Файл: Войткевич, Г. В. Происхождение и химическая эволюция Земли.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 57
Скачиваний: 0
т. е. измененные вторичными процессами основные лавы, близкие к базальтам, апдезито-базальтам и другим ана логичным породам. Отсюда следует, что современная
континентальная часть земной коры |
эволюционировала |
в течение геологического времени от |
основного (базаль |
тового) состава к кислому, гранитному. Эта общая тен
денция |
показана на схематической диаграмме рис. 31. |
|
Д л я |
сравнения химических изменений приведем дан |
|
ные о |
составе |
океанической и континентальной коры |
(табл. |
20). Д л я |
того чтобы океаническая кора перешла |
по составу в кору континентальную (сиалическую), не
обходим |
вынос |
из |
базальтовой коры |
таких |
компонентов, |
||||||
к а к Т і 0 2 |
, FeO, |
Fe2 Oa , |
MnO, |
MgO, |
CaO, |
и |
сохранность |
||||
таких, как |
А 1 2 0 3 , |
S i 0 2 , |
N a 2 0 . |
|
|
|
|
||||
Таблица |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Сравнение состава |
океанической |
н континентальной |
коры |
||||||||
и глубоководных осадков (в вес. %) |
|
|
|
|
|||||||
0 кисел |
Океаническая |
Континенталь |
Глубоководные |
||||||||
океанические |
|||||||||||
кора |
|
ная |
нора |
|
|||||||
|
|
|
|
осадки |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
SiOj |
|
49,06 |
|
66,4 |
|
|
|
46,6 |
|||
TiOs |
|
1,36 |
|
0,7 |
|
|
|
2,9 |
|||
А1:Оз |
|
15,70 |
|
14,9 |
|
|
|
15,0 |
|||
Fe,03 |
|
5,3S |
|
1,5 |
|
|
|
3,8 |
|||
FeO |
|
6,37 |
|
3,0 |
|
|
|
8,0 |
|||
MnO |
|
0,31 |
|
0,08 |
|
|
|
0,2 |
|||
MgO |
|
6,17 |
|
2,2 |
|
|
|
7,8 |
|||
CaO |
|
8,95 |
|
3,8 |
|
|
|
11,9 |
|||
Na..O |
|
3,U |
|
3,6 |
|
|
|
2,5 |
|||
K 3 0 |
|
|
1,52 |
|
3,3 |
|
|
|
1,0 |
||
H,0 |
|
|
1,62 |
|
0,6 |
|
|
|
— |
||
P-.05 |
|
|
0,45 |
|
0,18 |
|
|
|
0,3 |
||
К а к и е |
ж е процессы |
способствовали |
|
возникновению |
|||||||
сиалической |
континентальной |
коры |
в ее настоящем виде |
||||||||
и составе? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Первый возможный процесс заключался в общей |
|||||||||||
первоначальной |
асимметрической дифференциации Земли, |
||||||||||
вероятно, |
связанной с |
формированием |
|
ядра планеты. |
Этот процесс привел к тому, что в одном полушарии нашей
планеты и з л и я н и я первичных базальтов были |
обильнее, |
|
чем в противоположном. Однако |
этот процесс в |
конечном |
итоге не мог объяснить, почему |
базальтовые массы пре- |
156
в р а щ а л и сь в течение геологической истории в массы сиалические, обогащенные S i 0 2 и близкие по составу
кграиодиориту.
Естественно допустить, что в течение огромного круго ворота и переработки материала верхних горизонтов Земли, прошедшего через стадии выветривания, осадко
образования, вторичного |
переплавления, происходило |
|||
изменение |
состава, выразившееся в |
накоплении |
S i 0 2 |
|
и А 1 2 0 3 и |
потере других |
компонентов, |
характерных |
д л я |
первичных |
базальтов. |
|
|
|
Визменении состава первоначальной земной коры,
представленной сейчас ж а л к и м и остатками базальтового
материала в |
древнейших |
участках |
материков, сыграли |
определенную |
роль как |
внутренние |
— эндогенные, так |
и внешние — экзогенные |
геологические процессы. |
К внутренним процессам относится вулканизм . Пер вичная кора формировалась за счет базальтового матери ала, выплавленного из мантии. Однако в ходе геологи ческого времени состав продуктов извержения, увели-, чивающих толщину земной коры в континентальном
сегменте, менялся . |
Т а к , |
н а р я д у с излиянием базальтовых |
||||
магм |
происходили |
и з л и я н и я андезито-базальтов и |
анде |
|||
зитов, |
которые |
более |
обогащены |
Si0 2 . Действительно, |
||
если мы сравним |
составы типичного |
океанического |
(толе- |
итового) базальта и андезита, то увидим существенное
различие (табл. |
21). |
|
|
|
|
Таблица 21 |
|
|
Средние составы вулканических пород |
||
|
|
(по А. Полдерварту) |
(в вес. %) |
Окисел |
Толеитовыіі |
Андезит |
Баланс |
базальт |
|||
Si0 3 |
51,0 |
60,3 |
+9,3 |
ТІ0 2 |
1.4 |
0,8 |
-0,6 |
АІ-Оа |
15,6 |
17,5 |
+ 1,9 |
F e Ä |
1.1 |
3,4 |
+2,3 |
FeO |
9,8 |
3,1 |
-6,7 |
MnO |
0.2 |
0,2 |
— |
MgO |
7,0 |
2,8 |
-4,2 |
CaO |
10,5 |
5,9 |
-4,6 |
Na-jO |
2,0 |
3,6 |
+1.4 |
K . 0 |
1,0 |
2,1 |
4-1,1 |
P , 0 5 |
0,2 |
0,3 |
+0,1 |
157
Н а |
основании данных табл. |
21 нетрудно |
сделать |
вы |
|
вод, что поступление андезитовых материалов |
в |
пре |
|||
делы |
континентальных частей |
земной коры приводило |
|||
к относительному увеличению |
S i 0 2 , А 1 2 0 3 , |
Fe 2 0 3 , |
N a 2 0 , |
||
уменьшению MgO, FeO, СаО, т. е. при этом |
происходила |
спализация земной коры и приближение ее к современ ному составу. Андезитовіле выплавки происходили, повидимому, в более глубоких горизонтах верхней мантии, чем выплавки базальтов. К а к отмечает В. М. Синицыи (1972), в континентальных сегментах, обладающих глу боко проникающей в мантию активной зоной магмати
ческих |
процессов |
(тектоносферой), |
роль кислых про |
|||
дуктов |
дифференциации мантии — андезито-базальтов — |
|||||
относительно |
выше, |
чем в области |
океанических сегмен |
|||
тов. |
|
|
|
|
|
|
Степень сиализацни коры, достигаемая в процессе |
||||||
мантийной |
дифференциации, |
исторически |
нарастала |
и максимального эффекта достигла на позднем фаиерозоиском этапе геологической истории. Однако роль вул
канизма в |
преобразовании земной |
коры континентов |
||
в сторону |
более кислого состава |
все |
же была |
недоста |
точной. |
|
|
|
|
Второй |
механизм сиализацни |
коры связан |
с дейст |
вием мощного экзогенного круговорота вещества, вклю чающего переработку первичной коры под действием солнечной энергии, гравитации и условий биосферы в це
лом. |
Круговорот |
вещества в пределах |
биосферы (см. |
рис. |
25) я в л я л с я важнейшим корообразующим процессом. |
||
Огромные массы |
континентальной коры, |
как мы уж е не |
однократно отмечали, прошли через состояние осадочных горных пород, оказались перемыты водой и изменились под воздействием всех экзогенных геологических аген тов. Чрезвычайно длительный круговорот воды промывал растущую континентальную кору, у д а л я я из нее навсегда некоторые наиболее растворимые симатические (базаль
товые) элементы |
(Ca, Mg, Fe2 + ) |
и с о х р а н я я |
относительно |
||||
малоподвижные |
элементы |
типа |
S i 0 2 , |
А 1 2 0 3 , |
тем самым |
||
способствуя ее сиализацни в целом. |
|
|
|
|
|||
Е с л и мы сравним средний состав |
континентальной |
||||||
коры (см. табл. 20) с составом глубоководных |
океаниче |
||||||
ских осадков, то увидим, |
что они в повышенном |
количе |
|||||
стве содержат те компоненты, которые |
частично |
утеряны |
|||||
континентальной |
корой по сравнению |
с |
корой |
базаль - |
•(58
товой. Эти глубоководные (пелагические) |
океанические |
осадки залегают на обширных просторах |
океанического |
дна, практически никогда не возвращаются |
на материки |
и являются безвозвратными продуктами выноса конти
нентальной |
коры. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Очевидно, при вековом размыве первичной базальто |
||||||||||||||||||
вой |
коры |
Т і 0 2 , Fe 2 0 3 , |
FeO, |
MnO, MgO, CaO были выне |
||||||||||||||||
сены в океан и отложились как вблизи берега, так и очень |
||||||||||||||||||||
далеко |
от мест формирования первичной коры. Несколько |
|||||||||||||||||||
и н а я судьба |
у |
натрия |
и |
к а л и я . Н а т р и й |
в больших |
коли |
||||||||||||||
чествах поступал в океан и там задерживался в раство |
||||||||||||||||||||
ренном виде. Однако значительная часть натрия возвра |
||||||||||||||||||||
щалась |
в |
континентальную |
кору в составе осадков, дол |
|||||||||||||||||
гое |
время |
|
пребывавших |
в |
морской среде, |
из |
|
которой |
||||||||||||
натрий был извлечен путем катиоиного об.мена ( N a + |
5± Н + ) |
|||||||||||||||||||
с |
седимеитационными |
водами. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Вынос |
к а л и я в |
Мировой |
океан существенно |
задержи |
|||||||||||||||
вался |
процессами |
|
сорбции |
в |
тонкодисперсных |
|
глинах . |
|||||||||||||
З а д е р ж и в а л с я |
' он |
т а к ж е |
в |
растительных |
остатках |
как |
||||||||||||||
зольный элемент. Этим, вероятно, объясняется в какой-то |
||||||||||||||||||||
степени |
повышенная |
концентрация |
к а л и я |
в |
|
континен |
||||||||||||||
тальной коре |
по |
сравнению |
с |
океанической. |
Н о , |
естест |
||||||||||||||
венно, были и другие причины накопления |
к а л и я |
в |
кон |
|||||||||||||||||
тинентальной |
коре. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Т а к и м образом, тесное взаимодействие процессов |
в у л |
||||||||||||||||||
канизма, |
дающих |
|
по |
мере |
своего |
развития |
все |
более |
||||||||||||
и более кислые продукты, с процессами |
неоднократного |
|||||||||||||||||||
перемыва |
и |
переотложеиия |
прямых |
продуктов |
основного |
|||||||||||||||
и |
кислого |
вулканизма, |
на |
фоне |
чередования |
поднятий |
||||||||||||||
и |
опусканий |
в |
одном из сегментов |
земного |
шара |
привело |
||||||||||||||
к |
созданию |
современной |
сиалической |
континентальной |
||||||||||||||||
, коры, |
обогащенной |
S i 0 2 , А 1 2 0 3 |
и |
обедненной |
Fe, |
Mg, |
||||||||||||||
Ca |
|
по сравнению |
с |
первичным |
материалом |
поверхности |
планеты .