229 2

228

6.3.2.5.    Problem genezy granitoidów

Zagadnieniem powstawania granitoidów zajmowano się od kilkudziesięciu lat ze zmiennym zainteresowaniem. W latach 1930—1950 dyskusja na ten temat rozwinęła się z niebywałą siłą i przyjęła postać ostrej polemiki, która zakończyła się przyjęciem kompromisowego stanowiska przez przeciwstawne strony. Magmatyści uznali możliwość powstawania granitoidów na drodze metamorficznej przebudowy łupków krystalicznych, a transformiści przyznali, że granitoidy mogą być również produktami zestalania się magmy.

Obecnie nie ma racji bytu teoria powstawania dużych mas magmy granitoidowej na drodze frakcyjnej krystalizacji magmy bazaltowej. Podobnie ma się sprawa z poglądem o metasomatycznej granityzacji na dużą skalę, bez udziału stopów granitowych. W związku z genezą granitoidów pojawiał się nowy problem, nie mniej ważki i palący od poprzedniego. Aktualnie uznaje się, że batolity granitoidowe są objętościowo największymi produktami konsolidacji magm granitoidowych. Nie wiadomo jednak, z jakich materiałów i gdzie powstały takie magmy.

Magmy granitoidowe nie mogły powstać z bezwodnych skał ultrama-ficznych, w warunkach ciśnienia panującego w dolnej części skorupy ziemskiej lub górnym płaszczu. Z badań eksperymentalnych wynika bowiem, że takie stopy nie mogą współwystępować przy ciśnieniu ponad 10-10⁸Pa z fazami charakterystycznymi dla skał płaszcza. Obecność wody może zmienić sytuację. Częściowe topnienie granatowego lherzolitu w obecności wody na głębokości przynajmniej 80 km może doprowadzić do powstania uwodnionego stopu granitoidowego. W ten sposób mogły powstać stopy granitoidowe, z których wytworzyła się pierwotna skorupa ziemska. Nie wydaje się, aby ten mechanizm mógł odgrywać istotną rolę w tworzeniu się na wielką skalę późniejszych magm granitoidowych.

O materiale źródłowym magm można wnosić na podstawie izotopów strontu. W niektórych granitoidach znanego wieku zawartość radio-genicznego strontu odpowiada ilości tego izotopu w skałach otaczających wykazujących wysoki stopień metamorfizmu regionalnego. Granitoidy te są przypuszczalnie produktami konsolidacji magmy powstałej na drodze selektywnego topnienia skał metamorficznych, kóre obecnie stanowią ich osłonę. Tego typu plutonem jest prawdpodobnie granit starszy kompleksu Glen Clova, występujący w strefie sillimanitowej w Szkocji i sylurski granit Cooma w Nowej Południowej Walii (Pidgeon i Compston, 1965).

Znacznie trudniej jest ustalić materiał źródłowy magm napływowych. Trzeba mieć zawsze na względzie możliwość kontaminacji magmy (wzrost Sr⁸⁷/Sr^8<s)wskutek kontaktu z roztworami solnymi lub starszymi metaosada-mi. Jest rzeczą bardzo prawdopodobną, że niektóre granity wywodzą się z materiałów bogatych w radiogeniczny stront (stara skorupa sialiczna) lub zawierają domieszkę takiego materiału. Magmy ubogie w radiogeniczny stront mogą zawierać tylko niewielką domieszkę starszego, sialicznego materiału krustalne-go. Stopy o wartości początkowej Sr⁸⁷/Sr⁸⁶ około 0,707 mogły powstać na drodze wytapiania w strefach subdukcji, gdzie obok strontu wywodzącego się ze skorupy oceanicznej może pojawić się stront pochodzący ze skorupy sialicznej. Magmy granitoidowe ze stosunkiem Sr⁸⁷/Sr⁸⁶ około 0,707 mogły również powstać ze skał sialicznych o podobnym stosunku izotopów strontu.

Proces wytapiania skał jest zjawiskiem skomplikowanym, wymagającym odpowiedniej głębokości i temperatury. Dlatego też procesowi temu podlegają skały powstałe w warunkach dość wysokich ciśnień i temperatur. Pierwotny kompleks skalny topiony jest stopniowo, poczynając od składników o niskiej temperaturze topnienia. Istotną rolę w procesie anateksis odgrywa woda, która przy braku roztworów porowych czerpana jest z minerałów uwodnionych, w miarę jak one ulegają rozkładowi w kolejności: muskowit-biotyt-hornblenda. Niedobór wody w materiale wyjściowym powoduje niedosycenie wodą stopów anatektycznych. Magmy granitoidowe powstałe w zaawansowanym stadium anateksis będą prawdopodobnie złożone ze stopu kwarcowo-skaleniowego niedosyconego wodą i będą przepełnione opornymi na topnienie fazami krystalicznymi (wapniowy plagioklaz, hornblen-da i biotyt lub ich agregaty). Ksenolity amfibolitowe są bardzo pospolite w granitoidach.

Z dodatniego nachylenia krzywej topnienia granitu przy stałej zawartości wody wynika, że powstały stop granitowy może się wznosić bez krystalizowania do wyższych horyzontów. Magmy granitowe o wysokiej temperaturze i ubogie w wodę mają największe szanse osiągnięcia powierzchni Ziemi. Natomiast stopy bogatsze w wodę (o niższej temperaturze) osiągają nasycenie wodą przy dość wysokim ciśnieniu (2—3 • 10⁸ Pa). Magmy te tracą następnie wodę i szybko krystalizują (zostają unieruchomione). To częściowo tłumaczy powszechność występowania plutonów granitoidowych i ubóstwo ich ekwiwalentów ekstruzyjnych.

Podsumowując, można powiedzieć, że część magm granitoidowych powstała wskutek stopienia regionalnie przeobrażonych skał osadowych. Niektóre magmy powstały ze stopienia starszych skał sialicznych lub częściowego wytapiania skał bardziej zasadowych (amfibolitów) skorupy kontynentalnej. Tego typu magmy będą przeważnie niedosycone wodą. Zasadowe magmy wywodzące się z płaszcza lub upłynniania skał maficznych w dolnej części skorupy mogą dostarczyć magm tonalitowych wskutek zmieszania się ich z magmami kwaśnymi. Duże masy magm granitoidowych nie mogą powstać na drodze wytapiania materiałów ultramaficznych płaszcza. W ten sposób powstają tylko drobne ilości magmy granitoidowej, jeżeli woda jest obecna w materiale źródłowym lub gdy zostanie ona doprowadzona z zewnątrz. Samego składu izotopowego ołowiu i strontu nie można stosować ani do identyfikacji skał wyjściowych, ani do ich umiejscowienia na określonym poziomie w skorupie lub w obrębie płaszcza.

/