Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




18.10.2017





Яндекс.Метрика
         » » О некоторых конкретных разрезах земной коры по сейсмическим данным 1958-1959 гг.

О некоторых конкретных разрезах земной коры по сейсмическим данным 1958-1959 гг.

16.11.2017

Дж. Юинг и М. Юинг опубликовали в 1959 г. работу, излагающую результаты сейсмического зондирования дна Атлантического океана, Средиземного и Норвежского морей. В 1958 г. вышла статья А.А. Гагельянца, Е.И. Гальперина, И.П. Косминской и Р.М. Крокшиной о строении земной коры центральной части Каспийского моря по данным глубинного-сейсмического зондирования. Для поставленной нами задачи — выяснения правильности петрографической интерпретации геофизических данных — представляется интересным рассмотреть конкретные разрезы земной коры, даваемые этими авторами.

На фиг. 4—6 приведены колонки — разрезы, по Дж. Юингу и М. Юингу, для конкретных участков дна изученных ими морей, но сгруппированные мной для станций, близких по строению коры и связанных общностью океанографических и, вероятно, геологических условий. Авторами проведено в Атлантическом океане всего 50 станций сейсмических измерений. Разрезы колонок (фиг. 4, 5) показывают в общем однотипный характер конкретных разрезов дна Атлантического океана. Слой со скоростью продольных волн свыше 8,0 км/сек обнаружен лишь в отдельных участках, обведенных пунктиром на карте, заимствованной из работы Дж. Юинга и М. Юинга (фиг. 7).
На дне Северного и других морей с глубиной воды в несколько сот метров выделяются следующие слон земной коры (станции Е-12, Е-13, Е-14): слабо уплотненный слой мощностью 3—3,5 км, с V до 2,26 км/сек; ниже начинается слой с V = 4,96 (до 5) км/сек.

В Средиземном море три станции с глубиной воды от 2,5 до 3,5 км показали наличие под слоем рыхлых осадков (V = 1,71 км/сек) слоя V = 4,20—5,7 км/сек. Для ст. D-11 был выявлен на глубине 8 км (от уровня моря) слой с V = 6,50 км/сек. В разрезе для ст. D-7, между Испанией и Африкой после слоя неуплотненных осадков (V = 1,71 км/сек) выявлен слой с V = 6,08 км/сек.

Представляют также большой интерес и данные Райтта и др. Они исследовали глубоководный желоб Тонга и нашли, что строение его следующее. На глубине порядка 10 км под уровнем океана на дне желоба залегает слой неуплотненных осадков мощностью меньше 0,2 км; ниже идет слой с V = 5,3 км/сек и мощностью 3,0 км. Еще ниже залегает слой мощностью 8,2 км и с V = 6,5 км/сек; ниже выявлена поверхность раздела Мохоровнчича со скоростью в подлежащих породах 8,2 км/сек.

В другой работе Р.У. Райтт и др. приводят разрез атолла Бикини в Тихом океане. Здесь прямо от поверхности (уровень океана) идет слой с V = 2,45 км/сек (коралловые рифы?) и мощностью 0,5 км. Еще ниже идет слой с V = 4,13 км/сек и мощностью 2 км. Еще ниже начинается слой с V = 5,54 км/сек. Выше мной приводилось мнение этого же автора о том, что под атоллами поверхность раздела Мохоровичича находится на глубине 18 км. Интересно отметить, что в статье Р. Райтта дается разрез атолла Бикини к возвышенности Сильвания. По этому разрезу уже на расстоянии 20 км от атолла Бикини строение коры совсем иное. Здесь на глубине 2000 м от уровня океана показан верхний слой (V=2,40 км/сек) мощностью 0,5 км; ниже идет слой с неопределенной величиной скорости продольных волн. Еще ниже начинается слой (базальт? — Г.А.) с V = 6,15 км/сек.

Одновременно известно из работы Ледда и др., посвященной изложению итогов глубокого бурения на атолле Эниветок, относящемся к той же группе коралловых островов, что здесь был вскрыт слой коралловых и известняковых образований мощностью около 1,5 км, а ниже скважина прошла около 15 м по базальту.

Сопоставляя эти данные по близко расположенным атоллам, особенно имея в виду результаты бурения атолла Эниветок, нельзя не заметить, что составить суждение о петрографическом составе коры в районе Бикини на основе различий в скоростях упругих волн весьма затруднительно. Более или менее уверенно можно говорить лишь о том, что верхние слои (общей мощностью 4 км) с V от 2,45 до 4,13 км/сек скорее сложены осадочными (карбонатными) породами.

Результаты глубинного сейсмического зондирования в Каспийском море дали возможность авторам статьи прийти к следующим выводам о строении земной коры в этом участке. В платформенной области (к северо-востоку от перешейка Баку — Красноводск) земная кора состоит: а) из осадочного слоя мощностью 2—3 км, V = 3 км/сек; б) гранитного слоя мощностью 10—15 км, со скоростями V около 6 км/сек; в) базальтового слоя с V = 6,3—6,8 км/сек и мощностью 20—25 км. Общая мощность коры здесь 30—35 км. В области прогиба (Южный Каспий) гранитный слой по сейсмическим данным не выделяется и земная кора в сущности состоит из двух слоев: а) мощной осадочной толщи (свыше 20 км) с малой средней скоростью продольных волн, 3,5—4,0 км/сек; б) базальтового слоя со скоростью продольных волн 6,6 км/сек. Толщина коры здесь 40—45 км (т. е. типично континентальная. — Г.А.).

Делать вывод на основании этих данных об исчезновении гранитного слоя (т. е. пород, для которых V около 6 км/сек) в южной части Каспия преждевременно до тех пор, пока не будет оценено значение для увеличения скорости продольных волн нагрузки вышележащих слоев. Гранитный слой платформы (V = 6 км/сек) перекрывается толщей осадочных пород в 2—3 км, а слой «базальтов» (V = 6,6 км/сек) Южного Каспия перекрывается толщей горных пород, в 10 раз более мощной, с наличием над ним еще постоянного давления столба воды в 1000 м.

Обращаясь в целом к приведенным конкретным разрезам земной коры в различных участках дна морей и океанов, невольно задаешься вопросом: можно ли все выявившееся разнообразие (в отношении свойственной им скорости продольных волн) слоев земной коры и их сочетаний увязать с различиями их петрографического состава по схеме «континентальная» и «океаническая» кора?

Сопоставляя приведенные конкретные разрезы дна океанов и морей с экспериментальными данными, можно прийти к выводу, что нигде под океаном обнаруженные скорости упругих волн, достигающие 8,2 км/сек, не отвечают скоростям, измеренным опытным путем для ультраосновных пород, находящихся под давлением 690 и 1000 бар, а такие условия давления, и притом в течение во всяком случае десятков миллионов лет, осуществляются в глубоководных частях океанов. В Атлантическом океане участки с отбитой поверхностью Мохоровичича (V = 8,1 ± 0,1 км/сек) распределены неравномерно, без всякой закономерности, будучи главным образом связанными с депрессиями подводного рельефа.

В желобе Тонга скорость, равная 8,2 км/сек, характерна для слоя, лежащего под толщей плотных пород (V=3,3 и 6,5 км/сек), мощностью 11 км и находящегося под давлением 10-километрового столба океанической воды. Кстати, на примере желоба не подтверждается принцип корреляции глубины залегания мантии и глубины океана. В желобе Тонга, исходя из этого принципа, должен был бы отсутствовать так называемый базальтовый слой, а «мантия» должна была бы находиться непосредственно под осадками океана.

В свете изложенных данных представляется достаточно обоснованным предположение, что скорости 8,0±0,1 км/сек, обнаруженные в самой верхней части так называемой мантии в области океанов, отвечают изменению физического состояния вещества земной коры. В отдельных участках океанического дна возможно и массовое развитие на больших площадях базальтовых излияний. В соответствии со сказанным слой второго стандартного разреза океанического дна, обладающий скоростями порядка 6,40—6,60 км/сек, допустимо рассматривать как аналогичный так называемому гранитному слою континентальной коры, но находящийся в несколько иных условиях. Слои со скоростями до 5,5—5,6 км/сек, обнаруживаемые в разрезе дна глубоководных частей океанов, вероятнее, представляют нормальные уплотненные осадочные породы типа песчаников и известняков.

Из всего сказанного, с учетом равенства измеренного теплового потока над океанами и континентами и известных геологических данных, можно сделать предположительные выводы.

1. Верхние части земной коры в области континентов и океанов характеризуются различным физическим состоянием вещества, их слагающего, но вряд ли имеют принципиальные различия петрографического состава слагающих земную кору горных пород.

2. Части земной коры, находящейся в данный геологический период под водами океана и толщей осадочных пород, вероятно, характеризуются более высокими скоростями упругих волн по сравнению с петрографически аналогичными слоями земной коры континентов, в силу того что породы коры в глубоководной части океанов в течение многих десятков миллионов лет испытывают дополнительное давление столба океанической воды высотой до 6000 м, а местами, в желобах, до 10—11 тыс. м.

Высказанные предположения нуждаются в дополнительном подтверждении фактами прямого изучения пород в глубинных условиях (с помощью глубинного бурения) и экспериментального изучения физических (особенно скоростей прохождения продольных волн) свойств в условиях высоких давлений и температур всех разновидностей горных пород.