Файл: Войткевич, Г. В. Происхождение и химическая эволюция Земли.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 90

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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 .