Большая Советская Энциклопедия (ОК) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" (лучшие книги читать онлайн бесплатно без регистрации txt) 📗
Донные осадки. До недавнего времени знания о геологическом возрасте, вещественном составе и истории формирования осадочного чехла О. ограничивались данными о самых верхних горизонтах слоя рыхлых осадков («первого» сейсмического слоя). Начиная с 1968 в результате систематического глубоководного бурения, проводимого с корабля «Гломар Челленджер» (см. Морская геология), в ряде районов были достигнуты вулканические породы «второго» («надбазальтового») слоя коры. На основе геологических исследований и сейсмического зондирования установлено, что мощность неуплотнённых осадков меняется от 2000—3000 и более м в приматериковых зонах О. до первых десятков м и даже до нуля на гребнях срединных океанических хребтов, крутых склонах поднятий и уступах материкового склона.
В центральных, удалённых от суши (пелагических) частях О. выявлено три широтных пояса максимальных мощностей осадочного чехла (более 2000 м) — вдоль экватора, к С. от 40° с. ш. и к Ю. от 40° ю. ш. Стратиграфический объём осадочной толщи увеличивается от срединных хребтов (плейстоцен — плиоцен) к краевым частям О. (до верхней юры). Более древние океанические осадки бурением не обнаружены, но не исключена вероятность их нахождения в породах «второго» слоя (например, в Тихом океане).
Среди донных осадков О. выделяются терригенные, биогенные (известковые, кремнистые), вулканогенные и осадки смешанного происхождения (полигенные), к которым относятся глубоководные красные глины. Терригенные осадки тяготеют к подводным окраинам материков, периферии ложа О. и глубоководным желобам. Среди них распространены отложения мутьевых потоков — турбидиты. Характерна относительная обогащённость органическим веществом, разложение которого создаёт восстановительную обстановку и обусловливает серую окраску осадков. Известковые осадки наиболее распространены в тёплых и умеренных зонах О. (от 50° с. ш. до 50° ю. ш.); в пределах океанического ложа они представлены фораминиферовыми и кокколитово-фора-миниферовыми отложениями, а на мелководьях — ракушечными и коралловыми отложениями. На глубине более 4500—5000 м вследствие растворения СаСО3 известковые осадки отсутствуют. Кремнистые осадки (радиоляриевые и диатомовые) образуют 3 пояса, соответствующих зонам высокой продуктивности фитопланктона, — два субполярных и один экваториальный. Красная глубоководная глина характерна для котловин с глубиной 4500—5000 и более м в зонах низкой биологической продуктивности. В областях О., примыкающих к зонам активного субаэрального вулканизма, формируются вулканические осадки. Наибольшие площади дна современного О. занимают карбонатные осадки (около 150 млн. км2), глубоководные красные глины (свыше 110 млн. км2) и кремнистые илы (около 60 млн. км2). Современная зональность распределения различных типов осадков, наблюдаемая в поверхностном слое, далеко не всегда выдерживается в более глубоких (древних) горизонтах. Материалы бурения свидетельствуют об изменении условий океанического осадконакопления в прошлые геологические периоды.
Поступление эндогенного вещества на дно О. не ограничивается районами надводных вулканов. Оно отмечается близ срединных хребтов и крупных разломов. К ним приурочено образование металлоносных, а в некоторых случаях — рудоносных (Красное море) пластов с высокой концентрацией Fe (до 20—40%), Mn, Co, Ni, Pb, Zn, Ag, Se, Hg и др. элементов. Другой тип океанического рудообразования связан с осадочными процессами, ведущими к накоплению железомарганцевых конкреций. Они приурочены к поверхностному слою осадков, но иногда обнаруживаются и в глубоких горизонтах осадочной толщи.
Для океанических осадков, в отличие от морских отложений, характерна малая скорость накопления. Она не превышает 1 мм в 1000 лет для красных глубоководных глин, а для известковых и диатомовых осадков колеблется от 1 до 30 мм в 1000 лет. Максимальная скорость отмечается у основания материкового склона в зоне накопления терригенных осадков (часто более 100 мм в 1000 лет).
Основная масса материала океанических осадков поступает с материков в виде взвесей и в растворённой форме. Количественное распределение осадочного материала и типы осадков связаны с климатической, вертикальной, горизонтальной и циркумконтинентальной зональностью, а также с тектоническим режимом. Климатическая зональность и тектонический режим определяют массу и состав терригенного и биогенного материала; вертикальная зональность — растворение карбонатов с глубиной и погрубение материала на поднятиях; циркумконтинентальная зональность — образование ареалов терригенных осадков близ материков.
Отложения, близкие к океаническим осадкам, предполагаются в составе геосинклинальных толщ древних складчатых систем материков. Их образование вероятно в геологических формациях ранних стадий развития краевых геосинклиналей (например, францисканская формация на Тихоокеанском побережье США), а также на океанических островах (Тимор, Барбадос и др.)
Происхождение и геологическая история. Согласно современным представлениям, воды О. — продукт дифференциации вещества мантии Земли. Имеются различные гипотезы о происхождении впадин О. и направленности их эволюции. По одной из них, впадины О. — более древние образования, чем материки; развитие земной коры и рельефа Земли идёт по пути постепенного сокращения О. и наращивания материков, переработки океанической коры в материковую в пределах геосинклинальных поясов (гипотеза «континентализации»). Согласно противоположной точке зрения, впадины О. — сравнительно молодые образования, возникшие благодаря процессам преобразования материковой коры в океаническую (гипотеза «океанизации»). В 60-х гг. 20 в. приобрела большое число сторонников третья гипотеза — разрастания океанического дна, или гипотеза «тектоники плит». Согласно этой гипотезе, вся земная кора состоит из ограниченного числа подвижных плит, границами которых служат срединные хребты и глубоководные желоба. В рифтовых зонах срединных хребтов происходит подъём глубинного вещества, которое затем растекается в обе стороны и, постепенно остывая и уплотняясь, снова погружается в зонах глубоководных желобов. Предполагается, что этот процесс протекает с середины мезозоя и постепенно ведёт ко всё большему раздвижению противоположных бортов О. Ряд фактов подтверждает эту гипотезу, однако она ещё мало увязывается с огромным материалом, накопленным в ходе изучения геологии суши.
О. в виде современных глубоководных бассейнов существуют, по крайней мере, с юрского периода, т.к. более древние породы на дне О. пока не обнаружены. В течение мела и кайнозоя происходило дальнейшее их углубление и развитие абиссального осадкообразования. Несомненным является недавнее наращивание окраин материков за счёт замыкания окраинных геосинклинальных бассейнов. Огромные мощности осадков в котловинах геосинклинальных морей свидетельствуют о древности О. При образовании крупных форм рельефа дна О. существ. роль играли вертикальные и горизонтальные движения земной коры (см. Земля).
III. Геохимия вод
Океаническая вода представляет собой раствор солей со средней концентрацией около 35 г/л. Всего в О. содержится 5·1022г растворённых солей. В их составе преобладают ионы Na+, Mg2+, K+, Ca2+, Cl– и , составляющие 99% от суммы солей. Мн. другие элементы содержатся в миллионных и миллиардных долях (таблица 2).
Табл. 2. — Среднее содержание химических элементов в морской воде*
| Элемент | % | Элемент | % |
| H | 10,7 | Y | 3·10–8 |
| He | 5·10–10 | Zr | 5·10–9 |
| Li | 1,5·10–5 | Nb | 1·10–9 |
| Be | 6·10–11 | Mo | 1·10–6 |
| B | 4,6·10–4 | Ag | 3·10–3 |
| C | 2,8·10–3 | Cd | 1·10–8 |
| N | 5·10–5 | In | 1·10–9 |
| О | 85,8 | Sn | 3·10–7 |
| F | 1,3·10–4 | Sb | 5·10–8 |
| Ne | 1·10–8 | I | 6·10–6 |
| Na | 1,035 | Cs | 3,7·10–8 |
| Mg | 0,1297 | Ba | 2·10–6 |
| Al | 1·10–6 | La | 2,9·10–10 |
| Si | 3·10–4 | Ce | 1,3·10–10 |
| P | 7·10–6 | Pr | 6·10–11 |
| S | 0,089 | Nd | 2,3·10–11 |
| Cl | 1,93 | Sm | 4,2·10–11 |
| K | 0,038 | Eu | 1,1·10–10 |
| Ca | 0,04 | Gd | 6·10–11 |
| Sc | 4·10–9 | Dy | 7,3·10–11 |
| Ti | 1·10–7 | Ho | 2,2·10–11 |
| V | 3·10–7 | Er | 6·10–11 |
| Cr | 2·10–9 | Fm | 1·10–11 |
| Mn | 2·10–7 | Yb | 5·10–11 |
| Fe | 1·10–6 | Lu | 1·10–11 |
| Co | 5·10–8 | W | 1·10–8 |
| Ni | 2·10–7 | Au | 4·10–10 |
| Cu | 3·10–7 | Hg | 3·10–9 |
| Zn | 1·10–6 | Tl | 1·10–9 |
| Ga | 3·10–9 | Pb | 3·10–9 |
| Ge | 6·10–9 | Bi | 2·10–8 |
| As | 1·10–7 | Ra | 1·10–14 |
| Se | 1·10–8 | Ac | 2·10–20 |
| Br | 6,6·10–3 | Th | 1·10–9 |
| Kr | 3·10–8 | Pa | 5·10–15 |
| Rb | 2·10–5 | U | 3·10–7 |
| Sr | 8·10–4 |
