3. Строение и состав континентальной земной коры.
Континентальная кора составляет 41%, океаническая - 56%, 3% - кора сложного строения. Средняя мощность континентальной коры 35-40 км, она уменьшается к окраинам континентов и в пределах микроконтинентов, возрастает под горными сооружениями до 70-75 км.
Подходы в изучении строения континентальной коры:
Сеймика: по скорости продольных волн кора имеет следующее строение.
Vp, км/с |
Слой |
2 - 5 |
Осадочный слой. Мощность – до 20 км во впадинах платформ. Состав: осадочные породы континентального или мелководно-морского происхождения, покровы магматических пород. Максимум скоростей – в карбонатных породах. Возраст – до 1,7 млрд. лет. |
5,5 - 6 |
Гранитный слой (название появилось 100 лет т.н.). Обнажается на щитах. Состав: кристаллические сланцы, гнейсы, амфиболиты, граниты. Мощность достигает 15-20 км на платформах и 25-40 км в горных сооружениях. Эта часть коры жесткая и хрупкая. |
6,5 - 7,5 |
Базальтовый слой (название появилось 100 лет т.н.). Более высокая степень метаморфизма и более основной состав, чем у верхнего слоя. Эта часть коры пластичная. |
>8,1 |
Мантия |
Между базальтовым и гранитным слоем проходит граница Конрада.
Модель строения континентальной коры по ИФЗ: имеется две поверхности Конрада.
Vp, км/с |
Слой |
|
2 - 5 |
Осадочный слой |
|
5,5 - 6 |
Гранитный слой |
Консолидированная кора |
6,4 - 6,7 |
Диоритовый слой |
|
6,8 - 7,7 |
Базальтовый слой |
|
>8,1 |
Мантия |
|
Изменение состава континентальной коры с глубиной:
Рефлекторы - отражающие поверхности (в сейсмике, метод отраженных волн). Они очень важны при геологической интерпретации: скопления рефлекторов (маленькие черточки) дают более глобальные геологические границы, т.е. почти готовый геологический разрез.
Реологические свойства коры - выражаются в способности пород к хрупкой/пластичной деформации. Важны при изучении землетрясений: в древней докембрийской коре очаги землетрясения распределены более или менее равномерно по всей коре, а в современных складчатых поясах все очаги землетрясений приурочены только к верхней хрупкой коре. Нижняя часть коры имеет пластичные свойства, т.о., при воздействии на континентальную кору напряжений, нижняя пластичная и верхняя хрупкая коры будут деформироваться по-разному.
На стыке земной коры разных типов может наблюдаться следующее:
Пассивное сочленение - граница проходит в пределах одной литосферной плиты, по континентальному склону.
Активное сочленение - зоны субдукции.
4. Строение и состав океанической земной коры.
Континентальная кора составляет 41%, океаническая - 56%, 3% - кора сложного строения. Мощность коры обычно не превышает 5-6 км, возрастает к подножию континентов.
Разрез океанической коры:
Пиллоу-лавы, которые появляются там путем трещинных излияний. Лавы, излившиеся ранее, уже отодвинуты от оси спрединга и перекрыты осадками, а, кроме того, опущены. Т.е. чем древнее осадки, тем на меньше глубине они накапливались, а осадочный разрез с глубиной становится все более мелководным.
Каждое трещинное излияние - одна дайка, чем ниже, тем больше даек - второй слой, комплекс параллельных даек. Сложены долеритами и диабазами.
Подъем даек идет из магматического резервуара. По мере спрединга эти магмы отодвигаются в сторону и кристаллизуются вместе с дифференциацией - третий слой.
Породы мантии - будущая поверхность Мохо, которая по оси спрединга еще не выражена.
Океаническая кора.
Vp, км/с |
Слой |
Мощность |
|
Вода |
~4 км |
2 - 4 |
Геофизический I слой - полностью удалось пройти скважинами глубоководного бурения, сложен океаническими осадками, которые сверху вниз становятся мелководнее, т.е. дно океана постоянно погружалось. Осадки океанов не древнее средней юры. Это глинистые, кремнистые, карбонатные глубоководные осадки. |
0 - 1 км (до 15 км - у подножия континентального склона) |
4,5 - 5,5 |
Геофизический II слой. Базальты с редкими и тонкими прослоями пелагических осадков, часто с подушечной отдельностью, реже массивные. Ни одна из скважин глубоководного бурения не прошла этот слой насквозь. Скважина 504 (у берегов Колумбии и Эквадора) - удалось пройти породы II слоя на интервале 1836 м, но до нижней границы его не дошли. Глубина моря в этом месте 3,5 км. Океаническая кора здесь маркирована магнитной аномалией 3' - 5,8 млн. лет назад (граница миоцена и плиоцена), объем осадочного слоя не древнее этого возраста. Скважина прошла следующие слои:
|
1,5 - 2 км |
6 - 7,5 |
Геофизический III слой - данные об этом слое получали на основе драгирования образцов с подводных уступов (разлом Элтанин - общая высота уступов достигает 6 км, куда входит и подошва осадочных пород, и весь II геофизический слой, и верхи III слоя). С нижнего интервала подняли несколько типов пород: преимущественно габбро, амфиболиты, серпентинизированные перидотиты. На самом весь III слой на всю мощность - габбро, а амфиболиты - результат динамо-метаморфизма габбро в зоне трансформного разлома, перидотиты - выдвинутые блоки из верхней мантии. Также результаты о строении III слоя получали с аппарата Alvin (батискаф) - самые успешные погружения проведены в Карибском море (Кайманов трог - левосторонний сдвиг, с изломом посередине - короткая зона спрединга). Излом - поперечная расщелина, куда и погружался батискаф. Аппарат прошел весь III слой до поверхности Мохо, а также породы верхней мантии. В район Бермуд с помощью этого аппарата пробурили неплохую колонку мантийных перидотитов. Габбро III слоя вверху, как правило, массивные, а внизу переходят в расслоенные (результат кристаллизационного фракционирования), а также появляются породы дунитового состава. Этот разрез по-настоящему изучен только в одной скважине глубоководного бурения 735B - в южной части Индийского океана (недалеко от острова Кергелен). Там начали бурить, т.к. геофизика дала блоковый подъем океанической коры. Эта скважина прошла по габбро 1299 м, т.е. примерно половину III слоя, но дала очень подробный разрез. |
6 - 7,5 км |
>8,1 |
Мантия |
|
Магнитная съемка океанов дает пластинчатое строение коры: линейные магнитные аномалии, дающие разную намагниченность пород.
Разрывы (сбросы), образующиеся в зоне СОХ, при разрастании океанического дна не исчезают совсем, они либо залечиваются вторичными минералами, либо захораниваются под осадками в виде границ между блоками, т.е. становятся потенциальными разрывами в виде ослабленных зон, параллельных линейным магнитным аномалиям. Это также подтверждает пластинчато-вертикальное расчленение океанической земной коры.
Субокеаническая земная кора.
Пример: под глубоководными впадинами Черного моря.
Модели образования участков с субокеанической корой:
Разноориентированный спрединг задуговых бассейнов, т.е. механизм схож с образованием обычной океанической коры;
Базификация: опускание и переработка нормальной океанической коры, что сопровождается уплотнением пород за счет внедрения снизу базитов.
Выделяют иногда и субконтинентальный тип коры - кора развитых островных дуг в условиях активной континентальной окраины.