Геотектоника с основами геодинамики - Хаин В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Таким образом, к настоящему времени в распоряжении исследователей имеется уже целый арсенал геологических и геофизических методов, позволяющих раскрыть строение и состав тектоносферы. Тем не менее следует признать, что наши знания о составе нижней части континентальной коры и верхней мантии континентов и океанов все еще недостаточны.
2.2. Общие представления о составе и строении тектоносферы
В геологическом смысле по вещественному составу тектоносфера делится на земную кору и верхнюю мантию до глубины порядка 400 км, а в физическом, точнее реологическом1, смысле - на литосферу и астеносферу, причем границы между этими подразделениями, как правило, не совпадают и литосфера обычно включает кроме коры и какую-то часть верхней мантии.
1 Реология - наука о деформациях и течении вязких веществ
Земная кора составляет самую верхнюю оболочку твердой Земли. Она одевает нашу планету почти сплошным слоем, изменяя свою мощность от 0 на некоторых участках срединно-океанских хребтов и океанских разломов до 70 - 75 км под высокими горными сооружениями Анд, Гималаев и Тибета. Состав и строение коры очень различны под континентами и под океанами, что дало основание для выделения двух се главных типов, но имеются и промежуточные.
Океанская кора занимает на Земле несколько большую площадь, чем континентальная - 56%, но обладает значительно меньшей мощностью, обычно не превышающей 5-7 км и возрастающей к подножию континентов. В строении (рис. 2.3) достаточно отчетливо выделяются три слоя.
Рис 2.3. Разрез литосферы океанов в сравнении с усредненным разрезом офиолитовых аллохтонов (Бей-оф-Айлендс, Папуа, Семаиль, Троодос, Вуринос), по Дж. Спрею (1983), с дополнениями. Внизу - модель формирования главных единиц разреза в зоне океанского спрединга, по Дж. Палистеру и К. Хопсону (1981):
1 - пелагические осадки; 2 - излившиеся базальты; 3 - комплекс параллельных даек (долериты); 4 - верхние (не расслоенные) габброиды и габбро-долериты, 5, 6 - расслоенный комплекс (кумуляты): 5 - габброиды, 6 - ультрабазиты; 7 - тектонизированные перидотиты; 8 - базальный метаморфический ореол; 9 - базальтовая магма I-IV - последовательная смена условий кристаллизации в очаге по мере удаления от оси спрединга
Первый, или осадочный слой мощностью не более 1 км - в центральных частях океанов, вплоть до полного отсутствия местами в осевых зонах срединно-океанских хребтов, и до 10-15 км - на периферии океанов, близ континентальных подножий. В состав 1-го слоя входят глинистые, кремнистые и карбонатные глубоководные пелагические осадки, причем карбонаты распространяются лишь до некоторой глубины, а ниже исчезают вследствие растворения. Ближе к континенту появляется примесь обломочного материала, снесенного с cyши, так называемые гемипелагические осадки. Скорость распространения продольных сейсмических волн (vр) в 1-м слое изменяется от 2,0 до 5,0 км/с. Возраст осадков этого слоя не превышает 180 млн. лет.
Второй слой океанской коры в своей основной верхней части (2А) сложен базальтами и редкими и тонкими прослоями пелагических осадков; базальты эти нередко обладают характерной подушечной (в поперечном сечении) отдельностью (пиллоу-лавы), но встречаются и покровы массивных базальтов. В нижней части 2-го слоя (2B) обнаружены параллельные дайки долеритов. Общая мощность 2-го слоя 1,5 - 2 км, а скорость продольных сейсмических волн 4,5 - 5,5 км/с.
Строение 1-го и 2-го слоев океанской коры хорошо изучено глубоководным бурением, наблюдениями со спускаемых подводных аппаратов и драгированием. Второй слой на значительную мощность (1726 м) вскрыт скважиной 504 В в восточной части Тихого океана, близ побережья Коста-Рики.
Третий слой океанской коры состоит из полнокристаллических магматических пород основного и подчиненно ультраосновного состава. В его верхней части обычно развиты породы типа габбро, а нижнюю часть составляет "полосчатый комплекс", состоящий из образований габбро и ультрамафитов. Мощность 3-го слоя 5 км. Скорости продольных волн в этом слое достигает 6,0-7,0 км/с. Глубоководным бурением габбро 3-го слоя вскрыты лишь в одной точке в юго-западной части Индийского океана к югу от Мадагаскара, но состав слоя довольно хорошо известен по данным драгирования и наблюдений с подводных аппаратов. Полные разрезы океанской коры и верхов мантии наблюдались в Атлантике французской и советской экспедициями в стенках разломов.
Считается, что породы 2-го и 3-го слоев образовались примерно одновременно с породами 1-го слоя. Это подтверждено скв. 332В глубоководного бурения в Центральной Атлантике, где среди базальтов 2-го слоя были обнаружены прослои фораминиферовых илов, принадлежащие той же фаунистической зоне, что и низы осадочного 1-го слоя, перекрывающие эти базальты. Кроме того, имеются радиометрические датировки пород 2-го и 3-го слоев, также свидетельствующие в пользу близости возраста основания осадочного слоя и двух других слоев океанской коры. Однако в некоторых и, возможно, не столь уж редких случаях базальты 2-го слоя залегают с перерывом на породах 3-го слоя; это особенно характерно для древних аналогов океанской коры (см. ниже). Океанская кора, вернее кора океанского типа, не ограничивается в своём распространении ложем океанов, а развита также в глубоководных котловинах окраинных морей, таких как Японское море, Южно-Охотская (Курильская) котловина Охотского моря, Филиппинское, Карибское и многие другие моря. Кроме того, имеются серьезные основания подозревать, что в глубоких впадинах континентов и мелководных внутренних и окраинных морей типа Баренцева, где мощность осадочного чехла составляет 10-12 км и более, он подстилается корой океанского типа; об этом свидетельствуют скорости продольных сейсмических волн порядка 6,5 км/с.
