Глава 5. Слои, подстилающие рыхлые осадки морского дна
На континентах земная кора состоит из наружного слоя, представленного различными осадочными, изверженными и метаморфическими породами, ниже которого располагается гранитный слой с породами, имеющими плотность 2,8 г/см 3 (Worzel, Shurbet, 1955). Под гранитным слоем, как полагают некоторые исследователи (Poldervaart, 1955), находится базальтовый слой мощностью несколько километров. Суммарная толщина земной коры под континентами колеблется в пределах 10-50 км, составляя в среднем около 33 км. Породы коры подстилаются мантией, вещество которой имеет плотность около 3,3 г/см 3 ; это вещество и слагает основную часть объема Земли. Поверхность раздела между земной корой и мантией известна как граница сейсмического раздела Мохоровичича. Она названа в честь югославского сейсмолога, установившего значительные различия в скоростях прохождения сейсмических волн через породы мантии и коры. Обычно эту границу именуют поверхностью Мохо.
Рис. 22. Схематический разрез земной коры у края континента. Под действием давления вышележащих пород под континентами происходит опускание вещества мантии, однако под океанами, где такие породы отсутствуют, поверхность Мохоровичича располагается сравнительно на небольших глубинах. Резкое возрастание скоростей распространения продольных волн близ поверхности Мохоровичича указывает на увеличение плотности субстрата, залегающего ниже этой поверхности.
На континентальных шельфах отмечается та же последовательность слоев. Однако по мере приближения к внешнему краю шельфа наблюдается общее преобладание осадочных пород при сокращении мощностей верхних частей разреза. В пелагических областях океана разрез земной коры существенно меняется.
На поверхности пелагических областей океана лежит водный слой, толщина которого в среднем около 4,5 км. Образования поверхностного слоя представлены рыхлыми, относительно неконсолидированными осадками, средняя мощность которых составляет примерно 0,6 км (Poldervaart, 1955). Рыхлые осадки подстилаются базальтовым слоем, имеющим среднюю мощность около 7 км.
Рис. 23. Схема разработки минеральных залежей, залегающих под морским дном. Предлагаемый метод добычи близок к процессу Фраша, используемому для извлечения серы. Отличие состоит в том, что рудную залежь дна океана следует предварительно разрушить при помощи взрыва, возможно даже ядерного, затем особым способом растворить минеральные компоненты и полученный раствор перекачать на поверхность.
Некоторые сведения о химическом и минералогическом составе этих пород могут быть получены на основе обобщения сейсмической информации. Суждения о плотности и, следовательно, о составе пород базальтового слоя основаны на результатах интепретации данных об углах отражения звуковых волн и скоростях их распространения в слое этих пород. В качестве источника волн обычно используются взрывы. Сейсмические исследования проводились на многих участках океанского дна. В некоторых из них сейсмографами было зарегистрировано несколько перемежающихся слоев, которые интерпретируются как консолидированные пелагические осадки и базальт. Длительное время исследователи приходили к заключению, что в разрезе пород морского дна под рыхлыми осадками залегает базальтовый слой. Однако без непосредственного изучения самих образцов этих пород нельзя сколько-нибудь уверенно судить о химическом и минеральном их составе.
В конце 1958 г. Национальная Академия наук США предложила проект, касающийся оценки возможностей извлечения образцов пород глубоких слоев земли под дном океана, включая вещество мантии. Весной 1961 г. производилось предварительное бурение морского дна в 70 км на восток от острова Гваделупа на глубине около 3,5 км. Было пробурено около 10 скважин длиной примерно 180 м. Керны, полученные из нескольких скважин, оказались представленными известковыми илами (Bascom, 1962). В забое некоторых скважин были встречены базальты.
Рис. 24. Управляемые на расстоянии роботы специально созданы для ведения различных подводных работ, в частности монтажа устьевых узлов нефтяных скважин на морском дне. Управление роботом производится с контрольного пульта, находящегося на судне. Сидящий за пультом оператор наблюдает и контролирует при помощи подводного телевидения все выполняемые роботом манипуляции.
Известно, что на континентах базальтоидные породы не связаны сколь-либо отчетливо с рудными залежами. Поэтому нет оснований ожидать, что месторождения промышленных масштабов могут быть найдены на дне океана в ассоциации с базальтами. Если все же залежи ценных минералов будут обнаружены в этих породах, то отбор образцов и оконтуривание их окажутся делом сложным и дорогостоящим, а разработка, при современном уровне техники, нерентабельной. Возможно, что в будущем эксплуатацию рудных залежей в породах, подстилающих донные океанские осадки, можно будет проводить при помощи некоторой модификации процесса Фраша, используемого в настоящее время для извлечения серы. Однако вместо простого видоизменения указанного процесса в этом случае более эффективным, очевидно, должен быть процесс химического растворения руды.
Рис. 25. Батискафы являются свободно плавающими устройствами, сконструированными с таким расчетом, что человек может погрузиться в них на глубину более 30 тыс. футов. Изображенный на этом рисунке батискаф выдерживает большое давление и обладает, по замыслу его создателя, сферической камерой для двух человек и подводным манипулятором, способным углубляться в донные осадки и отбирать различные объекты с морского дна. Питание батискафа осуществляется от мощных батарей, помещающихся вне корпуса.
В прошлом попытки выщелачивания рудной залежи in situ были связаны со значительными трудностями. Для осуществления этого процесса залежь должна быть проницаемой, чтобы растворитель, фильтруясь через нее и эффективно контактируя с рудой, растворял при этом рудные минералы. Но обычно проницаемостью обладают не только рудная залежь, но и вмещающие ее пустые породы. Поэтому до тех пор, пока не найден эффективный способ контроля над распределением выщелачивающего раствора, большая его часть будет расходоваться напрасно. Не исключено, однако, что применение ядерных взрывов позволит измельчать породы, содержащие полезные компоненты, непосредственно в пределах океанского дна (Flangas, Shaffer, 1960). Нераздробленные породы, окружающие зону взрыва, окажутся непроницаемыми для выщелачивающего раствора и, таким образом, сыграют роль стенок резервуара, препятствующих утечке раствора. Предлагаемый метод иллюстрируется рис. 23. Однако применение методов выщелачивания для разработки многих месторождений ограничено даже на континентах. Разработка рудных залежей под дном океана окажется реально осуществимой лишь после того, как будут созданы установки для глубоководного бурения, ядерные устройства, позволяющие эффективно дробить породы определенной зоны морского дна, системы введения и отвода растворителей, эффективные и недорогие растворители и т. д. Но весьма вероятно также и то, что создание синтетических материалов из широко распространенных и доступных элементов позволит сократить потребление многих промышленно ценных минералов, встречающихся в залежах на океанском дне. Не исключено, по-видимому, и применение в будущем для разработки глубоководных месторождений роботов, управляемых на расстоянии, или подводных судов типа батискафов с человеком (рис. 24 и 25). Так, компанией «Шелл ойл» создано особое подводное устройство, предназначенное для монтажа на дне моря устьевых узлов буровых скважин, а также различных приспособлений, используемых при добыче нефти.
Источник
СЛОЙ БАЗАЛЬТОВЫЙ
Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра . Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др. . 1978 .
Смотреть что такое «СЛОЙ БАЗАЛЬТОВЫЙ» в других словарях:
БАЗАЛЬТОВЫЙ СЛОЙ — «БАЗАЛЬТОВЫЙ» СЛОЙ, нижний слой земной коры, расположенный между Конрада поверхностью (см. КОНРАДА ПОВЕРХНОСТЬ) и Мохоровичича поверхностью (см. МОХОРОВИЧИЧА ПОВЕРХНОСТЬ). Выделяется по сейсмическим данным; состоит предположительно из габбро (см … Энциклопедический словарь
БАЗАЛЬТОВЫЙ СЛОЙ — нижний слой земной коры, расположенный между Конрада поверхностью и Мохоровичича поверхностью. Выделяется по сейсмическим данным; состоит предположительно из габбро … Большой Энциклопедический словарь
базальтовый слой — Нижний слой земной коры, расположенный между гранитным слоем и верхней мантией Земли … Словарь по географии
Базальтовый слой — («Базальтовый» слой,) нижний слой земной коры, расположенный между Конрада поверхностью и Мохоровичича поверхностью. Скорость распространения продольных сейсмических волн (6,5 7,5 км/сек) в «Б.» с. позволяет предполагать, что он состоит… … Большая советская энциклопедия
«базальтовый» слой — нижний слой земной коры, расположенный между Конрада поверхностью и Мохоровичича поверхностью. Выделяется по сейсмическим данным; состоит предположительно из габбро … Энциклопедический словарь
«БАЗАЛЬТОВЫЙ» СЛОЙ — ниж. слой земной коры, расположенный между Конрада поверхностью и Мохоровичича поверхностью. Выделяется по сейсмич. данным; состоит предположительно из габбро … Естествознание. Энциклопедический словарь
ГРАНИТНЫЙ СЛОЙ — «ГРАНИТНЫЙ» СЛОЙ (гранитогнейсовый, гранитометаморфический), слой земной коры (см. ЗЕМНАЯ КОРА), в котором скорость продольных сейсмических волн (см. СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ) достигает 5,5 6,5 км/с. Располагается между осадочным (см. ОСАДОЧНАЯ… … Энциклопедический словарь
базальтовий шар — базальтовый слой basaltic layer of the Earth’s crust *Basaltschicht der Erdrinde – нижній шар земної кори, розташований між ґранітним шаром та верхньою мантією Землі. Складається з порід основного складу типу габро і високометаморфізованих порід … Гірничий енциклопедичний словник
Земная кора — в настоящее время под. З. к. подразумевается сиалическая оболочка Земли, располагающаяся выше границы Мохоровичича (М), слагающая верхнюю часть литосферы Земли и отделяющаяся от подстилающего субстрата скачком в изменении скорости распространения … Геологическая энциклопедия
Земная кора — Земная кора, строение: 1 вода; 2 осадочный слой; 3 гранитный слой; 4 базальтовый слой континентальной коры; 5 базальтовый слой океанической коры; 6 магматический слой океанической коры (породы габроидного состава); 7 вулканические острова; 8, 9… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Источник
Что такое земная кора
Земная кора – это наружная часть литосферы. Она представляет собой твёрдую внешнюю оболочку земного шара, состоящую из горных пород, минералов и биогенных отложений. Большая часть земной коры покрыта водами Мирового океана (гидросферой), а меньшая – активно взаимодействует с воздушной оболочкой Земли (атмосферой). Средняя мощность твёрдой оболочки составляет 35-40 км, причём под океанами её толщина минимальна, а под материками максимальна. В масштабах планеты толщину земной коры можно сравнить с толщиной кожуры яблока.
До глубины 20-30 м температура внутри земной коры не изменяется, а далее начинает увеличиваться примерно на 30С на каждые 100 м.
Строение земной коры
Земная кора состоит из отдельных слоёв горных пород, различающихся по своему происхождению, плотности и мощности.
| Название слоя | Происхождение горных пород | Описание |
|---|---|---|
| Осадочный | В результате накопления осадков – ила, органических остатков, продуктов выветривания (глины, известняк, ракушечник, песок, соль, мел). | Наружный слой земной коры. Сложен рыхлыми горными породами, легко поддающимися выветриванию и вымыванию. |
| Гранитный | В результате застывания раскалённой магмы – граниты, гнейсы. | Промежуточный слой земной коры. Имеет кристаллическую структуру, на материках может выходить на поверхность Земли. |
| Базальтовый | В результате извержения вулканов — базальты, габбро. | Находится на границе с мантией. Структура горных пород не изучена. |
Осадочный и гранитный слой достаточно хорошо изучены, так как их можно увидеть на поверхности Земли. Базальтовый слой до сих пор остаётся для учёных загадкой. Даже 10-километровая сверхглубокая скважина, расположенная на Кольском полуострове, не смогла достигнуть глубины залегания базальтового слоя.
Установить структуру земной коры стало возможным благодаря сейсмолокации. Скорость и направление прохождения сейсмических волн, которые возникают при землетрясении, зависят от плотности и упругости горных пород. Так, изучая сейсмические волны, учёные смогли составить характеристику отдельных слоёв земной коры.
Типы земной коры
Выделяют два типа земной коры — материковую и океаническую. Наибольшая часть от общей площади земной коры — 56%, приходится на океаническую, а меньшая –44%, на материковую.
Материковая и океаническая земная кора различаются по толщине и количеству слоёв горных пород.
| Материковая земная кора | >Океаническая земная кора | |
|---|---|---|
| Расположение | Под материками | Под Мировым океаном |
| Количество слоёв |
|
|
| Толщина | От 30 км под равнинами до 75 км под горными хребтами. | От 2 км под глубоководными впадинами до 15 км под большей частью Мирового океана. |
Известно, что максимальной толщины в 80 км материковая земная кора достигает под самой высокой горной системой мира – Гималаями.
Химические элементы в составе земной коры
В химическом составе земной коры присутствует полный перечень элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева. Однако 99% земной коры состоит всего из 8-ми химических элементов:
- кислорода;
- кремния;
- алюминия;
- железа;
- кальция;
- натрия;
- калия;
- магния.
Химические элементы, на которые приходятся оставшийся 1%, называются рассеянными.
Химические элементы взаимодействуют между собой и образуют соединения, из которых состоят минералы. Общий перечень известных в настоящее время минералов состоит из 6000 наименований. Только 100-150 из них можно отнести к распространённым, остальные встречаются крайне редко.
Как изменяется земная кора
Изменения в земной коре происходят под воздействием внешних и внутренних сил:
- Внутренние силы – это энергия земных недр. Со временем она накапливается и вырывается наружу, вызывая землетрясения, извержения вулканов.
- Внешние силы — это энергия Солнца, которая преобразуется в энергию ветра, воды, выражается в перепадах температуры, является основой жизнедеятельности живых организмов. Под действием внешних сил разрушаются горы, твёрдые камни превращаются в песок, текучие воды вымывают глубокие русла рек и формируют долины. Деятельность человека тоже относится к внешним силам.
Изменения в земной коре происходят очень медленно, поэтому за свою жизнь человек не может их заметить.
Зачем нужно изучать земную кору
Основной наукой, изучающей земную кору в целом, является геология. К предметам её изучения относятся состав, строение, движение и история развития земной коры, а также залегающих в ней полезных ископаемых.
Многие полезные ископаемые (уголь, нефть, руды металлов) необходимы для развития промышленности, их используют как топливо или сырьё для производства необходимых материалов и продуктов. Открытие новых месторождений полезных ископаемых важно для оценки имеющихся запасов и прогнозов по их использованию.
Изучение горных пород, слагающих слои земной коры, позволяют учёным делать выводы об историческом прошлом нашей планеты. По органическим горным породам можно определять, какие живые организмы населяли нашу планету в древности.
Источник