Наша Земля (происхождение, состав, строение и развитие изначально гидридной Земли)

Результаты пересчета гипотетического мантийного субстрата на нормативный минеральный состав (по методу П.Ниггли) приведены в таблице 4. Они показывают, что в условиях малых давлений гиполит может быть плагиоклазовым вебстерит-лерцолитом, тогда как его глубинная фация должна соответствовать гранат-оливиновым пироксенитам.

Таблица 4. Нормативный минеральный состав гиполита.

11.2. Задержка с формированием континентальной коры.

Континентальная кора с ее гранитным слоем начала формироваться только в нижнем протерозое, т.е. почти через 2 миллиарда лет после образования планеты. И начало этого процесса во времени связано с изменением состава глубинного флюида. Если в архее флюид был безводный, преимущественно водородно-метановый (Н₂, СН₄,...), то в протерозое он становится водно-углекислым ( Н₂0 , С0₂,...). Выше мы говорили про образование литосферы в связи с выносом кислорода из металлосферы (при продувке ее водородом). Говорили также, что вода может появиться только после полного окисления петрогенных элементов в объеме формирующейся литосферы (поскольку у петрогенных энергия химической связи с кислородом гораздо выше, чем у водорода). Таким образом, появление воды в составе глубинного флюида свидетельствует, что с этого времени все петрогенные элементы в объеме литосферы находятся в виде полных окислов. Говоря про окислы, мы имеем в виду стехиометрию, а не минеральные фазы.

Итак, в рамках наших представлений, силикатно-окисной литосферы изначально не было, и она стала формироваться в связи с выносом кислорода из более глубоких горизонтов планеты. По величинам теплоты образования окислов (в пересчете на единичную связь), мы можем определить порядок их появления: СаО → MgO → А1₂0₃ → Si0₂ → Na₂0 → FeO и, наконец, → Н₂0 .

Дорогой читатель, если у вас геологическое образование, то вы наверняка помните классификацию силикатов по Бетехтину, в зависимости от атомного отношения O/Si в анионной группе минерала. При O/Si = 2 кристаллическая решетка представляет собой трехмерный каркас, и силикаты называются каркасными; если O/Si = 3 , то она в виде цепочки; при O/Si = 4 силикаты становятся «островными» и полимерные мотивы в них отсутствуют. Эти композиции становятся возможными только тогда, когда все породообразующие элементы присутствуют в виде окислов. Если же окисление не полное и есть «непогашенные кислородом валентности» (особенно если они есть у кремния), то степень полимеризации резко возрастает, и возможными оказываются только трехмерные каркасные структуры.

Калий вместе с алюминием способен образовывать алюмокислородные тетраэдры R(Al0₄ ) ^4- (где R — калий, натрий и др. щелочные металлы), которые встраиваются в кристаллические решетки, составленные из кремнекислородных тетраэдров ( Si0₄ ) ^4- Следует отметить, что при плавлении полимерные мотивы силикатов сохраняются, нарушается лишь «дальний порядок» кристаллических структур. И эти нарушения прежде всего происходят по алюмокислородным членам, как менее прочным в сравнении с кремнекислородными. Разумеется, алюмокислородные тетраэдры, находящиеся в трехмерном каркасе (в который они прочно вшиты), в гораздо большей степени защищены от разрушения в сравнении с теми, которые встроены в двухмерные ленты или одномерные цепи, являясь их слабым звеном.

Таким образом, вплоть до полного окисления литосферы кристаллические решетки слагающих ее минералов и полимерные мотивы расплавов могли быть только каркасными (трехмерными), и высвобождение калия из них было сильно затруднено. Но с момента полного окисления наряду с каркасными стали появляться ленточные, цепочечные и островные силикаты, из которых калий легко извлекался при динамическом и флюидно-термальном воздействии. И этот «момент» фиксируется по появлению воды в эндогенном флюиде.

Читатель, вы вправе спросить меня: «Какова была минералогия литосферы в раннем архее и до него, когда петрогенные элементы еще находились в стадии окисления?» Отвечаю: «Не знаю, ответ на этот вопрос должна дать экспериментальная минералогия». Вместе с тем размышления над этим вопросом склоняют меня к предположению, что одним из первых породообразующих минералов в литосфере и коре архея мог быть анортит (это каркасный минерал, а СаО имеет наибольшую теплоту образования среди петрогенных окислов). Видимо, не случайно среди древнейших комплексов пород достаточно широко представлены анортозиты, которых практически нет в фанерозое. Мне также кажется, что должна быть зависимость: чем древнее анортозиты, тем основнее в них должен быть плагиоклаз. Но, возможно, мне это только кажется.

11.3. Гиполит гранатитовый и пиролитовый.