Глава  шестая

ПУЛЬСАЦИИ И МAГМАТИЗМ

“Нужно иметь достаточно храбрости, чтобы отбросить авторитеты, подойти к проблемам с другой стороны и посмот­реть на них с совершенно отличной точки зрения”.

Х. Рид

В своих ”Размышлениях о граните” – сводке по петрологии, которая представляется нам самым блестящим обобщением века, Х.  Рид (1949), ссылаясь на Т. Ф. Барта, отмечает, что из всех эффузивных пород базальты составляют 98%, а из всех интрузив­ных пород 95% составляют граниты.

Эти цифры со всей ясностью показывают, что проблема образования эффузивных пород – есть проблема образования базальтов. А проблема образования интрузий – есть проблема генезиса гранита.

I. Проблема образования базальтов

Проблема вулканизма, как и вообще проблема магмати­ческих явлений, распадается на две проблемы – источ­ника вещества расплава и источника теплоты, вызывающей расплав­ление.

Во второй главе мы пришли к представлению, что внутрен­нее тепло Земли связано с деформациями растяжения вещества. При этом основ­ными генераторами внутреннего тепла Земли мы признали области растяжения в мантии на глубинах: 30-33 км, 450-670 км и 800-920 км.

Однако, эти области растяжения хотя и генерируют тепло, оно недостаточно для расплавления, коль скоро поперечные сейсмические волны через эти горизонты проходят. Поэтому указанныеобласти растяжения мы называем зонами растяжения второго порядка.

Совершенно иного порядка является зона растяжения в интервале глубин 2898-5121 км, то есть в так называемом внешнем ядре.Здесь в результате грандиозного растяжения возникла расплавленная область мощностью в 2000 км. Такую зону растяжения и плавления мы называ­ем зоной растяжения первого порядка.

Зоны растяжения возникают в систолические фазы пульса­ций как результат различной степени сжатия вещества в сосед­них геосферах. Эту неодинаковость сжатия (см. вторую главу) мы связали с различиями в атомах, то есть с химическим составом геосфер. Чем более эти различия состава, тем большая область растяжения должна возникать между ними. Однако, разогрев, вызванный деформацией растяжения, должен бесспорно распространяться далеко за пределы границы геосфер. Поэтому можно думать, что зона растяжения первого порядка и связанное с ней плавление вещества охватывает как ядро, так и мантию Земли, то есть фактическая граница раздела между мантией и ядром лежит где-то в середине интервала глубин 3000-5120 км. В частности, только разогревом, по-видимому, объясняется уменьшение отношения К/m   в интервале глубин 2700-2900 км.

Области растяжения возникают в систолические фазы пульсаций – то есть в фазы увеличения сил взаимопритяжения между атомами. Поэтому расплав, связанный с зоной растяже­ния, должен очень быстро затвердеть. Во всяком случае несрав­ненно быстрее, чем это могут показать любые термодинамичес­кие расчеты, не принимающие во внимание изменения в харак­тере междуатомных взаимодействий.

Но коль скоро отвердение расплавленной зоны происходит в момент увеличения сил взаимопритяжения между атомами, то объем зоны растяжения и плавления после ее отвердения должен стать значительно меньше того объема, который она имела до расплавления. В результате этого уменьшения объема зона растяжения и плавления должна перемес­титься выше, где все перечис­ленные процессы повторяются (рис.54).

Таким образом, сжатие Земли осуществляется в результате перемещения области растяжения и плавления от центра к ее периферии

Когда область растяжения первого порядка приблизится к основанию земной коры, то направление действующих в ней деформирующих сил долж­но испытать существенную трансфор­мацию. Действительно, когда область растяжения возникает в глубинах планеты, она ограничена и сверху и снизу сжимающи­мся веществом. Иная картина возникает в основании земной коры. Земная кора дискретна, она сложена блоками двухэтаж­ного строения на материках и одноэтажными блоками в океанах (рис. 55)

Таким образом, получается, что область растяжения, которая возникла в глубинах планеты в результате вертикально действующих сил, в основании земной коры трансформируется в субгоризонтальные силы, локализованные вокруг блоков коры, как это показано на рис. 46-III, то есть направленные от окраин блоков под них.

Однако, если области растяжения, порождающие вулканизм, ­ори­ен­тированы субрадиально, то они должны втягивать вниз вулка­нические области. Действительно, такие депрессии вулканических областей, под названием кальдер, давно известны. Но их всегда связывали с излияниями и выбросами вещества из глубин. Лишь
Г. Вильямс (H. Williаms, 1954) произвел сопоставление объемов кальдер с объемом удаленного из глубин вещества и обнаружил, что объем кальдер многократно выше объема исторгнутого вещества. И это привело его к заключению, что свободные пространства под вулканической областью образуются вследствие крупнейшего подзем­ного перемещения вещества, причины которого столь очевидные для нас, остались для Г. Вильямса неясными.

Из этой же ориентации вулканорождающих напряжений выте­кает и продвижение очагов расплава снизу  вверх  и,  значит, смещение состава лавы в кислую сторону.

Действительно, например, наблюдение над вулканом Парикутин, как пишет Р .Е. Вилкокс (R. E. Wilсох, I954) с 1943 года, когда этот вулкан возник, по 1954 год содержание кремнезема в его лавах повысилось с 55% до 60%.

При этом , Р. Е. Вилкокс отмечает, что тепловой баланс вулкана удается свести, если принять, что тепло поступает из купола, находящегося над крупным базальтовым телом.

Так рисуются внутрипланетарные процессы в систолическую фазу. Нечто иное должно происходить в диастолическую фазу. При расши­рениях планеты, которые так же нepaвнoмepны и так же зависят от состава геосфер, наиболь­шее расширение переживают нижележащие геосферы относитель­но лежащих выше. При этом на границах геосфер должны возни­кать огромные давления. Как мы думаем,  именно эти дав­ле­ния и по­рождают синтетические ядерные реакции.

Обычно физики, обсуждая возможные условия синтетических ядерных реакций, для преодоления потенциального барьера, мешающего сближению атомных ядер, предусматривают огромные скорости дви­жения частиц, то есть огромные температуры. Нам представляется, что огромные давления в сотни миллионов атмосфер, которые несомненно возможны на границе различно расширяющихся геосфер, также могут при­­вести к слиянию атомных ядер. В конце концов для образования новых атомов нужны не температура или давление, а определенный уровень направленной энергии. Как мы показали выше, энерго­про­явления междуатомных сил планеты должны составлять величину порядка 1040 эргов, которой несомненно достаточно и для синте­тических ядерных реакций.

Таким образом, в диастолические фазы пульсаций Земля порож­дает элементы, которые выплавляет к своей поверхности в систоличес­кие фазы.

К таким представлениям мы пришли в 1958 году. Эти весьма и весьма схематические построения порождали гораздо больше вопросов, чем давали ответов. Главнейшим из таких вопросов был вопрос о том, почему выплавлению подвергаются наиболее легкоплавкие соединения? Действительно, по мере углубления в планету мы встречаем сначала граниты, затем более тугоплавкие базальты и,  наконец, еще более туго­плавкие ультрабазиты.

А между тем еще в 1952 году американский металлург В.  Дж. Пфан (1960) разработал метод так называемой зонной плавки, предложенный им для очистки металлов.

Сущность метода Пфана заключается в следующем: если в столбике металла, требующего очистки, расплавить узкую зону и затем пере­ме­щать нагреватель вдоль столбика,то по мере движения нагревателя все вещество столбика последовательно пройдет стадию плавления и кристаллизации. Механизм этого проплавления заключается в пере­ме­щении зоны расплава таким образом, что впереди зоны вещество будет це­ликом плавиться, а в тыльной части кристаллизоваться, и все компо­ненты в соответствии со своими термодинамическими свойствами рас­пре­де­ляются между расплавом и вновь образующимися кристаллами. При этом жидкость будет обогащаться компонентами, понижающими температуру плавления кристаллизующейся фазы. Иначе говоря, вместе с расплавом из металла удаляются примеси, понижающие его тем­пературу плавления. В результате с тыльного конца столбика остается очищенный, более тугоплавкий металл, а в переднем конце скапливается загрязненный более легкоплавкий металл.

Заслуга привлечения данных металлургии в геологию принад­лежит одному из учеников В. И. Вернадского – А. П. Виногра­дову. Именно в этом, как мы думаем, и проявилась школа замеча­тельного ученого с необъятной эрудицией и широтой мышления, ка­ким был В. И. Вернад­ский.

В серии своих работ А. П. Виноградов (1959, 1961, 1962), исполь­зуя принцип Пфана, рассмотрел такие фундаментальные проблемы как химическая эволюция вещества Земли и происхождение зем­ной коры. Представление о зонной плавке необычайно расширило источник вещества, которое магма может выносить на земную по­верхность. Относительно небольшой по объему магматический расплав теперь мог черпать элементы из всей мантии Земли. Как пишет А. П. Виноградов (1959, стр. 5), ”эта модель фракционной кристал­лиза­ции привела нас, в известной степени, к представлениям о “безграничности магмы”.

А. П. Виноградов, однако, не ограничился только чисто теорети­ческими соображениями. Изготовив стержень из хондрита, в резуль­тате многократного повторения  зонной плавки он получил в заднем конце его ультрабазит, а в переднем конце – базальт, доказав, таким образом, принципиальную возмож­ность дифференциации силикатных пород зонным плавлением и смоделировав процесс возникновения земной коры в результате проплавления мантии.

Это крупнейшее обобщение нашего времени, как и всякий шаг вперед, породило свои проблемы и среди них важнейшую проблему механизма зонной плавки в Земле. Все попытки решить эти проблемы пока не дали сколь-нибудь ощутимых результатов. Вот, например, как решает про­блему один из учеников А. П. Виноградова А .А. Ярошевский (1964, стр.56): ”Относительно физических условий проявления механизма зонной плавки в Земле можно дать лишь некоторые предположения. По-видимому, невозможно представить способ перемещения в пределах Земной оболочки максимума температуры (превышающего температуру плавления исходного материала) или минимума давления (достаточного для расплавления вещества при данной температуре), необходимого для полной аналогии с описанным выше принципом. Однако, существует некоторая комбинация условий, при которой возможно перемещение расплавленной зоны вверх при простом нагревании вещества на данной глубине. Если в раcсматриваемой области оболочки изменение температуры расплава с глубиной, близкое изменению с глубиной тем­пературы плавления вещества, превысит значение температурного градиента, при котором dr/dh > 0, r – плотность расплава, h – глу­бина, отсчитываемая от некоторого уровня  вниз,то начинается конвекционное перемешивание расплава. Конвекционное переме­шивание в этом случае приведет к интенсивному переносу тепла из более нагретых нижних участков расплава и тем самым к охлаждению нижних зон расплава и перегреву верхних. В результате начинается кристал­лизация расплава на нижней границе (и перемещение ее вверх) и проплавление вме­щающих пород кровли расплавленного очага и перемещение верхней границы также вверх.). Таким образом, в этих условиях должно осуществляться перемещение всего расплавленного участка вверх, сопровождаемое плавлением нa фронте зоны и кристал­лизацией в тыловой части, что необходимо и достаточно для того, чтобы считать такой процесс полностью аналогичным зонной плавке”.

Для подкрепления этой мудреной гипотезы А. А. Ярошевский делает следующее подстраничное примечание: “Уже после сдачи настоящей работы в издательство В. А. Магницкий в сообщении на семинаре в институте физики Земли АН СССР 4 декабря 1963 г. ука­зал,что требуемые условия с необходимостью возникают в пределах верхней мантии, для которой изменение с глубиной температуры плавления вещества, слагающего оболочку, приблизительно на порядок больше адиабати­ческого градиента, являющегося верхним пределом устойчи­вости расплава к конвекционному перемешиванию”.

Как можно видеть из начала этой главы, к пониманию процес­са зонного плавления мы пришли еще до знакомства с работами А. П. Ви­ноградова. Эффект Пфана для нас явился недостающим звеном в понимании процесса вулканизма.

Разумеется, мы сразу, в форме специальной статьи, направили
А. П. Виноградову  свои соображения о механизме зонного плавления, указав в сопроводительном письме, что его необычайно плодотворная идея, однако, слишком революционна, чтобы этот процесс можно было объяснить в границах существующих представлений. Продержав мою статью месяца три, А. П. Виноградов отказался ее публиковать.

Что же он признал, в качестве ответственного редактора, допу­сти -мым  для объяснения механизма зонного плавления в мантии Зем­ли?

Осмы­сливание некоторого процесса  в земной мантии, в конце концов, сводится к выяснению источника той энергии, которая приводит его в движение. В гипотезе А. А. Ярошевского, прежде всего, поражает полное отсутствие каких-либо соображений об источнике энергии. Свою гипотезу А. А. Ярошевский начинает с первичного расплава, который возникает при “простом нагревании”, однако, “простое” или “не простое” нагревание требует затраты энергии, не указывать источник которой не имеет права автор подобной гипотезы.

Далее А. А. Ярошевский доходит до такой наивности, что пред­полагает проплавление десятков или сотен (а с нашей точки зре­ния,тысяч) километров пород мантии без всякого источника энергии за счет конвекционного перемешивания расплава. Неужели А. А. Яроше­вскому нужно разъяснять, что всякое проплавление отнимает тепло у вызвавшего его расплава. Что вообще для того, чтобы расплав мог что-то проплавлять, его необходимо все время подогреватъ. Что тот механизм, который он предложил, в самом лучшем случае, вызовет кристаллизацию нижней части расплава несколько ранее, чем его верхней части. И вот эта разница во времени кристаллизации при полном отсут­ствии движения вверх и будет единственным результатом его схемы.

В начале изложения своей гипотезы А. А. Ярошевский утвер­ждает, что в пределах мантии невозможно себе представить пере­мещение максимума температуры или минимума давления. И в этом утверж­дении наиболее ярко проявляется метафизический уровень мышления этого автора. В своих представлениях он исходит из равновесного, неподвижного состояния вещества пленеты, где температура и дав­ление – функции глубины, где существует выведенное из этих пред­ставлений, гидростатическое давление. В этом отношении гипотеза А А. Яро­шевского является необычно характерным примером того, как метафизик, пытаясь осмыслить внутриземные процессы, прежде всего стремится остановить материю. Но, остановив ее движение, он вешает себе на шею проблему первотолчка, которую, разумеется, ни­когда не может решить. Так, мы уже видели, как Ван Беммелен вынужден был безуспешно искать причину нарушения термодина­мического равнове­сия, чтобы запустить свои геохимические peaкцuи. Точно так же
А. А. Яр­ошевский “простым нагреванием” без затраты энергии хочет запустить механизм зонной плавки.

Когда мы хотим на аналитических весах установить точный вес, мы делаем это, не останавливая весов, по амплитуде качания их чашек. Точно так же, пытаясь понять природный процесс, мы ни в коем случае не должны останавливать движение материи, то есть не должны приводить ее в уродливое, противоестественное состояние. Казалось бы, зачем советскому ученому А. А. Ярошевскому объяснять, что в земной мaнтии материя находится не в равновесии, не в покое, а в непрерывном вечном движении. Что движется там  все, в том числе и генераторы тепла, какими являются области растяжения и вызванные ими высокие тeмпеpaтypы. Ведь А. А. Ярошевский неоднократно изучал и сдавал экзамены по диа­лектике. Но, к сожалению, факт остается фактом, изучая и сдавая диа­лектику, А. А. Ярошевский, как и многие, многие другие, сохранил во всей неприкосновенности метафизический образ мышления. Диалектика, которую он заучивал, как молитву, не повлияла на его образ мышления. Он не понял всеобъемлющего значения этих общих законов мате­риального мира и их роли как критерия оценки гипотез.

Однако, в данном случае обнаруживается и источник этой метафизики. В качестве высшего авторитета А. А. Ярошевский ссылается на высказывания В. А. Магницкого. Преклонение перед этим авторитетом настолько велико, что А. А. Ярошевский нашел возможным включить эти высказывания в подстраничное примечание к статье, уже нахо­дившейся в типографии. О чем же говорит этот высший авторитет? Как ти­пи­чный метафизик, он принял представление о равновесном состоянии материи во внутренних областях Земли и вытекающее из него гидро­статическое давление. Кстати, одна из причин живучести этого пред­ставления заключается в том, что оно очень удобно для всяческих мате­матических операций. В самом деле, чего проще исчислить для любой глубины это мифическое давление и сказать: а  здесь такое-то вещество должно иметь такую-то температуру плавления. Именно это и проделал В. А. Магницкий. Вычислил, польэуясь высокой математикой, несу­ществующие в действительности величины и очень угодил  А А. Яро­шевскому.

Что для А. А. Ярошевского диалактика, когда тут, за спиной
В. А. Магницкого, стоит высокая математика. Ну как тут не вспомнить слова Х. Рида (1949, стр. I72) о том, что геологи “слишком склонны делаться немыми (во всех смыслах этого выразительного слова) в присутствии математиков-геофизиков”. Конечно, было бы смешно нападать на такое достижение человеческого гения  как математика, но ведь в ее задачу совсем не входит объяснять природные процессы. Математически можно проверить справедливость тех или иных предположений, полученных образным диалектическим мышлением.

Не случайно Фридрих Энгельс (1948, стр. 66) писал: “В книге этих двух шотландцев мышление запрещено; здесь разрешается лишь производить вычисления”. Уже из этого противо­поставления мышления  вычислениям совершенно очевидно, во-первых, что для выяснения природного процесса главным, ведущим является мышление и второстепенным, контролирующим является вычисление. Мы можем понять явление без математики, но оно в этом случае остается не проверенным. Однако, если мы подобно В. А. Магницкому займемся только вычислениями, не пытаясь диалектическим образным мыш­лением переоценить исходные посылки, то мы очень легко удалимся по касательной от истины, как это и случилось с В. А. Магницким. В увле­чении математизацией геологии, котоpoe сегодня охватило наших коллег, упускается и еще одно важнейшее обстоятельство, как мы думаем.

Математика, каждый ее раздел, имеет вполне ограниченную область приложения. Существующий математический аппарат никогда не ставил своей целью охватить геологическую форму движения ну хотя бы пото­му, что она только теперь начинает обнаруживаться. Не следует забывать также, что дифференциальное исчисление Ньютон разработал для решения задач физики, которым неизменно служила математика. Мате­матику, необходимую для решения геологических задач еще надо раз­работать, что станет возможным, во всяком случае, не ранее, чем эти задачи будут достаточно четко сформулированы.

Мы довольно подробно остановились на критике гипотезы А. А. Ярошевского потому, что его ошибки есть ошибки всеобщие.
В этой гипотезе очень точно выразилось проникновение метафи­зического мышления в геологию, которое вольно или невольно насаждает физика.

Потуги А. А. Ярошевского решить непосильную для него задачу механизма зонного плавления в мантии Земли в целом производят странное впечетление: как-будто человек пытается запустить искус­ственный спутник со старенького рыдвана. Не менее странной предста­вляется и снисходительность А. П. Виноградова  к этим наивным  потугам. Эту снисходительность можно понять, только вспомнив, что над ученым всегда довлеет некий общепринятый догмат, который он не может преодолеть. Так, диалектик М. А. Усов принял метафизическое представление о “саморазвитии Земли” потому, что не мог допустить наличие сил, неизвестных физике. Так, Р. Дели допустил подводную эрозию потому, что не мог отказаться от принципа постоянства материков и океанов. Можно думать, что и А. П. Виноградов, отдавая дань своему времени, не мог преодолеть некий догмат и именно потому был готов принять какое угодно объяснение зонной плавки, не подрывающее этот догмат, вплоть до представления о движущихся внутри Земли без затраты энергии расплавов.

Как мы уже отметили, эффект Пфана для нас явился недостающим звеном в понимании процесса вулканизма. Теперь этот процесс можно себе представить так:  в систолические фазы при нарастающем сжатии вещества по окраинам блоков земной коры возникают области рас­тяжения за счет большего сжатия мантии, чем коры. Эти локальные зон­ы растяжения ориентированы от окраин блоков коры под эти блоки. При­чем у материковых блоков коры подобные бордюры растяжений воз­никают главным образом вдоль Тихоокеанского побережья. Для океани­ческих блоков коры зоны растяжения концентрируются в области средин­но-океанических хребтов.

Однако, все эти зоны растяжения и плавления являются зонами второго порядка. Одновременно с ними в центральных частях планеты возникает зона растяжения и плавления первого порядка, которая охва­тывает область в тысячи километров мощностью. Зона плавления перво­го порядка по мере нарастания сжатия вещества перемещается кверху. Очевидно, максимальное развитие вулканизма должно наступить в тот момент, когда зона растяжения первого порядка достигает основания земной коры.

Именно такое плавление верхней мантии только и делает возмож­ным перемещение материковых блоков коры по ее поверхности.

Таким образом, эпоха максимального развития вулканизма должна во времени совпадать с эпохой максимального сжатия планеты первого порядка и, значит, совпадать со складкообразованием и максимальной трансгрессией. Иначе говоря, эпоха максималь­ного развития вулканизма – это та самая эпоха, которую тектонисты всегда называли револю­ционной эпохой в развитии Земли.

Однако, едва ли будет верно представлять себе эту эпоху, как целиком расплавленную мантию на глубину 2000 км. Для того, чтобы представить себе это состояние планеты, необходимо прежде всего иметь в виду, что причиной разогрева и расплавления является деформация растяжения. А растяжения в центральных частях планеты и у ее поверхности, как мы об этом уже упоминали, есть явления весьма различные.

Прежде всего направление деформирующих сил изменяется по мере приближения области растяжения первого порядка к основанию земной коры в связи с ее дискретностью. Однако, при этом должно изменяться не только направление растягивающих сил, но также и их размеры. Для возникновения расплава мощностью в 2000 км необходимо, чтобы в его верхней части существовал непрерывный свод достаточной прочно­сти. В настоящее время таким сводом является вся мантия Земли. Однако, по мере продвижения области растяжения и плавления первого порядка от центра планеты к ее периферии мощность, а, следовательно, и проч­ность верхнего свода сокращается.

Следовательно, по мере продвижения вверх уменьшается как мощность зоны растяжения, так и ее температура. Можно полагать, что, когда область растяжения первого порядка достигает основания земной коры, а это происходит в систолическую фазу первого порядка, то эта область не представляет собой сплошной расплав, а только достаточно нагретую область, где лишь в отдельных участках дело доходит до плавления вещества. Такими участками должны быть те, где области растяжения второго порядка накладываются на область растяжения первого порядка, то есть по окраинам блоков земной коры (рис.56). Можно думать также, что по мере развития систолической фазы эти области растяжения и плавления неуклонно продвигаются от окраин к центру блоков коры. Именно это движение и отражает сущность мобилизма – наползание материков на океан.

И хотя весь базальт земной коры является результатом выплавки из мантии, но коль скоро он скопился в нижней части коры, он и дает материал для современного вулканизма, вынося вместе с железо-маг­не­зиальными алюмосиликатами также и целый комплекс металлов, выпла­вленных из мантии.

Эта выплавленная из глубин планеты смесь примесей, понижа­ющих температуру плавления внутренних областей Земли, которую мы называем базальтом, первоначально должна скапливаться по окраинам блоков земной коры, затем в процессе наступления зоны вулканизма от окраин к центру блоков коры они постепенно распределяются более или менее ровным слоем в основании земной коры.

2. Образование гранитов

В начале нашего века в геофизической лаборатории Вашингтона
Н. Л. Боуэн (N. L. Bowen, 1928) выдвинул гипотезу кристаллизацион-
ной дифференциации базальтовой магмы, из которой, по его мнению, образуется все многообразие интрузивных пород.

Сам процесс такой дифференциации, полученный экспериментально, Боуэн представлял себе достаточно механистически. Он полагал, что кристаллизация базальтового расплава начинается с выпадения железо-магнезиальных минералов, которые дают наиболее тугоплавкие и тяжелые кристаллы. Эти кристаллы тонут в расплаве, вынося из него железо и магний и поэтому сдвигая состав остаточного расплава в кис­лую стоpoну.

Х. Рид (I949) выдвинул против идеи Н. Боуэна следующие воз­ражения:

I. Качество остаточной жидкости­

По данным К. Н. Феннера (С. N. Fеnnег, 1929, I93I) в наблюдаемых случаях только одно отделение железо-магнезиальных кристаллов, происходящее в базальтовом расплаве, ведет к обогащению остаточной жидкости железом.

2. Количество остаточной жидкости

Ф. Ф. Гроут (F. F. Grout, 1926) рассчитал, что  максимум только одна десятая часть средней базальтовой  магмы может стать гранитом.

Таким образом, если бы предположения Н. Боуэна соответство­вали действительности, то мы наблюдали бы среди интрузивных пород лишь 10% гранитов и 90% переходных разностей от габбро до гранитов. 
А дей­­ствительное соотношение этих пород обратное.

По этому поводу Х. Рид совершенно справедливо замечает, что “в конце концов мы должны объяснить то, что мы видим в земной коре, а не то, что мы видим на дне маленького тигелька.”

3. Механизм процесса дифференциации

Х. Рид указывает, что у Н. Боуэна отсутствует процесс отжима­ния остаточной жидкости гранитного состава.

И поэтому, исходя из всех возражений, Х. Рид заключает: ”По этой и по многим другим причинам я предпочитаю оставаться во мраке пред­рассудка, который кажется столь еретическим для Ниггли и других жре­цов кристаллизационной дифференциации...Я уверен, что существуют фун­даментальные генетические различия между гранитами и базаль­тами”(стр.191).

Т­аким образом, Х. Рид отгородил граниты от базальтов непро­ходимой генетической стеной. Возможно, что именно эта ошибка и побудила его искать резкое генетическое отличие гранитов от базальтов, вулканическое происхождение которых очевидно.

В качестве окончательного вывода из своих “Размышлений” Рид приходит к представлению о процессе гранитизации, который он опре­деляет следующим образом:

“Гранитизация означает процесс, в результате которого твердые породы превращаются в породы гранитного характера без прохождения через магматическую стадию” (I949, стр. I98).

При всем своем уважении к блестящему уму этого замечатель­ного геолога, мы, однако, не можем принять его процесс гранитизации по той простой причине, что нам, как и любому геологу, который много километров шел по совершенно гомогенной кристаллической массе, про­сто невозможно себе представить, чтобы подобная гомогенность могла быть получена из пестрой осадочной толщи без ее расплавления.

В своем стремлении обосновать образование гранитов без плавления Х. Рид концентрирует внимание на гранитах рапакиви и содержащихся в них зональных овоидах полевого шпата. Рид пишет: ”Я хочу еще раз напомнить, что совершенно такие же овоиды, как и рапакиви, в изолированном виде встречаются среди боковых пород, и это признает каждый. Нужно думать, что сложные физико-химические факторы действовали и в боковых породах точно таким же образом, как и в затвердевшей магме. Мы можем трояко реагировать на этот вопрос: во-первых, мы можем, как это часто и делается, просто его игнорировать, во-вторых, мы можем, как это делает Седергольм, говорить вообще о пропитывании боковых пород гранитной магмой и считатъ, что различие в характере сред до некоторой степени уменьшилось, и, в-третьих, мы можем решить, что, поскольку несомненно, что боковые породы, в которых присутствуют овоиды, не являлись магмой, из которой они могли бы кристаллиэоваться, мы должны подвергнуть сомнению магма­тический характер самих гранитов (1949, стр. 257 ).

Н.Боуэн (1949) выдвинул против гранитизации совершенно справедливое, с нашей точки зрения, возражение, указав на отсутствие избытка тепла. Он пишет по этому поводу следующее: ”При пред­ставлении о том, что жидкость может продвинуться на значительное расстояние таким способом, возникают трудности, если мы примем во внимание чрезвычайно важную проблему тепла. Только самые нижние час­­ти   гранитного слоя должны быть нагреты до температуры плавления, однако, образовавшаяся при этом жидкость должна проникнуть через толщу огромной мощности, очевидно, измеряемую километрами (по некоторым представлениям) вышележащих относительно холодных пород. Затрата тепла будет колоссальной” (стр.134).

И в этом замечании Н. Боуэна заключен, как мы думаем, основной минус всех петрологических построений по генезису гранитов. Ибо они пытаются решить эту проблему в отрыве от проблемы источника тепла, источника энергии. Для петрологов повысить температуру – это опуститься в нижние более нагретые (по неизвестным причинам) горизонты.

Однако, введя представление о перемещении зоны растяжения первого порядка до основания земной коры, мы вместе с тем пришли к представлению о приближении нагревания к земной поверхности, к представллению об интрузии теплоты. Если же допустить условия, столь сильно отличающиеся от наблюдаемых сегодня, что вся земная кора была нагрета до такой температуры, когда всякие, даже незначительные деформации могли приводить к плавлению вещества, то и вся проблема гранита решается достаточно легко.

При этом мы не можем не принять другой тезис Н. Боуэна (1949):

“В одной особенности строения земной коры мы полностью уверены – именно в том, что она состоит, в основном, из мафического материала. Материал гранитного слоя должен быть, в конечном счете, извлечен именно из этого основного материала. Каждый волен выбирать любой другой способ дифференциации, который он предпочтет, если он не имеет склонности к кристаллизационной дифференциации, но обя­зательная связь с базальтовой магмой все равно будет оставаться. Образо­вание гранитной магмы путем переплавления (древних) гранитов отодвигает проблему к туманному прошлому” (стр.135).

Действительно, граниты составляют ничтожную часть планеты. Если мы расширим представления Н. Боуэна до глобальных масштабов, то мы должны будем признать, что Земля сложена гораздо более основными noродами, чем граниты, и, следовательно, они не могли возникнуть иначе, кaк в результате расщепления этих исходных основных пород.

Вместе с тем нам известно только два глобальных процесса рас­ще­пления основных пород – это зонная плавка во внутренних областях 3емли и процессы гипергенеза на ее поверхности.

Соответственно этим двум процессам дифференциации вещест­ва планеты возможны и два генетических типа гранитов.

С этой точки зрения ошибка Н. Боуэна и других сторон­ников кристаллизационной дифференциации заключается в том, что, взявшись судить о глобальном явлении, они слишком сузили проблему, сведя все многообразие интрузивных пород к дифферен­циации только базальтов, которые сами являются дифференциатами, выплавками из мантии. Да к тому же приняли процесс кристаллизационной дифференциации, который не обеспе­чивает полного освобождения остаточной жидкости от железа, то есть не обеспечивает самой дифференциации.

Иное дело зонная плавка, которая освобождает мантию от всех примесей, понижающих температуру ее плавления. По-видимому, именно этот глобальный процесс выносит к поверхности планеты все ингредиенты гранитной магмы и все металлы, возникшие в мантии в диастолическую фазу. В истории складчатого сооружения мы всегда обнаруживаем два типа гранитов. Первый из них, синорогенный, имеет варьирующий состав от габбро-диоритов до грано-диоритов, то есть по составу это плагиограниты. Массивы этих пород отличаются конкордант­ностью, поскольку их длинные оси ориентированы параллельно на­правлению осей складок. Они отличаются также характе­ром метал­логении, ибо несут оруденения только золота и железа, которые экстра­гируют из вмещающих эффузивов. Мы полагаем, что эти плагиограниты возникают в результате плавле­ния на месте. Этому предположению есть достаточно доказа­тельств. Главнейшие из них сводятся к следующему:

1. Наличие переходных разностей между вмещающими осадочно-вулканогенными толщами и гранитами.

2. Наличие линейных текстур, свойственных  вмещающим породам, как в ксенолитах среди гранитов, так и в самих гранитах.

3. Наличие в отдельных участках гранитного тела пород, не пол­ностью перешедших в граниты.

Совершенно иначе граниты возникают в посторогенную стадию раз­вития складчатого сооружения. В этом случае мы наблюдаем, в общем, изометрические резко дискордантные тела настоящих гранитов, которые резко отличаются от вмещающей толщи своим, ей чужеродным составом и металлогенией. В плане они выражаются понижениями грави­тационного поля, которые свидетельствуют о наличии очень глубоких подводящих каналов. Эти массивы  по всем данным представляют собой аллохтонные образования, выплавки из мантии. Для того, чтобы наметить схему возникновения интрузий и их последовательность, необ­ходимо прежде всего рассмотреть проблему геосинклиналей, которая вот уже столетие является основной проблемой геотектоники.