Континентальная и океаническая кора: сравнительная характеристика

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВПО "Сыктывкарский государственный университет"

Институт естественных наук

Кафедра геологии

Курсовая работа

Континентальная и океаническая кора: сравнительная характеристика

Сыктывкар, 2014

Содержание

земной кора континентальный океанический

Введение

1. Общие сведения

1.1 Классификация земной коры

2. Сравнение континентальной и океанической плит

2.1 Структурные элементы земной коры

2.2 Минеральный состав

2.3 Тектоника

Заключение

Приложение

Введение

Земная кора - верхняя твердая оболочка Земли, ограниченная снизу границей Мохоровичича. Для специалистов-геологов это определение неинформативно, т.к. в нем не отражены основные характеристики объекта. Именно поэтому в курсовой работе я ставлю перед собой задачу рассмотреть земную кору с нескольких сторон: в статике и в движении. Эта информация понадобится для дальнейшего изучения таких важных дисциплин, как геотектоника, литология и петрография. Актуальным является детальное рассмотрение фундаментальных законов строения земной коры, ее классификация, для применения этих знаний в промышленных и научных разработках.

1. Общие сведения

1.1 Классификация земной коры

Термин "земная кора" был введен в литературу Ч. Лайеем в 1835 году. В 19 веке этот термин обозначал только видимую человеческому глазу поверхность, горные породы. После более детального изучения элементов земной коры различными геофизическими методами ученые стали вкладывать в него другой смысл, известный нам по сей день.

Земная кора нашей планеты составляет всего лишь 1% от всего объема Земли и 0,5% от общей массы. Если рассматривать эмпирический разрез Земли, то можно заметить, что земная кора - его наиболее тонкая оболочка. Количественные данные доступно отражены в Таблице №1 в Приложении. Земная кора является относительно разуплотненной (рср.=2,85 г/см³) и низкоскоростной (скорость продольных волн от 2,5 до 7,4 км/с). В строении этой оболочки Земли участвуют все типы горных пород, и в разных частях света их соотношение различно. Также прослеживается зависимость состава коры от характера рельефа и от внутреннего строения этих территорий.

Выводы, к которым пришли геофизики в результате бурения, позволяют выделить два основных типа земной коры и два переходных: континентальный и океанический, субконтинентальный и субокеанический.

2. Сравнение континентальной и океанической плит

2.1 Структурные элементы земной коры

Наиболее масштабными и известными структурными элементами земной коры являются континенты и океаны, различающиеся между собой по строению. Стоит отметить, что эту информацию не нужно принимать буквально, т.е. не всегда под водной толщей океана простирается океаническая кора. Шельф материка хоть и покрыт водой, зачастую представляет собой часть континентальной коры. Различия видов коры прослеживаются не только на поверхности Земли, но и в верхней части мантии, в среднем до 700 км ниже поверхности Земли.

Литосферная плита -- это крупный стабильный участок земной коры. Некоторые из них сложены исключительно океанической корой (Тихоокеанская плита), другие состоят из блока сочлененных континентальной и океанической коры. В пределах литосферных плит континентального типа выделяют платформы. Они представляют собой еще один структурный элемент, устойчивый пласт земной коры, который образовался на месте разрушенных горных цепей и складчатых областей. Платформы сейсмически стабильны. Их подразделяют на 2 типа: древние (кратоны) и молодые. Аналогичные стабильные пояса имеются и у океанического типа коры, и называются океанскими платформами. Талласократоны, по-другому океанические платформы, в рельефе имеют вид абиссальных плоских или слабохолмистых подводных равнин, глубиной о 2500 м. до 6000 м. Они располагаются между срединно-океаничекими хребтами и глубоководными желобами (или пассивным окраинами континентов). Для участков платформ прилегающих к глубоководным желобам характерны краевые валы - пологие подводные поднятия. Глубоководные платформы практически асейсмичны.

Платформы состоят из фундамента, чехла, а также из простейших структур. Фундамент - это нижняя, устойчивая часть платформы, возникшая на месте складчатого гранитизованного сооружения в результате его денудации и преобразования в выровненные области (пенеплены). Он формируется значительное время, более 2 млрд. лет, его мощность достигает 30-40 км. Фундамент, выступающий на поверхность, называется щитом. Верхний этаж платформ представлен чехлом. Образование чехла связано с накоплением осадочных толщ в мелководных водоёмах, таянием ледниковых покровов, сносом и распределением на платформах материала разрушения складчатых областей.

Как у океанических, так и у континентальных платформ имеются общие структурные элементы (Приложение, Схема №1). Осадочный чехол имеет свойство накапливаться и разрушаться, что приводит к образованию синеклиз и антиклиз. Синеклизой называют обширное опускание слоев земной коры в пределах платформ, имеющее неправильно округлое или овальное очертание на плане. Антиклизой, напротив, называют область, где происходит поднятие слоев Земли. Порой синеклизы и антиклизы бывают осложнены второстепенными структурами меньших размеров: валы, впадины, своды, складки, трещины. Образование платформенного чехла - сложный процесс, и в ходе него возникают грабенообразные погибы - авлакогены.

В пределах континентов встречаются необычные структуры - глубоководные котловины морей, которые имеют строение практически как у океанической коры. Для них характерное строение океанической коры и осадочный слой, мощность которого варьируется от 0 до 10 км.

Платформам, как стабильным структурам, принято противопоставлять подвижные пояса. Обычно они располагаются в зоне перехода между океаном и континентом или же на территории континента, а в процессе своей эволюции формируют континентальную кору.

Среди подвижных зон современности учеными принято выделать эпиплатформенные орогенные пояса и эпигеосинклинальные орогенные пояса. Первые сформировались на месте бывших платформ в кайнозойскую эру. Это горные цепи Тянь-Шаня, Алтая, Восточной Африки, Саян. Эпиплатфоременные орогены характеризуются возобновлениями движений земной коры, которая ранее долгое время развивалась в платформенном режиме. Эта область характеризуется сводово-глыбовым строением, по высоте не уступают эпигеосинклинальным орогенам.

Эпигеосинклнальные пояса, напротив, являются подвижными участками земной коры на протяжении длительного времени (Приложение, Карта №1) В строении геосинклинальных поясов выделяют миогеосинклиналь и эвгеосинклиналь. Первая, характеризуясь внешним положением по отношению к океану, закладывалась на коре континентального типа, т.е. контактировала с платформой. Для нее не характерны проявления метаморфизма и вулканизма. Эвгеосинклиналь, напротив, занимает внутреннюю часть подвижного пояса. Ей свойственны мощный вулканизм и метаморфизм, наличие ультраосновных интрузивных пород и интенсивная складчатость. В течение неогена стремительно развивались пять главных геосинклинальных поясов: Тихоокеанский, Средиземноморский, Урало-Монгольский, Атлантический и Арктический. (Приложение). Большая часть геосинклинальных поясов к современной эпохе приобрела характер складчатых горных сооружений или молодых платформ. Палеозойские структуры на обширных площадях погребены под мощным чехлом горизонтально залегающих осадочных пород, образуя фундамент молодых платформ (Западно-Сибирская плита). Наиболее молодые, кайнозойские части геосинклинальных поясов, ещё не закончили развиваться, сохраняя до настоящего времени высокую подвижность, сейсмичность и активный вулканизм. Помимо перечисленных главных геосинклинальных поясов, включающих складчатые геосинклинальные области и системы различного возраста, существуют два пояса, закончивших свое развитие в конце протерозоя. Один из них прослеживается в Аравии и Восточной Африке, а второй - на востоке Южной Америки и на западе Африки. Контуры этих поясов определяются различными исследователями по-разному.

В этой главе представлены самые масштабные структурные элементы земной коры, которые наиболее важны для последующего рассмотрения движения земной коры в динамике.

2.2 Минеральный состав

Любое вещество на планете Земля состоит из атомов, молекул или ионов определенных химических элементов. В приложении круговая диаграмма №1 отражает распространение некоторых химические элементов в земной коре. Проанализировав эту таблицу, можно выяснить, что значительную часть земной коры слагают оксиды и силикаты (высокий процент кислорода и кремния по массе). Распределение химических элементов подчиняется закону Кларка-Вернадского, который гласит, что "все элементы есть везде", речь может идти только о недостаточной чувствительности анализа, не позволяющего определить содержание того или иного элемента в изучаемой системе.

При рассмотрении земной коры нужно уделить внимание не только строению, но и качественной характеристике материала, составляющего ту или иную часть верхней твердой оболочки Земли, т.е. ее минеральному составу. По этому критерию разумно будет мысленно разделить земную кору на несколько оболочек, слоев.

Континентальная кора в основном состоит из трех слоев: осадочного, гранитно-метаморфического и базальтового. Океаническая кора чаще всего включает в себя только гранитно-метаморфический и базальтовый слои, редко присутствует значительное количество осадочных пород. Виды коры также различаются мощностью этих слоев. Континентальная кора обычно гораздо более массивная, от 30-40 км на равнинах до 70-75 км под молодыми горами, в отличие от океанической (в среднем 7 км).

Верхний осадочный слой сложен преимущественно осадочными породами, образующимися в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород. Они способствуют сохранению остатков вымерших организмов, которые относительно часто встречаются в верхних пластах осадочных пород. В рассмотрении верхнего слоя земной коры среди осадочных пород важное значение имеют механогенные обломочные породы, которые наиболее распространены. Встречаются мелкообломочные (пылеватые), среднеобломочные (песчаные, псаммитовые) и грубообломочные (псефитовые) осадочные горные породы. В строительстве широко известны такие породы, как гравий, щебень и галька, относящиеся к грубообломочным породам. Скорость продольных волн зависит от типа породы, через которую волна проходит. В плохо консолидированных породах (песок, гравий) скорость крайне мала - от 0,1 до 1,0 км/с. В осадочной оболочке также содержатся глинистые породы. Для них характерна скорость волн от 1,2 до 2,5 км/с. Осадочный слой может располагаться на поверхности Земли неравномерно, создавая дополнительные элементы рельефа - авлакогены. Глубокие разломы, ограничивающие авлакогены, способствуют появлению щелочного, основного и ультраосновного магматизма, а также развитию специфического для платформ траппового магматизма, основывающегося на излиянии огромных объемов толеитового базальта на масштабные территории за геологически короткое время (1-4 миллиона лет). Породообразующими минералами осадочных пород являются кальцит, доломит, глинистые минералы. Информация о распространенности некоторых соединений, образующих минералы, представлена в Таблице №1 в Приложении.

Гранитно-метаморфический слой характеризуется повышенным содержанием метаморфических и изверженных пород. Метаморфические горные породы образуются в результате сложных преобразований в составе и строении горных пород в связи с воздействием на них высоких температур и давлений. Скорость продольных сейсмических волн достигает 4,5-6,5 км/с, что говорит о высокой степени метаморфизма, сцементированности породы. В этой оболочке под влиянием высокой температуры и давления осадочные и изверженные породы видоизменяются до гнейсов, сланцев, мрамора. Значительно (почти на 12%) повышается процентное соотношение SiO2 - кварца или песчаника, преобразованного в кварцит. Наряду с SiO2 происходит повышение концентрации Al2O3. Некоторый спад терпит содержание СаО, а углекислого газа и воды становится в разы меньше. Различают несколько типов метаморфизма, и с каждым из них связаны определенные горные породы. На относительно небольших глубинах образуются породы зеленосланцевой фации, содержащие подавляющее количество хлорита. Для этой зоны характерны всевозможные сланцы, серпентиниты. При уменьшении глубины, а соответственно, увеличении температуры и давления (T=500-700^_С, p=400-1200 МПа), в амфиболитовой фации образуются кристаллические сланцы и амфиболиты. К высшей степени метаморфизма, гранулитовой фации, при более глубоком погружении (10-40 км), высокой температуре (700-1000⁰С) и давлении (200-800 МПа), относят гнейсы, кристаллические сланцы и эклогиты.

Самым малоизученным слоем земной коры является базальтовый слой, т.к. нигде на суше он не выходит на поверхность. Данные об этом слое получены через анализ значений скоростей продольных волн. Эти скорости оказались равными скоростям, проходящим через базальт (6.6-7.8 км/с). Базальтовый слой состоит из горных пород основного состава, преимущественно габбро с большим содержанием железа. Его средняя плотность 2.8-3.0 г/см³. Структурно-тектонические условия залегания пород, образующих слой, оцениваются исключительно по сейсмическим данным. Согласно им, слою свойственна как внутренняя горизонтальная расслоенность, так и вертикальная отдельность. Складчатые деформации пока достоверно не установлены. Это, конечно, не означает, что таких структур базальтовый слой не содержит.

Гранитно-метаморфическая оболочка океанической коры в отличие от той же оболочки континентальной коры содержит подавляющее количество компонента CaO MgO, MnO, TiO2. Базальтовые оболочки двух основных типов коры мало отличаются друг от друга по распространенности химических компонентов.

2.3 Тектоника

Тектоника - раздел геологии, предметом изучения которого является структура тектоносферы (литосфера и астеносфера), а также история движений, изменяющих эту структуру. Под астеносферой понимают слой пониженной вязкости в верхней мантии Земли, подстилающий холодную твердую литосферу. Залогом для становления тектоники литосферных плит как науки явилась неоднородность земной коры и наличие активных зон - глубинных разломов, которые разделяют кору на отдельные блоки, перемещающиеся в пластичном слое верхней мантии относительно друг друга со скоростью 2-3 см в год.

Подвижность астеносферы позволяет литосферным плитам совершать движения относительно друг друга, что ведет к изменению расположения континентов и океанов. Эти движения бывают разного характера. Плиты могу сходиться; и граница, вдоль которой это происходит, называется конвергентной. В случае взаимодействия континентальной плиты с океанической, происходит явление субдукции, т.е. погружения океанической плиты под континентальную. Причиной этого является плотность океанической коры, которая выше плотности континентальной коры. При столкновении двух континентальных плит случается коллизия и возникает мощная складчатая область (Гималаи). Образование островных дуг обусловлено надвиганием двух океанических плит друг на друга. Эта зона тоже именуется зоной субдукции.

Дивергентной называется граница, вдоль которой литосферные плиты отдаляются друг от друга. Последствием этого явления является образование рифтов - крупных линейных впадин в земной коре. Часто рифты наблюдаются в зонах спрединга - разрастания океанической коры, сопровождающегося заполнением высвобождающегося пространства магмой. Примером этого явления служит срединно-океанический хребет, расположенный в центральных частях океанов. (Приложение, Карта №2.) Общая протяженность этого хребта порядка 60 тыс. км. Срединно-океанические хребты имеют ширину от 200 км до 1000-1500 км, возвышаясь над ложем океана на 3-4 км. Некоторые вершины, поднимающиеся над уровнем моря, создают острова вулканического происхождения. Гребневая зона хребта шириной до 100 км отличается резко расчленённым рельефом и блоковым строением (Приложение, Схема №2.). Вдоль оси хребта, как правило, протягивается рифтовая долина шириной в 25-30 км, несколько опущенная по отношению к гребням хребта. В неё вложен осевой рифт в виде щели шириной 4-5 км со стенками высотой в сотни метров.

Аналогом океаническим рифтам служат континентальные рифты, возникающие при активном вулканизме. Поднимающиеся на поверхность плюмы растягивают, приподнимают и утончают континентальную кору, создавая на ее месте новую океаническую. Примером этому служит Восточно-Африканский рифт.

Заключение

Информация, изложенная в этой курсовой работе, необходима для последующего углубленного изучения тектоники литосферных плит, и смежной с ней науки - сейсмологии. Не секрет, что в нашем веке развитой инфраструктуры, население как никогда нуждается в точном прогнозе сейсмических явлений. Строительство предприятий и жилых зон в сейсмически опасных районах, в конечном счете, приводит к жертвам и финансовым убыткам.

Приложение

Таблица №1 - мощность оболочек Земли

Схема №1 - строение платформенной области

Диаграмма №1 - распространенность химических элементов в земной коре

Карта №1 - расположение геосинклинальных поясов

Схема №2 - строение срединно-океанического хребта

Таблица №1 - распространенность некоторых химических соединений в континентальной и океанической коре

Карта №2 - Срединно-океанический хребет на карте мира

Размещено на Allbest.ru