ГЕОДИНАМИКА, ПОТОКИ И РЕЦИКЛИНГ ЛЕТУЧИХ КОМПОНЕНТОВ МЕЖДУ МАНТИЕЙ И ВЕРХНИМИ ОБОЛОЧКАМИ ЗЕМЛИ

Abstract

Выполнен анализ распределения потоков летучих между мантией и внешними оболочками Земли: корой, гидросферой и атмосферой. В его основу были положены представления о наличии баланса между массами летучих, выносимыми совместно с магматическими расплавами на поверхность Земли, массами этих летучих, поглощенными в недрах совместно с субдуцированной литосферой, а также их массами, содержащимися во внешних оболочках. Геодинамической основой модели баланса стали представления о ведущей роли тектоники литосферных плит и геодинамики мантийных плюмов в формировании коры Земли, а также предположения о том, что скорости геологических процессов в течение геологического времени менялись незначительно. В результате обобщения данных по содержанию воды, хлора, фтора и серы в расплавных включениях и закалочных стеклах, характеризующих составы природных магм, оценены средние содержания летучих в магматических расплавах ведущих геодинамических обстановок: срединно-океанических хребтов (СОХ), океанических островов и лавовых плато (ОО), островных дуг и активных континентальных окраин (ОД + АКО), внутриконтинентальных магматических областей (КР). На их основе выполнены оценки масс летучих, вынесенных с расплавами на поверхность Земли с начала ее формирования. Масштабы нисходящих потоков летучих определялись на основе данных о содержании этих летучих в породах коры, а также на основе оценки количества океанической и континентальной коры, погребенной в зонах субдукции за геологическую историю. Полученные схемы баланса однозначно показали наличие у Земли мощной первичной экзосферы, состав которой определяла вода, в меньшей степени хлор, тогда как участие серы и фтора, вероятно, было несущественным. Масса воды в первичной экзосфере превышала ее массу, содержащуюся в современной гидросфере и коре, более чем в полтора раза. В судьбе первичного океана решающую роль сыграли процессы субдукции. За геологическую историю через эти зоны было поглощено такое количество воды, которое сопоставимо с ее содержанием во всех современных внешних оболочках. Балансовые расчеты показывают, что через зоны субдукции были рециклированы практически весь хлор первичной экзосферы Земли, а также преобладающая масса серы и около 60% массы фтора, которые выделились совместно с расплавами за геологическую историю. С рециклированной литосферой связывается появление обогащенных мантийных источников, питающих магматизм внутри-плитных обстановок. Об этом, в частности, свидетельствуют полученные нами данные об обогащении магм океанических островов и внутриконтинентальных магматических областей по сравнению с расплавами срединно-океанических хребтов Н2О более чем в 1.5 раза, С1 более 2.5 раз, F более 4 раз. Рассмотрены вопросы связи между наличием мощной первичной водной экзосферы Земли и особенностями ее геодинамического развития на протяжении геологической истории.