Эволюция Земли и процессы, определяющие ее геодинамику, магматизм и металлогению

Главная

Статья в Elpub

РУС ENG

Геосферные исследования. 2017; : 36-50

Эволюция Земли и процессы, определяющие ее геодинамику, магматизм и металлогению

Кузьмин М. И., Горячев Н. А.

https://doi.org/10.17223/25421379/5/3

Аннотация

Обсуждаются этапы развития Земли первой половины ее жизни. Показана закономерность смены ранних (хаотичный и гадейский эоны) космогенных факторов на эндогенные, связанные со становлением внутренних оболочек в ядре и мантии. Переходный период второй половины архея привел к смене ТТГ магматизма на кали-натровый и калиевый известково-щелочной и щелочной и запуску процессов эндогенного рудообразования на Земле. Максимум развития этих процессов обусловлен сочетанием тектоники плит с плюм-тектоникой, доминирующими в последние 2 млрд лет. Высказано предположение об изначально плюмовой природе Витватерсранда - крупнейшего месторождения золота Земли.

Список литературы

1. Батыгин К., Лафлин Г., Морбиделли А. Рожденные из хаоса // В мире науки. 2016. № 7. С. 16-27

2. Вернадский В.И. История минералов земной коры // Избранные сочинения. Т. IV, кн. 1. М. : Изд-во АН СССР, 1959. Т. 1. С. 301-624 (519-524)

3. Геодинамика, магматизм и металлогения Востока России: в 2 кн. / под ред. А.И. Ханчука. Владивосток : Дальнаука, 2006. Кн. 1. С. 1-572

4. Глуховский М.З., Моралев В.М., Кузьмин М.И. Тектоника и петрогенезис катархейского комплекса Алданского щита в связи с проблемой протофиолитов // Геотектоника. 1977. № 6. С. 103-117

5. Горячев Н. А. Жильный кварц золоторудных месторождений Яно-Колымского пояса. Магадан : СВКНИИ ДВО РАН, 1992. 136 с

6. Горячев Н.А. Благороднометалльный рудогенез и корово-мантийное взаимодействие // Геология и геофизика. 2014. № 2. С. 323-332

7. Горячев Н.А., Гамянин Г.Н., Шпикерман В.И., Бялобжеский С.Г. Основные принципы металлогенического анализа складчатых поясов (на примере Северо-Востока России). Магадан : Кордис, 2005. 107 с

8. Добрецов Н.Л. Основы тектоники и геодинамики : учеб. пособие. Новосибирск : НГУ, 2011. 492 с

9. Золоторудное поле Колар (Индия) / отв. ред. Ф.В.Чухров. М. : Наука, 1988. 232 с

10. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И. Внутриплитовый вулканизм и его значение для понимания процессов в мантии Земли // Геотектоника. 1983. № 1. С. 28-45

11. Костицын Ю.А. Возраст земного ядра по изотопным данным: согласование Hf-W и U-Pb систем // Геохимия. 2012. № 6. С. 531-554

12. Кузьмин М.И. Докембрийская история зарождения и эволюции Солнечной системы и Земли. Статья I // Geodynamics & Tectonophysics. 2014. V. 5, № 3. P. 625-640

13. Кузьмин М.И., Ярмолюк В.В. Биография Земли: основные этапы геологической истории // Природа. 2017. № 6. С. 12-25

14. Кузьмин М.И., Ярмолюк В.В. Изменение стиля тектонических движений в процессе эволюции Земли // Доклады Академии наук. 2016а. Т. 469, № 6. С. 706-710

15. Кузьмин М.И., Ярмолюк В.В. Тектоника плит и мантийные плюмы - основа эндогенной тектонической активности Земли последние 2 млрд лет // Геология и геофизика. 2016б. Т. 57, № 1. С. 11-30

16. Кузьмин М.И., Ярмолюк В.В., Котов А.Б. Ранняя эволюция Земли, начало ее геологической истории, как и когда появились гранитоидные магмы // Литосфера. В печати

17. Кузьмин М.И., Ярмолюк В.В., Эрнст Р.Е. Тектоническая активность Земли на ранних этапах (4,56-3,4(2,7?)) ее эволюции // Геология и геофизика. 2016. Т. 57, № 5. С. 815-832

18. Лин Д. Происхождение планет // В мире науки. 2008. № 8. С. 22-31

19. Литасов К.Д., Шацкий А.Ф. Состав и строение ядра земли = Composition and constitution of the earth's core / Ин-т геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2016. 299 с

20. Маракушев А. А., Русинов В. Л., Зотов И. А., Панеях Н.А., Перцев Н.Н. Глобальные аспекты эндогенного рудообразова-ния // Геология рудных месторождений. 1997. T. 39, № 6. C. 483-501

21. Сафонов Ю.Г. Гидротермальные золоторудные месторождения: распространенность - геолого-генетические типы - продуктивность рудообразующих систем // Геология рудных месторождений. 1997. T. 39, № 1. C. 25-40

22. Сафонов Ю.Г. Золоторудные и золотосодержащие месторождения мира - генезис и металлогенический потенциал // Геология рудных месторождений. 2003. T. 45, № 4. C. 305-320

23. Сафонов Ю.Г., Прокофьев В.Ю. Модель конседиментационного гидротермального образования золотоносных рифов бассейна Витватерсранд // Геология рудных месторождений. 2006. Т. 48, № 6. C. 475-511

24. Тектоника, геодинамика и металлогения территории Республики Саха (Якутия) / ред. Л.М. Парфенов, М.И. Кузьмин. М. : Наука/Интерпериодика, 2001. 571 с

25. Хаин В.Е. Основные этапы тектонического развития Земли и их отражение в минерагенезе // Геология рудных месторождений. 2000. T. 42, № 5. C. 403-408

26. Хаин В.Е. Основные проблемы современной геологии. М. : Научный мир, 2003. 348 с

27. Bedard J.H. A catalytic delamination driven model for coupled genesis of Archaean crust and sub-continental lithospheric mantle // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2006. V. 79. P. 1188-1214

28. Campbell I.A., Griffiths R.W. Did the formation of D" cause the Archean-Proterozoic transition? // Earth and Planetary Science Letters. 2014. V. 388. P. 1-8

29. Cawood P.A., Hawkesworth Ch.J. Temporal relations between mineral deposits and global tectonic cycles // Jenkin G.R.T., Lusty P.A.J., McDonald I., Smith M.P., Boyce A.J., Wilkinson J.J. (eds.) Ore Deposits in Evolving Earth, Geological Society. London : Special Publications, 2015. P. 9-21

30. Condie K.C. Earth as an evolving Planetary System. Elsevier, 2011. 578 p

31. Dardenne M.A., Schobbenhaus C. Depositos Minerais no Tempo Geologico e Epocas Metalogeneticas, Capitulo VII // Mineral Deposits of Brazil: Distribution in Time, Provinces and Metallogenic Epochs, P. 365-448 Geologia, Tectonica e Recursos Minerais do Brasil L. A. Bizzi, C. Schobbenhaus, R.M. Vidotti e J.H. Gon?alves (eds.) CPRM, Brasilia, 2003. Parte III - Recursos Minerais e Associates Metalogeneticas

32. Deb M. Precambrian geodynamics and metallogeny of the Indian shield // Ore Geology Reviews. 2014. № 57. P. 1-28

33. Debaille V., O'Neill C., Brandon A.D., Haenecour P., Yin Q.-Z., Mattielli N., Treiman A.H. Stagnant-lid tectonics in early Earth revealed by 142Nd variations in late Archean rocks // Earth and Planetary Science Letters. 2013. V. 373. P. 83-92

34. Eilu P. FINGOLD - a public database on gold deposits in Finland. Geological Survey of Finland Report of Investigation, 1999. 224 p

35. Ernst R.E. Large Igneous provinces. Cambridge University Press, 2014. 651 p

36. Frost-Killian S., Master Sh., Viljoen R.P., Wilson M.G.C. The great Mineral Fields of Africa. Introduction // Episodes. 2016. V. 39, № 2. P. 85-103

37. Garnero E.J., McNamara A.K. Structure and Dynamics of Earth's Lower Mantle // Science. 2008. V. 320. P. 626-628

38. Gilat A., Vol A. Degassing of primordial hydrogen and helium as the major energy source for internal terrestrial processes. Geosci-ence Frontiers. 2012. P. 1-11. doi: 10.1016/j.gsf.2012.03.009

39. Goldblatt C., Zahnle K.J., Sleep N.H., Nisbet E.G. The eons of chaos and hades // Solid Earth. 2010. V. 1. P. 1-3. (http://dx. doi. org/10.5194/se-1-1-2010)

40. Goldfarb R.J., Groves D.l, Gardoll S. Orogenic gold and geologic time: a synthesis // Ore Geology Reviews. 2001. № 18. P. 1-75

41. Groves D.L, Vielreicher R.M., Goldfarb R.J., Condie K.C. Controls on the heterogeneous distribution of mineral deposits through time // Mineral Deposits and Earth Evolution. Geological Society / I. McDonald, A.J. Boyce, I.B. Butler, R.J. Herrington, D.A. Polya (eds). London, Special Publucations. 248. 2005. P. 71-101

42. Halla J., Whitehouse M.J., Ahmad T., Bagai Z. Archaean granitoids: an overview and significance from a tectonic perspective. 2017. URL: http://sp.lyellcollection.org/bu guest on February 3

43. Hofmann A.W. Mantle geochemistry the message from oceanic volcanism // Nature. 1997. V. 385. P. 219-229

44. Iizuka T., Horie K., Komiya T., Maruyama S., Hirata T., Hidaka H., Windley B.F. 4.2 Ga zircon xenocryst in an Acasta gneiss from northwestern Canada: Evidence for early continental crust // Geology. 2006. V. 34, № 4. P. 245-248

45. Korkiakoski E.A. Geology and geochemistry of the komatiite-hosted Pahtavaara gold deposit in Sodankyla, northern Finland, with emphasis on hydrothermal alteration // Geological Survey of Finland. 1992. Bull. 360. 114 p

46. Lahtinen R. Precambrian tectonic evolution and metallogeny of the Fennoscandian shield // Gold of the Fennoscandian shield, Proceeding of International Conference. 2013. Petrozavodsk, Russia. P. 120-121

47. Luukonen A. Main geological features, metallogeny and hydrothermal alteration phenomena of certain gold and gold-tin-tungsten prospects in southern Finland // Geological Survey of Finland. 1994. Bull. 377. 177 p

48. Lydon J.W. An Oveiview of the Economic and Geological Contexts of Canada's Major Mineral Deposit Types // Mineral Deposits of Canada. A Synthesis of Major Deposit Types, District Metallogeny, the Evolution of Geological Provinces and Exploration Methods. Geological Association of Canada Mineral Deposits Division Special Publication. 2007. № 5. P. 3-48

49. Maas R., Kinny P.D., Williams I.S., Froude D.O., Compston W. The Earths oldest known crust-a geochronological and geo-chemical study of 3900-4200 Ma old detrital zircons from Mt. Narryer and Jack Hills, Western Australia // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1992. V. 56 (3). P. 1281-1300. http://dx.doi.org/10.1016/0016-7037(92)90062-N

50. Masset F., Snellgrove M. Reversing type II migration: resonance trapping of a lighter giant protoplanet // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2001. V. 320, № 4. L55-L59

51. Myers J.S. Early Archean Narryer gneiss complex, Yilgarn Craton, Western-Australia // Precambrian Research. 1988. V. 38 (4). P. 297-307. http://dx.doi.org/10.1016/0301-9268(88)90029-0

52. Nebel O., Rapp R.P., Yaxley G.M. The role of detrital zircons in Hadean crustal research // Lithos. 2014. V. 190-191. P. 313-327

53. Nokleberg W.J., Bundtzen T.K., Eremin R.A., Ratkin V.V., Dawson K.M., Shpikerman V.L, Goryachev N.A., Bya-lobzhesky S.G., Frolov Y.F., Khanchuk A.I., Koch R.D., Monger J.W.H., Pozdeev A.I., Rozenblum I.S., Rodionov S.M., Par-fenov L.M., Scotese C.R., Sidorov A.A. Metallogenesis and tectonics of the Russian Far East, Alaska, and the Canadian Cordillera: U.S. Geological Survey Professional Paper 1697. 2005. 429 p

54. Nurmi P.A., Sorjonen-Ward P. (eds.) Geological development, Gold Mineralization and Exploration Methods in the Late Archean Hattu Schist Belt, Ilomantsi, Eastern Finland // Geological Survey of Finland. 1993. Special Paper 17. 386 p

55. O'Neil J., Carlsona R.W., Paquetteb J.L., Francisc D. Formation age and metamorphic history of the Nuvvuagittuq Greenstone Belt // Precambrian Research. 2012. V. 220-221. P. 23-44

56. Pease V., Percival J., Smitbies J., Stevens G., Kranendank M. When did plate tectonics begin? Evidence from the orogenic record // The Geol. Soc. America. Special Paper. 2008. V. 440. P. 199-228

57. Phillips G.N., Powell R. Origin of Witwatersrand gold: a metamorphic devolatilisation - hydrothermal replacement model // Applied Earth Science (Trans. Inst. Min. Metall. B). 2011. V. 120, № 3. P. 112-129

58. Phillips G.N., Myers R.E., Law J.D.M., Bailey A.C., Cadle A.B., Beneke S.D., Giusti L. The Witwatersrand Gold Fields: Part I. Postdepositional History, Synsedimentary Processes, and Gold Distribution // The Geology of Gold Deposits: The Perspective in 1988. Economic Geology Monograph 6. 1989. P. 585-597

59. Pirajno F. The Geology and Tectonic Settings of China's Mineral Deposits. London ; New York : Springer Dordrecht Heidelberg, 2013. 679 p

60. Reimink J.R., Chacko T., Stern R.A., Heaman L.M Earth's earliest evolved crust generated in an Iceland-like setting // Nature Geoscience. 2014. V. 7. Р. 529-533

61. Roth A.S.G., Bourdon B., Mojzsis S.J., Touboul M, Sprung P., Guitreau M., Blichert-Toft J. Inherited 142Nd anomalies in Eo-archean protoliths // Earth and Planetary Science Letters. 2013. V. 361. P. 50-57

62. Solomon M., Groves D.I. The Geology and Origin of Australia's Mineral Deposits. 2000. 1002 p

63. Stern R.J. Modern-style plate tectonics began in Neoproterozoic time: An alternative interpretation of Earth's tectonic history // The Geological Society of America Special Paper. 2008. V. 440. P. 265-280

64. Taylor D.J., McKeegan K.D., Harrison T.M. Lu-Hf zircon evidence for rapid lunar differentiation // Earth and Planetary Science Letters. 2009. V. 279 (3-4). P. 157-164. http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2008.12.030

65. Turchenko S.I., Vrevsky A.B., Dagelaisky V.B. The Precambrian Metallogeny of India // Geology of Ore Deposits. 2009. V. 51, № 4. P. 317-329

66. Wood B. The formation and differentiation of Earth // Physics Today. 2011. V. 64, № 12. P. 40-45. http://dx.doi.org/10.1063/PT.3.1362

67. Wood B.J., Halliday A.N. The lead isotopic age of the Earth can be explained by core formation alone // Nature. 2010. V. 465, № 7299. P. 767-771. http://dx.doi.org/10.1038/nature09072

Geosphere Research. 2017; : 36-50

Evolution of the earth and the processes responsible for its geodynamics, magmatism and metallogeny

Kuzmin M. Iv., Goryachev N. An.

https://doi.org/10.17223/25421379/5/3

Abstract

References

1. Batygin K., Laflin G., Morbidelli A. Rozhdennye iz khaosa // V mire nauki. 2016. № 7. S. 16-27

2. Vernadskii V.I. Istoriya mineralov zemnoi kory // Izbrannye sochineniya. T. IV, kn. 1. M. : Izd-vo AN SSSR, 1959. T. 1. S. 301-624 (519-524)

3. Geodinamika, magmatizm i metallogeniya Vostoka Rossii: v 2 kn. / pod red. A.I. Khanchuka. Vladivostok : Dal'nauka, 2006. Kn. 1. S. 1-572

4. Glukhovskii M.Z., Moralev V.M., Kuz'min M.I. Tektonika i petrogenezis katarkheiskogo kompleksa Aldanskogo shchita v svyazi s problemoi protofiolitov // Geotektonika. 1977. № 6. S. 103-117

5. Goryachev N. A. Zhil'nyi kvarts zolotorudnykh mestorozhdenii Yano-Kolymskogo poyasa. Magadan : SVKNII DVO RAN, 1992. 136 s

6. Goryachev N.A. Blagorodnometall'nyi rudogenez i korovo-mantiinoe vzaimodeistvie // Geologiya i geofizika. 2014. № 2. S. 323-332

7. Goryachev N.A., Gamyanin G.N., Shpikerman V.I., Byalobzheskii S.G. Osnovnye printsipy metallogenicheskogo analiza skladchatykh poyasov (na primere Severo-Vostoka Rossii). Magadan : Kordis, 2005. 107 s

8. Dobretsov N.L. Osnovy tektoniki i geodinamiki : ucheb. posobie. Novosibirsk : NGU, 2011. 492 s

9. Zolotorudnoe pole Kolar (Indiya) / otv. red. F.V.Chukhrov. M. : Nauka, 1988. 232 s

10. Zonenshain L.P., Kuz'min M.I. Vnutriplitovyi vulkanizm i ego znachenie dlya ponimaniya protsessov v mantii Zemli // Geotektonika. 1983. № 1. S. 28-45

11. Kostitsyn Yu.A. Vozrast zemnogo yadra po izotopnym dannym: soglasovanie Hf-W i U-Pb sistem // Geokhimiya. 2012. № 6. S. 531-554

12. Kuz'min M.I. Dokembriiskaya istoriya zarozhdeniya i evolyutsii Solnechnoi sistemy i Zemli. Stat'ya I // Geodynamics & Tectonophysics. 2014. V. 5, № 3. P. 625-640

13. Kuz'min M.I., Yarmolyuk V.V. Biografiya Zemli: osnovnye etapy geologicheskoi istorii // Priroda. 2017. № 6. S. 12-25

14. Kuz'min M.I., Yarmolyuk V.V. Izmenenie stilya tektonicheskikh dvizhenii v protsesse evolyutsii Zemli // Doklady Akademii nauk. 2016a. T. 469, № 6. S. 706-710

15. Kuz'min M.I., Yarmolyuk V.V. Tektonika plit i mantiinye plyumy - osnova endogennoi tektonicheskoi aktivnosti Zemli poslednie 2 mlrd let // Geologiya i geofizika. 2016b. T. 57, № 1. S. 11-30

16. Kuz'min M.I., Yarmolyuk V.V., Kotov A.B. Rannyaya evolyutsiya Zemli, nachalo ee geologicheskoi istorii, kak i kogda poyavilis' granitoidnye magmy // Litosfera. V pechati

17. Kuz'min M.I., Yarmolyuk V.V., Ernst R.E. Tektonicheskaya aktivnost' Zemli na rannikh etapakh (4,56-3,4(2,7?)) ee evolyutsii // Geologiya i geofizika. 2016. T. 57, № 5. S. 815-832

18. Lin D. Proiskhozhdenie planet // V mire nauki. 2008. № 8. S. 22-31

19. Litasov K.D., Shatskii A.F. Sostav i stroenie yadra zemli = Composition and constitution of the earth's core / In-t geologii i mineralogii im. V.S. Soboleva SO RAN. Novosibirsk : Izd-vo SO RAN, 2016. 299 s

20. Marakushev A. A., Rusinov V. L., Zotov I. A., Paneyakh N.A., Pertsev N.N. Global'nye aspekty endogennogo rudoobrazova-niya // Geologiya rudnykh mestorozhdenii. 1997. T. 39, № 6. C. 483-501

21. Safonov Yu.G. Gidrotermal'nye zolotorudnye mestorozhdeniya: rasprostranennost' - geologo-geneticheskie tipy - produktivnost' rudoobrazuyushchikh sistem // Geologiya rudnykh mestorozhdenii. 1997. T. 39, № 1. C. 25-40

22. Safonov Yu.G. Zolotorudnye i zolotosoderzhashchie mestorozhdeniya mira - genezis i metallogenicheskii potentsial // Geologiya rudnykh mestorozhdenii. 2003. T. 45, № 4. C. 305-320

23. Safonov Yu.G., Prokof'ev V.Yu. Model' konsedimentatsionnogo gidrotermal'nogo obrazovaniya zolotonosnykh rifov basseina Vitvatersrand // Geologiya rudnykh mestorozhdenii. 2006. T. 48, № 6. C. 475-511

24. Tektonika, geodinamika i metallogeniya territorii Respubliki Sakha (Yakutiya) / red. L.M. Parfenov, M.I. Kuz'min. M. : Nauka/Interperiodika, 2001. 571 s

25. Khain V.E. Osnovnye etapy tektonicheskogo razvitiya Zemli i ikh otrazhenie v minerageneze // Geologiya rudnykh mestorozhdenii. 2000. T. 42, № 5. C. 403-408

26. Khain V.E. Osnovnye problemy sovremennoi geologii. M. : Nauchnyi mir, 2003. 348 s