Земная кора
Проявления магматизма на платформах и геосинклиналях резко различается. В периоды прогибания геосинклиналей по глубинным разломам поступает магма основного и ультраосновного состава. В процессе превращения геосинклинали в складчатую область происходит образование и внедрение огромных масс гранитной магмы. Для поздних этапов характерны вулканические излияния лав среднего и кислого состава. На платформах магматические процессы выражены значительно слабее и представлены преимущественно излияниями базальтов или лав щелочно-основного состава.
Среди осадочных пород континентов преобладают глины и глинистые сланцы. На дне океанов увеличивается содержание известковых осадков.
Итак, земная кора состоит из трех слоев. Ее верхний слой сложен осадочными породами и продуктами выветривания. Объем этого слоя составляет около 10% общего объема земной коры. Большая часть вещества находится на континентах и переходной зоне, в пределах океанической коры его не более 22% объема слоя.
В так называемом гранитном слое наиболее распространенными породами являются гранитоиды, гнейсы и кристаллические сланцы. На породы более основного состава приходится около 10% этого горизонта. Это обстоятельство хорошо отражается на среднем химическом составе гранитного слоя. При сопоставлении величин среднего состава обращает на себя внимание ясное различие этого слоя и осадочной толщи (табл. 2).
Таблица 2
Химический состав земной коры (в весовых процентах)
(по данным Л.Б. Ронова и А.Л. Ярошевского, 1976)
Компоненты |
Средний состав осадочной толщи |
Средний состав гранитного слоя |
Средний состав базальтового слоя | |
континентов |
океанов | |||
SiO2 TiO2 A12O3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O P205 Cорганический CO2 SO3 Cl H2O+ |
44,03 0,53 10,67 2,82 1,89 0,24 2,79 15,91 1,50 1,91 0,13 0,62 12,38 0,50 0,27 3,59 |
63,08 0,54 15,38 2,24 3,60 0,09 2,96 3,79 2,71 2,89 0,16 0,05 0,81 0,10 0,21 1,46 |
54,84 0,84 14,28 2,42 4,25 0,16 6,37 8,09 2,34 1,32 0,16 0,02 0,37 0,03 0,02 1,40 |
49,43 1,49 15,50 2,47 7,97 0,18 7,89 11,23 2,60 0,24 0,23 - - - - 0.69 |
* — за исключением включений эффузивных пород |
Состав базальтового слоя в двух основных типах земной коры неодинаков. На континентах эта толща характеризуется разнообразием горных пород. Здесь присутствуют глубоко метаморфизованные и магматические породы основного и даже кислого состава. Основные породы составляют около 70% всего объема этого слоя. Базальтовый слой океанической коры значительно более однороден. Преобладающим типом пород являются так называемые толеитовые базальты, отличающиеся от континентальных базальтов низким содержанием калия, рубидия, стронция, бария, урана, тория, циркония и высоким отношением Na/K. Это связано с меньшей интенсивностью процессов дифференциации при их вплавлении из мантии. В глубоких рифовых разломах выходят ультраосновные породы верхней мантии.
Распространенность горных пород в земной коре, сгруппированных для определения соотношения их объема и масс, приведена в таблице 3.
Таблица 3
Распространенность горных пород в земной коре
(по А.Б. Ронову и А.Л. Ярошевскому, 1976)
№ п/п |
Группы пород |
Распространенность, % объема земной коры |
Масса, 1018т |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
Пески и песчаные породы Глины, глинистые сланцы, кремнистые породы Карбонаты Соленосные отложения Гранитоиды, гранитогнейсы, кислые эффузивы и их метаморфические эквиваленты Габбро, базальты и их метаморфические эквиваленты Дуниты, перидотиты, серпентиниты Метапесчаники Парагнейсы и кристаллические сланцы Метаморфизованные карбонатные породы Железистые породы |
1,83 4,48 2,79 0,09 20,86 50,34 0,07 1,74 16,91 0,69 0,17 |
0,43 1,14 0,71 0,02 5,68 15,00 0,02 0,47 4,74 0,18 0,06 |
Сумма |
100,00 |
28,46 |
2. Эволюция химического состава земной коры
Проблема образования существующей структуры земной коры имеет не только фундаментальное теоретическое значение. Познание процессов, формирующих земную кору, одновременно означает выяснение закономерностей образования и размещения промышленных месторождений полезных ископаемых. Поэтому над изучением этих процессов работают крупные научные коллективы многих стран.
Экспериментальные исследования, изучение горных пород на поверхности материков и на дне океанов, результаты глубокого бурения позволили разработать представление о радиально направленном выправлении и дегазации вещества земной коры из мантии. Вещество мантии до сих пор непосредственно не подвергалось химическому анализу, так как достать его пока еще технически невозможно. Однако есть основания считать, что состав мантии отвечает составу каменных метеоритов (хондритов).
Результаты анализов показывают, что в них содержатся определенные количества некоторых химических элементов, образующих относительно легкоплавкие соединения, а также элементов, входящих в состав газов и воды (табл. 4).
Таблица 4
Содержание в хондритах химических элементов и соединений, образующих пары и газы
(по А.П. Виноградову, 1964)
Элементы соединений |
Содержание, в весовых процентах |
Состав газов |
S Н20 C N F С1 Br В J |
1,8 0,5 4*102 2*103 2,8*10 -3 7*10-3 5*10-5 4*10-5 4*10-6 |
H2S, S02 и др. H2O,H2, O2 СН4, СО, СO2 N2,NH3 HF НСl HBr В (ОН)3, и др. HJ |