Строение земной коры. Этапы формирования рельефа

Связанная в серпентинитах вода в процессе разогрева и частичного плавления континентальной коры поднимается на земную поверхность и вместе с избытком щелочей и кальция дает океанскую зону. Ниже будет находиться слой почти чистого кремнезема, вынесенный на поверхность термальными водами. Еще ниже разместится слой, сложенный преимущественно анортозитами, в котором будут накапливаться выделяющиеся

при плавлении кальций и алюминий. Проведенное известным австралийским ученым Т.X. Грином экспериментальное исследование генезиса анортозитов показало, что эти своеобразные породы, состоящие почти целиком из кальциевых полевых шпатов, образуются в результате фракционной кристаллизации или частичного плавления, т.е. когда вследствие разделения и удаления легкоплавких кислых пород возникает анортозитовый остаток.

Третий слой океанической коры может быть сложен и кислыми породами (гранитами), поскольку скорости сейсмических волн в этом слое много ниже, чем в «базальтовом» континентальной воры.

Лежащие под анортозитами мантийные породы океанов образовались частично за счет обезвоживания серпентинитов, частично за счет «зонной плавки», вынесшей вверх избытки щелочей, кремнезема, кальция и алюминия.

При таком перераспределении вещества сохраняются общий баланс элементов, участвующих в процессе океанизации, их суммарный вес и занимаемый ими объем. Нет необходимости прятать какие-либо элементы в мантию или, наоборот, черпать их из нее. Решается проблема воды. Получает объяснение равенство тепловых потоков на древних платформах и в океанах, поскольку количество радиоактивных элементов до и после океанизации не изменяется. Предлагаемый механизм океанизации физически возможен. Необходимое для его течения тепло, как показывают расчеты, в мантий имеется. Иные модели океанизации представляются нереальными.

Обращу внимание, что гипотеза плитовой тектоники также не решает проблемы баланса вещества, как и предложенные ранее гипотезы океанизации (В.В. Белоусов и др.). С позиций гипотезы плит, океаны возникли недавно (в мезозое, кайнозое) и очень быстро (50–100 млн. лет). Непонятно, откуда взялась вода, заполнившая океаны. Не соблюдается условие постоянства вещества океанической и континентальной тектоносферы.

Преобразование континентальной коры в тонкую океаническую возможно, по нашему мнению, лишь в том случае, если первая в значительной степени сложена серпентинизированными гинербазитами. Если же мощность «гранитного» слоя коры превышает 15–20 км, то образуется целый ряд промежуточных типов коры. Они широко известны во всех океанах под архипелагами островов. Мощность коры там меняется в пределах 12–25 км.

Такова утолщенная кора под Гавайскими, Каропинскими, Соломоновыми, Фиджи и другими островами Тихого океана. До 50% площади Индийского, Атлантического и Северного Ледовитого океанов, вместе взятых, занимает кора толщиной 10–20 и даже 30–40 км (Северная Атлантика).

Выше подчеркивалось, что этап океанообразования был непродолжительным (первые десятки миллионов лет). Не исключено, а скорее даже вероятно, что в жизни нашей планеты было несколько этапов океанизации, по-видимому, совпадающих с серединой геотектонического цикла. Возможно, что начало образования некоторых океанов, в особенности Тихого, относится к середине или даже к началу палеозойской эры. Многократная океанизация объясняет относительно небольшие колебания солевого состава Мирового океана. Типичная (5–7 км) океаническая кора, вероятно, сформировалась в результате нескольких (двух и более) эпох океанизации.[8]

Северная Атлантика может служить примером первого этапа океанообразования, когда континентальная и кора еще только начала разрушаться. Так, например, К в Фареро-Шотландском «канале» сейсмическое зондирование показало уничтожение высокоскоростного «базальтового» слоя, тогда как вышележащий, «гранитный» не доизменился в мощности, а лишь слегка прогнулся. Здесь, по-видимому, уже произошла десерпентинизация «базальтового» слоя, а следующая стадия – зонное плавление верхней половины разреза коры – еще не наступила.

Положение зон начальной стадии океанизации в Северной Атлантике позволяет представить пространственную схему этого процесса в следующем виде. По-видимому, океанизация начинается вдоль некоторых зон глубинных разломов, по которым необходимое тепло поступает из мантии в кору быстрее, чем в других местах. Вдоль этих разломов возникают зоны начальной стадии океанизации (Баффинов залив, Датский пролив, Фареро-Шетландский «канал»).

В первую очередь десерпентинизируется (обезвоживается) нижний «базальтовый» слой. В результате нижние части континентальной коры оказываются под глубоководными заливами, как бы съеденными. Выделившаяся при этом вода заполняет образующуюся на поверхности Земли впадину. Если океанизация вступает в следующую стадию, то начинается зонное плавление верхней половины континентальной коры. Отдельные океанизирующиеся полосы расширяются и, сливаясь друг с другом, образуют типичный океан.

Характерный контур Атлантического океана в виде буквы S объясняется, на наш взгляд, тем, что процесс его образования шел по разломам, издревле имевшим такую ориентировку. Срединно-океанический хребет приурочен к одному из таких разломов, но формирование этой протяженной структуры непосредственно не связано с океанизацией, а представляет возникшую уже на океанической коре полосу поднятия, близкую по природе рифтам континентов.

В зонах глубинных разломов, возникавших в континентальной коре, степень серпентинизации гипербазитов резко возрастала и образовалось значительное количество высокомагнитного магнетита. При океанизации континентальной коры глубинные магнитные аномалии материковой коры могли сохраниться, создав полосовые магнитные аномалии, широко известные в океанах.

Геофизики, изучавшие природу магнитных аномалий в океанах, пришли к выводу, что нижние кромки магнитовозмущающих масс в большинстве случаев расположены ниже подошвы океанической – коры, т.е. в верхней мантии. Такой вывод не согласуется с гипотезой разрастания океанического дна, согласно которой магнитные аномалии генерированы вторым слоем океанической коры.[9]

Большая глубинность источников магнитных аномалий в океанах закономерна. Верхние горизонты мантии океанов ранее входили в состав континентальной коры. Эта кора была расчленена разломами, где вследствие серпентинизации накапливался магнетит. Магнитовозмущающие тела, уходящие в мантию океанов, и фиксируют места ранее существовавших глубинных разломов.

Заметим, что для образования в низах земной коры или в верхней мантии зоны, обогащенной магнетитом, достаточно появления системы тонких трещин, нарушивших монолитный массив ультраосновных пород. Проникающая по таким трещинам вода вызовет интенсивную серпентинизацию и, следовательно, обильное выделение магнетита. С.С. Шульц установил, что все геологические структуры континентов, как складчатые, так и платформенные, подвержены планетарной трещиноватости определенного направления. Обнаружены полосы сгущения трещин и зоны их более редкого расположения. Вполне вероятно, что подобного рода тонкая трещиноватость на континентах, ранее существовавших на месте океанов, и была причиной возникновения зон с повышенным содержанием магнетита.

 Скачать реферат