Источники информации о мантии

Мантия Земли недоступна непосредственному исследованию: она не выходит на земную поверхность и не достигнута глубинным бурением. Поэтому большая часть информации о мантии получена геохимическими и геофизическими методами. Данные же о её геологическом строении очень ограничены.

 

Мантию изучают по следующим данным:

Геофизические данные. В первую очередь данные о скоростях сейсмических волн, электропроводности и силе тяжести.

Мантийные расплавы — перидотиты, базальты, коматииты, кимберлиты, лампроиты, карбонатиты и некоторые другие магматические горные породы образуются в результате частичного плавления мантии. Состав расплава является следствием состава плавившихся пород, механизма плавления и физико-химических параметров процесса плавления. В целом, реконструкция источника по расплаву — сложная задача.

Фрагменты мантийных пород, выносимые на поверхность мантийными же расплавами — кимберлитами, щелочными базальтами и др. Это ксенолиты, ксенокристы и алмазы. Алмазы занимают среди источников информации о мантии особое место. Именно в алмазах установлены самые глубинные минералы, которые, возможно, происходят даже из нижней мантии. В таком случае эти алмазы представляют собой самые глубокие фрагменты земли, доступные непосредственному изучению.

Мантийные породы в составе земной коры. Такие комплексы в наибольшей степени соответствуют мантии, но и отличаются от неё. Самое главное различие — в самом факте их нахождения в составе земной коры, из чего следует, что они образовались в результате не совсем обычных процессов и, возможно, не отражают типичную мантию. Они встречаются в следующих геодинамических обстановках:

Альпинотипные гипербазиты — части мантии, внедрённые в земную кору в результате горообразования. Наиболее распространены в Альпах, от которых и произошло название.

Офиолитовые гипербазиты — передотиты в составе офиолитовых комплексов — частей древней океанической коры.

Абиссальные перидотиты — выступы мантийных пород на дне океанов или рифтов.

 

Эти комплексы имеют то преимущество, что в них можно наблюдать геологические соотношения между различными породами.

 

Недавно было объявлено, что японские исследователи планируют предпринять попытку пробурить океаническую кору до мантии. Начало бурения планируется на 2007 год. Обсуждалась также возможность проникновения к границе Мохоровичича и в верхнюю мантию с помощью самопогружающихся вольфрамовых капсул, обогреваемых теплом распадающихся радионуклидов (M.I. Ojovan, F.G.F. Gibb, P.P. Poluektov, E.P. Emets. Probing of the interior layers of the Earth with self-sinking capsules. Atomic Energy, 99, No. 2, 556—562 (2005)).

 

 

Космохимическая оценка состава мантии

 

 

Номенклатура ультраосновных пород

Ультраосновные горные породы — силикатные горные породы с содержанием SiO2 менее 45 %. В большинстве случаев содержат много MgO. Среди ультраосновных пород по минеральному составу выделяются дуниты и оливиниты (в которых вместо хромита присутствует магнетит), перидотиты и пироксениты. Эффузивные разновидности ультраосновынх пород весьма редки. К ним относятся пикриты, меймечиты, кимберлиты и лампроиты.

 

Интрузивные горные породы:

 

Нормальный ряд: оливинит, дунит, и семейство перидотитов, где выделяются гарцбургиты, лерцолиты, верлиты и роговообманковые перидотиты

Щелочной ряд: мелилитолит, кугдит, ункомпагрит, турьяит, окаит,якупирангит, мельтейгит, ийолит, уртит, миссурит

 

Эффузивные горные породы:

Нормальный ряд: коматииты, пикриты, меймечиты

Субщелочной ряд: кимберлит, лампроит

Щелочной ряд: биотит-пироксеновый пикрит, мелилит-пироксеновый пикрит, фельдшпатоидный пикрит, беспироксеновый щелочной пикрит, оливиновый мелилитит, мелилитит, беспироксеновый мелилитит, оливиновый меланефелинит, меланефелинит, нефелинит, мелаанальцимит, оливиновый мелаанальцимит, оливиновый мелалейцитит, мелалейцитит, оливиновый мелакальсилит (мафурит)