10.03.2021

Новые методы изучения отложений докембрия


В последние годы при изучении докембрийских пород казалось достаточным определить название породы в зависимости от ее минерального состава и по тому же признаку отнести ее к той или иной минеральной фации. Все остальное интересующее исследователя, например, условия происхождения, пути преобразования, вероятность связи с породой определенных месторождений полезных ископаемых — считалось ясным. В действительности такое изучение очень далеко от того, что необходимо знать, чтобы решить многие вопросы, стоящие перед исследователем докембрия Необходимы новые и более эффективные пути решения теоретических и практических задач.

Еще в 1940 г. автор отмечал: «Так как основные породы претерпели не одну стадию изменения, наложенных одна на другую, то для изучения необходимо принять метод снятия наиболее поздних явлений одно за другим для обнаружения все более ранних явлений изменения». Более того, А.В. Сидоренко и О.И. Луневой ставится вопрос о разработке принципов «снятия» метаморфизма, вопрос об упорядочении наших представлений о процессах метаморфизма, типах метаморфизма, без которых невозможно научно обоснованное «снятие» метаморфизма и перевод метаморфических пород в свои первичные осадочные или магматические эквиваленты (аналоги). Несомненно, это целостная и определенная концепция, открывающая пути познания геологических процессов, протекавших в докембрии не на основе использования принципа униформизма или актуализма, как это обычно принято, а скорее непосредственным экспериментальным путем.

В настоящее время считается аксиомой, что при региональном метаморфизме конечная нами наблюдаемая порода, скажем, тот же биотит-гранатовый гнейс, из породы осадочной прошла все промежуточные ступени более слабого метаморфизма, причем, на каждой ступени ее минеральный состав приближался к равновесности, приобретая ассоциацию, отвечающую определенной фации. В действительности, такой путь возможен и нередок, но каждый раз это надо доказать. Есть основания полагать, что во многих случаях такого постепенного ступенчатого преобразования породы не было. Так, наблюдения показывают, что именно такой путь метаморфизма проходили высокомета-морфизованные биотитогранатовые гнейсы юго-восточной части северо-западного Приладожья, хотя промежуточные ступени все же наблюдаются в тех же породах, т. е. такого же возраста и близкого состава в северо-западной части района.

Вообще необходимо отметить, что процессы преобразования вещества при метаморфизме идут не столько по принципу стремления к равновесию, определяемого термодинамическими факторами, сколько согласно принципу наименьшего перемещения вещества, ведущего к образованию достаточно устойчивых кристаллических решеток (минералов) в данных (периодически изменяющихся) физико-химических (состав растворов, редокс, величина pH) и термодинамических (Т и Р) условиях.

В свете этого обращают на себя внимание положения, выдвигаемые А.В. Сидоренко и О.И. Луневой: 1) ныне существующие представления о метаморфизме сдерживают дальнейшие исследования; 2) назрела необходимость рассмотрения типов метаморфических преобразований вещества, находящихся в зависимости не только от термодинамических условий их преобразований, но и в зависимости от их исходного состава и особенностей текстуры; 3) следует изучать минеральные ассоциации в регионально метаморфизованных породах, определяющиеся их составом в слое, пласте, толще, пачке в зависимости от текстурной неоднородности и т. д.

Необходимо добавить, что когда речь идет о составе исходной осадочной породы, то надо иметь в виду не столько химический, сколько минеральный состав. Различия в минеральном составе в таком случае означают, что породы находятся на разных энергетических уровнях. А уровень этот определяется условиями выветривания, в том числе участием в нем процессов жизнедеятельности. Во всех процессах преобразования, начиная от диагенеза, энергетический уровень гипергенного вещества изменяется.

Положение о том, что в региональном метаморфизме процесс перекристаллизации идет иначе, чем кристаллизация магматического расплава, верно потому, что исходное вещество находится на разных энергетических уровнях. Примером могут служить недавно изученные нами совместно с Н. Золотовой и Ю.В. Нагайцевым корунд-ставролит-амфиболовые сланцы, в которых даже в пределах одного шлифа можно видеть ряд ассоциирующих слойков. Например: корунд + ставролит + роговая обманка + гранат + биотитi-плагиоклаз или кварц + ставролит + роговая обманка + гранат + биотит + плагиоклаз; в других случаях: корунд+ставролит + гранат+биотит + кианит + плагиоклаз или кварц + гранат+биотит + плагиоклаз + кианит и т. д.

Корунд и кварц, как известно, являются запрещенным парагенезом, но тем не менее они соседствуют, возникнув в условиях довольно высокой ступени регионального метаморфизма, так как пачки таких пород мощностью до 25 м подстилаются и покрываются обычными для Северной Карелии кианит-гранат-биотитовыми и гранат-биотитовыми гнейсами и кристаллическими сланцами (Хито остров, Чупинский район). Вероятно, корунд образовался за счет гидратов глинозема, а кварц за счет кремнезема.

Существенное значение для познания процессов метаморфизма могут иметь исследования в области фундаментальных положений теории кристаллического состояния вещества. Наши представления о кристаллическом веществе земной коры, основанные на гольдшмидтопаулинговской кристаллохимии, согласно которой земная кора представляет собой оксисферу примерно на 92% и только на 8% из всех остальных элементов, совершенно не соответствует истине. Скорее имеет место обратное. Объем силикатов в основном слагается сравнительно крупными металлическими атомами-катионами Si, Al, Mg, Ca, Na, К и т. д. и в меньшей мере сравнительно мелкими атомами-анио-нами кислорода. Энергетика кристаллического вещества также в значительной мере зависит от состояния связей кислорода.





Яндекс.Метрика