Континентальная кора

Континентальная кора — это верхняя твёрдая оболочка Земли (земная кора), слагающая материки и их подводные окраины (шельфы, континентальные склоны), и отличающаяся от океанической коры большей мощностью, меньшей плотностью и более сложным, преимущественно гранитно-метаморфическим составом. Вместе с мантией под ней континентальная кора образует литосферные плиты континентального типа.

Строение и состав

Континентальная кора имеет трёхслойное строение, которое принципиально отличается от двухслойной океанической коры. Средняя мощность континентальной коры составляет около 35–40 км, под горными системами (например, Гималаи, Анды) она может достигать 70–75 км, а под равнинами — 25–30 км.

Верхний (осадочный) слой

Сложен преимущественно осадочными горными породами — глинами, песками, песчаниками, известняками, а также вулканическими отложениями. Мощность этого слоя варьируется от нуля (на щитах древних платформ) до 10–15 км в краевых прогибах и синеклизах. Плотность пород — 2,2–2,5 г/см³. Скорость продольных сейсмических волн (Vp) — 2,0–5,0 км/с.

Средний («гранитный») слой

Название условно, так как этот слой не состоит исключительно из гранита. В его состав входят гранитоиды, гнейсы, кристаллические сланцы, диориты и другие метаморфические и магматические породы кислого и среднего состава (содержание кремнезема SiO₂ — 60–75 %). Плотность — 2,5–2,7 г/см³. Скорость продольных волн — 5,5–6,5 км/с. Мощность слоя — 10–25 км. Этот слой отсутствует в океанической коре, что является ключевым отличием.

Нижний («базальтовый») слой

Сложен породами основного состава — габбро, базальтами, амфиболитами, гранулитами. Плотность — 2,7–3,3 г/см³. Скорость продольных волн — 6,5–7,5 км/с. Мощность — 10–30 км. Граница между «гранитным» и «базальтовым» слоями (раздел Конрада) не всегда чётко выражена и может быть не непрерывной.

Граница Мохоровичича

Нижняя граница континентальной коры — раздел Мохоровичича (Мохо, или сейсмический раздел М), где скорость продольных волн скачкообразно возрастает до 8,0–8,2 км/с, что соответствует переходу к породам верхней мантии (перидотитам, дунитам). Глубина залегания Мохо под континентами составляет 25–75 км.

Химический состав

По среднему химическому составу континентальная кора значительно отличается от океанической. В ней преобладают кремний (Si) и алюминий (Al), что отражено в старом названии «сиаль» (Si + Al). Основные оксиды (по массе):

• SiO₂ — 60–65 %
• Al₂O₃ — 15–18 %
• CaO — 5–7 %
• MgO — 3–4 %
• Na₂O — 2–3 %
• K₂O — 2–3 %
• FeO + Fe₂O₃ — 5–7 %

Содержание радиоактивных элементов (уран, торий, калий-40) в континентальной коре в 10–20 раз выше, чем в океанической, что обусловливает значительный тепловой поток из недр континентов.

Формирование и эволюция

Континентальная кора — древнейшая из земных оболочек, её возраст достигает 4,0–4,4 млрд лет (древнейшие цирконы из Австралии). Процесс её образования (континентальный рост) продолжается до сих пор.

Архейский этап (4,0–2,5 млрд лет назад)

В архее формировались первичные ядра континентов — протоконтиненты. Основным механизмом был частичный плавление мантийного вещества с образованием тоналит-трондьемит-гранодиоритовых (ТТГ) ассоциаций — пород, близких по составу к гранитам, но образовавшихся при высокой степени плавления базальтов. Эти породы слагают древнейшие гранит-зеленокаменные пояса.

Протерозойский этап (2,5–0,54 млрд лет назад)

В протерозое начались процессы тектоники плит, сходные с современными. Происходило столкновение микроконтинентов, их аккреция (присоединение) к краям растущих материков. Сформировались первые суперконтиненты — Кенорленд, Родиния. В этот период образовались мощные осадочные бассейны и складчатые пояса.

Фанерозойский этап (0,54 млрд лет назад — настоящее время)

Современная континентальная кора продолжает формироваться в зонах субдукции (где океаническая плита погружается под континентальную), в зонах коллизии (столкновения континентов) и в зонах спрединга (разрастания океанического дна). Основные процессы:

• Островодужный магматизм: в зонах субдукции образуются вулканические дуги (Курильская, Японская, Алеутская), сложенные андезитами, базальтами и дацитами.
• Континентальная коллизия: при столкновении двух континентов (например, Индостанской и Евразийской плит) происходит утолщение коры, образование горных хребтов (Гималаи) и гранитообразование.
• Аккреция террейнов: к краю континента причленяются фрагменты океанической коры, островных дуг, микроконтинентов (например, в Кордильерах Северной Америки).

Типы континентальной коры

По тектоническому режиму и возрасту выделяют два основных типа:

Древние платформы

Области с докембрийским фундаментом (возраст более 540 млн лет). Фундамент сложен метаморфическими и магматическими породами, перекрыт чехлом осадочных пород. Примеры: Восточно-Европейская (Русская) платформа, Сибирская платформа, Индостанская платформа. Мощность коры — 30–40 км.

Молодые платформы (плиты)

Области с палеозойским или мезозойским фундаментом, перекрытым осадочным чехлом. Примеры: Западно-Сибирская плита, Скифская плита, Туранская плита. Мощность коры — 25–35 км.

Складчатые пояса

Области активного горообразования (орогены) — Гималаи, Альпы, Анды, Кавказ. Мощность коры — 50–75 км. Характерны высокая сейсмичность, интенсивный магматизм, метаморфизм.

Континентальные рифты

Зоны растяжения континентальной коры — Восточно-Африканская рифтовая система, Байкальский рифт. Кора здесь утонена (до 20–25 км), наблюдаются вулканизм, землетрясения, образование грабенов.

Отличия от океанической коры

Геофизические характеристики

• Сейсмические скорости: в «гранитном» слое Vp = 5,5–6,5 км/с, в «базальтовом» — 6,5–7,5 км/с.
• Плотность: средняя 2,7 г/см³, что на 10–15 % меньше плотности мантии (3,3 г/см³).
• Магнитное поле: континентальная кора создаёт региональные магнитные аномалии за счёт содержания ферромагнитных минералов (магнетита) в породах фундамента.
• Электропроводность: в нижней части коры (на глубинах 20–30 км) нередко выделяются зоны повышенной электропроводности, связанные с флюидами или частичным плавлением.

Значение для человечества

Континентальная кора — среда обитания и основной источник минеральных ресурсов. В её пределах сосредоточены:

• Месторождения металлических полезных ископаемых (железо, медь, золото, уран, редкоземельные элементы).
• Залежи углеводородов (нефть, природный газ) в осадочных бассейнах.
• Месторождения строительных материалов (гранит, мрамор, известняк).
• Подземные воды (пресные и минеральные).

Кроме того, континентальная кора — основа для размещения инфраструктуры, сельского хозяйства и населённых пунктов.

Источники

1. Хаин В. Е., Ломизе М. Г. Геотектоника с основами геодинамики. — М.: Изд-во МГУ, 2005.
2. Короновский Н. В., Ясаманов Н. А. Геология. — М.: Академия, 2011.
3. Taylor S. R., McLennan S. M. The Continental Crust: Its Composition and Evolution. — Blackwell, 1985.
4. Rudnick R. L., Gao S. Composition of the Continental Crust // Treatise on Geochemistry. — Elsevier, 2003. — Vol. 3. — P. 1–64.
5. Артюшков Е. В. Физическая тектоника. — М.: Наука, 1993.