Геотектоника с основами геодинамики - Хаин В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Выше говорилось, что возраст коры современных океанов (и окраинных морей) не превышает 180 млн. лет: Однако в пределах складчатых поясов континентов мы находим и гораздо более древнюю, вплоть до раннедокембрийской, кору океанского типа, представленную так называемыми офиолитовыми комплексами (или просто офиолитами). Термин этот принадлежит немецкому геологу Г. Штейнманну и был предложен им еще в начале XХ в. для обозначения характерной "триады" пород, обычно встречающихся вместе в центральных зонах складчатых систем, а именно серпентинизированных ультрамафитов, габбро, базальтов и радиоляритов. Сущность этого парагенеза пород долго интерпретировалась ошибочно, в частности, габбро и гипербазиты считались интрузивными и более молодыми, чем базальты и радиоляриты. Только в 60-г годы, когда были получены первые достоверные сведения о составе океанской коры, стало очевидным, что офиолиты - это океанская кора геологического прошлого (так называлась первая в нашей литературе и одна из первых в мировой литературе статья на эту тему А. В. Пейве, опубликованная в 1969 г.). Это открытие имело кардинальное значение для правильного понимания условий зарождения подвижных поясов Земли.
Континентальная кора распространена не только в пределах собственно континента, т.е. суши, за возможным исключением наиболее глубоких впадин, но и в пределах шельфовых зон континентальных окраин и отдельных участков внутри океанских бассейнов - микроконтинентов. Тем не менее общая площадь развития континентальной коры меньше, чем океанской, и составляет 41% земной поверхности. Средняя мощность континентальной коры 35-40 км: она уменьшается к окраинам континентов и в пределах микроконтинентов и возрастает под горными сооружениями до 70-75 км.
В общем, континентальная кора, так же как и океанская, имеет трехслойное строение, но состав слоев, особенно двух нижних, существенно отличается от наблюдаемый в океанской коре. Слои эти следующие.
1. Осадочный слой, обычно именуемый осадочным чехлом. Его мощность изменяется от нуля на щитах и менее крупных поднятиях фундамента территории осевых зон складчатых сооружений до 10 и даже 20 км во впадинах платформ, предгорных и межгорных прогибах горных поясов. Правда, в этих впадинах кора, подстилающая осадки и обычно называемая консолидированной, может уже быть ближе по своему характеру к океанской, чем к континентальной. В состав осадочного слоя входят различные осадочные породы преимущественно континентального или мелководного морского происхождения реже батиального (опять-таки в пределах глубоких впадин) происхождения, а так же практически повсеместно, покровы и силлы основных магматических пород, образующие трапповые поля. Скорость продольных волн в осадочном слое составляет 2,0 - 5,0 км/с с максимумом для карбонатных пород. Возрастной диапазон пород осадочного чехла - до 1,7 млрд. лет, т.е. на порядок выше, чем осадочного слоя современных океанов.
2. Верхний слой консолидированной коры выступает на дневную поверхность в зонах складчатых сооружений, он вскрыт на глубину 12 км в Сверхглубокой скважине и на значительно меньшую глубину в скважинах в Волго-Уральской области на Русской плите, на плите Мидконтинента США и на Балтийском щите в Швеции. Золотодобывающая шахта в Южной Индии прошла по данному слою до 3,2 км, в Южной Африке - до 3,8 км. Поэтому состав этого слоя, по крайней мере его верхней части, в общем хорошо известен. Главную роль в его сложении играют различные кристаллические сланцы, гнейсы, амфиболиты и граниты, в связи с чем он нередко именуется гранитогнейсовым. Скорость продольных волн в нем составляет 4,5 - 6,5 км/с. В фундаменте залегают породы, имеющие архейско-протерозойский или даже мезозойский возраст, а частично и во внутренних зонах молодых складчатых сооружений этот же слой сложен менее сильно метаморфизованными (зеленосланцевая фация вместо амфиболитовой) породами и содержит меньше гранитов, поэтому здесь его часто называют гранитно-метаморфическим слоем, а типичные скорости продольных скоростей в нем порядка 5,5 - 6,0 км/с. Мощность данного слоя коры достигает 15 - 20 км на платформах и 25-30 км в горных сооружениях: поэтому попытки достигнуть бурением его подошвы, предпринятые в Кольской и Саатлинской сверхглубоких скважинах, оказались безуспешными.
3. Нижний слой консолидированной коры. Первоначально предполагалось, что между двумя слоями консолидированной коры существует четкая сейсмическая граница, получившая по имени ее первооткрывателя - немецкого геофизика - название границы Конрада. Бурение только что упоминавшихся скважин поставило под сомнение существование такой четкой границы; иногда вместо нее сейсмика обнаруживает в коре не одну, а две (K1 и К2) границы, что дало основание выделить в нижней коре два слоя (Н.И. Павленкова) (рис. 2.4). Состав пород, слагающих нижнюю кору, как отмечалось, недостаточно известен, так как скважинами она не достигнута, а на поверхности обнажается фрагментарно (см. выше). Исходя из общих соображений, В. В. Белоусов пришел к заключению, что среди пород нижней коры должны преобладать с одной стороны, породы, находящиеся на более высокой ступени метаморфизма и, с другой стороны, породы более основного состава, чем в верхней коре. Поэтому он назвал этот слой коры гранулит-базитовым. Предположение Белоусова в общем подтверждается, хотя обнажения показывают, что в сложении нижней коры участвуют не только основные, но и кислые гранулиты. В настоящее время большинство геофизиков различают верхнюю и нижнюю кору по другому признаку - по их отличным реологическим свойствам: верхняя кора жесткая и хрупкая, нижняя - пластичная. На многих сейсмических профилях через фундамент платформ нижняя кора характеризуется наличием многочисленных параллельных отражающих площадок, которые рядом исследователей интерпретируются как пластовые внедрения основных магматических пород. Если это так, то лишний раз подтверждается наименование данного слоя коры как гранулит-базитового. Скорость продольных волн в нижней коре 6,4-7,7 км/с; принадлежность к коре или мантии низов этого слоя со скоростями более 7,0 км/с нередко спорна. Есть предположение, что и некоторых районах, в частности под трапповыми полями, кора подстилается продуктами кристаллизации основной магмы, не вышедшей па поверхность.
