Aнорогенные граниты рапакиви. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЭКЗОГЕННЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

С эволюцией железорудного осадконакопления в докембрии могут быть связаны анорогенные граниты рапакиви.

Действительно, после формирования Мегагеи Штилле около 1,9-1,8 млрд лет назад прекратилось отложение джеспилитов, а после ее раскола около 1,8-1,7 млрд лет назад, возникло несколько молодых палеоокеанов Атлантического типа с окружавшими их пассивными окраинами. Раскол произошел под влиянием образовавшегося под этим суперконтинентом мощнейшего восходящего мантийного потока. Рифтовые зоны этих молодых межконтинентальных палеоокеанов располагались существенно выше среднего уровня их стояния в древних океанах (как и рифтовые зоны современной северной Атлантики, под которой и сейчас существует мощный восходящий поток мантийного вещества с центром под Исландией). Отсюда следует, что из рифтовых зон молодых океанов среднего протерозоя окислы железа могли выноситься в деятельный слой этих океанов даже после того, как поступление железа из древних океанов прекратилось. Железо могло выноситься в приповерхностные слои океанов в зонах апвеллинга по берегам материков. Попадая в деятельный слой молодых океанов, растворимое двухвалентное железо окислялось до нерастворимого трехвалентного состояния и выпадало в осадок, постепенно насыщая железом прибрежные осадочные толщи. За время формирования таких толщ в 150-200 Му, как и по берегам современного Атлантического океана, их мощность могла достигать 12-15 км. Однако в отличие от современных осадочных отложений плотность насыщенных железом осадков превышала 3,5-4 г/см3, а в низах толщи достигала 5 г/см3, т.е. была существенно выше средней плотности океанических плит в 3,2-3,3 г/см3.

Постепенное остывание океанических плит приводит к увеличению их мощности и веса и как следствие –– к погружению в мантию по закону корня квадратного от возраста плиты. В зонах сочленения океанических плит с континентальными окраинами этот процесс вызывает образование по краям континентов системы листрических сбросов. Такие сбросы сейчас обрамляют все пассивные окраины. Кроме того, даже без дополнительной нагрузки океанические литосферные плиты при достижении возраста около 150-160 Му теряют устойчивость, в них образуются трещины и возникают новые зоны поддвига плит. Обычно возникающие в океанической литосфере трещины быстро “залечиваются” поступающими базальтовыми магмами. В местах же накопления богатых железом тяжелых осадков неизбежно возникала ситуация гравитационной неустойчивости, благодаря которой такие осадки расширяли трещиныи по ним “проваливались” под литосферу в горячую мантию на глубины 70-80 км.

После переплавления и ликвации водонасыщенных железистых осадков, окислы железа погружались в конвектирующую мантию, а более легкие силикатные расплавы поднимались вверх и внедрялись в верхние части исходных осадочных толщ, менее обогащенные железом, формируя анорогенные плутоны анортозитов и гранитов рапакиви. Так образовались интрузии анорогенных анортозитов и гранитов рапакиви вдоль Русской платформы, на юго-восточном обрамлении Северо-Американской платформы, представлявших после распада Мегагеи пассивные окраины материков и возраст таких интрузий рапакиви 1,7-1,6 млрд лет.

Обращает внимание то, что при распаде Моногеи образование таких интрузий не происходило, поскольку океан еще не перекрывал гребни срединно-океанических хребтов, поэтому отложение железистых осадков происходило недостаточно активно. Железистые осадки по окраинам материков разрушенной Моногеи после 2200 Ма при формировании Мегагеи попали в условия сжатия и большая их часть оказалась затянутой в зоны субдукции, породив тем самым в низах континентальной литосферы очаги щелочно-ультраосновных и кимберлитовых расплавов.

Заметное количество этих железорудных осадков континентальных склонов древних материков сохранилось до наших дней в зонах коллизии того времени, сформировав гигантские залежи джеспилитов Криворожского типа. Позже 1600 Ма образование анорогенных анортозитов и гранитоидов не могло происходить, поскольку при распаде Мезогеи (Родинии), около 800 Ма в мантии не осталось металлического железа. Ни раньше, ни позже таких образований происходить не могло.

О первично-осадочном происхождении анортозит-рапакиви-гранитных магм говорят и стронциевые отношения. Так, первичные отношения 87Sr/86Sr для 15 анортозитовых тел Северной Америки и Норвегии оказались в пределах 0,703-0,706, для Выборгского массива рапакиви это отношение равно 0,704. Именно такими отношениями изотопов стронция характеризуются осадки самого конца раннего и среднего протерозоя, тогда как мантийные отношения этих изотопов того же возраста заключены в пределе 0,701-0,702.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЭКЗОГЕННЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Месторождения бокситов, фосфоритов, углей, солей, в том числе и калийных, гипсов и т.д могли формироваться только в очень узких климатических и тектонических условиях. С помощью тектоники литосферных плит удается воспроизводить палеогеологические реконструкции прошлых геологических эпох и по ним находить районы с наиболее благоприятными климатическими условиями и тектоническими режимами развития для накопления тех или иных экзогенных полезных ископаемых. Например, поиск эвапоритов следует проводить лишь в тех районах, которы были в аридном климате полузамкнутых морских бассейнов. Наиболее благоприятными в этом отношении являются молодые океанские впадины Красноморского типа.

В аридных условиях накопление солей происходит также и в остаточных бассейнах, возникающих на окраинах континентов при надвигании на них островных дуг (такие условия были в перми на востоке Русской платформы после надвигания на нее Уральской островной дуги).

В противоположность солям угли образуются только в условиях гумидного тропического и умеренного климата в условиях постоянного погружения континентальных окраин под уровень океана. Условия быстро опускающихся континентальных могут возникать под тяжестью надвигаемых на них островных дуг. Такие условия угленакопления существовали в каменноугольный период от Англии, Франции, Испании и юг Русской платформы в Казахстан и Юго-Западную Сибирь во влажном тропическом поясе, испытывавшем интенсивные погружения благодаря закрытию располагавшегося к югу Палеотетиса.

Фосфоритовые месторождения располагаются там, где в периоды мировых трансгрессий (вендской, ордовикско-девонской или позднемеловой) располагались прибрежные и затапливаемые морем районы материков тропического пояса в местах апвеллингов, обычно располагаемых по восточным берегам существовавших тогда океанов.

Выделяются четыре главные эпохи фосфоронакопления:

1) ранний и средний кембрий (Каратау); 2) ранний и средний ордовик (Прибалтика, Теннеси); 3) ранняя пермь (Скалистые горы); 4) поздняя юра –– кайнозой (Волжский и Марокканский бассейны).

Бокситы образуются только в жарком и влажном климате экваториального пояса за счет выветривания основных (базальтовых) и глинистых пород. На реконструкциях зоны, благоприятные для образования бокситов, всегда располагаются вблизи палеоэкватора данной эпохи. Например, бокситы Тихвинского месторождения, Урала, Казахстана и Южного Китая в раннекаменноугольное время формировались вблизи экватора и теперь оказались смещенными в высокие широты.