Сейсмическая модель перисферы

Приведенные данные заставляют с известной осторожностью относиться к морским сейсмическим определениям структуры коры ниже слоя со скоростью 6,2 – 6,5 км/с, т. е. глубже 5 – 10 км от уровня дна.

Повсеместно встречаемый в океанах поверхностный плащ сравнительно одновозрастных (кайнозойских) базальтовых пород является кровлей тонкого (около 1 – 2 км) осадочно-вулканогенного слоя, ниже которого должна залегать обычная гранитно-метаморфическая кора, аналогичная фундаменту континентов. По кровле и в верхах этой коры вполне могут регистрироваться высокие значения скоростей – 6,1- 6,8 км/с, обычно наблюдаемые в океанах на глубинах 2 – 3 км от уровня дна. Как это ни парадоксально, но сухопутная сейсморазведка, по существу, лишь только в последние годы приступила к изучению скоростной структуры кристаллического фундамента. Скорости 6,4 – 6,8 и даже 7,0 – 7,2 км/с известны на Балтийской синеклизе (рис. 87), Украинском щите (Коростеньский плутон), Карельском участке Скандинавского щита и в других континентальных областях. Эти скорости получены либо непосредственно на границе фундамента, либо на глубине 1 – 5 км от его поверхности. Объем исследований верхов разреза фундамента океанических платформ, выполненных на коротких профилях, оказался несравнимо большим, чем на континентах. Отсюда и могло создаться представление о специфичности сейсмической структуры коры океанов, хотя из приведенного ниже статистического обзора видно, что на платформах и щитах континентов высокие значения скоростей фиксируются на тех же глубинах и под толщей осадков, мощность которых аналогична океаническим.

И действительно, по данным И. С. Вольвовского (Вольвовский, 1973), к 1972 г. было выполнено 230 тыс. км профилей ГСЗ, причем 3/4 из них приходится на океаны, а остальные – на платформенные территории суши, перспективные в нефтегазоносном отношении.

При сравнении значений скоростей преломленных рефрагированных) волн в породах фундамента континентов и в так называемом «третьем», или океаническом, слое океанов сколько-нибудь принципиальных различий не удалось обнаружить (см. рис. 88). И в том и в другом случае наблюдаются два одинаковых максимума скоростей в интервале 6,1 – 6,2 и 6,5 км/с. Это еще раз подтверждает, что распространенное мнение об уникальности сейсмической структуры коры океанов не соответствует фактическим материалам. Подобие же гистограмм скоростей свидетельствует о сходстве физических свойств пород, слагающих верхи кристаллического фундамента континентальных и океанических платформ. И этот факт не может быть случайным.

При решении вопроса о составе пород, слагающих фундамент океанов, определенную помощь могут оказать данные бурения на континентальных платформах. Например, исследования кернов пород, слагающих фундамент Русской платформы, вскрытых 158 скважинами, позволяют выделить три группы пород. Это граниты различного состава, характеризующиеся средней скоростью с = 6,0 км/с и плотностью () 2,58 – 2,69 г/см³; гнейсы, чарнокиты и анортозиты

(с = 6,15 км/с,  = 2,7 – 2,8 г/см³) и породы основного состава группы габбро (габ­бро-диориты, габбро-нориты, габбро-норито-лабрадориты и др.), имеющие скорость 6,5 км/с и плотность более 2,8 г/см³. Приведенные данные по платформе согласуются с геологической обстановкой на Украинском щите (Ко­ростеньский плутон). Здесь также отмечается хорошая дифференцированность пород по плотности: гранито-гней­сы, мигматиты, рапакиви – 2,6 – 2,7 г/см³; анортозиты, габбро-анортозиты – 2,85-2,87 г/см³; габбро-нориты – 2,9 – 2,92 г/см³. Высокоплотные ком­плексы габбро-норитов представляют собой линзу мощностью от 2 до 4 км.

Рис. 88. Обобщенные гистограммы скорости сейсмических волн на поверхности фундамента континентальных (1)

и океанических (2) областей:

а – подводные возвышенности;

б ­– котловины; в – шельф

Из вышесказанного можно заключить, что наблюдаемая на поверхности океанического фундамента мозаика скоростей, равно как и аномалий гравитационного и магнитного полей, отражает ту же гетерогенность его строения, что и пород щитов и платформ континентов (рис. 89).

Таким образом, скорости 5,9 – 6,2 км/с в фундаментах океанических платформ, как и на суше, скорее всего соответствуют основному массиву пород гранито-гнейсового состава: 6,4 – 6,8 км/с – пластам и интрузиям основных пород (габбро, базальтов): 7,2 – 7,4 км/с – интрузиям и плутонам ультраосновных (перидотитам).

Рис. 89. Внутреннее строение Земли под Атлантическим сегментом, отвечающее новой интерпретации гравитационных аномалий и данным сейсмологии:

1 – сейсмический раздел Мохоровичича; 2 – астеносфера; 3 – перисфера; 4 – нижняя мантия; 5 – зона внешнего ядра; 6 – направление потоков тепла (Q), водорода (H₂)

и гелия (He); 7 – вода