Введение
Частичное плавление пород
Анатексис (от латинского, восходящего к греческим корням, означающим "переплавлять") – это частичное плавление пород. Традиционно термин «анатексис» используется конкретно для описания частичного плавления пород земной коры, в то время как общий термин «частичное плавление» относится к частичному плавлению любых пород, как в коре, так и в мантии. Анатексис может происходить в различных геологических обстановках, от зон континентального столкновения до срединно-океанических хребтов. Считается, что анатексис является основным процессом, ответственным за образование мигматитов. Это приводит к активной обратной связи между сдвиговыми деформациями коры, плавлением и внедрением гранитов. Доказательства этого можно наблюдать в физических, минералогических и изотопных характеристиках многочисленных гранитов.
Anatexis (via Latin from Greek roots meaning "to melt down") is the partial melting of rocks. Traditionally, anatexis is used specifically to discuss the partial melting of crustal rocks, while the generic term "partial melting" refers to the partial melting of all rocks, in both the crust and mantle. Anatexis can occur in a variety of different settings, from zones of continental collision to mid ocean ridges. It is believed that anatexis is the process largely responsible for the formation of migmatites. As a result, active feedback between crustal shearing, melting, and granite emplacement Evidence for this can be seen in the physical, mineralogical, and isotopic signatures of countless granites.
Условия плавления
Анатексис коры не ограничивается какой-либо одной тектонической обстановкой, а определяется четырьмя основными параметрами: температурой, давлением, содержанием летучих компонентов и типом/составом пород. Количество и состав частичных расплавов, вероятно, меняются локально, отражая неоднородность земной коры. Возможными источниками тепла являются первозданное тепло, исходящее из ядра Земли, а также распад радиоактивных элементов. Декомпрессионное плавление может происходить в утолщенных участках земной коры и может быть вызвано различными процессами, включая эрозию, тектоническую денудацию и истончение литосферы. Это генетическое различие отражается в геохимической характеристике самих расплавов.
Сегрегация расплава
Сегрегация гранитных расплавов от их остаточных твердых веществ начинается с момента начала частичного плавления вдоль границ зерен реагирующих минералов, а именно ферромагнезийных фаз слюд и амфиболов. Это, в сочетании с увеличением доли расплава, изменяет механизмы деформации, действующие между зернами, и значительно снижает прочность породы. По мере частичного плавления и начала течения породы, ее реология существенно меняется. Эти изменения локализуют напряжения, создаваемые региональной тектоникой, и в соответствии с принципом Ле Шателье, система реагирует, перекачивая расплав в зоны дилатансии (пониженного давления), тем самым отделяя расплав от его анатектического источника в локальном масштабе. В тех случаях, когда это происходило и сохранилось в геологической летописи, можно ожидать обнаружения макроскопических слоев, обогащенных расплавом (лейкосом), и макроскопических слоев остаточных твердых веществ (меланосом). Эти слои обычно ориентированы параллельно текстуре вмещающей породы. С увеличением количества накопленного расплава в окружающей породе, расплав перемещается дальше от источника к растущим поперечным структурам, таким как вышеупомянутые трещины хрупкого разрушения. В конечном итоге это приводит к формированию и развитию взаимосвязанной сети аккумуляции.
Местоположение
Когда транспортировка расплава происходит в больших масштабах, анатексис может приводить к подъему и внедрению крупных гранитных тел в верхнюю часть коры. Этот переход обычно характеризуется сменой механизма миграции расплава с миграции, обусловленной сдвигом, на миграцию, обусловленную плавучестью. Этот заключительный этап процесса извлечения требует оптимального соотношения между долей расплава и его распределением в локальной породе. Подъем этой магмы, который ранее представляли как медленный подъем крупных, плавучих тел, в настоящее время в большей степени связывают с быстрым движением по узким каналам и самораспространяющимся дайкам. Эти более быстрые модели преодолели основные тепловые и механические проблемы, присущие более ранним теориям, а также проблему гранитов и близкоповерхностного фельзического вулканизма. Когда поток поднимающейся магмы меняет направление с вертикального на горизонтальное, начинается внедрение. Этот процесс происходит эпизодически и обусловлен как продолжающейся региональной тектоникой, так и образованием структур в вмещающих породах, что позволяет плутону распространяться в стороны и утолщаться по вертикали. Синтектонические анатектические мигматиты в регионе Хафафит, Восточная пустыня, Египет, Нубийский щит, служат примером тесной взаимосвязи между орогенезом (тектоникой), метаморфизмом и образованием и внедрением гранитов.