Typer av struktur av jordskorpen. Hvilke typer jordskorpe skiller seg ut? Typer kontinental skorpe
Som er forskjellig i sammensetning og fysiske egenskaper - det er mer tett og inneholder hovedsakelig ildfaste elementer. Skorpen og mantelen er atskilt av Mohorovicic-grensen, eller Moho for kort, hvor det er en kraftig økning i seismiske bølgehastigheter. På utsiden er det meste av jordskorpen dekket av hydrosfæren, og den mindre delen er eksponert for atmosfæren.
De fleste planeter har skorpe terrestrisk gruppe, Månen og mange satellitter til de gigantiske planetene. I de fleste tilfeller består den av basalter. Jorden er unik ved at den har to typer skorpe: kontinental og oseanisk.
Vekt jordskorpen estimert til 2,8 × 1019 tonn (hvorav 21% er havskorpe og 79% er kontinental). Bark utgjør bare 0,473 % total masse Jord.
Generell informasjon om jordens indre struktur
De første ideene om eksistensen av jordskorpen ble uttrykt av den engelske fysikeren W. Gilbert i 1600. De foreslo å dele det indre av Jorden i to ulike deler: skorpen eller skallet og den faste kjernen.
Utviklingen av disse ideene er inneholdt i verkene til L. Descartes, G. Leibniz, J. Buffon, M.V. Lomonosov og mange andre utenlandske og innenlandske forskere. I begynnelsen var studiet av jordskorpen fokusert på å studere jordskorpen på kontinentene. Derfor reflekterte de første modellene av jordskorpen de strukturelle egenskapene til jordskorpen av kontinental type.
I første halvdel av 1900-tallet begynte studiet av strukturen til undergrunnen å bli utført ved bruk av seismologi og seismisitet. Ved å analysere naturen til seismiske bølger fra jordskjelvet i Kroatia i 1909, identifiserte seismolog A. Mohorovicic, som allerede antydet, en klart synlig seismisk grense på en dybde på rundt 50 km, som han definerte som bunnen av jordskorpen (Mohorovicic, Moho, eller M overflate).
I 1925 registrerte V. Conrad, over Mohorovicic-grensen, et annet grensesnitt innenfor skorpen, som også fikk navnet hans - Conrad-overflaten, eller K-overflaten. Forskere foreslo å kalle det øvre laget av skorpen med en tykkelse på ca. 12 km granitt m lag, og det nedre laget med en tykkelse på 25 km - basalt. Den første to-lags modellen av strukturen til jordskorpen dukket opp. Ytterligere studier gjorde det mulig å måle tykkelsen på skorpen i forskjellige områder av kontinentene. Det ble funnet at i lavlandsområder er det 35 ÷ 45 km, og i fjellområder øker det til 50 ÷ 60 km (maksimal skorpetykkelse på 75 km ble registrert i Pamirs). Denne fortykningen av jordskorpen ble kalt av B. Gutenberg " røttene til fjellene" Det ble også slått fast at granittlaget har en hastighet på 5 ÷ 6 km/s, karakteristisk for granitter, og det nedre laget har en hastighet på 6 ÷ 7 km/s, karakteristisk for basalt. Jordskorpen, bestående av granitt- og basaltlag, ble kalt den konsoliderte skorpen, som et annet, øvre, sedimentært lag ligger på. Tykkelsen varierte innen 0 ÷ 5-6 km (maksimal tykkelse på det sedimentære laget når 20 ÷ 25 km).
Dermed informasjon om intern struktur Landene hentes primært fra geofysiske undersøkelser.
I følge moderne geofysiske (seismologiske) data skilles tre hovedområder i jordens volum: skorpe, mantel og kjerne.
Skorpen er skilt fra mantelen av en skarp seismisk grense, en økning i hastigheten til langsgående seismiske bølger observeres (opptil 8,2 km/s), samt en økning i tettheten til stoffet - fra 2,9 til 5,6 g /cm3. Denne grensen ble kalt Moho-grensen (eller ganske enkelt M-grensen) til ære for oppdageren, den jugoslaviske geofysikeren Mohorovicic. Det ytre laget av jorden, som ligger over M-grensen, begynte å bli kalt jordskorpen.
I følge seismiske studier skilles to typer dypstruktur av jordskorpen, som er forskjellige i tykkelse og struktur:
- kontinental type - tykkelse 30-50 km til 60-80 km.
- oseanisk type - tykkelse 5-10 km.
Kontinental type skorpe
Den kontinentale skorpen i sin mest komplette form er delt inn i tre geofysiske hovedlag, som er forskjellige i elastiske egenskaper og tetthetsegenskaper til bergarter:
- "Sedimentært lag"("sedimentært dekke", "ukonsoliderte lag") er sammensatt av horisontalt eller forsiktig liggende ikke-metamorfoserte lag av sedimentære og vulkanogene bergarter av fanerozoikum, sjeldnere - øvre proterozoikum. På nesten 40% av Russlands territorium er det ikke noe sedimentært lag - det er klemt ut (vasket bort) i områder okkupert av gamle skjold. Innenfor foldebeltene utvikles den sporadisk, i fragmenter.
- Granitt (granulitt-metamorft) lag, er representert av sterkt dislokerte og i varierende grad metamorfoserte sedimentære, effusive og intrusive bergarter, overveiende sure, dvs. granitoid sammensetning. På skjold og betydelige områder med foldede belter kommer den ut på jordens overflate. Hastighetene til langsgående seismiske bølger er fra 5,5 til 6,3 km/s. Tykkelsen i utviklingsområdene til den typiske kontinentale skorpen er 10-20 km, noen ganger opptil 25 km.
- Basalt (mer korrekt, granulitt-basaltlag) er ikke eksponert noe sted og består, ifølge indirekte data, av dypt metamorfoserte bergarter av granulittfacies og magmatiske bergarter av i det vesentlige grunnleggende og delvis ultrabasiske sammensetninger med langsgående bølgehastigheter fra 6,5 til 7,3 km/s (i gjennomsnitt 6,8-7 km/s) . Kraft fra 15 til 25-30km.
Overgangen fra det overliggende granitt-metamorfe laget til granulitt-basaltlaget på en rekke områder skjer brått, brått i henhold til den såkalte. Conrad-overflater (K-flater), og i andre, øker hastigheten til langsgående bølger (og bergtettheter) jevnt med dybden og en klar separasjon av disse lagene er umulig.
Under granulitt-basaltlaget ligger den øvre mantelen.
I tillegg til den såkalte typiske, klassiske delen av kontinentalskorpen, er det områder med en unormal struktur.
For eksempel, innenfor noen øybuer (sonen til Kuril- og Commander-øyene) er skorpen av den subkontinentale typen med en tykkelse på 15-25 km utbredt med en uklar separasjon av granitt-metamorfe og granulitt-basaltlag.
Dypvannsdepresjoner av både indre hav (Svartehavet, Sør-Kaspiske hav) og marginale hav (Japanhavet, Sør-Okhotsk), samt noen ultra-dype fordypninger innenfor den suboceaniske typen, der det er en tykk tykkelse på sedimentære bergarter (3-5 til 15-25 km) - ifølge seismiske data er det direkte underlagt et granulitt-basaltlag med en tykkelse på 5 til 15 km. Det er ikke noe granitt-metamorft lag.
Overgangen av et kontinent til en depresjon er ledsaget av en endring i type skorpe, og overgangen skjer både innenfor en smal sone og over en bred stripe. Overgangen er ledsaget av en veksling av områder med ulike typer cortex. Eksempel - en kompleks overgangssone mellom det asiatiske kontinentet og sengen Stillehavet.
Oceanisk skorpe
Den oseaniske skorpen danner bunnen av Stillehavet, Atlanterhavet og Indiske hav, hvor dybden overstiger 3-4 km. I følge seismiske og geologiske data består den av 3 lag.
Sedimentært lag tykkelse fra null - de første titalls meter til 0,5-1 km (i gjennomsnitt 0,2-0,5 km). Som boring i havene har vist, er de eldste sedimenthorisontene i havene ikke eldre enn middel-sen jura (omtrent 170 millioner år), og på de fleste havbunnene varierer de i alder fra kritt til kenozoikum eller er bare kenozoiske i alder. Sedimentasjonshastigheten i denne perioden er 1-5 mm/tusen. år.
Basaltlag 1,5-2,0 km tykk, hvor den øvre delen ble eksponert ved boring, sammensatt av lavaer og vulkanske glass er funnet i den nedre delen av laget. I alder er bergartene i den øvre delen av det andre laget nær alderen til de nedre horisontene til det sedimentære laget (fra kenozoikum til mellomjura). Generelt blir alderen til den øvre delen av det andre laget naturlig eldre fra de intraoceaniske riftryggene til de perifere delene av havene. Tykkelsen på lagbergartene øker også i samme retning.
Gabbro-serpentinittlag- har en tykkelse på 3-4 km, bergartene i dette laget har ikke blitt eksponert ved boring, men en rekke steder har fragmenter av påtrengende bergarter av grunnleggende og ultrabasiske sammensetninger blitt løftet av mudder fra forkastningssoner i havene. Inntil nylig ble dette laget sammenlignet med granulitt-basaltlaget i kontinentalskorpen. Hastighetene til langsgående bølger for dette laget er 6,5-7 km/sek. Det tredje laget er underlagt bergarter i den øvre mantelen, og overgangslaget mellom dem er enda tynnere enn under kontinentene.
Alle beskrevne typer bergarter deltar i strukturen til jordskorpen - magmatisk, sedimentær og metamorfe, som forekommer over Moho-grensen. Både innenfor kontinentene og i havene skilles det fra mobile belter og relativt stabile områder av jordskorpen. På kontinenter inkluderer stabile områder store flate rom - plattformer (østeuropeisk, sibir), der de mest stabile områdene er lokalisert - skjold (baltisk, ukrainsk), som er utspring av eldgamle krystallinske bergarter. Mobile belter inkluderer unge fjellstrukturer, som Alpene, Kaukasus, Himalaya, Andesfjellene og andre (Figur 3.1).
Figur 3.1. Generalisert profil av havbunnen (ifølge O. K. Leontiev)
Kontinentale strukturer er ikke bare begrenset til kontinenter, i noen tilfeller strekker de seg ut i havet, og danner den såkalte undervannsmarginen til kontinenter, bestående av en sokkel, opptil 200 m dyp, en kontinentalskråning med en fot til dybder på 2500 - 3000 m. Stabile områder skilles også ut innenfor havene - havplattformer - betydelige områder av havbunnen - store avgrunnsområder (greske "abyssos" - avgrunn) sletter 4-6 km dype, og mobile belter, som inkluderer midthavsrygger og aktive marginer av Stillehavet med utviklede marginale hav (Okhotsk, japansk etc.), øybuer (Kuril, japansk, etc.) og dyphavsgraver (8-10 km eller mer dype).
I de første stadiene av geofysisk forskning ble to hovedtyper av jordskorpen skilt: 1) kontinental og 2) oseanisk, skarpt forskjellige fra hverandre i strukturen og tykkelsen til de inngående bergartene. Deretter begynte man å skille mellom to overgangstyper: 1) subkontinentale og 2) suboseaniske (figur 3.2).
Legende:
1 - vann; 2 - sedimentært lag; 3 - granittlag; 4 - basaltlag av kontinental skorpe; 5 - basaltlag av oseanisk skorpe; 6 - magmatisk lag av oseanisk skorpe; 7 - vulkanske øyer; 8,9 - mantel (ultrabasiske magmatiske bergarter).
Figur 3.2 - Skjema av strukturen til ulike typer jordskorpen
Kontinental type jordskorpe
Kontinental type jordskorpe. Tykkelsen på den kontinentale skorpen varierer fra 35-40 (45) km innenfor plattformer til 55-70 (75) km i unge fjellstrukturer. Den kontinentale skorpen fortsetter inn i de undersjøiske marginene på kontinentene. I sokkelområdet avtar dens tykkelse til 20-25 km, og på kontinentalskråningen (på en dybde på ca. 2,0-2,5 km) kniper den ut. Den kontinentale skorpen består av tre lag. Det første - det øverste laget er representert av sedimentære bergarter, med en tykkelse på 0 til 5 (10) km innenfor plattformer, opptil 15-20 km i tektoniske bunner av fjellstrukturer. Hastigheten til langsgående seismiske bølger (Vp) er mindre enn 5 km/s. Det andre - tradisjonelt kalt "granitt" laget er 50% sammensatt av granitter, 40% - gneiser og andre metamorfoserte bergarter i varierende grad. Basert på disse dataene kalles den ofte granitt-gneis eller granitt-metamorf. Dens gjennomsnittlige tykkelse er 15-20 km (noen ganger i fjellstrukturer opp til 20-25 km). Seismisk bølgehastighet (Vp) - 5,5-6,0 (6,4) km/s. Det tredje, nedre laget kalles "basalt". Når det gjelder gjennomsnittlig kjemisk sammensetning og seismisk bølgehastighet, er dette laget nær basalt.
Imidlertid er det antydet at det er sammensatt av grunnleggende påtrengende bergarter som gabbro, samt metamorfe bergarter av amfibolitt- og granulittfacies av metamorfose er ikke utelukket. Det er mer riktig å kalle dette laget granulitt-mafisk (mafisk er hovedbergarten). Tykkelsen varierer fra 15-20 til 35 km. Bølgeutbredelseshastighet (Vp) 6,5-6,7 (7,4) km/s. Grensen mellom granitt-metamorfe og granulitt-mafiske lag kalles Conrads seismiske seksjon. I lang tid var den rådende ideen at Conrad-grensen eksisterer overalt i kontinentalskorpen. Påfølgende dypseismiske sonderingsdata viste imidlertid at Conrad-overflaten ikke kommer til uttrykk overalt, men er registrert kun på enkelte steder. Naturligvis oppstår nye tolkninger av strukturen til kontinentalskorpen. Dermed foreslo N.I Pavlenkova og andre en firelagsmodell (fig. 3.3). Denne modellen identifiserer et øvre sedimentært lag med en klar hastighetsgrense, betegnet Ko. De nedre delene av jordskorpen er kombinert til konseptet av et krystallinsk fundament, eller konsolidert skorpe, innenfor hvilke tre lag skilles: øvre, mellomliggende og nedre, atskilt av grensene K1 og K2. Det er tilstrekkelig stabilitet av K2-grensen - mellom mellom- og underetasjen. Den øverste etasjen er preget av en vertikalt lagdelt struktur og differensiering av individuelle blokker i sammensetning og fysiske parametere. For mellomgulvet noteres tynn horisontal lagdeling og tilstedeværelsen av individuelle plater med redusert seismisk bølgehastighet (Vp) - 6 km/s (med en total hastighet i laget på 6,4-6,7 km/s) og en unormal tetthet. .
Basert på dette konkluderes det med at mellomlaget kan klassifiseres som et svekket lag, langs hvilket horisontale bevegelser av stoffet er mulig. For tiden er andre forskere oppmerksomme på tilstedeværelsen av individuelle linser i den kontinentale skorpen med relativt (0,1-0,2 km/s) reduserte seismiske bølgehastigheter på dybder på 10-20 km, med en linsestyrke på 5-10 km. Det antas at disse sonene (eller linsene) er assosiert med sterk oppsprekking og vanninnhold i bergartene.
S. R. Taylors data indikerer også at innenfor den kontinentale skorpen er det ikke et enkelt lag med redusert hastighet, men diskontinuerlig lagdeling er notert. Alt det ovennevnte indikerer den store kompleksiteten til den kontinentale skorpen og tvetydigheten i tolkningen. Ganske overbevisende bevis på dette er dataene som ble innhentet under boring av den ultradype Kola-brønnen, som allerede har nådd en dybde på over 12 km. I henhold til foreløpige seismiske data, i området der brønnen ble lagt, skal grensen mellom "granitt" og "basalt"-lagene påtreffes på ca. 7 km dyp. I virkeligheten var det ikke noe geofysisk "basalt" lag. På denne dybden, under et tykt metamorfosert vulkanogent-sedimentært lag av proterozoisk alder, ble plagioklas-gneiser, granitt-gneiser og amfibolitter oppdaget - bergarter av middeltemperaturstadiet av metamorfose, hvis prosentandel øker med dybden. Hva forårsaket endringen i hastigheten til seismiske bølger (fra 6,1 til 6,5-6,6 km/s) på en dybde på ca. 7 km, der tilstedeværelsen av et geofysisk "basalt"-lag ble antatt? Det er mulig at dette skyldes amfibolitter og deres rolle i å endre de elastiske egenskapene til bergarter. Det er også mulig at grensen som er angitt tidligere (før boring av brønnen) ikke er forbundet med en endring i sammensetningen av bergartene, men med en økning i stressfeltet forårsaket av intense deformasjoner og gjentatte manifestasjoner av metamorfose.
Selv i dag, når så mye teknisk utstyr og enheter er oppfunnet, er det fortsatt utilgjengelige og mystiske verdener. En av dem er jordens tarmer. i verden har den blitt boret til en dybde på 12 km, som er bare 1/500 av planetens radius. Alt forskerne vet om jordens indre, lærer de gjennom den seismiske studiemetoden. Under skjelvinger oppstår vibrasjoner inne i planeten som reiser fra i forskjellige hastigheter. Det er kjent at forplantningshastigheten avhenger av tettheten og sammensetningen av stoffer. Basert på hastighetsdataene kan eksperter allerede tolke informasjon om hvilket lag vibrasjonen passerte gjennom.
Slik ble det slått fast at planeten er dekket med flere skjell. Dette er jordskorpen, deretter mantelen og neste er kjernen.
Den siste er den tetteste og tyngste. Kjernen antas å være sammensatt av jern.
Av alle tre skjellene har mantelen størst volum og vekt. Det består av fast, men ikke så tett som i kjernen.
Og til slutt, jordens ytre skall av planeten er mye tynnere sammenlignet med tidligere. Dens masse overstiger ikke engang 1% av vekten til hele planeten. Menneskeheten lever på overflaten, og fossiler utvinnes fra den. Mange steder er jordskorpen penetrert av brønner og gruver. Deres tilstedeværelse gjorde det mulig å samle steinprøver, noe som bidro til å bestemme strukturen til dette planetens skall.
Og jordskorpen består av bergarter, som igjen er dannet av mineraler. De fortsetter å dannes i alle lag av skallet, selv på overflaten. I henhold til forholdene de ble dannet under, er de delt inn i:
1. Metamorfe. De dannes dypt under jorden som et resultat av sterk oppvarming og kompresjon av noen bergarter og deres transformasjon til andre bergarter. For eksempel blir vanlig kalkstein omdannet til marmor.
2. Sedimentær. De dannes ved gradvis akkumulering på jordens overflate ulike mineraler. Fordi denne prosessen er langsom, består sedimentære bergarter ofte av flere lag.
3. Magmatisk. De er dannet av mantelmateriale som steg til de overliggende lagene og frøs der. Den mest kjente av disse steinene er granitt. Magma kan stige i smeltet form til jordens overflate. Da frigjøres vanndamp og gasser skarpt fra den, og den blir til lava. Etter å ha hellet ut, fryser den umiddelbart. Som et resultat dannes de. Disse inkluderer for eksempel basalt.
Jordskorpen under havene og på kontinentene er strukturert annerledes. Hovedforskjellene ligger i sammensetningen av lagene og tykkelsen. På dette grunnlaget vurderes følgende typer jordskorpe separat:
Kontinental;
Oceanic.
Eksperter antyder at den kontinentale arten dukket opp mye senere under påvirkning av seismiske prosesser som forekommer i planetens tarm. Minimumstykkelsen på den kontinentale (eller kontinentale) skorpen er 35 km, og under fjell og andre høyder kan den være opptil 75 km. Den er dannet av tre lag. Den øvre er Dens tykkelse - fra 10 km til 15 km. Deretter er det et 5-15 km lag med granitt. Og den siste er basalt. Tykkelsen er 10-35 km. Den består hovedsakelig av basalt, samt bergarter nær den mht fysiske egenskaper.
Kjemisk oppbygning Jordskorpen kan bare bestemmes av dets øvre lag, hvis dybde ikke overstiger 20 km. Nesten halvparten av det er oksygen, 26 % er silisium, ca. 8 % er aluminium, 4,2 % er jern, 3,2 % er kalsium, 2,3 % hver er magnesium og kalium, og 2,2 % er natrium. For resten kjemiske elementer utgjør ikke mer enn en tidel av 1 %.
Nå har forskere begynt en nærstudie av havskorpen og den kontinentale skorpen. De tok som grunnlag hypotesen om bevegelsen av kontinenter, fremsatt for mer enn et århundre siden av A. Wegener, og dannet sin egen teori om strukturen til planetens ytre skall.
Når man studerte jordskorpen, ble strukturen oppdaget å være forskjellig i forskjellige områder. En generalisering av en stor mengde faktamateriale har gjort det mulig å skille mellom to typer struktur av jordskorpen - kontinental og oseanisk.
Kontinental type
Den kontinentale typen er preget av en svært betydelig tykkelse på skorpen og tilstedeværelsen av et granittlag. Grensen til den øvre mantelen her ligger på en dybde på 40-50 km eller mer. Tykkelsen på de sedimentære bergartlagene når noen steder 10-15 km, andre kan tykkelsen være helt fraværende. Den gjennomsnittlige tykkelsen på sedimentære bergarter i den kontinentale skorpen er 5,0 km, granittlaget er omtrent 17 km (fra 10-40 km), basaltlaget er omtrent 22 km (opptil 30 km).
Som nevnt ovenfor er den petrografiske sammensetningen av det basaltiske laget av kontinentalskorpen variert, og mest sannsynlig domineres den ikke av basalter, men av metamorfe bergarter med grunnleggende sammensetning (granulitt, eklogitter, etc.). Av denne grunn foreslo noen forskere å kalle dette laget granulitt.
Tykkelsen på den kontinentale skorpen øker over området med foldede fjellstrukturer. For eksempel, på den østeuropeiske sletten er tykkelsen på skorpen omtrent 40 km (15 km - granittlag og mer enn 20 km - basalt), og i Pamirs - en og en halv ganger mer (omtrent 30 km totalt er tykkelsen på sedimentære bergarter og granittlag og samme mengde basaltlag). Den kontinentale skorpen når spesielt stor tykkelse i fjellområder som ligger langs kantene av kontinenter. For eksempel i Rocky Mountains ( Nord Amerika) tykkelsen på skorpen overstiger betydelig 50 km. Jordskorpen, som utgjør bunnen av havene, har en helt annen struktur. Her avtar tykkelsen på skorpen kraftig og mantelmaterialet kommer nær overflaten.
Det er ikke noe granittlag, og tykkelsen på sedimentlagene er relativt liten. Det er et øvre lag av ukonsoliderte sedimenter med en tetthet på 1,5-2 g/cm 3 og en tykkelse på ca. 0,5 km, et vulkansk-sedimentært lag (innleiring av løse sedimenter med basalter) med en tykkelse på 1-2 km og en basaltlag, hvis gjennomsnittlige tykkelse er beregnet til 5 -6 km. På bunnen av Stillehavet har jordskorpen en total tykkelse på 5-6 km; på bunnen Atlanterhavet Under sedimenttykkelsen på 0,5-1,0 km er det et basaltlag 3-4 km tykt. Legg merke til at med økende havdybde, reduseres ikke tykkelsen på skorpen.
For tiden skilles også overgangstyper av subkontinentale og suboceaniske skorper, tilsvarende undervannsmarginen til kontinenter. Innenfor skorpen av den subkontinentale typen er granittlaget sterkt redusert, som erstattes av en tykkelse av sedimenter, og deretter mot havbunnen begynner tykkelsen på basaltlaget å avta. Tykkelsen på denne overgangssonen til jordskorpen er vanligvis 15-20 km. Grensen mellom den oseaniske og subkontinentale skorpen går innenfor kontinentalskråningen i dybdeområdet 1 -3,5 km.
Havtype
Selv om havskorpen opptar et større område enn kontinental og subkontinental skorpe, på grunn av dens lille tykkelse, er bare 21 % av volumet av jordskorpen konsentrert i den. Informasjon om volum og masse av ulike typer jordskorpe er vist i fig. 1.
Figur 1. Volum, tykkelse og masse av horisonter for forskjellige typer jordskorpen
Jordskorpen ligger på det underjordiske mantelsubstratet og utgjør bare 0,7 % av massen til mantelen. Ved lav jordskorpetykkelse (for eksempel på havbunnen), vil den øverste delen av mantelen også være i fast tilstand, vanlig for bergarter i jordskorpen. Derfor, som nevnt ovenfor, sammen med konseptet om jordskorpen som et skall med visse indikatorer på tetthet og elastiske egenskaper, er det konseptet med litosfæren - et steinskall, tykkere enn fast stoff som dekker jordens overflate.
Strukturer av skorpetyper
Typene av jordskorpen er også forskjellige i deres strukturer. Havskorpen er preget av en rekke strukturer. Kraftige fjellsystemer - midthavsrygger - strekker seg langs den sentrale delen av havbunnen. I den aksiale delen er disse ryggene dissekert av dype og trange riftdaler med bratte sider. Disse formasjonene representerer soner med aktiv tektonisk aktivitet. Dyphavsgraver ligger langs øybuer og fjellstrukturer på kantene av kontinenter. Sammen med disse formasjonene er det dyphavsslettene som okkuperer store områder.
Den kontinentale skorpen er like heterogen. Innenfor dens grenser kan man skille mellom unge fjellfoldstrukturer, hvor tykkelsen på jordskorpen som helhet og hver av dens horisonter øker sterkt. Det identifiseres også områder hvor de krystallinske bergartene i granittlaget representerer eldgamle foldede områder, jevnet ut over lang geologisk tid. Her er tykkelsen på skorpen mye mindre. Disse store områdene med kontinental skorpe kalles plattformer. Inne i plattformene skilles det mellom skjold – områder hvor det krystallinske fundamentet kommer direkte til overflaten, og plater, hvis krystallinske bunn er dekket med en tykkelse av horisontalt forekommende sedimenter. Et eksempel på et skjold er territoriet til Finland og Karelen (Baltisk skjold), mens på den østeuropeiske sletten er den foldede kjelleren dypt nedtrykket og dekket av sedimentære avsetninger. Den gjennomsnittlige nedbørstykkelsen på plattformene er ca. 1,5 km. Fjellfoldstrukturer er preget av en betydelig større tykkelse av sedimentære bergarter, gjennomsnittlig verdi som er beregnet til 10 km. Akkumuleringen av slike tykke avsetninger oppnås ved langvarig gradvis innsynkning, innsynkning av individuelle deler av kontinentalskorpen, etterfulgt av deres heving og folding. Slike områder kalles geosynkliner. Dette er de mest aktive sonene i den kontinentale skorpen. Omtrent 72 % av den totale massen av sedimentære bergarter er begrenset til dem, mens omtrent 28 % er konsentrert på plattformene.
Manifestasjoner av magmatisme på plattformer og geosynkliner varierer sterkt. I perioder med innsynkning av geosynkliner kommer magma med grunnleggende og ultrabasisk sammensetning inn langs dype forkastninger. I prosessen med å transformere en geosynklin til et foldet område, oppstår dannelsen og inntrengningen av enorme masser av granittisk magma. De senere stadiene er preget av vulkanske utstrømninger av lavaer med middels og sur sammensetning. På plattformer er magmatiske prosesser mye mindre uttalte og representeres hovedsakelig av utstrømninger av basalter eller lavaer med alkalisk-basisk sammensetning. Blant de sedimentære bergartene på kontinentene er det leire og skifer som dominerer. På bunnen av havene øker innholdet av kalkholdige sedimenter. Så jordskorpen består av tre lag. Det øvre laget er sammensatt av sedimentære bergarter og forvitringsprodukter. Volumet av dette laget er omtrent 10 % av det totale volumet av jordskorpen. Det meste av stoffet er lokalisert på kontinentene og overgangssonen innenfor havskorpen, ikke mer enn 22 % av lagvolumet.
I det såkalte granittlaget er de vanligste bergartene granitoider, gneiser og skifer. Mer grunnleggende bergarter utgjør omtrent 10 % av denne horisonten. Denne omstendigheten gjenspeiles godt i den gjennomsnittlige kjemiske sammensetningen av granittlaget. Ved sammenligning av de gjennomsnittlige sammensetningsverdiene rettes oppmerksomheten mot den klare forskjellen mellom dette laget og den sedimentære sekvensen (fig. 2).
Fig.2. Kjemisk sammensetning av jordskorpen (i vektprosent)
Sammensetningen av basaltlaget i de to hovedtypene av jordskorpen er forskjellig. På kontinenter er denne sekvensen preget av en rekke bergarter. Det er dypt metamorfoserte og magmatiske bergarter med basisk og til og med sur sammensetning. Grunnleggende bergarter utgjør omtrent 70 % av det totale volumet til dette laget. Basaltlaget i havskorpen er mye mer homogent. Den dominerende bergarten er de såkalte tholeiitiske basaltene, som skiller seg fra kontinentale basalter i lavt kalium-, rubidium-, strontium-, barium-, uran-, thorium-, zirkoniuminnhold og høye Na/K-forhold. Dette skyldes den lavere intensiteten av differensieringsprosesser under deres smelting fra mantelen. Ultrabasiske bergarter i den øvre mantelen dukker opp i dype revbrudd. Utbredelsen av bergarter i jordskorpen, gruppert for å bestemme forholdet mellom deres volum og masse, er vist i fig. 3.
Fig.3. Forekomst av bergarter i jordskorpen
Dannelse av jordskorpen
Den kontinentale skorpen består av krystallinske bergarter av basalt og granitt geofysiske lag (henholdsvis 59,2 % og 29,8 % av det totale volumet av jordskorpen), dekket av et sedimentært skall (stratisfæren). Arealet til kontinentene og øyene er 149 millioner km 2. Det sedimentære skallet dekker 119 millioner km 2, dvs. 80 % av det totale landarealet, kiler ut mot de eldgamle plattformskjoldene. Den er hovedsakelig sammensatt av senproterozoikum og fanerozoikum sedimentære og vulkanogene bergarter, selv om den også inneholder i små mengder eldre mellom- og tidligproterozoikum svakt metamorfoserte sedimenter av protoplattformer. Arealene med utspring av sedimentære bergarter avtar med økende alder, mens arealene til krystallinske bergarter øker.
Det sedimentære skallet av jordskorpen i havene, som okkuperer 58% av jordens totale areal, hviler på et basaltlag. Alderen på forekomstene, i henhold til dyphavsboringsdata, dekker tidsintervallet fra øvre jura til kvartærperioden inklusive. Gjennomsnittlig tykkelse på jordens sedimentære skall er estimert til 2,2 km, som tilsvarer 1/3000 av planetens radius. Det totale volumet av dens konstituerende formasjoner er omtrent 1100 millioner km 3, som er 10,9 % av det totale volumet av jordskorpen og 0,1 % av det totale volumet av jorden. Det totale volumet av havsedimenter er estimert til 280 millioner km3. Den gjennomsnittlige tykkelsen på jordskorpen er estimert til 37,9 km, som er 0,94 % av jordens totale volum. Vulkaniske bergarter utgjør 4,4 % på plattformer og 19,4 % i foldede områder av det totale volumet til det sedimentære skallet. I plattformområder og spesielt i havene er basaltdekker utbredt, og de opptar mer enn to tredjedeler av jordens overflate.
Jordens jordskorpe, atmosfære og hydrosfære på jorden ble dannet som et resultat av den geokjemiske differensieringen av planeten vår, ledsaget av smelting og avgassing av dyp materie. Dannelsen av jordskorpen er forårsaket av samspillet mellom endogene (magmatiske, flytende energi) og eksogene (fysisk og kjemisk forvitring, ødeleggelse, nedbrytning av bergarter, intensiv terrigen sedimentasjon) faktorer. Veldig viktig Samtidig har isotopsystematikken til magmatiske bergarter, siden det er magmatisme som bærer informasjon om geologisk tid og materialspesifisiteten til overflatetektoniske og dype mantelprosesser som er ansvarlige for dannelsen av hav og kontinenter og reflekterer de viktigste egenskapene til prosesser for transformasjon av jordens dype substans til jordskorpen. Det mest rimelige anses å være den sekvensielle dannelsen av havskorpen på grunn av den utarmede mantelen, som i soner med konvergent interaksjon mellom plater danner overgangsskorpen til øybuer, og sistnevnte, etter en rekke strukturelle og materielle transformasjoner, svinger inn i kontinentalskorpen.
Det er to hovedtyper av jordskorpen - kontinental og oseanisk - og tre overgangs- eller mellomtyper - subkontinental, suboseanisk og kontinental skorpe med et redusert granittlag ( Figur 1).
Ris. 1. Strukturen til jordskorpen på kontinenter og hav:
1 - vann, 2 - sedimentære bergarter, 3 - granitt-metamorfe lag, 4 - basaltlag, 5 - jordens mantel (M - Mohorovicic overflate), 6 - deler av mantelen sammensatt av bergarter med høy tetthet, 7 - deler av mantelen består av bergarter med redusert tetthet, 8 - dype forkastninger, 9 - vulkanske kjegler og magmakanal
Kontinentalskorpe Pre-mesozoikum er preget av sin store tykkelse (i gjennomsnitt 58 km, noen steder opptil 80 km). Den består vanligvis av et øvre lag av sedimentære bergarter (gjennomsnittlig tykkelse på 15 km), et granittlag (13 km) og et underliggende lag av basalter (30 km). Denne typen skorpe utgjør kontinentene som ble dannet senest i begynnelsen av mesozoikum, kontinentalsokkelen (sokkelen), kontinentalskråningen og kontinentalfoten.
Oceanisk skorpe unge, dannet ikke tidligere enn begynnelsen av mesozoikum og fortsetter å dannes i havene i dag, hvor de, som et resultat av den horisontale bevegelsen av kontinenter, beveger seg bort fra hverandre. Gjennomsnittlig tykkelse på havskorpen er 7 km. Det består av tre lag: det øverste laget er relativt løse marine sedimenter, det andre laget (suprabasaltisk) er mellomlag av basaltiske lavaer og litifiserte sedimenter (komprimerte sedimenter som har blitt til stein), det tredje laget er basalt. Midthavsrygger er assosiert med soner med brudd og utvidelse av havskorpen, i området hvor tykkelsen på jordskorpen øker mange ganger. Oceanisk skorpe utgjør bunnen av havene som ble dannet i mesozoikum.
Subkontinental skorpe strukturen ligner den kontinentale skorpen, selv om den vanligvis er dårligere enn den i tykkelse. Den består av øybuer skilt fra fastlandet med marginale hav. Dette er øybuene i det vestlige Stillehavet. Naturlige prosesser strømme ved høye hastigheter, som i geosynklinale områder på kontinenter.
Suboceanisk skorpe utgjør de dype delene av de marginale hav som skiller øybuer fra kontinentene. I komposisjon og struktur er det nært oseanisk skorpe, men danner ikke en eneste helhet med den. Denne typen skorpe er sammensatt av de dype delene av Okhotsk, Japan, Øst-Kina, Sør-Kina og andre hav.
Kontinental skorpe med redusert granittlag - dannes i tilfeller av nedsenking under havnivå, mens granittlaget er under påvirkning høye temperaturer og trykket fra den nærme mantelen går delvis i oppløsning og rekrystalliserer til basalter. Slike prosesser finner sted i områdene Gondwana og Tasmantis-landmassen som sank inn i kenozoikum.
