23 Строение и структуры океанического типа земной коры

Океаны, включая окраинные моря, занимают около 71 % по­верхности нашей планеты. Из этой площади около 23 % при­ходится на подводные окраины континентов, обладающие корой не океанского, а континентального или переходного типа.

Океаническая кора отличается от континентальной по мощ­ности (обычно не более 6-8 км) и по составу, прежде всего по отсутствию характерного для континентов гранитного слоя. Она состоит из трех слоев, которые изучены глубоководным бурением и драгированием в стенках крупных разломов на океанском дне.

Верхний слой океанской коры - оса­дочный. Его мощность минимальна в центральной части океана, где этот слой выклинивается, и максимальна у подножия кон­тинентальных окраин, где мощность нередко достигает 10-15 км, а иногда и больше. На большей же части площади океана мощность осадков измеряется сотнями метров. Весь осадочный чехол оке­анов сформирован за последние 160-180 млн. лет, начиная с юрского периода.

Второй слой океанской коры - базальтовый. Он сложен однообразными толеитовыми базальтами, часто в виде пиллоу лав (подушечных лав). В основании второго слоя располагается дайковый комплекс, состоящий из парал­лельных даек долеритов. Дайковый комплекс относят либо к самым низам второго,либо уже к верхам третьего слоя. Его мощность достигает 1 км.

Третий слой океанской коры сложен полнокристаллическими магматическими по­родами основного и ультраосновного состава. Верхняя часть третьего слоя сложена мас­сивными габбро, а нижняя – серпентинизированными ультраосновными по­родами - перидотитами (гарцбургитами, лерцолитами), реже дунитами. Мощность третьего слоя изменяется от 3 до 5 км. По аналогии с офиолитами суши предполагается, что ультраосновные породы нижней части третьего слоя представляют собой так называемый полосчатый комп­лекс расслоенных в магматической камере дифференциатов той же базальтовой магмы, за счет которой обра­зовался второй слой.

В строении океанического ложа различают три главных эле­мента: срединноокеанические поднятия (хребты), трансформные разломы и океанические плиты.

Срединноокеанические поднятия (хребты)

В конце 50-х годов ХХ века было выяснено, что на дне океана существует единая и протяженная система срединноокеанических хреб­тов длиной более 60 тыс. км, шириной от 0,5 до 2 тыс. км и вы­сотой над абиссальными равнинами до 3-4 км. Она прослеживается во всех океанах и занимает около 1/3 поверхности их дна. Срединноокеанические хребты вполне соответствуют своему названию лишь в Атлантическом и Индийском океанах, а в Тихом и Северном Ледовитом океанах они сдвинуты к одному краю океана.

В поперечном сечении срединных хребтов выделяются три зоны: фланговые, гребневые и осевые. Фланго­вые зоны наиболее широкие, имеют ширину несколько сотен километров. Они покрыты тонким слоем осадков, мощность которых возрастает к подножию хребта на глубине 3,5-4 тыс. м. Слой осадков перекрывает расчлененный базальтовый фундамент.

Гребневые зоны имеют ширину порядка 50-100 км. Они разбиты продольными разломами на узкие блоки-пластины шириной от 1 до 10 км (в среднем 2,5 км), которые при­подняты в виде гряд или опущены относительно друг друга. Средняя глубина гребневых зон 2-2,5 км, местами значительно меньше. Осадки плиоцен-четвертичного возраста выпол­няют карманы-грабены и имеют небольшую мощность (десятки метров).

Осевые зоны имеют ширину 25-30 км и в своем наиболее типичном виде выражены рифтами. Они представляют собой узкие щелевидные грабены сложного внутреннего строения (грабен в грабене), причем вдоль оси цент­рального грабена шириной 4-5 км обычно намечается не высокое продольное поднятие. Это поднятие образовано наиболее молодыми центрами базальтовых излияний. Ближе к бортам рифта нередко расположены горячие источники (гидротермы), выделяющие сульфиды и сульфаты тяжелых металлов (Fе, Мn, Рb, Zn, Сu).

Рифтовые зоны характеризуются высокой сейсмичностью, очаги которой лежат на глубине до 20-30 км, а также высо­ким тепловым потоком, в несколько раз превышающим среднемировой. Морфология срединноокеанических рифтов, в частности зияю­щие трещины, однозначно свидетельствуют о том, что они явля­ются зонами активного раздвига (спрединга) литосферных плит.

Далеко не везде осевые зоны срединных хребтов выражены рифтами. На некоторых, довольно протяженных участках хребтов осевые зоны представлены не рифтами, а горстами, например, в Восточно-Тихоокеанском хребте, Юго-Восточном Индоокеанском хребте, Срединно-Ат-лантическом хребте к югу от острова Исландия. Горстовое строение появляется на тех участках, где особенно зна­чительны масштабы магматической деятельности. Непрерыв­ный подпор магмы вызывает выпирание осевой зоны вместо ее просадки при опорожнении магматических очагов.

ТРАНСФОРМНЫЕ РАЗЛОМЫ

Срединноокеанические хребты пересечены многочисленными поперечными так называемыми трансформными разло­мами (название предложено канадским геофизиком Дж. Вилсоном).

Трансформные разломы – это глубинные поперечные разломы сдвигового типа, которые пересекают срединноокеанические хребты и смежные с ними океанические плиты и прослеживаются до подводных окраин континентов. Среди них выделяются разломы трех порядков.

Наиболее крупные – это магистральные разломы длиной тысячи километров (4-6 тыс. км), которые находятся на расстоянии до 1000 км друг от друга. Они пересекают океаны "от края до края" и даже переходят на континенты. По этим трансформным разломам осевые рифты срединных хребтов смещаются в горизонтальном направлении на первые сотни километров.

Однако, собственно сдвиговые, т.е. противоположные по знаку смещения по магистральным трансформным разломам происходят только на центральном отрезке между осевыми рифтами, поэтому центры мелкофокусных землетрясений приурочены только к этому отрезку

.За пределами этого отрезка крылья трансформного разлома смещаются в одну сторону, но с разной скоростью, которая на рисунке отражена разной длиной стрелки. Иногда по этим разломам сдвиговые горизонтальные движения сопровождаются вертикальными смещениями взбросового типа амплитудой до 3-5 км. Тогда породы нижней части коры или даже верхней части мантии оказываются выше пород верхней части коры. Такие надвиги известны в восточной части Азоро-Гибралтарского трансформного разлома Атлантики. По ним происходит выжимание вверх в виде протрузий пластичных серпентинитов верхней мантии. В других случаях сдвиги по трансформ ным разломам сопровождаются раздвигами. Тогда образуются щелевидные грабены глубиной до 7-8 км, например, впадины Чейн и Романш в экваториальной зоне разломов Атлантики. Так, разлом Романш прослеживается от Африки до Южной Америки в виде желоба глубиной 7369 м (максимум) на расстоянии 3700 км. Он является левым сдвигом и имеет продолжение на континентах. В Африке его продолжением является континентальный рифт Бенуэ (по р. Нигер и ее левому притоку р. Бенуэ), заполненный меловыми морскими и континентальными осадками мощностью до 9 км. В Южной Америке продолжением впадины Романш является континентальный рифт на широте 4 с.ш., заполненный меловыми и кайнозойскими осадками, уходящими под аллювий р. Амазонки. Наиболее крупные магистральные трансформные разломы известны в северо-восточной части Тихого океана – это широтные разломы Мендосино, Меррей, Кларион, Клиппертон, которые прослеживаются от берегов Северной Америки до Гавайских островов и островов Лайн.

На пересечении СОХов магистральными трансформны-ми разломами образуются крупные вулканические постройки, выступающие над водой в виде островов. Крупнейшим из них является остров Исландия, который полностью перекрывает Срединно-Атлантический хребет и даже выходит за его пределы. Такими же являются Азорские острова (на пересечении Срединно-Атлантического хребта с Азоро-Гибралтар-ским трансформным разломом), другие острова в Атлантическом океане (острова Вознесения, Тристан-да-Кунья, Св. Еле-ны, Буве), в Тихом океане (остров Пасхи), Индийском океане (острова Сен-Поль и Амстердам). Все вулканические острова (кроме Исландии) расположены не на оси СОХов, а смещены на одно из плеч рифта (как в континентальных рифтах). Лавы этих островов отличаются от нормальных толеитовых базальтов срединных хребтов повышенной щелочностью и часто относятся к щелочно-базальтовой (трахибазальтовой) формации.

Трансформные разломы 2-го порядка называются региональными. Они пересекают весь СОХ с интервалом первые сотни километров и имеют длину от сотен километров до 1-2 тыс. км. Между ними с интервалом несколько десятков километров расположены более мелкие разломы, которые рассекают только гребневые и осевые зоны СОХов и затухают на их флангах.