Сила разуплотнения поверхностного слоя жидких, твердых и газообразных веществ (стр. 36 )

В настоящее время большая роль диффузионных процессов при формировании мигматитов признается рядом исследователей. В частности, С. Маало (Maalø, 1992) пишет, что минеральные ассоциации лейкосом мигматитов генерируются при анатексисе в результате диффузионного обмена между собственно лейкосомой и мезосомой, а не как следствие поступления расплава из мезосомы.

Одновременно с формированием кислых расплавов при диффузионном флюидозамещении могут образоваться подобным же образом и расплавы более основного и даже ультраосновного состава. Растворы, осаждая кремнезем и щелочи в трещинных зонах, будут в процессе их инфильтрации в верхние горизонты земной коры обогащаться основаниями – окислами кальция, магния и железа, которые могут осаждаться в верхних горизонтах тех же трещинных зон. Это осаждение также будет осуществляться по механизму диффузионного флюидозамещения с образованием магм среднего, основного и ультраосновного состава.

Еще выше в земной коре на глубинах 1-5 км магматические расплавы не способны образоваться вследствие невысоких температур, давлений и изменения окислительно-восстановительного потенциала флюидов. Вместо них здесь в ореолах интрузивных массивов формируются эндогенные месторождения существенно сульфидного, окисно-рудного, кварцевого, карбонатного, флюоритового и других составов, минералы которых более устойчивы при соответствующих физико-химических параметрах.

В приповерхностных условиях в зоне диагенеза диффузионное флюидозамещение развивается в образовании прожилков и конкреций низкотемпературных минералов среди осадочных пород.

на больших глубинах процесс диффузионного флюидозамещения ведет к образованию магматических расплавов только вдоль трещинных полостей и зон рассланцевания, т. е. в виде тонких многочисленных прожилков. Продолжение тектонических движений способствует выдавливанию расплавов из трещин и объединению прожилков в виде крупных магматических резервуаров и внедрению в верхние горизонты земной коры. Однако процесс внедрения на больших глубинах вряд ли может быть обусловлен появлением каких-либо крупных пустот, которые могли заполняться расплавом. Процесс выдавливания расплавов из трещин в магматические резервуары и перемещения последних, по существу, следует понимать как всплывание магмы в окружении сравнительно пластичных вмещающих пород, которые сразу же занимают тот объем, который ранее занимала магма. Иначе говоря, процесс формирования магматического плутона опять же связан с деформацией пород и, следовательно, с формированием трещинных зон и зарождением новых порций расплавов. По существу, зарождение магмы, формирование батолитов и их продвижение в верхние горизонты земной коры являются неразрывно связанным процессом. Эта неразрывность прекращается только в самых верхних горизонтах земной оболочки, где вследствие низких температур и других физико-химических параметров магмообразование становится уже невозможным. Здесь внедрение интрузий происходит в результате инъекции магмы в трещинные зоны и механического раздвигания их стенок так, как это обычно предполагается для гипабиссальных интрузий.

Подъем интрузии по принципу ее всплывания в окружении относительно пластичных пород может происходить уже без участия тектонических подвижек. Сама интрузия, как более легкая по удельному весу, в процессе подъема создает деформации в окружающих породах, т. е. зоны неравномерной пористости и трещиноватости, что, в свою очередь, постоянно поддерживает диффузионный механизм зарождения магматических расплавов. По существу, тектонические подвижки могут служить только стимулятором зарождения магм, которые затем, после образования плутона более или менее значительных размеров, приобретают способность генерации магм. Следовательно, благодаря тектоническим подвижкам возникает саморегулирующаяся система, когда сама интрузия вследствие перемещения под влиянием собственного удельного веса генерирует расплавы такого же состава, постоянно пополняющие ее в ходе перемещения.

Зарождение определенной части базитовых и ультрабазитовых расплавов может происходить, как отмечалось выше, в более верхних горизонтах земной коры по отношению к кислым расплавам; этим объясняется наиболее широко распространенная так называемая гомодромная последовательность внедрения магм: основные интрузии –кислые интрузии или ультрабазитовые интрузии – щелочные интрузии. Поскольку основные магмы зарождаются и продвигаются выше фронта кислых интрузий, при движении к поверхности Земли они раньше и завершают свое формирование и продвижение. Поэтому фронт кислых интрузий их догоняет в верхних горизонтах и накладывается на них в виде пересечения и инъекций, создавая эффект более позднего образования. Хотя фактически оба фронта – кислый и базитовый (а также ультрабазитовый) – формируются одновременно, процесс “догонки” второго фронта первым может осуществляться длительное время.

В связи с тем что кремнезем и щелочные компоненты, образующие кислые породы, обладают гораздо большей растворимостью по сравнению с основными компонентами (Зарайский, 1989), масштабы формирования кислых магматических пород намного превосходят масштабы формирования основных пород. Поэтому в земной коре количественно доминируют магматические породы кислого состава, и именно ими обогащается в первую очередь земная кора в ходе дифференциации первичного вещества земных оболочек. Позади фронта зарождения кислых магм остаются реститы, т. е. породы с меньшим количеством кислого материала и относительно обогащенные основаниями, которые формируют так называемую истощенную мантию, откуда могут внедряться определенные типы основных и ультраосновных пород.

5.3. Создание перекристаллизации и пластических деформаций пород при динамометаморфизме и складчатости

как известно, динамометаморфизм – это комплекс гипогенных структурных и минералогических изменений горных пород, проявленный в пределах зон интенсивных деформаций, происходящих одновременно с тектоническим перемещением материала. В условиях средних и глубинных уровней земной коры он сопровождается перекристаллизацией и образованием новых минералов в породах. Это возможно также в условиях повышенного прогрева и флюидонасыщенности вдоль локальных зон и в верхних горизонтах земной коры. Этот процесс в той или иной мере присущ также всем продуктам регионального метаморфизма, который, как правило, происходит одновременно со складчатостью и другими деформациями. По существу, значительная часть пластических деформаций пород в земной коре происходит в процессе динамометаморфизма, когда одновременно со стрессовыми усилиями происходят перекристаллизация и новообразование минералов, не прекращающиеся вплоть до окончания подвижек горной массы.

Любые тектонические движения сопровождаются возникновением трещин, из которых одни представляют собой трещины скольжения и испытывают усиленное сжатие, а другие, сопряженные с ними, являются трещинами отрыва, образующими микропустоты. В результате этого в зонах деформации возникают участки с ультратонкими микропорами и с более широкими порами и трещинными пустотами.

В соответствии с рассмотренными выше представлениями в этом случае при наличии поровых растворов начинается действие МДК-эффекта и связанного с ним механизма диффузионного флюидозамещения. Из стенок ультратонких микропор выносятся химические компоненты, расширяя и углубляя их и этим снижая стрессовое давление на них. Компоненты переносятся в более широкие поры и трещинные пустоты, где увеличивают свою концентрацию. Благодаря этому здесь происходит увеличение скорости роста минералов в результате пересыщения растворов, т. е. в участках более сильного сжатия происходит ускорение растворения и выноса из них компонентов, а в участках растяжения, наоборот, происходит ускорение отложения новых минеральных образований. За счет этого стрессовые усилия в массе породы выравниваются, причем это осуществляется динамически непрерывно вслед за тектоническим движением материала горных пород.

Подобное переотложение растворенных компонентов может осуществляться в пределах отдельных зерен минералов. Поэтому это приводит к перекристаллизации горных пород, по существу, без изменения ее минерального состава, но с увеличением или уменьшением ее зернистости. если в породах деформации осуществляются в условиях возникновения новых минеральных ассоциаций, то в этом случае переотложение материала может происходить в несколько более заметных масштабах – между соседними зернами минералов, которые обмениваются компонентами. Здесь осуществляется некоторое подобие диффузионного биметасоматоза с образованием новых минералов.

При появлении в процессе деформаций более крупных трещинных пустот происходит процесс собственно диффузионного флюидозамещения, когда в эту пустоту из вмещающих пород выносятся компоненты, которые в данных физико-химических условиях способны образовать только наиболее высокоэнергозатратные минералы, т. е. наиболее резко отличающиеся по составу от вмещающих пород. Менее энергозатратные минералы образуются в окружении этих пустот, образуя метасоматические зоны соответствующего состава в соответствии с механико-энергетическим принципом формирования зональной метасоматической колонки. В этом случае происходит в целом более существенное перераспределение материала вмещающих пород.

Во всех вышеперечисленных случаях процессы перекристаллизации и метасоматического минералообразования являются ответом на деформации пород, способствуя снятию стрессов, выравниванию давлений и тем самым уменьшению и полному исчезновению сил, вызывающих деформации.

Можно предполагать, что именно МДК-эффект и механизм диффузионного флюидозамещения, ускоряя процессы перекристаллизации пород, способствуют пластическим деформациям пород с их перекристаллизацией. Если эти механизмы не действуют, например, в сухих, не содержащих поровых растворов породах, то и перекристаллизация пород осуществляться не будет, а деформации пойдут по пути механического раздавливания и образования катаклазитов и милонитов.

5.4. Регулирование землетрясений в земной коре

Землетрясение является следствием динамики распространяющегося разрыва в земной коре. Оно возникает в результате внезапной разрядки существующих в земной коре механических напряжений, обусловленных постоянно идущими процессами дифференциации земного вещества, конвективными течениями горных масс, находящихся в неравновесном состоянии по плотности, температуре (Соболев, 1993). Следовательно, непременным признаком землетрясения является разрыв сплошности земной коры в виде тектонического нарушения. Как известно, все гидротермальные месторождения также связаны с тектоническими нарушениями в массе земных недр, т. е., по существу, начало образования каждого месторождения связано с землетрясением, которое ему предшествовало.