геотектоника

ской томографии, экспериментальной петрологии, геохимии. Важным тезисом этой концепции является тезис о том, что в процессе конвективного движения вещество нижней мантии в тонком переходном слое вблизи ядра испытывает дифференциацию. Тяжелая фракция стекает в ядро, а легкая накапливается в подошве нижней мантии, создавая гравитационный потенциал для подъема нижнемантийного вещества. Это приводит к постепенному росту земного ядра. Наряду с этим процессом, в верхней мантии происходит генерация тяжелого вещества за счет эклогитизации базальтовой океанической коры в зонах субдукции.

Вторым важным тезисом модели является представление о «барьерном» характере границы между верхней и нижней мантией. Этот барьер обусловливает возможность реализации механизма двухъярусной конвекции. По данным экспериментальной петрологии на границе верхней и нижней мантии (глубина примерно 670 км) осуществляется шпинель-перовскитовый фазовый переход, имеющий эндотермическую природу с отрицательным градиентом в уравнении Клайперона – Клаузиуса. При отрицательном градиенте температуры дополнительный нагрев или охлаждение вблизи границы фазового перехода будет смещать эту границу соответственно вверх или вниз. Учитывая скачок плотности между фазами, такое смещение будет приводить к появлению дополнительной архимедовой силы, стремящейся вернуть границу в равновесное исходное состояние. Это создает барьерный эффект для вертикальной составляющей конвекции вблизи границы 670 км. Если относительно холодное субдуцируемое вещество достигает границы фазового перехода и охлаждает среду, то граница будет смещаться вниз, создавая положительную плавучесть, препятствующую проникновению холодного материала в нижнюю мантию. Горячий восходящий поток вблизи границы нагревает ее, заставляя смещаться вверх, создавая эффект отрицательной плавучести, которая также препятствует прохождению горячего вещества из нижней мантии в верхнюю. Количественная оценка динамического эффекта фазовой границы на глубине 670 км позволяет сделать вывод о том, что эта граница ведет себя как непреодолимый барьер или как преодолимое препятствие в зависимости от крутизны температурного градиента на кривой Клайперона – Клаузиуса.

Таким образом, модель двухъярусной термохимической мантийной конвекции характеризуется следующими исходными положениями.

Основная генерация положительной химической плавучести происходит на границе ядро – мантия в результате гравитационной дифференциации мантийного вещества.

81

Основная генерация отрицательной химической плавучести происходит при эклогитизации океанской коры в зонах субдукции.

Конвекция имеет два основных режима: двухъярусный, когда ячейкивнижнейиверхнеймантииразвиваютсябезобменавеществомчерез разделяющую их фазовую границу и одноярусный, характеризующийся прорывом этой границы холодным или горячим веществом.

Следствиеммоделиявляютсяособенностиразвитияпланетывпределах цикла Вилсона. Первая стадия характеризуется наличием суперконтинента и общемантийного восходящего потока под ним, который компенсирует устойчивое погружение материала в области субдукции. Существование общего мантийного потока на этой стадии – результат накопления критического объема легкого вещества в подошве мантии, создающего мощную положительную плавучесть, которая формирует суперплюм, прорывающий фазовую границу.

Вторая стадия соответствует распаду суперконтинента под действием суперплюма, который выносит легкое вещество, постепенно исчерпывая его запасы. Течение под континентальным полушарием разбивается на отдельные ячейки, существующие в нижней и верхней мантии.

На третьей стадии формируется двухуровневая конвекция, в которой направление течений в верхней и нижней мантии имеют противоположные направления. Возникает центростремительное подлитосферное течение, которое заставляет разделенные континенты вновь сближаться.

Образование нового суперконтинента – это завершение четвертой стадии цикла Вилсона.

Литература к разделу 6: [1, 4, 6, 10]

7. ТЕКТОНИЧЕСКИЕ КАРТЫ

Тектонические карты делятся на общие и специальные. Те и другие подразделяются на глобальные, охватывающие всю землю; обзорные (карты отдельных континентов, океанов или стран); региональные (карты платформ, отдельных складчатых областей).

Специальные тектонические карты подразделяются на палеотектонические, неотектонические, карты фундамента платформ и т. п. К ним относятся также структурные карты.

82

Современные тектонические карты целиком базируются на постулатах тектоники литосферных плит и одновременно являются геодинамическими, посколькунанихвыделяютсягеодинамическиекомплексы.

Вотношении океанов общепринятым является расчленение их ложа по возрасту кровли базальтового слоя с использованием полосовых магнитных аномалий.

Впределах континентов важными задачами являются выделение границ между литосферными плитами, расчленение складчатых комплексов по возрасту главных деформаций, определение геодинамических обстановок образования выделенных комплексов.

Впределах платформ важно отразить мощность осадочного чехла, распространение авлакогенов. Фундамент должен быть расчленен на блоки. Должны быть показаны проявления магматизма с привязкой их к определенным геодинамическим обстановкам. Должны быть охарактеризованы проявления регионального метаморфизма.

Литература к разделу 7: [1]

83

ЛИТЕРАТУРА

Основная литература

1. Хаин В. Е. Геотектоника с основами геодинамики : учебник / В. Е. Хаин, М. Г. Ломизе. – 2-е изд., испр. и доп. – М. : КДУ, 2005. – 560 с.

Дополнительная литература

2.Ажгирей Г. Д. Структурная геология / Г. Д. Ажгирей. – М. : МГУ, 1966. – 363 с.

3.Белоусов В. В. Основы геотектоники / В. В. Белоусов. – М. : Не-

дра, 1975. – 264 с.

4.Гончаров М. А. Введение в тектонофизику : учебное пособие / М. А. Гончаров, В. Г. Талицкий, Н. С. Фролова ; отв. ред. Н. В. Коронов-

ский. – М. : КДУ, 2005. – 496 с.

5.Копп М. Л. Мобилистская неотектоника платформ Юго-Восточ- ной Европы / М. Л. Копп. – М. : Наука, 2004. – 340 с.

6.Ненахов В. М. Введение в геодинамику с основами геодинамического анализа / В. М. Ненахов, А. И. Трегуб, С. В. Бондаренко ; отв. ред. Н. В. Короновский. – Воронеж : ИПЦ ВГУ, 2012. – 212 с.

7.Ненахов В. М. Геология дна мирового океана / В. М. Ненахов, В. И. Сиротин, А. И. Трегуб. – Воронеж : ВГУ, 2000. – 110 с.

8.Николаев Н. И. Неотектоника и ее выражение в структуре и рельефе территории СССР (вопросы региональной и теоретической неотектоники). – М. : Госгеолтехиздат, 1962. – 392 с.

9.Хаин В. Е. Общая геотектоника / В. Е. Хаин. – М. : Недра, 1973. –

512 с.

10.Хаин В. Е. Планета Земля. От ядра до ионосферы : учебное пособие / В. Е. Хаин, Н. В. Короновский. – М. : КДУ, 2007. – 244 с.

11.Хаин В. Е. Тектоника континентов и океанов / В. Е. Хаин. – М. : Научный мир, 2001. – 522 с.

84