Файл: Осипов М.А. Контракция гранитоидов и эндогенное минералообразование.pdf

Как можно видеть, даже за время, сопоставимое с периодом полно­ го отвердевания интрузивов, диффузионный перенос вещества к суще­ ственному изменению концентраций в пределах кислых магм привести не может, что подтверждается геологическими наблюдениями. Если допустить достаточно интенсивное перемещение вещества диффузионным путем к "холодным" или контрастным по составу стенкам интрузивов, то мы вправе ожидать интенсивный вынос его и возникновение соответ­ ствующих минеральных новообразований в любой точке поверхности магматических тел. В действительности этого нет. Не происходит за­ метного привноса вещества таким путем даже в ксенолиты в интрузивах гранитоидов, в том числе представленных такими химически активными породами, как известняки ( ч .ІІ, гл. 6).

Мы приходим к выводам, аналогичным тем, которые сделали Н. Л. Боуэн (Во\ѵеп; 1921) и П. Н. Кропоткин (1941). Первый на основании

видно, температура любого изверженного тела падает слишком быстро для проявления эффекта Сорэ" (стр. 309).

П. Н. Кропоткин, пользуясь уравнением, выведенным Н. Л. Боуэном, рассчитал время, необходимое для диффузионного выравнивания молекул силикатов между участками магмы равной вязкости и температуры. При

масс, существенного перемещения вещества в результате диффузии не происходит.

Если пренебречь вязкостью расплава и считать такой стимул, как температурный градиент, достаточным для образования заметного диф­ фузионного потока, то осложнение возникает из-за того, что этот по­ ток не может быть односторонним. Как говорилось выше, внутри инт­ рузива, по периферии которого образовалась любая минимальная кристал­ лическая корка, линейное температурное поле установиться не может. Температурное поле будет концентрическим, т. е. при допущении диффу­ зии она должна была бы происходить от центра интрузива к его стен­ кам во все стороны. Если бы диффузия обусловливала возникновение пегматитов, они возникали бы во всему периметру интрузивов и не-- посредственно на самом контакте их, а не только в верхних куполо­ видных частях с повторением в разрезе, как это имеет место в дейст­ вительности.

Очевидно также, что диффузия, как и другие вышеразобранные про- . цессы, не объясняет обособленность тел пегматитов, изометричную фор­ му и наличие внутренних пустот.

46

Возможность образования пегматитов в результате процесса фильтр-прессинга

Гипотеза образования скоплений остаточного расплава как резуль­ тат фильтр-прессинга оцно время имела довольно широкое признание, но не объясняла ни иэометричную форму пегматитов и отсутствие под­ водящих каналов, ни наличие в них пустот, ни характер распределения пегматитов в теле интрузива, ни режим давления в формирующихся ка­ мерных пегматитах. Если бы пегматиты возникали как результат фильтрпрессинга, движущими силами которого считают либо литостатическую нагрузку, либо тектонический стресс, то давление в них могло быть только высоким, сопоставимым с литостатическим или еще бо'льшим тектоническим. Имеются и другие недостатки гипотезы фильтр-прессин­ га, на которых мы не останавливаемся, ибо они освещались в литера­ туре.

Таким образом, приведенная критика существующих объяснений ме­ ханизма возникновения и локализации камерных пегматитов свидетель­ ствует о недостаточной разработке этого вопроса.

в) Камерные пегматиты как аналоги усадочных раковин. Изучение про­ цессов формирования массивов гранитоидов привело автора к выводу о правомочности иного механизма формирования камерных пегматитов и миарол внутри интрузивов. Появление в теле интрузива таких пегмати­ тов, их размещение, морфология, а также некоторые особенности их внутреннего строения и химизма, режим давления внутри тел доста­ точно удовлетворительно объясняются механизмом сокращения объема интрузивов в процессе их остывания. Надо сказать, что в общей форме

влитературе высказывалась эта мысль ( например, Ферсман, 1940). Частные предположения, основанные на указанном процессе, делались

вразное время и другими авторами, но более детально этим вопросом занимался Ю. А. Долгов (1963).

Большинство исследователей акцентировало внимание только на пе­ риоде посткристаллизационного формирования интрузивов, когда в них могли возникать только трещины. Те геологи, которые связывали об­ разование пегматитов с этими трещинами, естественно, опускали рас­ смотрение жидкостного периода формирования интрузивов и периода кристаллизации. Поэтому в некоторых работах нет четкого разделения пузыреобразных камерных пегматитов (по нашему мнению, возникающих

веще жидком, дисперсном расплаве) и пегматитов трещинных, жиль­ ных. Такое разделение пегматитов сделано Ю, А . Долговым. К сожале­ нию, пегматиты, формирующиеся в жидкостный период существования интрузива, он только констатировал, не объясняя механизм их возник- , новения. Основное внимание Ю. А. Долгов обратил на формирование трещинных пегматитов и главным образом физико-химической и термо­ динамической сторон этого процесса.

Никто из предыдущих исследователей не проводил аналогию между камерными пегматитами и усадочными раковинами. Мы считаем воз­ можным проводить эту аналогию. Настоящий раздел посвящен доказа­ тельству этого положения.

47

Вероятность появления в интрузивах таких характерных структур­ ных элементов, возникающих при термическом сокращении объема ве­ щества, как мелкая межзерновая и другая пористость, контракционная трещиноватость давно не вызывают сомнений. Но факт появления уса­ дочных раковин в остывающих и твердеющих расплавах - это, как пра­ вило, не меньший, а больший по значимости процесс, вызываемый тер­ мическим сокращением объема вещества. Поэтому приходится лишь удивляться, что до сих пор никто не задался вопросом, а нет ли уса­ дочных раковин и В магматических телах.

В соответствии с вышеизложенным (ч. I, м) нетрудно видеть,что' положительное решениеэтого вопроса определяется в первую очередь возможностью появления внутри интрузивов необходимых участков раз­ режения, все последующее - лишь следствие этого явления. Для воз­ никновения в интрузивах областей разрежения и образований типа уса­ дочных раковин необходимо выполнение следующих условий.

1. Характер охлаждения, затвердевания интрузивов должен быть, так же, как и в случае затвердевания отливок, последовательным.

2. Должна обеспечиваться механическая стабильность, целостность верхней корки (или кровли) интрузива в период образования усадочных полостей.

В качестве желательного условия расплав должен быть близок к эвтектическому и содержать повышенное количество летучих компо­ нентов.

Выполняются ли. эти условия в интрузивах гранитоидов?

Система интрузива с самого начала существования - система ох­ лаждающаяся (ч. I, в). В соответствии с геотермическим градиентом разница температур магмы и вмещающей среды будет больше в вы­ соких горизонтах земной коры и может достигать нескольких сотен градусов (ч. I, е; ч. II, гл. 1, а ) . Эти условия отвечают формирова­ нию интрузивов формации малых глубин. Следовательно, чем выше за­ легает интрузив, тем больше теплоотвод, быстрей охлаждение и более вероятен последовательный характер затвердевания, необходимый для появления усадочных полостей. С этих позиций усадочные раковины должны образоваться в интрузивах, формирующихся только в сравни­ тельно высоких горизонтах земной коры. Более быстрому остыванию относительно высоко расположенных интрузивов будет в частности способствовать неравная теплопроводность вмещающих пород на раз­ ных уровнях земной коры. Чем глубже, тем теплопроводность пород будет меньше. Это зависит как от более высокой нагретости пород, так и от их меньшего влагосодержания в относительно низкораспо­ ложенных горизонтах. Так, например, для сланцев теплопроводность

при 0 и 200°соответственно 4 ,6 -ІО- ® и 4,1 -Ю “® ................................................

см • сек • град (Берч и др ., 1949). Правда, теплопроводность нижележащих пород бу­ дет увеличиваться за счет давления. Но это лишь частично компен­ сирует уменьшение теплопроводности за счет нагрева и низкой вла­ гонасыщенности, о чем свидетельствуют опыты Бриджмена (Bridg - man, 1924). П .Н . Кропоткин (1940), основываясь на данных Бриджме­ на, показал, что теплопроводность падает в среднем на 5-18% при по-

48