Срединно-Океанические Хребты Как проявление неотектоники Открытие Мировой

Срединно-Океанические Хребты Как проявление неотектоники

Открытие Мировой системы СОХ • Г. Томсон предположил наличие САХ по разнице температур, открыли немцы «Метеор» 20 -ые годы • Американцы открывают Ср. Ин. Хр и ВТП • Российские полярники – хр. Гаккеля и Ср. Ант. П • Таким образом получается Мировая система СОХ которая протягивается на 80 тыс. км и занимает пространство, равное по площади всем материкам.

Морфометрические характеристики СОХ

Характеристика Срединно. Океанического Хребта Меридиональное положение СОХ (Только у молодых хребтов? ) Ø Стандартная средняя высота (исключая хр. Гаккеля). Ø Высокая сейсмичность, тектоническая и вулканическая активность (прослеживается даже под перекрывающим хребет континентом). Ø Ø Признаки объекта: Ø форма, Ø строение, Ø структура, Ø свойства, Ø происхождение, Ø местоположение, Ø время развития.

Геоморфологическое строение хребта • Есть структуры с рифтовой долиной и без неё: • а) разные стадии развития • б) разный механизм образования • Есть «площади» с множеством рифтовых долин • «Рифтовая долина протягивается под углом к хребту» (Грачёв, с. 9)

Соотношение глубины и ширины рифтовых впадин СОХ

Коментарий • Нет зависимости глубины рифтовой долины от её ширины • На континенте большая определённость такой связи. • Отсюда можно полагать, что данные однотипные структуры не являются аналогами

Соотношение глубины и ширины рифтовых впадин СОХ • Интересна близкая к линейной связь дл-шир на хр. Гордона (Тихий океан) и фиксировано, дискретно изменяющаяся глубина хр. Гаккеля с разной шириной впадины на одной и той же глубине. • Полагаю, что различие в выражении формы рифтовой долины связано со строением земной коры. В океане нет гранитного слоя, (? )фиксирующего форму континентального рифта.

Возражение Дж. Слейтеру • По Дж. Слейтеру, глубина хребта изменяется пропорционально возрасту океанической коры, но тогда фундамент хребта должен залегать на одинаковой глубине 2, 7 км. Эмпирические наблюдения не подтверждают гипотезу (рис. 2). • Также нет явной связи между расчленённостью рельефа хребтов и скоростью их разрастания (рис. 6).

Гистограммы глубин гребня Срединно. Атлантического Хребта Средняя глубина гребня хребта отличается от предполагаемой

Глубина хребта не «корреспондирует» со скоростью его разрастания

Так ли всё просто, или некоторые выводы • • Предположение о зависимости формы хребта от скорости разрастания НЕ Подтверждается. Рифтовая долина часто протягивается под углом к хребту. Её глубина не зависит от её ширины и оба параметра меняются в широком диапазоне. «Если учесть, что ширина материковых впадин более или менее постоянна, то возникает мысль, что осевой рифт СОХ в океане и рифтовые впадины материков не являются аналогами, как это считал Хейзен Б. К. » Глубина хребта не изменяется пропорционально возрасту и его фундамент в зоне гребня не обязательно залегает на глубине 2700 м. При равной скорости разрастания (на что указывает симметричность полосовых магнитных аномалий относительно хребта) ширина хребтов по обе стороны от его оси должна быть одинаковой; однако в ряде случаев этого не наблюдается. На основании той же идеи следует полагать наличие функциональной связи между высотой и шириной СОХ, но корреляция оказывается довольно низкой R = 0, 14, как для быстро так и для медленно разрастающейся океанической коры. Для Северо-Атлант хр. На значительном его протяжении изменение глубины и густоты его расчленения не обнаруживают связи с вариациями скорости разрастания.

Расчленённость рельефа рифтовой зоны САХ

Данные о строении рифтовой долины по проекту FAMOUS Уступы, ограничивающие дно, имеют разную крутизну, возможно по разломам

Разломы контролируют форму уступов в рифтовой долине в разных типах СОХ

Морфология хребта и «размышления» • К. Ле Пишон: «Действительно важные изменения в морфологии отдельных частей СОХ, имеющего одинаковую скорость в наращивании плит, как, например, в северной части Атлантического океана, остаются полностью не объяснёнными» .

Распределение мощностей осадочного чехла в структуре хр. Рейкянес «говорит» о прерывистом росте СОХ

Строение океанической коры и предполагаемый состав 3 слагающих её слоёв

Сопоставление разрезов массива Трудос с сейсмическими разрезами океанической коры 1 - вода; 2 - палеоген-неогеновые осадки; 3 -4 – пиллоулавы (верх и ниж); 5 - расслоенный интрузивный комплекс; 6 - гранофиры и габбро; 7 - ультраосновные куммуляты; 8 - гарцбургиты (обеднённая мантия). Граница Мохо: I - сейсмическая, II - петрологическая

Сопоставление разрезов массива Трудос с складчатыми областями эвгеосинклиналей

Кора Срединных хребтов (хр. Рейкьянес) Гравитационные аномалии и тепловой поток

Кора Срединных хребтов (хр. Рейкьянес) сейсмический разрез

Различия в структуре коры осевой зоны и склонов хребтов по сейсмике • В осевой зоне хр. Рейкьянес слой со скоростями 2, 53, 0 км/с залегает на породах со ск-тью около 4, 5 км/с, которые перекрывают слой аномальной мантии (7, 4 км/с). • По мере перехода к склонам скорость в самом верхнем слое увеличивается до 4, 6 -5, 4 км/с, а ниже располагается слой со скоростью 6, 5 км/с. • Т. о. разрез коры в пределах СОХ имеет двухслойную структуру, как и в океанических бассейнах, но суммарная мощность коры хребтов меньше из-за утонения слоя 3 (океанического)

Верхняя мантия СОХ

Строение верхней мантии в СОХ • Характерной особенностью строения СОХ является наличие слоя аномальной мантии (ск 7, 3 -7, 8 км/с) или коромантийной смеси под их осевой частью. (Дж. Томпсон и М. Тальвани рассматривали его как существенную часть механизма, вызывающего поднятие хребтов). • Ширина её варьирует от 40 до 400 км в каждую сторону от оси. • По данным Т. Френсиса и Е. Тригвасона, низкоскоростная верхняя мантия распространяется до глубины 200 -250 км, где отмечается уже нормальная мантийная скорость 8, 0 км/с.

Три модели строения коры и мантии САХ

Физические поля

Характер гравитационных аномалий n n На фоне спокойного гравитационного поля абиссальных равнин с близкими к нулю аномалиями Фая и высокими (до +450 мгал) аномалиями Буге срединно-океанические хребты характеризуются в целом положительными аномалиями Фая (50 -80 мгал) и меньшими чем на равнинах, аномалиями Буге (150 -200 мгал) При этом, аномалии Буге находятся в прямой корреляционной связи с глубиной зоны гребня

Гравитационный, магнитный и батиметрический профили через хр. Рекьянес (1) и САХ (2) на 30 с. ш.

Палеомагнитные исследования

Характеристика магнитных аномалий • Осевой зоне СОХ (независимо от наличия или отсутствия рифта) соответствует резко выраженная положительная аномалия, интенсивность которой обычно в несколько раз выше окружающих аномалий • Последовательность аномалий, симметричных относительно оси какого-либо СОХ, повторяется во всех океанах

Важнейший признак Ø Аномальное магнитное поле срединных хребтов в океане является их важнейшим диагностирующим признаком. Ø Оно существенно отличается от магнитного поля материковых рифтов»

Корреляция аномалий и иверсий магнитного поля Земли • Ф. Вайн и Д. Мэтьюз связали линейную структуру аномалий с чередующимися зонами прямо и обратно намагниченных пород. • «Последовательность инверсий, полученная на основе анализа структуры аномального магнитного поля в океане, и история инверсий магнитного поля Земли, выведенная из анализа намагниченности лав на суше и осадков на дне океана, совпадают.

Морфометрия аномалий растущего хребта • Зная скорость разрастания и продолжительность интервала той или иной полярности, легко найти ширину аномалии. Согласно Дж. Хейрцлеру средняя продолжительность интервала прямой полярности составляет 0, 42 млн. лет, а обратной – 0, 48 млн. лет; при скорости разрастания 1 см/год (Атл океан) ширина аномалии соответственно будет равной 4, 2 и 4, 8 км, что подтверждается наблюдениями в непосредственной близости от дна

Создание временной шкалы аномалий магнитного поля океанической коры • Принятие гипотезы Вайна-Метьюза открыло новые возможности. Сначало на основе корреляции магнитные аномалии, закартированные в разных частях Мирового океана, были просто пронумерованы (всего было выделено 32 аномалии, начиная от оси хребта), а затем на основе экстраполяции хрошо датированных палеомагнитных событий каждый номер получил свой возраст так, аномалия 32 датируется 80 млн. лет

Глубоководное бурение в Атлантическом и Тихом океанах либо подтверждает возраст аномалий, устанавливаемый по шкале Дж. Хейрцлера либо не противоречит ему.

Вулканизм и землетрясения

Характеристика магматических образований СОХ • Донные базальты СОХ, как драгированные, так и вскрытые бурением, в целом характеризуются близким составом, отвечающим оливингиперстеновым толеитам, хотя по петрогафическому признаку среди них может быть выделено достаточно большое число разновидностей • Нет разницы в химизме базальтоидов осевой зоны хребтов и удалённых от неё участков дна

Сейсмичность СОХ • На новых картах сейсмической активности, составленных на основе 29 000 эпицентров достаточно ясно прослеживается мировая рифтовая система. С ней связано около 9% всех землетрясений, генерирующих около 6% сейсмческой энергии Земли. Эпицентры землетрясений следуют осевой зоне СОХ…Отклонения от оси хребта или от поперечных разрывов не превышают первых км.

Распределение и глубина сейсмоцентров СОХ • Практически все сильные землетрясения с магнитудой более 7 приурочены к зонам разломов, причём максимальная магнитуда в них определена в 7, 4. Осевая зона характеризуется более слабыми землетрясениями, магнитуда которых в среднем составляет 4, 0 -5, 5 • Глубина очагов землетрясений в подавляющем большинстве случаев (90%) колеблется от 2 до 5 км, в зонах поперечных разломов глубина также не превышает первых километров