Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




18.10.2017





Яндекс.Метрика
         » » Магматизм и радиогеология

Магматизм и радиогеология

14.11.2017

Сравнительно короткое время, порядка 10 лет, потребовалось для того, чтобы абсолютное датирование возраста горных пород и минералов, а в последние годы и датирование геологических процессов, стало, пожалуй, неотделимой частью геологического фундаментального исследования. К началу 50-х годов в Советском Союзе насчитывалось всего четыре-пять лабораторий. В настоящее время число действующих лабораторий стало в несколько раз больше. Применение новых методов, казалось бы просто решающих многие сложнейшие проблемы возраста геологических объектов и их корреляции между собой, показало, однако, что упрощенно подходить к этой задаче нельзя. В статьях, подводящих итоги исследований в области абсолютной геохронологии, мне не раз приходилось подчеркивать, что практическое применение в больших масштабах радиологического датирования показало большую сложность правильной геологической интерпретации радиологических данных из-за сложности и многообразия процессов, воздействующих на горные породы, особенно древнего возраста.
Рабочими методами радиогеологии в настоящее время являются U-Pb, Th-Pb, Iv-Ar и Rb-Sr. Особенно большое распространение получил Iv-Ar метод, так как круг его применения к калийсодержащим минералам и породам несравненно более широк, чем у других методов. Все шире используется Rb-Sr метод, ценный еще тем, что с его помощью и K-Ar цифры получают дополнительное обоснование.
Все применяемые в настоящее время методы по сути дела отвечают своему названию (абсолютное датирование) только в том смысле, что с их помощью определяется в годах или возраст породы, или возраст какого-либо последующего её изменения, поведшего к нарушению равновесных отношений между материнским радиогенным элементом и дочерним продуктом распада.
Уже проведена большая исследовательская работа по выяснению условий, ведущих к нарушениям такого равновесия в разных минералах и для разных методов. Однако работы в этом отношении еще далеки от завершения. Можно сказать, что для K-Ar метода в известной мере выяснены причины возможного «омоложения» или «удревнения» минерала и породы.
Применение Rb-Sr метода требует особо чувствительной аппаратуры, так как только прецизионные определения 87Rb и 87Sr могут дать правильный ответ о возрасте породы. Однако условия, при которых происходит предпочтительная миграция из системы минерала Rb и Sr, еще совершенно не выяснены. Достаточно хорошо известно, что Rb, как щелочной элемент, более растворим и подвижен, чем Sr. Известно, что при выветривании из слюд наряду с К выносится и Rb. Известно также, что в выветрелых слюдах повышается содержание CaO н SrO. Однако при далеко зашедшем процессе соотношения радиогенного Sr с обычным таковы, что определение 87Sr может быть сделано с колоссальной ошибкой. Поэтому без специально поставленных экспериментов в условиях различных температур и воздействия различных растворов пока нельзя сказать, в каком направлении (в сторону «удревнения» или «омоложения») действуют на отдельные минералы гипергенные и гидротермальные процессы.
Что касается миграции К и Ar, то имеются и геологические и экспериментальные данные, показывающие существенную роль теплового воздействия на миграцию радиогенного Ar, и это, по-видимому, сказывается на слюдах и кали-натриевых полевых шпатах при попадании породы в геологическую обстановку с геоизотермой порядка 600°. Гидротермальные процессы, совершающиеся при 300—400°, ведут к равномерному удалению из системы минерала и 40K и 40Ar. В случае поверхностного выветривания наряду с выносом К в минерале может частично задержаться 40Ar, удаляемый при тренировке пробы при 200—300° С. Последнее представляет существенное обстоятельство, так как в развитии радиологических лабораторных приемов был период, когда биотит считался наиболее надежным минералом для датирования K-Ar методом. При этом имелось в виду, что вследствие относительно высокой подвижности аргона как газа его содержание в минерале всегда скорее ниже, чем равно равновесному.
В литературе описаны случаи других аномальных соотношений 40K и 40Ar. Все это показывает, что любое радиологическое определение должно тесно сочетаться с общегеологическим и петрографо-минералогическим изучением исследуемых горных пород. Контролирование надежности получаемых цифр параллельным применением разных методов не должно упускать из виду и геологический контроль, основанный на прямых фактах.
Накопленный опыт исследований по радиогеологии позволяет считать, что тщательный учет всех осложняющих обстоятельств обеспечивает получение достоверных цифр датирования возраста геологических объектов и в ряде случаев времени протекания того пли иного геологического процесса.
В частности, создание учеными разных стран идентичных геохронологических шкал фанерозоя в абсолютном летоисчислении доказывает применимость методов абсолютного датирования для решения сложнейших проблем теоретической и практической геологии.
Обсуждение в печати и на различных международных совещаниях показывает, что советская геохронологическая шкала 1964 г. в пределах накопленных знаний достаточно надежно оценивает возраст главнейших рубежей фанерозоя. Сопоставление датирования сосуществующих в одном геологическом теле минералов, проведенного по ним всеми тремя методами, показывает, что Iv-Ar цифры, исходящие из констант распада Л40K=0,557*10в-10 год-1 и Л87Rb=1,39, значительно ближе к цифрам возраста, определенным U, Th-Rb методами, константы распада которых (U, Th) считаются достаточно точно установленными.
Поскольку главная масса опорных точек для геохронологической шкалы основана на определениях возраста минералов из гранитных интрузий и кислых эффузивов, то сама возможность создания шкалы, основанной на сопоставлении фактических данных с разных континентов, показывает синхронную планетарность многих важных геологических процессов, в частности гранитообразования и метаморфизма.
Порфировидные граниты «батолитового» типа, относящиеся к середине карбона и характеризующие один из этапов герцннского гранитного магматизма, дают идентичные цифры 310—320 млн. лет и в Кураминском хребте (Средняя Азия), и на Северном Кавказе, а также в других районах развития герцинского магматизма.
Гранитный этап герцинского магматизма (середина верхнего карбона) дает цифры возраста 270—280 млн. лет также во многих районах СССР и в Западной Европе, например дартмурские граниты Англии имеют возраст 280 млн. лет, определенный Iv-Ar и Rb-Sr методами. Заключительный этап герцннского магматизма, относящийся к перми (Англия — Корнуэлл, Северные Аппалачи — штат Пэн; Северный Кавказ и другие районы СССР), датируется в 260 млн. лет. Интересно отметить повсеместную связь редкоземельной минерализации с аляскитовым этапом герцннского магматизма. Чрезвычайно важным фактом является установление анхисинхронности (80—90 млн. лет) для широко распространенных оловоноспых гранитов и экструзивных образований кислой магмы на востоке нашего континента.
Накопленный материал по абсолютному датированию разнотипных петрографических формаций из разных геоструктурных областей показывает принципиальную возможность корреляции одновозрастных, специфичных по составу формаций изверженных пород. Приведу, в частности, такой пример. На далеком Северо-Востоке, по материалам М.Г. Руб, выявлены ультрабазиты с щелочной тенденцией, интрудировавшие в триасовые отложения после завершения геосинклинального развития в верхней юре Колымско-Верхоянской складчатой области. Абсолютный возраст этих ультрабазитов 97—100 млн. лет. С другой стороны, субплатформенное существование Северо-Кавказской области после интрузий гранитов на границе юры и мела сопровождалось формированием вулканических аппаратов и внедрением гипабиссальных тел субщелочных ультрабазитов, также с возрастом 100—105 млн. лет.
Все это указывает на общие закономерности в развитии магматизма нашей планеты. Одна из таких общих закономерностей — анхисинхронность специфичных по составу пород и сопровождающей минерализации из удаленных друг от друга районов. В основе этой закономерности лежит направленная эволюция магм, генерируемых на уровнях астеносферы, с подъемом их в верхней части коры благодаря глубинной (по А.Н. Заварицкому — первичной) тектонике.
В связи с этим представляет большой интерес провести сравнительный анализ развития магматизма в пределах Русской (или Восточно-Европейской) платформы и в обрамляющих ее горноскладчатых сооружениях — Урала, Кавказа, Крыма, Карпат.
Влияние контаминации магм компонентами из интрудируемых пород верхних уровней коры и соотношения вторичных магматических очагов со вторичной (по А.Н. Заварицкому) тектоникой в настоящей статье по недостатку места не обсуждаются.