Земная кора является верхней твердой оболочкой Земли. Её развитие протекает во взаимодействии с подстилающей мантийной оболочкой, гидросферой, атмосферой и биосферой. Мантийная оболочка включает верхнюю, среднюю и нижнюю мантию. Земная кора и верхняя мантия образуют литосферу, нижней границей которой является кровля астеносферного слоя. В целом литосфера состоит из 20-ти перемещающихся по астеносферному слою жестких плит мощностью от 50-60 км до 200-300 км, семь из которых относятся к мегаплитам. Это Евроазиатская, Северо- и Южно-Американская, Африканская, тихоокеанская, Индо-Австралийская и Антарктическая. Границы плит фиксируются сейсмофокальными зонами по гипоцентрам землетрясений.
Земная кора характеризуется неоднородным строением по латерали и на глубину. По латерали выделяется три типа коры: континентальный, океанический и переходный между ними. Континентальная кора имеет мощность от 20 км до 70-80 км и состоит из трех слоев: осадочного, гранитно-метаморфического и ''базальтового''.
Границы между внутренними сферическими поверхностями фиксируются по изменению скорости распространения продольных сейсмических волн (Vp). Так нижняя граница земной коры определяется поверхностью Мохо, где происходит повышение Vp от 6,8 км/с в ''базальтовом слое'' до 8,2 км/с в верхней мантии.
Океаническая кора представлена ''базальтовым'' слоем мощностью от 5-15 км и осадочным мощностью около1 км.
Переходный тип земной коры характеризуется промежуточным строением, когда перемежаются блоки с субконтинентальной и субокеанической корой.
Ядрами континентов являются платформы и щиты, океанов - абис-сальные впадины. Эти геоструктуры характеризуются относительно стабильными геодинамическими обстановками, нарушаемыми внутриплитной тектоно-магматической активизацией, над ареалами конвективных потоков, так называемых "горячих точек", или "горячих пятен".
Мобильные геодинамические обстановки возникали на границах и в краевых частях континентальных и океанических плит. При столкновении плит формировались конвергентные деструктивные их границы. С раздвижением плит связаны дивергентные аккреционные границы.
Основными геодинамическими обстановками, возникающими на конвергентных границах плит, являются субдукционные и коллизионные. На дивергентных границах плит континентов и зон перехода проявлены обстановки их пассивных окраин, формирования рифтов, авлакогенов и ложе спрединговых окраинных морей; в океанах - срединно-океанических хребтов различных скоростей спрединга. В период консолидации суперконтинентов преобладали субдукционные и коллизионные обстановки.
С процессами субдукции связано формирование на континентах и в зонах перехода окраинно-континентальных вулканических поясов, островных дуг типа микроконтинентов, а в океанах - энсиматических островных дуг с корой океанического или субокеанического типа.
Коллизионные обстановки на континентах и в переходных к океану зонах детерминированы процессами столкновения континентов либо между собой, либо с островными дугами. Они проявлены орогенами гималайского и кавказского типов и обдукционными офиолитовыми поясами. Кроме того, коллизионные обстановки фиксируются в океанических и окраинных морских бассейнах образованием покровно чешуйчатых надвиговых пластин в результате обдукции при скучивании офиолитов и перекрывающих их осадков.
Поперечное положение по отношению к указанным мобильным геоструктурам занимают зоны скольжения плит вдоль трансформных (сдвиговых) разломов. При этом могли создаваться обстановки фор-мирования рифтов и зон субдукций, а также относительно коротких зон спрединга типа пул-апарт.
Реювенация континентальных плит. Формирование первичной континентальной коры, начавшееся в катархее, продолжалось в последующие геологические эпохи. Однако более 80 % существующей континентальной коры было сформировано в течение раннего докембрия (до 1,65 млрд. лет). Начиная с момента образования Моногеи, происходила неоднократная реювенация первичной коры. Согласно Д.В. Рундквисту и М.В. Минцу (1995), реювенация в геодинамической эволюции - это "совокупность региональных процессов омоложения ранее сформированной континентальной коры с новыми проявлениями магматизма, метаморфизма и рудообразования". В процессе реювенации может происходить как регенерация ранее возникших месторождений, так и образование новых - других генотипов.
Главные эпохи реювенации в разновозрастных структурах земной коры синхронны с образованием: в кеноранскую эпоху на суперкон-тиненте Моногее - гранулито-зеленокаменных зон и гранит-зеленокаменных областей; в последующие эпохи – коллизионных складчатых поясов, которые формировались в Мегагее, Мезогее, Гондване - Лавразии и Пангее соответственно в гренвильской, байкальской, каледоно-герцинской и киммерийско-альпийской эпохах реювенации.
Общий химический состав Земли отражается периодической системой элементов Д.И. Менделеева. В их размещении отмечается избирательность и неравномерность. Предположительно ядро Земли состоит в основном из железа и никеля в соотношении 10:1, что соответствует составу железистых метеоритов. Химический состав мантии идентифицируется с составом каменных метеоритов и мафит-ультрамафитовых пород.
Земная кора характеризуется присутствием полного перечня химических элементов и высокой дискретностью протекающих в коре геологических процессов.
Основными составляющими земной коры элементами являются (по массе в вес. %): кислород 47; кремний 29,5; алюминий 8,05; железо 4,65; кальций 2,96; натрий 2,5; калий 2,5; магний 1,87. Большинство из них занимают места в начале периодической таблицы.
Гидросфера включает воды (млн. м3): океанические и морские (1370), коровые (110), озер, рек и болот (2), а также ледники (21).
Земная атмосфера состоит из азота (75,5 %), кислорода (23 %), CO2 – около 0,05 %, аргона (1,28 %) и других инертных газов. Кроме того, в атмосфере неравномерно распространены пары воды, различные газы, пыль и аэрозоли.
Из большого разнообразия химических элементов биосферы, входящих в состав органических веществ, приоритетными являются O, H, C, N, Ca, Na, K, Mg, Fe, Cl.
Большая часть химических элементов в земной коре находятся в рассеянном состоянии. По данным Н.И. Софронова, учтенные запасы, то есть промышленные концентрации, важнейших металлов в месторождениях составляют незначительную долю от их общей величины в рассеянном состоянии (табл. 1).
Между средними весовыми содержаниями элементов Ск % (кларками) земной коры и геологическими запасами (Qт) этих элементов существует прямая корреляционная зависимость (рис. 5).
Таблица 1.
| Геохимические запасы важнейших металлов в континентальной коре до глубины 1 км. По Н.И. Сафронову. | |||
| Металл | В рассеянном состоянии, т | В месторождениях, т | Доля запасов в место-рождениях, % |
| Железо Медь Свинец Цинк Никель Кобальт Олово Вольфрам Молибден Ртуть Золото | 2,1·1016 4,2·1013 6,7·1012 2,1·1013 3,3·1013 1,2·1013 1,7·1013 4,2·1011 1,2·1012 2,9·1010 2,1·109 | 4,3·1012 1,82·1010 1,02·1010 1,16·1010 6,0·108 5,25·107 5,0·108 1,0·108 1,0·108 3,7·107 3,15·106 | 2,1·10 -2 4,3·10 -2 1,5·10 -1 5,5·10 -2 1,8·10 –3 4,4·10 -4 3,0·10 -3 2,4·10 -2 8,0·10 -3 1,3·10 -1 1,5·10 -1 |
| П р и м е ч а н и е: Кларки по А.П. Виноградову (1959), плотность пород 2,79 |