Происхождение гранитных расплавов
В разделе "Кислый магматизм и гидротермы (исторический обзор)" мы касались аспектов происхождения гранитных (кислых) расплавов. Выделяя настоящую главу сайта мы планируем затронуть эту проблему в более широком плане. Это обусловлено тем, что, на наш взгляд, петрологи и петрохимики, решают проблему генезиса кислых магм с позиций и минералогии и химического состава. Такой подход оправдан только в том случае, если предполагается, что исходным материалом для этого процесса является силикатный расплав или его эффузивные или интрузивные продукты.
В случае генерации гранитных магм из силикатных расплавов имеется ввиду образование их при кристаллизации базальтовых мантийных магм, внедрившихся в земную кору, когда происходит разделение (фракционирование) образующихся кристаллов породообразующих минералов по удельному весу. Более тяжелые силикаты осаждаются и образуют ультраосновные породы, а более лёгкие минералы и лёгкое стекло всплывают благодаря "архимедовой силе" и генерируют гранитную (кислую) магму. Этот процесс называется кристаллизационной дифференциацией (кристаллическое фракционирование).
Во втором случае происходит разогрев, сопровождаемый перекристаллизацией, плавлением алюмосиликатных пород, сформированных в результате предыдущих вулканических извержений и интрузивной деятельности, и претерпевших преобразования в результате механической и химической дифференциации, смешением. Эти процессы известны, как анатексис, плавление in stu, ассимиляция, контаминация.
Недавно была опубликована монография "ГЕНЕЗИС ГРАНИТОВ: ПЛАВЛЕНИЕ IN SITU и ЭВОЛЮЦИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ" Гуо-Ненг Чена и Роднея Грапеса, в которой разносторонне рассмотрены проблемы формирования гранитных расплавов на современном уровне. (Смотри Приложение)
Эрлих Э.Н., который многие годы посвятил проблеме соотношения ВУЛКАНИЗМА. ГИДРОТЕРМАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И РУДООБРАЗОВАНИЮ, недавно представил ОБНОВЛЁННУЮ ОРИГИНАЛЬНУЮ ВЕРСИЮ СВОЕЙ КОНЦЕПЦИИ (скачать из ПРИЛОЖЕНИЯ : "ЭРЛИХ Э.Н. Кислый вулканизм ...").
Введение: Значимость тематики, связанной с природой так называемого «кислого вулканизма» общепризнана. Возможно, наиболее четкое выражение это признание нашло в проведении на эту тему специального симпозиума Международной Ассоциации Вулканологии и недр Земли (IAVCEI) в рамках Генеральной Международной Ассамблеи Международного Геофизического и Геодезического Союза в Москве в 1971 году. Учитывая то, что симпозиум проводился в Москве, мы не только подготовили к нему серию докладов, но организовали специальную выставку фотографий, карт и образцов, по которой проводили экскурсии для всех желающих. Это был как бы необъявленный коллективный доклад о кислом вулканизме Камчатки. Выставка пользовалась большим успехом. И именно в результате ее мы получили от Президента IAVCEI профессора П. Эврара подготовить специальный выпуск международного Бюллетеня Вулканологии. Настоящая статья суммирует материалы по геолого-петрологическим аспектам кислого вулканизма. В основу ее легли данные, собранные на Камчатке и Курилах. К ним добавлены многочисленные материалы на эту тему, опубликованные за период 1971- 2010 года, собранные и, в основном, переведенные В. И. Белоусовым здесь. Предполагалось, что статья явится частью создаваемого в рамках лаборатории геотермии Института Вулканологии и сейсмологии сайта по геологии и новейшему вулканизму островных дуг и сайта, посвященного кислому вулканизму. Предполагалось, что подобное размещение даст потенциальным читателям возможность ознакомиться с данными по различным аспектам кислого вулканизма и оценить степень достоверности существующих гипотез происхождения явлений, связанных с кислым вулканизмом. Показателем неослабевающего интереса к этой проблематике является то, что поиск материала по кислому вулканизму (silicic volcanism) на Google показывает наличие более 156000 источников освещающие кислый вулканизм в разных районах мира – Северном Афаре (Африка), Иеллоустоне, Патагонии, Антерктике и различные аспекты вулканологии кислого вулканизма.
Определение и проблематика. Под термином «кислый вулканизм» понимается специфический тип вулканического процесса, связанный с рядом пород от кислых андезитов до риолитов, для которого характерны мощные взрывы, сопровождающиеся образованием обширных покровов и потоков ювенильного пирокластического материала и последующим ростом экструзивных куполов. Уровень кислотности вулканических пород, на котором проявляются специфические особенности этого типа вулканизма, неодинаков в разных районах. В Центральной Камчатской депрессии продукты «кислого вулканизма» отвечают андезитам экструзивных куполов, и наиболее кислые вулканические продукты его — андезито-дациты. Аналогичная картина на вулканах Северной группы Большой Курильской гряды. Тем не менее уровень содержания в породах кремнекислоты служит важным индикатором. Породы с содержанием SiO2 более 65% появляются только в геотектонических системах типа Камчатки. В Восточной вулканической зоне Камчатки и зоне Назу в Японии, на Суматре и Северном о-ве Нов. Зеландии специфические особенности кислого вулканизма проявляются в серии дацит — риолит. Извержения носят характер выжимания экструзивных куполов вязкой лавы, взрывов, излияния пирокластических потоков. Во всех особенностях кислого вулканизма — времени его проявления, структурной приуроченности, химизме и минералогии его продуктов — отмечается двойственность его природы: теснейшая связь с базальт-андезитовым вулканизмом и наличие качественно новых, специфических черт, свидетельствующих о независимости этого процесса.
Силикатная часть этих пород аналогична по составу как гранитам и гранитоидам, так и метаморфическим породам, составляющим так называемый гранитный слой коры. Естественно первый возникающий вопрос – не являются ли кислые вулканические породы продуктом расплавления этого слоя. Вторая группа проблем связана с активной ролью, которую играет в ходе кислого вулканизма компоненты летучей фазы магмы – газы и гидротермы. Так-что именно здесь надо искать решений о месте гидротермального процесса, его соотношении с вулканизмом и интрузивным процессом. Более того, известно, что очень значительная группа гидротермальных рудных месторождений генетически (или парагенетически) связана с интрузиями гранитоидов. Так что именно здесь лежат ключи от проблем металлогении в первую очередь о источнике металлов.
Как следует из определения, все особенности кислого вулканизма связаны с разделением силикатной части магмы и «летучей фазы». В результате происходит либо выжимание ультаравязкого расплава в форме экструзивных куполов материал которых зачастую не может течь (наглядный пример – «игла Пеле»), либо взрывы (Безымянная сопка, Шивелуч, Маунт Сейнт Хеленс), либо излияния пирокластических потоков, где изливаемая газовая фаза содержит взвесь обломков, стекла и фенокристаллов.
Все эти особенности проявляются в основном в породах с относительно высоких содержаниях SiO2 – кислых андезитах, дацитах, риолитах. С породами, отождествляемыми с кислым вулканизмом связана большая группа важнейших проблем. Это и специфика вулканических извержений, соотношение вулканизма и процессов преобразования коры (в частности, рост ее гранитного слоя), образование вулканотектонических депрессий, вулканизм и гидротермальный процесс, вулканизм и рудообразование.
ЭРЛИХ Э.Н. КИСЛЫЙ ВУЛКАНИЗМ, РОСТ ГРАНИТНОГО СЛОЯ КОРЫ, ГИДРОТЕРМАЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС И РУДООБРАЗОВАНИЕ.
ПЕРЧУК Л.Л. ГЛУБИННЫЕ ФЛЮИДНЫЕ ПОТОКИ И РОЖДЕНИЕ ГРАНИТА.
ГЕНЕЗИС ГРАНИТОВ. ГЛАВА 1. Ведение.
ГЕНЕЗИС ГРАНИТОВ. ГЛАВА 2. Плавление земной коры- эксперименты и условия.
ГЕНЕЗИС ГРАНИТОВ. ГЛАВА 3. Плавление in situ внутрикоровая конвекция.
ГЕНЕЗИС ГРАНИТОВ. ГЛАВА 4. Геологические данные о происхождении гранитных слоёв плавлением.
ГЕНЕЗИС ГРАНИТОВ ГЛАВА 5 Дифференциация магматического слоя.
ГЕНЕЗИС ГРАНИТОВ. ГЛАВА 6. Минерализация, связанная с формированием гранитов in situ.
ГЕНЕЗИС ГРАНИТОВ. ГЛАВА 7. Источник тепла для корового слоя гранитной магмы(тектонические модели).
ГЕНЕЗИС ГРАНИТОВ. ГЛАВА 8. Гелогическое влияние кристаллизации корового слоя гранитной магмы.
ГЕНЕЗИС ГРАНИТОВ. ГЛАВА 9. Материал и цикличность элементов континентальной коры. Заключение.