Методы оценки состава коры

Из-за большого разнообразия типов пород и различий в их геологическом положении надежную оценку состава континентальной коры получить трудно. Несмотря на большее единообразие океанической коры по сравнению с континентальной, в связи с плохой изученностью глубоких слоев океанической коры оценка ее состава также содержит значительные погрешности.

Для получения среднего состава континентальной коры были использованы методические подходы:

1 – вычисление среднего состава по имеющимся в наличии анализам пород;

2 – вычисление средневзвешенного состава с учетом распространенности пород;

3 – косвенная оценка, например, определение соотношения основных и кислых пород по наблюдаемому среднему составу осадков (или некоторого типа осадков), образовавшихся из этих пород при выветривании.

Впервые метод 1 был использован Кларком, а затем Кларком и Вашингтоном для определения состава КК при ограниченном объеме имеющейся информации. Несмотря на то, что против такого подхода существует множество возражений, полученная ими оценка имеет много сходства с величинами, рассчитанными более сложными методами. Кларк впервые занялся этой проблемой в 1889 г. и посвятил ей около 40 лет. Он предполагал, что ЗК до глубины 16 км состоит из 95% изверженных пород и 5% осадочных, образовавшихся из первых. Им было использовано около 6000 наиболее достоверных химических анализов изверженных пород, в предположении, что число анализов пропорционально распространенности пород. В последней сводке 1924 г. приводятся данные по 50 элементам. Отдавая дань памяти самоотверженному труду ученого, А.Е. Ферсманом было предложено называть средние содержания элементов в ЗК, некоторой ее части или отдельных типах пород кларками элементов.

Ноддаки для определения среднего содержания элементов в ЗК применили оригинальный прием; они приготовили смесь из 110 наиболее распространенных изверженных пород из различных участков Земли и проанализировали ее, сильно сэкономив время и труд.

Метод 2 хотя более точен, чем 1, поскольку учитывает распространенность пород, но страдает от недостатка знаний о природе глубоких слоев. Чтобы преодолеть этот недостаток, Пикайзером и Робинсоном были использованы сейсмические данные для определения распространения мафических и кислых пород на глубине для территории США. Ими были выделены верхний слой, сопоставимый с породами кислого состава, и нижний “мафический”, что позволило на базе геохимических данных вычислить состав КК.

Метод 3 по сути впервые был использован Гольшмидтом. Он полагал, что состав ледниковых глин отражает состав коры той области, где они образовались, так как ледниковая эрозия преимущественно механический процесс. Средние значения, вычисленные по многим анализам ледниковых глин Норвегии, оказались близки к оценкам Кларка и Вашингтона.

Если есть заметная разница между распространенностью микроэлементов в гранитах и базальтах, можно рассчитать пропорцию этих типов пород, принявших участие в образовании осадков, при условии что эти элементы не мобилизуются при выветривании. Для такого подсчета Тейлор использовал РЗЭ и показал, что смесь основных и кислых магматических пород в соотношении 1:1, даст такое же распределение РЗЭ, что и в среднем осадке. Эта смесь магматических пород может следовательно отражать состав средней континентальной коры. Возможно, такое соотношение не является идеальным, но по мере увеличения данных по микроэлементам подобный подход стал более перспективным и получил дальнейшее развитие в работах Тейлора и МакЛеннана.

В нашей стране подобные работы проводились А.Б. Роновым и А.А. Ярошевским.