Главная
Роль наук о Земле — геологии, петрологии, геохимии, геофизики и других — в паше время, время усиленной эксплуатации «кладовых» земной коры, становится все ответственнее. Чрезвычайно быстро растущие темпы развития промышленности требуют привлечения всевозрастающих количеств энергетических и минерально-сырьевых ресурсов. Вместе с тем считается, что легко обнаруживаемые месторождения полезных ископаемых в преобладающей части, видимо, уже найдены и оценены. Это, однако, не означает, что «кладовые» земной коры вообще иссякли. По сути дела наука еще многого не знает о строении земной коры и о тех законах, которые управляют образованием и размещением ценнейших полезных ископаемых.
В паше время быстрого прогресса советской науки, с ее сказочными достижениями в области познания космического пространства, проникновения в глубочайшие тайники строения вещества, создания методов, способствующих на основе достижений физики изучению глубинных частей планеты (геофизика) и прослеживанию развития отдельных элементов за геологическое время существования Земли (радиогеология), есть возможность начать наступление в области познания глубинного строения земной коры и происходящих в ней процессов, обусловливающих образование полезных ископаемых.
Ho решение этой кардинальной проблемы естествознания возможно лишь при объединенных усилиях геологии с ее исключительно ценным историко-познавательным методом исследования и геофизики, а также геохимии с ее современными методами познания вещества.
Вопросами зарождения расплавленных силикатных масс в земной коре (магмы), формирования из них изверженных горных пород и постмагматических производных занимается обширная ветвь геологии — петрография. В Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии АН СССР (ИГЕМ) петрографами выдвинута для разработки на ближайшие годы проблема «Закономерности развития магматизма и их значение для познания глубинного строения земной коры и образования магматогенных полезных ископаемых».
Основными направлениями исследований по данной проблеме являются: а) изучение связи между магматизмом и эндогенной минерализацией с целью разработки научных основ прогнозирования полезных ископаемых; б) вопросы генезиса изверженных горных пород и закономерностей развития магматизма в земной коре в областях с различным геотектоническим строением; в) магматизм и глубинное строение земной коры на основе изучения петрографических формаций и детального исследования вещества, включая физические свойства горных пород, слагающих магматические комплексы; г) радиогеологические исследования горных пород с целью разработки абсолютной геохронологической шкалы и познания специфики вещественного состава горных пород изотопным и другими современными методами, с задачей проследить взаимозависимость между формированием горных пород и производных постмагматических процессов.
Магматизм и метаморфизм — это процессы, имеющие существенное значение с точки зрения задач прикладной геологии и для познания строения земной коры и ее развития. К сожалению, мы пока не в состоянии достаточно полно представить себе характер геологических процессов, протекающих на глубинах в земной коре. Это связано, с одной стороны, с трудоемкостью и технической сложностью экспериментальных исследований, а с другой — с неполной и подчас недостаточной обоснованностью интерпретации геофизических данных. Для выработки общих обоснованных представлений о закономерностях развития магматизма еще совершенно недостаточно изучены естественные ассоциации изверженных горных пород — магматические комплексы, формации, провинции, а также современные активные вулканические аппараты — грандиозная лаборатория высокотемпературных процессов.
По вопросу о глубинном строении земной коры за последнее время мной опубликованы две статьи. В настоящей статье приводятся лишь наиболее существенные данные по этой части проблемы.
Так как за предположениями о составе мантии и о различиях земной коры в области континентов и океанов часто следуют кардинальные геологические и петрологические выводы, необходимо еще раз подчеркнуть важность самого серьезного отношения к интерпретации геофизических данных с позиции геологии и петрографии.
Для обоснованных суждений о составе и мощности земной коры и верхней части подлежащей мантии не хватает прямых фактов. Начатое США бурение экспериментальной скважины на дне Тихого океана близ острова Гваделупы [не решит проблемы].
Мне представляется более целесообразным поставить ряд буровых опорных скважин на континентальных участках, где внутри коры выделяются поверхности раздела, отличающиеся заметным изменением скорости прохождения продольных волн. Такие границы раздела на относительно небольших глубинах (6—7 км) известны на Украинском кристаллическом массиве и Балтийском щите.
Изучение реальных геологических образований в этих зонах перепада скоростей может дать основание для суждений о причинах перепада скоростей упругих волн на этих и на более глубоких горизонтах, включая и поверхность раздела Мохоровичича. Особенно интересны кристаллические породы Балтийского щита, среди которых выявлены древнейшие в Союзе формации возрастом до 3 млрд. лет, а породы эклогитового типа — друзиты, развитые там же, имеют возраст, близкий и 2 млрд. лет. Вместе с тем важно подчеркнуть, что мощность коры здесь до раздела Мохоровичича остается равной 40 км. Такие же величины мощности континентальной коры имеют и районы молодых складчатых сооружений, например Кавказ.
Земная кора, т. е. область активных геологических эндогенных процессов, мозаичная по строению и в основном состоящая из силикатных пород, простирается до глубин не менее 60—70 км (геофизические данные для некоторых горных хребтов). На этом протяжении в глубину в коре вряд ли существует стратификация в горизонтальной плоскости типа «гранитный», «базальтовый» слои, и она не имеет принципиальных различий по вещественному составу как в области континентов, так и в области океанов.
Вместе с тем следует сказать, не входя здесь в более детальное рассмотрение этого вопроса, что в связи с первичным разогревом вещества Земли в раннем докембрии, вероятно, произошла дифференциация этого вещества па верхний, существенно гранитный и нижний, более основной слои. Позднее периодически при прогибаниях земной коры до уровня генерации расплавов возникали очаги анатектической магмы. В зависимости от уровня генерации магм образуются два генетических ряда изверженных пород: первый, связанный с основными, более глубинными и второй — с менее глубинными, собственно гранитными магмами. Процессы магматической дифференциации, контаминации, кристаллизационной дифференциации ведут к дальнейшему формированию разнообразных серий пород. Следовательно, одной из наиболее существенных задач петрографии, разрешение которой тесно связано с познанием строения и развития земной коры, является изучение распространенности во времени и пространстве закономерных ассоциаций изверженных горных пород — комплексов, формаций.
He останавливаясь на вопросе о петрографических формациях и провинциях, частично затронутом ранее, следует признать очевидным значение детального исследования всеми современными методами конкретных магматических формаций и воссоздания истории развития магматизма для определенных структурно-тектонических единиц Земли. Сравнительный анализ результатов такого изучения создает необходимую базу реальных фактов для суждения о глубинном строении земной коры и о родоначальных магмах.
Для познания строения земной коры и нижележащей оболочки необходимо изучение ассоциаций изверженных и метаморфических пород, наиболее глубинных по условиям образования или наиболее древних, отвечающих относительно ранней стадии развития земной коры.
Среди таких серий пород особо должны привлечь внимание петрографов серии, включающие интрузии ультраосновных и габброидных пород, а также, что чрезвычайно важно, должны быть изучены во всех деталях сопровождающие [ультрамафиты и мафиты] метаморфические породы — эклогиты, друзиты и другие аналогичные нм образования.
