Геотектоника с основами геодинамики - Хаин В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Важным фактором развития Земли на рассматриваемом этапе и несколько позднее, в интервале 4,2-3,8 млрд лет - в основном по аналогии с Луной и ее морями, должна была быть еще метеоритная бомбардировка. Если расплавленный слой находился на некоторой глубине под твердым слоем, наиболее крупные метеориты (астероиды) при падении могли пробивать этот слой и образовывать кратеры, заполнявшиеся базальтовой лавой. Некоторые исследователи предполагают, что такие кратеры могли в унаследованном виде сохраниться в современной структуре коры.
Уже на данном этапе могла начать формироваться атмосфера Земли, что подтверждается изотопией благородных газов. Предполагают, что начало этому процессу положило выделение газов при соударении планетезималей. Но гидросферы еще не существовало, так как поверхность Земли если и не была расплавленной, то во всяком случае обладала достаточно высокой температурой.
Итак, уже на самом раннем этапе развития началось расслоение Земли на оболочки - ядро, внутреннее и, возможно, внешнее, мантию, кору и атмосферу.
Раннеархейский этап. Формирование протоконтинентальной коры (4,0-3,5 млрд лет). Этот этап уже документирован породами соответствующего возраста, обнаруженными хотя и в отдельных небольших участках, но практически на всех континентах и на всех древних кратонах, в частности на Балтийском, Украинском и Алданском щитах. Породы этого возраста, относимые у нас к катархею, а за рубежом к нижнему архею, представлены в основном гранитогнейсами тоналитового состава, нередко именуемыми просто "серыми гнейсами" и отличающимися преобладанием в составе щелочей натрия над калием. Однако встречены и основные породы данного возраста и даже осадочные, образовавшиеся в водной среде, - таковы ставшие знаменитыми породы серии Исуа в юго-западной Гренландии с возрастом 3,8 млрд лет.
Происхождение тоналитовых гранитогнейсов, представляющих кору, Уже близкую, хотя и не тождественную, современной континентальной, - еще не решенная проблема. Некоторые исследователи допускают ее выплавление непосредственно из мантии, учитывая, что в эту эпоху она была еше сильно насыщена флюидами, в том числе водой. Другой возможный путь образования "серых гнейсов" - метасоматическая переработка первичной базальтовой коры теми же мантийными флюидами. И третий путь - переплавление этой коры при участии тех же флюидов. Этот последний процесс представляется наиболее вероятным.
Остается неясным, на какую площадь распространилось образование серогнейсового протосиаля и привело ли оно к возникновению сплошного слоя. Редкая встречаемость цирконов с возрастом более 3,5 млрд лет в более молодых обломочных породах приводит к выводу, что скорее всего протоконтинентальная кора к началу архея выступала над поверхностью мелководного протоокеана отдельными островами. Но эти острова, как мы увидим ниже, вполне могли послужить ядрами будущих материков.
Таким образом, на втором этапе своего развития Земля обогатилась еще двумя оболочками - протоконтинентальной корой и гидросферой. Более того, обнаружение следов жизни в серии Исуа свидетельствует и о появлении биосферы. Приповерхностный расплавленный слой заместился лишь частично подплавленной астеносферой, которая начиналась непосредственно под тонкой и еще пластичной корой.
Средне- и позднеархейский этап. Возникновение собственно континентальной коры и становление первой Пангеи (3,5- 2,5 млрд лет). На этом этапе широкое развитие получили зеленокаменные пояса, характеристика которых была дана в гл. 13. В течение архея сменилось несколько генераций подобных поясов, которые закладывались по крайней мере в среднем архее предпочтительно на утоненной протоконтинентальной коре. Последняя испытывала при этом дальнейшее утонение (пластичный рифтинг) и насыщалась основными и ультраосновными магматитами, что способствовало ее утяжелению и погружению. Появление в позднем архее известково-щелочных вулканитов и нормальных гранитов свидетельствует о начале субдукции этой субокеанской коры под протоконтинентальную, т.е., по существу, о начале плитнотектонического мегаэтапа развития нашей планеты1. Зеленокаменные пояса последовательно причленялись к ядрам протоконтинентальной коры, которая на значительных площадях подверглась переплавлению с образованием уже калиевых гранитоидов. В конечном счете этот процесс привел к созданию обширных гранит-зеленокаменных областей с настоящей континентальной корой, которые составили основу фундамента будущих древних платформ - кратонов. Судя по тому, что низы этой коры испытывали метаморфизм гранулитовой фации, требующий не только высоких температур, но и высоких давлений, мощность коры достигла уже нормальных для современной континентальной коры значений порядка 30-35 км. По некоторым подсчетам, площадь, занимаемат архейской корой, составляет не менее 70% от общей площади современной континентальной коры. Существуют серьезные основания считать, что к концу архея эта кора сформировала уже единый и крупный континентальный массив - суперконтинент Пангею. На это указывает отсутствие унаследованности между архейскими и раннепротерозоискими подвижными поясами, наложенный характер последних и то обстоятельство, что в их основании обнаруживается все больше переработанной архейской коры.
