плагиограниты и сланцевые комплексы + глаукофановые (высокое Р и низкая Т). В ходе
развития аккреционная система может переходить в коллизионную или орогенную. Это
завершающий цикл Уилсона, когда м/м становится региональным. Т 700-300 °С, Р до 8 кбар.
Происходит утолщение континентальной коры в результате надвигов.

Дата добавления: 2015-04-25