Эволюция тектономагматических процессов в истории Земли.

Тектономагматическая активность в раннем докембрии (архей, ранний палеопротерозой) резко отличалась от фанерозойской, и была связана с подъемом мантийных суперплюмов первого поколения, образованных деплетированными ультрамафитами. Главными типами тектонических структур в архее были гранит-зеленокаменные области и разделяющие их гранулитовые пояса, а в раннем палеопротерозое – жесткие кратоны и гранулитовые пояса. На рубеже 2.3-2.2 млрд. лет назад произошла кардинальная перестройка тектономагматических процессов, связанная с появлением мантийных плюмов второго поколения (термохимических). Она началась со смены высоко-Mg вулканитов раннего докембрия на геохимически-обогащенные Fe-Ti пикриты и базальты, аналогичные внутриплитному магматизму фанерозоя, а на рубеже 2 млрд. лет назад появились и геологические свидетельства тектоники плит. Предполагается, что такое развитие событий было обусловлено комбинацией 2-х факторов: (1) Земля изначально была гетерогенной, и (2) ее разогрев происходил сверху вниз, от поверхности к ядру, сопровождаясь охлаждением внешних оболочек. Благодаря этому материал первичного ядра долгое время сохранялся практически нетронутым и включился в глобальные тектономагматические процессы только около 2.3-2.2 млрд. лет назад.
Особенности эволюции тектономагматических процессов
За время своего существования - около 4.5 млрд. лет Земля прошла через целый ряд стадий своего развития, кардинально и необратимо изменивших как сущность происходящих в ней глубинных процессов, так и характер геологических явлений на ее поверхности.
Проблема первичной земной коры. Состав первичной земной коры и ее эволюции давно является предметом дискуссии, где преобладают две точки зрения:
1. Традиционная, существующая еще со времен господства представлений о геосинклиналях, предполагает, что эта кора имела базитовый состав, а сиалическая кора появилась позже в результате геосинклинального процесса или, в современных терминах - тектонических процессов на конвергентных границах плит; т.е. происходит постепенное наращивание континентальной коры за счет океанической.
2. Первичная кора была сиалической, а тектоника плит появилась только в палеопротерозое; с этого времени начала формироваться и разрастаться кора океанического типа, а древняя континентальная кора стала вовлекаться в процессы субдукции, т.е. с тех пор происходит постепенная замена древней континентальной коры на вторичную, океаническую.
С позиций петрологии и физической химии, принципиальных различий между этими двумя точками зрения нет: чтобы образовать первичную земную кору, и та и другая модели требуют существования глобального магматического океана, т.е. расплавления первичного хондритового вещества верхних оболочек новообразованной Земли. Из-за разницы в величинах адибатического градиента и градиента температуры точки плавления, затвердевание этого океана должно было происходить снизу вверх путем продвижения маломощной зоны кристаллизации, где выделились наиболее тугоплавкие фазы. В результате этого происходила мощная кристаллизационная дифференциация расплава и наиболее легкоплавкие компоненты «сгонялись» к поверхности планеты. Геологические данные (резкое преобладание гранитоидов в архейской коре, не имеющее аналогов в более поздние периоды), а также результаты изучения древнейших цирконов, происшедших при кристаллизации гранитного расплава [Valley et al., 2002: Harrison et al., 2005], свидетельствуют в пользу первично-сиалической земной коры. С этим согласуются и данные по 176Lu/177Hf отношению в этом гранитоидном расплаве: оно весьма близко к доминирующим в архее плагиогранитам тоналит-трондьемит-гранодиоритового (ТТГ) состава [Blichert-Toft, Albarede, 2008]. Все это делает такие гранитоиды наиболее вероятными претендентами на роль первичной земной коры.