Проблема источника калия в образовании земной коры

Данная проблема вытекает из несоответствия широкой распространенности калия в земной коре и низких исходных концентраций этого элемента в мантии Земли согласно бытующим хондритовой или пиролитовой моделям. С нашей точки зрения проблема эта гораздо шире. Попытка свести баланс по второстепенным и малым элементам (исходная хондритовая мантия - земная кора и дунитовый мантийный рестит) выявляет несколько групп элементов, которые сведены в таблице 3.

Таким образом, калий попадает в большую группу дефицитных элементов и, если его для коры все же можно набрать, очистив преобладающий объем мантии, то хондритовые содержания некоторых других дефицитных элементов (например, урана) оказываются недостаточными даже при полном их извлечении из всего объема планеты.

С другой стороны, никак не меньшая проблема возникает в связи с избыточными и сверхизбыточными элементами, которых в метеоритах в десятки, сотни и тысячи раз больше, чем в коре и мантийных модулях. Казалось бы, что сославшись на дифференциацию, можно предположить их захоронение где-то на недоступных для нас глубинах. Однако среди тяжелых сидерофилов, для которых это допущение (в рамках традиционной модели) представляется приемлемым, избыточным оказываются также такие легкие литофильные элементы как бериллий, германий, углерод.

По нашей версии выявленные группы элементов являются следствием исходных различий составов Земля и метеоритного вещества (пояса астероидов), обусловленных сепарацией элементов согласно их потенциалам ионизации (сравни табл. З и рис. 2). В данной связи хондритовая модель Земли неприемлема. Однако весь фактический материал по метеоритам не теряет, а напротив, приобретает особую актуальность, поскольку его можно использовать в полной мере для оценки исходного состава нашей планеты, но с учетом магнитной сепарации.

Положение калия на общем тренде (см. рис. 2) позволяет утверждать, что его концентрация на Земле должна быть примерно на порядок выше, чем в метеоритах. Естественно, при нашей оценке исходного (среднего) содержания калия на планете (K₂O = 0,6%) исчезает проблема источника этого элемента. Для образования кора мощностью 37,5 км, составленной из I части гранита и 1,5 частей базальта, зона рестита в мантии (с содержанием K₂O = 0,05%) должна быть развита до глубины всего лишь 120 км. Полученный результат дает возможность представить первичный состав силикатко-окиеной оболочки планеты (а равным образом и состав первичной недеплетированной мантии) смесью из 1 части гранитов, 2 частей базальтов и 5 частей ультрабазитов (дунит-гарцбургитов).

Пересчет данной смеси на нормативный минеральный состав показывает, что первичная мантия в условиях малых глубин должна быть представлена плагиоклазовым вебетерит-лерцолитом, который в условиях высоких давлений трансформируется в гранат-оливиновый пироксенит.

Таким образом, согласно нашим представлениям, в мантии под слоем дунит-гарцбургитского рестита имеет место первичный мантийный субстрат с гораздо более высокими (чем это допускается традиционно) содержаниями калия, рубидия и прочих литофильных элементов. В данной связи становится понятной (и обязательной) обогащенность наиболее глубинных мантийных производных (кимберлитов, щелочных базальтов, лампроитов) "коровыми" элементами. особенно в тех случаях, когда отсутствуют признаки контаминации. Для этого первичного мантийного резервуара предложен термин "гиполит".