Skorupa ziemska (litosfera) to górna powłoka Ziemi. Istnieją dwa rodzaje skorupy ziemskiej: oceaniczny I kontynentalny (kontynent). Zbieżność ich granic z linią brzegową oceanów świata obserwuje się na większości ich długości, choć są też znaczące obszary, w których się one rozchodzą. Jednocześnie znacząco dominują obszary kontynentów położonych poniżej poziomu morza.

Zwyczajowo rozróżnia się trzy warstwy w składzie kory - górną osadowy, przeciętny granit i niżej bazaltowy(ryc. 1.9).

Ryż. 1.9.

Identyfikacja warstw opiera się na danych geofizycznych dotyczących prędkości fal sejsmicznych. Warstwy osadowe i granitowe nie są szeroko rozpowszechnione, wszędzie występują warstwy bazaltu. Nazw dwóch niższych warstw nie należy rozumieć dosłownie. Występują tam skały, których prędkość fal sejsmicznych odpowiada granitom i bazaltom. W rzeczywistości mogą istnieć inne rasy, podobne lub niepodobne do nich.

W wielu przypadkach nie udało się potwierdzić rozdzielenia warstw granitu i bazaltu podczas wiercenia otworów wiertniczych. Studnie zakopane w granitach zamiast granicy granitowo-bazaltowej odsłoniły granity, gnejsy lub inne skały. Bazalty były wielokrotnie odsłonięte tylko tam, gdzie warstwa granitu była całkowicie nieobecna. W rezultacie pojawiło się pytanie o legalność identyfikacji warstwy granitu i pytanie to pozostaje otwarte, ale geolodzy nie rezygnują z trójwarstwowej struktury skorupy ziemskiej.

Na podstawie danych geofizycznych wyróżnia się dwa typy skorupy ziemskiej – skorupę oceaniczną i skorupę kontynentalną. Skorupa oceaniczna jest cieńsza i ma 5-15 km (średnio 10 km) i brakuje jej warstwy granitu. Skorupa kontynentalna jest grubsza - 30-40 km (czasami do 80 km). Związek między dwoma rodzajami skorupy a obecnością lądów i oceanów jest w niektórych miejscach wyraźny, ale w innych nie. Grubsza skorupa kontynentalna jest bardziej zanurzona w płaszczu i bardziej wypięta, wystając ponad poziom morza.

Skorupa kontynentalna jest mniej gęsta i wydaje się unosić na powierzchni płaszcza, zachowując się przez miliardy lat. Skorupa oceaniczna jest gęstsza, jej odcinki wciągane są w ruch konwekcyjny materii płaszcza, tj. w niektórych miejscach zapadają się w płaszcz i tam topnieją. W innych miejscach materiał płaszcza wypływa na powierzchnię, krzepnie i tworzy się nowa skorupa oceaniczna (ryc. 1.10).

Dlatego w oceanach (na skorupie oceanicznej) nie występują osady starsze niż 250 milionów lat.

Ryż. 1.10.

Rysunek pokazuje, że w miejscu wznoszenia grubość skorupy oceanicznej jest minimalna, a w miejscu zejścia jest maksymalna. Skorupa kontynentalna nie uczestniczy w konwekcji.

Części kontynentów znajdujące się poniżej poziomu oceanu nazywane są półka. Głębokość morza w obrębie szelfu zwykle nie przekracza 200 m. Obecnie szelf obejmuje np. Północny Atlantyk i znaczną część Oceanu Arktycznego (dno Morza Północnego, Bałtyckiego, Białego, Karskiego, Wschodniosyberyjskiego , Morze Łaptiewów, Morze Wschodniochińskie), pas Oceanu Atlantyckiego w pobliżu południowych wybrzeży Argentyny, przestrzeń między Australią a Indochinami, rozległe obszary wokół Nowej Zelandii i Antarktydy.

W przeszłości geologicznej warunki morskie na szelfach regularnie pojawiały się na kontynentach, w tym czy innym miejscu. Wskazuje na to obecność warstwy osadowej - pokrywy skał morskich, która jest szeroko rozpowszechniona na kontynentach. Na przykład w Moskwie grubość pokrywy wynosi około 1,5 km.

Uważa się, że w przeszłości geologicznej ląd i morze regularnie się tutaj zastępowały, a ląd istniał w przybliżeniu

W 2/3, a w 1/3 w morzu, zachował się kontynentalny typ skorupy (ryc. 1.11).

Ryż. 1.11.

Istnieje kilka obszarów skorupy oceanicznej, które wznoszą się nad poziom morza i tworzą ląd – wyspa Islandia i kilka małych wysp na Oceanie Spokojnym. Według współczesnych pomysłów głównymi strukturami skorupy ziemskiej są tzw płyty litosferyczne - obszary skorupy ziemskiej podlegające niezależnym ruchom poziomym. Aktualne położenie płyt litosfery pokazano na ryc. 1.12.

Ryż. 1.12.

7 - Eurazjatycki (/, A- Chiński; 1,6 - irański; 1 w- Turecki; 1, dz- grecki; 1, zm- Adriatyk); 2 - afrykański (2, A- arabski); 3 - Indo-australijski (3, A- Fidżi; 3,6 - Solomonova); 4 - Pacyfik ( 4, A- Nazca; 4,6 - Kokos; 4, w- Karaiby; 4, gł- Dumny; 4, zm- Filipiny; 4, tj- Bismarcka); 5 - amerykański (5, A- Północno Amerykański; 5 B- Latynoamerykanin);

b - Antarktyka

Prędkość ruchu płyt litosferycznych dochodzi do kilku centymetrów rocznie, a całkowite ruchy w czasie geologicznym wynoszą wiele tysięcy kilometrów w poziomie. Płyta litosferyczna może składać się tylko z kawałka skorupy kontynentalnej lub oceanicznej lub z połączonej części obu skorup. W wielu miejscach styku płyt litosfery obserwuje się wzmożoną aktywność tektoniczną, wulkaniczną i inną.

Pytania testowe i zadania

• 1. Opowiedz nam o pochodzeniu Wszechświata i Ziemi.
• 2. Opisz budowę Układu Słonecznego.
• 3. W oparciu o jakie metody powstają wyobrażenia o budowie Ziemi?
• 4. Jakie są metody geofizyczne badania głębokiej struktury Ziemi?
• 5. Jaki jest kształt, rozmiar, gęstość, skład chemiczny Ziemi?
• 6. Jaka jest budowa Ziemi według danych geofizycznych?
• 7. Wymień główne rodzaje skorupy ziemskiej. Co to jest półka?
• 8. Czym są warstwy osadowe, granitowe i bazaltowe?

Grubość warstwy, której górną część reprezentuje współczesny relief, a dolną granicę „skorupa-płaszcz”, zwaną najczęściej „powierzchnią Mohorovicica”, w Rosji i przyległych obszarach wodnych jest bardzo zróżnicowana - od Od 12 do 60 km Warstwa ma złożoną strukturę mozaikową, jednakże występują tu wyraźne wzorce regionalne. Na całym świecie istnieje region centralny składający się z czterech dużych superbloków o kształcie izometrycznym: wschodnioeuropejskiego, zachodnio-syberyjskiego, syberyjskiego i wschodniego. Pod względem tektonicznym te superbloki odpowiadają starożytnym platformom wschodnioeuropejskim i syberyjskim, oddzielającej je młodej płycie zachodniosyberyjskiej oraz złożonemu regionowi Wierchojańsk-Czukotka zajmującemu północno-wschodnią część Rosji. Na południu układ superbloków jest otoczony szeroką hiperstrefą zorientowaną w kierunku równoleżnikowym, rozciągającą się od do. Od północy superbloki części kontynentalnej ograniczone są potężnym pasem o zasięgu równoleżnikowym, obejmującym wybrzeże mórz i mórz arktycznych. Odpowiada północnej strefie szelfowej kontynentu euroazjatyckiego. Na wschodzie znajduje się pas Pacyfiku.

Superbloki kontynentalnej części Rosji mają następujące cechy. Najmniejsza średnia grubość skorupy ziemskiej odpowiada superblokowi zachodniosyberyjskiemu (36–38 km). W położonym na zachód superbloku wschodnioeuropejskim średnia miąższość wzrasta do 40–42 km, a najgrubszą skorupę ma superblok syberyjski (średnio 43–45 km). We wschodnim superbloku, gdzie położenie granicy Mohorovicicia określa się na podstawie bardzo rzadkich materiałów i informacji grawimetrycznych, grubość skorupy ziemskiej szacuje się w przybliżeniu na 40–42 km.

Superbloki oddzielają kontrastujące struktury liniowe lub szerokie strefy ostrych zmian grubości skorupy ziemskiej. Zatem superblok wschodnioeuropejski jest oddzielony od zachodnio-syberyjskiego wąską, wydłużoną strefą południkową o nienormalnie dużej miąższości (45–55 km), odpowiadającą systemowi fałd Uralu. Wschodnia granica superbloku zachodniosyberyjskiego to południkowy układ blisko rozmieszczonych krótkich liniowych struktur o różnych znakach na tle stosunkowo szerokiej strefy gwałtownego wzrostu grubości. Odpowiada potężnemu systemowi rynien i wypiętrzeń oddzielających płaskowyże syberyjski i zachodniosyberyjski. Granicę oddzielającą superblok syberyjski od wschodniego stanowi wydłużona, kolankowa strefa załamania wzdłuż rzek Leny i Aldanu. Śledzi go łańcuch soczewek liniowych i elipsoidalnych o zmniejszonej mocy (do 36 km). Tektonicznie strefy międzyblokowe są układami złożonymi i pasami orogenicznymi fanerozoiku.

Hiperstrefa południowa to system bliskich i en-eszelonowych struktur liniowych i elipsoidalnych w kierunkach równoleżnikowych i prawie równoleżnikowych. Strefę wyróżnia zróżnicowana struktura i ostre kontrastujące zmiany grubości skorupy ziemskiej od 36 do 56 km

Strefa szelfu północnego, zachowując wiele cech strukturalnych sąsiadujących superbloków skorupy kontynentalnej, charakteryzuje się znacznym zmniejszeniem miąższości do 28–40 km. Struktura strefy szelfowej zachodniego sektora Arktyki różni się od wschodniej zarówno parametrami geometrycznymi, jak i grubością skorupy ziemskiej. Północną granicę obszaru szelfu rosyjskiego z blokami cienkiej skorupy oceanicznej (10–20 km) stanowi „strefa połączenia kontynent-ocean” o szerokości 50–70 km, będąca strefą o ostrych różnicach miąższości.

Skorupa ziemska w pasie Pacyfiku wyróżnia się złożoną morfologią i dużymi różnicami w grubości skorupy od 12 do 38 km. Ogólnym wzorcem regionalnym jest gwałtowne zmniejszenie grubości skorupy ziemskiej podczas przemieszczania się z kontynentu do oceanu. Stosunkowo gruba skorupa (26–32 km) charakteryzuje płyty w wodach Ochocka i. Układy geosynklinalne charakteryzują się podobnymi wartościami tego parametru, posiadają jednak bardzo niejednorodną strukturę wewnętrzną. Wartości grubości skorupy ziemskiej średniego poziomu (24–26 km) są charakterystyczne dla łuku wyspy (Kuryl), najcieńsza skorupa charakteryzuje się strukturami skorupy oceanicznej - zagłębieniami głębinowymi (10 –18 km).

W rezultacie można stwierdzić, że grubość skorupy ziemskiej generalnie koreluje z wiekiem struktur: najgrubszą skorupę (40–45 km) obserwuje się pod zimnymi starożytnymi platformami – wschodnioeuropejską i syberyjską; w pobliżu zachodniej Syberii miąższość jest mniejsza (35–40 km). W systemach złożonych i pasach orogenicznych fanerozoiku grubość skorupy jest bardzo zróżnicowana (38–56 km), średnio grubsza niż skorupa platform. Pod młodymi strukturami górskimi regionu Ałtaj-Sajan obserwuje się „korzenie” gór głębszych niż 54 km

Struktura skorupy ziemskiej. Skorupa ziemska to termin, który choć w naukach przyrodniczych pojawił się w okresie renesansu, przez długi czas był bardzo luźno interpretowany ze względu na brak możliwości bezpośredniego określenia grubości skorupy i zbadania jej głębokich partii. Odkrycie drgań sejsmicznych i stworzenie metody wyznaczania prędkości propagacji ich fal w ośrodkach o różnej gęstości dało potężny impuls do badań wnętrza Ziemi. Za pomocą badań sejsmograficznych z początku XX wieku. Odkryto zasadniczą różnicę w prędkości przejścia fal sejsmicznych przez skały tworzące skorupę ziemską i płaszcz ziemski oraz obiektywnie ustalono granicę między nimi (granica Mohorovicicia). Tym samym koncepcja „skorupy ziemskiej” otrzymała konkretne uzasadnienie naukowe.

Eksperymentalne badania prędkości rozkładu drgań sprężystych uderzeniowych w skałach o różnej gęstości z jednej strony, a z drugiej strony „przenoszenia” skorupy ziemskiej falami sejsmicznymi w wielu punktach powierzchni ziemi, pozwoliły na można odkryć, że skorupa ziemska składa się z trzech następujących warstw, składających się ze skał, skał o różnej gęstości:

) Zewnętrzna warstwa składająca się ze skał osadowych, w których sejsmiczne fale drganiowe rozchodzą się z prędkością 1-3 km/s, co odpowiada gęstości około 2,7 g/cm 3 . Niektórzy naukowcy nazywają tę warstwę osadową skorupą Ziemi.

) Warstwa gęstych skał krystalicznych tworzących górną część kontynentów pod warstwami osadowymi, w której fale sejsmiczne rozchodzą się z prędkością od 5,5 do 6,5 km/s. Ze względu na to, że podłużne fale sejsmiczne rozchodzą się z określoną prędkością w granitach i skałach o podobnym składzie, grubość ta jest umownie nazywana warstwą granitu, chociaż zawiera szeroką gamę skał magmowych i metamorficznych. Przeważają granitoidy, gnejsy, łupki krystaliczne, występują skały krystaliczne o składzie pośrednim, a nawet zasadowym (dioryty, gabro, amfibolity).

3.) Warstwa gęstszych skał krystalicznych, która tworzy dolną część kontynentów i tworzy dno oceanu. W skałach tej warstwy prędkość propagacji podłużnych fal sejsmicznych wynosi 6,5-7,2 km/s, co odpowiada gęstości około 3,0 g/cm3. Takie prędkości i gęstość są charakterystyczne dla bazaltów, dlatego też warstwę tę nazwano bazaltową, chociaż bazalty nie wszędzie w całości tworzą tę warstwę.

Jak widać, pojęcia „warstwa granitu” i „warstwa bazaltu” są umowne i służą do wyznaczenia drugiego i trzeciego poziomu skorupy ziemskiej, charakteryzujących się prędkościami propagacji podłużnych fal sejsmicznych wynoszącymi 5,5-6,5 i 6,5 --7,2 km, odpowiednio/sek. W przyszłości nazwy te będą podawane bez cudzysłowów, należy jednak pamiętać o ich konwencji.

Dolną granicę warstwy bazaltu stanowi powierzchnia Mohorovica. Poniżej znajdują się skały należące do materiału górnego płaszcza. Mają gęstość 3,2-3,3 g/m 3 i więcej, prędkość propagacji podłużnych fal sejsmicznych wynosi 8,1 m/s. Ich skład odpowiada skałom ultramaficznym (perydotyty, dunity).

Należy zauważyć, że terminy „skorupa ziemska” i „litosfera” (skorupa skalna) nie są synonimami i mają różne znaczenia. Litosfera to zewnętrzna powłoka globu zbudowana ze skał stałych, w tym skał górnego płaszcza o składzie ultrazasadowym. Skorupa ziemska to część litosfery leżąca powyżej granicy Mohorovicicia. W tych granicach całkowita objętość skorupy ziemskiej wynosi ponad 10 miliardów km 3, a jej masa ponad 1018 ton.

Rodzaje budowy skorupy ziemskiej. Badając skorupę ziemską, odkryto, że jej struktura jest różna w różnych obszarach. Uogólnienie dużej ilości materiału faktograficznego pozwoliło wyróżnić dwa rodzaje budowy skorupy ziemskiej - kontynentalną i oceaniczną.

Typ kontynentalny charakteryzuje się bardzo znaczną grubością skorupy i obecnością warstwy granitu. Granica górnego płaszcza znajduje się tutaj na głębokości 40-50 km lub więcej. Grubość skał osadowych w niektórych miejscach sięga 10-15 km, w innych grubość może być całkowicie nieobecna. Średnia miąższość skał osadowych skorupy kontynentalnej wynosi 5,0 km, warstwa granitu około 17 km (od 10-40 km), warstwa bazaltu około 22 km (do 30 km).

Jak wspomniano powyżej, skład petrograficzny warstwy bazaltowej skorupy kontynentalnej jest zróżnicowany i najprawdopodobniej dominują w nim nie bazalty, ale skały metamorficzne o składzie podstawowym (granulity, eklogity itp.). Z tego powodu niektórzy badacze proponowali nazwać tę warstwę granulitem.

Grubość skorupy kontynentalnej wzrasta na obszarze złożonych struktur górskich. Przykładowo na Nizinie Wschodnioeuropejskiej grubość skorupy wynosi około 40 km (15 km to warstwa granitu, a ponad 20 km to bazalt), a w Pamirze jest półtora raza większa (około 30 km). km to łącznie miąższość skał osadowych i warstwy granitu oraz tyle samo warstwy bazaltu). Skorupa kontynentalna osiąga szczególnie dużą grubość na obszarach górskich położonych wzdłuż krawędzi kontynentów. Na przykład w Górach Skalistych (Ameryka Północna) grubość skorupy znacznie przekracza 50 km. Skorupa ziemska, która tworzy dno oceanów, ma zupełnie inną strukturę. Tutaj grubość skorupy gwałtownie maleje, a materiał płaszcza zbliża się do powierzchni. Nie ma warstwy granitu, a miąższość warstw osadowych jest stosunkowo niewielka. Występuje górna warstwa osadów nieskonsolidowanych o gęstości 1,5-2 g/cm 3 i miąższości około 0,5 km, warstwa wulkaniczno-osadowa (przewarstwienie osadów sypkich bazaltami) o miąższości 1-2 km oraz warstwa bazaltu, której średnią miąższość szacuje się na 5-6 km. Na dnie Oceanu Spokojnego skorupa ziemska ma całkowitą grubość 5-6 km; Na dnie Oceanu Atlantyckiego, pod osadami o miąższości 0,5-1,0 km, znajduje się warstwa bazaltu o miąższości 3-4 km. Należy pamiętać, że wraz ze wzrostem głębokości oceanu grubość skorupy nie maleje.

Obecnie wyróżnia się także przejściowe typy skorupy subkontynentalnej i suboceanicznej, odpowiadające podwodnemu obrzeżowi kontynentów. W skorupie typu subkontynentalnego warstwa granitu ulega znacznemu zmniejszeniu, co zostaje zastąpione przez grubość osadów, a następnie w kierunku dna oceanu grubość warstwy bazaltu zaczyna się zmniejszać. Grubość tej strefy przejściowej skorupy ziemskiej wynosi zwykle 15-20 km. Granica skorupy oceanicznej i subkontynentalnej przebiega w obrębie stoku kontynentalnego na głębokości 1–3,5 km.

Chociaż skorupa oceaniczna zajmuje większą powierzchnię niż skorupa kontynentalna i subkontynentalna, ze względu na swoją małą grubość koncentruje się w niej tylko 21% objętości skorupy ziemskiej. Informacje o objętości i masie różnych typów skorupy ziemskiej podano w tabeli 1.

Tabela 1

Objętość, grubość i masa poziomów różnych typów skorupy ziemskiej (zestawione według danych A.B. Ronova i A.L. Yaroshevsky'ego. 1976)

Skorupa ziemska leży na podłożu płaszcza podskorupowego i stanowi zaledwie 0,7% masy płaszcza. W przypadku małej grubości skorupy ziemskiej (na przykład na dnie oceanu) najwyższa część płaszcza również będzie w stanie stałym, typowym dla skał skorupy ziemskiej. Dlatego, jak zauważono powyżej, wraz z koncepcją skorupy ziemskiej jako skorupy z pewnymi wskaźnikami gęstości i właściwości elastycznych, istnieje koncepcja litosfery - kamiennej skorupy, grubszej niż materia stała pokrywająca powierzchnię Ziemi.

Struktury typów skorupy ziemskiej. Rodzaje skorupy ziemskiej różnią się także budową. Skorupa oceaniczna charakteryzuje się różnorodnością struktur. Potężne systemy górskie – grzbiety śródoceaniczne – rozciągają się wzdłuż centralnej części dna oceanu. W części osiowej grzbiety te poprzecinane są głębokimi i wąskimi dolinami ryftowymi o stromych zboczach. Formacje te reprezentują strefy aktywnej aktywności tektonicznej. Rowy głębinowe znajdują się wzdłuż łuków wysp i struktur górskich na krawędziach kontynentów. Wraz z tymi formacjami istnieją równiny głębinowe, które zajmują rozległe obszary.

Skorupa kontynentalna jest równie niejednorodna. W jego granicach można wyróżnić młode struktury fałdów górskich, w których znacznie wzrasta grubość skorupy jako całości i każdego z jej poziomów. Zidentyfikowano również obszary, w których skały krystaliczne warstwy granitu reprezentują starożytne obszary pofałdowane, niwelowane przez długi czas geologiczny. Tutaj grubość skorupy jest znacznie mniejsza. Te duże obszary skorupy kontynentalnej nazywane są platformami. Wewnątrz platform wyróżnia się tarcze – obszary, w których podłoże krystaliczne wychodzi bezpośrednio na powierzchnię oraz płyty, których krystaliczne podłoże pokryte jest miąższością poziomo występujących osadów. Przykładem tarczy jest terytorium Finlandii i Karelii (Tarcza Bałtycka), natomiast na Nizinie Wschodnioeuropejskiej pofałdowane podłoże jest głęboko zagłębione i pokryte osadami osadowymi. Średnia grubość opadów na platformach wynosi około 1,5 km. Struktury fałdowe charakteryzują się znacznie większą miąższością skał osadowych, których średnią wartość szacuje się na 10 km. Akumulacja tak grubych osadów następuje poprzez długotrwałe, stopniowe osiadanie, osiadanie poszczególnych odcinków skorupy kontynentalnej, a następnie ich wypiętrzanie i fałdowanie. Takie obszary nazywane są geosynklinami. Są to najbardziej aktywne strefy skorupy kontynentalnej. Około 72% całkowitej masy skał osadowych jest w nich ograniczonych, natomiast około 28% koncentruje się na platformach.

Manifestacje magmatyzmu na platformach i geosynklinach znacznie się różnią. W okresach osiadania geosynklin magma o składzie zasadowym i ultrazasadowym napływa wzdłuż głębokich uskoków. W procesie przekształcania geosynkliny w obszar pofałdowany dochodzi do powstawania i intruzji ogromnych mas magmy granitowej. Późniejsze etapy charakteryzują się wylewami wulkanicznymi law o składzie pośrednim i kwaśnym. Na platformach procesy magmowe są znacznie mniej wyraźne i reprezentowane są głównie przez wylewy bazaltów lub law o składzie zasadowo-zasadowym.

Wśród skał osadowych kontynentów dominują iły i łupki. Na dnie oceanów wzrasta zawartość osadów wapiennych.

Tak więc skorupa ziemska składa się z trzech warstw. Jego górna warstwa zbudowana jest ze skał osadowych i produktów wietrzenia. Objętość tej warstwy stanowi około 10% całkowitej objętości skorupy ziemskiej. Najwięcej materii znajduje się na kontynentach i w strefie przejściowej, w obrębie skorupy oceanicznej nie więcej niż 22% objętości warstwy.

W tzw. warstwie granitu najliczniej występującymi skałami są granitoidy, gnejsy i łupki. Bardziej zasadowe skały stanowią około 10% tego horyzontu. Okoliczność ta dobrze odzwierciedla średni skład chemiczny warstwy granitu. Porównując średnie wartości składu zwraca się uwagę na wyraźną różnicę pomiędzy tą warstwą a sekwencją osadową (tab. 2).

Tabela 2

Skład chemiczny skorupy ziemskiej (w procentach wagowych)

(wg L.B. Ronova i A.L. Yaroshevsky’ego, 1976)

Skład warstwy bazaltu w dwóch głównych typach skorupy ziemskiej jest inny. Na kontynentach sekwencję tę charakteryzuje różnorodność skał. Występują tu skały głęboko przeobrażone i magmowe o składzie zasadowym, a nawet kwaśnym. Skały zasadowe stanowią około 70% całkowitej objętości tej warstwy. Warstwa bazaltu skorupy oceanicznej jest znacznie bardziej jednorodna. Dominującym typem skał są tzw. bazalty toleiitowe, które różnią się od bazaltów kontynentalnych niską zawartością potasu, rubidu, strontu, baru, uranu, toru, cyrkonu i wysokim stosunkiem Na/K. Wynika to z mniejszej intensywności procesów różnicowania podczas ich wytapiania z płaszcza. Skały ultrazasadowe górnego płaszcza wyłaniają się z głębokich pęknięć rafy.

Występowanie skał w skorupie ziemskiej, pogrupowane w celu określenia stosunku ich objętości do masy, podano w tabeli 3.

Tabela 3

Występowanie skał w skorupie ziemskiej

(wg A.B. Ronova i A.L. Yaroshevsky’ego, 1976)

Cechą charakterystyczną ewolucji Ziemi jest zróżnicowanie materii, czego wyrazem jest budowa powłoki naszej planety. Litosfera, hydrosfera, atmosfera, biosfera tworzą główne powłoki Ziemi, różniące się składem chemicznym, grubością i stanem materii.

Wewnętrzna budowa Ziemi

Skład chemiczny Ziemi(ryc. 1) jest podobny do składu innych planet ziemskich, takich jak Wenus czy Mars.

Ogólnie rzecz biorąc, dominują pierwiastki takie jak żelazo, tlen, krzem, magnez i nikiel. Zawartość lekkich pierwiastków jest niska. Średnia gęstość substancji ziemskiej wynosi 5,5 g/cm 3 .

Istnieje bardzo mało wiarygodnych danych na temat wewnętrznej struktury Ziemi. Spójrzmy na rys. 2. Przedstawia wewnętrzną strukturę Ziemi. Ziemia składa się ze skorupy, płaszcza i jądra.

Ryż. 1. Skład chemiczny Ziemi

Ryż. 2. Wewnętrzna budowa Ziemi

Rdzeń

Rdzeń(ryc. 3) znajduje się w centrum Ziemi, jego promień wynosi około 3,5 tys. Km. Temperatura jądra sięga 10 000 K, czyli jest wyższa od temperatury zewnętrznych warstw Słońca, a jego gęstość wynosi 13 g/cm 3 (por. woda - 1 g/cm 3). Uważa się, że rdzeń składa się ze stopów żelaza i niklu.

Zewnętrzne jądro Ziemi ma większą grubość niż jądro wewnętrzne (promień 2200 km) i znajduje się w stanie ciekłym (stopionym). Wewnętrzny rdzeń jest poddawany ogromnemu ciśnieniu. Substancje wchodzące w jego skład występują w stanie stałym.

Płaszcz

Płaszcz- geosfera Ziemi, która otacza jądro i stanowi 83% objętości naszej planety (patrz ryc. 3). Jej dolna granica znajduje się na głębokości 2900 km. Płaszcz dzieli się na mniej gęstą i plastyczną górną część (800-900 km), z której jest uformowany magma(przetłumaczone z greckiego oznacza „gęstą maść”; jest to stopiona substancja wnętrza ziemi - mieszanina związków chemicznych i pierwiastków, w tym gazów, w specjalnym stanie półpłynnym); i krystaliczny dolny, o grubości około 2000 km.

Ryż. 3. Budowa Ziemi: jądro, płaszcz i skorupa

skorupa Ziemska

Skorupa Ziemska - zewnętrzna powłoka litosfery (patrz ryc. 3). Jego gęstość jest około dwukrotnie mniejsza od średniej gęstości Ziemi – 3 g/cm 3 .

Oddziela skorupę ziemską od płaszcza Granica Mohorovićicia(często nazywana granicą Moho), charakteryzującą się gwałtownym wzrostem prędkości fal sejsmicznych. Został zainstalowany w 1909 roku przez chorwackiego naukowca Andriej Mohorovićic (1857- 1936).

Ponieważ procesy zachodzące w najwyższej części płaszcza wpływają na ruchy materii w skorupie ziemskiej, łączy się je pod ogólną nazwą litosfera(kamienna skorupa). Grubość litosfery waha się od 50 do 200 km.

Poniżej znajduje się litosfera astenosfera- mniej twarda i mniej lepka, ale bardziej plastikowa skorupa o temperaturze 1200°C. Może przekroczyć granicę Moho, wnikając w skorupę ziemską. Astenosfera jest źródłem wulkanizmu. Zawiera kieszenie stopionej magmy, która wnika w skorupę ziemską lub wylewa się na powierzchnię ziemi.

Skład i budowa skorupy ziemskiej

W porównaniu z płaszczem i jądrem skorupa ziemska jest bardzo cienką, twardą i kruchą warstwą. Składa się z lżejszej substancji, która obecnie zawiera około 90 naturalnych pierwiastków chemicznych. Pierwiastki te nie są jednakowo reprezentowane w skorupie ziemskiej. Siedem pierwiastków – tlen, glin, żelazo, wapń, sód, potas i magnez – stanowi 98% masy skorupy ziemskiej (patrz ryc. 5).

Osobliwe kombinacje pierwiastków chemicznych tworzą różne skały i minerały. Najstarsze z nich mają co najmniej 4,5 miliarda lat.

Ryż. 4. Budowa skorupy ziemskiej

Ryż. 5. Skład skorupy ziemskiej

Minerał jest stosunkowo jednorodnym ciałem naturalnym pod względem składu i właściwości, powstałym zarówno w głębinach, jak i na powierzchni litosfery. Przykładami minerałów są diament, kwarc, gips, talk itp. (Charakterystykę właściwości fizycznych różnych minerałów znajdziesz w Załączniku 2.) Skład minerałów Ziemi pokazano na ryc. 6.

Ryż. 6. Ogólny skład mineralny Ziemi

Skały składają się z minerałów. Mogą składać się z jednego lub kilku minerałów.

Skały osadowe - glina, wapień, kreda, piaskowiec itp. - powstały w wyniku wytrącania się substancji w środowisku wodnym i na lądzie. Leżą warstwami. Geolodzy nazywają je stronami historii Ziemi, ponieważ mogą poznać warunki naturalne, jakie istniały na naszej planecie w czasach starożytnych.

Wśród skał osadowych wyróżnia się skały organogenne i nieorganogeniczne (klastyczne i chemogeniczne).

Organogenne Skały powstają w wyniku nagromadzenia się szczątków zwierzęcych i roślinnych.

Skały klastyczne powstają w wyniku wietrzenia, zniszczenia przez wodę, lód lub wiatr produktów zniszczenia wcześniej utworzonych skał (tab. 1).

Tabela 1. Skały klastyczne w zależności od wielkości fragmentów

Nazwa rasy	Rozmiar zderzaka (cząsteczki)
	Ponad 50cm
	5 mm - 1 cm
	1 mm - 5 mm
Piasek i piaskowce	0,005 mm - 1 mm
	Mniej niż 0,005 mm

Chemiogenny Skały powstają w wyniku wytrącania się substancji w nich rozpuszczonych z wód mórz i jezior.

W grubości skorupy ziemskiej tworzy się magma skały magmowe(ryc. 7), na przykład granit i bazalt.

Skały osadowe i magmowe zanurzone na duże głębokości pod wpływem ciśnienia i wysokich temperatur ulegają znaczącym przemianom, zamieniając się w Skały metamorficzne. Na przykład wapień zamienia się w marmur, piaskowiec kwarcowy w kwarcyt.

Struktura skorupy ziemskiej jest podzielona na trzy warstwy: osadową, granitową i bazaltową.

Warstwa osadowa(patrz ryc. 8) tworzą głównie skały osadowe. Przeważają tu gliny i łupki, a licznie reprezentowane są skały piaszczyste, węglanowe i wulkaniczne. W warstwie osadowej występują takie osady minerał, jak węgiel, gaz, ropa naftowa. Wszystkie są pochodzenia organicznego. Na przykład węgiel jest produktem przemian roślin z czasów starożytnych. Grubość warstwy osadowej jest bardzo zróżnicowana - od całkowitego braku na niektórych obszarach lądowych do 20-25 km w głębokich zagłębieniach.

Ryż. 7. Klasyfikacja skał ze względu na pochodzenie

Warstwa „granitu”. składa się ze skał metamorficznych i magmowych, podobnych pod względem właściwości do granitu. Najczęściej spotykane są tutaj gnejsy, granity, łupki krystaliczne itp. Warstwa granitu nie występuje wszędzie, ale na kontynentach, gdzie jest dobrze wyrażona, jej maksymalna miąższość może sięgać kilkudziesięciu kilometrów.

Warstwa „bazaltowa”. utworzone przez skały znajdujące się w pobliżu bazaltów. Są to przeobrażone skały magmowe, gęstsze od skał warstwy „granitu”.

Grubość i pionowa struktura skorupy ziemskiej są różne. Istnieje kilka rodzajów skorupy ziemskiej (ryc. 8). Według najprostszej klasyfikacji rozróżnia się skorupę oceaniczną i kontynentalną.

Skorupa kontynentalna i oceaniczna ma różną grubość. Zatem maksymalną grubość skorupy ziemskiej obserwuje się w systemach górskich. To około 70 km. Pod równinami grubość skorupy ziemskiej wynosi 30-40 km, a pod oceanami jest najcieńsza - tylko 5-10 km.

Ryż. 8. Rodzaje skorupy ziemskiej: 1 - woda; 2- warstwa osadowa; 3 – przewarstwienie skał osadowych i bazaltów; 4 - bazalty i krystaliczne skały ultrazasadowe; 5 – warstwa granitowo-metamorficzna; 6 – warstwa granulitowo-maficzna; 7 - normalny płaszcz; 8 - zdekompresowany płaszcz

Różnica między skorupą kontynentalną i oceaniczną w składzie skał objawia się tym, że w skorupie oceanicznej nie ma warstwy granitu. A bazaltowa warstwa skorupy oceanicznej jest bardzo wyjątkowa. Pod względem składu skał różni się od podobnej warstwy skorupy kontynentalnej.

Granica między lądem a oceanem (znak zerowy) nie oznacza przejścia skorupy kontynentalnej do oceanicznej. Zastąpienie skorupy kontynentalnej skorupą oceaniczną następuje w oceanie na głębokości około 2450 m.

Ryż. 9. Struktura skorupy kontynentalnej i oceanicznej

Istnieją również przejściowe typy skorupy ziemskiej - suboceaniczne i subkontynentalne.

Skorupa suboceaniczna położone na zboczach i podgórzach kontynentów, można je spotkać w morzach marginalnych i śródziemnomorskich. Reprezentuje skorupę kontynentalną o grubości do 15-20 km.

Skorupa subkontynentalna położone na przykład na łukach wysp wulkanicznych.

Na podstawie materiałów sondowanie sejsmiczne - prędkość przejścia fal sejsmicznych – uzyskujemy dane dotyczące głębokiej struktury skorupy ziemskiej. Tym samym supergłęboka studnia Kola, która po raz pierwszy umożliwiła obejrzenie próbek skał z głębokości ponad 12 km, przyniosła wiele nieoczekiwanych rzeczy. Założono, że na głębokości 7 km powinna rozpocząć się warstwa „bazaltowa”. W rzeczywistości nie odkryto go, a wśród skał dominowały gnejsy.

Zmiana temperatury skorupy ziemskiej wraz z głębokością. Powierzchniowa warstwa skorupy ziemskiej ma temperaturę wyznaczaną przez ciepło słoneczne. Ten warstwa heliometryczna(od greckiego helio - Słońce), doświadcza sezonowych wahań temperatury. Jego średnia miąższość wynosi około 30 m.

Poniżej znajduje się jeszcze cieńsza warstwa, której cechą charakterystyczną jest stała temperatura odpowiadająca średniej rocznej temperaturze miejsca obserwacji. Głębokość tej warstwy wzrasta w klimacie kontynentalnym.

Jeszcze głębiej w skorupie ziemskiej znajduje się warstwa geotermalna, której temperatura zależy od wewnętrznego ciepła Ziemi i rośnie wraz z głębokością.

Wzrost temperatury następuje głównie na skutek rozpadu pierwiastków promieniotwórczych wchodzących w skład skał, przede wszystkim radu i uranu.

Nazywa się wielkość wzrostu temperatury skał wraz z głębokością gradient geotermalny. Zmienia się w dość szerokim zakresie – od 0,1 do 0,01°C/m – i zależy od składu skał, warunków ich występowania i szeregu innych czynników. Pod oceanami temperatura rośnie wraz z głębokością szybciej niż na kontynentach. Średnio na każde 100 m głębokości robi się cieplej o 3°C.

Nazywa się odwrotnością gradientu geotermalnego etap geotermalny. Mierzy się go w m/°C.

Ciepło skorupy ziemskiej jest ważnym źródłem energii.

Część skorupy ziemskiej sięgająca do głębokości dostępnych dla form badań geologicznych wnętrzności ziemi. Wnętrze Ziemi wymaga szczególnej ochrony i mądrego użytkowania.

Skorupa ziemska to górna część litosfery. W skali całego globu można go porównać do najcieńszej folii – jej grubość jest tak znikoma. Ale nawet tej najwyższej powłoki planety nie znamy zbyt dobrze. Jak można poznać budowę skorupy ziemskiej, skoro nawet najgłębsze studnie wiercone w skorupie nie wychodzą poza pierwsze dziesięć kilometrów? Z pomocą naukowcom przychodzi lokalizacja sejsmiczna. Rozszyfrowując prędkość fal sejsmicznych przechodzących przez różne ośrodki, można uzyskać dane dotyczące gęstości warstw ziemi i wyciągnąć wnioski na temat ich składu. Pod kontynentami i basenami oceanicznymi struktura skorupy ziemskiej jest inna.

SKÓRA OCEANICZNA

Skorupa oceaniczna jest cieńsza (5-7 km) niż skorupa kontynentalna i składa się z dwóch warstw - dolnej bazaltu i górnej osadowej. Poniżej warstwy bazaltu znajduje się powierzchnia Moho i górny płaszcz. Topografia dna oceanu jest bardzo złożona. Wśród różnych form terenu wyróżniają się ogromne grzbiety śródoceaniczne. W tych miejscach następuje narodziny młodej bazaltowej skorupy oceanicznej z materiału płaszcza. Przez głęboki uskok biegnący wzdłuż szczytów pośrodku grzbietu - szczelinę - na powierzchnię wydostaje się magma, rozprzestrzeniająca się w różnych kierunkach w postaci podwodnych strumieni lawy, nieustannie popychając ściany wąwozu szczeliny w różnych kierunkach. Proces ten nazywa się rozprzestrzenianiem.

Grzbiety śródoceaniczne wznoszą się kilka kilometrów nad dnem oceanu, a ich długość sięga 80 tys. Km. Grzbiety poprzecinane są równoległymi uskokami poprzecznymi. Nazywa się je transformacyjnymi. Strefy ryftów to najbardziej burzliwe strefy sejsmiczne na Ziemi. Warstwa bazaltu przykryta jest warstwami morskich osadów osadowych – mułów i iłów o różnym składzie.

SKÓRA KONTYNENTALNA

Skorupa kontynentalna zajmuje mniejszą powierzchnię (około 40% powierzchni Ziemi – uwaga z geoglobus.ru), ale ma bardziej złożoną strukturę i znacznie większą grubość. Pod wysokimi górami jego grubość mierzy się 60-70 kilometrów. Struktura skorupy kontynentalnej jest trójczłonowa - warstwy bazaltu, granitu i osadów. Warstwa granitu wypływa na powierzchnię w obszarach zwanych tarczami. Na przykład Tarcza Bałtycka, której część zajmuje Półwysep Kolski, zbudowana jest ze skał granitowych. To tutaj przeprowadzono głębokie wiercenie, a studnia Kola osiągnęła głębokość 12 km. Próby przewiercenia całej warstwy granitu zakończyły się jednak niepowodzeniem.

Szelf - podwodny obrzeże kontynentu - ma również skorupę kontynentalną. To samo dotyczy dużych wysp - Nowej Zelandii, wysp Kalimantan, Sulawesi, Nowej Gwinei, Grenlandii, Sachalina, Madagaskaru i innych. Morza marginalne i morza wewnętrzne, takie jak Morze Śródziemne, Czarne i Azowskie, położone są na skorupie typu kontynentalnego.

O warstwach bazaltu i granitu skorupy kontynentalnej można mówić tylko warunkowo. Oznacza to, że prędkość przejścia fal sejsmicznych w tych warstwach jest zbliżona do prędkości ich przejścia w skałach o składzie bazaltowym i granitowym. Granica pomiędzy warstwami granitu i bazaltu nie jest bardzo wyraźna i ma różną głębokość. Warstwa bazaltu graniczy z powierzchnią Moho. Górna warstwa osadowa zmienia swoją grubość w zależności od topografii powierzchni. Tak więc na obszarach górskich jest ona rzadka lub w ogóle nieobecna, ponieważ siły zewnętrzne Ziemi przesuwają sypki materiał po zboczach - ok. z geoglobus.ru. Ale u podnóża, równin, basenów i zagłębień osiąga znaczną moc. Na przykład na nizinie kaspijskiej, która ulega osiadaniu, warstwa osadowa sięga 22 km.

Z HISTORII STUDNI KOLA SUPERDEEP

Od rozpoczęcia wiercenia tej studni w 1970 r. naukowcy postawili sobie przed tym eksperymentem cel czysto naukowy: określenie granicy między warstwami granitu i bazaltu. Lokalizację wybrano biorąc pod uwagę fakt, że to właśnie w rejonach tarcz można „przebijać się na wskroś” nieprzykrytej osadową warstwą granitu, co umożliwiłoby dotknięcie skał bazaltu warstwę i zobacz różnicę. Wcześniej zakładano, że taka granica na Tarczy Bałtyckiej, gdzie pradawne skały magmowe wychodzą na powierzchnię, powinna znajdować się na głębokości około 7 km.

W ciągu kilku lat wierceń odwiert wielokrotnie odbiegał od zadanego kierunku pionowego, przecinając warstwy o różnej wytrzymałości. Czasem wiertła się psuły i wtedy trzeba było wiercić od nowa, wykorzystując wały obejściowe. Materiał dostarczony na powierzchnię był badany przez różnych naukowców i nieustannie przynosił niesamowite odkrycia. I tak na głębokości około 2 km odkryto rudy miedzi i niklu, a z głębokości 7 km dostarczono rdzeń (tak nazywa się próbka skały z wiertła w postaci długiego cylindra – przyp. z geoglobus.ru), w którym odkryto skamieniałe pozostałości starożytnych organizmów.

Jednak po przebyciu w 1990 r. ponad 12 km odwiert nigdy nie wyszedł poza warstwę granitu. W 1994 r. wiercenia wstrzymano. Supergłęboki odwiert Kola nie jest jedyną studnią na świecie oddaną do głębokich wierceń. Podobne eksperymenty przeprowadzono w różnych miejscach w kilku krajach. Ale tylko Kola osiągnęła takie oceny, za co została wpisana do Księgi Rekordów Guinnessa.

Najważniejszymi cechami skorupy ziemskiej w morzach i oceanach jest jej niewielka grubość i brak warstwy granitu w jej strukturze.

Na podstawie związku pomiędzy głęboką strukturą skorupy a głównymi cechami morfologicznymi dna oceanu można wyróżnić następujące typy budowy skorupy oceanicznej.

Typ marginalno-kontynentalny Skorupa jest rozmieszczona w obszarach płycizny kontynentalnej (szelfu), co stanowi bezpośrednią kontynuację struktur kontynentalnych w obrębie szelfu.

Jego miąższość wynosi od 25 do 35 km. Struktura skorupy obejmuje tutaj warstwy osadowe, granitowe i bazaltowe. W niektórych przypadkach różni się od platform kontynentalnych grubszą pokrywą osadową.

Morski typ geosynklinalny skorupa jest nieodłączną częścią morskich zagłębień geosynklinalnych różnych mórz geosynklinalnych (śródlądowych, międzykontynentalnych, marginalno-kontynentalnych). Ten typ skorupy leży u podstaw Morza Śródziemnego, Karaibów, Czarnego, Kaspijskiego, Japońskiego, Ochockiego i Beringa.

Charakteryzuje się dużą miąższością pokrywy osadowej i powierzchniowymi osadami luźnymi, które łącznie tworzą osady o miąższości dochodzącej do 20 km i większej. Sekwencja ta leży bezpośrednio na warstwie bazaltu. Struktura ta jest charakterystyczna dla centralnych części głębokich zagłębień morskich. Na zboczach tych zagłębień skały należące do warstwy granitu stopniowo się klinują, czemu towarzyszy strome opadanie warstw skał osadowych (w wieku mezozoiku i kenozoiku) tworzących sąsiednie przestrzenie.

Typ suboceaniczny skorupa jest rozmieszczona na zboczu kontynentalnym.

Grubość luźnych osadów morskich gwałtownie wzrasta wraz ze wzrostem głębokości, osiągając 2-3 km w pobliżu podstawy stoku kontynentalnego. W pozostałych częściach stoku kontynentalnego, gdzie podłoże jest ostro rozcięte, jego strukturalnie zdeterminowane nierówności stopniowo wyrównują się miąższością osadów.

Wraz ze wzrostem głębokości na zboczu kontynentalnym grubość warstwy granitu stopniowo maleje i zwiększa się kąt opadania na niej osadów, które często mają transgresywny charakter występowania. Wraz ze spadkiem warstwy granitu i pokrywających ją osadów grubość skorupy w dolnej części zbocza zmniejsza się do 10 km. Charakter występowania fundamentu i pokrywających go skał osadowych najściślej odpowiada strukturze wygięcia kontynentalnego. W tym przypadku najbardziej obniżona część stoku kontynentalnego (u podstawy), wypełniona grubymi luźnymi osadami, stanowi rosnącą rynnę geosynklinalną.

W większości przypadków jest to kompensowane przez nagromadzenie luźnych osadów zniesionych ze zbocza. W innych przypadkach wzdłuż zbocza kontynentalnego rozciągają się głębokie linie uskoków, wyrażające się w rzeźbie zbocza kontynentalnego. Mogą określić dalszy rozwój rynny geosynklinalnej pomiędzy krawędzią kontynentu a dnem oceanu.

Rodzaj głębinowych równin oceanicznych struktura skorupy ziemskiej jest rozłożona na przeważającą część dna basenów oceanicznych o głębokościach przekraczających 4500-5000 m.

Ten typ skorupy charakteryzuje się brakiem warstwy granitu i najmniejszą całkowitą miąższością (od 2-3 do 10-12 km). Luźne osady oceaniczne, często zawierające warstwy skał wulkanicznych, bezpośrednio pokrywają warstwę bazaltu. Wśród równin głębinowych, na podstawie grubości górnej warstwy osadów, można wyróżnić głębinowe równiny wulkaniczne i głębinowe równiny akumulacyjne. Te pierwsze charakteryzują się stosunkowo małą miąższością osadów (nie więcej niż 400-500 m) i, co szczególnie ważne, pojedynczymi warstwami skał wulkanicznych.

Abysalne równiny akumulacyjne charakteryzują się dużą miąższością luźnego pokrycia powierzchniowego, sięgającą 2,5-3 km (zwykle powyżej 1 km). Najprawdopodobniej uważa się, że większa miąższość luźnych osadów w tego typu skorupie jest związana z prądami zmętnienia. Jednocześnie jest oczywiste, że tak znaczące osady mogłyby się w ten sposób zdeponować jedynie w warunkach stabilnej obniżeń. Zatem odmienne warunki akumulacji osadów osadowych na dnie oceanu odzwierciedlają ich rozwój neotektoniczny.

Rodzaj grzbietów i wzniesień oceanicznych.

Struktury tego typu charakteryzują się ogromną rozciągłością i kompleksowo rozpracowaną topografią, z dużym udziałem w jej powstawaniu uskoków i ruchów wzdłuż nich (dolin ryftowych).

Ten typ obejmuje grzbiety śródoceaniczne i oceaniczne kraje górskie (na przykład na Oceanie Spokojnym), a także pojedyncze znaczące góry i wzgórza na dnie oceanu, które często służą jako podstawa wysp oceanicznych.

Ten typ struktury skorupy oceanicznej charakteryzuje się znaczną miąższością całkowitą, sięgającą 20-30 km. W strukturze takiej skorupy powierzchniowa część odcinka składa się ze skał osadowo-wulkanicznych, na głębokości są one zastępowane przez skały warstwy bazaltu, które w porównaniu z innymi częściami struktury skorupy oceanicznej podłogi, mają znacząco odmienne właściwości.

U podnóża oceanicznych pasm górskich i gór skały te są bardziej gęste, co tłumaczy się mieszaniem bazaltów ze skałami płaszcza. Powierzchnia styku M pod grzbietami oceanicznymi znacznie się zmniejsza. Podwodne grzbiety morskich zagłębień geosynklinalnych również mają podobny charakter głębokiej struktury.

Różnią się jedynie dużym podobieństwem skał powierzchniowej części odcinka do skał sąsiednich struktur kontynentalnych.

Rodzaj głębinowych rowów oceanicznych. Struktury skorupy tego typu charakteryzują się bardzo małą grubością skorupy z ostrym osiadaniem granicy faz M.

Związek rowów głębinowych z głębokimi liniami uskoków, ich współczesna sejsmiczność, wulkanizm i warunki sedymentacji - wszystko to wskazuje na ich przynależność do współczesnych znaczących rynien geosynklinalnych, których rozwój trwa.

W niektórych okopach znane są grube skały osadowe, np. w Rowie Portoryko (8 km). W innych okopach (japoński, tonga) znane są skały związane z granitową skorupą skorupy. Sekwencja osadowa spoczywa na cienkiej warstwie bazaltu. Najbardziej rozsądnym pomysłem w tym przypadku jest rozciągnięcie skorupy ziemskiej pod rowami oceanicznymi, dzięki czemu zmniejsza się grubość warstwy bazaltu. Anomalie grawitacyjne ujemne są tu związane z osadami luźnymi o dużej miąższości.

Jeśli znajdziesz błąd, wybierz fragment tekstu i naciśnij Ctrl+Enter.

W kontakcie z

Koledzy z klasy

(Vp) mniej niż 5 km/s.

2) Druga warstwa, nazywana tradycyjnie „granitem”, składa się w 50% z granitów, w 40% z gnejsów i innych skał przeobrażonych w różnym stopniu.

Na podstawie tych danych często nazywa się to granit-gnejs. Jego średnia miąższość wynosi 15-20 km (czasami w strukturach górskich do 20-25 km). Prędkość fali sejsmicznej (Vp) — 5,5-6,0 (6,4) km/s.

3) Trzecia, dolna warstwa nazywa się „bazaltem”.

Pod względem średniego składu chemicznego i prędkości fal sejsmicznych warstwa ta jest zbliżona do bazaltów. Bardziej poprawne byłoby nazwanie tej warstwy granulit-mafijny (Vp) 6,5-6,7 (7,4) km/s.

Sekcja Conrada.

7 Skorupa kontynentalna i subkontynentalna.

Typ kontynentalny skorupy ziemskiej.

Grubość skorupy kontynentalnej waha się od 35-40 (45) km w obrębie platform do 55-70 (75) km w młodych strukturach górskich.

Skorupa kontynentalna składa się z trzech warstw.

1) Pierwszą - najwyższą warstwę reprezentują skały osadowe, o miąższości od 0 do 5 (10) km w obrębie platform, do 15-20 km w rynnach tektonicznych struktur górskich.

Prędkość podłużnych fal sejsmicznych (Vp) mniej niż 5 km/s.

2) Druga warstwa, nazywana tradycyjnie „granitem”, składa się w 50% z granitów, w 40% z gnejsów i innych skał przeobrażonych w różnym stopniu. Na podstawie tych danych często nazywa się to granit-gnejs.

Jego średnia miąższość wynosi 15-20 km (czasami w strukturach górskich do 20-25 km). Prędkość fali sejsmicznej (Vp) — 5,5-6,0 (6,4) km/s.

3) Trzecia, dolna warstwa nazywa się „bazaltem”. Pod względem średniego składu chemicznego i prędkości fal sejsmicznych warstwa ta jest zbliżona do bazaltów. Bardziej poprawne byłoby nazwanie tej warstwy granulit-mafijny. Jego miąższość waha się od 15-20 do 35 km. Prędkość fali (Vp) 6,5-6,7 (7,4) km/s.

Granica między warstwami granitowo-gnejsowymi i granulitowo-mafijnymi nazywa się sejsmiczną Sekcja Conrada.

Subkontynentalny typ skorupy ziemskiej ma podobną strukturę do kontynentalnej, ale zaczął się wyróżniać z powodu niejasno określonej granicy Conrada.

8 Oceaniczne i suboceaniczne typy skorupy ziemskiej

Skorupa oceaniczna ma budowę trójwarstwową o grubości od 5 do 9 (12) km, częściej 6-7 km.

Pod wyspami oceanicznymi obserwuje się pewien wzrost mocy.

1. Górna, pierwsza warstwa skorupy oceanicznej jest osadowa i składa się głównie z różnych osadów w stanie luźnym. Jego miąższość waha się od kilkuset metrów do 1 km. Prędkość rozchodzenia się w nim fal sejsmicznych (Vp) wynosi 2,0-2,5 km/s.

Według danych wiertniczych, druga warstwa oceaniczna, znajdująca się poniżej, składa się głównie z bazaltów z przewarstwieniami skał węglanowych i krzemionkowych. Jego miąższość wynosi od 1,0-1,5 do 2,5-3,0 km. Prędkość propagacji fal sejsmicznych (Vp) wynosi 3,5-4,5 (5) km/s.

3. Trzecia, dolna warstwa oceaniczna o dużej prędkości nie została jeszcze otwarta metodą wierceń - składa się z podstawowych skał magmowych, takich jak gabro, z podrzędnymi skałami ultrazasadowymi (serpentynity, piroksenity).

Jego miąższość według danych sejsmicznych wynosi od 3,5 do 5,0 km. Prędkość fal sejsmicznych (Vp) wynosi od 6,3-6,5 km/s, a w niektórych miejscach wzrasta do 7,0 (7,4) km/s

Suboceaniczny typ skorupy ziemskiej ogranicza się do części basenu (o głębokości ponad 2 km) mórz marginalnych i śródlądowych (Ochock, Japonia, Morze Śródziemne, Czarny itp.).

Struktura tego typu jest zbliżona do oceanicznej, ale różni się od niej zwiększoną grubością (4-10 lub więcej km) warstwy osadowej, znajdującej się na trzeciej warstwie oceanicznej o grubości 5-10 km.

9 Geochronologia względna i absolutna. Charakterystyka skal geochronologicznych i stratygraficznych.

GEOCHRONOLOGIA WZGLĘDNA

stratygrafia- jedna z gałęzi nauk geologicznych, której zadaniem jest podział skał osadowych i wulkanogennych na odrębne warstwy i ich jednostki; opis znajdujących się w nich pozostałości fauny i flory; ustalenie wieku niosek; porównanie wybranych warstw danego obszaru z innymi; opracowanie skonsolidowanego przekroju osadów regionu i opracowanie skali stratygraficznej nie tylko dla poszczególnych regionów - regionalnych skal stratygraficznych, ale także jednolitej lub międzynarodowej skali stratygraficznej dla całej Ziemi.

1) metoda litologiczna– każdy przekrój osadów należy podzielić na osobne warstwy lub ich jednostki.

2) paleontologiczny - opiera się na identyfikacji warstw zawierających różne kompleksy pozostałości organicznych.

3) metoda mikropaleontologiczna, którego przedmiotem są pozostałości wapiennych i krzemionkowych szkieletów prostych organizmów.

4) metoda zarodnikowo-pyłowa, opiera się na badaniu pozostałości zarodników i ziaren pyłku, które są wyjątkowo trwałe i nie zapadają się, przenoszone przez wiatr na duże odległości w ogromnych ilościach.

Omówione metody paleontologiczne mają zastosowanie wyłącznie do osadów warstwowych.

Jednakże duże obszary globu zbudowane są ze skał magmowych i metamorficznych, pozbawionych pozostałości organicznych. Ta metoda nie ma dla nich zastosowania.

5) metoda paleomagnetyczna, opiera się na zdolności skał do zachowania charakteru namagnesowania epoki, w której powstały. Należy zaznaczyć, że metoda paleomagnetyczna jest niezwykle szeroko stosowana do określania ruchów płyt litosferycznych w przeszłości geologicznej.

Geochronologia absolutna

1) metody radiometryczne

tabela).

2) Metody luminescencyjne

Opiera się również na zmianach, które stopniowo kumulują się w krysztale pod wpływem promieniowania. Tylko w tym przypadku nie mówimy o liczbie „wzbudzonych” elektronów zdolnych do „uspokojenia się” emisją światła, ale o liczbie elektronów o zmienionym spinie.

4) metoda aminokwasowa

Lub datowanie na podstawie słojów drzew, co jest bardzo preferowane przez archeologów. Metoda ta pozwala na datowanie jedynie najmłodszych osadów (do 5–8 tys. lat), ale z bardzo dużą dokładnością, aż do roku! Konieczne jest jedynie znalezienie w wykopie wystarczającej ilości drewna.

W pniach większości drzew tworzą się słoje roczne, których szerokość zmienia się w zależności od warunków pogodowych w danym roku.

10 Charakterystyka metod geochronologii absolutnej

Geochronologia absolutna

1) metody radiometryczne, w oparciu o stałość szybkości rozpadu izotopów promieniotwórczych (patrz.

tabela).

Dopóki substancja jest w stanie ciekłym (na przykład ciekła magma), jej skład chemiczny jest zmienny: następuje mieszanie, dyfuzja, wiele składników może odparować itp.

d. Ale kiedy minerał stwardnieje, zaczyna zachowywać się jak stosunkowo zamknięty system. Oznacza to, że obecne w nim izotopy promieniotwórcze nie są z niego wymywane ani odparowywane, a ich ilość zmniejsza się jedynie na skutek rozpadu, który zachodzi ze znaną stałą szybkością.

2) Metody luminescencyjne Datowanie bezwzględne opiera się na zdolności niektórych pospolitych minerałów (np. kwarcu i skalenia) do gromadzenia energii promieniowania jonizującego, a następnie w określonych warunkach szybkiego uwalniania jej w postaci światła.

Promieniowanie jonizujące nie tylko dociera do nas z kosmosu, ale jest również generowane przez skały podczas rozpadu pierwiastków promieniotwórczych.

3) Metoda rezonansu elektronowo-paramagnetycznego lub elektronowo-spinowego opiera się również na zmianach, które stopniowo kumulują się w krysztale pod wpływem promieniowania.

Tylko w tym przypadku nie mówimy o liczbie „wzbudzonych” elektronów zdolnych do „uspokojenia się” emisją światła, ale o liczbie elektronów o zmienionym spinie.

4) metoda aminokwasowa, opiera się na fakcie, że aminokwasy „leworęczne”, z których zbudowane są białka wszystkich organizmów żywych, po śmierci stopniowo racemizują, to znaczy zamieniają się w mieszaninę „praworęcznych” i „leworęcznych” formy.

Metodę stosuje się jedynie do okazów bardzo dobrze zachowanych, w których zachowała się wystarczająca ilość pierwotnej materii organicznej.

5) Metoda dendrochronologiczna, czyli datowanie słojów drzew, jest bardzo preferowane przez archeologów.

Typ kontynentalny skorupy ziemskiej.

Metoda ta pozwala na datowanie jedynie najmłodszych osadów (do 5–8 tys. lat), ale z bardzo dużą dokładnością, aż do roku! Konieczne jest jedynie znalezienie w wykopie wystarczającej ilości drewna. W pniach większości drzew tworzą się słoje roczne, których szerokość zmienia się w zależności od warunków pogodowych w danym roku.

11 Ruchy tektoniczne skorupy ziemskiej.

Ruchy oscylacyjne.

Ruchy oscylacyjne są ważnym ogniwem w złożonym łańcuchu różnych procesów geologicznych. Są one ściśle związane z ruchami fałdotwórczo-rozrywającymi, w dużej mierze determinują przebieg transgresji i regresji morza, zmiany w zarysie kontynentów, charakter i intensywność procesów sedymentacji i denudacji itp.

Innymi słowy, ruchy oscylacyjne są kluczem do konstrukcji paleogeograficznych, pozwalają zrozumieć sytuację fizyczną i geograficzną minionych czasów oraz genetycznie powiązać szereg wydarzeń geologicznych.

Niektóre ogólne właściwości ruchów oscylacyjnych:

1) Wiele okresów ruchów oscylacyjnych.

2) Szeroki obszar rozkładu ruchów oscylacyjnych. Ruchy oscylacyjne są powszechne wszędzie.

3) Odwracalność ruchów oscylacyjnych.

Jest to zjawisko zmiany znaku ruchu: podniesienie się w tym samym miejscu w czasie zostaje zastąpione spadkiem itp. Ale każdy cykl nie jest powtórzeniem poprzedniego, zmienia się i staje się bardziej złożony.

4) Ruchom oscylacyjnym nie towarzyszy rozwój liniowego fałdowania i pęknięć.

5) Ruchy oscylacyjne i miąższość warstw osadowych. Przy badaniu ruchów oscylacyjnych ogromne znaczenie ma analiza grubości warstw osadowych. Miąższość danej serii osadów w ujęciu ogólnym odpowiada w sumie głębokości osiadania odcinka skorupy, w obrębie którego zakumulowała się dana sekwencja.

6) Ruchy oscylacyjne i rekonstrukcje paleogeograficzne.

Ruchy tektoniczne to ruchy skorupy ziemskiej spowodowane procesami zachodzącymi w jej głębinach.

Za główną przyczynę ruchów tektonicznych uważa się prądy konwekcyjne w płaszczu, wzbudzane ciepłem rozpadu pierwiastków promieniotwórczych i różnicowaniem grawitacyjnym jego substancji w połączeniu z działaniem grawitacji i tendencją litosfery do osiągnięcia równowagi grawitacyjnej względem powierzchni asteposfery.

1.Pionowe ruchy tektoniczne.

Na dowolnej części powierzchni Ziemi wielokrotnie na przestrzeni czasu występowały wznoszące się i opadające ruchy tektoniczne.

Podwyżki.

Osady morskie często można znaleźć wysoko w górach. Gromadziły się początkowo poniżej poziomu morza, ale później zostały wyniesione na wyższe wysokości. Amplituda wzrostu w niektórych przypadkach może osiągnąć 10 km.

2. Poziome ruchy tektoniczne.

Występują w dwóch postaciach: ściskania i rozciągania.

Kompresja. Warstwy osadowe zebrane w fałdy wskazują na zmniejszenie odległości poziomych pomiędzy poszczególnymi punktami, które nastąpiło prostopadle do osi fałd.

Wyjaśnieniem kompresji była zaobserwowana utrata ciepła przez Ziemię i możliwe jej ochłodzenie, co powinno spowodować zmniejszenie jej objętości.

Rozciąganie.

Po rozciągnięciu pojawiają się pęknięcia, przez które ogromna ilość bazaltowej magmy przedostaje się na powierzchnię, tworząc wały i przepływy.

13 Główne rodzaje usterek

Głównymi rodzajami usterek są wady normalne, wady wzdłużne i wady ścinające.

Reset – skrzydło leżące jest podniesione, skrzydło wleczone opuszczone. Wyporność spada w stronę opuszczonego skrzydła. Kąt padania wynosi najczęściej 40-60¦, ale może być dowolny. Reset to odkształcenie rozciągające.

Duże uskoki zarysowują zagłębienia jeziora Bajkał, jeziora Teletskoje, Morza Czerwonego itp.

Pchnięcie - skrzydło leżące jest opuszczone, skrzydło wiszące uniesione. Wyporność spada w stronę podniesionego skrzydła. Kąt padania wynosi najczęściej 40-60¦. Pchnięcie to odkształcenie ścinające w warunkach ściskania. Jadwigi o bardzo dużym przemieszczeniu, większym niż 60¦, nazywane są uskokami odwrotnymi.

Uskok poślizgowy to pęknięcie tektoniczne, w którym skrzydła przemieszczają się głównie w kierunku poziomym, wzdłuż uderzenia płaszczyzny uskoku.

Jest z reguły zorientowany pod kątem do kierunku sił tektonicznych i ma strome lub pionowe przemieszczenie.

W przyrodzie możliwe są kombinacje różnych typów tych uskoków (uszkodzenia poślizgowe, uskoki uderzeniowo-poślizgowe itp.). W zależności od charakteru zależności pomiędzy płaszczyzną uskoku a uderzeniem warstw w złożonej konstrukcji rozróżnia się uskoki podłużne, poprzeczne, ukośne, zgodne i niezgodne.

14 Magmatyzm i skały magmowe

Magma to substancja ziemska w stanie stopionym, ciekłym.

Powstaje w skorupie ziemskiej i górnym płaszczu Ziemi na głębokościach 30-400 km.

Charakterystyka skał magmowych.

1. Skład mineralny - minerały dzielą się na skałotwórcze (główne i wtórne) oraz dodatkowe.

Minerały skałotwórcze - stanowią >90% objętości skały i są reprezentowane głównie przez krzemiany:

skalenie, kwarc, nefelin - jasne,

piroksen, oliwin, amfibol, mika mają ciemny kolor.

W skałach o różnym składzie chemicznym ten sam minerał może być większy lub mniejszy.

Minerały towarzyszące stanowią średnio ~1% objętości skały i są to: apatyt, magnetyt, cyrkon, rutyl, chromit, złoto, platyna itp.

Klasyfikacja skał magmowych

Klasyfikacja opiera się na charakterystyce – składzie chemicznym i genezie.

Ze względu na skład chemiczny, a zwłaszcza zawartość krzemionki SiO 2, wszystkie skały dzielą się na:

ultrazasadowy SiO2 >45%

zasadowy SiO2 do 45-52%

średni SiO2 do 52-65%

kwaśny SiO2 do 65-75%

Z kolei wśród tych grup każda ze względu na swoją genezę dzieli się na natrętną i wylewną.

15 Natrętny magmatyzm

I. Magmatyzm intruzywny to proces wnikania magmy do leżących nad nią warstw i jej krystalizacji w skorupie ziemskiej bez docierania do powierzchni na różnych głębokościach.

Proces ten charakteryzuje się powolnym spadkiem temperatury i ciśnienia, krystalizacją w zamkniętej przestrzeni. Skały magmowe składają się z całkowicie skrystalizowanych ziarnistych agregatów minerałów tworzących skały.

Takie skały magmowe nazywane są natrętnymi.

W zależności od głębokości uformowania masywy natrętne dzielą się na przypowierzchniowe lub subwulkaniczne (to drugie słowo oznacza, że ​​magma prawie zbliżyła się do powierzchni, ale nadal do niej nie dotarła, tj.

utworzył się „prawie wulkan” lub subwulkan) - do pierwszych stu metrów; średniogłębokie, czyli hipabisalne, do 1-1,5 km i głębokie, czyli głębinowe, głębsze niż 1-1,5 km.

Do żył głębokich zalicza się żyły sieczne i stratalne. A) żyły sieczne Groble, które przecinają warstwę skały pod różnymi kątami, nazywane są groblami. Powstają w wyniku rozciągania skał i wypełniania przestrzeni magmą.

Skały: porfiryty, granity – porfiry, diabazy, negmatyty. B) żyły warstwowe– progi – leżą zgodnie ze skałami macierzystymi i powstają w wyniku rozpychania tych skał przez magmę.

Do głębokich należą także:

lopolita(miska) S = 300 km2, m – 15 km.

średnicy, charakterystycznej dla platform.

fakolit(soczewica) – uformowana jednocześnie z fałdami; S ~ 300 km2, m ~ 10 km.

lakkolit– grzybkowate, górne warstwy uniesione; S – 300 km2, m – 10 – 15 km.

Istnieją formy głębokie, takie jak:

batolity– duże wtargnięcia granitu, S – setki i tysiące km2, głębokość – niepewna.

pręty– bryły kolumnowe, izometryczne, S< 100 – 150 км2.

Rodzaje budowy skorupy ziemskiej

Badając skorupę ziemską, odkryto, że jej struktura jest różna w różnych obszarach.

Uogólnienie dużej ilości materiału faktograficznego pozwoliło wyróżnić dwa rodzaje budowy skorupy ziemskiej - kontynentalną i oceaniczną.

Typ kontynentalny

Typ kontynentalny charakteryzuje się bardzo znaczną grubością skorupy i obecnością warstwy granitu.

Granica górnego płaszcza znajduje się tutaj na głębokości 40-50 km lub więcej. Grubość warstw skał osadowych w niektórych miejscach sięga 10-15 km, w innych grubość może być całkowicie nieobecna. Średnia miąższość skał osadowych skorupy kontynentalnej wynosi 5,0 km, warstwa granitu około 17 km (od 10-40 km), warstwa bazaltu około 22 km (do 30 km).

Jak wspomniano powyżej, skład petrograficzny warstwy bazaltowej skorupy kontynentalnej jest zróżnicowany i najprawdopodobniej dominują w nim nie bazalty, ale skały metamorficzne o składzie podstawowym (granulity, eklogity itp.).

Z tego powodu niektórzy badacze proponowali nazwać tę warstwę granulitem.

Grubość skorupy kontynentalnej wzrasta na obszarze złożonych struktur górskich. Na przykład na Równinie Wschodnioeuropejskiej grubość skorupy wynosi około 40 km (15 km - warstwa granitu i ponad 20 km - bazalt), a w Pamirze - półtora raza więcej (w sumie około 30 km grubość skał osadowych i warstwy granitu oraz tyle samo warstwy bazaltu).

Skorupa kontynentalna osiąga szczególnie dużą grubość na obszarach górskich położonych wzdłuż krawędzi kontynentów. Na przykład w Górach Skalistych (Ameryka Północna) grubość skorupy znacznie przekracza 50 km. Skorupa ziemska, która tworzy dno oceanów, ma zupełnie inną strukturę. Tutaj grubość skorupy gwałtownie maleje, a materiał płaszcza zbliża się do powierzchni.

Nie ma warstwy granitu, a miąższość warstw osadowych jest stosunkowo niewielka.

Występuje górna warstwa osadów nieskonsolidowanych o gęstości 1,5-2 g/cm3 i miąższości około 0,5 km, warstwa wulkaniczno-osadowa (przewarstwienie osadów sypkich z bazaltami) o miąższości 1-2 km oraz warstwa bazaltu, której średnią miąższość szacuje się na 5-6 km.

Na dnie Oceanu Spokojnego skorupa ziemska ma całkowitą grubość 5-6 km; Na dnie Oceanu Atlantyckiego, pod warstwą osadową o grubości 0,5–1,0 km, znajduje się warstwa bazaltu o miąższości 3–4 km. Należy pamiętać, że wraz ze wzrostem głębokości oceanu grubość skorupy nie maleje.

Obecnie wyróżnia się także przejściowe typy skorupy subkontynentalnej i suboceanicznej, odpowiadające podwodnemu obrzeżowi kontynentów.

W skorupie typu subkontynentalnego warstwa granitu ulega znacznemu zmniejszeniu, co zostaje zastąpione przez grubość osadów, a następnie w kierunku dna oceanu grubość warstwy bazaltu zaczyna się zmniejszać. Grubość tej strefy przejściowej skorupy ziemskiej wynosi zwykle 15-20 km. Granica skorupy oceanicznej i subkontynentalnej przebiega w obrębie stoku kontynentalnego na głębokości 1–3,5 km.

Typ oceaniczny

Chociaż skorupa oceaniczna zajmuje większą powierzchnię niż skorupa kontynentalna i subkontynentalna, ze względu na swoją małą grubość koncentruje się w niej tylko 21% objętości skorupy ziemskiej.

Informacje o objętości i masie poszczególnych typów skorupy ziemskiej przedstawiono na ryc. 1.

Ryc.1. Objętość, grubość i masa poziomów różnych typów skorupy ziemskiej

Skorupa ziemska leży na podłożu płaszcza podskorupowego i stanowi zaledwie 0,7% masy płaszcza. W przypadku małej grubości skorupy ziemskiej (na przykład na dnie oceanu) najwyższa część płaszcza również będzie w stanie stałym, typowym dla skał skorupy ziemskiej.

Dlatego, jak zauważono powyżej, wraz z koncepcją skorupy ziemskiej jako skorupy z pewnymi wskaźnikami gęstości i właściwości elastycznych, istnieje koncepcja litosfery - kamiennej skorupy, grubszej niż materia stała pokrywająca powierzchnię Ziemi.

Struktury typów skorupy ziemskiej

Rodzaje skorupy ziemskiej różnią się także budową.

Skorupa oceaniczna charakteryzuje się różnorodnością struktur. Potężne systemy górskie - grzbiety śródoceaniczne - rozciągają się wzdłuż środkowej części dna oceanu. W części osiowej grzbiety te poprzecinane są głębokimi i wąskimi dolinami ryftowymi o stromych zboczach. Formacje te reprezentują strefy aktywnej aktywności tektonicznej. Rowy głębinowe znajdują się wzdłuż łuków wysp i struktur górskich na krawędziach kontynentów. Wraz z tymi formacjami istnieją równiny głębinowe, które zajmują rozległe obszary.

Skorupa kontynentalna jest równie niejednorodna.

W jego granicach można wyróżnić młode struktury fałdów górskich, w których znacznie wzrasta grubość skorupy jako całości i każdego z jej poziomów. Zidentyfikowano również obszary, w których skały krystaliczne warstwy granitu reprezentują starożytne obszary pofałdowane, niwelowane przez długi czas geologiczny. Tutaj grubość skorupy jest znacznie mniejsza. Te duże obszary skorupy kontynentalnej nazywane są platformami. Wewnątrz platform rozróżnia się tarcze – obszary, w których podłoże krystaliczne wychodzi bezpośrednio na powierzchnię, oraz płyty, których krystaliczne podłoże pokryte jest grubością poziomo występujących osadów.

Przykładem tarczy jest terytorium Finlandii i Karelii (Tarcza Bałtycka), natomiast na Nizinie Wschodnioeuropejskiej pofałdowane podłoże jest głęboko zagłębione i pokryte osadami osadowymi. Średnia grubość opadów na platformach wynosi około 1,5 km. Struktury fałdowe charakteryzują się znacznie większą miąższością skał osadowych, których średnią wartość szacuje się na 10 km. Akumulacja tak grubych osadów następuje poprzez długotrwałe, stopniowe osiadanie, osiadanie poszczególnych odcinków skorupy kontynentalnej, a następnie ich wypiętrzanie i fałdowanie.

Takie obszary nazywane są geosynklinami. Są to najbardziej aktywne strefy skorupy kontynentalnej. Około 72% całkowitej masy skał osadowych jest w nich ograniczonych, natomiast około 28% koncentruje się na platformach.

Manifestacje magmatyzmu na platformach i geosynklinach znacznie się różnią. W okresach osiadania geosynklin magma o składzie zasadowym i ultrazasadowym napływa wzdłuż głębokich uskoków.

W procesie przekształcania geosynkliny w obszar pofałdowany dochodzi do powstawania i intruzji ogromnych mas magmy granitowej. Późniejsze etapy charakteryzują się wylewami wulkanicznymi law o składzie pośrednim i kwaśnym.

Na platformach procesy magmowe są znacznie mniej wyraźne i reprezentowane są głównie przez wylewy bazaltów lub law o składzie zasadowo-zasadowym. Wśród skał osadowych kontynentów dominują iły i łupki.

Na dnie oceanów wzrasta zawartość osadów wapiennych. Tak więc skorupa ziemska składa się z trzech warstw. Jego górna warstwa zbudowana jest ze skał osadowych i produktów wietrzenia. Objętość tej warstwy stanowi około 10% całkowitej objętości skorupy ziemskiej. Najwięcej materii znajduje się na kontynentach i w strefie przejściowej, w obrębie skorupy oceanicznej nie więcej niż 22% objętości warstwy.

W tzw. warstwie granitu najliczniej występującymi skałami są granitoidy, gnejsy i łupki.

Bardziej zasadowe skały stanowią około 10% tego horyzontu. Okoliczność ta dobrze odzwierciedla średni skład chemiczny warstwy granitu. Porównując średnie wartości składu zwraca się uwagę na wyraźną różnicę pomiędzy tą warstwą a sekwencją osadową (ryc.

Ryc.2. Skład chemiczny skorupy ziemskiej (w procentach wagowych)

Skład warstwy bazaltu w dwóch głównych typach skorupy ziemskiej jest inny. Na kontynentach sekwencję tę charakteryzuje różnorodność skał. Występują tu skały głęboko przeobrażone i magmowe o składzie zasadowym, a nawet kwaśnym.

Skały zasadowe stanowią około 70% całkowitej objętości tej warstwy. Warstwa bazaltu skorupy oceanicznej jest znacznie bardziej jednorodna. Dominującym typem skał są tzw. bazalty toleiitowe, które różnią się od bazaltów kontynentalnych niską zawartością potasu, rubidu, strontu, baru, uranu, toru, cyrkonu i wysokim stosunkiem Na/K.

Wynika to z mniejszej intensywności procesów różnicowania podczas ich wytapiania z płaszcza. Skały ultrazasadowe górnego płaszcza wyłaniają się z głębokich pęknięć rafy. Rozpowszechnienie skał w skorupie ziemskiej, pogrupowane w celu określenia stosunku ich objętości do masy, przedstawiono na ryc. 3.

Ryc.3.

Występowanie skał w skorupie ziemskiej

Tworzenie skorupy ziemskiej

Skorupa kontynentalna składa się ze skał krystalicznych z bazaltu i granitowych warstw geofizycznych (odpowiednio 59,2% i 29,8% całkowitej objętości skorupy ziemskiej), pokrytych powłoką osadową (stratisferą). Powierzchnia kontynentów i wysp wynosi 149 milionów.

Rodzaje budowy skorupy ziemskiej

km2. Powłoka osadowa zajmuje powierzchnię 119 mln km2, tj. 80% całkowitej powierzchni lądu, w kierunku starożytnych tarcz platformowych. Zbudowany jest głównie ze skał osadowych i wulkanogennych z późnego proterozoiku i fanerozoiku, choć w niewielkich ilościach zawiera także starsze, słabo przeobrażone osady protoplatform ze środkowego i wczesnego proterozoiku.

Wraz z wiekiem zmniejsza się powierzchnia wychodni skał osadowych, natomiast zwiększa się powierzchnia wychodni skał krystalicznych.

Osadowa skorupa skorupy ziemskiej oceanów, zajmująca 58% całkowitej powierzchni Ziemi, spoczywa na warstwie bazaltu. Wiek jego osadów, według danych wierceń głębinowych, obejmuje przedział czasowy od jury górnej do czwartorzędu włącznie. Średnią grubość powłoki osadowej Ziemi szacuje się na 2,2 km, co odpowiada 1/3000 promienia planety. Całkowita objętość formacji składowych wynosi około 1100 milionów.

km3, co stanowi 10,9% całkowitej objętości skorupy ziemskiej i 0,1% całkowitej objętości Ziemi. Całkowita objętość osadów oceanicznych szacowana jest na 280 mln km3. Średnią grubość skorupy ziemskiej szacuje się na 37,9 km, co stanowi 0,94% całkowitej objętości Ziemi. Skały wulkaniczne stanowią 4,4% na platformach i 19,4% w obszarach pofałdowanych całkowitej objętości powłoki osadowej.

Na obszarach platform, a zwłaszcza w oceanach, pokrywy bazaltowe są szeroko rozpowszechnione i zajmują ponad dwie trzecie powierzchni Ziemi.

Skorupa ziemska, atmosfera i hydrosfera Ziemi powstały w wyniku zróżnicowania geochemicznego naszej planety, któremu towarzyszyło topienie i odgazowanie głębokiej materii. Powstawanie skorupy ziemskiej jest spowodowane oddziaływaniem czynników endogenicznych (magmowych, energii płynów) i egzogenicznych (wietrzenie fizyczne i chemiczne, niszczenie, rozkład skał, intensywna sedymentacja terygeniczna).

Systematyka izotopowa skał magmowych ma ogromne znaczenie, ponieważ to właśnie magmatyzm niesie informacje o czasie geologicznym i specyfice materiałowej powierzchniowych procesów tektonicznych i głębokich płaszczach odpowiedzialnych za powstawanie oceanów i kontynentów oraz odzwierciedla najważniejsze cechy procesów przemiana głębokiej substancji Ziemi w skorupę ziemską. Za najbardziej rozsądne uważa się sekwencyjne tworzenie się skorupy oceanicznej na skutek zubożonego płaszcza, który w strefach zbieżnego oddziaływania płyt tworzy skorupę przejściową łuków wysp, a ta ostatnia po szeregu przekształceń strukturalnych i materiałowych zamienia się w w skorupę kontynentalną.

Budowa i rodzaje skorupy ziemskiej

skorupa Ziemska, który tworzy górną skorupę Ziemi, jest niejednorodny w pionie i poziomie.

Górna granica skorupy ziemskiej to górna stała powierzchnia planety, dolna - powierzchnia płaszcza. Pod względem stanu skupienia górna część płaszcza znajduje się bliżej skorupy ziemskiej, dlatego są one połączone w jedną skorupę skalną - litosferę.

Górna granica litosfery i skorupy ziemskiej pokrywają się, dolna granica biegnie wzdłuż powierzchni astenosfery. Pod kontynentami zarówno skorupa ziemska, jak i litosfera mają większą grubość niż pod oceanami, podczas gdy grubość zarówno skorupy ziemskiej, jak i nadstenosferycznej warstwy płaszcza zwiększa się lub zmniejsza synchronicznie.

Najbardziej spójną strukturę można znaleźć w starożytnych blokach skorupy ziemskiej, czyli jądrach kontynentalnych, które mają ponad 2 miliardy lat. Wyróżnia się w nich trzy warstwy (muszle): górna to warstwa osadowa, następnie granitowa, a jeszcze dolna bazaltowa.

Nazwy te nadawane są w oparciu o właściwości fizyczne warstw, a nie skład, dlatego są arbitralne.

Warstwa osadowa zbudowane ze skał osadowych i wulkaniczno-osadowych. Nie zalicza się do niego gleb oraz osadów współczesnych, w tym technogenicznych. Przeważają skały ilaste i piaszczyste (prawie 70%): sypkie (glina, piasek) i cementowe (łupki, piaskowce).

Skały węglanowe (wapienie, margle itp.) są cementowane. Skały, które uległy przemianom termodynamicznym (dekrystalizacji) są nieobecne lub są rzadkie i lokalne. Warstwy takie występują poziomo i subhoryzontalnie.

Czasami warstwę tę przebijają stopione krzemiany o składzie podobnym do bazaltów. Skały osadowe często zawierają warstwy węgla i warstwy nasycone gazami i ropą. Średnia gęstość skał wynosi 2,45 g/cm3.

Grubość warstwy waha się od 0 do 20 km, średnio około 3,5 km. Podkłada się go warstwami granitu lub bazaltu.

warstwa granitu składa się z gnejsów o składzie zbliżonym do granitów oraz granitów, które łącznie stanowią prawie 80%.

Dlatego ta warstwa jest często nazywana granit-gnejs. Skały tworzące tę warstwę tworzą ciała w postaci warstw, soczewek, żył, często przebijają się przez warstwy warstwowe i wprowadzają się wzdłuż uskoków w formie intruzji. Wszystkie te ciała ulegają deformacji, zmiażdżeniu, zmiażdżeniu w fałdy, rozbiciu na bloki, tj.

e. doświadczyć wpływów termodynamicznych i tektonicznych oraz rekrystalizacji. Miąższość warstwy waha się od 0 do 25 km. Pokryta jest warstwą osadową.

Poniżej warstwy granitu znajduje się warstwa bazaltu. Granica między nimi nazywa się powierzchnia (przekrój) Conrada i zwykle nie jest jasno wyrażona. Średnia gęstość warstwy wynosi 2,7 g/cm3.

Warstwa bazaltu składa się głównie z gnejsów, o składzie podobnym do skał mafijnych, gabroidów i granulitów, dlatego często nazywany jest gnejsem mafijnym lub gnejsem granulitowym.

Poniżej znajduje się bazaltowa warstwa skorupy ziemskiej warstwa nadstenosferyczna płaszcz, który, jak już wspomniano, wchodzi do litosfery wraz ze skorupą ziemską.

Warstwa ta ma skład zbliżony do perydotytów i nazywa się ją ultramaficzną. Średnia gęstość wynosi 3,3 g/cm3 i jest znacznie wyższa niż gęstość skał dolnej skorupy. Pod kontynentami warstwa ta jest zubożona w krzem, potas, glin i składniki lotne (sialowe). Taki płaszcz nazywa się „zubożonym”, to znaczy oddał znaczną część swoich lekkich pierwiastków do uformowania skorupy ziemskiej. Warstwa mafijno-gnejsowa kontynentów różni się również od warstwy bazaltowej skorupy oceanicznej.

W skorupie oceanów występują dwie warstwy „bazaltowe”: kontynentalna i oceaniczna. Ten wzór jest charakterystyczny dla starożytnej skorupy oceanicznej w pobliżu obrzeży kontynentów.

Ze względu na podstawowe elementy skorupy ziemskiej, jej skład i grubość, wyróżnia się dwa główne typy skorupy ziemskiej: kontynentalną i oceaniczną.

Skorupa kontynentalna - skorupa kontynentów (i przylegający do nich płytki szelf) charakteryzuje się dużą miąższością, sięgającą 75-80 km w młodych strukturach górskich i 35-45 km w obrębie platform.

Zbudowany jest ze skał magmowych, osadowych i metamorficznych, tworzących trzy warstwy (ryc. 5.1). Najwyższa warstwa osadowa, reprezentowana przez skały osadowe, ma miąższość od 0 do 5 (10) km i charakteryzuje się nieciągłym rozmieszczeniem. Nie ma go w najbardziej wzniesionych obszarach starożytnych kratonów – półkach i tarczach.

W niektórych najbardziej obniżonych strukturach skorupy ziemskiej - zagłębieniach i syneklizach - grubość warstwy osadowej sięga 15-20 km. Wartości gęstości skał są tu niewielkie, a prędkość propagacji podłużnych fal sejsmicznych wynosi (V) 2-5 km/s.

Poniżej leży granit(obecnie nazywana granitowo-gnejsową) warstwa zbudowana głównie z granitów, gnejsów i innych skał metamorficznych o różnych facjach metamorficznych.

Najbardziej kompletne przekroje tej warstwy prezentowane są na krystalicznych tarczach starożytnych kratonów. Wartości gęstości skał mierzone są tu w przedziale 2,5-2,7 g/cm3, a prędkość propagacji podłużnych fal sejsmicznych (K) dochodzi do 5-6,5 km/s. Jego średnia miąższość wynosi 15-20 km, a czasami sięga 25 km.

Trzecia, dolna warstwa nazywa się bazalt.

Pod względem średniego składu chemicznego i prędkości propagacji fal sejsmicznych warstwa ta jest bliska bazaltom. Co prawda przyjmuje się założenie, że warstwa ta zbudowana jest ze skał podstawowych, takich jak gabro, oraz odmian metamorficznych skał o facji amfibolitowej i granulitowej.

Nie można wykluczyć obecności skał ultramaficznych o składzie granatowo-piroksenowym – eklogitów. Dlatego bardziej właściwe byłoby to nazwać granulit-mafijny. Miąższość warstwy waha się w granicach 15-20-35 km, prędkość propagacji podłużnych fal sejsmicznych wzrasta (K) do 6,5-6,7-7,4 km/s.

Granicę pomiędzy warstwami granitowo-gnejsowymi i granulitowo-mafijnymi nazywa się sesją sejsmiczną Conrada, którą wyróżnia skok fal V z 6,5 do 7,4 km/s u podstawy trzeciej warstwy.

Głębokie dane sejsmiczne z ostatnich lat wykazały, że granica Conrada nie występuje wszędzie.

V.V. Biełousow i N.I. Pavlenkova zaproponowała nowy czterowarstwowy model skorupy ziemskiej (ryc. 5.2). Model ten identyfikuje górną warstwę osadową z wyraźną granicą prędkości – K0.

Poniżej znajdują się trzy warstwy skonsolidowanej skorupy: górna, pośrednia i dolna, oddzielone granicami K1 i K2. Granicę K1 wyznacza się na głębokości 10-15 km, powyżej niej znajdują się skały o prędkościach V = 5,9-6,3 km/s. Granica K2 przebiega na głębokości około 30 km, a skały pomiędzy K1 i K2 charakteryzują się Vр = 6,4-6,5 km/s. W warstwie dolnej V osiąga prędkość 6,8-7,0 km/s.

Skład materiałowy warstwy dolnej reprezentują skały o metamorfizmie facji granulitowej oraz zasadowe i ultrazasadowe skały magmowe.

Uważa się, że warstwy środkowa i górna składają się ze skał magmowych i metamorficznych o składzie felsowym.

Zatem zaproponowany trójwarstwowy model skonsolidowanej części skorupy kontynentalnej opiera się wyłącznie na danych sejsmicznych, a skład petrograficzny faktycznie odpowiada modelowi dwuwarstwowemu: warstwom granulitowo-gnejsowym i granulitowo-maficznym.

Skorupa oceaniczna. Wcześniej sądzono, że skorupa oceaniczna składa się z dwóch warstw: górnej osadowej i dolnej bazaltowej.

Długoterminowe badania dna oceanu poprzez wiercenia, pogłębianie i prace sejsmiczne wykazały, że skorupa oceaniczna ma strukturę trójwarstwową o średniej grubości 5-7 km.

1. Osadowy Warstwa górna składa się z osadów sypkich o różnym składzie i miąższości, zmieniających się w bardzo szerokim zakresie, od kilkuset metrów do 6-7 km.

Warstwa osadowa osiąga maksymalną grubość w okopach oceanicznych (6,5 km w południowo-zachodniej Japonii) lub w podwodnych wachlarzach aluwialnych (na przykład stożek bengalski na kontynuacji rzek Ganges i Brahmaputra, Amazonka, Missisipi, gdzie grubość osadów sięga 3 -5 km).

Prędkość propagacji Vр = 1,0-2,5 km/s.

2. Druga warstwa, znajdująca się poniżej, składa się głównie z law bazaltowych typu poduszkowego i osłonowego. Zależność pomiędzy różnymi typami law na dnie kaldery Mount Axial (grzbiet Juan de Fuca) została szczegółowo odwzorowana podczas jednej z wypraw R/V Mstislav Keldysh w 1985 r. (ryc. 5.3).

3. Trzecia, dolna warstwa, według danych dotyczących pogłębiania i wierceń głębinowych, składa się z podstawowych skał magmowych, takich jak gabro i ultrazasadowych (perydotyty, piroksenity).

Fragment skorupy oceanicznej odsłonięty w Basenie Hesji w szczelinie Galapagos na Oceanie Spokojnym pobrano metodą pogłębiania i zbadano z francuskiego lądownika Nautilus (ryc. 5.4).

Struktura skorupy kontynentalnej

U podstawy odcinka występują gabro o prędkości K = 6,8 km/s, które powyżej zastąpione są doleritami o miąższości do 1 km i F = 5,5 km/s, a odcinek kończy się lawami poduszkowymi i pokrywowymi toleiitu. bazalty o miąższości około 1 km.

U podstawy przekroju znajdują się perydotyty. Warstwową strukturę skorupy oceanicznej można prześledzić na dużych odległościach, co potwierdzają dane z wielokanałowego profilowania sejsmicznego.


Wyniki badań geofizycznych ostatnich dziesięcioleci doprowadziły do ​​identyfikacji dwóch kolejnych pośrednich (przejściowych) typów skorupy ziemskiej: subkontynentalnej i suboceanicznej.

Subkontynentalny typ skorupy ziemskiej jego struktura jest zbliżona do skorupy kontynentalnej, ma mniejszą miąższość 20-30 km i niejasno określoną granicę Conrada.

Charakterystyka łuków wysp i obrzeży kontynentalnych.

Suboceaniczny typ skorupy ziemskiej jest izolowany w basenach głębinowych mórz marginalnych i śródlądowych (Ochock, Japonia, Morze Śródziemne, Czarny itp.). Ten typ różni się od skorupy oceanicznej zwiększoną grubością warstwy osadowej (4-10 km lub więcej), a jej całkowita grubość wynosi 10-20, w niektórych miejscach 25-30 km.