Магматизм как явление конденсации-кристаллизации трансмантийного флюидного потока

Размещено на http://www.allbest.ru/

МАГМАТИЗМ КАК ЯВЛЕНИЕ КОНДЕНСАЦИИ-КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ТРАНСМАНТИЙНОГО ФЛЮИДНОГО ПОТОКА

Ахкозов Ю.Л.

Аннотация

трансмантийный магма конденсация кристаллизация

Обоснована гипотеза образования магмы как продукта процесса конденсации/кристаллизации трансмантийного флюидного потока, локализованного в актуализированных регматических трансмантийных разломах. Приведены причины (переход ковалентной связи в ионную) и факторы конденсации флюида в жидкость/магму: градиент давления (глубина в колонне конденсации - мощность магматической пробки-вулканической постройки - мощность блоков гранитного слоя) и режим раздвига (интенсивность, длительность, частота импульсов рифтогенеза), определяющие тренды конденсации, состав магматитов: концентрационный (количество привнесенного флюида), барический (распределение элементов по глубине в соответствии с их ионными радиусами), кислородный (в связи с сменой структурных мотивов силикатов при кристаллизации - кристаллохимический фактор).

Реферат

АХКОЗОВ Ю.Л. Магматизм як явище конденсації-кристаллизації трансмантійного флюїдного потоку.

Резюме. Однією з парадигм сучасної петрології є утворення магми шляхом плавлення речовини, хоч рідина утворюється двома шляхами: плавлення твердої речовини та конденсація газу. Вертикальне переміщення великих суцільних мас мантійної речовини (парадигма сучасної геотектоніки) є невід'ємним фактором появлення мантійних розплавів. Але для реалізації таких процесів необхідно, щоб речовина мантії характеризувалась в'язкими властивостями, що для кристалічної мантії, навіть перегрітої в принципі неможливо.

Утворення трансмантійного флюїду (ТМФ) і його потоку (ТМФП) є неминучим наслідком гіпотези «розширення Землі» - моделі «холодної гетерогенної акреції» Землі, доповненої атрибутом відкритості системи - зарождення речовини в ядрі планети. Звідси якісний і кількісний склад ТМФ повинен відповідати космічному поширенню хімічних елементів: переважають породоутворювальні елементи при надлишковому водні.

Розширення ядра Землі актуалізує латентні регматичні розломи, в них виникає режим тангенційного розтягання. За механізмом активізації розломи є трансмантійними, вони заповнюються ТМФ, складеним воднем та іншими хімічними компонентами. Світова рифтова система - це актуалізовані регматичні розломи, які локалізують ТМФП - едине джерело і єдину причину ендогенних геологічних явищ. Флюїд на початку свого шляху знаходиться в надкритичному стані, й при підйомі через мантію до поверхні Землі в зв'язку з охолодженням і падінням тиску конденсується в твердий (кристалічний) або рідкий (магма) стан.

Причиною конденсації флюїду в магму є перебудова електронної конфігурації в атомах через падіння тиску догори за розрізом мантії та відповідний перехід ковалентного зв 'язку (конденсація в тверду фазу - кристалічна мантія) в ионний (полімеризація в рідину - магму - у верхніх 5-70 км мантії - колона конденсації магми). Принесення до системи кремнезему є причиною поліконденсації. Воно, в свою чергу, запускає кристалохімічний процес вивільнення кисню, збільшення в системі його активності (фугітивності, потенціалу).

Факторами конденсації флюїду є: градієнт тиску (глибина в колоні конденсації - потужність магматичної пробки вулканічної будови - потужність блоків гранітного шару) та режим розсуву (інтенсивність, тривалість, частота імпульсів). Вони визначають тренди конденсації: концентраційний (кількість принесеного флюїду, нагромадження літофільних, «некогерентних» елементів, утворення середніх, кислих і лужних порід), баричний (розподіл елементів за глибиною у відповідності з їх іонними радіусами, рання конденсація «когерентних» елементів, утворення дунітів), кисневий тренд (у зв'язку зі зміною структурних мотивів силікатів при кристалізації - кристалохімічний фактор появи високозарядних елементів, ОН-, СО2, SO2, утворення агпаїтів, карбонатитів, алмазоносних флогопіт-карбонат-гранатових лерцолітів).

Ключові слова: розширення Землі, конденсація-кристалізація трансмантійного флюїдного потоку, гранітна пробка, розсув.

Аннотация

АХКОЗОВ Ю.Л. Магматизм как явление конденсации-кристаллизации трансмантийного флюидного потока.

Одной из парадигм современной петрологии является образование магмы путем плавления вещества, хотя жидкость образуется двумя путями: плавление твердого вещества и конденсация газа. Вертикальное перемещение больших сплошных масс мантийного вещества (парадигма современной геотектоники) является неотъемлемым фактором появления мантийных расплавов. Однако, для реализации таких процессов необходимо, чтобы вещество мантии характеризовалось вязкими свойствами, что для кристаллической мантии, даже перегретой в принципе невозможно.

Образование трансмантийного флюида (ТМФ) и его потока (ТМФП) является неизбежным следствием гипотезы «расширения Земли» - модели «холодной гетерогенной аккреции» Земли, дополненной атрибутом открытости системы - зарождение вещества в ядре планеты. Отсюда качественный и количественный состав ТМФ должен отвечать космической распространенности химических элементов: преобладают породообразующие элементы при избыточном водороде.

Расширение ядра Земли актуализирует латентные регматические разломы, в них возникает режим тангенциального растяжения. По механизму активизации разломы являются трансмантийными, они заполняются ТМФ, состоящим из водорода и других химических компонентов. Мировая рифтовая система - это актуализированные регматические разломы, локализующие ТМФП - единственный источник и единую причину эндогенных геологических явлений. Флюид в начале своего пути находится в сверхкритическом состоянии, и при подъеме через мантию к поверхности Земли в связи с остыванием и падением давления конденсируется в твердое (кристаллическое) или жидкое (магма) состояние.

Причиной конденсации флюида в магму - является перестройка электронной конфигурации в атомах в связи с падением давления вверх по разрезу мантии и соответствующий переход ковалентной связи (конденсации в твердую фазу - кристаллическая мантия) в ионную (полимеризация в жидкость - магму - в верхних 5-70 км мантии - колонна конденсации магмы). Привнос в систему кремнезема является причиной поликонденсации. Он в свою очередь запускает кристаллохимический процесс высвобождения кислорода, увеличения в системе его активности (фугитивности, потенциала).

Факторами конденсации флюида являются: градиент давления (глубина в колонне конденсации - мощность магматической пробки вулканической постройки - мощность блоков гранитного слоя) и режим раздвига (интенсивность, длительность, частота импульсов). Они определяют тренды конденсации: концентрационный (количество привнесенного флюида, накопление литофильных, «некогерентных» элементов, образование средних, кислых и щелочных пород), барический (распределение элементов по глубине в соответствии с их ионными радиусами, ранняя конденсация «когерентных» элементов, образование дунитов), кислородный тренд (в связи со сменой структурных мотивов силикатов при кристаллизации - кристаллохимический фактор появления высокозарядных элементов, ОН-, СО2, SO2, образование агпаитов, карбонатитов, алмазоносных флогопит-карбонат-гранатовых лерцолитов).

Ключевые слова: расширение Земли, трансмантийный флюидный поток, конденсациякристаллизация флюидного потока, гранитная пробка, раздвиг.

Summary

AKHKOZOV Yu.L. Magmatism as a condensation-crystallization phenomenon of a transmantle fluid flow.

One of modern petrology paradigms is the formation of magma by melting a substance, although liquid is formed in two ways: melting of a solid substance and gas condensation. The vertical movement of large continuous masses of mantle substance (the paradigm of modern geotectonics) is an integral factor in the occurrence of mantle melts. However, the materialization of the processes requires the mantle material to have viscous properties, which, in principle, is impossible for a crystalline mantle, even for overheated one.

The formation of a transmantle fluid (TMF) and its flow (TMFF) is an inevitable consequence of the hypothesis of the "expansion of the Earth”,which is the model of "cold heterogeneous accretion” of the Earth, supplemented by the attribute of the system's openness - the emergence of matter in the core of the planet. Hence, the qualitative and quantitative composition of TMF should correspond to the cosmic abundance of chemical elements: rock-forming elements prevail with excessive hydrogen.

Expansion of the Earth's core actualizes latent regmatic faults, in which a mode of tangential extension arises. According to the mechanism of activation, the faults refer to transmantle ones, they are filled with TMF, consisting of hydrogen and other chemical components. The world rift system represents the actualized regmatic faults that localize TMFF, which is the only source and cause of endogenous geological phenomena. At the beginning of its path, the fluid is in a supercritical state, and when it rises through the mantle to the surface of the Earth it condenses into a solid (crystalline) or liquid (magma) state due to cooling and a drop in pressure.

The condensation offluid into magma results from the transformation of the electronic configuration in the atoms due to the pressure drop upward along the mantle section and the corresponding transition of the covalent bond (condensation into a solid phase - crystalline mantle) into ionic one (polymerization into liquid - magma - in the upper 5-70 km of the mantle - magma condensation column). The introduction of silica into the system is the cause ofpolycondensation. It, in its turn, starts the crystalchemical process of oxygen release, increase in its activity (fugacity, potential) in the system.

The factors offluid condensation are: the pressure gradient (depth in the condensation column - the thickness of the igneous plug of the volcanic structure - the thickness of the granite layer blocks) and the expansion mode (intensity, duration, pulse frequency). They determine the trends of condensation: a concentration one (amount of introduced fluid, accumulation of lithophylous, “incoherent” elements, formation of neutral, acidic and alkaline rocks), a baric one (distribution of elements over depth in accordance with their ionic radii, early condensation of “coherent” elements, formation of dunites), an oxygen trend (due to the change in the structural motifs of silicates during crystallization - the crystalchemical factor of the occurrence of highly charged elements, OH-, CO2, SO2, the formation ofagpaites, carbonatites, diamond-bearingphlogopite-carbonate-garnet lherzolites).

Key words: expansion of the Earth, transmantle fluid flow, condensation-crystallization of fluid flow, granite plug, expansion.

Основная часть

Проблема парадигмы современной петрологии. В рамках общепринятой космолого-космогонической гипотезы и соответствующей ей геологической парадигмы общепринято, что магмы образуются в результате плавления вещества мантии, а их разнообразие определяется степенью плавления мантийного субстрата, его неоднородностью и последующей дифференциацией расплава. Но в работах В.С.Соболева (1951), А.Е.Дж.Энгеля, С.Дж.Энгеля (1966), П.Гаста (1968), С.М.Кравченко (1971), И.П.Илупина и др. (1974), Н.В.Соболева, А.Д.Харькива, Н.П.Похиленко (1986), Б.М.Зубарева (1989), В.В.Золотухина, А.И.Альмухамедова (1991) и др. была показана проблематичность такого механизма образования всей пестрой гаммы магматических пород [4]. Фундаментальное противоречие выявляется при сравнении оценок температур магм и существующих геотерм в областях современного магматизма: кривая геотермы не перекрывает кривую солидуса, а расплавы оказываются перегретыми. Из всех геодинамических обстановок тепловой поток оказывается максимальным в зоне спрединга, рифтов срединно-океанических хребтов (СОХ), но, как следует из работы Л.В.Дмитриева [18], сочетание ТР-градиентов и линий солидусов таково, что плавление вещества мантии в СОХ невозможно. Например, здесь по [18] на глубине 70 км (20 кбар) Т < 1100^оС, в тоже время уже в ранних экспериментах K.Ito и G.C.Kennedy (1966) перидотит при 20 кбар начинал плавиться при 1320^оС. При охлаждении этого расплава первым кристаллизовался оливин, к которому далее присоединялся ортопироксен. Не решает проблему генерации расплавов в мантии и наличие в ее веществе летучих компонентов. В.И.Коваленко с соавторами [21, с. 361)] пишет: «Степень обогащения летучими компонентами плюмовой мантии недостаточна для существенного понижения температуры солидуса мантийного материала (500-1500 ppm). Поэтому мантийные плюмы должны быть горячее окружающей обедненной мантии». Современная плюм-плейттектоника и основанная на ней петрология являются строго эпистемологическими научными теориями, но их методологическим недостатком является абсолютная вера в истинность принятой парадигмы. Такой парадигмой для петрологии является образование магмы путем плавления вещества, хотя жидкость образуется двумя путями: плавление твердого вещества и конденсация газа. Отсюда общепринятая схема выхода из вышеуказанного противоречия сводится к моделям, в которых перегретое вещество адиабатически перемещается в верхние горизонты мантии и в связи с падением давления начинает плавиться (например, [18]). Этим автоматически (ввиду абсолютной веры в парадигму) принимаются гипотезы существования в мантии процессов (явлений) конвекции, плюмов, адвекции, астенолитов, диапиров. Вертикальное перемещение больших сплошных масс мантийного вещества (парадигма современной геотектоники) является в этом случае неотъемлемым фактором появления мантийных расплавов. Однако, для осуществления таких процессов необходимо, чтобы вещество мантии обладало вязкими свойствами, что для кристаллической мантии, даже перегретой в принципе неприемлемо [4, 6]. В этой связи нами [4, с. 61] была высказана идея, что «расплавы не выплавляются из мантийного субстрата, расплавы конденсируются из атомарного (молекулярного) потока вещества, наращивая литосферу и образуя магматические очаги», т.е. из потока флюида. Из этого положения - в мантии существует только один механизм образования магмы - конденсация - следует, что все существующие вулканические зоны планеты (СОХ, островные дуги (ОД), континентальные рифты (КР)) связаны только с этим механизмом (явлением). Сама идея участия потоков мантийных флюидов в генерации и эволюции магм начинается, по-видимому, с гипотезы Д.С.Коржинского (1952) [22, с. 201] о «трансмагматических» флюидах и связанным с ними «магматическим замещением».

Трансмантийный флюид, колонна конденсации. Образование трансмантийного флюида (ТМФ) и его потока (ТМФП) является неизбежным следствием гипотезы «расширяющейся Земли» - модели «холодной гетерогенной аккреции» Земли, дополненной атрибутом открытости системы - зарождение вещества в ядре планеты [7, 8]. Отсюда качественный и количественный состав ТМФ должен отвечать космической распространенности химических элементов [10, табл.19] (в логарифмах атомарной распространенности): водород 12; летучие: О 8,95; С 8,6; N 8,05; S 7,35; С1 6,25; F 6,0; Р 5,4; породообразующие: Si 7,5; Mg 7,4; Fe 6,57; № 6,3; А1 6,22; Са 6,19; № 5,95; Мп 5,12; Сг 5,38; Со 4,75; К 4,8 и далее в порядке уменьшения все элементы таблицы Д.И.Менделеева. В ТМФП преобладают элементы, являющиеся флюидо-, магмои породообразующими, водород - избыточный компонент. Расширение ядра актуализирует латентные регматические разломы, в них возникает режим тангенциального растяжения. По механизму активизации разломы являются трансмантийными, они заполняются ТМФ, состоящим из водорода и других химических компонентов в указанных выше пропорциях. Интенсивность активизации регматических разломов связана со скоростью вращения и наклоном оси вращения Земли. Мировая рифтовая система - это актуализированные регматические разломы, локализующие ТМФП - единственный источник и единую причину эндогенных геологических явлений [7]. Очевидно, что этот флюид в начале своего пути находится в сверхкритическом состоянии, и при подъеме через мантию к поверхности Земли в связи с остыванием и падением давления неизбежно переходит в твердое (кристаллическое) или жидкое (магма) состояние. Геофизические данные указывают, что большая часть мантии находится в кристаллическом состоянии, тогда граница ядро-мантия (слой D^м) - область зарождения трансмантийного флюида, мантия - область конденсации ТМФ в кристаллическую фазу, верхи мантии - зона конденсации ТМФ в магму и формирования «трансмагматического» (уже по Д.С.Коржинскому) флюидного потока, уходящего в земную кору [7].

На верхнемантийный интервал конденсации ТМФ в жидкую фазу - магму - указывают геофизические данные. Большинство авторов (Г.С.Горшков, 1956, 1967; Т.В.Перекалина, М.В.Тащинина, 1972; Т.И.Фролова, И.А.Бурикова [28]; О.Б.Селянгин, В.В. Пономарева, 1999; С.А.Федотов, Н.А.Жаринов, Л.И.Гонтовая, 2010 и многие др.) этот интервал выделяют как область «плавления», «частичного плавления», «выплавления базальтов», «магматический очаг» на глубинах 5-70 км. Назовем его «колонной конденсации» в соответствии с часто встречающимся в литературе термином «магматическая колонна», помня, что она имеет дайкоподобную форму, соответствующую по горизонтальной длине вулканической зоне (сегменту зоны спрединга), они объединяются через трансформные разломы в сегментированные вулканические пояса (в океанах это СОХ).

Конденсация ТМВ в магму. Г.Н.Гончаровым [15, 16] установлено, что давление определяет перестройку электронной структуры атомов и геометрию их локального кристаллографического положения. С повышением давления в условиях мантии для атомов железа, находящихся в октаэдрической координации, наблюдается переход электронного заряда с орбиталей лигандов на 3d-, 4s-, 4р-орбитали, что приводит к увеличению ковалентной связи, а затем и к восстановлению атомов ^е^{3 -} ^ Fe^{2 -} ^¦ Fe⁰). С уменьшением давления (вверх по разрезу мантии) у атомов (электронов) уже в обратном порядке появляется возможность образования ионной связи, происходит переход от соединений с ковалентной связью, к соединениям с ионной связью. Единственным источником и единой причиной эндогенных геологических процессов является трансмантийный флюидный поток, локализованный в актуализированных регматических разломах [7]. Отсюда следует, что если давление определяет перестройку электронной конфигурации атомов и геометрию их локального структурного положения в молекулах, тогда появление у атомов в ТМФП в определенном интервале давлений ионной связи становится причиной полимеризации компонентов флюида, т.е. конденсации ее в жидкость - магму. В интервале глубин преобладания ковалентной связи конденсация флюида при существующем термобарическом градиенте возможна только в кристаллическую фазу. Перераспределение электронов с уменьшением давления означает их переход на орбитали лигандов, в первую очередь кислорода (кислород и фтор по Г.Н.Гончарову являются наиболее глубинными лигандами, но фтор на три порядках уступает кислороду по распространенности [10, табл. 19]), одновременно появляются катионы, в целом возрастает доля ионной связи. Появление последней определяет возможность полимеризации главных компонентов флюида, а это, как указано выше, породообразующие элементы и лиганд кислорода, в силикатную жидкость - магму и затем вхождения их в кристаллическую решетку ионных кристаллов - силикатов. А.А.Годовиков [13, с. 8] указывал, что непосредственный переход ионных кристаллов в ковалентные отсутствует, они не переходят друг в друга постепенно, между ними существует разрыв - изменение типа связи (ковалентная-ионная) происходит не постепенно, а скачком (здесь и далее курсив наш, ЮЛА). Отсюда граница перехода ковалентных связей в ионные в связи с падением давления в верхней части мантии должна быть узкой, уровни конденсации флюида в жидкую фазу не могут быть разбросаны по разрезу мантии, становится понятным фиксация геофизическими методами постоянного уровня, для которого можно допустить наличие магмы - 5-70 км.

Полимеризация магмы, факторы конденсации. Характеристика расплавов силикатов, их стекол с позиций структурно-химических связей рассмотрена В.Н.Анфилоговым, В.Н.Быковым, А.А.Осиповым [2]. «Атомы кислорода в тетраэдрах SiO4 могут быть связаны с двумя или с одним атомом кремния. В первом случае образуются мостиковые связи Si-O-Si, во втором - немостиковые связи Si-O (при этом атомы кислорода являются концевыми и координируются катионами металла)». Оказалось, что тип связи (тип тетраэдра) и вхождение катиона в структуру влияют на расстояние Si-O в тетраэдре. С другой стороны, «катионы металла, координирующие концевые атомы кислорода тетраэдров SiO4, оказывают значительное влияние на длину связи этих атомов с кремнием d(Si-Oк), а также на симметрию тетраэдра SiO4». Отсюда следует, что при конденсации магмы и ее кристаллизации в условиях существенного градиента давления (3 кбар/10 км) в интервале глубин 5-70 км в колонне конденсации важнейшим фактором состава конденсирующихся элементов становится их ионный радиус. По-другому, важнейшим фактором химического состава конденсирующейся магмы является давление, распределяющее химические элементы по вертикали колонны конденсации в соответствии с их ионными радиусами. Поскольку среди породообразующих силикатов магматических пород у оливина максимальное количество концевых атомов и минимальные ионные радиусы (у магния и кремния), он кристаллизуется первым и преимущественно в нижней части колонны конденсации. В целом по вертикали колонны конденсации выстраиваются ряды породообразующих катионов в соответствии с их ионными радиусами (по Г.Б.Бокию и Н.В.Белову [10, табл. 13, в А]): Si^{4 -} 0,39 ---- тетраэдрической координации); Mg^{2 -} 0,74 (0,66) -- Fe^{2 -} 0,80 -- №^{1 -} 0,98; Са² - 1,04 -- К^{1 -} 1,33 (в октаэдрической координации). Крупноионный калий будет «отжиматься» в верхнюю часть колонны конденсации, а в условиях большего давления нижней части колонны может входить только в минералы, допускающие искажение симметрии кристаллической решетки: в моноклинные пироксены, амфиболы, слюды. Конденсация силикатной магмы в условиях градиента давления определяет тренд фиксации в магме катионов, ее состав, формирование разнообразия магматических пород, слагающих разрез колонны: дуниты -- перидотиты -- пироксениты -- габбро (базальтоиды). Это барический тренд конденсации.

По [2, с. 5], параметрами, характеризующими симметрию тетраэдров SiO4, являются межи внутритетраэдрические углы Si-O-Si и О^ьО. «Отклонения валентных углов от идеальных обусловлены различными длинами концевых и мостиковых связей, а также влиянием ближайшего окружения концевых атомов кислорода. Наиболее сильно это влияние в кристаллических силикатах, катионный мотив структуры и координационное число концевых атомов кислорода в которых определяются размерами и ионным потенциалом катионов металла». Другими словами, одновременно влияют ионные радиусы, валентности катионов и их концентрации. Увеличение концентрации кремнезема в системе приводит к смене структурного мотива силиката, т.к. меняется соотношение концевых и мостиковых атомов кислорода. Это сопровождается нарушением симметрии тетраэдра SiO4 с соответствующим увеличением возможностей вхождения в структуру силиката катионов с большим радиусом и более высокозарядных, т.е. катионов, получивших в петрологии названия «литофильный», «некогерентный».

Существенные искажения кристаллической структуры допускают моноклинные пироксены и амфиболы, с увеличением концентрации элементов они сменяют оливин. Т.о. наряду с давлением динамическое изменение концентрации элементов является важным фактором, определяющим состав конденсата - магмы. Формируется концентрационный тренд конденсации. Давление в системе определяется глубиной в колонне, дополненной мощностью возникающей «магматической пробки» - вулканической постройки или мощностью перекрывающей колонну конденсации гранитной плиты. В нашем понимании континентальная кора представлена именно гранитным слоем, а «базальтовый» слой - это серпентинизированые перидотиты мантии [5]. Отсюда акцент на перекрытие колонны конденсации (актуализированного регматического разлома) гранитной плитой, как результат ее приливного перемещения (фринометакинеза) [4]. Под мощными телами гранитов высокобарическая часть колонны смещается к поверхности, вместо шпинели образуется гранат, место габбро занимают магматические эклогиты. Мощность гранитной плиты, перекрывающей актуализированный регматический разлом (зону спрединга) влияет также на длительность временного интервала между импульсами раздвига последнего, что отражено в скоростях рифтогенеза океанического, межконтинентального, континентального. Т.о., режим раздвига является фактором магмообразования, определяя скорость спрединга, интенсивность ТМФП, длительность конденсации, частоту импульсов разгерметизации магматического очага. Интенсивность и длительность раздвига определяют количество привнесенного флюидом вещества, темп роста концентрации химических элементов, формируя тем самым состав конденсирующейся магмы и состав кристаллизующихся минералов. Их состав будет выстраиваться в тренд в зависимости от длительности конденсации. Последнее определяется временным интервалом между импульсами раздвига, приводящего к разгерметизации колонны конденсации (магматического очага). Силикатный тренд конденсации магмы в условиях градиента давления и режима раздвига будет определять тренд фиксации в силикатном конденсате катионов, другими словами, ее состав, формирование всего набора магматических пород. В роли катиона может выступать и водород (избыточный элемент ТМФ). Если в системе появляется «свободный» кислород, водород с ним образует гидроксил, появляется возможность образования слюды и амфибола в изначально «сухих» магмах. Очевидно, что если модель полимеризации силикатной жидкости В.Н.Анфилогова и соавторов [2] перенести из «порции расплава» в колонну конденсации трансмантийного флюидного потока, она в прямом смысле становится «концентрационно-конденсационной». При этом, ведущими факторами формирования состава магмы становятся градиент давления (глубина в колонне конденсации - мощность магматической постройки - мощность гранитной плиты) и длительность конденсации, определяемая режимом раздвига (интенсивностью, длительностью привноса ТМФ и частотой импульсов разгерметизации колонны конденсации).

Закономерности конденсации силикатных магм можно рассматривать и с позиций «кислотно-основного взаимодействия», «силовых характеристик катионов-анионов», «полярности химической связи», «теории анионных равновесий», «энергий активации вязкого течения» и др., но в этих подходах превалирует роль химической связи, а фактор градиента давления в них проявляется косвенно. Это делает использование кристаллохимического подхода предпочтительным, эффективно работающим не только для понимания процесса конденсации магмы, но и ее кристаллизации. В целом «химический» подход указывает на то, что и начало конденсации магмы, и эволюционный тренд ее состава определяются концентрационным механизмом - зависят от количества и состава привнесенных химических элементов. Но на фоне конденсации по мере нарастания концентрации начинается и протекает кристаллизация магмы, т.е. в эволюции магмы появляется новый фактор, а именно кристаллохимический. Он рассмотрен Н.В.Беловым [9] с позиций структурной минералогии (теории плотнейших упаковок) и поддержаный А.А.Годовиковым [14] с акцентом на химические свойства ионов элементов и имеет важнейшее значение в понимании эволюции магмообразования, а с ним и рудообразования.

Силификация, кристаллохимический механизм перераспределения кислорода. Характеризуя роль структурных единиц ^Ю4] и ^Ь07] в эволюции магмы. Н.В.Белов [9, с. 5] подчеркивает, что «Оба эти кирпича являются основными только для статики, для готовых силикатных структур. В динамике основная роль принадлежит «молекуле» SiO2» и в связи с этим описан механизм силификации - перехода молекулы SiO2 из одной конденсированной фазы в другую. Н.В.Белов [9, с.274] писал: «При понижении температуры в темноцветную фазу уходят увеличивающиеся количества SiO2, оливин сменяется пироксенами с бесконечными кремнекислороднымии цепочками ^ЬОб]», чтобы далее потесниться в пользу биотитов с бесконечными же сетками ^Ь05]<»ю. (Именно «молекул» ЙО2, а не тетраэдров SiO4, как предполагают современные геохимики на основании того, что и в исходной фазе, и в конечной атом Si находится в тетраэдре. Но все же не 2MgO - SiO4 = Mg2SiO4 - О2 (куда он девается?), а 2MgO - SiO2 = Mg2SiO4). Соответствующие этому процессу две ступени силификации: SiO4 - SiO2 = ^Об]» и ^Об]» - 2SІO2 = ^йОю]»». Окисление двухвалентного железа в трехвалентное приводит к промежуточной конденсации пироксеновых цепочек в сдвоенные ленты, характерные для сравнительно небольшого количества амфиболов -- роговых обманок (15% пироксенов - 5% амфиболов)». В контексте этой статьи можно утверждать, что Н.В.Беловым в эволюции магмообразования выделены две стороны процесса: концентрационный (привнос SiO2) и конденсационный (полимеризация SiO2), в которых «в динамике основная роль принадлежит «молекуле» SiO2» и соответствующий ему процесс кристаллизации (образование указанной им «статики») магмы с закономерной сменой структурных мотивов силикатов, и с важным вопросом «куда девается кислород?». Его утверждения «Увеличивающиеся количества SiO2... Именно «молекул» SiO2, а не тетраэдров SiO4», «прогрессирующая силификация» подчеркивают, что процесс смены оливина пироксенами, и далее слюдами связан именно с привносом кремнезема, т.е. является концентрационно-конденсационным. Важным фактором образования амфиболов при кристаллизации магм является появление в системе трехвалентного железа. Далее Н.В.Беловым [9, с. 56] фактически описан механизм конденсации кремнезема из газовой фазы, т.е. из флюида: «Возвращаясь к проблеме миграции кремнезема, можно принять, что газообразное (молекулярное) состояние SiО2 среди двух конденсированных фаз продолжается самое короткое время, после того как к тетраэдру ^Ю4], к одному из его ребер (в более кислой фазе), приблизится (в условиях высокого давления) перпендикулярное ребро О-О тетраэдра более основной фазы (электроотрицательность) и в создавшийся сначала чисто геометрически тетраэдр атом Si совершит перескок через собственное ребро, а далее и оторвет это ребро от прежней фазы, чтобы появиться в новой фазе в виде «силифицирующего» SiO2». Но здесь же им сделано фундаментальное утверждение [9, с. 54]: «Принято считать, что диортогруппа - «пирогруппа» ^^О?] -- есть результат объединения двух Si-тетраэдров: 2SiO4 = ^ЬО?] - О; шесть SiO4 конденсируются в кольцо [81бО18] ^ [81бО18] = 6[SiO4]-6O; аналогичные уравнения легко написать для бесконечных радикалов в пироксенах, амфиболах, сетках и даже в каркасах, но всякий раз с выделением свободного кислорода О, дальнейшей судьбой которого почти никто не интересуется, не ищут (да его и нет) восстановителя. Исключением можно назвать немногочисленные указания петрографов на окружение образовавшихся по пироксену амфиболов зернами магнетита -- результат окисления FeO из первичных пироксенов». Здесь Н.В.Белов видит проблему в «отсутствии» восстановителя в расплаве для связывания освобождающегося кислорода. Однако в таком виде эта проблема относится к замкнутой системе - порции расплава. Восстановитель в ТМФП, в колонне его конденсации есть - это привносимые катионы, углерод, сера, избыточный водород. Из утверждения Н.В.Белова следует, что уже в кристаллизационном ряду оливин ^ пироксен в системе будет высвобождаться кислород, привносимый SiO2, но не полностью встраивающийся в структуру пироксена. Соответственно появляются высокозарядные элементы (породообразующие А1^{3 -} , Fe^{3 -} , акцессорные Ti^{4 -} , 2Г⁴⁴, Nb^{5 -} ), образуются СО2, SO2 и (ОН)^-, кристаллизуются авгит, эгирин, слюды, амфиболы, титаномагнетит. Но структурные мотивы амфиболов и слюд высвобождают кислород в еще большем количестве. В длительном тренде конденсациикристаллизации окисление углерода до СО2 и серы до сульфата становится также неизбежным. Приводя схему усложняющейся силификации, со все увеличивающимся числом подстрочных бесконечностей: ^Ю4] ^ ^ЬОб]ш ^ ^Ь05]шш ^ ^Ю2]<««ю, Н.В.Белов [9, с. 57] отмечает, что первые три радикала характерны для темноцветных силикатов в изверженных породах с плотностью выше 3 г/см³, последний радикал -- для светлых составляющих с плотностью ниже 3 г/см³. И далее подчеркивает, что последний радикал нельзя получить силификацией темноцветных. Каркасный, полевошпатовый радикал образуется самостоятельно, при наличии избытка кремнезема, крупных катионов (Са, №, К), пониженном давлении - эти требования реализуются в верхней части колонны при длительном тренде конденсации. К этому добавим: в длительном тренде конденсации высвобождение кислорода приводит к повышению ^02 и соответствующему повышению кислотных свойств А1^{3 -} . Последний становится конкурентом кремнию в четверной координации, вытесняет его из тетраэдров, что и приводит к образованию фельдшпатоидов и малокремнистых, высокоглиноземистых салических магматических пород, т.е. формируется агпаитовый тренд и парагенезис щелочных пород с фенитами и карбонатитами.