1. Внутреннее строение Земли и методы его изучения. Тектоносфера.

ЗК - верхнюю оболочку твердой Земли. М = 0 - 70 км под высокими горными сооружениями.

О ЗК (56 %) М = 5-6 км.

1) Осадочный слой (1 км - 10-15 км). Скорость 2 - 5 км/с.

глинистые, кремнистые и карбонатные глубоководные пелагические осадки, к континенту - примесь обломочного материала.

Возраст осадков < 170 млн лет. (J3)

2) Второй слой (1,5-2 км). Скорость 4,5-5,5 км/с.

верх - подушечные базальты с тонкими прослоями пелагических осад­ков

низ - параллельные дайки долеритов.

3) Третий слой (5 км) Скорость 6-7,5 км/с.

полнокристаллических магма­тические породы О и УО (низ).

верх – габбро

низ-«полосчатый комплекс» =расслоенные при магма­тической дифференциации габбро.

КЗК (41 %) М = 40 км - 70 км.

1) Осадочный слой, (0км - 10-20 км). Скорость 2- 5 км/с.

Осадочные породы континентального или мелководного морского происхождения + покровы и силлы О магм. пород, образующие трапповые поля.

Возраст < 1,7 млрд лет (PR2)

2) Верхний слой консолидированной коры (20 км - 30 км) ГРАНИТНО-ГНЕЙСОВЫЙ Скорость 6-6,5 км/с

высупает на щитах и массивах платформ и в осевых зонах складчатых сооружений.

кристаллические сланцы, гнейсы, амфиболиты и граниты

В фундаменте молодых платформ он < метаморфизован, < гранитов = гранитно-метаморфическим слоем, атипичные скорости 5,5-6 км/с.

3) Нижний слой консолидированной коры. Скорость 6,4-7,7 км/с;

на поверхности обнажается фрагментарно. гранулит-базитовым.

Более метаморфизованные и О породы, но есть К гранулиты.

суб­океанская - вдоль континентальных склонов и подножий = утонённая (до 15—20 км) и пронизанную дайками и силлами О магматических пород КЗК. (обнажена на побережье Красного моря).

субконтиненталъный - ОЗК в энсиматических вулканических дугах превращается в КЗК, но имеет ещё малую мощность и скорости.

Граница Мохо

Верхняя мантия от 70 до 400 км

под океанами верхняя мантия – верх –шпинелевые, низ – гранатовые периотиты.

под континентами кроме перидотитов в подчиненном количестве эклогиты, т. е. глубокометаморфизованные основные породы. Эклогиты - метаморфизованные реликты океанской коры, затащенные в мантию в процессе субдукции.

Верхи океанской мантии можно наблюдать местами на суше в пере­мещенных на нее фрагментах океанской литосферы (офиолитах) мощ­ностью до 8 км в Горном Омане, а в Папуа-Новой Гвинее, возможно, даже 12 км.

Верхняя часть мантии истощённая - обеднена крем­неземом, щелочами, U, Tr, редкими землями из-за выплавления из нее базальтовых пород ЗК.

глубже «неистощенной» мантией.

Средний первичный состав мантии - смесь перидотита (оливина много) и базальта в пропорции 3:1 - пиролит.

Переходная 400 - 660 = слой Голицы­на

(оливин в более плотную модификацию)

(оливин и пироксен в метасиликат и окисла Fe и Mg)

Нижняя мантия от 660 км

660 - 1000 км, иногда объединяется с переходной как средняя мантия.

Ниже 1700-1900 км в составе окислы Са, Mg, Fe, Si.

Самый нижний D" толщина 200-300 км, который прослеживается над поверхностью ядра.

В самом основании слоя - расплавленное вещество.

До него погру­жаются субдуцировавшие в мантию «слэбы» и поднимаются «плюмы» .

обмен веществом между мантией и внешним ядром.

Внешнее ядро - от 3000 км

расплавленное - конвективное перемешивание

Состоит из Fe и Ni + Si, О, S, возможно также К и Н.

Внутреннее ядро (от 5000 км и ниже)

твердое, состоит из Fe и Ni , анизотропно, вращается со скоростью, несколько отличной от скорости внешнего ядра (и остальной планеты)

Тектоносфера- там где происходят тектонические процессы.

По составу пород: ЗК и Верхняя Мантия

По реологическому смыслу: литосфера и астеносфера.

2. глубоководное бурение в океанах, сверхглубокое бурение на контнентах и их значение для геотектоники.

Сверхглубокое бурение на континенте: (+4, +5)

1 скважина – Роллсорская (прикаспий)

3 сверхглубокая – Кольская (12300м.)

4,5	PR1 (печенгская серия)	Метабазиты, слабо-умеренно метам.	Зеленосланцевая фация
6,8			Амфиболитовая фация
11,1	AR1-2 (кольская серия)	Амф-гнейс. комплекс	Гранулитовая фация	Зона разуплотнения
12,3	КатAR комплекс жлезистых высокоморфизоанных пород	Кислые граниты

Уральская сверхглубокая – на среднем урале во внешней зоне.

Результаты:

• Устновлен нелинейный характер изменения различных геофизических параметров в земной коре: скорость волн определяется не только реальной плотностью пород, но зависит от тепловых потоков, литостатических стрессовых нагрузок и флюидного режима.

• Доказана сложная реологическая структура земной коры и многообразие причин возникновения геофизических горизонтальных границ. Установлена мощная глубинная зона разуплотнения из-за латеральных стрессовых нагрузок и АПД флюидов. Наличие горизонтальных шовных зон межд блоками разновозрастного консолдированного фундамента.

• Выявлена аномальная механо-химическое рудное минералообразование.

• Установлено наличие химосинтезирующих сверхвысокобарических и температурных микробиот, устойчивых до глубин 3-5 км.

• Установлена возможность сохранения стабильных сложных УВ-фаз жидких и газообразных до температуры 250-300гр.

Океаническое бурение:

Гломар челленджер с системой динамического позиционирования.

Джойдес резолюшн [максимально вскрытый фундамент – 1500км.]

Всего 1200 скважин по всему океану.

Выводы:

• Подтвердилась теория литосферных плит и океанской коры.

• Систематически меняется мощность и возраст от краёв к центру.

• МОВ помогло узнать строение океанической земной коры.

Результаты:

• Колоссальный отбор океанического материала (породы консолидрованного слоя ок. коры)

• Вскрыта верхняя мантия

• На уступах трансформных разломов – выходы мантии (о. и у-о. интрузии)

• Доказан возраст пород J2-J3

• Мощность осадочного чехла океанической коры меняется от хребтов к континенту.

• Выявлена система линейных магнитных аномалий.

• Импульсная особенность интрузий в спрдинговых хребтах.

• Найдены зоны аккреционных призм.

• Изучены пассивные окраины.

• Обнаружены предки афеолитовых ассоциаций (толеиты основного состава, натриево-щелочные – обнаружены в зеленокаменных поясах)

Скважина 504Б (Галапагосский спрединговый центр):

1	Осадочный слой	400м.
2а	Геалокластиты, кремнистые прослои, яшмы, пиллоу-лавы, натриевые базальты	1500м.	трещеноватый
2b			Слабопористый, с силлами и дайками долеритов
2с	Дайки долеритов, тела силлов
3а	Изотропные габбройды = куммулятивный комплекс	3-5км.
3b	Ректитовый комплекс (тугоплавкие остатки магматических камер) – сотоит из габбройдов лейкократовых и миланократовых		Граница мохо

6. Природа поверхности Мохоровичича: главные модели.

Изучение границы с помощью волн:

Продольные - скачок­ скоростей от 7,5-7,7 до 7,9-8,2 км/с. (∆ 0,5 км/с) – 2,3 (из-за коллизии) или нет границы, чаще 1

Оражённые – не всегда отражаются – целый пакет (15-100 км) где проводить неясно.

Коллизия ожет привести к рассасыванию корней гор и смещению Мохо.

В океанах - пе­реход от полосчатого комплекса 3 слоя (габброидов) к серпентинизированным перидотитам.- вдоль нее происходят срывы коры относительно мантии.

На континентах – переход от О гранулитов, базитов, гнейсов к УО или к О эклогитам.

Модель 1 (габбро,амфиболиты/перидотиты).

в океанах прохо­дит выше петрографической, полосчатый комплекс низов коры (ультрамафитов), по сейсми­ческим скоростям относится уже к мантии.

на континентах переход от коры к мантии носит более сложный характер (несколько границ) - результат перескока поверхности М с од­ного уровня на другой вследствие фазовых превращений.

Модель 2 (амфиболиты/эклогиты).

под океанами верхняя мантия – верх –шпинелевые, низ – гранатовые периотиты.

под континентами кроме перидотитов в подчиненном количестве эклогиты, т. е. глубокометаморфизованные основные породы. Эклогиты - метаморфизованные реликты океанской коры, затащенные в мантию в процессе субдукции.

8. Изостазия и её влияние на развитие вертикальных тектонических движений.

Пришли к выводу, что имеется общее стремление земной коры к уравновешенности за счет мантии; явление это получило название изостазии.

Существуют два способа осуществления изостазии:

1. Гипотеза Эри.

Изостазия обеспечивается вариациями мощности земной коры и нижняя поверхность последней обладает рельефом, обратным рельефу земной поверхности. В региональном масштабе обычно оправдывается, так как горные со­оружения действительно обладают более толстой корой и максимальная толщина коры наблюдается у наиболее высоких из них (Гималаи, Анды, Гиндукуш, Тянь-Шань и др.).

2. Гипотеза Пратта.

Участки повышенного рельефа должны быть сложены менее плотными породами, а участки пониженного — более плотными; В этом случае подошва земной коры может быть даже горизонтальной.

Уравновешен­ность континентов и океанов достигается комбинацией обоих механиз­мов — кора под океанами и много тоньше, и заметно плотнее, чем под континентами.

Как показали гравиметрические исследования, большая часть по­верхности Земли находится в состоянии, близком к изостатическому равновесию. Наибольшие отклонения от изостазии — изостатические аномалии — обнаруживают островные дуги и сопряженные с ними глубоководные желоба.

Для того чтобы стремление к изостатическому равновесию было эффективным, т. е. под дополнительной нагрузкой происходило погру­жение коры, а при снятии нагрузки — ее подъем, надо, чтобы под корой существовал достаточно пластичный слой, способный к перетеканию из областей повышенного геостатического давления в области пониженного давления - астеносфера.

9. Представление об астеносфере и литосфере. Роль астеносферы в реализации вертикальных и горизонтльных тектонических движений.

В отличие от коры и мантии, выделя­емых по геологическим данным (по составу пород) и данным сейсмо­логии (по скачку скоростей сейсмических волн на границе Мохоровичича), литосфера и астеносфера — понятия чисто физические, вернее реологические.

Исходным основанием для выделения астеносферы — ослабленной, пластичной оболочки, подстилающей более жесткую и хрупкую литосферу, — была необходимость объяснить изостатическую уравновешенность коры, обнаруженную при измерениях силы тяжести у подножия горных сооружений.

Таким обра­зом, исследователи пришли к выводу, что имеется общее стремление земной коры к уравновешенности за счет мантии; явление это получило название изостазии.

Как показали гравиметрические исследования, большая часть по­верхности Земли находится в состоянии, близком к изостатическому равновесию. Наибольшие отклонения от изостазии — изостатические аномалии — обнаруживают островные дуги и сопряженные с ними глубоководные желоба.

Для того чтобы стремление к изостатическому равновесию было эффективным, т. е. под дополнительной нагрузкой происходило погру­жение коры, а при снятии нагрузки — ее подъем, надо, чтобы под корой существовал достаточно пластичный слой, способный к перетеканию из областей повышенного геостатического давления в области пониженного давления.

1916 г. - название астеносфера означает «слабая оболочка». Позже было обнаружено существование на некоторой глубине под корой зоны понижения или отсутствия повышения, естественного при увеличении давления, скорости сейсмических волн. В дальнейшем появился другой метод установления астеносферы — метод магнито-теллурического зондирования, при котором астеносфе­ра проявляет себя как зона понижения электрического сопротивления. Кроме того, сейсмологи выявили еще один признак астеносферы — по­вышенное затухание сейсмических волн.

Все эти особенности астеносферы характеризуют ее как оболочку пониженной по сравнению с литосферой вязкости. Такое свойство асте­носферы объясняют частично расплавленным состоянием слагающего ее вещества. Обычно этому спо­собствует повышение температуры, эффект которого на данной глубине может превзойти эффект повышения давления с глубиной, которое пре­пятствует плавлению. Образующаяся в астеносфере магма имеет базальтовый со­став, т. е. содержит больше кремнезема, чем исходное ультраосновное вещество.

Астеносфере принадлежит также ведущая роль в движениях литосферы. Ее течение увлекает за собой литосферные плиты и вызывает их горизон­тальное перемещение.