Срединно-Атлантический хребет и его роль в развитии Атлантики.
реклама
1 Срединно-Атлантический хребет и его роль в развитии Атлантики. (В.И. Пузанов) Срединно – Атлантический хребет – могучий извивающийся «Дракон», просыпаясь, медленно поднимается из недр Земли и неловко, как бы невзначай, разрывает на части кору когда-то бывшего единым континента, а эти части, как скорлупки, сброшенные со спины, беспомощно «плавают» в океане на периферии его крыльев. В последние годы в изучении глубинного строения Земли большую роль сыграли снимки, сделанные из Космоса. На рисунках 1 и 2 представлены два изображения Атлантического океана, полученные с помощью оптико-электронной аппаратуры многоспектральной космической съёмки, выполненной с автоматических спутников Земли и обработанные по специальным компьютерным программам. Изображение – 1 (рис. 1) заимствовано из «Атласа» (1), изображение – 2 (рис. 2) – из сайта в интернете (15). Рис. 1 Изображение - 1 Рис. 2 Изображение - 2 Как следует из анализа, эти два изображения в значительной степени различаются по геологическому строению дна Атлантического океана. Прежде всего, на изображении – 1, Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 2 в отличие от изображения - 2, отсутствует ледяной покров Гренландии, а также вещественные комплексы океанической коры и чехла. В связи с этим изображение -1 даёт нам возможность исследовать глубинное строение Срединно-Атлантического хребта, континентальной коры, океанической и континентальной мантии. На изображении - 1 наблюдаются, также, глубинное строение океанических котловин, поднятий и глубоководных желобов. Отчетливо дешифрируются опущенные в мантию блоки континентальной коры. На изображении - 2 все эти, перечисленные выше, элементы глубинного строения Атлантики отсутствуют. Здесь мы наблюдаем хорошо выраженный шельф, океаническую кору и чехол, океанические котловины на уровне чехла, а также подводные возвышенности и острова. Таким образом, благодаря тому, что на изображении - 1 отсутствует океаническая кора и чехол, нам представляется уникальная возможность изучать строение Атлантического океана на двух глубинных уровнях: на уровне поверхности океанической и континентальной мантии и на уровне поверхности океанической коры (рис. 1,2,3,4,8). Причины, под влиянием которых на изображении – 1 отсутствуют вещественные комплексы выше лежащих структурных этажей, ещё недостаточно изучены. В 1988 году автором была опубликована методика дешифрирования погребённых под осадочным чехлом континентов геологических объектов, дешифрирующихся на обычных космических и самолётных снимках (8). В работе показано, что основными проводниками дешифровочных признаков погребённых геологических объектов через чехол в ландшафтную оболочку являются две основные предпосылки: штамповая наследовательность и тектоническая трансформация. Основным показателем трансформированных таким образом дешифровочных признаков погребённых геологических объектов оказался рельеф. В результате экстраполяции через рельеф в сочетании с фототоном и рисунком фотоизображения создаётся образ погребённых геологических объектов. Отмеченная выше методика может быть предложена для дешифрирования более высоких горизонтов вещественных комплексов океанического дна, т.е. для дешифрирования океанической коры и чехла на изображении - 2. Здесь отчётливо дешифрируются погребённые под осадочным чехлом структурные элементы вещественных комплексов океанической коры. Чехол наследует деформированную глубинную структуру океанической коры и с помощью штамповой и тектонической трансформации передаёт её дешифровочные признаки на поверхность океанического дна (рис. 4, 8). В области отсутствия чехла используется прямое прочтение геологического строения океанической коры (рис. 9). На изображении –1 отражены более глубокие горизонты океанического дна, определяемые, по-видимому, уровнем поверхности нерасконсолидированной океанической и континентальной мантии. Чем же достигается эффект такого четкого детального отображения на изображении -1 геологических объектов, погребённых под осадочным чехлом и океанической корой, расположенных на различных гипсометрических уровнях? Представляется, что такой эффект достигается благодаря уникальной способности современных приёмных систем принимать «отражённый» сигнал от более глубоких горизонтов. Основным источником излучения, используемого при съёмках в оптическом диапазоне, является Солнце. Солнце излучает широкий диапазон многоволновых электромагнитных колебаний. Человек воспринимает только узкий диапазон высокочастотных колебаний (коротковолновых), что и называется «свет». Коротковолновое электромагнитное излучение «отражается» от верхней части поверхности Земли, не проникая на глубину. В связи с этим мы видим поверхность Земли и другие наблюдаемые объекты. Длинноволновое излучение, не воспринимаемое человеческим глазом, обладает способностью проникать на более значительные глубины. Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 3 Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 4 Рис. 3. Схема дешифрирования изображения – 1. 1 – области архейской складчатости; 2 – области каледоно - герцинской складчатости; 3 – области альпийской складчатости; 4 – шельф континентов и опущенных под поверхность океана блоков; 5 – морская терраса; 6 – области океанической мути, осевшей после катастрофических явлений; 7 – кора обрушения; 8 – континентальная кора; 9 – фрагмент структурированной океанической мантии: супердайки – зелёные, рифтовые палеодолины – чёрные; 10 – современная рифтовая долина и трансформные разломы; 11 – а – граница океанической и континентальной мантии, б – граница деструктурированной океанической мантии; 12 – мегаблоки погруженные в мантию; 13 – области, освободившиеся после перемещения блоков; 14 – глубоководные котловины; 15 – а – подлёдный хребет, б – подводный хребет; 16 – тектонические нарушения: а – горизонтальное перемещение коры и мантии (покровы), б – надвиги, в – разломы, г – прочие разрывные нарушения; 17 – а – древние подлёдные русла ручьёв и рек, б – направление движения океанической мути; 18 – а – древние дельты рек, б – вулканические подводные и надводные постройки. Острова: ЯМ – Ян-Майен, Ис – Исландия, Нф – Ньюфаундленд, Аз – Азорские, СС – СеаСеара, Ел – Святой Елены, ТК - Тристан-да–Кунья, Фо – Фолклендские. Мегаблоки погруженные в мантию: Бм – Бермудский, Ан – Антильский, Гв - Гвианский, Бр Бразильский, Ар – Аргентинский, МК – Мадейра - Канарский, Ан – Ангольский, КА – Капско-Агульясский. Блоки, залегающие на мантии: Ф – Фарерский, Р – Роколл, ЛБ1 – Лофотенский-1, ЛБ2 – Лофотенский-2. Блоки, залегающие на поверхности мегаблоков: МТ – Мадейра-Торе, Кн – Канарский, Кт – Китового Хребта, А – Агульяс, Мз – Мозамбикский. Мантийный плюм: блок Зелёного Мыса. Глубоководные котловины: ЦГ – Центрально-Гренландская, Ло – Лофотенская, СА – Северо-Американская, Г – Гвианская, Б – Бразильская, А – Аргентинская, К – Канарская, Ан – Ангольская, КА – Капско-Агульясская. Подлёдный хребет: Гх - Гренландский. Подводный хребет: СФХ – Северо-Фолкледский. Выступы: НВ – Ньюфаундлендский, БВ – Бразильский. Подводные возвышенности: ЯМ – Ян-Майен, УГ – Угловые Горы, Б – Бискайская, РГ – Риу-Гранди. Трансформные разломы: Г – Гренландский, ЯМ – Ян-Майен, Т – Тъернес, ЧГ – Чарли Гиббса, АГ – Азоро-Гибралтарский, О – Океанограф, К – Кеин, ЗМ – Зелёного Мыса, В – Вима, Ч – Чейн, РГ – Риу-Гранди, ФА – Фолклендско-Агульясский. Древние дельты рек: ДА – Амазонки, ДК – Конго. Разломы: ЮФ – Южно-Фолклендский, К – Капский. Сегменты САХ: Гл - хр.Главный, Рк - хр.Рейкъянес, Мо - хр.Мона. «Отражаясь» от глубинных объектов, длинноволновые электромагнитные колебания попадают на специальные принимающие устройства спутниковых систем, способные воспринимать эти сигналы и, в конечном счёте, фиксировать их на космических снимках. В зависимости от способности вещественных комплексов дифференцированно пропускать или «отражать» электромагнитные волны различной длины, а приёмных устройств дифференцировано их принимать, представляется возможным наблюдать геологические объекты на различных глубинах. Отсутствие океанической коры и чехла на изображении -1 можно объяснить тем, что кора и чехол находятся в неконсолидированном («рыхлом») состоянии. Электромагнитные колебания проникают через «рыхлый» слой океанической коры и чехла до более плотной нерасконсолидированной мантии и, «отражаясь» от неё, попадают на приёмные устройства космических систем (рис. 5). Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 5 Рис. 4. Схема дешифрирования изображения - 2 1 - области докембрийской складчатости; 2 – области каледоно-герцинской складчатости; 3 – области кайнозойской складчатости; 4 – области развития шельфа; 5 - разломы: а - трансформный разлом Чарли Гиббса, б – разрывные нарушения; 6 – подводные возвышенности с элементами шельфа; 7 – глубоководные котловины; 8 – выраженное поднятие Срединно-Атлантического хребта; 9 - видимые фрагменты хребта Рейкъянес: а – рифтовая долина, б – ось хребта. Острова: Лшг – ледяной покров Гренландии, Ис – Исландия, Фо – Фолклендские. Подводные возвышенности: ЯМ – Ян-Майен, Аз – Азорская, МТ – Мадейра-Тори, Кн – Канарская, ЗМ – Зелёного Мыса, РГ – Риу Гранди, Кт – Китового Хребта, Ас – Агульяс. Глубоководные котловины: Нв – Норвежская, Лд – Лабрадорская, СА – СевероАмериканская, Гн – Гвианская, Бз – Бразильская, Аг – Аргентинская, Кн – Канарская, ЗМ – Зелёного Мыса, Ан – Ангольская, КА – Капско-Агульясская. Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 6 Рис. 5. Схема строения океанической коры и мантии. САХ – Срединно-Атлантический хребет; 1 – кора континентальная; 2 – кора океаническая; 3 – мантия расконсолидированная; 4 – мантия консолидированная; 5 – рифтовая долина; 6 – рифтовая палеодолина; 7 – палеосупердайка. Таким образом, изображение -1 представляет собой композит дистанционной основы для геологических карт глубинного строения дна Атлантического океана. Изображение не приведено к единому масштабу. В экваториальной зоне океана в 1см 1720 км. От экваториальной зоны к северу и к югу масштаб увеличивается. На севере Атлантического океана в пределах хр. Рейкъянес в 1см 870 км, в пределах хр. Мона - 570 км. Как следует из анализа космических материалов, главной структурой не только океанов, но и Земли в целом, являются срединно-океанические хребты (СОХ). Срединноокеанические хребты – это гигантские монументальные горные сооружения (поднятия) не имеющие себе равных на всей планете. СОХ – это гигантский активный разлом в мантии, в пределах которого осуществляется подъём мантийного вещества и раздвигание мантийных блоков вместе с разделённой им же континентальной корой. Высота этого гигантского сооружения в связи с этим определяется мощностью континентальной коры и варьирует в пределах 30 – 45 км. Развитием срединно-океанических хребтов определяется вся, или почти вся, геологическая жизнь Земли. Континенты, в том числе и континентальная кора, ведут пассивный (подчинённый) образ жизни в геологическом развитии планеты по отношению СОХ. Рассмотрим глубинное строение Атлантического океана. Атлантический океан простирается на расстояние более 20 тыс. км в меридиональном направлении от Шпицбергена на севере до Антарктиды на юге. Ширина океана варьируется в пределах 2500-6500 км. В опубликованных работах Атлантический океан принято делить на три части: Северную, Центральную и Южную Атлантику. Главной и центральной структурой Атлантики является Срединно-Атлантический хребет. В пределах ложа океана распознаётся (дешифрируется) также океаническая и континентальная мантия, континентальная кора, шельф и границы его распространения, опущенные в мантию блоки континентальной коры, океанические «поднятия» (возвышенности), глубоководные котловины и желоба, подводные вулканические постройки. Срединно – Атлантический хребет Срединно-Атлантический хребет (САХ) протягивается по центру Атлантического океана в меридиональном направлении и делит океан на две равносимметричные части, отделяющие американские материки от Евразийского и Африканского континента (рис. 1,3). Многочисленными трансформными разломами хребет делится на ряд сегментов. По времени раскрытия и особенностям формирования САХ целесообразно разделить на три Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 7 основных сегмента, ограниченных трансформными разломами: Главный хребет, хребет Рейкъянес, хребет Мона. Главный океанический хребет сформировал Центральную и Южную Атлантику и протягивается от Фолклендских островов, т.е. от ФолклендскоАгульясского трансформного разлома на юге, до широты Ирландии, т.е. до трансформного разлома Чарли Гиббса на севере (рис. 1,3). Хребет Рейкъянес и Мона сформировали Северную Атлантику. Хребет Рейкъянес представляет второй большой сегмент структуры САХ и тянется от трансформного разлома Чарли Гиббса до Исландии. Хребет Мона формирует сегмент от Исландии (т.е. от трансформного разлома Тъернес) до трансформного разлома Гренландский (рис. 1,3). На всех трёх сегментах Срединно-Атлантический хребет имеет хорошо выраженный полосовидно-ребристый текстурно-структурный рисунок изображения (рис. 1,3). Вдоль оси Главного хребта отчётливо дешифрируется непрерывная современная рифтовая долина, представляющая собой гигантский глубинный разлом-раздвиг. С обеих сторон рифтовой долины также непрерывно следятся протяжённые линейные структуры, симметрично параллельные рифтовой долине. Линейные структуры и образуют полосчатый рисунок. Полосы равномерно чередуются между собой и различаются по тёмному и более светлому тону. Благодаря боковому «освещению» отчётливо различается рельеф полос. Светлые полосы отвечают чётко выраженным линейным возвышенностям, тёмные – впадинам. Ширина всех полос, отвечающих линейным структурам, одинаковая и в целом выдержанная на всём протяжении хребта. Тем не менее, на отдельных участках хребта, на периферии его крыльев отмечается уменьшение ширины полос. Это связано со сжатием в процессе спрединга, что будет рассмотрено ниже. Линейные возвышенности дешифрируются как протяжённые корневые структуры вулканических построек трещинного типа, выполненные супердайками светло-серого цвета. Поскольку супердайки суперпротяжённые при «постоянной» мощности, то следует полагать, что эти плитообразные тела имеют крутое падение и глубинное происхождение. В целом, каждая супердайка представляет собой серию многочисленных вулканических построек, в основном трещинного типа, выполняющую собой гигантскую, протяжённую вдоль оси хребта трещину-раздвиг. Линейные впадины дешифрируются как древние рифтовые долины, в пределах которых отсутствует, или почти отсутствует, вулканическая деятельность. В долинах дешифрируется однородный зеленовато-темно-серый вещественный комплекс, пластично облекающий линейные тела супердаек. По однородному плавному тону и пластичным свойствам этот комплекс, расположенный ниже подошвы коры, следует отнести к океанической мантии. Центральная (современная) рифтовая долина на всём протяжении Главного хребта дешифрируется как непрерывная линейная впадина тёмного цвета. Впадина пересекается многочисленными трансформными разломами. На флангах она ограничена крутыми, почти вертикальными (обрывистыми), стенками супердаек. Крутизна высоких стенок супердаек и положение «тени» указывает на большую глубину рифтовой долины, измеряемую, по-видимому, в километрах. По результатам замеров её ширина в среднем составляет 74 км, причём южная часть от экватора к югу в среднем составляет 79 км, к северу – 62 км. Центральная рифтовая долина также хорошо выражена и в аномальном магнитном поле. На рисунке представлена карта аномального магнитного поля фрагмента САХ в полосе Канаро-Багамского геотраверса (рис.6). Как следует из анализа карты, вещественные комплексы рифтовой долины не магнитные. В пределах рифтовой долины хорошо выражена центральная узкая линейная интенсивная магнитная аномалия. Две сопряжённые параллельные менее интенсивные боковые аномалии ограничивают долину на флангах. Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 8 Рис. 6. Аномальное магнитное поле САХ (4; с добавлениями) Сечение изодинам 100 нТл. Нулевая изодинама утолщена, положительные изодинамы – сплошные линии, отрицательные – пунктирные линии. Утолщённой линией показано положение осей центров спрединга. Цифры около осей – номера сегментов. На врезке – положение сопоставляемого района. Стрелками показаны места взятия замеров. Справа – ширина рифтовой долины (L) в км. По данным геофизических исследований известно, что линейные магнитные аномалии связаны со всей толщей коры, а нижняя граница магнитоактивного слоя соответствует поверхности «М», в т.ч. и граница линейных магнитных аномалий. В то же время линейные магнитные аномалии не имеют прямой связи с вещественными комплексами рифтовых долин и супердаек. Линейные магнитные аномалии отвечают сравнительно маломощным линейным телам охлаждённой пластичной мантии, прошедшей изотерму Кюри и внедрённой в осевой разлом-раздвиг. Такая возможность появляется при определённых Р-Т – условиях на опережающих и завершающих этапах образования (формирования) центральной супердайки. На завершающем этапе образования центральной супердайки усиливается сжатие, закрывается канал поступления глубинного расплава, опускается изотерма Кюри и охлаждённая намагниченная мантия, или отвердевшая намагниченная базальтовая магма, под давлением вместо расплава внедряется (вдавливается) в осевой разлом, завершая, таким образом, формирование центральной супердайки. На завершающем этапе формирования центральной рифтовой долины, т.е. перед началом образования центральной супердайки, в связи с падением давления и повышением температуры, также появляются Р-Т – условия, благоприятные для внедрения в осевой разлом намагниченной мантии, представляющей собой начало образования тела супердайки. Таким образом, центральная линейная магнитная аномалия отвечает кратковременному периоду внедрения намагниченной мантии завершающего Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 9 этапа формирования рифтовой долины и начального этапа образования центральной супердайки, а две боковые аномалии, ограничивающие рифтовую долину на флангах, периоду внедрения намагниченной мантии, или отвердевшей базальтовой магмы завершающего этапа образования центральной супердайки. Таким образом, как следует из сказанного выше, ширина рифтовой долины определяется расстоянием между двумя сопряжёнными магнитными аномалиями, ограничивающими долину на флангах (рис. 6). По результатам таких замеров средняя ширина рифтовой долины 60 км. В процессе спрединга период формирования центральной рифтовой долины сменялся периодом образования центральной супердайки, т.е. периодом интенсивной вулканической деятельности, сопровождающейся излиянием толеитовых базальтов на поверхность океанического дна. В связи с этим следует также полагать, что образование центральной супердайки отвечает периоду растяжения, а формирование центральной рифтовой долины - периоду сжатия. Периоду растяжения соответствует раскрытие осевого разлома, сопровождающееся заполнением расплавом раздвига и излиянием толеитовых базальтов. Поскольку мантийный расплав поднимается под большим глубинным давлением то, внедряясь в раскрывающуюся трещину-раздвиг, также способствует раздвигу океанической мантии и коры, сопровождаясь сжатием. Отсюда следует, что вещественные комплексы океанической мантии и коры постоянно находятся в процессе сжатия. Свободный раздвиг (свободное растяжение) возможен только в кратковременный период извержения в процессе образования центральной супердайки. Периоду сжатия соответствует внедрение (вдавливание) пластичной мантии в осевой разлом, сопровождающееся раздвиганием океанической мантии и коры. В период растяжения формирующаяся центральная супердайка делит центральную рифтовую долину на две равные части, две рифтовые долины. В период сжатия пластичная мантия вдавливается в осевой разлом САХ и, раздвигая центральную супердайку, также делит её на две равные части, т.е. на две равные супердайки. В связи с высоким давлением в результате интенсивного сжатия в период формирования рифтовой долины и не высокой температуры мантия не имеет возможности выхода на поверхность в качестве расплава. Сама же мантия под давлением запечатывает канал разлома-раздвига на глубине до следующего периода растяжения. Таким образом, спрединг развивается симметрично. В результате по обе стороны от оси хребта симметрично сформировались выдержанные по протяжённости и «равные» по мощности супердайки (половинки центральных супердаек) и рифтовые долины (половинки центральных рифтовых долин). Далее эти структурные элементы получают статус палеосупердаек и рифтовых палеодолин. Период сжатия и период растяжения (время формирования центральной рифтовой долины и время образования центральной супердайки) в сумме составляют один цикл. В процессе спрединга циклы периодически повторяются. В связи с этим возраст супердайки и рифтовой долины увеличивается от современной (центральной) рифтовой долины хребта к периферии его крыльев. Таким образом, следует полагать, что непрерывная повторяемость выдержанных по простиранию и «равных» по мощности супердаек и рифтовых долин связана с одним, периодически повторяющимся глобальным процессом, которому и обязаны периодически повторяющиеся равновременные циклы первого порядка (суперциклы). В пределах Главного хребта Центральной и Южной Атлантики насчитываются 25-30 таких циклов, в среднем 27 (рис. 1,3). В пределах экваториальной зоны в 1 см 20 циклов. В связи с этим на 1 цикл в пределах одного крыла САХ с учётом масштаба изображения в среднем приходится 86 км. Полный раздвиг за время одного цикла равен 172 км, т.е. отвечает суммарной ширине центральной рифтовой долины и супердайки. Таким образом, полный раздвиг океанической мантии между Южно-Американским и Африканским континентом за 27 циклов составил 4640 км. Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 10 Начало раскрытия Атлантического океана по данным разных исследователей 170130млн. лет (11,14).Большинство исследователей приводят цифры возраста 170-150 млн. лет. Следует полагать, что первые 20 млн. лет раскрытие океана ещё не наступает. Опускаются только отдельные блоки, сопровождающиеся излиянием континентальных базальтов, возраст которых используется для определения начала раскрытия океана. В связи с этим представляется возможным принять начало раскрытия Атлантического океана в 150 млн. лет, т.е. с конца средней юры. Это подтверждается исследованиями вещественных комплексов океанической коры (14). Тогда один полный цикл составляет 5,6 млн. лет. Скорость раскрытия океана составит 4640 км : 150 млн. лет = 3,1 см/год. Таким образом, процесс образования Атлантического океана начался в конце средней юры. В пределах Главного хребта Центральной Атлантики, от широты Фолклендских островов до тр. разлома Чарли Гиббса, спрединг развивался равномерно и симметрично, в соответствии с 27 равновременными циклами. В связи с развитием Атлантического спрединга, значительный интерес представляет раскрытие современной рифтовой долины. Как уже было сказано выше, ширина современной рифтовой долины южного участка Главного хребта САХ (к югу от экватора) составляет 79 км. Поскольку за один цикл рифтовая долина раскрывается на 86 км, то до полного раскрытия остаётся 7 км. Полное раскрытие долины происходит за половину полного цикла, т.е. за 2,8 млн. лет. В связи с этим до полного раскрытия рифтовой долины остаётся 220 тыс. лет. По истечению ~ 220 тыс. лет по центру современной рифтовой долины в пределах южного участка САХ начнётся образование новой супердайки, которое будет сопровождаться интенсивной вулканической деятельностью. Интенсивность внедрения и извержения базальтов в пределах оси Главного хребта будет постепенно увеличиваться и достигнет максимума через 1,4 млн. лет. Затем интенсивность извержения будет постепенно уменьшаться и через 2,8 млн. лет прекратиться, начнётся формирование центральной рифтовой долины. В настоящее время активная океаническая мантия, отвечающая центральной линейной магнитной аномалии (рис. 6), уже прошла изотерму Кюри и приближена к поверхности. Приблизительно через 220 тыс. лет зарождающаяся по центру супердайка разделит аномалию и рифтовую долину на две равные части и через следующие 2,8 млн. лет раздвинет их на ширину полной центральной супердайки. Северный участок Главного хребта САХ (к северу от экватора) начнёт раскрываться позже. Как следует из вышесказанного на этом участке до полного раскрытия центральной рифтовой долины осталось 24-26 км. Период до полного раскрытия долины в среднем составляет 780-850 тыс. лет. Северная Атлантика стала раскрываться значительно позже. Хребет Рейкъянес является продолжением Главного хребта Центральной Атлантики. Процесс раскрытия этого участка Северной Атлантики проходил в направлении с юго-запада на северовосток. Это подтверждается динамикой раздвига линейных структур (палеосупердаек и рифтовых палеодолин) и положения их относительно осевой рифтовой долины хр. Рейкъянес, как это показано на рисунке (рис.7). Эти структуры дешифрируются на переходном участке хребта от разлома Чарли Гиббса до широты м. Фарвель. В пределах Рейкъянес рифтовая долина постепенно сужается в северо-восточном направлении и исчезает в пределах о. Исландия (Гренландско-Исландско-Форерского порога). Это указывает на то, что в пределах Исландии образование супердайки, предшествующей рифтовой долине, ещё не закончилось и на о. Исландия продолжается интенсивная вулканическая деятельность. Как было показано выше, образование центральной супердайки должно быть связано с растяжением в зоне раздвига, сопровождающимся падением давления в мантии. Измерения напряженного состояния в базальтах Исландии подтверждают этот вывод. В пределах Центрального грабена зафиксировано растяжение (10). Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 11 Рис. 7. Схема раскрытия хребта Рейкъянес. 1, 2, 3 - циклы В пределах хр. Рейкъянес насчитывается прядка 9-10 циклов, что отвечает периоду спрединга на этом участке, равному 50,4 млн. лет. Таким образом, начало раскрытия этого участка САХ отвечает концу нижнего палеогена (14). Ширина хр. Рейкъянес составляет 870км. В связи с этим, скорость спрединга равна 1,7 см. в год. К северо-востоку от Исландии Срединно-Атлантический хребет продолжается Монским хребтом, расположенным между трансформными разломами Тъернес и Гренландским. Монский сегмент имеет сложное строение (рис. 1,3). В пределах Исландии, а также по разлому Тъернес, произошёл стык двух срединных хребтов: Рейкъянес и Мона. Спрединг хр. Мона получил развитие гораздо раньше. В связи с этим, спрединг хр. Рейкъянес, продолжая развитие в северо-восточном направлении, перешагнул Гренландско-Исландско-Форерский порог и стал развиваться в пределах структурированной мантии северо-западного крыла хр. Мона. В результате на продолжении хр. Рейкъянес от трансформного разлома Тъернес до трансформного разлома Ян-Майен сформировался хр. Колбейский (рис. 1,3). В пределах хр. Колбейского отсутствует центральная рифтовая долина. Ось хребта представлена центральной супердайкой, которая по линии трансформного разлома Ян-Майен смещена относительно оси хр. Мона к северо-западу на 250 км. В пределах хр. Мона насчитывается 18 циклов, что отвечает периоду спрединга, равному 100,8 млн. лет. Отсюда следует, что спрединг в пределах Монского сегмента, переходного участка между Северной Атлантикой и Северным Ледовитым океаном стал развиваться в конце нижнего мела. Ширина хр. Мона составляет 1028 км. Скорость спрединга составляет 1,03 см/год. От Гренландского разлома САХ меняет своё направление на северное. Структура хребта приобретает сетчатый рисунок, что, повидимому, связано с наложением нового структурного плана на более ранние линейные структуры хр. Мона. Как уже было отмечено выше, Срединно-Атлантический хребет разделён многочисленными трансформными разломами на ряд сегментов. Как видно на изображении – 1, трансформные разломы так же, как и структурные элементы океанической мантии, «идеально» линейны. При детальном изучении изображения, кроме хорошо выраженных, выявляются более тонкие линии трансформных разломов, делящие хребет на более мелкие сегменты. Трансформные разломы связаны исключительно со структурированной океанической мантией и не выходят за её пределы. Эта связь определяется очаговым развитием супердаек. Очаг представляет собой центр вулканической деятельности, ограниченный узколинейной зоной, которая трактуется как трансформный разлом. Такая зона, т.е. трансформный разлом, с каждым циклом наращивается в сторону осевого центра хребта. Это и объясняет исключительную связь трансформного разлома только со структурированной океанической мантией. Длина очага определяется и контролируется трансформными разломами и равна ширине. Ширина очага определяется и контролируется временным периодом, скоростью раздвига Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 12 и интенсивностью экструзивной деятельности цикла расширения. Она варьирует от 30 до 60 км, в среднем 43 км. Выше мы рассматривали структуру САХ в упрощённом виде, следуя логике симметричного спрединга. В общем виде это справедливо, т.к. процесс самого раздвига симметричен и подчиняется периодически повторяющимся равновременным циклам. Но при детальном дешифрировании изображения – 1 замечено, что спрединговый план структурированной мантии хребта медленно изменяется. Замечено также, что процесс сжатия происходит не только по линии широтного, но и по линии меридионального направления действующих сил. По линии широтного направления действуют известные нам две силы, одна из которых связана непосредственно с раздвигом и направлена от оси хребта, а другая связана с тихоокеанским спредингом, сдвигающим мантию и кору американских материков в восточном направлении. Под влиянием сил меридионального направления Срединно-Атлантический хребет приобретает извилистую коленообразную форму, с образованием которой происходит заметное изменение общего спредингового плана. Прежде всего, на отдельных коленообразных участках хребта наблюдается секущее положение современной рифтовой долины. Здесь линейные структуры (палеосупердайки и рифтовые палеодолины) под острым углом пересекаются современной рифтовой долиной, причём линейные палеоструктуры остаются более линейны, чем сама рифтовая долина. Особенно это хорошо видно в пределах широты Северо-Американской котловины (рис. 1,3). Здесь на западном плече хребта, в пределах коленообразного изгиба, линейные структуры подходят под острым углом с юга к рифтовой долине. Эти же структуры, пресекаясь долиной, на севере коленообразного изгиба подходят к долине под острым углом уже с обратной стороны оси хребта. Амплитуда таких перемещений незначительная, и, повидимому, не превышает первой сотни км. На линейных участках САХ линейные структуры субпараллельны рифтовой долине. В пределах коленообразных изгибов хребта наблюдаются также и плавное изгибание палеосупердаек и рифтовых палеодолин, например, на широте Бразильского выступа (рис. 1,3). Это позволяет сделать вывод, что наибольшее влияние относительно спредингового плана испытала боле ранняя часть осевой структуры хребта, ещё до начала формирования современной рифтовой долины. В виду незначительной амплитуды таких перемещений, это не оказывает влияние на наши расчёты и выводы. Мантия океаническая и континентальная Океаническая мантия Атлантического океана - линейноструктурированная мантия. Линейная структурированность мантии, как уже было отмечено выше, связана с внедрением в мантию центральных супердаек толеитовых базальтов, периодически заполняющих гигантскую трещину-раздвиг Срединно-Атлантического хребта. В связи с этим, океаническая мантия на 50% состоит из отвердевшего толеитового расплава, более легкого, чем мантия. По-видимому, это одна из причин, в результате которой океаническая мантия оказалась легче континентальной (9). По этой же причине на линии трансека Северная Атлантика – Сибирь под Атлантикой выделяется область разуплотненной мантии, распространяющейся до глубин, прядка 200 км (3). Разуплотнённая мантия прослеживается и на сейсмическом профиле вдоль оси САХ (7). Здесь также разуплотнённая мантия прослеживается на глубину до 200 км. Центры наибольшего разуплотнения такой мантии располагаются на глубинах от 60 до 100 км, причём на границе М плотность мантии снова возрастает. Граница М, т.е. поверхность Мохоровичича, уникальное явление в геологической жизни верхних оболочек Земли. Поражает постоянство физических свойств 5-10 км слоя Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 13 мантии на границе М, определяемых прохождением сейсмических волн. Скорость Р-волн в этом слое «… выше нормальных мантийных скоростей…» (6). Независимо от геологического состояния как континентальной, так и океанической коры, перекрывающей мантию, скорость продольных волн в мантийном слое М неизменна и колеблется в пределах 7,9 - 8,2 км в секунду. Не зависят свойства мантии слоя М и от свойств выше или ниже лежащих вещественных комплексов коры или мантии, которые, как правило, обладают более низкими скоростями. В связи с этим можно предположить, что поверхность М – всегда есть поверхность океанической мантии, а высокоотражательный слой коры, залегающий на поверхности мантии – есть вулканогенно-осадочный слой начальной океанической коры срединно-океанических хребтов, как современной океанической, так и древней континентальной коры. Мантийный же слой М вместе с вулканно-осадочным слоем испытывает сжатие, а возможно и течение в процессе перемещения океанической коры по поверхности мантии в результате раздвига СОХ. Из слоя М при повышенных температурах удаляются лёгкие компоненты: Н2О, SiO2, К2О, Al2O3 , идущие на гранитизацию коры. В результате сжатия и удаления лёгких компонентов мантия уплотняется (9). Анализ изображения – 1 (рис.1) показывает, что от оси хребта к периферии его крыльев рельефность линейных структур мантии быстро сглаживается. Полосчатый рисунок тона, определяющийся чередованием светло-серых супердаек и зеленоватотёмносерых рифтовых палеодолин, в направлении от оси хребта постепенно исчезает и на флангах его крыльев дешифрируется уже монотонный рисунок. По дешифровочным признакам рисунок отвечает неструктурированной однородной по составу океанической мантии (рис. 1,3). Это связано с тем, что на периферии крыльев хребта, на границе с более плотной континентальной мантией, под влиянием сил, действующих от оси раздвига, усиливается сжатие. Внутренняя структура супердаек разрушается. Вещество супердаек приобретает структурно-однородный тон, сливаясь с тоном неструктурированной мантии рифтовых долин. Океаническая мантия уплотняется и становится более тяжёлой, приближаясь по весу к континентальной мантии. Область такой переходной деструктурированной мантии просматривается в виде узкой полосы вдоль границ с континентами (рис.3). В связи с этим следует полагать, что вещественный состав супердаек, т.е. толеитовых базальтов, соответствует вещественному составу мантии. Это подтверждает парадигму, что «Мантия относительно однородная, вариации петрохимического состава мантии определяются вариациями петрохимического состава излившихся основных вулканических пород – толеитовых базальтов…» (9). Континентальная мантия, как и океаническая, имеет зеленовато-тёмно-серый цвет и ровный тон. Она наблюдается у подошвы коры материков и следится в основном вокруг Северо-Американского и Евразийского континентов. Небольшой фрагмент континентальной мантии дешифрируется вокруг южного ограничения Африканского континента (рис. 1,3). Вокруг Северо-Американского континента граница между двумя мантиями дешифрируется плавно-извилистой линией, огибая Ньюфаундленский выступ. Южнее выступа граница имеет широтное простирание, является северной границей Бермудского мегаблока (рис. 1,3,8). В северо-западном направлении граница следует между материком и о. Гренландия до широты г. Готхоб. В 400 км юго-западнее м. Фарвель граница разветвляется на два направления. Одно направление уходит под кору о. Гренландия, другое прослеживается до г. Готфоб. Южнее мыса Фарвель граница разделяет континентальную и океаническую мантию, а от м. Фарвель до широты г. Готхоб – континентальную мантию о. Гренландия от материковой. Южнее мыса Фарвель континентальная мантия контактирует уже с уплотнённой океанической, испытавшей деструктуризацию в результате сжатия. Плавный и «мягкий» характер контакта, плавный и ровный тон рисунка океанической и континентальной Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 14 мантии в области контакта указывают на их пластичное состояние. Мантии, наплывая друг на друга, в области контакта образуют валообразную гривку. Обе мантии, континентальная и утяжелённая деструктурированная океаническая под крутым углом, падающим под континент, погружаются вниз (рис. 1,3). В связи с этим, в области Ньюфаундлендского выступа вещественные комплексы 7-9 циклов, т.е. 600-800км океанической мантии западного крыла САХ, погрузились на глубину. Погружение сопровождалось деформациями и деструктуризацией океанической мантии (рис. 1). В процессе погружения часть верхней структурированной океанической мантии была срезана и надвинута на континентальную мантию (рис. 1,3). Интенсивное погружение мантий в области контакта, прежде всего, связано с утяжелением их в результате сжатия под действием сил, направленных с обеих сторон мантий. Обе эти силы действуют под влиянием как Атлантического, так и Тихоокеанского спрединга. Выход контакта двух мантий из-под Северо-Американского континента связан, также, со смещением американской коры в западном направлении под влиянием инерционных сил торможения в процессе вращения Земли вокруг своей оси (11). Кора океаническая Структурное состояние вещественных комплексов Срединно-Атлантического хребта на изображении -2 (рис. 2,4) отличается от структурного состояния вещественных комплексов на изображении -1 (рис. 1,3). На изображении -1 мы наблюдаем первичную, резко структурированную океаническую мантию, не испытавшую сколько-нибудь значительного нарушения последующими тектоническими процессами. На изображении 2 наблюдается рисунок полной структурной перестройки спредингового плана. Здесь дешифрируются уже перемещённые, интенсивно смятые вещественнее комплексы коры и чехла (рис. 4,8) На изображении -2 современная рифтовая долина выражена значительно хуже. На отдельных участках она не дешифрируется совсем. Её ширина варьирует от 15 до 30 км, редко до 50. Плохая выраженность, меньшие размеры и значительные вариации её ширины связаны, вероятно, с заполнением её океаническими осадками и материалом обрушения стенок супердаек, сопровождающихся тектоническими подвижками в процессе раздвига, а также переработкой вещественных комплексов долины породообразующими растворами. Все это отвечает процессам формирования коры. В связи с этим, полной ширины рифтовой долины не наблюдается. На изображении -2 также дешифрируются протяженные линейно-холмистые субпараллельные возвышенности и впадины (рис. 4,8). Они образуют прерывистолинейные структуры, иногда с кулисообразным залеганием. Ширина возвышенностей и впадин варьирует от 8 до 40 км, в основном 10-20 км. По простиранию сегменты этих структур прослеживаются от 10-15 до ста и более километров. Возвышенности и впадины располагаются с обеих сторон хребта и так же, как и супердайки и рифтовые долины, ориентированы вдоль его оси, но в их образовании заложена другая генетическая основа. В отличие от супердаек в строении таких возвышенностей участвуют 2 дайки более высоких порядков, образующие поднятия, перекрытые осадочным чехлом. Такие дайки хорошо дешифрируются в областях отсутствия осадочного чехла (рис. 9). Во впадинах они, за редким исключением, отсутствуют. Формирование таких возвышенностей и впадин также связано с циклическими процессами сжатия и растяжения. В результате такого циклического спрединга вещественные комплексы формирующейся океанической коры вместе с дайками и вещественными комплексами рифтовой долины периодически отодвигаются от оси хребта, образуя валообразные поднятия и впадины. Возвышенность и впадина вместе Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 15 а б Рис. 8. Схема дешифрирования Бермудского мегаблока. Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 16 1 – области каледоно-герцинской складчатости; 2 – области кайнозойской складчатости; 3 – рифтовая долина и трансформные разломы; 4 – элементы линейных возвышенностей; 5 – трансформные разломы; 6 – граница континентальной (КМ) и океанической (ОМ) мантии; 7 – разломы: а – главные, б – второстепенные, в – прочие; 8 – подводные и надводные вулканические постройки; 9 – гексагональные структуры; 10 – кольцевые структуры. Бмб – Бермудский мегаблок; Амб – Антильский мегаблок; САК – Северо-Американский континент; Ф – Флорида; СА – Северо-Американская котловина; Бм – Бермудский блок; Бш – Багамский шельф; Бмш – Бермудский шельф; Яш – Ямайский шельф; Бто – Багамская трещина отрыва (уступ края шельфа); Бфто – БагамскоФлоридская трещина отрыва; Сп – Светлая полоса склона Северо-Американской котловины; К – желобообразная котловина – Кайман; П-Р – желбообразная котловина – Пуэрто-Рико; Вк – Венесуэльская котловина; Кк – Колумбийская котловина; Бв – Бермудская возвышенность; Уг – Угловые Горы; ВБр – система Восточно-Бермудских разломов; рУГ – разлом Угловые Горы; РД – рифтовая долина; Кн – трансформный разлом Кейн. образуют 1 цикл. Циклы периодически повторяются. По результатам подсчёта насчитывается до 105-110 таких циклов, что в 4 раза превышает количество циклов (гиперциклов), в период которых формируются супердайки и рифтовые долины. Видимая мощность даек в среднем 5,2-5,3 км. Расстояние между дайками также сильно варьирует и изменяется от 0 до 40-43 км. В сечении одного крыла САХ насчитывается до 210 - 220 таких даек (рис. 8,9), суммарная мощность которых составляет ~1160 км. Это как раз и отвечает суммарной мощности всех 27-ми супердаек, расположенных в сечении крыла (согласно 27 циклам). Рис. 9. Схема размещения даек в океанической коре. 1 – рифтовая долина и трансформные разломы 2 – дайки и трансформные разломы 3 – очаг, участвующий в расчёте даек 4 – области, закрытые осадочным чехлом К – трансформный разлом Кейн Особый интерес вызывают блоки сближенных даек, имеющих место на изображении – 2 (рис. 9). В блоках, не нарушенных тектоникой, насчитывается до 8 даек, суммарная мощность которых в основном и отвечает мощности одной супердайки. Блоки разделены между собой трансформными разломами, которые контролируют протяжённость даек в блоках. Расстояние между трансформными разломами (между блоками) на изображении – 2 (рис. 8,9) составляет в среднем 43 км. В связи с этим следует полагать, что такие блоки сближенных даек отвечают очаговым вулканическим центрам образующихся супердаек описанных выше. Блоки сближенных даек часто залегают кулисообразно, а иногда и в шахматном порядке. Это, по-видимому, связано с тектоническим перемещением вещественных комплексов формирующейся океанической коры, так и с очаговым (блоковым) развитием вулканических центров трещинного характера в процессе Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 17 формирования супердаек (рис.9). Блоковый (очаговый) процесс образования сближенных даек и трансформные разломы в океанической коре также взаимосвязаны. Как и в океанической мантии, трансформные разломы представляют собой ограничение очага (блока). Между дайками в блоках образуются впадины (микродолины), выполненные вещественными комплексами океанической коры. В связи с этим следует полагать, что суммарная ширина микродолин и рифтовых долин больше суммарной ширины рифтовых долин. Суммарная шина рифтовых долин, как и супердаек, в пределах одного главного сегмента САХ составляет 1160 км. В связи с этим, следует полагать, что избыточная ширина всех долин должна компенсироваться сжатием вещественных комплексов океанической коры в процессе раздвига. В пределах очаговых блоков дайки и микродолины имеют одинаковую мощность (ширину). Чередуясь между собой, они также образуют линейные структуры, ориентированные вдоль оси хребта. При увеличении изображения -2 в 5 раз, в строении каждой дайки дешифрируется по 2 сближенных микродайки, с видимой мощностью по 2,6 км каждая. В пределах одного крыла САХ насчитывается приблизительно 416 таких микродаек и, по-видимому, это не предел их делимости. Всё это связано со сложной многофазной цикличностью в процессе развития спрединга. Как уже отмечалось выше, перемещение вещественных комплексов океанической коры, в т.ч. возвышенностей и слагающих их даек, происходило как в широтном направлении в обе стороны от хребта, так и в меридиональном – вдоль оси хребта. Как следует из анализа двух изображений, перемещение происходило в субгоризонтальной плоскости и, по-видимому, по поверхности слоя «М». В результате сформировался (и продолжает формироваться) тектонический покров вещественных комплексов океанической коры. В процессе перемещения вещественных комплексов изменился первичный структурный план океанической коры. Возникла система разрывных нарушений корового происхождения, по которым вещественные комплексы и трансформные разломы испытали перемещение (рис.8). В результате на отдельных участках вещественные комплексы и трансформные разломы были смяты в гофрированные и флексурообразные складки. На космоизображении также дешифрируются многочисленные фрагменты перемещённых более древних трансформных разломов, которые, как правило, искривлены, а местами ещё и смяты во флексурообразные складки (рис.8). Эти фрагменты разломов часто расположены под углом к современным трансформным разломам, т.е. к границам стационарных очаговых центров. Перемещение вещественных комплексов океанической коры и трансформных разломов происходило постоянно на всём протяжении спредига. Это подтверждается наличием гофрированной складчатости вблизи рифтовой долины, а так же искривлением современных трансформных разломов и рифтовой долины на отдельных участках. Отмечается, также, скученность и флексурообразное смещение отдельных блоков сближенных даек. Дайки часто расположены под углом к рифтовой долине, а в некоторых случаях «пересекают» ее. Исследования, проведённые в Атлантическом океане в пределах Анголо-Бразильского и Канара-Багамского геотраверсов, также свидетельствуют и подтверждают, что океаническая кора САХ имеет сложно сегментированную структуру (7,10). Установлены интенсивные деформации и тектоническое скучивание вещественных комплексов океанической коры и чехла. Широко развиты многочисленные надвиги и поддвиги, а также имеют место складчатые структуры. Фиксируются также отклонения симметрии в геофизических и геоморфологических полях, увеличивающихся к флангам САХ. При этом не совпадает не только ширина ландшафтных зон, но и сами ландшафты. Отмечается асимметрия в залегании линейных магнитных тел аномального магнитного поля, причём Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 18 нижние кромки намагниченных тел располагаются на различных глубинах в пределах коры. Авторы этих исследований склонны считать, что это связано с асимметрией развития САХ в целом. На самом же деле, как видно из сравнения двух изображений (рис. 1,2), раздвиг развивается симметрично. Асимметрия связана с последующими тектоно-магматическими процессами, которые приводят к перемещению и смятию вещественных комплексов формирующейся океанической коры и чехла. Кора континентальная В процессе формирования Срединно-Атлантического хребта происходит подъём глубинной океанической мантии, способствующей расколу и раздвигу континентальной мантии и коры. Это приводит к полному раскрытию континентальной коры на всю её мощность, что мы и наблюдаем на изображении -1 (рис. 1,3). Известно, что кора древних кратонов, т.е. континентов с древними платформами, как правило, трёхслойная и имеет мощность в среднем 40 км (6). Кора материков, представляющая собой молодые платформы (плиты), имеет двухслойное строение и мощность 25-30 км. Поскольку Африканский и американские континенты представляют собой в своей основе древнейшие (архейские) кратоны, то и на изображении -1 мы наблюдаем трёхслойную кору, а в пределах молодой каледоно-герцинской плиты Западной Европы Евразийского континента – двухслойную кору. Фрагменты каледоно-герцинской коры прослеживаются и вдоль границы американских континентов, в т.ч. вокруг Ньюфаундлендского выступа и восточной границы о. Гренландия (рис. 1,3). Молодая двухслойная кора ЗападноЕвропейской плиты присоединяется (припаивается) к трёхслойной Африканской коре. Контакт прослеживается вдоль границы юго-восточного крыла горной системы Атласа. По-видимому, фрагменты молодой коры Северо-Американского континента вместе с корой Западной Европы до раскрытия Атлантики были в составе одной каледоногерцинской плиты. Континентальный склон всех материков, окружающих Атлантический океан, имеют крутое падение на запад. В связи с этим, поверхность склона коры американских континентов падает под континент. Более того, кора Ньюфаундлендского выступа и восточный склон Гренландии перекрыта обрушившимися фрагментами вещественных комплексов более молодой плиты каледоно-герцинского возраста. Фрагменты обрушенной континентальной коры прослеживаются и вдоль северо-восточной границы Бразильского выступа (рис. 1,3). В связи с этим, строение коры восточного склона американских континентов мы не имеем возможности наблюдать. Обрушение коры связано с опусканием и погружением континентальной мантии на её границе с океанической (см. раздел «Мантия океаническая и континентальная»). Обрушение коры сопровождается оползневыми явлениями. Фрагмент такой коры мы можем наблюдать на юго-западном мантийно-коровом склоне Гренландии (рис. 1,3). Все материки на уровне подошвы континентальной коры имели горизонтальное перемещение. В связи с этим на отдельных участках наблюдается срезание третьего (нижнего) слоя трёхслойной и второго (нижнего) слоя двухслойной коры материков, либо нижний слой растащен на отдельные части и смят (рис. 1,3). Величина мощности континентальной коры определяется, как это было сказано выше, высотой океанического хребта, разделившего эту кору. В местах срезания нижнего слоя коры мощность её уменьшается. По данным сейсмических исследований каждый слой континентальной коры состоит из двух частей: высокоотражательной гетерогенной пачки и сейсмически прозрачной (6). Установлено, также, что высокоотражательной гетерогенной пачке отвечает присутствие вулканогенно-осадочных пород в различной степени метаморфизованных. Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 19 Вещественные комплексы сейсмически прозрачных пачек по сейсмической прозрачности похожи на мантию. Рис. 10. Схема строения континентальной коры. 1 – нижний слой коры 2 – средний слой коры 3 – верхний слой коры а – гетерогенный вулканогенно-осадочный прослой б – прозрачно-однородный мантийный «прослой» В составе трёхслойной коры дешифрируется три светло-серых прослоя (пачки) и два зеленовато-тёмно-серых между ними (рис. 1,3,10). В двухслойной коре дешифрируется два светло-серых прослоя и один зеленовато-тёмно-серый. Нижние светло-серые прослои залегают непосредственно на мантии. Светло-серые прослои имеют большую мощность и гетерогенны по структурному состоянию. Зеленовато-тёмно-серые «прослои» имеют ровный (плавный) тон и в связи с этим могут интерпретироваться как структурно однородные. Светло-серые прослои более устойчивые к воздействию различных факторов и в связи с этим образуют положительные формы рельефа. Зеленовато-тёмно-серые «прослои» более пластичные и облекают положительные структуры светло-серых слоёв. Дешифровочные признаки зеленовато-тёмно-серых «прослоев» и мантии схожи и в связи с этим, следуя логике данных сейсмических исследований, надо полагать, что вещественные комплексы этих «прослоев» по геохимическому составу и структурному состоянию отвечают мантии. Следуя логике данных сейсмических исследований и результатам дешифрирования изображения -1 (рис. 1,3,10), так же можно полагать, что в каждом слое континентальной коры должно содержаться по два «прослоя». Один прослой светло-серый гетерогенный, предположительно вулканогенно-осадочный, другой зеленовато-тёмно-серый «прозрачно-однородный» - мантийный. Поскольку нижний гетерогенный прослой залегает непосредственно на мантии, следует предположить, что это первая начальная (древняя) кора океанического типа, сформировавшаяся непосредственно на древней океанической мантии. В связи со сказанным выше следует принять предположение, что в основании каждого слоя коры залегает «прослой» мантийного содержания. Таким образом, континентальная кора окружающих Атлантический океан материков имеет вид «слоёного пирога», залегающего на мантийном основании. При разрушении «слоёного пирога» образуются, так называемые, эрозионные треугольники, указывающие на горизонтальное залегание коровых слоев. Образованию эрозионных треугольников способствует многочисленная параллельная штриховка. Штриховка дискордантная по отношению к линейным структурам САХ и является более древней. По своим структурным особенностям имеет сходство со структурными элементами структурированной океанической мантией. Штриховка имеет различный возраст и по времени образования связана с этапами формирования каждого слоя коры. В связи с этим её образование, по-видимому, связано с образованием древних срединно-океанических хребтов. Простиранию штриховки соответствует простирание древних линейных структур на континентах, дешифрирующихся на изображении -1. Линейным структурам отвечают простирания речных долин и водоразделов между ними (рис. 1). Кора и мантия Африканского, Западной Европы Евразийского континентов и Гренландии ведут пассивный образ жизни по отношению к САХ. Кора и мантия американских континентов ведут себя более активно и, как следует из рисунка 1, оказывают давление на океаническую мантию Срединно-Атлантического хребта. Как было отмечено выше, наибольшее влияние в этом случае оказывают Ньюфаундлендский Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 20 и Бразильский выступы (рис. 1,3). Выступы имеют форму клина, которые под действием сил направленных с запада вдавливаются в структурно-вещественные комплексы океанической коры и мантии и в результате способствуют образованию синусоидальной формы Срединно-Атлантического хребта. На границе с клиновидными выступами океаническая мантия, находясь под давлением, быстро теряет свою рельефность, и погружается под континентальную мантию Ньюфаундлендского и Бразильского выступа (рис. 1,3). На широте выступов в области каленообразного изгиба САХ фиксируются смещения линейных структур океанической коры и мантии по трансформным разломам. На изображении великолепно дешифрируется шельф. Наиболее широко шельф развит в пределах молодой Западно-Европейской плиты. Обширные пространства шельфа, достигающие по простиранию 1-2 тысячи километров и более, окружают Скандинавию и о-ва Великобритании. В меньшей степени шельф развит вокруг островов Исландия, Гренландия, Ньюфаундленд и совсем слабо фиксируется вокруг береговой линии Африканского и Южно-Американского континентов. Здесь он прослеживается в виде узкой прибрежной полосы шириной в среднем 20-50 км, а на отдельных участках не дешифрируется совсем. Отдельные участки древнего шельфа наблюдаются на склонах Аргентинской котловины и на подводных возвышенностях опущенных блоков континентальной коры. Блоки континентальной коры, отторгнутые от материков На изображении -1 хорошо дешифрируются блоки континентальной коры, отторгнутые от материков. Различаются блоки-острова и блоки, опущенные под поверхность океана. Блоки-острова. Особый интерес имеют блоки-острова Гренландия и Исландия, представляющие собой крупные фрагменты континентальной коры, отторгнутой от материков. В центральной части о. Гренландия под мощной шапкой снежно-ледяного покрова (в связи с её отсутствием на изображении) дешифрируется океаническая впадина, окружённая хорошо развитым шельфом (рис. 3). Вдоль восточной береговой линии острова прослеживается осевая линия Гренландского хребта. В пределах западного склона хребта дешифрируются древние долины рек и ручьёв, когда-то стекавших в центральную котловину ещё до покрытия острова льдом. От материка остров отделяется Лабрадорской котловиной. По центру котловины, как было отмечено выше, отчётливо дешифрируется граница, отделяющая континентальную мантию Гренландии от материковой. Кора Гренландии трёхслойная, по поверхности мантии испытывает перемещение. Третий слой прослеживается спорадически. Местами он срезан в связи с горизонтальным перемещением коры. Амплитуда смещения коры не значительная. Вместе с корой перемещается верхняя часть мантии. С юго-восточной стороны Гренландии, т.е. со стороны САХ, дешифрируется граница припая молодой каледоногерцинской коры (рис. 3). В пределах границы, разделяющей обе мантии, линейных спрединговых структур не наблюдается. Это указывает на отсутствие здесь спрединга предполагаемого некоторыми исследователями (14). Расхождение коры Гренландии и материковой связано, по-видимому, с раскрытием северного участка САХ и, как уже было отмечено выше, с приложением инерционных сил торможения, связанных с вращением Земли вокруг своей оси. Особое место в исследовании Срединно-Атлантического хребта занимает остров Исландия. Это единственный большой фрагмент континентальной коры, расположенный непосредственно на оси САХ. По широте остров протягивается на 500 км. Со всех сторон Исландию окружает хорошо развитый шельф. Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 21 Кора Исландии континентальная и осью Срединно-Атлантического хребта делится на две части. С западной стороны острова дешифрируется трёхслойная кора, по своим параметрам похожая на кору Гренландии. Третий (нижний) слой коры местами сорван и растащен. С восточной стороны кора более тонкая двухслойная, похожая на молодую кору Западно-Европейской плиты. В отличие от западной трёхслойной, тонкая восточная кора переработана вещественными комплексами линейных структур океанической мантии хр. Рейкъянес, прослеживающихся и на поверхности острова. Особенно чёткий рисунок линейных структур дешифрируется на краевой, более тонкой части коры, где на фоне шельфа отчётливо проявлен рисунок форм супердаек и рифтовых палеодолин хребта. К центру острова линейные структуры погружаются и в пределах острова прослеживаются в виде линейно-холмистых структур, испытывающих деформации флексурообразного изгиба (рис. 3). Как было отмечено выше, рифтовая долина САХ постепенно сужается в северовосточном направлении, в пределах о. Исландия исчезает совсем. На выходе с северовосточной стороны острова по центру оси Колбейского хребта прослеживается уже супердайка. Это указывает на то, что в отличие от остальной юго-западной части САХ, в пределах Исландии ещё продолжаются процессы растяжения, сопровождающиеся излиянием толеитовых базальтов. Геологическими исследованиями как раз и было подтверждено наличие растяжения в пределах северной части Центрального грабена острова (10). У исследователей Исландии существует две сейсмические модели коры острова (2): «Классическая» – модель тонкой коры мощностью 10-15 км, ниже которой предполагается горячая мантия и «Русская» - модель толстой коры мощностью до 30 км. В скоростном разрезе коры Исландии выделяются 4 слоя (рис. 11). Верхние два слоя – толеитовые базальты. В составе третьего слоя предполагаются метаморфизованные толеитовые базальты со скоростью продольных волн (Vр) 6,5 – 6,8 км/сек. По поводу четвёртого слоя идут дискуссии, относить его к земной коре или рассматривать в составе верхней мантии. Скорость продольных волн в четвёртом слое, равная 7,0-7,4 км/сек, необычна для мантийного вещества, но как раз характерная для третьего (нижнего) слоя Рис. 11. Модель строения недр Исландии вдоль северо-восточной неовулканической зоны (2) трёхслойной континентальной коры (3,6). Незначительные повышения скорости продольных волн могут быть связаны с системой линейных молодых даек, внедрённых в нижний слой коры. Четвёртый слой вместе с третьим сейсмическим, имеющие скорость Vр от 6,5 до 7,4 км в секунду, как раз и образуют средний и нижний слои трёхслойной континентальной коры, которые и дешифрируются на изображении (рис. 3). 87 Большая мощность коры в целом (38 км; 2), повышенное значение Sr/86Sr, пониженное значение 143Nd /144Nd, обогащение литофильными и радиогенными элементами вулканических пород Исландии отвечают параметрам континентальной коры. Обогащение литофильными и радиогенными элементами вулканических образований острова, скорее всего, связано с флюидно-коровым взаимодействием. Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 22 В связи со сказанным выше вряд ли можно считать Исландию типичным мантийным плюмом. Необычная форма подошвы коры, уходящая клином на глубину в пределах оси САХ, указывает на то, что это гигантский фрагмент континентальной коры, застрявший в разломе оси САХ. В процессе раздвига кора о. Исландии систематически от цикла к циклу проваливалась своим клиновидным основанием в разлом раздвига. Вещественные комплексы центральных супердаек и центральных рифтовых долин структурированной океанической мантии, делясь на две симметричные части, перемещались под корой острова в разные стороны, не разделяя островную кору, т.е. спрединг проходил под корой острова, не раздвигая её. В то же время, в процессе наращивания океанической мантии, материки Гренландия и Западная Европа отдвигались от Исландии. Блоки, опущенные под поверхность океана. На изображении -1, в связи с отсутствием океанической коры и чехла, уверенно дешифрируются блоки, опущенные под поверхность океана. Среди опущенных блоков выделяются мегаблоки - крупные фрагменты континентальной коры, частично или полностью погруженные в мантию, а также блоки, залегающие на поверхности мантии и блоки, залегающие на поверхности погруженных в мантию мегаблоков (рис. 1,3). Большое геологическое значение в строении Атлантического океана имеют мегаблоки, частично или полностью погруженные в мантию. Среди них можно выделить Бермудский, Антильский, Гвианский, Бразильский, Аргентинский, Мадейра-Канарский, Ангольский и Капско-Агульясский. Блоки Фарерский и Роколл залегают непосредственно на поверхности мантии. На поверхности погруженных в мантию мегаблоков залегают блоки Мадейра-Торе, Канарский, Китового Хребта и Агульяс (рис. 3). Мегаблоки Бермудский, Антильский, Гвианский, Бразильский и Аргентинский залегают со стороны американских континентов. Мегаблоки Мадейра-Канарский, Ангольский и Капско-Агульясский располагаются со стороны Африканского континента (рис. 3). Бермудский мегаблок, за исключением Бермудских островов, погружен в мантию и является дном Северо-Американской котловины. Мегаблоки Гвианский, Бразильский и Аргентинский являются дном Гвианской, Бразильской и Аргентинской котловин, соответственно. Мегаблоки Мадейра-Канарский, Ангольский и КапскоАгульясский формируют дно Канарской, Ангольской и Капско-Агульясской котловин, соответственно. Бермудский мегаблок имеет особое, мифическое значение в связи с так называемым «Бермудским треугольником». Исходя из этого, Бермудский мегаблок целесообразно рассматривать вместе с Антильским мегаблоком. Как следует из анализа двух изображений, в прошлом оба блока представляли собой единое целое и входили в состав Северо-Американского континента. Оба мегаблока имеют, предположительно, молодую герцинскую кору, частично переработанную в альпийскую фазу складчатости. В пределах этих мегаблоков тектономагматическая активность продолжается и в наше время. Об этом свидетельствуют наличие действующих вулканов и мощных землетрясений. В меридиональном направлении Антильский мегаблок прослеживается от северной границы Южно-Американского континента до Багамских островов, Бермудский мегаблок от Багамских островов до подножья Угловые Горы. Вопрос, считать ли блок Угловые Горы в составе Бермудского мегаблока или он имеет самостоятельное развитие, остаётся открытым. Северная граница Бермудского мегаблока совпадает с линией контакта континентальной и океанической мантии (рис. 8). В широтном направлении Антильский мегаблок прослеживается от полуострова Флорида до Малых Антильских островов, включительно. Бермудский мегаблок прослеживается от восточного побережья Северо-Американского континента до центра Северо-Амерканской котловины. В состав Антильского мегаблока входит вся шельфовая часть вместе с Большими и Малыми Антильскими островами. В составе погруженного Бермудского мегаблока дешифрируется возвышенность Бермудских Островов. Граница между Бермудским и Антильским Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 23 мегаблоками проходит по крутому уступу «края шельфа» Багамских островов, являющегося трещиной отрыва, по линии которой и произошло обрушение Бермудского мегаблока (рис. 8). Одновременно трещина отрыва является и западной границей круглой по форме Северо-Амерканской глубоководной котловины, образующей в целом кольцевую структуру обрушения диаметром до 2000-3000 км. В связи с этим, далее на север от Антильского мегаблока трещина отрыва (уступ «края шельфа») распространяется по круговой границе кольцевой структуры, следуя вдоль Северо-Американского континента. В пределах западного ограничения Бермудского мегаблока, примыкающего к трещине отрыва, прослеживается светлая полоса не полностью погруженной в мантию коры мегаблока. Средняя ширина полосы 330 км. В пределах этой полосы кора разбита на отдельные клиновидные блоки и вместе с этими блоками и разделяющими их разрывными нарушениями имеет пологий радиальный наклон к центру СевероАмериканской котловины. На востоке Бермудский мегаблок ограничен ВосточноБермудской системой разломов, которые и контролировали, по-видимому, в прошлом береговую линию мегаблока обрушения (рис. 8). В пределах восточной окраины Бермудского мегаблока дешифрируются многочисленные блоки характерной прямоугольной формы, часть из которых составляет фрагменты разрушения погруженного в мантию главного мегаблока. Другая часть, повидимому, составляет островную систему, разделённую в прошлом многочисленными проливами и прибрежными морями. В пределах таких окраинных морей и проливов, существовавших до обрушения мегаблока, широко развиты линейные структуры океанической коры, позволившие сделать вывод о наличии в прошлом таких морей и проливов в пределах береговой зоны мегаблока. Эти структуры отвечают линейным возвышенностям и дайкам, описанным выше. Они слагают здесь периферию западного крыла САХ. Их распространение в западном направлении ограничено восточной зоной Бермудского мегаблока. Всё это указывает на то, что начало спрединга, т.е. образование Срединно-Атлантического хребта, началось в пределах восточной зоны Бермудского мегаблока, 150 млн. лет назад. Обрушение Бермудского мегаблока было быстрым и произошло, вероятно, в недалёком прошлом. На это указывают острая форма и крутой склон уступа края шельфа Багамских островов. Эрозионные процессы не успели ещё сгладить острые формы уступа и своеобразные формы лагун, возникших под влиянием какой-то мощной абразии шельфа Антильского мегаблока (рис. 8). Такая абразия могла произойти в результате повторяющихся гигантских цунами, возникших в процессе опускания Бермудского мегаблока. Цунами, по-видимому, сопровождались взрывами возникающих вулканических построек. В результате огромные массы воды, поднятые вверх, обрушивались вместе с цунами на шельфовую поверхность Антильского мегаблока и создавали такие кавернозные формы лагуноподобных впадин на Багамском шельфе. Интенсивность водных потоков была настолько сильной, что в результате в восточной части Багамского шельфа было смыто до двух километров континентальной коры. В этот период размывался и уступ границы шельфа. В результате такой абразии в пределах размытого шельфа обнажились линейные структуры континентальной коры, тождественные линейным структурам, океанической коры САХ. Распространение этих структур в западном направлении ограничено юго-восточной частью о. Куба. На наличие мощных цунами и мощных взрывов в процессе вулканической деятельности в период обрушения мегаблока указывает, также, наличие мощного слоя осевшей океанической «мути», перекрывшей структуры вещественных комплексов коры Бермудского мегаблока. Такое стремительное обрушение Бермудского мегаблока, по-видимому, связано с зоной контакта погружающихся вниз континентальной и океанической мантий СрединноАтлантического хребта (рис. 1,3,8). Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 24 В пределах восточной окраины Бермудского мегаблока и блока Угловые Горы дешифрируются блоки более высоких порядков с характерной гексагональной структурой в основании, что, видимо, связано с гексагональной сеткой разломов Земли (13; рис. 8). В пределах этих блоков широкое развитие получили вулканические постройки. Размеры блоков от 60 до 250 км в поперечнике. Особый интерес вызывает Бермудский блок (рис. 12). Он имеет оригинальное строение. Размеры блока 240*240км. Периметр блока гексагональной формы. Центральную часть блока занимает возвышенность Бермудских Островов. Размер возвышенности в основании 95*155 км. Её высота определяется глубиной Северо - Американской котловины. В генетическом Рис. 12. Схема дешифрирования Бермудского блока. 1 – контур Бермудского блока; 2 – разломы: а - главные, б – второстепенные; 3 – вулканические постройки; Бмб – Бермудский мегаблок; Бб – Бермудский блок; Бв – Бермудская возвышенность; Бш – Бермудский шельф; Шп – шельфовые площадки; ЛП – линия перегиба склона; Бр – Бермудский разлом. смысле возвышенность не является поднятием. Эта часть Бермудского мегаблока не испытала опускания. Доказательством этому служит хорошо развитый шельф на вершине возвышенности. В пределах шельфа развиты лагуноподобные промоины, которые вместе с шельфом по форме и структурному состоянию похожи на аналогичные структуры Багамского шельфа. Возвышенность Бермудских Островов имеет ассиметричное строение (рис. 12). Связано это с Бермудским разломом северо-восточного простирания. Северо-западный склон возвышенности более пологий с перегибом в основании при переходе в субгоризонтальное положение блока. Юго-восточный склон более крутой с элементами обрушения и оползания склоновых образований, в т.ч. и мелких блоков с шельфовыми площадками. Многочисленными разрывными нарушениями возвышенность разбита на более мелкие блоки. Наиболее сильно тектоническими разломами переработан более крутой юго-восточный склон возвышенности. В области крутого склона дешифрируются Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 25 многочисленные дайки субмеридионального и северо-восточного простирания, внедрённые в континентальную кору бермудской возвышенности. Дайки по своим параметрам отвечают дайкам океанической коры САХ. Всё это заставляет полагать, что спрединг начинался здесь, под корой Бермудского мегаблока ещё до раскрытия океана. По периферии Бермудского блока также широко развита система разрывов, являющихся границами между этими блоками, как правило, с элементами гексагональной сетки. Антильский мегаблок имеет сложное тектоническое строение. Островная система Больших Антильских островов вместе с полуостровом Флорида и с Флоридским и Багамским шельфом представляют собой устойчивый линейный мегаблок континентальной коры, с двух сторон окружённый глубоководными котловинами (рис. 8). С севера и северо-востока мегаблок граничит с Северо-Американской глубоководной котловиной Атлантического океана, с юга и юго-запада – глубоководными котловинами Юкатан, Колумбийской, Венесуэльской. Колумбийская и Венесуэльская котловины разделены между собой подводным хребтом Беата, представляющим собой систему разломов северо-восточного простирания. По происхождению эти котловины так же, как и Северо-Американская, представляют структуры обрушения. Обрушение коры мегаблока и образование котловин связано с трещинами отрыва, образовавшимися в результате растяжения. По линии трещин отрыва с южной стороны островов Куба, Гаити и Пуэрто-Рико образовались крутые уступы обрушения. Обрушение котловин способствовало образование промоин в Багамском шельфе. В пределах котловин, особенно на склонах уступов Колумбийской и Венесуэльской котловин, дешифрируются дайки субмеридионального простирания, аналогичные дайкам океанической коры САХ (рис.8). В пределах Антильского мегаблока известны два «глубоководных желоба»: Кайман и Пуэрто-Рико. Анализ изображения показывает, что это не типичные желобы. Это трещины отрыва, образовавшиеся в результате растяжения (рис. 8). В пределах трещин отрыва края, прилегающих с юга блоков континентальной коры, опущены на глубину до 7-8 тысяч метров. В результате образовались желобообразные котловины с крутыми уступами. Желобообразные котловины не сопровождаются островными дугами вулканических построек на относительно «приподнятых» северных блоках коры. Более того, уступы и узкие прогибы этих котловин не перекрыты слоем «океанической мути», образовавшейся в результате обрушения Бермудского мегаблока. В связи с этим, следует полагать, что возраст желобообразных котловин молодой, по-видимому, современный и образовались они после обрушения Бермудского мегаблока и котловин Антильского мегаблока. В пределах желобообразных котловин и на склонах их уступов дешифрируются многочисленные линейные тела даек субмеридионального простирания, по дешифровочным признакам не отличающиеся от даек океанической коры САХ (рис. 8). Дайки основания желобообразных котловин смещены относительно даек на уступах, что указывает на их более древний возраст по отношению к возрасту этих котловин. Скорее всего, возраст даек отвечает возрасту океанической коры, сформировавшейся в самом начале образования Атлантического океана. Океаническая кора, видимо, начинала формироваться ещё до раскрытия океана под Антильским и Бермудским мегаблоками, сопровождаясь внедрением даек в кору этих мегаблоков в процессе образования супердаек САХ. Обе желобообразные котловины являются продолжением одна другой, что связано с одним и тем же разрывным нарушением. Обращает на себя внимание тот факт, что это нарушение (трещина отрыва) подходит к линейному блоку Больших Антильских островов с двух сторон, но не пересекает его. Можно предположить, что это связано с большой мощностью континентальной коры блока. Трещина-разлом, образование которого, вероятно, связано с глубинными процессами в мантии, проходит под устойчивой корой Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 26 линейного блока, не нарушая его (рис. 8). На востоке Антильского мегаблока отмечаются признаки надвигания коры Бермудского мегаблока на желобообразную котловину Пуэрто-Рико. Это происходит, по-видимому, под влиянием спрединга СединноАтлантического хребта. Особое значение имеет Флоридо-Багамская система наметившихся трещин отрыва субмеридионального простирания, следующая вдоль американского материка (рис. 8). Эта система трещин отрыва отделяет всю шельфовую часть Багамских островов и практически повторяет уступ края шельфа этих островов. Следует предположить, что это влечет опасность нового отрыва, и погружения на значительную глубину большой части Антильского мегаблока, в т.ч. Багамского шельфа и обширной части Больших Антильских островов. Гвианский мегаблок континентальной коры погрузившейся в мантию является дном Гвианской котловины и прослеживается в виде узкой полосы вдоль северо-восточного побережья Южно-Американского континента. С северо-востока мегаблок ограничен разломом Сеа-Сеара. На краю шельфа часть континентальной коры склона резко обрывается и сползает на мегаблок (рис. 1,3). На границе с мегаблоком океаническая мантия в результате сжатия теряет свою структурность. В пределах мегаблока на границе с океанической мантией имеется вулканическое «поднятие» с континентальной корой в основании – остров Сеа-Сеара. Возраст и мощность коры мегаблока не известны. Бразильский мегаблок располагается с юго-восточной стороны Южно-Американского континента и прослеживается в виде широкой полосы от Бразильского выступа до подводной возвышенности Риу-Гранди, которую следует включать в состав мегаблока (рис. 1,3). По простиранию мегаблок прослеживается до 3000 км. Ширина мегаблока на северо-востоке составляет в среднем 1000 км, на юго-западе в области возвышенности Риу-Гранде –1500 км. Мегаблок полностью погружен в мантию и в связи с этим формируют дно западного склона Бразильской котловины. Бразильский мегаблок тектонически интенсивно переработан. Широко развиты разломы субширотного простирания, часть из которых являются продолжением трансформных разломов. Разломы трассируются вулканическими постройками древнего возраста. В наиболее широких зонах широтных разломов прослеживаются элементы структурированной океанической мантии. Наиболее отчётливо дешифрируются фрагменты супердаек. Это указывает на то, что в процессе раздвига океаническая мантия поддвигалась под опущенный мегаблок, вытесняя континентальную мантию. Видимо, спрединг в этот период развивался под опущенным мегаблоком единого Афро-Американского континента, не раздвигая его. В связи с этим, фрагменты линейных структур в зонах разломов потеряли свою последовательность. Супердайки на отдельных участках мегаблока деформированы и растащены либо скучены. В некоторых случаях вулканическая деятельность в пределах фрагментов супердаек продолжалась и после удаления мегаблока от оси раздвига, создавая более крупные и более высокие вулканические постройки. Наиболее крупные из них фиксируются в области возвышенности Риу-Гранди и о. Триндади. Следует также отметить, что в пределах устойчивой континентальной коры Южно-Американского континента таких элементов структурированной океанической мантии не обнаружено. Не обнаружены они и на других устойчивых континентах. Подсчёты показали, что в составе поддвинутой под Бразильский мегаблок океанической мантии насчитывается в среднем 9 циклов из 27, что отвечает 50,4 млн. лет (рис. 1,3). Таким образом, можно полагать, что по прошествии 50 млн. лет, т.е. с конца нижнего мела началось чистое раскрытие Атлантического океана. В это время опущенный в мантию Бразильский мегаблок начал удаляться от оси спрединга. Как уже отмечалось выше, после начала чистого раскрытия Атлантического океана в пределах мегаблока ещё какой-то период продолжалась вулканическая деятельность. Этот вывод Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 27 подтверждается результатами геолого-геофизических работ в полосе АнголоБразильского геотраверса. Абсолютный возраст базальтов второго слоя океанической коры из скважины 355, пробуренной в юго-восточном борту Бразильской котловины, составляет 78 + 9 млн. лет (10). Как следует из анализа изображения -1 (рис. 1), наряду с поддвиганием происходит и надвигание структурированной океанической мантии на Бермудский мегаблок, а следовательно, и океанической коры (на изображении она отсутствует). Из этого следует, что идёт наращивание континентальной коры мегаблока более молодым верхним слоем, в основании которого залегает «прослой» океанической мантии. В связи с этим следует полагать, что такой «прослой» океанической мантии и есть тот самый, зеленовато-тёмносерый сейсмически «прозрачный прослой» деструктурированной океанической мантии в континентальной коре материков, описанный выше в разделе «Континентальная кора». Наиболее интенсивные тектонические деформации происходят на границе мегаблока. Подвергается деформации и дроблению как мегаблок, так и структурированная океаническая мантия. Особое влияние на деформации в пределах Бразильского мегаблока оказывают Бразильский выступ Южно-Американского континента, который под влиянием Тихоокеанского спрединга вдавливается в структурированную мантию САХ (рис. 1,3). В связи с этим происходит смещение и искривление линейных структур океанической мантии и коры. Более того, в результате интенсивного двухстороннего сжатия под влиянием сил, направленных как со стороны осевой зоны САХ, так и со стороны Бразильского выступа, океаническая мантия теряет свою структурность и переходит в однородное пластичное состояние (рис. 1,3). Наличие интенсивных тектонических деформаций в пределах Бразильской котловины подтверждается, также, сейсмическими исследованиями на Анголо-Бразильском геотраверсе (10). Как раз на границе Бразильского мегаблока и океанической мантии фиксируется интенсивная складчатость и надвигообразования в океанической коре, и в чехле. Это указывает на обстановку сжатия в пределах котловины (рис. 1,3). По результатам сейсмических исследований «Процессы надвигообразования имеют место в пределах всего диапазона сейсмически активных глубин, т.е. до глубин порядка 45км» (10). Этот интервал отвечает, как раз, интервалу глубины, на которую погрузилась поверхность Бразильского мегаблока. Бразильская котловина, отвечающая области погружения в мантию Бразильского мегаблока, также, отличается от других участков САХ по гравиметрическим полям, аномальному магнитному полю и исключительно малому тепловому потоку. Как полагают авторы этих исследований, отмеченные выше геофизические и геологические параметры, в примыкающих к континентам блоках, отвечают континентальной обстановке. В связи с этим можно сделать вывод, что континентальная кора американского континента и погруженного в мантию Бразильского мегаблока, скорее всего трёхслойная и имеет мощность 40-45 км. Отсюда следует вывод, что подошва Бразильского мегаблока должна находиться на глубине порядка 80 км. Как раз до глубины 80 км сейсмическими исследованиями выделяется расслоенный комплекс, отличающийся большой изменчивостью его внутренней структуры по простиранию (10). Аргентинский мегаблок дешифрируется с юго-восточной стороны ЮжноАмериканского континента и располагается между возвышенностью Риу-Гранди и шельфом Фолклендских остовов (рис. 1,3). Мегаблок имеет форму треугольника с острым углом, ориентированным в широтном направлении и направленным в сторону линейно структурированной океанической мантии САХ. Ширина мегаблока от Аргентинского шельфа до конца острого угла составляет 2400 км. С юга мегаблок ограничен СевероФолклендским подводным хребтом, являющимся одновременно и трещиной отрыва от континентальной коры фолклендского шельфа. На юге Северо-Фолклендский подводный хребет вместе с корой фолклендского шельфа по Южно-Фолклендскому разлому граничит со сложной по тектоническому строению структурой котловины моря Скотия Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 28 (рис. 1). Структура моря Скотия представляет собой относительно более древнее геологическое образование, отвечающее структуре более древнего спрединга, переработанного в более позднее время и, в связи с этим, заслуживает отдельного изучения. В процессе обрушения Аргентинский мегаблок испытал влияние сил меридионального направления. В результате на северо-западе мегаблок оказался поддвинутым под Южно-Американский континент, а на юге – под континентальную кору фолклендского шельфа. В связи с этим, осевая плоскость Северо-Фолклендского подводного хребта оказалась наклонённой под кору Фолклендского шельфа. Поверхность западного склона Южно-Американского континента также наклонена под континент, что исключает возможность наблюдать кору этого континента, в том числе и мегаблока. Аргентинский мегаблок полностью формирует дно Аргентинской глубоководной котловины. Поверхность мегаблока в основном выровненная. В пределах основной части поверхности мегаблока отсутствуют тектонические нарушения, вулканические постройки и фрагменты поддвинутых или надвинутых вещественных комплексов линейно структурированной океанической мантии. Вулканические постройки трассируют только Северо-Фолклендский подводный хребет и параллельные ему трещины отрыва (рис.1,3). Вулканические постройки, по-видимому, фиксируют интервал распространения поддвинутых под мегаблок супердаек структурированной океанической мантии. Отсутствие в пределах мегаблока элементов структур океанической мантии указывает на то, что спрединг развивался под Аргентинским мегаблоком, длительное время составлявшим единое целое с Южно-Американским континентом. По результатам подсчёта в пределах чистого спрединга насчитывается 9 циклов, кроме того, вещественные комплексы трёх циклов надвинуты на острый угол мегаблока (рис. 1,3). Следовательно, следует ожидать, что вещественные комплексы 14-15 циклов структурированной океанической мантии оказались под Аргентинским мегаблоком. Это составляет 78,4 млн. лет и означает, что через 78,4 млн. лет после начала спрединга, т.е. с конца верхнего мела, Аргентинский мегаблок резко погрузился в океаническую мантию. Погружение мегаблока сопровождалось вулканической деятельностью по его периферии и накоплением базальтов во втором слое океанической коры (скв.355). Через 100 млн. лет, т.е. с начала среднего палеогена, началось чистое раскрытие океана относительно мегаблока. Мадейра-Канарский мегаблок континентальной коры прослеживается в виде широкой полосы вдоль северо-западного побережья Африканского континента от Пиренейского полуострова до островов Зелёного Мыса (рис. 1,3). На северо-востоке мегаблок ограничен Азоро-Гибралтарским разломом. По простиранию мегаблок прослеживается до 2200 км, по ширине - до 750 км. Мегаблок полностью погружен в мантию и в связи с этим является дном Канарской котловины. Поверхность мегаблока выровненная. В пределах мегаблока отсутствуют разрывные нарушения и элементы структурированной океанической мантии. С северо-западной стороны к Мадейра-Канарскому мегаблоку примыкает область сжатия, в пределах которой океаническая мантия теряет свою структурность и переходит в однородное состояние. На поверхности мегаблока залегают два блока: Мадейра-Тори и Канарский. Блок Мадейра-Тори занимает положение на северо-восточном конце мегаблока, а Канарский – центральную часть вблизи Африканского континента. Оба блока имеют тонкую двухслойную кору, по дешифровочным признакам отвечающую молодой каледоно-герцинской коре Западной Европы. На поверхности блоков сохраняются реликтовые участки древнего шельфа. Вулканические постройки наращивают мощность блоков, образуя системы вулканических островов. Блок Мадейра-Тори перемещён с запада на восток и надвинут на Мадейра-Канарский мегаблок. В процессе надвигания нижняя часть коры блока Мадейра-Тори была частично срезана. Западнее блока Мадейра-Тори в пределах Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 29 деструктурированной океанической мантии дешифрируется след (площадка) от основания перемещённого блока (рис. 1,3). Ангольский мегаблок континентальной коры дешифрируется вдоль западного побережья Африканского континента и прослеживается от Гвинейского залива до подводного Китового хребта, занимая дно одноимённой Ангольской котловины (рис.1,3). Длина мегаблока составляет 3000 км, ширина – 700 км. С западной стороны мегаблок граничит с зоной сжатия, в пределах которой структурированная океаническая мантия переходит в однородное состояние. Интенсивное сжатие испытал и сам мегаблок. Произошла деструктуризация вещественных комплексов мегаблока. В пределах мегаблока прослеживаются теневые фрагменты трансформных разломов и супердаек. Положение этих элементов океанической мантии такое же, как и в Бразильском мегаблоке. Граница Ангольского мегаблока с корой Африканского континента трассируется вулканическими постройками. Поверхность мегаблока имеет пологий наклон под Африканский континент. В связи с этим, значительный интерес представляют данные ГСЗ. В Ангольской котловине в области континентального подножья границ М1 и М2 выделены «… чешуи, полого наклонённые на восток и разделённые зонами разломов, падающих в сторону осевой части САХ» (10 ). Возможно эти «чешуи» и есть фрагменты континентальной коры Ангольского мегаблока, вместе с океанической мантией частично поддвинутые под Африканский континент, а зоны разломов есть система параллельных разрывных нарушений, повторяющих разломную поверхность склона континентальной коры материка. Наличие погруженного мегаблока подтверждается значительно более низкими значениями теплового потока. Тепловой поток в Ангольской котловине даже ниже, чем в Бразильской котловине (10). Всё это указывает на наличие континентальной коры в Ангольской котловине, т.е. коры погруженного в мантию Ангольского мегаблока. Капско-Агульясский мегаблок погруженной в мантию континентальной коры располагается вокруг южного окончания Африканского континента и служит продолжением Ангольского мегаблока (рис. 1,3). По протяжённости мегаблок прослеживается до 3000 км, по ширине до 1000 км. Капско-Агульясский мегаблок формирует дно Капской и Агульясской глубоководных котловин. Котловины разделены между собой Капским разломом. Разлом трассируется многочисленными вулканическими постройками, формирующими в целом линейные поднятия, именуемые Капским хребтом. Капский разлом является продолжением Фолклендской зоны разломов и до раскрытия Атлантического океана представляла единое целое. Через структурированную океаническую мантию эти две зоны разломов соединяются Фолклендско-Агульясским трансформным разломом. Капско-Агульясский мегаблок значительно переработан как трансформными, так и не трансформными разломами. Разломами мегаблок разбит на отдельные блоки с элементами смещения. Разломы трассируются многочисленными вулканическими постройками различного возраста. Капско-Агульясский мегаблок в значительной степени отличается от всех других, описанных выше мегаблоков. На границе мегаблока отсутствует зона сжатия. Океаническая мантия здесь не испытала деструктуризации. Обрушение и погружение в континентальную мантию мегаблока произошло, по-видимому, также как и Бразильского и Ангольского, в самом начале спрединга, ещё до раскрытия Атлантического океана. Спрединг, как и в пределах Бразильского мегаблока, развивался под мегаблоком. В результате структурированная океаническая мантия одновременно поддвигалась и надвигалась на опущенный в мантию мегаблок, вытесняя из-под него континентальную мантию. В пределах мегаблока дешифрируются фрагменты надвинутой океанической мантии. Среди фрагментов последовательно и в полном составе проявлены супердайки. Супердайки деформированы, смещены, местами скучены и часто сопровождаются вулканическими постройками (рис. 3). Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 30 В пределах мегаблока насчитывается 9 циклов структурированной океанической мантии, вещественные комплексы которой надвинуты на мегаблок. Из этого следует, что 50,4 млн. лет Капско-Агульясский мегаблок континентальной коры, как и Бразильский, сопротивлялся раздвигу. Чистое раскрытие океана относительно мегаблка началось с конца нижнего мела. На поверхности Капско-Агульясского мегаблока залегают два блока меньших размеров: Китового хребта и Агульяс. Оба блока находятся под поверхностью океана и представляют подводные возвышенности. До опускания под поверхность океана блоки составляли, по-видимому, единое целое с Африканским континентом. Затем блоки были разделены Агульясским разломом, и после погружения Капско-Агульясского мегаблока отделились от материка и развернулись подобно «бабочке» в разные стороны от мыса Игольного. Отрыв блоков от континента, опускание и перемещение по мегаблоку связано, видимо, с вытеснением более тяжёлой континентальной мантии из-под мегаблока и погружением её на глубину в зоне границы обоих мантий. В связи с перемещением блок Китового хребта занял положение на границе Ангольского и Капско-Агульясского мегаблоков, а Агульяс - на восточной границе Капско-Агульясского мегаблока. Согласно изображению –1 блок Китового хребта, имеющий линейную форму, в своём составе имеет две коры (рис. 1,3). Северо-восточная половина блока имеет трёхслойную Африканскую кору, юго-западная часть более тонкую двухслойную кору. Блок Агульяс также имеет двухслойную кору и, вероятно, как и кора юго-западной части Китового хребта, является каледоно-герцинского возраста. В процессе перемещения нижняя часть коры блоков частично срезана и растащена. На верху блоков сохранилась хорошо выраженная древняя поверхность шельфа. После отделения блоков от Африканского континента освободилась поверхность континентальной мантии, прослеживающаяся в виде узкой полосы вдоль подошвы коры материка (рис. 3). В коре блоков также дешифрируется штриховка субмеридионального простирания, дискордантная по отношению к линейным структурам океанической мантии САХ. Штриховка, по-видимому, связана со спредингом герцинского времени. Опущенные под поверхность океана блоки Роколл и Фарерский находятся в пределах Северной Атлантики и располагаются между хр. Рейкъянес и Евразийским континентом (рис. 1,3), в геоморфологическом плане являются подводными возвышенностями. Блоки имеют тонкую двухслойную кору каледоно-герцинского возраста, аналогичную коре Западно-Европейской плиты и залегают непосредственно на поверхности континентальной мантии. В связи с этим они составляют единое целое с ЗападноЕвропейской частью Евразийского континента. Между блоками дешифрируются своеобразные глубокие протяжённые промоины, образование которых возможно только в результате интенсивных катастрофических явлений. В промоинах континентальная кора блоков размыта до поверхности мантии, что даёт возможность рассматривать строение коры. Фарерский блок вместе с линейным блоком Ян-Майен оказался развёрнутым против часовой стрелки. В результате разворота блок Ян-Майен оказался на структурированной океанической мантии, а Фарерский приблизился к островному блоку континентальной коры Исландии, образовав так называемый «Гренландско-ИсландскоФарерский порог». Тем не менее, между ними, в т.ч. и Гренландским блоком образовались глубокие промоины, достигающие океанической мантии (рис. 1,3). Признаки катастрофических явлений дешифрируются, также, и в пределах самих блоков. В области хорошо развитого шельфа блоков и континентов дешифрируется уступ морской террасы. Крутой, почти вертикальный склон уступа с острой формой края шельфа указывает на более молодой возраст террасы по отношению к хорошо развитой поверхности шельфа. По дешифровочным признакам шельфовая поверхность блоков отвечает поверхности шельфа Западной Европы и, по-видимому, в прошлом эти шельфовые поверхности составляли единый шельф Западной Европы. Это приводит к Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 31 мысли, что современный шельф Западной Европы представляет собой древнее образование. Образование морской террасы связано с резким поднятием и последующим опусканием континентальной части Северной Атлантики. В результате поверхность океана вновь заняла прежнее положение по отношению к суше континента и частично перекрыла древнюю поверхность шельфа Западной Европы. В области склона коры Фарерского блока, обращённого на юго-запад, отчётливо дешифрируется система более мелких субпараллельных линейных промоин, сопровождающихся шлейфом более светлой по фототону «океанической мути», осевшей на поверхности блоков и мантии. Положение шлейфа указывает на перемещение гигантских водных потоков с северо-востока на юго-запад (рис. 1,3). Особое положение и место в строении Атлантики занимает блок континентальной коры Зелёного Мыса, погруженный под поверхность океана. Блок располагается у западного побережья Африканского континента и занимает дно одноимённой котловины (рис. 1,3). Блок представляет собой положительную кольцевую структуру диаметром 850900 км. Нижняя часть блока погружена в континентальную мантию. Блок отделился от Африканского материка и в связи этим имеет мощную трёхслойную кору Африканского континента, фрагменты которой дешифрируются со стороны западного склона блока. С западной стороны его облекает зона интенсивного сжатия, в пределах которой структурированная океаническая мантия теряет свою структурность и переходит в однородное состояние. Монолитность, кольцевая форма и не полное погружение в мантию, указывают на его связь с глубиной структурой центрального типа (мантийным плюмом). В связи с этим сформировалась гигантская вулканогенная кольцевая структура, мантийные корни которой удерживают её в приподнятом состоянии. Вулканические постройки этой структуры нарастили мощность коры блока с выходом на поверхность океана, образуя систему вулканических островов. Кроме описанных выше крупных блоков континентальной коры, опущенных под поверхность океана, широкое развитие получили фрагменты континентальной коры, залегающей в основании таких микро островов, как Азорские, Вознесенье, Св. Елены, Тристан-да-Кунья и др. (рис. 1,3). В начале спрединга эти фрагменты коры длительный период находились на оси Срединно-Атлантического хребта, подобно коре острова Исландия, застрявшие в зоне осевого разлома-раздвига. Затем в разное время с последующими циклами осевой разлом освободился от фрагментов континентальной коры, и они оказались разбросанными на поверхности структурированной океанической мантии САХ. Вулканические постройки нарастили фрагменты этой коры с выходом на поверхность океана с образованием вулканических островов. В основании этих островов дешифрируется характерная для континентальной коры «штриховка», дискордантно залегающая по отношению к линейным структурам САХ. Глубоководные котловины Все глубоководные котловины располагаются по периферии крыльев СрединноАтлантического хребта и прослеживаются в виде непрерывной цепи слабо выраженных впадин вдоль береговой линии континентов. Вдоль восточного побережья американских континентов из известных и наиболее крупных котловин можно выделить СевероАмериканскую, Гвианскую, Бразильскую и Аргентинскую котловины, вдоль береговой линии Африканского континента – Канарскую, Зелёного Мыса, Ангольскую, Капскую и Агульясскую котловины (рис. 1,3). Согласно сказанному, дно всех отмеченных котловин на уровне поверхности нерасконсолидированной мантии сложено вещественными комплексами верхней части одноимённых по названию погруженных в мантию мегаблоков континентальной коры. Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 32 Считается, что образование котловин связано с прогибами в океанической коре или мантии. Анализ изображения приводит к выводу, что на уровне подошвы континентальной коры в пределах мантии существенных прогибов не существует (рис. 3). Подошва континентальной коры и поверхность нерасконсолидированной структурированной океанической мантии находятся на одном уровне. Между береговой линией материков и САХ существуют две смежно-симметричные непрерывные линейные глубоководные зоны, прослеживающиеся вдоль Африканского и американских континентов. Глубина подошвы прогибов этих зон определяется мощностью континентальной коры и высотой хребта. Все так называемые глубоководные котловины располагаются в пределах этих глубоководных зон. Незначительное прогибание поверхности мантии в пределах котловин связано в основном с вытеснением из-под мегаблока и погружение на глубину более тяжёлой континентальной мантии, сопровождающейся обрушением и погружением в этом месте мегаблоков и блоков континентальной коры. Океаническая же мантия, как более лёгкая, выдавливается тяжёлой континентальной мантией вверх с образованием Срединно-Океанического хребта. Древние дельты рек Значительный интерес в геологической истории развития спрединга в Атлантическом океане представляют древние дельты крупных рек Африканского и Южно-Американского континентов. На изображении -1 хорошо дешифрируются древние дельты рек Амазонки и Конго, погребённые под океанической корой (рис.1,3). Древние дельты этих рек отстоят на значительные расстояния от современной береговой линии континентов. Так, древня дельта р. Конго отстоит на 500 км от её устья и прослеживается до 1000 км в сторону океана. Древняя дельта р. Амазонки прослеживается в сторону океана на 850 км, причем тыльная её часть поддвинута под континент. Обе дельты располагаются на поверхности погруженных в мантию, соответственно Ангольского и Гвианского мегаблоков. По форме дельты лопастные конусовидные, с многочисленными рукавами в пределах русловых отложений. Это указывает на то, что образование древних дельт происходило в прошлом в пределах континента, причём до погружения мегаблоков в мантию. Погружение мегаблоков происходило быстро, так как отложения дельт не были размыты и не потеряли своей формы. У остальных рек, впадающих в Атлантический океан, древних дельт не обнаружено. Проблемы спрединга и возможности их решения. Выводы. Настоящая работа затрагивает ряд проблем в геологии, которые ещё не обсуждались, либо находятся в стадии дискуссий. 1. В настоящее время существует проблема дешифрирования на космоматериалах геологического строения более глубоких горизонтов Земли, чем её поверхность. У исследователей существует диаметрально противоположные точки зрения. Тем не менее, благодаря современным техническим средствам, как это показано в работе, имеется возможность принимать длинноволновые (низкочастотные) сигналы, отражённые от более глубоких горизонтов Земли. В связи с этим, представленные два изображения Земли дают нам уникальную возможность изучать глубинное строение Атлантического океана на двух глубинных уровнях: на уровне поверхности нерасконсолидированной мантии (т.е. тектонически не переработанной, не вовлечённой в корообразовательные процессы) и на уровне поверхности океанической коры. Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 33 2. Главной структурой, определяющей геологическое строение всей Атлантики, является Срединно-Атлантический хребет. Благодаря тому, что на изображении -1 отсутствуют океаническая кора и чехол, предоставляется возможность изучать глубинное строение Срединно-Атлантического хребта. Срединно-Атлантический хребет – это гигантское активное линейное горное сооружение поднятой и продолжающейся подниматься океанической мантии. Высота этого поднятия-хребта определяется мощностью раздвинутой им же континентальной коры и составляет в связи с этим 30-40 км. 3. Океаническая мантия, слагающая Срединно-Атлантический хребет – линейноструктурированная мантия. От континентальной мантии отличается по структурному состоянию и физическим свойствам. Геохимический состав мантий тождественен. Линейная структура океанической мантии определяется чередованием равновременных протяжённых рифтовых долин и супердаек, линейно ориентированных параллельно осевому разлому-раздвигу. Супердайки сложены субвулканическими телами толеитовых базальтов, внедрённых в океаническую мантию по линии осевого разлома–раздвига в период растяжения. Рифтовые долины представлены океанической мантией, внедрённой под давлением в «холодном» состоянии в осевой разлом-раздвиг в результате интенсивного сжатия. Период сжатия и период растяжения (время формирования центральной рифтовой долины и время образования центральной супердайки) в сумме составляют один цикл. В пределах Главного хребта Центральной и Южной Атлантики насчитывается 25-30 таких циклов, в среднем 27. Полный раздвиг за время одного цикла отвечает суммарной ширине центральной рифтовой долины и супердайки и составляет 172 км. Полный раздвиг океанической мантии между ЮжноАмериканским и Африканским континентом за 27 циклов составляет 4640 км. Верхняя часть мантии под океанической корой на 50 % состоит из отвердевшего толеитового расплава супердаек, что определяет её лёгкость по сравнению с континентальной мантией. Это подтверждается геофизическими исследованиями. Под океанами в мантии фиксируется разуплотнение до глубин 200 и более километров. Континентальная мантия отличается от океанической структурной однородностью, большей плотностью и большей сейсмической прозрачностью. В зоне контакта с континентальной мантией океаническая мантия испытывает деструктуризацию в результате сжатия, уплотняется и испытывает погружение в результате затягивания её погружающейся на глубину более тяжёлой континентальной мантией. Погружение мантий сопровождается и погружением в мантию блоков континентальной коры. В процессе деструктуризации океаническая мантия приобретает свойства континентальной. 4. Главная особенность спрединга – цикличность. Линейная выдержанность по простиранию и мощности равновременных супердаек и рифтовых долин, непрерывная симметричная повторяемость их относительно оси срединного хребта могут быть связаны с одним, периодически повторяющимся глобальным процессом, которому обязаны периодически повторяющиеся равновременные циклы. Такой процесс должен работать подобно часовому механизму. Такой механизм, генерирующий равновременные циклы, скорее порождается собственным глубинным процессом планеты, и искать его следует во взаимодействии мантии и ядра Земли. В связи с вышесказанным, значительный интерес имеет гипотеза образования солнечной системы Е. М. Трунаева (12). Не вдаваясь в детали его «концепции», отметим, что согласно закону сохранения момента количества движения, скорость вращения закручивающегося по спирали формирующего планету «дочернего вихря» в результате заданного импульса увеличивается с интенсивным ускорением. В связи с этим позже сформировавшаяся мантия приобретает большую скорость вращения, чем более массивное инерционное ядро планеты. Это приводит к отставанию ядра от мантии в Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 34 процессе вращения Земли, т.е. мантия как бы прокручивается вокруг ядра. Система начинает работать как динамо-машина, вырабатывая электромагнитное поле Земли. Известно, что в процессе вращения круглого тела под влиянием центробежных сил вещество тела смещается в область «экватора», испытывая стремление отделится от поверхности вращающего тела. В результате в области «экватора» образуется два сопряжённых «выпука» массы тела, приводящие к эллипсоидной форме вращающееся тело. Исходя из этого, следует полагать, что и ядро Земли также имеет эллипсовидную форму с двумя сопряжёнными (антиподальными) выступами вещественных масс ядра. Геологическими и геофизическими исследованиями, как раз и выявлены два антиподальных суперплюма, в пределах которых выражены поднятия поверхности геоида (14). Один суперплюм расположен в Восточной Африке, в районе Эфиопии, другой – в Тихом океане в районе Французской Полинезии. Между центрами этих суперплюмов как раз 180о долготы. Поскольку мантия, как и Земля в целом, вращается с запада на восток (против часовой стрелки), то ядро, отставая от мантии, будет смещаться относительно мантии с востока на запад (по часовой стрелки). Следовательно, вещество мантии под влиянием смещающегося на запад ядра будет отклоняться на запад (рис. 13). Это подтверждается структурным положением известных плюмов (14). Разуплотнённая мантия Исландского и Гавайского «плюмов» имеет наклон с востока на запад (рис. 14,15). Аналогичное явление наблюдается и на изображении -1. Контакт океанической и континентальной мантии и связанный с ними склон континентальной коры также падают на запад. Таким образом, на основании сказанного выше следует полагать, что ядро Земли также имеет эллипсоидную форму с двумя антиподальными выступами, которые перемещаются относительно мантии в обратном направлении, отставая от неё. В связи с этим, также следует полагать, что два антиподальных суперплюма, Африканский и Тихоокеанский, вместе с ядром смещаются с востока на запад. Таким образом, за Рис. 13. Схема отставания ядра от мантии в процессе вращения Земли. А1, А2, А3, …- положение точки на поверхности мантии Б1, Б2, Б3, … - положение отстающей точки на поверхности ядра Рис. 14. Плюм под Исландией. Светло-серым отмечена низкоскоростная мантия. Рис. 15. Плюм под Гавайскими островами. Светло-серым отмечена низкоскоростная мантия. Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 35 полный оборот под Срединно-Атлантическим хребтом дважды появляется выступ суперплюма. Появление суперплюма под срединным хребтом приводит к подъёму океанической мантии, сопровождающейся растяжением, падением давления и излиянием толеитовых базальтов, формирующих центральную супердайку. Следует также полагать, что появление под хребтом поверхности ядра между его выступами будет отвечать интенсивному сжатию, сопровождающемуся внедрением мантии в твёрдом состоянии и формированием центральной рифтовой долины. Такой процесс периодически повторяется. В связи с тем, что скорость перемещения ядра относительно равномерная, то процесс взаимодействия ядра и мантии работает как часовой механизм, обеспечивая циклическое развитие спрединга. Как следует из анализа изображения -1, в составе Главного хребта САХ за 150 млн. лет раскрытия океана сформировалось 27 таких циклов. В связи с этим значительный интерес имеет «Сводная диаграмма различных проявлений пульсации Земли разных порядков в фанерозое и их корреляция» Е.Е. Милановского (5). На диаграмме обращает на себя внимание колонка эвстатических колебаний уровня океана (рис. 16). За 150 млн. лет насчитывается 54 эвстатических цикла третьего порядка, разной интенсивности колебаний уровня океана. Поскольку в этот период работали два спрединга – Атлантический и Тихоокеанский, то половина этих циклов, т.е. 27 как раз приходится на образования Срединно-Атлантического хребта. Океан начал раскрываться в конце средней юры. Суперплюмы перемещаются в экваториальной зоне Земли. Поскольку их два, то за один оборот ядра образуется два цикла. Время одного цикла составляет 5,6 млн. лет. Следовательно, полный оборот ядро сделает за 11,2 млн. лет. Длина экватора 40060 км, следовательно, скорость перемещения плюмов составляет 3580 км/млн. лет. Расстояние от центра суперплюма (г. Аддис-Абеба) до оси САХ, южного отрезка Главного хребта, составляет 5790 км. Время прохождения суперплюма составит 1,62 млн. лет. Время 1,62 млн. лет состоит из времени образования половины мощности центральной супердайки и времени до полного раскрытия центральной рифтовой долины. Половина мощности центральной супердайки образуется за 1,4 млн. лет. Следовательно, до полного раскрытия рифтовой долины остаётся 220 тыс. лет. Этот результат подтверждается расчётами прямого замера рифтовой долины на изображении -1. Через 220 тыс. лет в пределах южной части (к югу от экватора) Главного хребта САХ начнётся образование центральной супердайки, которое будет сопровождаться более интенсивной вулканической деятельностью, которая достигнет максимума, когда суперплюм будет находиться под осью Срединно-Атлантического хребта. Полное раскрытие современной рифтовой долины северного участка (к северу от экватора) Главного хребта САХ произойдёт позже. На широте о. Сан-Паулу до полного раскрытия рифтовой долины остается 600 тыс. лет. По результатам расчёта времени до полного раскрытия рифтовой долины в пределах Канаро-Багамского геотраверса осталось 850 тыс. лет (4; широта 24-29о; рис. 6). В расчёте были использованы расстояния между краевыми линейными магнитными аномалиями рифтовой долины. Таким образом, временная периодичность циклического развития спрединга достаточно хорошо согласуется с предложенной идеей перемещения суперплюмов. Суперплюмы связаны с антиподальными выступами ядра планеты. Взаимодействие ядра и мантии, связанное с перемещением ядра относительно мантии, создаёт подобие часового механизма, контролирующего равновременную периодичность циклического развития спрединга. 5. Существует проблема скорости спрединга. В литературных источниках описываются быстроспрединговые, супербыстроспрединговые, медленноспрединговые и супермедленноспрединговые срединно-океанические хребты (4). Скорость Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 36 раскрытия Атлантического океана составляет 3,1 см в год, поэтому СрединноАтлантический хребет следует отнести к медленноспрединговым. Согласно механизму циклического развития СОХ, предложенного выше, следует, что скорость спрединга должна зависеть от расстояния оси хребта от суперплюма и частоты прохождения плюмов под срединно-океаническим хребтом, т.е. от скорости перемещения плюмов. Наиболее удаленные участки САХ от экваториальной зоны действительно имеют более низкую скорость спрединга. Примером могут служить срединно-океанические хребты Рейкъянес и Мона. Если скорость раскрытия Главного хребта САХ составляет 3,1 см/год, то удалённые от экватора спрединговые хребты Рейкъянес и Мона имеют скорость Рис. 16. Вырезка из «Сводной диаграммы различных проявлений пульсаций Земли разных порядков в фанерозое и их корреляция; 5». раскрытия 1,7 и 1,03 см/год, соответственно. Из сказанного выше следует, чем дальше от суперплюма срединно-океанический хребет или его участок, тем меньше скорость спрединга. С удалением от суперплюма уменьшается мощность супердайки и ширина рифтовой долины. Мощность супердайки и ширина рифтовой долины определяется амплитудой раздвига срединно-океанического хребта за один временной цикл. Величина амплитуды раздвига зависит от силы влияния суперплюма и одновременно определяет Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 37 скорость спрединга. Поскольку равновременные циклы порождаются перемещающимися в одной субэкваториальной плоскости антиподальными суперплюмами, то равноудалённые от них участки срединно-океанических хребтов будут иметь одинаковую скорость спрединга. В связи с этим следует полагать, что скорость Атлантического и Тихоокеанского спредингов должна быть одинаковая, а большая амплитуда раскрытия Тихого океана должна быть связана с более длительным периодом спрединга, т.е. с его более древним возрастом. В связи с этим Срединно-Атлантический хребет и ВосточноТихоокеанское поднятие не следует различать по скорости спрединга. Они имеют равноскоростные спрединги. 6. Океаническая кора испытывает постоянное горизонтальное сжатие, которое сопровождается горизонтальным перемещением и интенсивной тектонической переработкой. Структурно-вещественные комплексы океанической коры переработаны, также, системой линейных даек, являющихся корневыми телами супердаек. Характер чередования даек и микродолин между ними, сохранившихся в отдельных блоках, указывает на равновременные циклы более высоких порядков. В процессе развития спрединга океаническая кора вместе со срезанным «слоем» океанической мантии в основании надвигается на опущенные блоки континентальной коры, наращивая, таким образом, континентальную кору более молодым верхним слоем, увеличивая её мощность. 7. Как следует ожидать, согласно существующим представлениям, в составе Африканского и Американского древних кратонов дешифрируется трёхслойная кора, а в составе молодой Западно-Европейской плиты – двухслойная кора. Согласно сейсмическим исследованием в каждом слое континентальной коры выделяется высокоотражательный и сейсмически прозрачный «прослой». Высокоотражательный прослой дешифрируется как гетерогенный структурно выступающий слой, который по геологическим и геофизическим параметрам отвечает осадочно-вулканогенному слою древней океанической коры, а сейсмически прозрачный – отвечает мантийному «прослою». Океаническая кора формируется на мантийном основании и, как следует из настоящей работы, вместе с верхней частью океанической мантии надвигается на определённые блоки континентальной коры. В связи с этим в основание корового слоя следует помещать не высокоотражательный прослой, а сейсмически прозрачный мантийный «прослой» (рис. 10). Отсюда следует, что нижний (третий) слой континентальной коры представляет собой древнейший вулканогенно-осадочный слой, залегающий непосредственно на мантийном основании, т.е. на границе «М». В связи с этим следует полагать, что каждый слой континентальной коры сформировался под влиянием своего древнего спрединга срединно-океанического хребта. Таким образом, трёхслойная кора испытала три спрединговых периода, а двухслойная – два. В связи с этим, раскрытие Тихого и Атлантического океанов обязаны четвёртому спрединговому периоду в развитии Земли. 8. В настоящее время существует проблема слоя «М». Фактически это 5-10 км слои мантии на границе «М» отличаются, как правило, более высокой плотностью от выше и ниже лежащих вещественных комплексов. Поражает постоянство физических свойств этого слоя. Не зависимо от возраста слоя, от геологического состояния океанической и континентальной коры, перекрывающей мантию, а также от свойств ниже лежащих комплексов мантии, скорость продольных волн в слое «М» постоянная. Она колеблется в узком интервале значений, в пределах 7,9-8,2 км/сек. Следует полагать, что в процессе спрединга океаническая кора, перемещаясь по поверхности мантии, вызывает сжатие, а возможно, и течение мантии в пределах слоя «М». Это приводит к удалению из слоя «М» лёгких компонентов таких, как Н2О, SiO2 , К2О, идущих на гранитизацию коры. В результате сжатия и удаления лёгких компонентов мантия слоя «М» уплотняется, приобретая большую плотность, чем окружающие породы. Поскольку образование слоя Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 38 «М» всегда связано с формированием океанической коры при одинаковых условиях спрединга, то и физические параметры его всегда постоянны. 9. В процессе спрединга часть континентальной коры в виде отдельных блоков отторгается от материков и погружается в мантию. Погружение таких блоков континентальной коры связано с погружением континентальной коры на границе с океанической. Над всеми крупными блоками, погруженными в мантию, образовались, так называемые, глубоководные котловины. В процессе геолого-геофизических исследований в полосе Анголо-Бразильского геотраверса возникла проблема интерпретации глубинного строения Ангольской и Бразильской котловин. Исследованиями установлено: повсеместная расслоенность и надвигообразование в этих котловинах прослеживаются до сейсмически активных глубин порядка 80 км. В свете настоящих исследований следует полагать, что такие параметры тектонической активности котловин следует связывать с геологическим строением погруженных в мантию одноимённых мегаблоков континентальной коры. Котловины отличаются также по гравиметрическим полям, аномальному магнитному полю и исключительно малому тепловому потоку (10). В связи с этим следует полагать, что эти параметры отвечают континентальной обстановке под котловинами, тем более авторы сами склоняются к такому выводу. 10. Особое место в исследовании Срединно-Атлантического хребта занимает остров Исландия. Основная проблема Исландии – проблема её коры. С этим связан ответ на вопрос о происхождении о. Исландия. Основным вопросом в дискуссиях исследователей о глубинном строении Исландии является вопрос о происхождении четвёртого, самого нижнего мощного сейсмического слоя острова. Относить ли этот слой к земной коре или рассматривать его в составе верхней мантии. Многие исследователи рассматривают Исландию как остров, созданный мантийным плюмом (2). Согласно результатам исследования в настоящей работе остров Исландия представляет собой крупный фрагмент континентальной коры, отторгнутый от древнего материка, застрявший в разломе-раздвиге Срединно-Атлантического хребта. В строении острова участвуют две коры: трёхслойная и двухслойная. Трехслойная кора слагает остров с северо-западной стороны и по своим параметрам соответствует трёхслойной коре Гренландии. Двухслойная кора слагает юго-восточную часть острова и по своим параметрам тождественна коре Западной Европы. Граница между ними проходит по линии раздвига хр. Рейкъянес. Кора Исландии имеет клиновидную форму. «Остриём клина» кора уходит в осевой разлом-раздвиг хр. Рейкъянес, который и удерживает её на вершине САХ. В процессе раздвига кора Исландии систематически, от цикла к циклу, проваливается своим клиновидным основанием в разлом-раздвиг. Вещественные комплексы структурированной океанической мантии, делясь на две симметричные части, перемещаются под корой острова в разные стороны, не раздвигая островную кору. Северо-восточнее Исландии в пределах оси хр. Мона дешифрируется неглубокая впадина, по форме и размерам отвечающая параметрам коры острова в целом. Можно предположить, что это основание прежнего положения острова, от которого он переместился в юго-западном направлении и занял современное положение. В процессе перемещения остров вместе с его континентальной корой испытывал вращение против часовой стрелки. Это подтверждается веерообразным расположением реликтовых последовательных структур САХ, нашедших своё отражение в восточной части шельфа острова. В свете перемещения фрагмента континентальной коры острова Исландия возникает вопрос о причинах такого перемещения. Перемещение также испытали Фарерский и ЯнМайен блоки континентальной коры, которые были отделены от Евразийского континента и развёрнуты. Такое перемещение блоки могли испытать только в результате мощного катастрофического явления. Катастрофа сопровождалась образованием глубоких Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 39 протяжённых промоин в коре блоков и континента, и мощным шлейфом океанической «мути», осевшей вдоль северо-западной границы Евразийского континента. Катастрофические явления были настолько мощные, что два Лофотенских блока баренцевоморской коры верхней шельфовой террасы были выброшены в Лофотенскую глубоководную котловину, а затем перемещались по линейно-структурированной мантии хр. Мона (рис. 1,3). Эпицентр катастрофы находился, скорее всего, в пределах Баренцева моря. Это подтверждается системой валообразных поднятий и глубоких каньонов в пределах дна акватории моря. Возможно, и происхождение Баренцева моря связано с этими катастрофическим явлением. Поскольку кора Исландии за период последующего стабильного своего положения испытала влияние приблизительно трёх циклов океанической мантии хр. Рейкъянес (приблизительно 17 млн. лет), то катастрофическое явление произошло в начале неогена, а возможно и на границе палеогенового и неогенового периодов. 11. Трансформные разломы - продукт линейно-структурированной океанической мантии и поэтому связаны исключительно с линейно-структурированной мантией срединно-океанического хребта. Эта связь определяется очаговым развитием вулканической деятельности в процессе образовании супердайки. Трансформные разломы – это узкая линейная зона, в которой отсутствует вулканическая деятельность. Эта зона не имеет отношения к активной разрывной тектонике. Она разделяет очаги вулканической деятельности и с каждым циклом наращивается в сторону осевого центра срединного хребта. В связи с этим, эта узкая линейная зона, которая трактуется как трансформный разлом, связана исключительно со структурированной мантией САХ и не выходит за её пределы. 12. Исследователей Атлантики давно волнует вопрос симметрии и асимметрии Атлантического спрединга. Особое место в дискуссиях занимает место происхождения и строения полосовых линейных магнитных аномалий. Исследованиями в Атлантическом океане уже давно зафиксированы отклонения от симметрии в геофизических и геоморфологических полях (10 ). Отмечается несовпадение аномального магнитного поля и ландшафтных зон по обе стороны от хребта. Анализ и сопоставление изображения -1 и изображения -2 подтверждают наличие асимметрии относительно оси САХ, но только для океанической коры. Асимметричное положение вещественных комплексов коры и отвечающих ей магнитных аномалий связано с формированием коры в процессе перемещения её под действием сил раздвига и влияния тихоокеанского спрединга. Мантийная же часть раздвига развивается симметрично. Наличие элементов отклонения от симметрии для полосовых линейных магнитных аномалий объясняется, также, их связью с океанической корой. Полосовые линейные магнитные аномалии отвечают холодной океанической мантии, внедрённой в пластическом состоянии в океаническую кору на начальном и завершающем этапе образования центральной супердайки, формируя её фланги. 13. Считается, что образование глубоководных котловин связано с плавным прогибом в океанической коре или мантии. Анализ изображения -1 приводит к выводу, что на уровне подошвы континентальной коры в пределах мантии существенных прогибов не существует. Подошва континентальной коры и поверхность нерасконсолидированной стуктурированной океанической мантии находятся на одном уровне. Незначительный прогиб мантии в пределах некоторых котловин связан с обрушением и погружением в мантию блоков континентальной коры. Глубина подошвы «прогибов» котловин определяется, в основном, мощностью континентальной коры и высотой срединно-океанического хребта. 14. В настоящее время у исследователей существует однозначная точка зрения о мантийном происхождении гипербазитов срединно-океанического хребта (7,10). На этой основе строятся различные гипотезы о строении и происхождении океанической коры и Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 40 верхней мантии, хотя прямых доказательств мантийного происхождения гипербазитов нет. Результаты наших исследований и другие литературные материалы, скорее показывают, что гипербазиты не являются телами глубинного происхождения, а развиваются метасоматическим путём по диапирам холодной мантии в начальный и завершающий период формирования центральной супердайки. Это подтверждается тем, что гипербазиты образуют незначительные по размерам тела в океанической коре, не имеющие корневого продолжения на глубину. Поскольку гипербазиты развиваются по структурно-вещественным комплексам коры, то они наследуют их структурное состояние и в связи с этим не проявляют своих морфологических признаков на космических изображениях. Не выражены гипербазиты и в геофизических полях. Более того, ниже океанической коры, в том числе и поверхности «М», мантия разуплотнённая до глубин порядка 200 км и не выражает сколько-нибудь заметного уплотнения, которое можно было бы связывать с гипербазитовой мантией. Таким образом, исследования приводят к выводу, что мантия однородная по составу и отвечает по геохимическому составу толеитового базальта образующему супердайку. Изменение физических условий приводит мантию к иному структурному состоянию, не меняя её геохимических свойств. Изменяются только физические параметры. Литература 1. Атлас. Материки, океаны, народы и страны. Душина И.В., Летягин А. А. 2008, с 8. 2. Геншафт Ю.С., Салтыковский А.Я. Четвёртый слой земной коры Исландии – индикатор воздействия мантийного плюма на структуру её недр. –В сб. «Мантийные плюмы и металлогения». Матер. Международ. Симпозиума. Петрозаводск – Москва. 2002, с 52-56. 3. Геотраверс «Гранит». Восточно- Европейская платформа – Урал – Западная Сибирь (строение земной коры по результатам комплексных геолого-геофизических исследований; скоростной и плотностной разрезы по линии Северная Атлантика – Сибирь по Т.П. Егоровой и др.). Под ред. С.Н.Кашубина. Екатеринбург, 2002, с 86. 4. Гуревич Н.И., Астафурова Е.Г., Даниэль Е.Д., Мащенков С.П., Глебовский В.Ю. Связь аномального магнитного поля с вулкано-тектоническим режимом у осей срединноокеанических хребтов с разными скоростями спединга. Российский геофизический журнал. 25-26, 2002, с 48-57. 5. Милановский Е.Е. Пульсации Земли. Геотектоника, №5, 1995, с 3-24. 6. Павленкова Н.И. Основные результаты глубинных сейсмических зондирований за 50 лет исследований. Изд.-во ВСЕГЕИ «Региональная геология и металлогения» 2000,с12-20. 7. Перфильев А.С. Два типа трансформных разломов в Атлантическом океане. «Тектонические и геодинамические феномены». М. Наука. 1997, с 85-102. 8. Пузанов В.И. Методика дешифрирования, индикаторы и природа погребённых под осадочным чехлом геологических объектов дешифрирующихся на космических снимках севера Русской плиты. – В сб. «Методы и технические средства получения и обработки аэрокосмической информации при геологических исследованиях». Всесоюзн. Научнотехн. семинар. Тез. докл. Москва, 1988, с 97-99. 9. Пузанов В.И. Парадоксы в геологии – основные правильные парадигмы. Geolog–pvi.ru. 2006. 10. Разницин Ю.Н., Пилипенко А.И. Анголо-Бразильский геотраверс: структура и деформации океанической литосферы. // В сб. «Тектонические и геодинамические феномены». М. Наука. 1997, с104-127. 11. Савко А.Д. Геологические процессы в истории Земли. Учебное пособие. Воронеж. Изд.-во ВГУ. 2004, с 32,48. 12. Трунаев Е.М. «Странная» история Земли. Черкесск. 2006. 228 с. Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/ 41 13. Фёдоров А.Е. Гексагональные сетки линейных неоднородностей Земли М. 1991. 14. Хаин В.Е., Короновский Н.В. Планета Земля от ядра до ионосферы. Учебное пособие. 2-е изд. М. КДУ. 2008. 244 с. 15. 2010 TerraMetrics, NASA. Данные карты 2010 LeadDog Consulting, Europa technologies. Google. Карты. 29.05.2010 В.И. Пузанов Статья скачена с сайта: http://geolog-pvi.ru/
