Земная кора
Под этим названием в настоящее время понимается верхняя твёрдая оболочка Земли, расположенная выше сейсмической границы М. Граница М отмечается повсеместно и везде проявляется чрезвычайно резко. На этой границе скорости сейсмических волн скачкообразно возрастают от 7.6–7.7 до 8.1–8.4км/с (продольные волны) и от 3.7–4.1 до 4.4–4.7 км/с (поперечные волны), что соответствует такому же скачкообразному росту плотности пород. В нижних горизонтах коры она составляет 2.9–3.0, в верхних горизонтах мантии — 3.3 г/см3.
Земная кора — общепланетное сферическое тело переменной толщины со сложной морфологией верхней и нижней поверхностей. Общее представление о строении земной коры в разрезе приведено на рис. 2. На этом рисунке показаны две гипсографические кривые. Одна из них характеризует морфологию земной поверхности, другая — морфологию подошвы земной коры, пространство между ними — тело земной коры. Видно, что гипсометрическое положение дневной поверхности и подошвы коры изменяется строго согласованно: морфология подошвы коры является зеркальным, но многократно увеличенным отображением рельефа земной поверхности. В океанических секторах Земли эти две поверхности сближаются между собой, в материковых — удаляются друг от друга. Поэтому толщина земной коры в океанических секторах оказывается в несколько раз менее значительной (6–8 км), чем в континентальных секторах (25–75 км). Это служит основанием для деления коры на два морфологических типа: на океаническую и континентальную коры. На рис. 2 видно, что естественной границей между названными типами является область континентального склона, с одной стороны от которой располагается не только суша, но также материковая отмель (шельф) с глубинами в среднем 100–200 м, иногда до 400 м и несколько более (побережье Антарктиды, Охотское море); с другой — только глубоководные (3000–6000 м) океанические пространства.
Соотношение площадей океанического и континентального типов коры, а также средние высоты континентов и средние глубины океанов показаны в табл. 1 (по Магницкому, 1965).
Континентальный и океанический тип коры различаются не только по морфологическим признакам. Они имеют разный вещественный состав, разный возраст и разное внутреннее строение.
В пределах океанов разрез земной коры образован главным образом глубоководными глинистыми и кремнистыми осадочными породами (верхний слой, толщина 0–1.0 км), покровами базальтовых лав, излившихся в подводной обстановке (средний слой коры, толщина 1.5–2.5 км, иногда несколько больше), интрузиями габброидного состава и разнообразными ультраосновными породами, обычно сильно серпентинизированными (нижний слой коры, толщина 4.0–5.0 км). На континентах картина иная. Здесь верхнюю часть коры слагают субаэральные, лагунные и относительно мелководные морские, главным образом осадочные отложения, мощность которых изменяется от 0 до 5–7, редко — 10–15 км (так называемый осадочный чехол континентальной коры). Ниже располагается комплекс чрезвычайно пестрых по составу преимущественно морских,,в том числе глубоководных, осадочных и вулканогенных, как правило резко дислоцированных и метаморфизованных отложений, пронизанных разнообразными интрузиями, среди которых преобладают массивы гранитоидного состава («гранитный» слой коры, толщина 15–30 км, во многих районах обнажается на земной поверхности). Самые нижние горизонты коры, судя по ксенолитам базальтовых эффузивов, слагают ультраметаморфические породы среднего и основного состава — гранулиты («базальтовый» слой, толщина 15–30 км). К последним в областях развития дейтероорогенеза снизу обычно причленяются линзы горячей, полурасплавленной «аномальной» мантии, также по физическим параметрам относящиеся к земной коре.
В возрастном отношении континентальная кора гетерогенна. Она состоит из мозаики крупных блоков, возникших в разное геологическое время. Самые молодые блоки сформировались в новейшее, геоген-четвертичное время. Древнейшие части континентов образовались ещё в архее, 3.5 млрд. лет назад и более.
В современной земной коре океанов столь древних блоков нет. Самые древние здесь породы имеют юрский, может быть триасовый, возраст. Однако кора океанического типа не является индивидуальной особенностью мезозойского и кайнозойского этапов развития нашей планеты. Её реликтовые проявления обнаруживаются среди докембрийских и палеозойских складчатых комплексов земной коры континентов. Это означает, что оба типа коры существовали на Земле почти на всем протяжении её геологической истории, начиная по крайней мере с архея, с рубежа 3.5 млрд. лет (Хайн, 1985). Несмотря на почти одинаково глубокие исторические корни океанического и континентального типов коры, они не являются независимыми и как бы изначальными. Это установлено ещё в 1960— 1969 гг. работами Б. Изакса, Дж. Оливера, Л. Сайкса, 3. Ле Пишона, В. Моргана, Дж. Хейртцлера и известного советского геолога А. В. Пейве. На большом убедительном материале А. В. Пейве (1969) показал, что среди складчатых комплексов континентальной коры реликты океанической коры геологического прошлого встречаются довольно часто. Обратные же соотношения типов нигде пока достоверно не установлены. Из этого он сделал выводы, которые разделяются большинством современных учёных, что континентальный тип коры рождается на месте былого распространения океанической коры с использованием её материала, что океаническая кора по своей геологической природе является первичным гипергенным образованием, а континентальная кора — исторически последующим.
Сказанное в определённой мере подтверждается сравнением химического состава континентального и океанического типов коры (табл. 2). Вещественный состав континентальной коры несравненно более богат и разнообразен, чем океанической. Химический состав океанической коры значительно ближе к составу океанических базальтов — главных продуктов дифференциации вещества мантии, чем состав континентальной коры. И то и другое означают, что гипергенное преобразование мантийного базальтового дифференциата к моменту рождения континентальной коры заходит несравненно дальше, чем к моменту рождения коры океанического типа.
Земная кора — общепланетное сферическое тело переменной толщины со сложной морфологией верхней и нижней поверхностей. Общее представление о строении земной коры в разрезе приведено на рис. 2. На этом рисунке показаны две гипсографические кривые. Одна из них характеризует морфологию земной поверхности, другая — морфологию подошвы земной коры, пространство между ними — тело земной коры. Видно, что гипсометрическое положение дневной поверхности и подошвы коры изменяется строго согласованно: морфология подошвы коры является зеркальным, но многократно увеличенным отображением рельефа земной поверхности. В океанических секторах Земли эти две поверхности сближаются между собой, в материковых — удаляются друг от друга. Поэтому толщина земной коры в океанических секторах оказывается в несколько раз менее значительной (6–8 км), чем в континентальных секторах (25–75 км). Это служит основанием для деления коры на два морфологических типа: на океаническую и континентальную коры. На рис. 2 видно, что естественной границей между названными типами является область континентального склона, с одной стороны от которой располагается не только суша, но также материковая отмель (шельф) с глубинами в среднем 100–200 м, иногда до 400 м и несколько более (побережье Антарктиды, Охотское море); с другой — только глубоководные (3000–6000 м) океанические пространства.
Рисунок 2. Гипсометрические кривые дневной поверхности и подошвы земной коры
(по В. А. Магницкому, 1965, с дополнениями).
Соотношение площадей океанического и континентального типов коры, а также средние высоты континентов и средние глубины океанов показаны в табл. 1 (по Магницкому, 1965).
| Континентальная кора (материки и их шельфы) | Площадь, млн. км2 | Средняя высота, км | Океаническая кора (океаны и моря) | Площадь, млн. км2 | Средняя глубина, км |
|---|---|---|---|---|---|
| Евразия | 54,10 | 0,84 | Тихий | 165,20 | 4,28 |
| Африка | 29,80 | 0,75 | Атлантический | 82,40 | 3,93 |
| Северная Америка | 24,10 | 0,72 | Индийский | 73,40 | 3,97 |
| Южная Америка | 17,80 | 0,60 | Северный Ледовитый | 14,10 | 1,20 |
| Австралия | 8,90 | 0,34 | Окраинные моря | 8,10 | 0,87 |
| Антарктида | 14,20 | — | Большие внутренние моря | 15,60 | 1,50 |
| Малые внутренние моря и шельфы | 2,30 | 0,17 | |||
| Сумма | 151,20 | — | Сумма | 358,80 | — |
Континентальный и океанический тип коры различаются не только по морфологическим признакам. Они имеют разный вещественный состав, разный возраст и разное внутреннее строение.
В пределах океанов разрез земной коры образован главным образом глубоководными глинистыми и кремнистыми осадочными породами (верхний слой, толщина 0–1.0 км), покровами базальтовых лав, излившихся в подводной обстановке (средний слой коры, толщина 1.5–2.5 км, иногда несколько больше), интрузиями габброидного состава и разнообразными ультраосновными породами, обычно сильно серпентинизированными (нижний слой коры, толщина 4.0–5.0 км). На континентах картина иная. Здесь верхнюю часть коры слагают субаэральные, лагунные и относительно мелководные морские, главным образом осадочные отложения, мощность которых изменяется от 0 до 5–7, редко — 10–15 км (так называемый осадочный чехол континентальной коры). Ниже располагается комплекс чрезвычайно пестрых по составу преимущественно морских,,в том числе глубоководных, осадочных и вулканогенных, как правило резко дислоцированных и метаморфизованных отложений, пронизанных разнообразными интрузиями, среди которых преобладают массивы гранитоидного состава («гранитный» слой коры, толщина 15–30 км, во многих районах обнажается на земной поверхности). Самые нижние горизонты коры, судя по ксенолитам базальтовых эффузивов, слагают ультраметаморфические породы среднего и основного состава — гранулиты («базальтовый» слой, толщина 15–30 км). К последним в областях развития дейтероорогенеза снизу обычно причленяются линзы горячей, полурасплавленной «аномальной» мантии, также по физическим параметрам относящиеся к земной коре.
В возрастном отношении континентальная кора гетерогенна. Она состоит из мозаики крупных блоков, возникших в разное геологическое время. Самые молодые блоки сформировались в новейшее, геоген-четвертичное время. Древнейшие части континентов образовались ещё в архее, 3.5 млрд. лет назад и более.
В современной земной коре океанов столь древних блоков нет. Самые древние здесь породы имеют юрский, может быть триасовый, возраст. Однако кора океанического типа не является индивидуальной особенностью мезозойского и кайнозойского этапов развития нашей планеты. Её реликтовые проявления обнаруживаются среди докембрийских и палеозойских складчатых комплексов земной коры континентов. Это означает, что оба типа коры существовали на Земле почти на всем протяжении её геологической истории, начиная по крайней мере с архея, с рубежа 3.5 млрд. лет (Хайн, 1985). Несмотря на почти одинаково глубокие исторические корни океанического и континентального типов коры, они не являются независимыми и как бы изначальными. Это установлено ещё в 1960— 1969 гг. работами Б. Изакса, Дж. Оливера, Л. Сайкса, 3. Ле Пишона, В. Моргана, Дж. Хейртцлера и известного советского геолога А. В. Пейве. На большом убедительном материале А. В. Пейве (1969) показал, что среди складчатых комплексов континентальной коры реликты океанической коры геологического прошлого встречаются довольно часто. Обратные же соотношения типов нигде пока достоверно не установлены. Из этого он сделал выводы, которые разделяются большинством современных учёных, что континентальный тип коры рождается на месте былого распространения океанической коры с использованием её материала, что океаническая кора по своей геологической природе является первичным гипергенным образованием, а континентальная кора — исторически последующим.
Сказанное в определённой мере подтверждается сравнением химического состава континентального и океанического типов коры (табл. 2). Вещественный состав континентальной коры несравненно более богат и разнообразен, чем океанической. Химический состав океанической коры значительно ближе к составу океанических базальтов — главных продуктов дифференциации вещества мантии, чем состав континентальной коры. И то и другое означают, что гипергенное преобразование мантийного базальтового дифференциата к моменту рождения континентальной коры заходит несравненно дальше, чем к моменту рождения коры океанического типа.
| Компонент | Океанические базальты | Земная кора в целом | Океанический тип | Континентальный тип |
|---|---|---|---|---|
| SiO2 | 49,94 | 55,24 | 48,17 | 57,23 |
| TiO2 | 1,51 | 0,86 | 1,40 | 0,71 |
| Al2O3 | 17,25 | 14,55 | 14,90 | 14,46 |
| Fe2O3 | 2,01 | 2,42 | 2,64 | 2,36 |
| FeO | 6,90 | 5,86 | 7,37 | 5,41 |
| MnO | 0,17 | 0,15 | 0,24 | 0,13 |
| MgO | 7,28 | 5,37 | 7,42 | 4,77 |
| CaO | 11,86 | 8,12 | 12,19 | 6,98 |
| Na2O | 2,76 | 2,44 | 2,58 | 2,40 |
| K2O | 0,16 | 1,61 | 0,33 | 1,98 |
| P2O5 | 0,16 | 0,17 | 0,22 | 0,16 |
| H2O | — | 1,46 | 1,05 | 1,57 |
Информация:
— Следующая статья | В. А. Дедеев, П. К. Куликов: «Происхождение структур земной коры»