Изложенные ранее особенности уральского магматизма позволяют оценить термальный режим орогена на разных стадиях его эволюции. Эти оценки, естественно, касаются только тех горизонтов, где происходило магмообразование, т. е. верхней мантии и нижней коры.
Котектический анализ магматических пород позволяет примерно оценить P-Т-условия магмообразования на разных этапах эволюции магматизма. «Сухие» (габбро-нориты) и «водные» (роговообманковые) габброиды разного возраста и из разных структурно-формационных зон Урала отвечают по валовому химическому составу двупироксен-плагиоклазовым котектикам при близком давлении - соответственно 15 и 14 кбар; давление водного анатексиса, продуктами которого являются тоналиты и гранодиориты, составляет 9-7 кбар, а водные пермские граниты соответствуют котектике при 5 кбар. Эти данные дают основание для оценки примерной минимальной глубины области мантийного магмообразования в 50-60 км, а корового - в 35-20 км. Такие самые общие оценки подтверждаются на конкретных объектах, которые рассмотрены в соответствующих главах.
Надсубдукционная природа магматизма Уральского подвижного пояса требует хотя бы краткой характеристики палеозон субдукции, которые в современной структуре представляют собой сутуры, сложенные в основном серпентинитовым меланжем. Суммируя данные по геологической истории Урала, можно отметить несколько разновозрастных зон палеосубдукции. Две из них, сопряженные с зоной Главного Уральского разлома, контролировали мантийный магматизм островодужного типа Тагильской (время функционирования 460-400 млн лет назад) и Магнитогорской (400-330 млн лет назад) мегазон. С расположенными восточнее Серовско-Маукской (380-290 млн лет) и Алапаевско-Сухтелинской (360-290 млн лет) сутурами связан окраинно-континентальный мантийно-коровый магматизм северо-западного и юго-восточного мегаблоков. Эти зоны палеосубдукции имели восточное падение, что подтверждается наличием четкой геохимической зональности, подобной той, что свойственна современным надсубдукционным магматитам. Существуют представления о наличии зон палеосубдукции с западным падением, сутуры которых располагаются в Зауралье. Эти разновозрастные и активные зоны субдукции на всей палеозойской геологической истории орогена служили источником стагнированных плит, которые не только меняли состав мантии под Уралом и охлаждали ее, но и служили постоянным источником воды. Последняя определяла магматическую активность и сам тип уральского магматизма.
Роль стагнированных плит подробно рассмотрена для Западно-Тихоокеанской треугольной зоны (ЗТТЗ), включающей территорию Индонезии, Филиппин и южной оконечности Азии, и представляющей собой часть будущего суперконтинента. Термальная активность этой зоны рассмотрена S. Maruyama с соавторами (2007), которые показали, что мантия ЗТТЗ от верхней границы до подошвы самая холодная на Земле. Тем не менее ЗТТЗ -наиболее активная магматическая зона планеты. Авторы объясняют это противоречие влиянием воды, которая даже в экстремально малых количествах определяет тип и интенсивность магматизма. По их данным, добавление 0.1 мас.% воды понижает температуру плавления на 200°К по сравнению с сухими условиями на глубине 200 км, а добавление 0.2 мас.% воды - на 500°К. Что касается вязкости, то введение 100-1000 ppm воды в оливин уменьшит вязкость на два порядка по сравнению с сухими условиями. Термальная структура ЗТТЗ, по мнению авторов, контролируется захороненными в процессе субдукции плитами, которые охлаждали мантию и служили источником воды. Ситуация в Уральском палеозойском эпиокеаническом орогене, спаявшем Восточно-Европейский и Азиатский кратоны, во много сходна с описанной для ЗТТЗ.
Выявленные особенности уральского палеозойского магматизма позволяют оценить P-T-параметры верхней мантии и коры в процессе эволюции подвижного пояса. Условия мантийного магмообразования в интервале 450-400 млн лет назад, происходящего на глубине около 50 км, позволяют определить температуру верхней мантии. Во время массового маловодного базитового магматизма (460-430 млн лет назад) она составляла 1300-1100 °С, во время преимущественно водного магматизма (425-400 млн лет назад) -1100-900 °C (рис. 11.19).
P-Т-параметры водного анатексиса роговообманковых габброидов (375-310 млн лет), продуктами которого были тоналиты и гранодиориты, составляли 7-9 кбар и 800±50 °С, определяя тем самым температуру нижней коры на глубине 25-30 км. Следующий этап водного анатексиса тоналитов и гранодиоритов, приведший к массовому гранитообразованию (290-250 млн лет назад), происходил при давлении около 5-6 кбар и температуре 700±50 °C на глубине около 20 км. Поскольку области анатексиса ограничены ареалами развития ГТГГ и гранитных массивов, то вне их температура на соответствующих глубинах не превышала 600-650 °С, т. е. была ниже температуры водного гранитного солидуса (см. рис. 11.19).
В случае адиабатического переноса тепла флюидом минимальные температуры верхней мантии Уральского надсубдукционного эпиокеанического подвижного пояса на глубине около 80 км можно предварительно оценить следующим образом: 450-425 млн лет назад - 1300±100 °С, 425-400 млн лет назад - 1100±100 °С, 375-250 млн лет назад - 900il00 °С.
Намеченные генеральные P-T-параметры палеозойской эволюции подвижного пояса нарушались такими событиями, как раннекаменноугольное рифтообразование, с которым связано формирование вулканоплутонических габбро-гранитоидных и базальт-риолитовых серий в Магнитогорской мегазоне (330-345 млн лет назад) и Валерьяновской зоне Зауралья (320-335 млн лет назад), и возникновение континентальных дуг, сопровождавшееся формированием кольцевых монцодиорит-гранитоидных интрузивов (335-330 и 285 млн лет назад). Эти события приводили к разрыву сплошности мантии и коры, падению давления и магмообразованию.
Преобладание водного типа магматизма свидетельствует о том, что температура верхней мантии и коры Уральского орогена была на 150-200 °C ниже, чем в окружающих океанических и континентальных областях. По этому параметру Уральский ороген сходен с Западно-Тихоокеанской треугольной зоной и относится к орогенам «холодного» типа. Особенности уральского магматизма могут быть использованы для идентификации подобных орогенов.