Rheological model of Earth’s crust (model of third generation)

Abstract

Вступление. Приводится обоснование реологической модели земной коры с барьерной зоной между верхней и средней ее частью, непроницаемой для флюидов, что коренным образом меняет современные представления о строении верхней части литосферы. Дается критический обобщающий обзор исследований реологии земной коры и предлагавшихся ранее разными авторами моделей строения континентальной земной коры и геологической природы геофизической границы К1. Методы. Исследуется обводненность средней коры и нижележащих зон. Данные электромагнитных глубинных зондирований указывают на то, что в средней и нижней коре и, видимо, в верхней мантии содержание свободной воды составляет по объему около 1%. Следовательно, существует какая-то преграда, не позволяющая всей воде быть выжатой вверх, в область верхней коры, где открытое трещинно-поровое пространство заполнено водой под гидростатическим давлением. Итак, в земной коре материков существует ясно выраженная гидродинамическая зональность. Эта всеобщая зональность земной коры материков теперь подтверждена геофизикой и сверхглубоким бурением, что недостаточно осознано еще большей частью геологов и геофизиков. Обсуждение. В верхней коре, по мере углубления, породы постепенно становятся прочнее и прочнее, так как эффективное давление растет и сжимает их все сильнее. Геофизические исследования отмечают это ростом скорости распространения сейсмических волн и уменьшением электропроводности. Ниже горизонта закрытия пор и трещин (ниже барьера) картина резко меняется. Эффективное давление падает, и породы полностью теряют упрочнение, становясь даже менее прочными, чем на дневной поверхности. Следовательно, ниже самых прочных низов верхней коры под плотной непроницаемой зоной располагается этаж чрезвычайно ослабленных водосодержащих пород. Земная кора оказывается резко расслоенной на этажи (зоны) не только по обводненности, но еще более контрастно – по реологическим (прочностным) свойствам. При любых, даже незначительных, механических движениях и деформациях на границе прочного и слабого этажей, неизбежно возникает срыв и подвижки. Выводы. Рассматривается значение предложенной модели строения земной коры для тектоники, петрологии, рудообразования, гидрогеологии, нефтяной геологии, сейсмичности, а также для захоронений радиоактивных и других отходов.