В чем заключается суть процесса серпентинизации перидотитов океанической литосферы и каковы возможности этого процесса в обеспечении спрединга?

Считается, что для серпентинизации перидотитов необходимо выполнение трех условий: 1) наличие ультраосновных пород; 2) наличие гидротермальной циркуляции морской воды, проникающей
по системам трещин и пор до границы кора-мантия и 3) наличие благоприятных температурных условий (Т =300-500° С), при которых проходит реакция серпентинизации. Переход перидотита в серпентинит влечет за собой значительные изменения в физических свойствах пород (плотности, скорости сейсмических волн, прочности и т.д.). Так, если допустить, что мантийные ультрабазиты имеют плотность 3,3, а серпентиниты 2,55 г/см3, то можно оценить степень серпентинизации, которая в первом приближении линейно зависит от плотности. Скорости сейсмических волн также зависят от степени серпентинизации [202, 95].
Уменьшение плотности пород в нижних горизонтах коры и верхних горизонтах подкоровой мантии, вызванное частичной серпентинизацией перидотитов, может приводить к изостатическому всплыванию бортов рифтовой зоны на несколько сотен метров [255], которое будет сохраняться в рельефе фундамента и при дальнейшей эволюции палеоспредингового хребта. Объем перидотитов при их серпентинизации увеличивается на 15-20% [45] так, что при значительной инверсии плотности возможно выжимание серпентинитов по трещинам вплоть до поверхности дна, как в зонах трансформных разломов

Серпентинизация широко распространенный процесс постмагматического изменения бесполевошпатовых ультрамафитовых существенно оливиновых пород, заключающийся в гидратациибезводных силикатов магния и железа (оливина, ортопироксена) и образования вместо них минералов группы серпентина. Процессы серпентинизации происходят при температурах ниже 400 - 450оС и давлении воды 1-2 кбар. Серпентинизация может быть как автометаморфической (т.е. вызванной влиянием воды, заключенной в самой интрузии гипербазита), так и связанной с воздействием на ультрабазиты гидротерм более молодых (обычно гранитоидных) интрузий.

Спрединг (от англ. spread — растягивать, расширять) — геодинамический процесс растяжения, выражающийся в импульсивном и многократном раздвигании блоков литосферы океанической коры и в заполнении высвобождающегося пространства магмой, генерируемой в мантии, а также твердыми протрузиями мантийных перидотитов.

Процессы спрединга локализуются, главным образом, в пределах Срединно-океанических хребтов и формируют океаническую кору, поэтому в этих районах она относительно молодая. Термин «спрединг морского дна» впервые был предложен Р. Дитцем (англ.)русск. в 1961 году, а концепция спрединга морского дна была сформулирована Г. Хессом (англ.)русск. и развита в работах К. Ле Пишон (англ.)русск.а в 1960-х годах. Экспериментально подтверждена в 1964—1965 годах во время 36-го рейсаНИС «Витязь» к хребту Карлсберг и разлому Витязь в Индийском океане, под руководством Г. Удинцева.[1]

В чем заключается суть региональной тектоники малых плит применительно к неопротерозойско-палеозойскому этапу развития планеты?

О сновными действующими категориями плитной тектоники в преобразовании лика планеты являются литосферный и астеносферный слои Земли Проявления неопротерозойско-палеозой­ской плитной тектоники имела качественное отличие от сегодняшнего дня. Сущность плитной тектоники состоит в том что, океанические пространства могут оказаться «маломасштабными» только в том случае, если и сами континентальные литосферные блоки, вовлеченные в латерально направленные астеносферные течения и растаскиваю­щие усилия самих этих течений, будут несравнимо малыми по отношению к их сегодняшним аналогам. Данное условие, в свою очередь, может быть обеспечено, если главный и наиболее важный показатель этих слоев, а именно их толщина, будет намного меньше соответствующей толщины литосферы и астеносферы ме­зозой-кайнозойского времени. Признание направленного во време­ни увеличения толщины этих слоев равносильно признанию основ­ного положения гипотезы постепенно расширяющейся Земли. Главным является природа конвекционных течений в астеносфере и возможной зависимости мощности этих течений от толщины астеносферы, в которой эта конвекция протекает.

Поскольку принято считать, что основной движущей силой перемещаемых в пространстве и во времени континенталь­ных (да и океанических) литосферных блоков являются конвек­ционные течения в астеносфере, возможно природа этих течений поможет дать ответы на вопросы - почему же проявление плитной тектоники со временем неизмеримо возрастает, почему преобразование земной коры было подчинено законам плитной тектоники только в последние эпохи развития планеты, ограниченные 1 млрд. лет или какое качественное или количественное изменение могла претерпеть наша планета на пути своего долгого развития.

В астеносферном слое верхней мантии может протекать конвекционное течение ее вещества, и оно обеспечивает латеральную подвижность «мягко посаженных на нее» литосферных блоков на несколько тысяч километров.

Известно, что величины толщины астеносферы и литосферы сегодняшнего четвертич­ного периода кайнозойской эры заметно отличаются от толщин астеносферы и литосферы в неопротерозойско-палеозойскую эру.

Главно­е в аспекте рассматриваемого вопроса - в ранней истории планеты астеносферный слой Земли имел толщину несравнимо меньшую, чем сейчас. Этот вывод позволяет понять особенности исторической эволюции Земли как геологического объекта, поскольку толщина астеносферы, в которой протекает конвекционное течение, явля­ется, самым главным показателем.

История Земля есть история постепенного утолщения литосферы и астеносферы. В какую-то раннюю эпоху планеты толщина ее астеносферы была настолько мала, что она не смогла обеспечить конвекционное течение. Земля соответственно развивалась по какому-то другому механизму, отличному от механизма плитной тектоники. Заметим, что и тот механизм также «работал» в направлении утолщения литосферы и астеносферы, иначе никогда не наступила бы «эра господст­ва» конвекционных течений, а значит никогда не вступили бы в силу положения плитной тектоники. «Работа» же плитной тектоники началась в тот период, когда тол­щина астеносферы смогла обеспечить рождение первых конвек­ционных течений (число Рэлея достигло критического значения, равного примерно тысяче), «растаскивающих» литосферные блоки в горизонтальном направлений. Этот период действительно могла соответствовать началу неопротеро­зоя (позднего рифея). Как бы то ни было, проявление плитной тектоники этих начальных периодов не идет ни в какое сравнение с ее сегодняшним проявлением: вовлекались в движение небольшие блоки литосферы и масштабы этих движений, вероятно, были ограниченными. Вот почему в сравнительно раннюю (неопротерозойско-палеозойскую) эру развития Земли проявления плит­ной тектоники имели региональное значение, тогда как в мезозой-кайнозойское время они носят глобальный характер.