Ученые из Геологического института Кольского научного центра РАН и Института геологии и геохронологии докембрия РАН опубликовали результаты работы, которая проливает свет на завершение одного из крупнейших тектонических циклов в истории Земли. Объектом изучения стали вулканические породы Кандалакша-Колвицкого гранулитового пояса, которые зафиксировали финальный этап горообразования, происходивший почти 1,9 миллиарда лет назад.
Около 1,88 миллиарда лет назад завершился процесс столкновения древних континентальных плит — Кольской и Карельской провинций. Это столкновение сформировало Лапландско-Кольский ороген (горную систему), после чего процессы сжатия земной коры сменились растяжением. Снятие колоссального напряжения привело к подъему горячего слоя мантии (астеносферы). Давление резко упало, что вызвало декомпрессионное плавление водосодержащей мантии и мощный выброс базальтовой магмы на поверхность.
Сохранившиеся сегодня породы позволяют ученым точно датировать этот переходный этап. Используя метод уран-свинцового датирования по цирконам (SHRIMP U-Pb), исследователи установили точный возраст кристаллизации вулкана: 1875,1 ± 8,4 миллиона лет. Примечательно, что в образцах были найдены и более древние кристаллы возрастом около 2,44 млрд лет — это обломки пород, захваченные поднимающейся магмой при прохождении через земную кору.
Петрографический анализ под микроскопом показал порфировую структуру камня: крупные кристаллы амфибола и плагиоклаза «плавают» в тонкозернистой массе. Термобарометрические расчеты позволили восстановить маршрут магмы. Подъем не был мгновенным: расплав задерживался в промежуточных камерах на глубинах примерно 19, 11 и 4 километра, где медленно остывал и формировал крупные кристаллы при температуре около 1090 °C.
Финальный рывок к поверхности был быстрым. Отсутствие реакционных кайм вокруг фенокристаллов говорит о том, что магма «проскочила» верхние уровни коры без химического взаимодействия с окружающими породами. На поверхности лава остыла сравнительно быстро, окончательно кристаллизовавшись уже при 840−700 °C.
Химический состав пород (железистые толеиты) и спектры редких элементов подтверждают теорию о происхождении из водосодержащего источника в мантии. Наличие воды снижает температуру плавления, что является ключевым фактором для запуска таких масштабных процессов.
Таким образом, авторы доказали, что эти вулканиты служат точным хронометром окончания эпохи бурного горообразования и перехода континентальной коры в состояние долгосрочной стабильности, расширяя наше понимание того, как формировались древние континенты.
Ранее российские и китайские ученые выяснили, как микроорганизмы и геологические процессы формируют газовые выбросы грязевых вулканов и почему это важно для оценки природных рисков и геологических изысканий.
Источник: hi-tech.mail.ru