Файл: Войткевич, Г. В. Происхождение и химическая эволюция Земли.pdf

В связи с наличием оболочек к а к совершенно реаль ­ ных частей планеты возникает вопрос: с чем связан зонарный характер внутреннего строения Земли? В этом отношении до настоящего времени существовало две точки зрения . Иначе говоря, были предложены две основные модели строения и состава Земли . Согласно первой, до­ пускалось, что к а ж д а я г л у б и н н а я зона земного ш а р а имеет свой химический состав, отличающийся от состава других зон. Эту модель можно назвать моделью Гольдшмидта — Ферсмана . Она представляет Землю к а к хими­ чески расслоенное сферическое тело. Согласно второй точке зрения, Земля в целом представляет собой химиче­ ски однородную сферу, а выявленные геофизиками глу­

ядро Земли представляет собой сильно сжатый силикат­ ный материал, который перешел в «металлизовапное»

в связи с развитием космогонических идей о холодном начале Земли . Естественно, при низких температурах об­

личные переходы в разные полиморфные состояния глу­ бинного вещества. Причем наиболее резкое различие физических свойств отмечается между ядром и мантией. Изменение полиморфных модификаций относится к от­ дельным частям мантии и, вероятно, разным частям ядра .

отдельные оболочки нашей планеты. Очевидно, что более

Земная кора представляет собой наиболее неоднород­ ную оболочку Земли, сложенную различными минераль ­ ными ассоциациями в виде осадочных, изверженных

иметаморфических горных пород. Земная кора, и л и

литосфера, представляет собой динамически самый

52

Таблица 7 Основные характеристики оболочек Землп

активный слой верхней части твердого тела Земли. Это

ских, образующих метаморфическую геосферу, и извер ­ женных, образующих гранитную геосферу и подстилаю­

гранитный слой. В пределах континентов, в области раз ­

менный уголь, торф. Определенная часть осадков обра­ зовалась химическим путем — вследствие осаждения солей

53

излившиеся сложены иногда мелкими минералами и пред­ ставляют собой плотную мелкозернистую массу. П р и бурных вулканических и з в е р ж е н и я х выбрасывается много вулканического пепла (охлажденные в воздухе брызги лавы разного размера), который при оседании формирует вулканические туфы.

Метаморфические породы представляют собой первичноосадочные или изверженные породы, которые испы­ тали перекристаллизацию под действием давлений и тем­ ператур на определенных глубинах при погружении . Т а к , рыхлые глины превращаются в породы с плотной кристаллической структурой . Обычные известняки пере­ ходят в мрамор. Метаморфические породы часто имеют тонкую слопстость, или, к а к говорят, сланцеватость, что связано с односторонним ростом кристаллов при верти­ кальном давлении на породу. Примерами метаморфиче­ ских пород могут служить гнейсы и сланцы. Гнейсы по своему минералогическому составу сходны с гранитами, но минералы в них располагаются слоями. Следует от­ метить, что п р и интенсивном метаморфизме, связанном частично с переплавленпем, грани между метаморфиче­ скими и магматическими породами стираются. У нас есть ве­ ские доводы в пользу того, что основная масса гранитов кон­ тинентальной коры имеет метаморфическое происхождение.

Средний химический состав континентальной земной

54

Очевидно, что характер химизма земной коры опре­ деляют немногие химические элементы. Всего лишь во­ семь — О, Si, A I , Fe, Ca, Mg, Na, К — слагают основную ее массу. П р и этом ведущим элементом я в л я е т с я кислород, составляющий едва ли не половину ее массы. Но по объему, обладая большими размерами ионов, кислород занимает 92% объема земной коры . Т а к и м образом, земная кора есть царство кислорода. В ней сосредоточены типичные

состава покрывающей ее земной коры . Данные о хими­ ческом составе мантии получены на основании анализов наиболее глубинных магматических горных пород, по­ ступивших в верхние горизонты Земли в результате мощ­ ных тектонических поднятий с выносом мантийного мате­ риала . К таким породам относятся ультраосновные по­ роды — дуниты, перидотиты, залегающие в горных си­ стемах. Горные породы островов Св. П а в л а в средней части Атлантического океана, по всем геологическим данным, относятся к мантийному материалу . Т а к ж е к мантийному материалу относятся обломки пород, собранные совет­ скими океанографическими экспедициями со дна Индий­ ского океана в области Индоокеанского хребта. (Резуль ­ таты исследований обобщены Л . В . Дмитриевым в 1969 г.)

вании изучения глубинных пород, представлен в табл. 8, где он в ы р а ж е н в окислах . Ч т о касается минералогиче­ ского состава мантии, то здесь можно ожидать существен­ ных изменений, начиная от верхних горизонтов и к о н ч а я основанием мантии в связи с ростом давления . В е р х н я я мантия сложена преимущественно силикатами (оливинами, пироксенами, гранатами), устойчивыми в пределах отно­

при высоких давлениях кремнезем может перейти в более

.55

т. е. находится в так называемой шестерной координации . Следовательно, пр и изменении давления имеет место

Кроме того, в нижней мантии вероятны и более плот­ ные минеральные модификации других соединений. Ис ­ ходя из изложенного выще, можно с достаточным основа­ нием полагать, что с ростом давления обычные желе - зистомагнезиальные силикаты оливины и пироксены раз ­

56