Войти
Anatexis (латинское слово от греческих корней означает «таять») относится к частичному плавлению горных пород. Традиционно анатексис используется специально для обсуждения частичного плавления пород земной коры, в то время как общий термин «частичное плавление » относится к частичному плавлению всех пород, как в коре, так и в мантии.
Анатексис может происходить в самых разных условиях, от зон столкновения континентов до срединно-океанических хребтов. Считается, что анатексис - это процесс, во многом ответственный за образование мигматитов. Кроме того, недавно ученые обнаружили, что частичное плавление играет все более важную роль в активных земных процессах, включая развитие активной деформации и внедрение коровых гранитов. В результате активная обратная связь между сдвигом земной коры, плавлением и внедрением гранита стала широко распространена вместо крупномасштабных, необоснованных моделей, включающих фракционное плавление мантии в гранитные батолиты и плутоны. Доказательством этого являются физические, минералогические и изотопные характеристики бесчисленных гранитов.
Земная anatexis не ограничивается какой-то одной тектонической обстановкой, а скорее контролируется четырьмя основными параметрами: температурой, давлением, содержанием летучих веществ и типом / составом породы. Эти параметры сильно различаются и зависят от глубины, толщины земной коры и локальных изменений геотермы Земли . Количество и состав частичных расплавов, вероятно, варьируются в зависимости от местности, отражая неоднородность земной коры.
Чтобы вызвать плавление земной коры, температура должна быть выше нормальной геотермы. Возможные источники тепла включают изначальное тепло, исходящее от ядра Земли, а также распад радиоактивных элементов. Это тепло распространяется по земной коре за счет ряда различных процессов, включая излучение, проводимость, конвекцию и адвекцию.
. магматических интрузий также обычно связано с локальным повышением температуры. Если повышение температуры будет достаточным, это может привести к частичному плавлению прилегающих вмещающих пород. Если частичное плавление все же происходит, то степень плавления контролируется количеством доступного тепла в магматическом теле.
Под поверхностью Земли давление увеличивается с глубиной из-за накопления вышележащей породы. При заданной температуре снижение давления может привести к локальному плавлению. Плавление, вызванное падением давления, называется плавлением при декомпрессии. Декомпрессионное плавление может происходить в утолщенных частях земной коры и может быть результатом множества процессов, включая эрозию, тектоническую денудацию и истончение литосферы.
Количество воды, доступное в системе, играет главную роль в регулировании степени плавления при заданной температуре. Недостаток воды подавит таяние. Более того, степень водонасыщения системы влияет на состав любого образующегося расплава. Вода может быть получена из различных источников, в том числе из окружающих вмещающих пород (поровая вода) или в результате разложения водных минералов (например, слюды, амфиболы). Реакции плавления с участием воды, высвобождающейся из водных минералов, часто называют реакциями дегидратации и плавления или реакциями отсутствия пара. Со временем реакции дегидратации и плавления будут поглощать все водные фазы в породе, а это означает, что количество расплава, образующегося в результате этих реакций, регулируется количеством и стабильностью конкретных водных фаз. В зависимости от тектонической обстановки, вода также может поступать в систему посредством дегидратации погружающейся гидратированной океанической плиты или магматического основания.
Состав материнской породы имеет прямое влияние на состав получаемого расплава. Гранитные расплавы обычно классифицируют по природе их материнской породы. Одна из наиболее популярных схем классификации гранитов была впервые введена Уайтом и Чаппеллом в 1974 году. Эта классификационная схема классифицирует граниты в зависимости от того, являются ли они результатом плавления осадочных пород (граниты S-типа) или плавления магматических пород ( Граниты I типа). Это генетическое различие отражается в геохимических характеристиках самих расплавов.
Там, где частичное плавление связано с региональной тектоникой и дифференциальными напряжениями, образование расплава создает нестабильность в поровых пространствах и, в конечном итоге, по границам зерен, которые локализуют деформацию в зонах сдвига в масштабе земной коры. Эти зоны способствуют вытеканию расплава из анатектической системы в качестве механизма компенсации деформации, которая, в свою очередь, способствует более частичному плавлению. Петля обратной связи, которая возникает между развитием деформации и частичным плавлением, называется синтектоническим анатексисом земной коры.
Сегрегация гранитных расплавов от их остаточных твердых частиц начинается с началом частичного плавления по границам зерен минералов-реагентов, а именно ферромагнезиальных фаз слюд и амфиболов. Такие реакции вызывают большие положительные изменения объема в метаморфической системе, вызывая усиленное охрупчивание расплава. Это, в сочетании с увеличением доли расплава, изменяет механизмы деформации, действующие между зернами, и значительно снижает прочность породы. Поры, заполненные расплавом, со временем сливаются, и это способствует течению расплава параллельно линии удлинения зерен (или вдоль плоскостей слоистости).
Когда порода частично плавится и начинает течь, ее реология значительно изменяется. Такие изменения локализуют деформацию, создаваемую региональной тектоникой, и согласно принципу Ле Шателье система реагирует перекачкой расплава в зоны дилантансии (более низкого давления), тем самым отделяя расплав от его анатектического источника в локальном масштабе. Там, где это произошло и сохранилось в летописи горных пород, можно ожидать увидеть макроскопические богатые расплавом слои (лейкосомы ) и макроскопические остаточные твердые слои (меланосомы ). Эти слои обычно будут ориентированы параллельно ткани вмещающей породы. По мере увеличения количества накопленного расплава в окружающей породе расплав будет перемещаться дальше от своего источника к растущим поперечным структурам, таким как вышеупомянутые трещины охрупчивания. В конечном итоге это приводит к формированию и развитию взаимосвязанной сети накоплений.
Когда перенос расплава происходит в больших масштабах, анатексис может привести к подъему и размещению крупных гранитных тел в верхней корочке. Этот переход обычно отмечен переходом от миграции расплава, вызванной сдвигом, к миграции расплава, управляемой плавучестью. Этот заключительный этап процесса добычи требует оптимального баланса между фракцией расплава и распределением расплава в местной породе.
Подъем этой магмы, хотя ранее считалось, что это происходило в виде больших, медленно поднимающихся и плавучих тел, в настоящее время в значительной степени приписывается быстро движущимся узким каналам и самораспространяющимся дайкам. Эти более быстрые модели преодолели основные тепловые и механические проблемы, заложенные в более старые теории, а также проблему гранита и приповерхностный кислый вулканизм. Когда поток поднимающейся магмы затем меняется с вертикального на горизонтальный, начинается внедрение. Этот процесс носит эпизодический характер и согласуется как с продолжающейся региональной тектоникой, так и с образованием вмещающих структур стеновых пород, позволяющих плутону распространяться по горизонтали и утолщаться по вертикали.
