ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.09.2020
Просмотров: 3912
Скачиваний: 10
Геохимик Франк Кларк вычислил, что земная кора чуть более, чем на 47 % состоит из кислорода. Наиболее распространённые породообразующие минералы земной коры практически полностью состоят из оксидов; суммарное содержание хлора, серы и фтора в породах обычно составляет менее 1 %. Основными оксидами являются кремнезём (SiO2), глинозём (Al2O3), оксид железа (FeO), окись кальция (CaO), окись магния (MgO), оксид калия (K2O) и оксид натрия (Na2O). Кремнезём служит главным образом кислотной средой, формирует силикаты; природа всех основных вулканических пород связана с ним. Из расчётов, основанных на анализе 1 672 видов пород, Кларк сделал вывод, что 99,22 % из них содержат 11 оксидов. Все прочие компоненты встречаются в очень незначительных количествах.
Земная кора — верхняя часть литосферы. В масштабах всего земного шара её можно сравнить с тончайшей плёнкой — столь незначительна её мощность. Различают 2 основных вида земной коры: континентальный и океанический и 2 переходных типа — субконтинентальный и субокеанический.
ОКЕАНИЧЕСКАЯ КОРА. Океаническая земная кора более тонкая (5—7 км), чем континентальная, и состоит из двух слоёв — нижнего базальтового и верхнего осадочного. Ниже базальтового слоя находится поверхность Мохо и верхняя мантия. Рельеф дна океанов очень сложен. Среди разнообразных форм рельефа особенно выделяются огромные срединно-океанические хребты. В этих местах происходит зарождение молодой базальтовой океанической коры из вещества мантии. Через глубинный разлом, проходящий вдоль вершин по центру хребта — рифт, магма выходит на поверхность, растекаясь в разные стороны в виде лавовых подводных потоков, постоянно раздвигая в разные стороны стенки рифтового ущелья. Этот процесс называется спредингом. Срединно-океанические хребты возвышаются над дном океанов на несколько километров, а их протяженность достигает 80 тыс. км. Хребты рассекаются параллельными поперечными разломами. Их называют трансформными. Рифтовые зоны — самые неспокойные сейсмические зоны Земли. Базальтовый слой перекрывают толщи морских осадочных отложений — илов, глин разного состава.
КОНТИНЕНТАЛЬНАЯ КОРА. Континентальная земная кора занимает меньшую площадь, но имеет более сложное строение и гораздо большую мощность. Под высокими горами её толщина измеряется 60—70 километрами. Строение коры континентального типа трёхчленное — базальтовый, гранитный и осадочный слои. Гранитный слой выходит на поверхность на участках, именуемых щитами. Например, Балтийский щит, часть которого занимает Кольский полуостров, сложен породами гранитного состава. Именно здесь велось глубокое бурение, и Кольская сверхглубокая скважина достигла отметки 12 км. Но попытки пробурить весь гранитный слой насквозь оказались неудачными. Шельф — подводная окраина материка — также имеет континентальную кору. То же относится и к крупным островам — Новой Зеландии, островам Калимантан, Сулавеси, Новая Гвинея, Гренландия, Сахалин, Мадагаскар и другим. Окраинные моря и внутренние моря, такие как Средиземное, Чёрное, Азовское, расположены на коре континентального типа. Говорить о базальтовом и гранитном слоях континентальной коры можно лишь условно. Имеется в виду, что скорость прохождения сейсмических волн в этих слоях сходна со скоростью прохождения их в породах базальтового и гранитного состава. Граница гранитного и базальтового слоев выделяется не очень чётко и изменяется по глубине. Базальтовый слой граничит с поверхностью Мохо. Верхний осадочный слой меняет свою толщину в зависимости от рельефа поверхности. Субконтинентальный тип земной поверхности по строению аналогичен континентальному, но не имеет четко выраженного раздела Конрада. Этот тип коры связан обычно с островными дугами — Курильскими, Алеутскими и окраинами материков.1—верхний, осадочно— вулканогенный, мощность — 0,5—5км. (в среднем 2—3км.).2—островодужный, «гранитный», мощность 5—10км.3— «базальтовый», на глубинах 8—15км., мощностью от 14— 8 до 20—40км.
Субокеанический тип земной коры приурочен к котловинным частям окраинных и внутриконтинентальных морей (Охотское, Японское, Средиземное, Черное и др.). По строению близок к океаническому, но отличается повышенной мощностью осадочного слоя.1—верхний 4—10 и более км., располагается непосредственно на третьем океаническом слое мощностью 5—10км. Суммарная мощность земной коры — 10—20км., местами до 25—30км. за счет увеличения осадочного слоя. Своеобразное строение земной коры отмечается в центральных рифтовых зонах срединно — океанических хребтов (срединно — атлантический). Здесь, под вторым океаническим слоем располагается линза (или выступ) низкоскоростного вещества (V = 7,4 — 7,8 км / с).
12. Состав и строение литосферы. Основные представления об образовании материковых глыб и океанических впадин: фиксизм, мобилизм.
Понятие литосферы
Самой верхней и твердой оболочкой, состоящей из близких по составу к гранитам пород, является литосфера. Точно толщина литосферы еще не определена, многие считают, что толщина составляет 60-30 км, многие, что она равна 90-100 км.
К литосфере имеет определенное отношение и земная кора, особенно к верхней и твердой ее части. Зачастую к литосфере также относят рудную, базальтовую и гранитную оболочки – более мощные слои, их толщина может составлять около 1200 км.
Состав литосферы: химические элементы
Исследовать литосферу можно только в области суши, благодаря этому географы изучают состав и строение земной коры. На данный момент, есть возможность исследовать области, которые относятся к поверхности земной коры вплоть до больших глубин. Это происходит за счет естественных обнажений, который можно найти по берегам морей, рек и сильно разрушенных гор.
Поэтому состав и строение земной коры известен приблизительно до глубины 16 км. А о тех слоях, которые находятся намного глубже, мы можем лишь догадываться. Специальные гравиметрические исследования и изучение сейсмических явлений позволяет нам строить догадки по этому поводу.
Земная кора в основном состоит из пород магматического происхождения – это около 90 %. Граниты пользуются наибольшим распространением, именно из них сложена верхняя и твердая часть земной коры. Но химический состав гранитов существенно отличается от магматических пород, являющихся результатами современных извержений.
Первая группа пород носит название сиалических - в них содержится большое количество кремния и алюминия. Для второй группы характерно содержание большого количества магния - это симатические породы. Породы из первой группы имеют меньший удельный вес.
Благодаря многочисленным исследованиям, стало понято, что поверхностная часть литосферы – та часть, которая доступна для изучения людям, главным образом состоит из сиалических пород. А те слои, которые находятся намного глубже – это породы симатические.
Следует помнить, что большая часть поверхности литосферы скрыта от человеческих глаз океанами и морями. Поэтому состав и строение литосферы относится лишь к тем участкам, которые находятся на суше.
Также породы, из которых состоит литосфера можно разделить на три основные группы. Породы, которые произошли от расплавленных магматических масс, относят к первой группе. Это – базальт, диорит и гранит, их общее название – магматические породы.
Вторая группа состоит из осадочных пород, которые образовались путем осаждения материалов из воды и воздуха. К ним относятся песчаник, известняк и глинистый сланец. Третья группа – это породы, испытавшие сильные изменения под влиянием высокой температуры и давления. Их называют метаморфическими, в состав входит мрамор, гнейс и графит. Такие изменения также могли испытать и магматические, и осадочные породы.
В современной геотектонике существует пара феноменологических концепций, и в ней одна концепция исключает другую или, по крайней мере, сильно ограничивает сферу ее применения. Это "фиксизм" и "мобилизм". В основу концепций положено представление о примате тектонических движений или главенствующей направленности движения блоков коры. Геологи, занимающиеся вопросами геотектоники, придерживаются одной из концепций в том или ином выражении. И это естественно - каждый исследователь должен иметь свое научно-теоретическое кредо, на котором базируются его разработки. Концепция содержит в себе рациональное зерно и базируется на сумме фактов и закономерностей, отражающих природные реалии. Но она не может в своем ортодоксальном выражении удовлетворить геологов.
Здесь необходимо обратить внимание на два момента.
1. Признание любой из существующих сейчас геотектонических гипотез на уровне "научной основы" геологических построений неизбежно приведет и к признанию единого ведущего механизма развития верхних оболочек Земли (по крайней мере коры и верхней мантии) и детерминированности вещественных и структурных преобразований в коре от процессов, происходящих в мантии. Однако, в настоящее время накопилось много наблюдений, что в земной коре могут идти свои, только ей свойственные процессы, приводящие к значительным, а то и полным структурно-вещественным преобразованиям. Эти процессы могут неожиданным образом отражать и те явления, которые происходят в более глубоких оболочках Земли.
2. Не может удовлетворить геологов эта концепция еще и потому, что она не базируется на четко сформулированных и объективно существующих фундаментальных геологических законах. А реальная действительность такова, что до настоящего времени геология не имеет своих четко сформулированных и объективно установленных фундаментальных закономерностей, которые могли бы быть базой всех без исключения геологических исследований, гипотез, теорий, как служат, например, теоретической механике законы Ньютона.
Возможно, необходимо объединить все перечисленные ортодоксальные представления, трансформировать их в концепцию структурно-вещественного преобразования, вещества Земли на основе признания ведущей роли его материального перераспределения, осуществляемого в различных формах.
В.И.Хаин высказывается более определенно: накопление фактического материала по проблемам ранней стадии развития Земли, происхождения океанов, палеомагнитных исследований и т.д. рано или поздно "взорвет плито-тектоническую парадигму" и вызовет необходимость ее замены. Такая опасность грозит тектонике плит со стороны фактов, указывающих на гораздо большую масштабность ее латеральных перемещений, на неизмеримо более сложную картину магнитных неоднородностей и перемещении вещества мантии, чем это поддается объяснению в рамках классической теории плит.
Фиксизм - геологическая гипотеза, исходящая из представлений о незыблемости (фиксированности) положений континентов на поверхности Земли и о решающей роли вертикально направленных тектонических движений в развитии земной коры. Фиксизм являлся одним из ведущих направлений в геологии вплоть до середины 60-х гг. 20 в., когда получили развитие положения мобилизма. В основе фиксизма лежит положение об унаследованном развитии плит, платформ, антиклинориев и др. источников сноса терригенного материала, о весьма продолжительном существовании глубинных разломов, о длительном проявлении однотипного магматизма в одних и тех же районах. Сторонники фиксизма (В. В. Белоусов, Х. О. Мейерхоф и др.) отрицают положение мобилизма о возможности горизонтальных перемещений крупных плит литосферы; допускаются лишь незначительные (до нескольких десятков км) горизонтальные перемещения сравнительно небольших участков земной коры по надвигам (шарьяжам) и сдвигам, вызываемые воздействием вертикальных движений. Составная часть концепции фиксизма - представление о формировании океанических впадин в результате опускания земной коры без значительного растяжения, с преобразованием материковой коры в более тонкую океаническую, а не вследствие раздвижения континентов, как утверждают мобилисты. Основные различия в тектонических условиях на поверхности Земли определяются, согласно фиксизму, различиями в эндогенном режиме внутренних частей.
Мобилизм
Мобилизм (от лат. mobilis -- подвижной) - гипотеза, предполагающая большие (до нескольких тыс. км) горизонтальные перемещения материковых глыб земной коры (литосферы) относительно друг друга и по отношению к полюсам в течение геологического времени. Мобилизм противопоставляется фиксизму. Предположения о подвижности материков начали высказываться ещё в 19 в., но научно разработанная гипотеза Мобилизм была сформулирована впервые в 1912 немецким геофизиком А. Вегенером (теория дрейфа материков). Современный вариант мобилизма -- «новая глобальная тектоника» (или тектоника плит) в значительной мере основана на результатах изучения рельефа дна и магнитных полей океанов, а также на данных палеомагнетизма. Согласно этим представлениям, происходит медленное (в среднем 1--5 см в год) перемещение монолитных плит, включающих не только материковые глыбы, но и примыкающие к ним обширные области океанической коры вместе с самой верхней частью мантии. Плиты расходятся в обе стороны от срединноокеанических хребтов к молодым складчатым поясам (Анды, Гималаи) и островным дугам. Здесь происходит погружение переднего края одной из двух встречающихся плит на значительную глубину (до 700 км) вдоль наклонных разломов, характеризуемых высокой сейсмичностью; в материковой коре другой плиты под влиянием сжатия образуются складки и надвиги. На тыльной стороне перемещающихся глыб, т. е. у оси срединных океанических хребтов, возникают структуры растяжения -- рифты. Подъём вещества из верхней мантии в «щель», раскрывающуюся при раздвигании плит, и последующее излияние базальтовых лав формируют в рифтовых зонах новообразованный слой коры; т. о. происходит расширение площади океанического дна.
На основании сходства геологического строения разобщённых частей палеозойских материков -- Гондваны (охватывавшей Южную Америку, Африку, Индостан, Австралию и Антарктиду) и Лавразии (Северная Америка, Европа, северная половина Азии) и совпадения контуров их материкового склона предложены палеотектонические реконструкции. Эти построения подтверждаются палеоклиматическими и палеомагнитными данными, которые показывают, что различные части Гондваны находились в конце палеозойской эры гораздо ближе к южному полюсу, чем сейчас, а Северная Америка располагалась рядом с Европой. Перемещения, происходившие в течение мезозоя и кайнозоя, привели к почти полному исчезновению геосинклинального океана Тетис и к образованию новых океанов -- Индийского и Атлантического. В качестве основной причины мобильности материков обычно указываются конвенционные течения вещества мантии.
13 Теория неомобилизма. Образование материков и океанических впадин, перемещение литосферных плит и значение срединно-океанических хребтов. Спрединг, субдукция
ГИПОТЕЗА НЕОМОБИЛИЗМА , Кропоткин, 1961, — концепция, согласно которой горизонтальное перемещение материковых глыб трактуется как результат горизонтальных и вертикальных движений подкорового вещества, проявляющихся в глубокофокусных землетрясениях, в нарушениях изостатического равновесия и т. п. Движения подкоровых масс, в какой-то мере напоминающие глубинные течения, согласно этим представлениям, увлекают за собой более легкий материал коры, нагромождая его в форме складок и надвигов там, где глубинные потоки сходятся и устремляются вниз (напр., в зонах глубокофокусных землетрясений по периферии Тихого океана), растягивая, разрывая и растаскивая его там, где глубинные потоки поднимаются кверху и растекаются в сторону. Явления сжатия и растяжения в горизонтальном направлении подтверждаются анализом очагов землетрясений (по методу А. В. Веденской и X. Хонда). Сжатие в горизонтальном направлении отмечается в таких зонах, как Гиндукуш (на глубине 220 км) или Японская и Алеутская дуги (на глубине менее 60 км), а растяжение — в обл. грабенов Байкальской зоны.
Примерно 250 млн. лет назад на Земле был один материк — Пангея. Площадь его составляла примерно столько же, сколько площадь всех современных материков и островов вместе взятых. Этот суперконтинент омывался океаном, называемым Панталассой и занимавшим все остальное пространство на Земле.
Однако Пангея оказалась непрочным, недолговечным образованием. Со временем течения мантии внутри планеты поменяли направление, и теперь, поднимаясь из глубин под Пангеей и растекаясь в разные стороны, вещество мантии стало растягивать материк, а не сжимать его, как раньше. Примерно 200 млн. лет назад Пангея раскололась на 2 материка: Лавразию и Гондвану. Между ними появился океан Тетис (ныне это глубоководные части Средиземного, Черного, Каспийского морей и мелководный Персидский залив).