26. Геодинамическое состояние геологической среды

Назовем основные сферы Земли, структуры и процессы, а затем рассмотрим их и представим в виде единой системы.

Сферы Основными сферами и оболочками планеты являются: – планета в целом; – ядро (внутреннее и внешнее, переходный слой); – мантия (верхняя, средняя, нижняя, переходные слои); – земная кора; – слои земной коры, среди которых выделяют нижний (гранулитобазитовый, базальтовый), средний (гранитометаморфический, объединяющий

Геодинамические процессы и природные катастрофы 11 гранитогнейсовый и гранулитогнейсовый слои) и верхний (осадочный, вулканогенно-осадочный). В. Е. Хаин [2003] объединяет их в три еще более крупные таксонометрические единицы: первая – тектоносфера (земная кора и верхняя мантия – литосфера плюс астеносфера); вторая – мезосфера (нижняя мантия); третья – ядро. Структуры Структуры Земли можно разделить по масштабам их мест проявления:

• планетарные (континенты, океаны, зоны перехода); ядро – внутреннее, внешнее и переходный слой; в мантии выделяют нижнюю, среднюю и верхнюю, включая переходные слои. В ней имеют место: плюмы; апвеллинги; диапиры, зоны конвергенции и дивергенции (зоны коллизий, субдукции, спрединга); сейсмофокальные зоны (СФЗ), глубинные тектонические структуры (разломы) и др.;

• литосфера (верхняя мантия и земная кора); литосферные плиты (блоки), СФЗ, глубинные разломы;

• земная кора, включающая консолидированную часть и верхний (осадочный) слой. Здесь выделяют: геосинклинальные пояса, подвижные пояса, срединно-океанические хребты (СОХ), складчатые вулканогенные пояса, орогенные пояса (эпиплатформенные орогены), горные складчатые сооружения, океанические плато и глубоководные впадины, континентальные и океанические рифты. Кроме того, можно назвать сейсмофокальные зоны, глубинные тектонические структуры, региональные разломы, островные дуги и др.;

• верхний слой (осадочные бассейны, террейны, складчатые и вулканические пояса, тектонические покровные структуры (шарьяжи), складчатые (эндогенные и экзогенные) структуры, локальные структуры (ловушки углеводородов), складчатые дислокации, сейсмотектонические поддвижки и инъективные дислокации) (по Ю. А. Косыгину) и др.

Процессы также можно классифицировать в соответствии со сферами их проявления:

♦ планетарные (вращения земли, дифференциации, дрейф континентов);

♦ в ядре (внешнем) – конвекция, адвекция;

♦ от границы ядра и в мантии – плюмы [Добрецов и др., 2001];

♦ в мантии – конвекция, адвекция, плюмы, спрединг, субдукция, орогения;

♦ в астеносфере – диапиры (локальные мантийные ячейки);

♦ в земной коре, прежде всего, эндогенные процессы – вулканизм и землетрясения, техногенно-инициированные [Адушкин и др., 2008], а также гравитационная дифференциация, вертикальные и горизонтальные движения, генерация нефти и рудогенез, интрузивный магматизм и др.

Некоторые из этих процессов в Земле имеют место и в верхней мантии. В верхних частях земной коры проявляются также экзогенные процессы (выветривание, эрозия, седиментация и т. д.). Кроме того, происходят разные по мощности и воздействию процессы во внешних оболочках. Природные катастрофы связаны с различными геодинамическими процессами в недрах Земли. Отмечено, что тектоносфера Земли состоит из разноранговых и разноплановых неоднородностей [Юдахин, 2003]. 12 Злобин Т. К.

Рассмотрим иерархию геодинамических систем и схему геодинамики иерархически соподчиненных геосфер М. А. Гончарова и др. [2005]. Это одна из довольно стройных концепций, которая охватывает многие стороны геотектоники и геодинамики. Их идея заключалась в совмещении, казалось бы, противоречивых представлений и разграничении по глубине и времени областей действия разных гипотез и теорий. При этом для одних процессов ими являются, согласно этой иерархии, верхняя часть земной коры или осадочный чехол (глубины 5–15 км); для других – литосфера и верхняя мантия; для третьих – мантия, ядро и, наконец, вся Земля. Идея понятная, логичная и плодотворная. Свою модель М. А. Гончаров представил в виде таблицы иерархически соподчиненных геосфер. Его классификацию можно принять, но есть и другие варианты иерархии структур, сфер и процессов. Так, предложенная им иерархия по глубинам уже может вызывать некоторые возражения.

Например, земная кора явно существенно отличается от нижележащей мантии (по степени дифференциации, неоднородности, скорости сейсмических волн и особенно градиенту скорости и т. д.), поэтому уместно выделить ее в отдельный ранг. Структуры верхнего осадочного слоя земной коры важны для генезиса многих полезных ископаемых, например, углеводородов. Вместе с тем достаточно хорошо выражены, изучены и имеют свои характерные особенности тектоники других слоев консолидированной коры. В классификации же М. А. Гончарова выпал диапазон глубин от 15 до 50 км (т. е. консолидированная кора), а диапазон глубин 50–100 км очень формализован, поскольку в горных системах он может включать нижние слои земной коры и подкоровый слой верхней мантии. То же относится к глубинам 100–220 км, 300–400 км и маломощному слою 660–670 км, который уместно считать пограничным. Содержание ранга ГС-0 (геосфера – вся Земля) и ранга ГС1 (вся мантия – глубины 2900 км), безусловно, понятно и целесообразно. Однако между ними выпадает важнейшая для геодинамики сфера – ядро (внутреннее и внешнее, которые, как хорошо известно, принципиально отличаются друг от друга). Поэтому идею М. А. Гончарова и других можно считать полезной, прежде всего, благодаря градации рангов сфер, указанию циклов Вильсона, Бертрана, глубинам и процессам, разграничивающим разноранговые гипотезы.

Необходимо добавить, что в схеме М. А. Гончарова фигурируют не все геосферы, а только те, в которых происходит конвекция, в том числе и двухъярусная, причем этот процесс ограничен подошвой и кровлей такой геосферы и не выходит за ее пределы. С этой точки зрения под данный критерий подходит, например, «совокупная» геосфера – астеносфера плюс литосфера (ГС-3) с инверсией плотности, возбуждающей конвекцию. В таблице 1.1 предлагается классификация геосфер, структур и процессов. Она построена на сходных, но несколько отличающихся критериях. Из нее видно, что практически нет сквозных структур или процессов либо рассмотреть их можно только в рамках разноранговой системы, в соответствии со сферой их проявления.