Сила разуплотнения поверхностного слоя жидких, твердых и газообразных веществ (стр. 35 )

Как показано выше, формирование частиц коллоидных размеров обусловлено действием температурной составляющей СРПС, которая, образуя поверхностную пленку с некоторыми свойствами твердого тела, определяет их размер и препятствует слипанию и выпадению в осадок. Следовательно, в формировании механизма диффузионного флюидозамещения участвует как осмотическая составляющая СРПС (О–СРПС), так и температурная (Т–СРПС).

5.2. Формирование эндогенных месторождений, магматических пород и дифференциация земной коры с образованием кислой гранитоидной оболочки в результате действия механизма диффузионного флюидозамещения

При геологических процессах появление в зонах тектонических разломов более или менее значительных трещин способствует активизации МДК-эффекта. Возникновение при этом коллоидных или полимеризованных частиц приводит в действие механизм диффузионного флюидозамещения, когда пустоты заполняются высококонцентрированным веществом, близким по плотности вмещающим породам, кристаллизующимся затем в виде горных пород или рудных жил. Благодаря этому в земной коре выравнивается общая плотность пород, нарушенная тектоническими подвижками.

На глубинах примерно до 5 км, где устойчивы минеральные парагенезисы гидротермально-метасоматических эндогенных месторождений, вдоль тектонических трещин образуются сами эти месторождения. На более значительных глубинах в зонах магмообразования вместо них зарождаются магматические расплавы, в первую очередь гранитоидного состава, являющиеся полимеризованными жидкостями.

Существуют две основные концепции зарождения гранитоидных пород в земной оболочке. Первая предполагает метасоматическую гранитизацию пород под влиянием трансмагматических летучих флюидов, идущих из мантии и пронизывающих всю земную кору (Судовиков, 1955). Эти флюиды, производя метасоматоз во фронтальной части колонны, могут способствовать зарождению расплавов в тыловой части этой колонны – механизм магматического замещения по (1952, 1955). Вторая концепция предполагает анатектическое селективное выплавление наиболее легкоплавких кислых магм из субстрата земной коры и мантии при участии летучих компонентов, генерирующихся здесь же во вмещающих породах за счет дегидратации водосодержащих минералов.

Обе эти концепции рассмотрены (1980), который привел доказательства того, что гипотеза анатексиса по ряду главнейших признаков более убедительно, чем гипотеза гранитизации, объясняет зарождение кислых магматических расплавов. Однако у нее есть весьма существенное недостающее звено в цепочке доказательств, заключающееся в том, что за всю историю детальнейшего изучения полей мигматитов во вмещающих их породах не отмечено более или менее заметных геологических признаков появления жидких выделений расплавов и миграции этих выделений в трещинные зоны повышенной проницаемости. Заметим, что лично автором не наблюдалось таких признаков при детальном изучении мигматитовых полей в Томском выступе Горной Шории в районе Ташелгинских железорудных месторождений (Шабалин, 1971). Незначительную проникающую способность компонентов при формировании анатектических пегматоидных мобилизатов среди глубокометаморфизованных пород отмечает К. Менерт (1971). Наблюдаемые признаки расплавных включений в мигматитах (Чупин, 1975) свидетельствуют только о магматической стадии их существования, но не доказывают их собственно анатектическое происхождение. Очень трудно себе представить, чтобы достаточно вязкие расплавные включения могли мигрировать из огромных масс метаморфизующихся пород через большие пространства в тектонически ослабленные зоны. По крайней мере, признаки таких расплавных включений самых различных размеров должны были бы существовать в любой глубокометаморфизованной породе в зоне зарождения мигматитов.

В отношении объяснения структурных геологических признаков сторонники метасоматической гранитизации (Судовиков, 1955) гораздо более убедительны, так как приводят большое количество доказательств постепенных переходов от мигматитовых жил к вмещающим породам, что свидетельствует о метасоматической стадии процесса в виде перемещения вещества в форме атомов, ионов или молекул, но не расплавных капель.

Но вместе с тем сторонники гранитизации и магматического замещения не могут убедительно объяснить причину отсутствия фронта базификации, по объему сопоставимого с фронтом гранитизации, а также причину появления и местонахождения в настоящее время того огромного количества разбавленных растворов, которое необходимо для образования метасоматическим способом всего объема гранитоидного материала в земной коре. В частности, по подсчетам исследователей, для образования всего количества гранитов в земной оболочке путем гранитизации требуется воды в 10-20 раз больше, чем вся современная гидросфера (Добрецов, 1980).

Все эти недостатки отмеченных гипотез, заставляют продолжать поиски новых способов объяснения механизма гранитообразования и формирования земной коры. Автором выдвигается новое объяснение механизма зарождения магматических расплавов при участии существенно диффузионных метасоматических процессов на основе механизма диффузионного флюидозамещения (Шабалин, 20002).

Интенсивное проявление МДК-эффекта, с одной стороны, способствует поддержанию определенного минимального уровня пористости, необходимого для протекания метасоматоза, а с другой – создает диффузионный поток химически растворенных веществ в сторону более высокопроницаемых зон растяжения пород с большей шириной трещин. Это перемещение вещества сопровождается активным метасоматическим преобразованием пород в зонах сжатия за счет выноса из них в первую очередь наиболее подвижных и легкорастворимых компонентов – воды, щелочей, кремнезема. Эти компоненты, перемещаясь в зоны растяжения пород, отлагаются в соответствии с энергозатратностью устойчивых здесь минералов, которые они способны метасоматически образовать, т. е. кварца, полевых шпатов, воды. Энергозатратность формирования минералов, в соответствии с предложенным автором механико-энергетическим принципом формирования метасоматической зональности, прямо пропорциональна количеству вещества, которое должно быть вынесено из породы при метасоматическом развитии в ней того или иного минерала. В обычных алюмосиликатных породах энергозатратность минералов повышается в направлении – полевые шпаты – кварц – вода (или другие летучие компоненты). В такой последовательности и происходит возрастание скорости их образования по направлению к зоне повышенной трещиноватости пород с соответствующим увеличением их количества. трещинные же пустоты заполняются сначала водой, и здесь под влиянием микропородиффузионного эффекта начинается последовательное увеличение в воде концентрации в первую очередь кремнезема и в меньшей степени щелочей. Одновременно с участием этих компонентов в стенках трещин производится метасоматоз и частичное их растворение с увеличением объема трещинных пустот, так как в них имеются тончайшие микропоры и микротрещины, активизирующие развитие микропородиффузионного каталитического эффекта. причем, по-видимому, именно здесь метасоматоз проявляется наиболее активно, так как в стенках трещин наиболее короткое расстояние для привноса и выноса компонентов, что способствует интенсивному диффузионному метасоматозу.

Развитие диффузионного метасоматоза, как можно наблюдать на примере коррозии металлов (Шабалин, 1995), сопровождается появлением коллоидных частиц, которые усиливают процесс микропородиффузии, способствуя его проявлению не только в микротрещинах шириной меньше двух длин свободного пробега (скачков) молекул, но и в более широких трещинах, так как слипание молекул в более крупные коллоидные одинаково заряженные частицы способствует усилению эффекта выталкивания их также и из более широких трещин в процессе броуновского движения.

В условиях высоких температур и давлений больших глубин земной коры, где зарождаются магматические расплавы, роль коллоидов играют полимеризованные растворы, которые здесь являются устойчивыми.

Влияние микропородиффузионного каталитического эффекта способствует постепенной концентрации кремнезема и щелочей в трещинных пустотах с доведением флюида до гелеподобного состава, т. е., по существу, до состава водонасыщенного магматического расплава, с формированием которого и завершается активная фаза метасоматического процесса, так как диффузионная подвижность компонентов снижается до минимального уровня. Далее происходит кристаллизация этого расплава с удалением избыточной воды и завершением метасоматоза. Поскольку в таком случае процесс метасоматоза и магмообразования являются одновременными, все контакты сформировавшегося расплава с вмещающими породами являются постепенными метасоматическими. Но в отличие от гипотезы магматического замещения здесь метасоматоз активно развивается только до стадии появления магматического расплава и почти прекращается с появлением последнего, тогда как магматическое замещение предполагает наиболее активный метасоматоз именно на стадии существования расплава с развитием на фронте его продвижения в верхние горизонты земной коры.

Процессы обычной объемной диффузии и инфильтрации способствуют в основном выравниванию концентрации магмообразующих компонентов во всех участках трещиноватых зон, но не служат главными причинами магмообразования.

Формирование расплава проходит стадии от разбавленного флюидного раствора до высококонцентрированного вязкого флюида – типичной магмы. Причем, хотя этот флюид имеет все признаки метасоматического замещения вмещающих пород, но минеральная ассоциация, образовавшаяся из него, фактически не является результатом магматического замещения этих пород. Главная масса расплава сформировалась в объеме тех трещинных пустот различных размеров, которые образовались в результате тектонических деформаций. Только часть расплава заполнила поры и каверны, которые были образованы при растворении вмещающих пород.

Гипотеза диффузионного флюидозамещения, по существу, устраняет противоречия, свойственные гипотезам гранитизации и анатексиса. В частности, здесь не требуется большого количества летучих компонентов, в первую очередь воды, для зарождения расплавов, так как процесс идет диффузионным способом. Это соответствует анатектическому способу зарождения расплавов. В то же время широкое проявление метасоматоза является необходимой составной частью механизма диффузионного флюидозамещения, что соответствует геологическим фактам в рамках гипотезы гранитизации, как собственно метасоматического варианта, так и варианта ее магматического замещения.