Большая Советская Энциклопедия (ОК) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 4

4

  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