ПРОБЛЕМИ ФОРМУВАННЯ ГРАНІТНОГО ШАРУ ПЛАНЕТИ (МАСОВОГО ГРАНІТОУТВОРЕННЯ) У СВІТЛІ СЕЙСМОТОМОГРАФІЧНИХ ДАНИХ

V.V. Shevchuk

Анотація


 Комплексна проблема формування гранітного шару Землі певним чином відображає глобальну еволюцію планети, її речовинну диференціацію, формування ядра, літосфери та зовнішніх оболонок. Усе більш досконалі сейсмотомографічні дослідження, які суттєво конкретизують будову глибинних геосфер та візуалізують з’язки між ними, дають нові імпульси для пошуків нових вирішень ряду давніх проблем, зокрема «проблеми гранітів». Аналіз еволюції уявлень про гранітоутворення та формування гранітного шару, що формувались як у рамках геосинклінально-платформної, так і плитотектонічної концепцій, на новій сейсмотомографічній основі дозволяє виділення двох відносно незалежних різнорівневих флюїдно-магматичних систем: базальтоїдної (тектоносферної) і гранітоїдної (наскрізномантійно-тектоносферної) та запропонувати схему-модель формування і розвитку значною мірою гіпотетичної гранітоїдної флюїдно-магматичної системи. Модель передбачає формування на межі «ядро – мантія» критичних за масштабами і тисками термофлюїдних скупчень із стійкою кремній-лужною хімічною спеціалізацією – результатом диференціації у рідкому середовищі та послідовне їх проникнення до верхніх рівнів планети, де в силу відповідних p,t-умов можливе формування кварц-польовошпатових мінеральних асоціацій (гранітоутворення). Ареали гранітоутворення на верхньокоровому рівні визначаються не окремими тектонічними режимами чи геодинамічними обстановками, а масштабами глибинних термофлюїдних аномалій, які опосередковано пов’язані із формуванням тектоносферних базальтоїдних флюїдно-магматичних систем і трансформуються коровими структурами. Гранітоутворення здійснюється шляхом взаємодії гранітизуючих флюїдів із базальтоїдними розплавами різних рівнів зародження та з твердим верхньокоровим субстратом різного віку та походження. Таким чином формуються метамагматичні, гібридні, строкаті за складом, з переважанням порфіроподібних, часом рапаківіподібних граніти, тіла яких несуть ознаки алохтонного залягання, та автохтонні палінгенно-метасоматичні мігматити і гранітоїди, становлення яких супроводжується специфічним коровим тектогенезом. Дискретні процеси масового гранітоутворення можуть частково збігатися із тектоносферними базальтоїдними флюїдно-магматичними системами, які мають переважно перманентний розвиток.

 


Ключові слова


гранітоутворення; тектоносфера; сейсмотомографія; флюїдно-магматичні системи

Повний текст:

PDF

Посилання


Anderson D.A., Dzevonsky A.M., 1984. Seismic tomography. The world of science, № 12, p. 16-25 (in Russian).

Bowen N., 1950. Granite problem and the method of multiple biases. The problem of formation of granite. Moscow: Izdatelstvo inostrannoy literatury, 386 p. (in Russian).

Zharikov V.A., 1987. Problems of granite formation. Vestnik Moscowskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Ser. 4. Geologiya, p. 3-13 (in Russian).

Korzhinskiy D.S., 1972. Flows of transmagmatic solutions and processes of granite formation / D.S. Korzhinskiy. In: Magmatism, formation of crystalline rocks and the depths of the Earth. Moscow: Nauka, p. 144-153 (in Russian).

Korzhinskiy D.S., 1973. Metamagmatic processes. Izvestiya AN SSSR. Ser. Geologiya, №. 12, p. 3-6

(in Russian).

Kropotkin P.N., 1980. Degassing of the Earth and Geotectonics. Degassing of the Earth and Geotectonics. Moscow: Nauka, p. 7-13 (in Russian).

Letnikov F.A., 2001. Earth ultradeep fluid system and problems of ore formation. Geologiya rudnyh mestorozhdeniy, № 4, р. 291-307 (in Russian).

Marakushev A.A., 1988. Petrogenesis. Moscow: Nedra, 293 p. (in Russian).

Marakushev A.A., 1999. The origin of the Earth and the nature of its endogenous activity.Moscow: Nauka, 250 p. (in Russian).

Mesozoic tectonics and magmatism ofEast Asia, 1983. (Ed. Yu.G. Leonov).Moscow: Nauka, 232 p. (in Russian).

Melancholina E.N., Ruzhentsev S.V., Mossakovskii A.A., 2001. The development of upwelling and downwelling and geodynamics of the Earth. Fundamental problems of global tectonics.Moscow: Naychnyy Mir, p. 315-342 (in Russian).

Nagibina M.S., 1988. Geodynamic conditions of formation and evolution of magmatic formations. Sovietskaya Geologiyа, № 7, p. 4-7 (in Russian).

Nagibina M.S., Hain V.E., Yanshin A.L., 1975. The types of structures of tectonomagmatic activation and regularities of their development. Locations of mineral resources. Moscow: Nauka, vol. 11, р. 41-55 (in Russian).

Obuen J., 1967. Geosynclines.Moscow: Mir, 302 p. (in Russian).

Perchuk L.L., 1977. Deep fluid flows and the birth of granite. Sorosovskiy Obrazovatelnyy zhurnal, № 6, p. 56-63 (in Russian).

Polovinkina Yu.E., 1957. The problem of formation of granite. Proc. of the Soviet Union Geol. Institute. Petrographic collection, № 2, vol. 21, Petrography, p. 123-152 (in Russian).

Pushcharovsky Yu. M., 1998. Seismic tomography, tectonics and mantle geodynamics. Doklady RAN,

vol. 360, №. 4, р. 518-522 (in Russian).

Pushcharovsky Yu.M., 2001. Tectonics and geodynamics of the Earth's mantle. In: Fundamental problems of global tectonics.Moscow: Nauchnyy Mir, р. 10-33 (in Russian).

Sobolev R.N., 1992. On the origin of granites. Vestnik Moscovskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Ser. 4. Geologiya, № 1, р. 3-22 (in Russian).

Structural geology and plate tectonics: In 3 volumes. Vol. 3. (Ed. K. Seyfert).Moscow: Mir, 350 p. (in Russian).

Hain V.E., 2003. The main problems of modern geology.Moscow: Nauchnyy Mir, 348 p. (in Russian).

Hain V.E., 1971. Regional Geotectonics. North and South America, Antarctica and Africa.Moscow: Nedra, 548 p. (in Russian).

Shevchuk V.V., 1997. Mesozoic tectonics and magmatism of East Transbaikal – a fragment of the East Asian Orogenic Belt. Tectonics of Asia.Moscow: GEOS, р. 249-252 (in Russian).

Shevchuk V.V., 1990. The origin of porphyry and rapakivi granites. Mineralogicheskiy sbornik, vol. 2, № 44, р. 104-111 (in Russian).

Shevchuk V.V., 2003. Interrelation of metamagmatic and palingenic-metasomatic granite formation in the areas of tectonic and magmatic activation. Proc. of VI Іntern. conference "New Ideas in Earth Sciences".Moscow: Leon XXI, p. 142-145 (in Russian).

Shevchuk V.V., 2002. Evolution of stress fields in the formation of Phanerozoic granite-gneiss domes. Geofizicheskiy zhurnal, vol. 24, №. 6, р. 220-229 (in Russian).

Shevchuk V.V., Likhahev V.V., 1996. Mathematical model of the stress field caused by the thermal anomaly in an elastic medium. Geophyzicheskiy zhurnal, vol. 18, №. 6, р. 74-80 (in Russian).

Epelbaum M.B., 1979. Experimental study of fluid-magmatic interaction. In: Problems of chemical physics and petrology.Moscow: Nauka, vol. І, р. 270-285 (in Russian).

Anderson D.L., 1982. Hotspots, polar wander. Mesozoic convection and the geoid. Nature, vol. 297, р. 391-393 (in English).

Anderson, D.L., Natland, J.H., 2005. A brief history of the plume hypothesis and itcompetitors: concept and controversy. Foulger, G.R., Natland, J.H., Presnall, D.C., Anderson, D.L. (Eds.), Plates, Plumes, and Paradigms. GSA Special Paper. Geological Society of America,Boulder, p. 119–145 (in English).

Atherton M. P., 1994. Granite magmatism. J. Geol. Soc. Lond., vol. 150, р. 1009-1023 (in English).

Barbarin B., 1999. A review of the relationships between granitoid types, their origins and their geodynamic environments. Lithos, vol. 46, № 3, р. 605-626 (in English).

Bull A., McNamara A., Ritsema J., 2009. Synthetic tomography of plume clusters and thermochemical piles. Earth Planet. Sci. Lett., vol. 278, р. 152-162 (in English).

Burke, K., Steinberger, B., Torsvik, T.H., Smethurst, M.A., 2008. Plume generation zones at the margins of large low shear velocity provinces on the core–mantle boundary. Earth Planet. Sci. Lett., vol. 265, № 1–2, р. 49–60 (in English),

Chappell B.W., White A.J.R., 1974. Two contrasting granite types. Pacif. Geol., vol. 8, р. 173-174 (in English).

Campbell, I.H., Kerr, A.C., 2007. The great plume debate: testing the plume theory. Chemical Geology, vol. 241, № 3–4, р. 149–152 (in English).

Davies G.F., 2005. A case for mantle plumes. Chinese Science Bulletin, vol. 50, № 15, р. 1541–1554 (in English).

Davies G.F., Richards, M.A., 1992. Mantle convection. J. Geology, vol. 100, р.151-206 (in English).

Dziewonski, A.M., 1984. Mapping the lower mantle – determination of lateral heterogeneity in p-velocity up to degree and order-6. J. Geophys. Res., vol. 89 (NB7), р. 5929-5952 (in English).

Hill, R.I., Campbell, I.H., Davies, G.F., Griffiths, R.W., 1992. Mantle plumes and continental tectonics. Science, vol. 256 (5054), p. 186-193 (in English).

Jellinek, A.M., Manga, M., 2004. Links between long-lived hot spots, mantle plumes, D, and plate tectonics. Rev. of Geophys., vol 42 (3), p. 1-35 (in English).

Li Z.-X., Zhong S., 2009. Supercontinent – Superplume coupling, true polar wander and plum mobility: Plate dommance in whole-mantle tectonics. Phys. Earth and Planet. Inter., vol. 176, p. 143-156 (in English).

Lister J.R., Buffett B.A., 1998. Stratification of the outer core at the core - mantle boundary. Phys. Earth Planet. Inter., vol. 105, № 1-2, р. 5-19 (in English).

McNamara, A.K., Zhong, S.J., 2005. Thermochemical structures beneath Africa and the Pacific Ocean. Nature, vol. 437 (7062), p. 1136–1139 (in English).

Ritsema, H.J., van Heijst, J.H., Woodhouse, J.H., 1999. Complex shear velocity structure beneath Africa and Iceland. Science, vol. 286, p. 1925–1928 (in English).

Rogers J.W., Greenberg J.K., 1990. Late-orogenic, post-orogenic and anorogenic granites:distinction by major-element and trace-element chemistry and possible origins. J. Geol., vol. 98, № 3, p. 291-309 (in English).

Romanowicz, B., 2008. Using seismic waves to image Earth’s internal structure. Nature, vol. 451 (7176), p. 266–268 (in English).

Su, W.J., Dziewonski, A.M., 1997. Simultaneous inversion for 3-D variations in shear and bulk velocity in the mantle. Phys. Earth and Planet. Inter., vol. 100, № 1–4, р. 135-156 (in English).

Torsvik, T.H., Smethurst, M.A., Burke, K., Steinberger, B., 2006. Large igneous provinces generated from the margins of the large low-velocity provinces in the deep mantle. Geophys. J. Intern., vol. 167 (3), p. 1447-1460 (in English).

Van der Hilst, R.D., Widiyantoro, S., Engdahl, E.R., 1997. Evidence for deep mantle circulation from global tomography. Nature (London), vol. 386 (6625), р. 578-584 (in English).

Wang, Y., Wen, L.X., 2004. Mapping the geometry and geographic distribution of a very low velocity province at the base of the Earth’s mantle. J. Geophys. Res., vol. 109, р. 1-18 (in English).

Whitney J.A. The origin of granite. The role and source of water in the evolution of granite magmas. Bull. Geol. Soc. Amer., 1988, vol. 100, № 12, p. 1886-1897 (in English).

Yoshida S., Sumita I., Kumazawa M. 1996. Growth model of the inner core coupled with the outer core dynamics and the resulting elastic anisotropy. J. Geophys. Res., vol. 101, № B12, p. 28085–28103 (in English).


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Андерсон Д.А., Дзевонский А.М. Сейсмическая томография. В мире науки.­  1984.  № 12.  С. 16-25.

 

2. Боуэн Н. Гранитная проблема и метод многократных предубеждений. Проблема образования гранитов.  Москва: Изд-во иностр. литер., 1950.  Сб. 2.   386 c.

 

3. Жариков В.А. Проблемы гранитообразования.  Весн. МГУ. Сер. 4. Геология.  1987.  № 6.  С. 3-13.

 

4. Коржинский Д.С. Потоки трансмагматических растворов и процессы гранитизации.

Магматизм, формации кристаллических пород и глубины Земли.  Москва: Наука, 1972. С. 144-153.

 

5. Коржинский Д.С. Метамагматические процессы. Изв. АН СССР. Сер. геол. 1973.    №12. C. 3-6.

 

6. Кропоткин П.Н. Дегазация Земли и геотектоника. Дегазация Земли и геотектоника.  Москва: Наука, 1980.  С. 7-13.

 

7. Летников Ф.А. Сверхглубинные флюидные системы Земли и проблемы рудогенеза.  Геология руд. месторождений.  2001.   № 4.  С. 291-307.

 

8. Маракушев А.А. Петрогенезис. Москва: Недра, 1988.  293 с.

 

9. Маракушев А.А. Происхождение Земли и природа ее эндогенной активности. Москва: Наука, 1999.  250 с.

 

10. Мезозойская тектоника и магматизм Восточной Азии:  Леонов Ю.Г. (ред.). Москва: Наука, 1983.  232 с.

 

11. Меланхолина Е.Н., Руженцев С.В., Моссаковский А.А. Развитие глубинных ап- и даунвеллингов и геодинамика Земли. Фундаментальные проблемы общей тектоники.  Москва: Науч. мир, 2001.  C. 315-342.

 

12. Нагибина М.С. Геодинамические условия образования и эволюции магматических формаций. Сов. геология.  1988.  № 7.  С. 4-7.

 

13. Нагибина М.С., Хаин В.Е., Яншин А.Л. Типы структур тектоно-магматической активизации и закономерности их развития. Закономерности размещения полезных ископаемых. Москва: Наука, 1975.  Т. 11.  C. 41-55.

 

14. Обуэн Ж. Геосинклинали. Москва: Мир, 1967. 302 с.

 

15. Перчук Л.Л. Глубинные флюидные потоки и рождение гранита. Соросовский  Образовательный  Журнал.  1997.  № 6.  С. 56-63.

 

16. Половинкина Ю.Ир. Проблема образования гранита. Материалы ВСЕГЕИ. Петрогр. сб. 1957.  № 2.  Вып. 21.  Петрография.  С. 123-152.

 

17. Пущаровский Ю.М. Сейсмотомография, тектоника и глубинная геодинамика. Докл. РАН.  1998.  Т. 360, № 4. С. 518-522.

 

18. Пущаровский Ю.М. Тектоника и геодинамика мантии Земли. Фундаментальные проблемы общей тектоники.  Москва: Науч. мир, 2001.  С. 10-33.

 

19. Соболев Р.Н. О происхождении гранитов. Весн. МГУ. Сер. 4. Геология.  1992.   № 1.  С. 3-22.

 

20. Структурная геология и тектоника плит: в 3 т. Т. 3: Сейферт К. (ред.). Москва: Мир, 1991.  350 с.

 

21. Хаин В.Е. Основные проблемы современной геологии. Москва: Науч. мир, 2003.  348 с.

 

22. Хаин В.Е. Региональная геотектоника. Северная и Южная Америка, Антарктида и Африка.  Москва: Недра, 1971.  548 с.

 

23. Шевчук В.В. Мезозойская тектоника и магматизм Восточного Забайкалья – фрагмента Восточно-Азиатского орогенного пояса. Тектоника Азии.  Москва: ГЕОС,1997. C. 249-252.

 

24. Шевчук В.В. О происхождении порфировидных и рапакививидных гранитов.  Минерал. cб.   1990.  Вып. 2,  № 44.  C. 104-111.

 

25. Шевчук В.В. Соотношение метамагматического и палингенно-метасоматического гранитообразования в областях тектоно-магматической активизации.  Материалы VI Междунар. конф. «Новые идеи в науках о Земле».  Москва: Leon XXI, 2003.  C. 142-145.

 

26. Шевчук В.В. Эволюция полей напряжения при формировании фанерозойских гранито-гнейсовых куполов. Геофиз. журн.   2002.  Т. 24, № 6.  C. 220-229.

 

27. Шевчук В.В., Лихачев В.В.  Математическая модель поля напряжений, вызванного тепловой аномалией в упругой бреде. Геофиз. журн.  1996.­  Т. 18, № 6,  C. 74-80.

 

28. Эпельбаум М.Б. Экспериментальное изучение флюидно-магматического взаимодействия. Проблемы физико-химической петрологии.  Момква: Наука, 1979.  Т. І.   C. 270-285.

 

29. Anderson, D.L.  Hotspots, polar wander. Mesozoic convection and the geoid. Nature.  1982.  Vol. 297.  P. 391–393.

 

30. Anderson D.L,. Natland, J.H. A brief history of the plume hypothesis and itcompetitors: concept and controversy. Foulger, G.R., Natland, J.H., Presnall, D.C., Anderson, D.L. (Eds.), Plates, Plumes, and Paradigms. GSA Special Paper. Geological Society of America.  Boulder, 2005.   P. 119–145.

 

31. Atherton M. P. Granite magmatism. J. Geol. Soc. Lond. 1994.  Vol. 150.   P. 1009-1023.

 

32. Barbarin B.A review of the relationships between granitoid types, their origins and their geodynamic environments. Lithos.  1999.  Vol. 46, № 3.  P. 605-626.

 

33. Bull A., McNamara A., Ritsema J. Synthetic tomography of plume clusters and thermochemical piles. Earth Planet. Sci. Lett.  2009.  Vol. 278.  P. 152-162.

 

34. Burke, K., Steinberger, B., Torsvik, T.H., Smethurst  M.A. Plume generation zones at the margins of large low shear velocity provinces on the core–mantle boundary. Earth Planet. Sci. Lett.  2008.  Vol. 265, № 1-2.  P. 49-60.

 

35. Chappell B.W., White A.J.R. Two contrasting granite types. Pacif. Geol.  1974.  Vol. 8.  P. 173-174.

 

36. Campbell, I.H.,  Kerr A.C. The great plume debate: testing the plume theory. Chemical Geology.  Vol. 241.  № 3–4.  P. 149–152.

 

37. Davies G.F. A case for mantle plumes. Chinese Science Bulletin.  2005.  Vol. 50, № 15.  P. 1541–1554.

 

38.   Davies G.F., Richards, M.A. Mantle convection. J. Geology.  1992.  Vol. 100.  P. 151–206.

 

39. Dziewonski, A.M. Mapping the lower mantle – determination of lateral heterogeneity in p-velocity up to degree and order-6.  J.  Geophys. Res.  1984.  Vol. 89 (NB7).  P. 5929-5952.

 

40. Hill, R.I., Campbell, I.H., Davies, G.F., Griffiths, R.W.  Mantle plumes and continental tectonics. Science.  1992.  Vol. 256 (5054).  P. 186–193.

 

41. Jellinek, A.M.,  Manga, M. Links between long-–lived hot spots, mantle plumes, D, and plate tectonics. Rev. of Geophys.  2004.  Vol. 42 (3).  P. 1-35.

 

42. Li Z.-X., Zhong S. Supercontinent – Superplume coupling, true polar wander and plum mobility: Plate dommance in whole-mantle tectonics. Phys. of the Earth and Planet. Inter.  2009.  Vol. 176.  P. 143-156.

 

43. Lister J.R.,  Buffett B.A. Stratification of the outer core at the core - mantle boundary. Phys. Earth Planet. Interiors.  1998.  Vol. 105.  № 1-2.  P. 5-19.

 

44. McNamara, A.K., Zhong, S.J.  Thermochemical structures beneath Africa and the Pacific Ocean. Nature. ­ 2005.  Vol. 437 (7062).  P. 1136–1139.

 

45. Ritsema, H.J., van Heijst, J.H., Woodhouse, J.H. Complex shear velocity structure beneath Africa and Iceland. Science.  1999.  Vol. 286.  P. 1925–1928.

 

46. Rogers J.W., Greenberg J.K.  Late-orogenic, post-orogenic and anorogenic granites: distinction by major-element and trace-element chemistry and possible origins. J. Geol.  1990.  Vol. 98, № 3.  P. 291-309.

 

47.Romanowicz, B. Using seismic waves to image Earth’s internal structure. Nature.  2008.  Vol. 451 (7176).  P. 266–268.

 

48. Su, W.J.,  Dziewonski, A.M. Simultaneous inversion for 3-D variations in shear and bulk velocity in the mantle. Phys. Earth and Planet. Inter.  1997.  Vol. 100, № 1–4.  P. 135–156.

 

49. Torsvik, T.H., Smethurst, M.A., Burke, K., Steinberger, B.  Large igneous provinces generated from the margins of the large low-velocity provinces in the deep mantle. Geophys. J. Intern.  2006.  Vol. 167 (3).  P. 1447–1460.

 

50. Van der Hilst, R.D., Widiyantoro, S., Engdahl, E.R. Evidence for deep mantle circulation from global tomography. Nature (London).  1997.  Vol. 386.  P. 578–584.

 

51. Wang, Y., Wen, L.X.  Mapping the geometry and geographic distribution of a very low velocity province at the base of the Earth’s mantle. J.  Geophys. Res.  2004.  Vol. 109.  P. 1-18.

 

52. Whitney J.A. The origin of granite. The role and source of water in the evolution of granite magmas.  Bull. Geol. Soc. Amer.  1988.  Vol. 100, № 12.  P. 1886-1897.

 

53. Yoshida S., Sumita I., Kumazawa M.  Growth model of the inner core coupled with the outer core dynamics and the resulting elastic anisotropy. J. Geophys. Res.  1996.  Vol. 101, № B12.  P. 28085-28103.

 



Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2017 V.V. Shevchuk

                       
                               E-mail: geojournal@igs-nas.org.ua