Земная кора: строение и состав

Земная кора – это твердая верхняя оболочка Земли, ограниченная поверхностью суши или дном Мирового океана и геофизической границей - разделом Мохоровичича, фиксируемым по возрастанию скорости сейсмических волн до более 7.6 – 8 км/с. Таким образом, Земная кора представляет собой верхнюю часть литосферы и подстилается литосферной мантией. Кора сложена магматическими, осадочными и образовавшимися за счет тех и других метаморфическими породами. Соотношение исходных магматических и осадочных пород, по Кларку, 95:5. Осадочные породы, в свою очередь, состоят из (%): сланцев - 4, песчаников - 0,75, известняков - 0,25.

Геологические и геофизические данные послужили основой для слоистой модели земной коры, согласно которой она делится на гранитно-метаморфический и гранулит-базитовый слои, который часто называют верхней и нижней корой. В качестве границы между ними подразумевается поверхность Конрада, но, однако, эта граница не всегда отчетливо проявлена. Гранитно-метаморфическая оболочка составляет 37.3% объема континентальной коры, при средней мощности 14 км. Нижней корой или гранулит-базитовой оболочкой названа нижняя часть кристаллической коры континентального или субконтинентального типов, располагающаяся между границами Конрада и Мохо.

По строению выделяется кора двух типов – океаническая и континентальная, причем последняя делится на два подтипа:

1. Крупные устойчивые платформы с дорифейским кристаллическим основанием и докембрийские кратоны, составляющие около 70% площади континентов. В их строении выделяются слабо деформированный чехол или осадочная оболочка и кристаллический фундамент, обнажающийся на приподнятых щитах.

2. Протяженные орогенические или складчатые пояса позднего докембрия и фанерозоя, имеющие значительно более сложное строение. По современным представлениям, эти складчатые пояса имеют аккреционное происхождение и представляют собой агломерат фрагментов породных ассоциаций древних океанов, островных дуг, микроконтинентов и т.д.

Кроме двух указанных подтипов рядом исследователей выделяется 4 тип коры – тип переходных зон между континентом и океаном, в строении которой перемежаются блоки континентальной, океанической коры и островных дуг.

Континентальная кора. По содержанию петрогенных компонентов валовый состав континентальной коры соответствует лейкократовому андезито-базальту или андезиту. Вариации в содержаниях петрогенных элементов, по разным авторам, не превышают 30%. Несмотря на различия, выявляются общие особенности состава континентальной коры. В сравнении с продуктами плавления мантии – базальтами, континентальная кора обогащена SiO₂, обеднена MgO и CaO, имеет довольно высокое Rb/Sr и сильно обогащена несовместимыми элементами. Величина Mg# (Mg/Mg+Fe) существенно ниже, чем у первичных мантийных выплавок – оливиновых базальтов островных дуг. К числу особенностей редкоэлементного состава континентальной коры, проявленных на мультиэлементных диаграммах, нормированных по примитивной мантии, относится обогащение наиболее несовместимыми элементами, отрицательные аномалии Nb(Ta), Ti, положительные Pb. По этим характеристикам континентальная кора близка к субдукционным андезитам.

Формирование современного состава континентальной коры обусловлено:

1. Образованием большого объема ТТГ-комплексов в архее по субдукционному сценарию или путем плавления метабазитов в основании утолщенной коры;

2. субдукционными магматическими процессами;

3. внутриплитным континентальным магматизмом;

4. аккрецией океанических платои фрагментов океаничекской коры к континентальным окраинам;

5. поступлением расплавов, образовавшихся при крайне малых степенях плавления мантийных перидотитов;

6. деламинацией и рециклингом в мантию эклогитизированной нижней коры, обогащенной реститовым и кумулятивным материалом;

7. «очисткой» коры от MgO путем его выноса при выветривании коровых пород и последующем рециклинге в мантию при субдукции.

Океаническая кора. Океаническая кора подразделяется на три слоя. Верхний слой – осадочный, средний слой – сложен преимущественно подводными подушечным базальтами, нижний слой, предположительно сложенный габбро и породами кумулятивного комплекса. Считается, что офиолиты являются обдуцированными фрагментами океанической коры. Образование последнеё происходит в зона спрединга при раздвигании океанических плит. Соответственно, поглощение океанической коры происходит в субдукционных обстановках.