Metallogeny of the geodynamic systems of the pulsating expanding earth

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        I. 2.  N u c l e a r   s t a g e  (4,200-3,б00 Ma). In late Katarchean there 
was the formation of protocontinental «greygneissic» crust, which consisted 
completely  of      metamorphic  magmatic  rocks,  represented  by  andesites, 
dacites,  tonalites,  trondhjemites  and  plagiogranites,  coincident  on  midlle 
chemical  composition  to  diorite  with  sharp  dominance  of  sodium  over 
potassium.  In  a  lesser  degree,  the  horizons  of  metamorphic      sedimentary- 
volcanic rocks are found.  
     The greygneissic complexes of rocks with absolute age 3,900-3,200 Ma 
are  found  on  all  continents  of  the  Earth.  The  separate  dome-shaped 
elevations  of  these  rocks  vary  in  diameter  from  several  hundreds  up  to 
thousand  kilometers.    In  the  late  Katarchean  there  were  «islands»  of  salic 
crusts  folded  by  the  greygneissic  complexes  of  rocks  rather  multiplied 
composition,  which  have  received  the  title      «nuclear»  (Pavlovskiy  & 
Gluchovskoy,  1982).  It  is  quite  possible,  that  the  large  dome-shaped 
structure of ancient shields,  observed on space snapshots,  can be the  relics 
of salic islands of Katarchean.   Among them  the dome Ungava (Canadian 
shield),  Aldano-Timpton  dome  (Aldan  shield),  Singbum  dome  (Indian 
shield)  and  dome  Pilbara  (West-Australian  shield)  can  be  regard    (Khain, 
Bozhko, 1988). 
 
In late Katarchean there were already aqueous basins, with depositions 
of  sedimentary  rocks  and  pillow-lava  of  the  serial  Isua  in  Greenland. 
However,  water  pools  at  that  time  were,  apparently,  small  and  flat, 
somewhat  sunk  in  depression  between  dome-shaped  elevations.  The  water 
was  free  of  dissolved  sulfates  and  oxygen,  but  contained  chlorides.  The 
lower  hydrogen  ions  concentration  in  comparison  with  modern  (рН  =  7.0 
instead  of  7.5-8.5)  precluded  depositing  carbonates  from  the  water.  The 
temperature of the water was  above modern. The atmosphere was strongly 
different  from  modern  and  resembled  venerian.  The  rotation  rate  of  the 
Earth was considerably higher; the duration of day in Katarchean consisted 
of  5  hours.  The  major  closeness  of  the  Moon  to  the  Earth  caused  power 
lunar affluxes. The solar radiating was more intensive (Monin, 1983). 
     The geodynamic regime of the nuclear stage of development of the Earth 
differed  by  high  geothermal  gradients  (54
o
  C/km),  waterless  granulate 
metamorphism  and  fine-meshed  near-surface  convection  in  the  upper 
mantle  and  crust.  According  to  many  researchers,  the  striking  reaction  of 
asteroids  and  meteorites  on  the  surface  of  the  Earth  in  the  period  between 
4200-3800  M.a.  determined  the  localization  upraised  of  mantle  jets  and 
growth  of  sialic  nuclear  above  them.  In  intermediate  depressions  between 
rising  domes, there were, probably, downward convective currents  and the 
accumulation  of  the  sedimentary  -  volcanogenic  depositions  in  the  initial 
water basins (Khain, Bozhko, 1988).         
      From the position of primordial hydridic Earth, as a result of radioactive 
warming up  exterior layer of the core, the separation of disorderly streams 
of protonic hydrogen and the hydrogen blow-down of bowels of the Earth to 
the  end  of  Katarchean  and  in  the  beginning  of  Archean  there  was  the 
enrichment  by  oxygen  the  rocks  of  the  upper  mantle  and  earth  crust  with 
formation of silicate-oxide lithosphere. The earth’s crust at the depth of 25-

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30  km  appeared  composed  above  by  «greygneissic»  dioritic  complex  of 
rocks, and below by primitive basaltoic rocks. 
       Metallogeny  of  the  nuclear  stage  is  less  known.    It  is  found,  that  the 
Katarchean «greygneissic” complex is enriched a little by Ni, Cr, Fe, V, but 
has low contents of lithophile elements, including U, Th, Rb, Ti, Zr, F, Nb, 
Ba,  Sr,  B,  in  comparison  with  normal  granites  (Khain,  Bozhko, 1988).  In 
the  composition      of    «  greygneissic  »  complex  of  rocks  the  layers  of 
ferriferous  quartzites,  jaspilites,  aluminous  quartzites,  gneisses  and  shales 
are being found. The most ancient deposit of ferriferous quartzites is found 
in  a  southwest  part  of  Greenland  in  district  Godhab-fiord  in  the  complex 
Isua. The absolute age of these quartzites equals 3,760 Ma., and the reserves 
of  iron  ores  compound  here  2100  Mt.  The  ferriferous  quartzites  were 
generated,  apparently,  at  the  expense  of  redeposition  of  products  of  the 
chemical  weathering  basic  rocks  in  adjacent  fine  aqueous  basins.  In  the 
Western  Greenland,  large  scheelites  deposits  dated  to  metavolcanic  acidic 
and basic composition with intercalation of carbonate rocks and metapelites 
complex  Isua  (3,800  Ma)  are  detected,  as  well  as  in  younger  supercrustal 
complex Maline (3,000-2,800 Ma.). Scheelite is dated to аmphibolites with 
initial pillow-lava and tightly associates with the tourmaline (Andreev et al., 
1997). 
        The  analysis  of  available  materials  allows  making  a  preliminary 
conclusion,  that  the  Katarchean  metallogenic  epoch  was  specialized  on 
initial concentration of siderophile (iron, titanium) and, to a lesser degree, to 
lithophile  (aluminum,  tungsten,  phosphorum)  elements.  At  the  expense  of 
the  chemical  weathering  of  basalts,  gabbro  and  anorthosites,  the 
redepositions  of  products  of  the  airing  in  superficial  aqueous  basins  and 
subsequent processes of regional metamorphism were generated deposits of 
the indicated mineral resources. 
      II.      P  e  r  m  o  b  i  l  e        c  y  c  l  e      (3,600  –  2,000  Ma)  of  geological 
development  of  the  Earth is  subdivided into three stages:  1.  early Archean 
(3,600-  3,000  Ma  );  2.    late  Archean  (3,000  –  2,500  Ma)  and    3.  early 
Proterozoic (2,500 – 2,000  Ma). 
      The  geodynamic  conditions  and  nature  of  geological  processes  in 
Archean are specified by particular features, when the surface of the planet 
was still strongly heated, the hydrosphere is practically absent, and the half-
plastic  lithosphere  was  in  stage  of  forming,  that  does  not  allow  to  make 
conclusions on the principles of actualism. At this time complexes of rocks, 
unique in composition, were constituted, which are not present any more, or 
extremely  rare  among  the  later  formations.  The  presence  of  comatiites, 
enderbites,  charnockites,  аnorthosites,  granulites,  jaspilites,  testify  to      the 
higher thermodynamic level of magmatism, metamorphism and deformation 
of rocks. The regarded cycle of development of the earth crust is called by 
L.I.Salop (1982) as   p e r m o b i l e , which one differed by overall tectonic 
mobility of the structures.  The latter were represented by cratons, composed 
from  granulite-gneisis,  granite  -  gneisis,  granulite-greenstone  and  granite  – 
greenstone  areas,  with  infrequent  and  small  epicratonic  sedimentary 
aqueous basins and intracratonic geosynclines. 

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