Океаническая земная кора

Какой возраст имеет земная кора океанов и как можно объяснить их происхождение?

В настоящее время благодаря глубоководному бурению и картированию линейных магнитных аномалий возраст современных океанских бассейнов может считаться уже довольно надежно установленным. В Атлантическом и Тихом океанах наиболее древняя кора имеет бат-келловейский (165 млн. лет) доказанный возраст, возможно несколько древнее, в Индийском океане — оксфордский (158 млн. лет), в Арктическом океане — среднемеловой (около 100 млн. лет). Для всех океанов, кроме Тихого, этот возраст означает время начала взламывания коры суперконтинента Пангея и начала спрединга.

В отношении Тихого океана следует отметить, что его современная молодая кора является лишь обновленной и что начало формирования этого океана относится, вероятно, к протерозою, если не к более раннему времени, хотя с того времени его конфигурация и площадь могли претерпевать значительные изменения.

Происхождение океанов интересовало ученых еще в античной древности и в средние века. Тогда господствовала точка зрения, что океан первоначально одевал всю Землю, а затем вода стала уходить в подземные пустоты и начала обнажаться суша. Поводом для таких воззрений явно служит тот факт, что даже на довольно высоких горах находят раковины морских животных, а также наблюдения над карстовыми процессами, широко распространенными в Средиземноморье. С появлением научной геологии, когда ведущая роль стала признаваться за поднятиями, идея об уходе воды в подземные пустоты была, естественно, оставлена и возобладало мнение о разрастании суши за счет океана в результате поднятий. С появлением учения о геосинклиналях и орогенезе оно трансформировалось в представление о разрастании континентальной коры и сокращении площади океанов, которые, однако, оставались на том месте, которое занимали раньше, но в уменьшенных размерах. Это представление дольше всего удерживалось в Северной Америке, палеогеографические реконструкции которой вплоть до 50-х годов нашего века показывали этот материк со всех сторон окруженным океанами.Между тем первый удар по концепции постоянства океанов был нанесен уже Э. Зюссом на рубеже XIX и XX вв., когда он выдвинул идею о существовании суперконтинента Гондвана и ричности океанов, разделяющих ее обломки. Однако, Зюсс, а вслед за ним и другие европейские геологи, в том числе А.Д. Архангельский, видели причину распада Гондваны и образования молодых океанов в погружении промежуточных блоков континентальной коры. Такое мнение могло удерживаться лишь до середины 50-х годов, когда было окончательно


доказано предположение Вегенера и Лукашевича о резком отличии океанской коры от континентальной, а данные палеомагнетизма показали, что Гондвана и Пангея в целом были образованы компактным расположением современных материков. Это побудило большинство геологов перейти на позиции мобилизма и в конце концов привело к теории спредингового происхождения океанов.

Между тем сторонники фиксизма в лице В.В. Белоусова у нас и голландского ученого Р.ван Беммелена за рубежом не сразу сложили оружие и выдвинули гипотезу о том, что превращение континентальной коры в океанокую происходит путем ее базификации, или океанизации, которая выражается в подъеме огромных масс разогретого базальта, перекрытии и насыщении им континентальной коры и погружении ее остатков в мантию вплоть до подошвы астеносферы. Надо признать, что эта гипотеза частично оправдывается на переходе от континентального рифтогенеза к океанскому, к спредингу, и полосы такой коры переходного типа или субокеанской подстилают, как уже отмечалось, зоны континентальных склонов и подножий шириной до 100-150 км и, возможно, несколько больше. Не исключено, что подобная кора подстилает и подстилала в геологическом прошлом относительно глубоководные бассейны окраинных и внутренних морей шириной до 300 км.

Однако распространять данный механизм на все ложе океана или хотя бы на все абиссальные равнины нет сколько-нибудь серьезных оснований. Кора абиссальных равнин по своим сейсмическим характеристикам, по строению, мощности и составу, установленному бурением и драгированием, вполне тождественна коре срединных хребтов. Ее петро- и геохимические особенности никак не свидетельствуют о контаминации, т.е. растворении в ней континентальной коры. Ксенолиты в лавах вулканических островов представлены мантийными перидотитами; континентальные породы — гнейсы, граниты среди них не встречены. Линейные магнитные аномалии здесь наблюдаются, хотя на значительных площадях, образовавшихся в апт-туронский период спокойного магнитного поля, они отсутствуют. Кроме того, они выражены слабее, чем в срединных хребтах, вследствие окисления ферромагнитных минералов и перекрытия осадками. Признание спредингового происхождения лишь срединных хребтов, противоречит, наконец, данным палеомагнетизма, доказывающим, что континенты раздвигались на всю ширину океанского ложа и что это расширение началось еще в мезозое, а не в олигоцене.


Что такое океаническая кора

Океаническая кора — тип земной коры, распространённый в океанах. От континентов кора океанов отличается меньшей мощностью (толщиной) и базальтовым составом. Она образуется в срединно-океанических хребтах и поглощается в зонах субдукции. Древние фрагменты океанической коры, сохранившиеся в складчатых сооружениях на континентах, называются офиолитами. В срединно-океанических хребтах происходит интенсивное гидротермальное изменение океанической коры, в результате которого из неё выносятся легкорастворимые элементы.
Океаническая кора состоит преимущественно из базальтов и поглощаясь в зонах субдукции, превращется в эклогиты. Эклогиты имеют плотность больше, чем самые распространенные мантийные породы — перидотиты, и погружаются в глубину. Они задерживаются на границе между верхней и нижней мантией, на глубине порядка 660 километров, а затем проникают и в нижнюю мантию. Согласно некоторым оценкам, эклогиты, прежде слагавшие океаническую кору ныне составляют около 7 % массы мантии.
Относительно небольшие фрагменты древней океанической коры могут исключаться из спрединго-субдукционного круговорота в закрытых бассейнах, замкнутых в результате коллизии континентов. Примером такого участка может быть северная часть впадины Каспийского моря, фундамент которой, по мнению некоторых исследователей, сложен океанической корой девонского возраста.
Океаническая кора может заползать поверх континентальной коры, в результате обдукции. Так формируются самые крупные офиолитовые комплексы типа офиолитового комплекса Семаил.
Строение океанической коры
Стандартная океаническая кора имеет мощность 7 км, и строго закономерное строение. Сверху вниз она сложена следующими комплексами:

  • осадочные породы, представленные глубоководными океаническими осадками.
  • базальтовые покровы, излившиеся под водой.
  • дайковый комплекс, состоит из вложенных друг в друга базальтовых даек.
  • слой основных расслоенных интрузий
  • мантия, представлена дунитами и перидотитами.

В подошве океанической коры обычно залегают дуниты и перидотиты. Эти породы могут образоваться как в результате кристаллизации расплавов, так и быть первичными мантийными породами. Их можно различить по ориентировке зерен в породе. В породах прошедших магматическую стадию кристаллы ориентированны произвольно. В мантийных породах, претерпевших течение в конвективных ячейках, зерна ориентированны в соответствии со своими реологическими свойствами.
Слой расслоенных интрузий образуется в срединно-океаническом хребте, в магматических камерах, расположенных на глубине 2-4 км. Эти массивы вложены друг в друга.
Океаническая кора может иметь повышенную мощность в районах плюмового магматизма. В таких местах расположены океанические острова и океанические плато.

Определение возраста океанской коры

Установление последовательности и времени образования магнитных аномалий дало в руки геологов эффективный метод составления карт возраста океанской коры для обширных регионов. На таких картах виден сложный мозаичный рисунок серий чередующихся линейных магнитных аномалий, рассеченных зонами разломов, покрывающих почти все ложе океана. К 1974 г. Питман, Ларсон и Херман, используя данные разных исследователей, составили первую карту возраста коры всего Мирового океана (рис. 9). Широкой изогнутой полосой на карте показаны молодые срединно-океанские хребты. Видно, как возраст коры становится последовательно древнее по обе стороны от оси хребтов в полном соответствии с моделью спрединга океанского дна. Одним из самых поразительных открытий, сделанных при изучении океанов, было обнаружение относительной геологической молодости их дна. Еще до разработки палеомагнитной шкалы на молодой возраст океанов указывали результаты работ с поршневыми трубками в разных районах Мирового океана, ибо колонки нигде не вскрывали осадков древнее меловых. Но это было недостаточно доказательным, пока не началось бурение. И здесь опять пришли на помощь палеомагнитные данные, также свидетельствовавшие в пользу молодого возраста океанских бассейнов. Сеть аномалии от 1-й до 32-й покрывает больше половины дна мирового океана (рис. 9), а это значит, что преобладающая часть ложа океана сформировалась менее чем за 76 млн. лет. Глубоководное бурение DSDP подтвердило этот вывод. Наиболее древние участки океанской коры по геофизическим данным или по палеонтологическим датировкам имеют позднеюрский возраст (около 170 млн. лет). Кора такого возраста встречается на окраине Северной Атлантики, в северо-западной части Тихого океана и в районе к западу от Австралии. Не обнаружено ни одного участка с досреднеюрской океанской корой. Таким образом, все дно современных океанов образовалось в ходе спрединга менее чем за 5% геологического времени. Значительно более древние породы найдены на некоторых континентальных окраинах, но они принадлежат к континентальным блокам. Многие породы континентальной коры древнее позднего мезозоя. Самые древние среди них имеют возраст около 3,7 млрд. лет. Но допозднемезозойские породы встречаются исключительно на континентах. Сохранность пород континентальной коры в течение длительного времени объясняется их малой плотностью. Из-за этого континентальные блоки не погружаются в мантию даже в тех случаях, когда они (например, Индия) попадают в зону субдукции. Отсутствие доюрской океанской коры указывает на существование глобальной системы ее обновления и уничтожения. На рис. 10 приведена гистограмма процентов площадей дна современного Мирового океана с разными диапазонами возраста. Гистограмма демонстрирует уменьшение площадей по мере увеличения возраста, особенно отчетливое в диапазоне возрастов древнее 80 млн. лет (поздний мел). В геологическом смысле океаны — явление временное. По карте возраста океанской коры выявляются важные особенности отдельных регионов, которые будут более детально обсуждаться ниже.

  • 1. На окраинах Северной Атлантики со стороны Северной Америки и Африки имеются участки с позднеюрской корой, тогда как в Южной Ат-лантике их нет. Это указывает на более позднее раскрытие Южной Атлантики.
  • 2. Большая часть современного Тихого океана образована в результате спрединга, направленного на северо-запад от Восточно-Тихоокеанского поднятия. Поэтому обширные площади в центральной и западной частях океана имеют относительно древний (меловой или позднеюрский) возраст, тогда как в юго-восточной части господствует кайнозойская кора.
  • 3. Наиболее древние породы Мирового океана имеют юрский возраст и встречены в северо-западной части Тихого океана.
  • 4. Все океанское дно между Австралией и Антарктидой образовалось за последние 55 млн. лет. Следовательно, разделение этих двух континентов явилось последней стадией раскола Гондваны.
  • 5. Почти весь Индийский океан моложе мела, что указывает на геологически недавнее образование этого бассейна.

Записи созданы 1930

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх