методичка

простирается Австрало-Антарктическая котловина, на западе ограниченная хребтом (плато) Кергелен, над которым возвышаются два острова – Кергелен и Херд. Антарктическая плита почти со всех сторон окружена дивергентными границами и трансформными разломами. Южная часть Восточно-Тихоокеанского поднятия вместе с Южно-Тихоокеанским поднятием служат дивергентной границей между Тихоокенской и Антарктической плитами, длина этой зоны спрединга составляет 12 тыс. км.

На северной окраине Антарктического полуострова происходит поддвигание океанической литосферы; здесь конвергентная граница проходит по оси глубоководных Шетлендского и Оркнейского желобов.

М а н ти й н ы е п лю м ы . На Земле широко распространены значительные по масштабам области внутриплитного магматизма. Они называются по-разному: трапповые провинции, большие магматические провинции, провинции базальтового затопления. Для всех этих типов провинций по геохимическим данным было установлено, что магматизм был связан с аномально горячей верхней мантией, в которую был привнесен глубинный плюмовый материал (с глубин ниже астеносферного уровня: с

границы верхней и нижней мантии или из нижней мантии вплоть до границы с ядром). Типичными примерами континентальных траппов (продуктов внутриконтинентального вулканизма) являются: провинция Колумбия Ривер на Западе США; Эфиопско-Йеменские траппы в районе Красноморского и Эфиопского рифтов; области вулканизма Центральной и Северной Африки,

связанные с купольными поднятиями Хоггар (Южный Алжир), поднятие Дарфур (в западной Судане) и др.; Деканские траппы на западе Индии и траппы Сейшельских островов; Сибирские траппы, к которым относятся Тунгусские, Таймырские и др.. Известны также океанические траппы,

эталонным примером является плато Онтонг-Джава, располагающееся в Тихом океане севернее Соломоновых островов и одноименного желоба, площадь которого равна одной трети площади США. Считается, что около 125 млн. лет назад под океаническую литосферу был внедрен мантийный плюм. Это вызвало гигантский по масштабам платобазальтовый вулканизм на поверхности, интрузивный магматизм. Таким образом, плюмы формируют

81

магматические провинции, известные как траппы. Считается, что современные плюмы поднимаются с границы верхней и нижней мантии или из сейсмически низкоскоростной переходной зоны между ядром и мантией (так называемый слой D») в виде крупных сферических масс, которые преобразуются в грибообразные тела диаметром 1000-2000 км и мощностью 100-200 км, когда они достигают литосферы.

Головка плюма может состоять из вещества горячей нижней мантии с возможным добавлением вещества, поднявшегося непосредственно из области над железо-никелевым ядром. Поднимаясь в верхнюю мантию, плюм может обогатиться веществом из переходной зоны и, далее, астеносферы и даже низов литосферы. Поэтому продукты магматизма могут иметь различающиеся геохимические и изотопные характеристики. По данным сейсмотомографии,

внутри мантии имеются более горячие и более холодные области. Горячие области соответствуют восходящим плюмам и образуют две провинции с центрами под южной частью Тихого океана и Африкой. Холодные области в основном соответствуют глубинному продолжению зон субдукции (наиболее холодные области) или неактивным областям в центре конвективных ячеек между погружающимися плитами и восходящими плюмами. Считается, что горячие точки (плюмы) фиксированы, а плиты двигаются над ними. Данные сейсмотомографии показывают, что Гавайский, Исландский и Афарский плюмы поднимаются от ядра, но имеют сложную геометрию. Это означает,

что положение плюмов на поверхности может меняться.

Поверхность жидкого ядра имеет поднятия и прогибы. Три главных поднятия соответствуют горячим регионам, регистрируемым по данным сейсмотомографии на глубине 2805 км. С одной стороны, они располагаются под спрединговыми хребтами Восточно-Тихоокеанского поднятия, Северной Атлантики и Индийского океана. С другой стороны, они совпадают с современными провинциями горячих точек. Удлиненные депрессии ядра располагаются под западным побережьем Северной и Южной Америки, под Восточной Азией, под Новой Зеландией и примерно под Альпийско-

Гималайским орогеническим поясом, таким образом, располагаясь точно под зонами субдукции.

82

М о д е л ь г ло б а ль н о й те к то н и ки З е м ли , о с н о в а н н а я н а

е д и н с тв е те к тон и к и п ли т и п лю м о во й те к то н и к и . Субдукция происходит до низов верхней или нижней мантии, или до границы ядра и мантии, области субдукции совпадают с холодными областями в мантии и связаны с нисходящими мантийными течениями. Скорость мантийной конвекции и скорость движения литосферных плит одинаковы и составляют порядка 2-10 см/год, значительно быстрее поднимаются плюмы из низов мантии, где нет нисходящих потоков. Плюмовое вещество из горячих областей мантии, поднимаясь в подлитосферную область, перетекает под срединные хребты или образует плюмовый магматизм. Горячее вещество под срединно-

океаническими хребтами образует одну из основных сил тектоники плит – отталкивание от хребта (ridg-push). Низходящие мантийные течения,

связанные с зонами субдукции, также образуют глобальную силу тектоники плит – субдукционное затягивание (slab pull). При этом верхняя мантия (до глубин 410 км) плывет вместе с литосферными плитами в одну сторону с одной скоростью. Модель геодинамики Земли показана на рис. 7.

континентальная		“push”
литосфера
	океаническая
	литосфера
		горячая астеносфера
		410 км
	верхняя мантия	650 км
		плюм
	нижняя мантия	плюм

D“

рис. 7 Модель (внемасштабная схема) геодинамики Земли [18, стр. 320]

83

Лабораторная работа № 10. Механизм движения и географические

границы литосферных плит

Цель работы: Получение представлений о механизмах движения,

тектонических процессах, происходящих на границах литосферных плит.

Знакомство с современной тектонической картой Земли.

Необходимые материалы: физическая и геологическая карты мира,

контурные карты земного шара.

Порядок выполнения работы:

1. Нанести на контурную карту границы и названия литосферных плит, пользуясь картосхемой (рис. 7), и, в соответствии с приведенными описаниями границ, обозначить следующие тектонические структуры:

разлом Элтанин, разлом Мендосино, котловина Беллинсгаузена, разлом Маккуори, разлом Шеклтона, Перуано-Чилийский желоб, разлом Сан-

Андреас, разломы Кайман и Барракуда, Центрально-Американский желоб, хребет Гаккеля, Оркнейский желоб, хребет Рейкянес, Азоро-

Гибралтарский трансформный разлом, Момский рифт, Яванский желоб, тройное сочленение Родригес, также, основные континентальные рифтовые системы, крупные трапповые провинции, размещение эпицентров сильных землетрясений и вулканических очагов.

2.Обозначить на контурной карте различными условными знаками конвергентные, дивергентные и трансформные границы плит.

Литература

1.Барская в. Ф., Рычагов Г. И. Практические работы по общей геологии.

Учебное пособие для студентов пед. ин-тов. М., «Просвещение»,

1970., –158 с., с илл.

2.Бондарев В. П. Основы минералогии и кристаллографии с элементами петрографии: учебник для биол. и хим. спец. вузов. – 2-е изд.,

перераб. и доп. – М.: Высш.шк., 1986. – 187 с.: ил.

84

3.Добровольский В. В. Минералогия с элементами петрографии.

Учебное пособие для студентов педаг. инст-в. М., «Просвещение»,

1971. – 216 с.

4.Короновский Н.В., Якушева А.Ф. Основы геологии. – М., 1991

5.Курс общей геологии. / В.И. Серпухов, Т.В. Билибина,

А.И. Шалимов, И.Ф. Пустовалов и др. – Л.,: Недра, 1976., – 535 с.

6.Миловский А. В. Минералогия и петрография. Учебник для техникумов. Изда.3-е, переработ. доп. М., «Недра», 1973. 368 с.

7.Общая и полевая геология: Учебник для вузов/ А. Н.Павлов, И.

А.Одесский, А.И. Иванов и др. – Л.: Недра, 1991. 463 с.: ил.

Дополнительные источники

8.Банн Ч. Кристаллы. Их роль в природе и науке. Пер.с анг.- М.: Мир, 1970., –312 с.

9.Бати Х., Принг А. Минералогия для студентов. Пер. с анг. – М.: Мир, 2001. – 429

с.

10.Здорик Т.Б. Камень, рождающий металл. – М.: Просвещение. 1984. – 191 с.

11.Здорик Т.Б. Приоткрой малахитовую шкатулку. – М.: Просвещение. 1979. – 255 с.

12.Здорик Т.Б. Странички из жизни камня. М.: Знание, 1980. – 48 с.

13.Лазаренко Е.К. Опыт генетической классификации минералов – Киев,

Издательство «Наукова думка», 1979., – 316 с.

14.Минералогическая энциклопедия/ Под ред.К Фрея: Пер. с анг. – Л.: Недра, 1985.

– 512 с.

15.Лобковский Л. И., Никишин А. М., Хаин В. Е. Современные проблемы геотектоники и геодинамики. – М.: Научный мир, 2004. – 612 с., цв. вкл. 4 с.

16.Старостин В. И., Игнатов П. А. Геология полезных ископаемых: Учебник для высшей школы. – М.: Академический Проект, 2004. – 512 с.

17.Хаин В. Е. Тектоника континентов и океанов (год 2000). – М.: Научный мир,

2001., – 606 с.: 8 цв. ил.

18.http://geo.metodist.ru/teleclass/2/2.htm

85