Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




18.10.2017





Яндекс.Метрика
         » » Основные аспекты сборника «Земная кора и верхняя мантия»

Основные аспекты сборника «Земная кора и верхняя мантия»

17.11.2017

Каково же отношение авторов сборника к состоянию вопроса о строении и составе земной коры и верхней мантии?

Большинство статей носит обобщающий характер и, за малым исключением, не содержит конкретного нового фактического материала. Несмотря на получение за последние годы новых данных по прохождению упругих волн и намечающимся поверхностям раздела и «верхней мантии», конкретные геофизические разрезы «верхней мантии» не приведены.

Общее состояние проблемы и итоговые (на 1969 г.) представления ряда зарубежных ученых вырисовываются из приводимого ниже обзора выводов по важнейшим вопросам.

Мак Кензи в статье «Граница Мохоровичича» отмечает, что под докембрийскими щитами и океаническими впадинами значения Vр = 6,5—7,2 км/сек в нижних частях коры возрастали до 7,8-8,5 км/сек в верхней мантии; мощность переходного слоя не превышает здесь 0,5 км. В менее стабильных районах (альпийские орогенические пояса, окраина материков) наблюдается значительный разброс значений Vp в коре и верхней мантии, граница M характеризуется Vр = 7,8 км/сек. Переход кора — мантия выражен менее резко.

Далее автор пишет, что факты, установленные разными исследователями, заставляют отказаться от фазовой природы границы Мохо. Новейшие мировые сейсмические данные фиксируют изменения скорости в верхней мантии. Таким образом, раздел Мохоровичича является лишь одной из многих границ в верхней части мантии и не имеет решающего значения, которое приписывалось ему ранее.
Дорман свою статью «Данные по поверхностным волнам и верхняя мантия» заканчивает следующим высказыванием: «Граница Мохоровичича не является пи верхней, пи нижней границей изменений, а представляет собой по отношению к ним какой-то случайный раздел. Таким образом, всю область от поверхности до глубины в несколько сотен километров можно назвать активной геологической зоной» (т. е. тут нет определенного отделения «земной коры» от «верхней мантии» по границе Мохо. — Г.А.).

Дж. Юинг статью «Сейсмическая модель строения коры Атлантического океана» иллюстрирует сводным разрезом (фиг. 1) через Атлантический океан — от побережья Америки до Срединно-Атлантического хребта. При этом он приводит известные данные о геофизическом разрезе дна: 1 — слой осадков с Vр = 1,5—3 км/сек; 2 — слой фундамента с Vр = 4,65—5,5 км/сек; 3 — океанический слой с Vр = 6,5—7 км/сек; 4 — мантия — Vр = 7,8—8,4 км/сек.

На с. 175 Дж. Юинг пишет: «Между скоростью волн в мантии и глубиной ее кровли или мощностью перекрывающих ее пород коры явной связи не наблюдается. Однако, видимо, существует обратная зависимость между мощностью коры и глубиной воды в океане!». Этим Дж. Юинг присоединяется к более раннему выводу М. Юинга и Пресса, ссылка на работу которых приведена выше.

Иную точку зрения высказывают Шор-младший и Райтт в статье «Кора и верхняя мантия:

Тихого и Индийского океанов по данным глубинного сейсмического зондирования». Они пишут: «... скорость волн в мантии и глубина ее кровли часто меньше нормальных вдоль глобальной рифтовой системы. Глубина кровли существенно больше нормальной под океаническими желобами и в некоторых районах вблизи подножия материкового склона, где поблизости отсутствует желоб. Уровень кровли мантии не изменяется согласно принципу изостазии при изменении глубины океана. Скорее мощность слоя от ложа океана до границы Мохоровичича остается постоянной независимо от глубины воды. Это наводит на мысль, что изменения глубины воды в океанических впадинах определяются региональными изменениями плотности верхней мантии, а не изменениями мощности коры».

Вся сумма знаний по геофизическому изучению коры под океанами и на материках делает маловероятной указанную интерпретацию соотношения мощности океанической коры (а значит, и глубины залегания поверхности Мохо) с глубиной воды в бассейне.

Клосс в статье «Глубинное зондирование в Западной Европе» отмечает, что «хотя методика интерпретации данных постоянно совершенствуется, но единой методики не разработано». На с. 159 Клосс ссылается на работу Гизе (Giese), который изучал с помощью преломленных волн Vр в гранито-гнейсах и нашел, что у поверхности Vр = 5000 м/сек, а на глубине 1,72 км она составляет уже 5820 м/сек, т. е. происходит увеличение на 16%.

Статья Тальвани и Пишона «Гравитационное поле над Атлантическим океаном» интересна тем, что в ней приводятся осредненные данные по квадратам 5°Х5°. При изучении аномалий в свободном воздухе установлено различие гравитационного поля в разных районах Северной и Южной Атлантики. Положительные аномалии, до +40 мгал, обнаружены в Срединно-Атлантическом хребте Северной Атлантики. Вместе с тем в работе Булларда указывается, что гравитационные аномалии геоида, по данным наблюдения за искусственными спутниками, не связаны с распределением таких поверхностных масс, как материки и океаны.
Хили и Уорен в статье «Сейсмическое зондирование в Северной Америке» рассматривают районы с нормальным и аномальным строением коры. Последнее выявлено в пунктах профильного разреза, далеко отстоящих друг от друга: о-в Ванкувер — долина р. Снейк — оз. Верхнее. На фиг. 2 приведены колонки — разрезы коры трех районов, где зафиксированы аномальные скорости прохождения упругих воли в коре. Эти данные весьма интересны, однако из них вряд ли можно сделать даже предварительные выводы о сходстве верхней части приведенных разрезов коры с океанической только потому, что гранитный слой не выделяется. На наш взгляд, интерпретация этих разрезов требует привлечения глубоко и детально проработанных геолого-петрологических данных изучения глубинного геологического строения рассмотренных районов.

Некоторое количество статей сборника связано с рассмотрением вещества коры и верхней мантии.

Берч исходит в своем рассмотрении состава верхней мантии из предположения о ее «оливиновом» составе. При учете и расчетных комбинациях температур и давлений он приходит к результатам, удовлетворительно согласующимся с принятой им моделью. Хотелось бы привлечь внимание к тому месту его исследования, где он приводит данные об упругих свойствах разных горных пород при разных температурах и давлении 4—9 кбар. Например, по его данным, отношение Vs при соответствующей для нее температуре к исходному значению Vs уменьшается (при 500° С): для гранита на 0,016; для диабаза на 0,026; для дунита на 0,035 и для эклогита на 0,02. Иначе говоря, при этих параметрах понижение значения Vs для дунита достигает 3,5%, а для гранита — 1,6%.

Статья Симонена «Батолиты и их место в орогенезе» завершается выводом, что ювенильные гранитные магмы поступают из верхней мантии, а анатектические возникают при частичном плавлении земной коры. Представление Симонена о поступлении ювенильной гранитной магмы из верхней мантии противоречит предположению Берча об оливиновом ее составе до 200 км глубины.

Менерт в статье «Петрология докембрийского комплекса фундамента» пишет: «Наиболее распространенную группу магматических пород докембрийских щитов составляют граниты и родственные им породы (гранодиориты, биотит-кварцевые диориты, трондъемиты, Q-монцониты и др.)». Далее он считает, что «лишь очень ограниченная часть "гранитного слоя" коры возникла за счет прямой гравитационной дифференциации из пород верхней мантии» (о составе верхней мантии здесь Менерт не говорит. — Г. А.). Даже древнейшие части континентальных ядер содержат большие массы гранитов. «Поэтому они должны были формироваться в догеологическую эпоху эволюции Земли» (Там же). В конце статьи он пишет: «На самой ранней стадии древнейшая кора Земли обладала, по-видимому, кислым до среднего составом. Древнейшие, очевидно палигенные, магматические породы имели гранитный или гранодиоритовый состав до состава биотит-кварцевых диоритов». Менерт затрудняется что-либо сказать о петрогенетической эволюции коры в догеологическое время.

Рассмотренные статьи сборника в основном исходят из представлений, сформировавшихся около 15 лет назад. В них продолжают сохраняться противоречия, вытекающие из одних геофизических данных, без обоснованной геолого-петрографической коррекции, учитывающей данные экспериментального изучения упругих свойств горных пород и минералов

Ниже рассматриваются новые факты, полученные в результате полевых наблюдений и экспериментальных исследований. При этом имеется в виду не повторять изложенные в более ранних публикациях факты о близости количественного значения тепловых потоков материковой и океанической частей поверхности Земли, о существовании «микроконтинентов», подобных Сейшельским островам и Мадагаскару, подводное продолжение которых в глубины океана вопросительно трактуется (В.В. Белоусов) как «океанизация» коры, и многие другие. В последующем изложении привлечен новый фактический материал, позволяющий более однозначно представить состав и строение так называемой верхней мантии, природу поверхности Мохо и существование единой земной коры без ее подразделения на «океанический» и «материковый» типы, так как последнее противоречит геологически доказанному развитию Земли за последние 3—4 млрд. лет.