Стратисфера

Стратисфе́ра (от лат. stratum – настил, слой и греч. σφαίρα – шар, мяч; aнгл. stratisphere), совокупность осадочных горных пород, возникших за всю геологическую историю Земли, сохранившихся от денудации и не перешедших в состояние метаморфических горных пород [по Л. В. Пустовалову (Пустовалов. 1940^[1])]. Термин введён В. И. Вернадским (Вернадский. 1932^[2]).

Стратисфера является смежной оболочкой с зоной осадкообразования Земли; в ней протекают основные процессы породообразования. Верхняя граница стратисферы соответствует уровню стояния грунтовых вод. Глубина просачивания поверхностных вод в горах может достигать 1,5 км; на выровненных участках составляет несколько метров; в заболоченной местности – нулевая. Нижняя граница стратисферы определяется глубиной окончательного перехода осадочных пород в метаморфические образования. Предельные термобарические условия для существования осадочных пород: температура 374 °С, давление 3–4 кбар. Подобные параметры, учитывая литостатический и геотермический градиенты при фоновом погружении, достигаются на глубинах около 15–25 км.

Стратисфера – прерывистая оболочка Земли, выклинивающаяся в пределах кристаллических щитов и на других участках выходов метаморфических и/или магматических комплексов. Её мощность на платформах изменяется от сотен метров до нескольких километров (обычно 5–6 км, реже более); в складчатых областях достигает 20–30 км.

Согласно подсчётам Л. В. Пустовалова, общий объём стратисферы на суше составляет 186 млн км³ , что соответствует 0,02 % объёма земного шара. В пределах современных континентов, общая площадь которых 149 млн км² , выходы осадочных пород занимают 119 млн км² , что соответствует 80 % площади суши (Ронов, 1993). В среднем плотность пород стратисферы (около 2,5 г/см³ ) близка к значению плотности литосферы (2,7 г/см³ ). В составе данной оболочки преобладают глинистые породы (примерно 50–60 %), карбонатные породы (примерно 20–22 %) и обломочные образования (примерно 20 %). Доля остальных осадочных пород менее 2–3 %; среди них наиболее распространены кремнистые породы и эвапориты.

Стратисфера может разрушаться сверху в результате денудации и гипергенеза (формирования кор выветривания) и преобразовываться снизу за счёт действия метаморфизма. В отличие от зоны осадкообразования стратисфера во многом является закрытой системой. В ней запечатлена совокупность большого числа бассейнов породообразования – разнотипных впадин, заполненных осадочными толщами. Сохраняя в себе следы древних зон осадкообразования, стратисфера эволюционирует, меняя состав и строение в результате фоновых и наложенных литогенетических процессов, свойственных для диа-, ката- и метагенеза. Изменения происходят под воздействием температуры, давления, при участии подземных вод. Геотермический градиент в зависимости от ряда факторов (плотности теплового потока, наличия внедрений интрузий и др.) может колебаться от 0,5 до 20 °С/км. Приращение температуры на 100 м глубины в среднем около 3 °С. На преобразование пород оказывает влияние как литостатическое давление, обусловленное нагрузкой вышележащих толщ, так и стрессовые напряжения, возникающие при тектонических деформациях. Литостатическое давление возрастает с глубиной на 275 атм через 1 км. Подземные воды характеризуются зональным распространением. До глубины примерно 200–700 м (реже – до 1–2 км) в верхней части стратисферы выделяется зона свободной циркуляции вод с поверхностным инфильтрационным питанием. В нижней части осадочной оболочки Земли развитие флюидных систем (элизионных вод, нефтегазоносных флюидов и глубинных рассолов) связано с дегидратацией уплотняющихся осадочных пород, а также удалением физически и химически связанных вод.