Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Внутреннее строение Земли

Как и все другие планеты земной группы, Земля имеет слоистое внутреннее строение. Основными элементами строения Земли являются металлическое ядро и твердые силикатные оболочки (мантия и кора).

Земная кора – это верхняя твердая часть Земли. Толщина Земной коры варьируется в зависимости от места расположения тех или иных территорий. Так толщина коры океанического дна становит всего лишь 6 км, в то время как континентальная кора достигает 40-50 км.

Континентальная кора состоит из трех слоев: гранитного, базальтового и осадочного чехла. Осадочный чехол в океанической коре примитивный, порой отсутствует полностью.

Мантия – это силикатная оболочка планеты, которая состоит преимущественно из силикатов кальция, железа и магния. Мантия занимает огромный объем глубины, ее толщина становит 2500 км.

Мантия составляет около 80% объема нашей планеты, и 68% ее общей массы. Центральной и самой глубокой частью Земли является ядро. Ядро – это геосфера, которая расположена под мантией, предположительно состоящая из сплава железа и никеля.

Глубина залегания ядра равна приблизительно 3000 км. Средний радиус ядра – 3 тыс. км2. Ядро состоит из внешнего и внутреннего слоя. Центр земного ядра имеет очень высокую температуру – она достигает 5000°С.

4.Тепловой режим земли.

Температура Земли на поверхности зависит от тепла, получаемого от Солнца, и притока внутреннего тепла. Солнце обеспечивает температурный режим поверхности Земли на 99,5% и лишь 0,5% приходятся на внутренние источники.

Температура внутренних частей Земли не зависит от энергии Солнца, и с глубиной она возрастает. Глубина положения пояса постоянных температур в различных районах Земли колеблется от первых метров до 20-30 м, а глубже распределение температур довольно сложное и в каждом регионе отличается. Мерой повышения температуры с глубиной является геотермическая ступень, т.е. расстояние по вертикали, на которой температура повышается на 1°С, а нарастание температуры в градусах Цельсия на единицу глубины называется геотермическим градиентом. Наибольший геотермический градиент, равный 150°С на 1 км, зарегистрирован в штате Орегон (США), геотермическая ступень здесь равна 167 м. Наименьший градиент, равный 6°С на 1 км, отмечен в Южной Африке (геотермическая ступень равна 167 м). В среднем для верхних слоев Земли температура увеличивается на 1°С через каждые 32 м. Данные бурения глубоких скважин показали, что теоретические расчеты не всегда совпадают с практическими замерами. Так, в скважине на Кольском полуострове на глубине 12 км предполагали температуру 150°С, а она оказалась 220°С. В скважине, пробуренной в Северном Прикаспии на глубине 3000 м, вместо 150°С встретили температуру 108°С. Для верхних 100 км найдены геотермы, основанные на предположении, что температура на глубине 100 км близка к 1000°С, но не выше 1300-1500°С. По этой геотерме температуру можно с долей условности определить на любой искомой глубине от поверхности Земли до 100 км. О температуре более глубоких зон Земли можно судить по температуре лав, извергаемых вулканами, достигающей 1250°С (вулкан Ключевской), 1200°С (гавайский вулкан Килауэа) и 1300°С (вулкан Этна). Несмотря на дискуссионность вопроса о распределении температур в мантии и ядре, предполагается, что температура с глубиной продолжает нарастать, но при этом геотермический градиент снижается и возрастает размер геотермической ступени. Высказывается мнение, что температура в ядре Земли находится в пределах 4000-5000°С.

Выделяют несколько источников тепловой энергии Земли. Главные – это радиогенное тепло, химико-плотностная дифференциация вещества Земли и приливное трение. Важным источником тепла является энергия распада радиоактивных элементов: 238U, 235U, 232Тh, 40К, 87Rb. Вторым источником тепла выступает процесс химико-плотностной дифференциации вещества геосфер Земли. В результате этой дифференциации тяжелые химические элементы и соединения перетекают в ядро, а легкие всплывают в мантию, литосферу и дегазируют в гидросферу и атмосферу. При этом происходит высвобождение некоторого количества тепловой энергии. Малое количество тепла проявляется в процессе замедления вращения Земли из-за приливного взаимодействия с Луной и, вероятно, с Солнцем – приливное трение.

Суммарный тепловой поток, проходящий через поверхность Земли, равен (4,2 – 4,5) · 1020 эрг/с. Значительная часть теплового потока теряется в окружающем космическом пространстве через континенты и океаны. Через континенты теряется приблизительно 1,2 · 1020 эрг/с, а через океанское дно 3,1 · 1020 эрг/с.

5.Основы исторической геологии. Абсолютный и относительный возраст горных пород.

Историческая геология - наука о закономерностях развития земной коры - оперирует рядом историко-геологических методов. Важнейшей задачей исторической геологии является установление относительного и абсолютного возраста отложений. Основой реконструкции физико-географических и тектонических обстановок геологического прошлого служит метод актуализма.

В истории развития Земли и земной коры выделяются несколько крупных этапов, не равных по своему значению: 1 - этап аккреции вещества газопылевой туманности; 2 - догеологический этап; 3 - докембрийский (4,0-3,5 - 1 млрд. лет назад); в фанерозое выделяются: 4 - раннепалеозойский (каледонский); 5 - позднепалеозойский (герцинский); 6 - мезозойский (киммерийский) и 7 - мезозойско-кайнозойский (альпийский) этапы, которые начинались и заканчивались в различных районах Земли неодновременно. Начало этапов характеризовалось раскрытием бассейнов с корой океанского типа, а конец - сближением литосферных плит и формированием горно-складчатых поясов.

Различают абсолютный и относительный возраст горных работ.

Абсолютный возраст выражается в годах, т.е. определяется, сколько лет прошло с момента образования породы. Для этой цели применяют радиоактивные методы (уран-свинцовый метод), основанные на использовании процессов радиоактивных превращений, которые имеют место в некоторых химических элементах (уран, калий, рубидий и др.), входящих в состав пород. С помощью одних элементов устанавливают возраст в миллионах лет, другие дают возможность определять более короткие отрезки времени. Так, например, зная какое количество свинца образуется из 1 гр. Урана в год, определяя их совместное содержание в данном минерале, можно вычислить абсолютный возраст минерала и той горной породы, в которой он находится. Этот метод позволяет определять возраст более древних горных пород в миллионах лет. Таблица №2

По углероду С14, период полураспада которого равен 5568 можно устанавливать возраст более молодых образований. Абсолютные значения возраста горных пород приведены в геохронологической шкале.

Б) Относительный возраст позволяет определять, какие породы древнее, какие моложе, учитывая их последовательность залегания. Для определения относительного возраста используют два метода: 1. стратиграфический и 2. палеонтологический.

6.Геологическая хронология

На основе определения относительного, а позже и абсолютного возраста горных пород, изучение последовательности отложений отдельных пластов осадочных пород и тождества найденных в них остатков руководящих организмов, вся история Земли была поделена на отдельные геологические этапы развития. Самый крупный из них - мегациклах, далее последовательно идут эра, период, эпоха, возраст и другие.

Названия периодов в большинстве заимствованы от названия местности, где впервые были обнаружены горные породы этого возраста, или от названия древних племен, которые жили в этой местности. Так, кембрийский период получил название от древней названия полуострова Уэльса (Камбрия), ордовика - название древнего племени, обитавшего в Англии, силуре - название племени, которое жило в Уэльсе, девон - от графства Девоншир в Англии, пермский - от Пермского царства в России. Каменноугольный (карбон) и меловой получили название за мощными отложениями соответствии каменного угля и писчего мела. Четвертичный период получил свое название от старого деления истории Земли на четыре периода: первичный (палеозой), вторичный (мезозой), третичный (палеоген и неоген) и четвертичный.

ногда четвертичный период называют еще антропогенным (греч. "антропос" - человек), благодаря появлению человека в начале этого периода.

Периоды (системы) в свою очередь разделяются на две или три эпохи (отделы), называют, как и периоды, с добавлением слов: ранняя (нижний), средняя (средний), поздняя (верхний) и в геологическом индексе обозначает цифрами: С1, С2 (нижний и средний карбон).

Нумерация осуществляется снизу вверх в направлении развития.

Анализ геохронологической шкалы показывает, что 83,7% всего возраста Земли приходится на криптозой (2930 млн. лет). В это время Земля представляла собой почти безводную каменную пустыню с примитивными организмами, возникших в конце архея. Обращает на себя внимание и неодинаковость абсолютной продолжительности геологических этапов. Чем ближе к современности, тем они становятся короче. Объясняется это тем, что распределение геологической истории Земли по этапам осуществлялся присутствием остатков ведущих организмов, свидетельствуют об ускоренном развитии органической жизни на Земле. Второй большой отрезок времени приходится, на планетарную эпоху Земли - 1,1 - 1,5 млрд. лет. Этот этап развития Земли очень слабо изучен.

7. Стратиграфический и палеонтологический методы определения возраста горных пород.

1) Первый метод применяют для толщ с ненарушенным горизонтальным залеганием слоёв. При этом считают, что нижележащие слои горных пород являются более древними, чем вышележащие (рис.3). Самым молодым является слой 3 и самым древним является слой 1. Этот метод не применим при залегании слоёв в виде складок (рис.4).

2) Палеонтологический метод позволяет определять возраст осадочных пород по отношению друг к другу независимо от характера залегания слоёв и сопоставлять возраст пород, залегающих на различных участках. В основу метода положена история развития органической жизни на Земле. Животные и растительные организмы развивались постепенно, последовательно. Остатки вымерших организмов захоронялись в тех осадках, которые накапливались в тот отрезок времени, когда они жили, зная последовательность и период жизни вымерших организмов, по их останкам можно определить возраст слоёв осадочных пород. В результате изучения строения земной коры и истории развития жизни появилась возможность разделить всю геологическую историю на ряд отрезков времени и составить по данным абсолютного и относительного возраста шкалу геологического времени – геологическую шкалу (табл.2).

8. Минералы и их происхождение.

Минерал – природное вещество, состоящее из одного элемента или из закономерного сочетания элементов, образующееся в результате природных процессов, протекающих в глуби земной коры или на поверхности. Каждый минерал имеет определенное строение и обладает присущими ему физическими и химическими характеристиками. В настоящее время известно более 2 500 минералов (не считая разновидностей). Наука, изучающая минералы, называется минералогией.

По происхождению минералы делятся на типы, которые объединяются в две группы: эндогенные – возникают в глуби земной коры благодаря процессам магматизма и метаморфизма, а также экзогенные – образующиеся в верхней части земной коры в результате выветривания и осаждения из водных растворов. Последовательность формирования минералов от эндогенных до экзогенных можно представить следующим образом.

1. Магматический тип минералообразования имеет место в пределах магматического очага, возникающего в глуби земной коры. По мере остывания и гравитационного разделения магмы, из нее последовательно кристаллизуются вначале тугоплавкие, а затем все более легкоплавкие минералы. Соответственно, первыми возникают тяжелые зелено-черные минералы: оливин, авгит, лабрадор; затем более легкие: роговая обманка, слюды, ортоклазы, а в завершение – самый легкий низкотемпературный кварц. Такая последовательность получила название реакционного ряда Боуэна (по имени канадского ученого).

2. Пегматитовый тип проявляется на последних стадиях остывания магмы, при температурах 500 – 700° С, когда в расплавленном виде остаются лишь самые легкие фракции, обогащенные кислотами и щелочами и насыщенные газами. В этих условиях формируются своеобразные породы – пегматиты, сложенные крупными и гигантскими кристаллами кварца, ортоклаза, слюд. На данной стадии возникают многие драгоценные камни, рудные и радиоактивные минералы.

3. Пневматолитовый тип заключается в кристаллизации перенасыщенного газами вещества магмы, поднимающегося по трещинам земной коры. Из летучих соединений формируются руды висмута, вольфрама, молибдена, мышьяка и др. Когда температура понижается до 500° С, пневматолитовый тип начинает сопровождаться гидротермальными процессами, ведущими к накоплению рудообразующих минералов: галенита, сфалерита, киновари, халькопирита, пирита, золота, а также кальцита и др.

4. Гидротермальный тип начинается при охлаждении газов и растворов до 375° С, что обуславливает образование как самородных минералов, так и хлоридных, сульфатных и других соединений: серы, галита, сильвина и др.

5. Гипергенный тип минералообразования проявляется на земной поверхности в воздушной или водной среде, или на небольших глубинах в земной коре. Здесь неустойчивые ко внешним воздействиям минералы разрушаются и переходят в устойчивые соединения. Основополагающее значение принадлежит процессам выветривания, осаждения веществ из водных растворов, деятельности подземных вод. Характерными минералами являются каолин, монтмориллонит, галит, сильвин, малахит, лимонит, боксит и др.

6. Метаморфический тип обусловлен воздействием на горные породы высоких температур, давления, а также магматических газов и растворов. При этом возникает обширный перечень минералов, как хлорит, тальк, графит, магнетит и др.

Процессы минералообразования могут сопровождаться метасоматозом – замещением одних минералов другими при изменении физико-химических условий. Например, переходом пирита (FeS2) в лимонит (Fe2O3 x nH 2O) в результате окисления. Кроме того, возможно образование одного и того же минерала в разных условиях. Наконец, каждому типу минералообразования характерны свои, строго закономерные сочетания минералов, что ведет к образованию минералов-спутников. Такое явление получило название парагенезиса. Практическое значение парагенезиса заключается в том, что на основании обнаружения одного минерала, можно предполагать наличие другого. Так, наличие пегматитового кварца свидетельствует о возможности обнаружения золота.

9. Эндогенный, экзогенный и метаморфический процессы.

Все процессы минералообразования разделяются на три большие группы: эндогенные, экзогенные и метаморфические.

Эндогенные (или гипогенные, глубинные) процессы протекают в недрах Земли и связаны с внутренней энергией Земли, главным образом энергией радиоактивного распада. К этим процессам относятся:

1. Собственно магматический процесс (кристаллизация вещества из расплава);

2. Пегматитовый процесс;

3. Гидротермальный процесс (кристаллизация вещества иэ минерализованного водного раствора).

Экзогенные (или гипергенные, поверхностные) процессы протекают на поверхности Земли, а также в атмосфере и гидросфере при климатической температуре, атмосферном давлении и связаны с энергией Солнца. Главнейшими здесь являются:

1. Процессы выветривания;

2. Процессы осадконакопления.

Метаморфические процессы - процессы сложного преобразования и изменения минералов эндогенного и экзогенного происхождения при изменении термодинамичаских условий в недрах Земли.

Различие этих процессов заключается в различии геологических условий минералообразования, параметров температуры и давления, источников энергии и вещества, химического состава среды.

Основные разделы петрографии выделяются в соответствии с главными типами природных процессов минералообразования: петрография магматических пород эндогенного (глубинного) происхождения; петрография осадочных пород, возникающих при экзогенных процессах; петрография метаморфических пород, которые формируются в результате преобразования магматических и осадочных пород.

Распространение горных пород неодинаково. Так, литосфера на 95% сложена магматическими и метаморфическими породами и только 5% составляют осадочные породы. В то же время последние покрывают 75% земной поверхности и только 25% ее занято магматическими и метаморфическими породами.

10. Строение и свойства минералов.

В зависимости от агрегатного состояния, минералы подразделяются на твердые (кварц), жидкие (ртуть), газообразные (метан). Наибольшим распространением пользуются твердые минералы, среди которых, в свою очередь, преобладают кристаллическими (атомы в них расположены упорядоченно), и гораздо реже встречаются аморфные (с хаотичным расположением атомов). Наука о строении кристаллических минералов называется кристаллографией.

В зависимости от пространственного расположения элементарных частиц,, составляющих кристаллическую решетку, все многообразие форм кристаллов можно свести к нескольким группам симметрий, или сингоний. Выделяют семь сингоний: моноклинную, триклинную, ромбическую, тригональную, тетрагональную, гексагональную, кубическую. Огромное влияние на структуру кристаллической решетки оказывают физико-химические условия минералообразования: кристаллы одного и того же минерала, возникшие в разных условиях, будут отличаться сингонией. Более того, из одного элемента возможно формирование совершенно разных минералов: например, состоящих из углерода графита и алмаза. Способность одинаковых по составу твердых веществ кристаллизоваться в разных модификациях называется полиморфизмом.

От внутреннего строения напрямую зависят физические свойства минералов. Так, обладающие кубической сингонией октаэдрические кристаллы алмаза – модификации углерода – характеризуются наивысшей твердостью. Другая же модификация углерода – графит – кристаллизуется в гексагональной сингонии и отличается минимальной твердостью. Кристаллическим минералам свойственна анизотропность – физические свойства в них отличаются по разным направлениям в кристалле. Наоборот, аморфным минералам характерна изотропность – сохранение физических характеристик, независимо от направления. К числу важнейших физических свойств, позволяющих производить макроскопическое определение минералов, относят следующие: твердость, блеск, цвет в куске, цвет в порошке (цвет черты), спайность, излом, прозрачность, удельный вес.

По занимаемому в составе горных пород объему минералы делятся на породообразующие и акцессорные. Породообразующими (их около 50) являются минералы, играющие первостепенную роль в составе горных пород. Состав породообразующих минералов служит одним из критериев, по которым определяют название горной породы. Акцессорные минералы встречаются в виде незначительных примесей (не более 5 % от объема породы) и их наличие не влияет на название породы. Кроме того, выделяют обширную группу рудообразующих минералов, использующихся человеком для производства металлов.

11.Классификация основных породообразующих минералов.

Различают главные и второстепенные породообразующие минералы. Один и тот же минерал для одной группы пород может быть главным, а для другой второстепенным.

Большинство минералов кристаллического строения, встречаются минералы и некристаллического строения – аморфные, например, кремень.

Классификация минералов основывается на учете их химического со-става. Наиболее распространенной является классификация, предложенная С.Д. Четвериковым, по которой минералы делятся на 10 классов.

Класс I силикаты Класс VI сульфаты

Класс II карбонаты Класс VII галоиды

Класс III окислы Класс VIII фосфаты

Класс IV гидроокислы Класс IX вольфраматы

Класс V сульфиды Класс X самородные элементы

Силикаты представляют собой наиболее многочисленный класс включавший примерно около одной трети всех известных минералов. Они составляют около 85% состава земной коры.

Распознавание минералов проще всего осуществляется по их физиче-ским свойствам, главнейшими из которых являются цвет, твердость, спай-ность, блеск, характер излома и др.

Цвет минералов обусловливается их химическим составом, однако он может изменяться в зависимости от наличия примесей:

1) минералы светлые, к которым относятся бесцветные и окрашенные в светлые цвета: белый, светло-серый, желтый, розовый (например, кварц, гипс);

2) минералы темные, обычно малопрозрачные, имеющие черный, темно-зеленый, темно-серый, коричнево-бурый (например, роговая обманка, змеевик и другие цвета).

Спайность - способность минералов раскалываться при ударе по определенным направлениям с образованием гладких плоскостей раскола.

Различают 4 вида спайности:

– весьма совершенную, когда минерал расщепляется на очень тонкие листочки или пластинки (например, слюда);

– совершенную – при расщеплении минерал даст обломки, ограниченные правильными плоскостями (например, каменная соль, известковый шпат, ортоклаз);

– несовершенную, когда на осколках минерала только местами бывают заметны небольшие гладкие площадки (например, апатит);

– отсутствие спайности – при ударе распадается без образования признаков плоскостей спайности (например, кварц).

Блеск минерала обусловливается различным отражением света от его поверхности. Различают следующие виды блеска: стеклянный (кварц, полевые шпаты); жирный (тальк); металлический (пирит), шелковистый (гипс-селенит)! перламутровый (слюда), матовый (каолинит).

Излом минерала различают по спайности (кальций), раковистый (кварц), землистый (каолинит) и др.

Перечисленные в табл. минералы являются главными породообразующими минералами, помимо них в верхней части земной коры наибольшее распространение имеют следующие породообразующие минералы: полевой шпат, роговая обманка, авгит, слюда, оливин (перидот), хлорит, каолинит, бурый железняк или лимонит и др.

Полевые шпаты – в эту группу входит целый ряд кристаллических минералов I класса (силикаты), родственных по химическому составу и близких по физическим свойствам. Полевые шпаты характеризуются большой твердостью (в шкале твердости Мооса стоят на 6-ом месте), совершенной спайностью и хорошо заметным стеклянным блеском. Различают два основных вида полевых шпатов – ортоклазы и плагиоклазы.

Ортоклаз – калиевый полевой шпат К2О•Аl2О3•SiО2, т.е. это калевая соль алюмокремниевой кислоты. Он имеет розовый, желтый или серо-розовый цвет, реже белый или серый.

Удельная масса – 2500-2600 кг/м3. Раскалываются с образованием плоскостей спайности в двух направлениях, пересекающихся под прямым углом.

Ортоклазы входят в состав гранитов, гнейсов, сиенитов и других пород.

Плагиоклазы - представляют собой натрокальциевые соли алюмокремниевой кислоты с различными соотношениями натрия и кальция. Раскалываются с образованием косого угла между плоскостями спайности. Цвет темно-серый или серый; удельная масса – 2600-2650 кг/м3.

Разновидность плагиоклаза, обладающая красивым синевато-фиолетовым отливом носит название лабрадора.

Роговая обманка и авгит. Оба минерала представляют собой сложные силикаты (соли кремниевых кислот). Они входят в группу железомагнезиальных силикатов, т.е. содержащих железо, кальций, магний. Твердость по шкале Мооса 5-6, удельная масса 2900-3500 кг/м3. Цвет темно-зеленый до черного. Роговая обманка является составной частью гранитов, сиенитов, диоритов и других горных пород.

Слюды – водные алюмосиликаты сложного состава, легко расщепля-ются на очень тонкие пластины, поэтому присутствие их понижает проч-ность и стойкость пород.

Различают две основные разновидности слюд: биотит (черная слюда) и мусковит (белая слюда). В состав этих слюд входят железо, магний и калий.

Характерной особенностью слюд является их весьма совершенная спайность. Твердость по шкале Мооса 2-3, блеск стеклянный или перламутровый. Удельная масса – 2700-3100 кг/м3.

Оливин (перидот) - представляет собой железомагниевую соль ортокремнёвой кислоты (MgFe)2•(SiO4). Твердость его 6-7, удельный вес 3200-3600 кг/м3. Цвет оливково-зеленый. Входит в состав таких горных пород, как диабаз и базальт.

Хлорит – является водным силикатом сложного состава. Это вторич-ный минерал, образующийся путем разложения слюд, роговых обманок или авгита в присутствии воды под большим давлением и при высокой температуре. Твердость 2-3, удельная масса 2600-3000 кг/м3. Цвет зеленый.

Каолинит (Al2O3•2SiO2•2H2O) – это землистый минерал, образовавшийся в результате выветривания полевых шпатов и других алюмосиликатов.

Твердость по Моосу 1-1,5. Удельная масса 2500-2600 кг/м3. Цвет белый, иногда зеленоватый. Блеск матовый. По химическому составу каолинит представляет собой алюмниево-кремниевую кислоту (2H2O•Al2O3•2SiO2). В чистом виде встречается очень редко, является составной частью многих глин.

Бурый железняк или лимонит (2Fe2O3•3H2O) представляет собой минерал ноздреватого, землистого сложения. Относится к IV классу минералов (гидроокислы). Цвет буровато-желтый, коричневый, красно-бурый. Твердость 1-1,5. Удельная масса – 3400-3500 кг/м3. Широко распространен самостоятельно и в примеси с другими породами.

12.Магматические горные породы.

Магматические горные породы — горные породы, сформировавшиеся в результате остывания прорвавшегося в слои земной коры или на земную поверхность вещества мантии.

Магма периодически образует отдельные очаги в пределах разных по составу и глубинности оболочек Земли. Магматические горные породы образуются в результате затвердения магмы. Если расплав застывает на глубине, то образуются глубинные породы, при застывании магмы на земной поверхности, то образуются излившиеся. Глубинные породы застывают медленнее, и поэтому структура у них полностью кристаллическая. У излившихся она скрытокристаллическая, мелкозернистая или стекловидная. Каждой глубинной породе соответствует излившиеся того же химического состава.

13. Классификация магматических пород.

История создания научной систематики восходит к прошлому столетию, классическим трудам К. Розенбуша, Ф. Ю. Левинсон-Лессинга и других основоположников современной петрографии-петрологии.

В основу классификации магматических пород положен их генезис, химический и минеральный состав.

По генезису магматические горные породы подразделяются на эффузивные и интрузивные.

Интрузивные породы образуются за счёт полной раскристаллизации магматического расплава. Образуются глубоко в недрах Земли (от 5 до 40 км) в течение большого периода времени, при относительно постоянных температуре и давлении. Наиболее распространённые интрузивные породы - это граниты, диориты, габбро, сиениты.

Эффузивные породы образуются за счёт излияния вулканических лав на поверхность Земли, или в её недрах в приповерхностных условиях (до 5 км). Наиболее распространённые эффузивные породы - это базальты, диабазы, андезиты, андезито-базальты, риолиты, дациты, трахиты.

По степени вторичных изменений интрузивные породы делятся на кайнотипные, «молодые», не изменённые, и палеотипные, «древние», в той или иной степени изменённые и перекристаллизованные главным образом под влиянием времени.

К эффузивным породам относятся также вулканогенно-обломочные породы, образующиеся при извержениях вулканов и состоящие из различных обломков пирокластитов (туф, вулканические брекчии).

В основе химической классификации лежит процентное содержание кремнезёма (SiO2) в породе. По этому показателю выделяют ультракислые, кислые, средние, основные и ультраосновные породы, о чём подробно рассказывается при описании химического состава магматических горных пород. Чем больше SiO2 в породе, тем она светлее.

14. Осадочные горные породы.

Осадочными горными породами называются породы, существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры и образующиеся в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трех процессов одновременно.

Более трёх четвертей площади материков покрыто осадочными породами, поэтому с ними наиболее часто приходится иметь дело при геологических работах. Кроме того, с осадочными породами связана подавляющая часть разрабатываемых месторождений полезных ископаемых, в том числе нефти и газа. В них хорошо сохранились остатки вымерших организмов, по которым можно проследить историю развития Земли.

Изучением осадочных горных пород занимается наука литология.

Образование осадков, из которых возникают осадочные горные породы, происходит на поверхности земли, в её приповерхностной части и в водных бассейнах.

Процесс формирования осадочной горной породы называется литогенезом и состоит из нескольких стадий:

- образование осадочного материала;

- перенос осадочного материала;

- седиментогенез – накопление осадка;

- диагенез – преобразование осадка в осадочную горную породу;

- катагенез – стадия существования осадочной породы в зоне стратисферы;

- метагенез – стадия глубокого преобразования осадочной породы в глубинных зонах земной коры.

15. Классификация осадочных пород.

Классификация осадочных пород. Осадочные породы принято подразделять на три основные группы: 1) обломочные, 2) химического происхождения (хемогенные); 3) органогенные, возникшие в результате жизнедеятельности организмов. Это деление несколько условно, так как многие породы имеют смешанное происхождение, например, отдельные известняки содержат в своем составе материал органогенного, химического и обломочного характера.

1) обломочные породы — продукты преимущественно физического выветривания материнских пород и минералов с последующим переносом материала и его отложением в других участках;

2) коллоидно-осадочные породы — результат преимущественно химического разложения с переходом вещества в коллоидальное состояние (коллоидные растворы); сюда же включаются и самые тонкие классы обломочных пород и остаточные породы кор выветривания;

3) хемогенные породы — осадки, выпадающие из водных, преимущественно истинных, растворов — вод морей, океанов, озер и других бассейнов химическим путем, т.е. в результате химических реакций или пересыщения растворов, вызванного различными причинами;

4) биохимические породы, включающие породы, образовавшиеся в ходе химических реакций при участии микроорганизмов, и породы, которые могут иметь двоякое происхождение: химическое и биогенное;

5) органогенные породы, образовавшиеся при участии живых организмов; отчасти эти породы являются непосредственными продуктами жизнедеятельности организмов и всегда содержат значительное количество остатков отмерших животных и растений или же целиком построены из вещества органического происхождения.

Дальнейшее подразделение каждого из подотделов основано на различных признаках.

Так, обломочные породы разделяются по степени цементации на два параллельных ряда: рыхлые и уплотненные (сцементированные).

Каждый из рядов делится на группы по размеру обломочных частиц.

Грубообломочные породы подразделяются еще по форме обломков (окатанные и угловатые), а также по минеральному составу — на олигомиктовые и полимиктовые (мало- и многоминеральные). В полимиктовых породах обломки могут быть представлены не только различными минералами, но и горными породами.

Биохимические и органогенные породы также разделяются по составу; для систематики последних важно учитывать, за счет каких организмов (растений и животных) они образовались. Особое место среди органогенных пород занимают так называемые каустобиолиты (твердые и горючие материалы), нефти и битумы, т.е. породы, почти целиком состоящие из органических веществ.

Некоторые типы горных пород могут иметь смешанное происхождение, например совмещать признаки обломочных и глинистых пород, обломочных и органогенных и т.д. Подобные породы включены в состав какой-либо одной группы.

17.Осадочные породы обломочного происхождения.

Эти породы наиболее распространены среди осадочных пород. Они образуются за счет механического разрушения разных пород. Состоят из обломков пород или минералов и могут быть рыхлыми или сцементированными.

18. Классификация пород обломочного происхождения.

Грубообломочпые (псефитовые) породы (псефос - камешек (греч.).

Глыбы (неокатанные) - крупные обломки пород, размером более 200мм.

Валуны (окатанные) - также крупные обломки, размером более 200мм. Валуны распространены среди аллювиальных и ледниковых отложений.

Сцементированных разновидностей у крупных грубообломочных пород нет. Менее крупные грубообломочные породы - щебень, дресва (неокатанные), галечник и гравий (окатанные). Размер их обломков от 1см до 20см от 0.2 до 1см соответственно. Все они образуются при механическом разрушении горных пород, но окатанные разности образуются при переносе обломков водными потоками.

Сцементированные разновидности этих пород - брекчии с остроугольными обломками и конгломерат с окатанными обломками. Брекчия может образоваться также или в результате тектонических движений - это тектоническая брекчия, или в результате вулканической деятельности - вулканическая брекчия. Состав обломков и цемента этих пород может быть различным.

Среднеобломочные породы (псаммиты). Это пески и песчаники.

Пески можно разделить по величине зерен на крупнозернистые (0,5-1 мм), среднезернистые (0,25-0,1 мм) и мелкозернистые (0,1-0,25мм). По минеральному составу пески подразделяют на мономинеральные и полимиктовые. Первые состоят из обломков одного минерала (кварцевые), вторые – из зерен нескольких минералов.

По преобладанию, какого то определенного минерала различают пески: полевошпатовые (аркозовые), глауконитовые, граувакки (обломки магматических и метаморфических горных пород), слюдистые и др. Цемент песчаников по составу может быть кремнистым, глинистым, известковым, железистым, глауконитовым, битуминозным и др.

Цемент может образоваться одновременно с обломками - сингенетический и позже их - эпигенетический. Эпигенетический цемент образуется при разложении минералов, входящих в породу.

По взаимоотношениям цемента и обломков выделяют несколько типов цементации, которые показаны на рис,5.

Мелкообломочные породы (алевриты).

Эти породы состоят из обломков размерами от 0,1 до 0,01мм. Это супеси, суглинки, лёсс. Супеси содержат до 25-30 % песчаных и 10-20 % глинистых частиц, суглинки содержат 20-25 % глинистых и 10-15 % песчаных частиц, лёсс состоит из частиц кварца и извести размером 0.05-0.01 мм с примесью глинистого материала.

Сцементированные алевритовые породы называются алевролитами.

Тонкообломочные породы (пелиты).

Состоят из частиц диаметром менее 0,01мм. К этим породам относятся глины и аргиллиты.

Глинистые породы образуются в результате осаждения вещества и коллоидных растворов. Типичными глинистыми минералами являются каолинит и монтмориллонит, но глины могут содержать и другие минералы (гипс, галит, углистые вещества, пирит и др.), В зависимости от состава выделяют каолинитовые, бентонитовые, монтмориллонитовые глины. Каолинитовые глины с примесью гидратов окиси алюминия - огнеупорные. Чистые каолинитовые глины (фарфоровые) применяются для производства фарфора и фаянса.

Аргиллиты - это плотные глинистые породы. Цементом в них часто служит халцедон. Иногда они имеют сланцеватое строение за счет незначительных метаморфических изменений.

19.Осадочные породы химического происхождения.

Они образуются путем выпадения из растворов, в результате химических реакций. Реакции возникают при изменении концентрации растворов, температуры, с участием организмов, а также за счет других факторов.

Формируются хемогенные породы на дне водоемов или являются отложениями подземных вод (сталактиты, сталагмиты и др.). Выпавшие из истинных растворов образования - имеют кристаллическую структуру, а из коллоидных - скрытокристаллическую.

20.Классификация пород химического происхождения.

По составу хемогенные осадочные породы подразделяются на следующие группы: карбонатные, кремнистые, железистые и марганцевые, галоидные, сульфатные, алитные и фосфатные.

К группе карбонатных относятся известняки, известковые туфы (травертины) и доломиты.

Известняки состоят из кальцита (СаСОз) и имеют кристаллическое или скрытокристаллические (афанитовое) строение. Они бурно реагируют с соляной кислотой (НС1). Встречаются также оолитовые известняки, состоящие из мелких округлых стяжений - оолитов.

Известковые туфы (травертины) образуются в местах выходов на поверхность подземных вод. Они имеют пористое или ноздреватое строение, иногда заключают в себя раковины организмов, отпечатки растений. Они также хорошо реагируют с соляной кислотой.

Доломиты - это породы, состоящие из - доломита (Са, Mg[CO3]). Образуются они или в результате осаждения солей Са и Mg, или осаждения доломита из вод осолоненных лагун. Иногда доломиты образуются путем метасоматического замещения известняков под воздействием подземных магнезиальных растворов (доломитизация). С соляной кислотой они реагируют слабо.

К группе кремнистых пород относятся кремнистые туфы (гейзериты), кремни, яшмы.

Кремнистые туфы образуются при выпадении осадка из горячих вод вулканических источников. Они пористые, легкие, часто образуют натечные формы.

Кремни - плотные "сливные" образования, иногда это кремнистые конкреции с плотным кремнистым ядром.

Яшмы - плотные породы, сложенные скрытокристаллическим кварцем или халцедоном. Образуются в результате накопления кремнистого вещества вулканического происхождения. Яшмы с красивой окраской: красной, красно-буро - сургучные яшмы, или с зеленой, или полосчатой являются поделочным материалом.

К группе железистых пород химического происхождения относится бурый железняк (смесь гидроокислов железа (лимонита, гётита) с глинистым материалом). Если содержание железа в буром железняке более 30-40 %, то это железная руда. По строению такая руда иногда имеет оолитовое или бобовое строение, если отложение происходило из коллоидных растворов. Карбонатные железные руды состоят из сидерита (Fe[CO3]). Можно выделить железистые силикатные образования - железистые хлориты. Цвет железных руд обычно бурый различных оттенков.

Марганцевые осадочные породы представлены черными пиролюзитовыми и другими окисными соединениями марганца или родохрозитом (Мп[СО3]). Они имеют мягкое сажистое или оолитовое строение. Накопление марганцевых толщ происходит в результате коагуляции коллоидных соединений марганца.

Галлоидные породы химического происхождения - это каменная соль галит (NaCl) и сильвин (КС1). За счет примесей они могут иметь разную (красную, синюю) окраску.

Среди сульфатных пород наиболее широко распространены гипсы и ангидриты. Они образуются при выпадении сернокислых солей из водных растворов в бассейнах с повышенной минерализацией (в мелководных лагунах и озёрах).

Ангидрит - состоит из минерала ангидрита (CaSO4). Это плотное мелкозернистое образование.

Залежи гипса сложены минералом гипсом (Са [SO4]х2Н2O). Это порода различной плотности и зернистости. Цвет этих пород зависит от примесей.

Аллшпные породы - это латериты и бокситы, состоящие из гидроокислов алюминия и железа.

Латерит образуется при выветривании алюмосиликатных магматических пород в жарком и влажном климате. Это плотные, рыхлые или пористые породы различного цвета (белые, серые, розовые и др.).

Бокситы также рыхлые, землистые или более твердые породы, цвет их определяется присутствием гидроокислов железа (бурые и буро-красные разных оттенков).

К фосфатным породам относятся фосфориты, которые образуются как в морях, так и в озерах и болотах. Обычно это пески и глины, обогащенные фосфатными минералами (главным образом, апатитом - Са5[РО4]} (F, CI)). Окраска их серая, темно - серая. Эти породы могут быть плотными, однородными песчано-глинистыми с зернами фосфата или образовывать фосфоритовые конкреции.

21.Породы органогенного происхождения.

Такие породы образуются за счет накопления продуктов жизнедеятельности организмов (скелетных остатков морских или пресноводных беспозвоночных, растений).

22. Классификация пород органогенного происхождения.

реди них по составу выделяют карбонатные и кремнистые породы, каустобиолиты.

Карбонатные органогенные породы представлены известняками и мелом.

Известняки такого происхождения образованы известковыми раковинами и скелетами различных животных и растений, замещенных кальцитом (Ca[CО3J) Они осаждаются на дне озер и морей,

По преобладанию тех или иных остатков организмов различают фузулиновые, фораминиферовые, нумулитовые, коралловые известняки, ракушняки и т.д.

По строению они могут быть плотными или пористыми. Темно - серые известняки с примесью органического вещества называются битуминозными. Мел - это разновидность органогенного известняка, состоящая из мельчайших остатков известковых водорослей - какколитофорид. Это порода мелкозернистая, однородная, хорошо реагирующая с соляной кислотой.

Кремнистые органогенные породы - это трепел и диатомит. Трепел состоит из мелких опаловых скорлупок, диатомовых водорослей. Это рыхлая или пористая порода, очень хорошо впитывающая влагу.

Диатомит - состоит из кремниевых скорлупок тех же диатомовых растений и тоже может быть рыхлой или пористой.

Каустобиолиты (горючие органогенные породы). Такие породы богаты органическим веществом и представляют собой продукты преобразования остатков растительных и животных организмов, в. основном, их тканей.

Каустобиолиты бывают твердыми (торф, бурый уголь, каменный уголь, горючие сланцы, асфальт), жидкими (нефть) и газообразными (горючие газы). Наиболее распространенными среди них являются угли, газы и нефть.

Торф - это начальная стадия преобразования органического вещества и исходный материал для образования бурого угля; каменного угля и антрацита, Торф - это рыхлая, пористая порода бурого цвета, состоящая из углерода, водорода, кислорода и отмерших остатков растений.

Бурый уголь (лигнит) содержит больше углерода, чем торф. Это плотная порода бурого или черного цвета. Он содержит примеси глин.

Каменный уголь образуется из бурого угля под влиянием высокой температуры и давления. Он содержит еще больше углерода.

Антрацит - это высококачественный уголь. Твердый, хрупкий.

Горючие сланцы (битуминозные) обычно тонкослоистые, глинистые или мергелистые породы, содержащие до 6O%.битуминозных веществ. Они имеют темно-серый, бурый цвет.

Асфальт - плотное битуминозное вещество буровато-черного цвета. Легко плавится.

Нефть - это смесь жидких и газообразных углеводородов. Это легкая маслянистая жидкость бурого или темно-коричневого цвета. Нефть образуется в условиях недостатка кислорода из исходной органической массы. Сначала это углеводороды, находящиеся в рассеянном состоянии, а затем они перемещаются по мельчайшим порам в породы-коллекторы, где и скапливается нефть. Но для этого еще необходимы условия с повышенными температурой и давлением.

Горючие газы состоят из газообразных углеводородов.

23. Метаморфические горные породы.

Метаморфические породы возникают в результате преобразования ранее существовавших осадочных, магматических, а также и самих метаморфических горных пород.

Метаморфизм («метаморфоза» - (греч.) - преобразование, превращение) - процесс перекристаллизации исходных пород в глубинных зонах земной коры, куда они попадают в результате тектонических процессов, под влиянием температуры, давления и поступающих с магмой газов и водных растворов.

При изучении метаморфических пород необходимо точно определить положение изучаемой породы в классификационной схеме, составить ее петрографическую характеристику и установить состав исходной породы, из которой изученная порода возникла.

24. Классификация метаморфических пород.

Метаморфические породы по происхождению делятся на 2 класса: ортопороды, образовавшиеся за счет магматических (ортогнейсы, ортоамфиболиты), и парапороды, сформированные из осадочных (парагнейсы, параамфиболиты). Однако характерные признаки исходных пород при метаморфизме часто совершенно уничтожаются и заменяются новыми настолько, что не только трудно, но и невозможно определить, к какому классу данная порода должна быть отнесена. Особенно трудно определять происхождение пород, утративших первоначальный облик (амфиболитов, пироксен-плагиоклазовых сланцев, гранулитов, эклогитови др.).

25. Виды метаморфизма

В зависимости от преобладания того или иного фактора (температуры, давления, концентрации растворов) выделяют различные типы метаморфизма:

Региональный метаморфизм захватывает обширные участки земной коры в пределах подвижных поясов. Причинами, вызывающими этот тип метаморфизма, можно считать тектонические движения, подъем магматических масс, термальных растворов и др. Главными факторами регионального метаморфизма являются температура, давление и концентрация постмагматических растворов. В результате регионального метаморфизма происходит перекристаллизация (бластез) минералов, развитие новых минералов, устойчивых при данных температуре и давлении,

Динамометаморфизм возникает под действием давления и заключается в интенсивном дроблении горных пород и минералов. Такой метаморфизм приурочен к разломам. Контактовый метаморфизм проявляется на контактах магматических внедряющих масс и вмещающих пород, которые преобразуются под влиянием температуры, а также растворов, связанных с внедрением магматического расплава. Кроме того, различают разновидности метаморфизма:

- термальный (воздействие магмы);

- пневматолитовый (воздействие газовых и летучих компонентов магмы - бора, фтора, хлора и др.);

- гидротермальный (воздействие горючих минерализованных растворов);

- автометаморфизм (явление самоизменения магматических пород под воздействием своих же компонентов);

- метасоматоз - особый вид метаморфизма, происходящий при интенсивном привносе новых веществ и замещении первичных минералов;

- ультраметаморфизм - крайняя степень преобразования исходных пород с частичным их переплавлением.

В результате такого метаморфизма образуются вторичные магматические породы, по составу отвечающие гранитам.

Процессы метаморфизма охватывают длительные периоды геологического времени, захватывают огромные толщи горных пород земной коры. На разных глубинах, при определенных температурах и давлениях образуются определенные сообщества (минеральные парагенезисы) - горные породы, объединяющиеся в метаморфические фации.

Выделяют фации регионального метаморфизма: цеолитовую, фацию зелёных сланцев, эпидот-амфиболитовую фацию, амфиболитовую фацию, глаукофановых сланцев, гранулитовую фацию и эклогитовую фацию.

Первые две фации соответствуют низшей степени метаморфизма (температура 250-500°С и давлением О,3 - О>8 килобар), следующие три соответствуют средней степени метаморфизма (температура 5ОО-75О°С и давление 4-8 килобар), оставшиеся две - высшей степени метаморфизма (температура 700 - 800°С и давление 8-13 килобар).

Фации контактового метаморфизма: альбит-эпидот-роговиковая (300-550°С), амфибол-роговиковая (550-670°С), пироксен-роговиковая (670 - 775°С) и санидинитовая (775-1100°С).

Типичные минералы, образующиеся в пределах только одной фации, называются критическими.

26.Тектонические процессы в земной коре.

Тектоническими нарушениями называются перемещения вещества земной коры под влиянием процессов, происходящих в более глубоких недрах Земли. Эти движения вызывают тектонические нарушения, т. е. изменения первичного залегания горных пород. Особенно отчетливо эти изменения наблюдаются на примере осадочных пород, которые первично отлагаются в виде горизонтально залегающих пластов, а вследствие тектонических нарушений оказываются смятыми в складки или разорванными на отдельные чешуи и блоки. Тектонические движения, в конечном счете создают наблюдаемую структуру земной коры, т. е. они являются созидательными движениями («тектонос» по-гречески—созидательный). В результате этих движений возникают и основные неровности рельефа поверхности Земли.

Тектонические движения можно разделить на два типа: радиальные – колебательные, или эпейрогенические движения, и тангенциальные, орогенические. В первом типе движении напряжения передаются в направлении, близком к радиусу Земли, во втором — по касательной к поверхности оболочек земной коры. Очень часто эти движения бывают, взаимосвязаны, или один тип движений порождает другой. В результате этих типов движений создаются три вида тектонических деформаций:1) деформации крупных прогибов и поднятий; 2) складчатые; 3) разрывные.

27. Тектонические структуры: платформы и геосинклинали.

Геосинклиналь — линейная область высокой подвижности и проницаемости земной коры. Геосинклиналь характеризуется значительной амплитудой скорости и контрастности вертикальных и горизонтальных движений, сильной магматической активностью, преобладанием погружений и накоплением мощных толщ морских, а иногда частично и континентальных осадочных и вулканогенных пород.

В результате завершения развития геосинклинали возникают складчатые области (пояса).

Самые древние складчатые области формировались на территории России в архее и протерозое (2600-500 млн лет назад). Они сложены породами допалеозойского возраста. Именно они образуют нижний структурный ярус платформ — их складчатый фундамент.

Платформы — устойчивые участки земной коры, характеризующиеся относительно небольшой подвижностью. Характерны слабое расчленение на области поднятий и погружений, значительно меньшие, чем в геосинклиналях, амплитуды колебательных движений, меньшее и качественно иное развитие магматических процессов.

Тектонические структуры — закономерно повторяющиеся формы залегания горных пород. Тектонические структуры образуются в результате внутренних процессов, происходящих в литосфере: тектонических движений, прорывов магмы и т.п.

Различают:

- простейшие тектонические структуры: складки, трещины, сбросы, лакколиты и др.

- глубинные тектонические структуры, достигающие верхних слоев мантии Земли: литосферные плиты, платформы, складчатые пояса, островные дуги, глубинные разломы и др.

Платформы — обширнейшие участки земной коры, с устойчивым малоподвижным фундаментом, который сложен магматическими и метаморфическими породами и перекрыт чехлом осадочных пород. Древними платформами считаются те, которые имеют докембрийский фундамент, у молодых платформ фундамент сформировался позже.

Щиты — участки древних платформ, где кристаллический фундамент выходит на поверхность.

Плиты — участки платформ, где фундамент погружен под толщей осадочных пород в несколько сот метров и глубже.

Складчатые области и пояса — протяженные горные районы, в которых породы сильно смяты в складки, нарушены разрывами.

Строение земной коры, расположение крупных тектонических структур показывает тектоническая карта, которую можно найти в географических атласах.

28. Виды тектонических движений: колебательные, складчатые и разрывные.

Тектоническими нарушениями называются перемещения вещества земной коры под влиянием процессов, происходящих в более глубоких недрах Земли. Эти движения вызывают тектонические нарушения, т. е. изменения первичного залегания горных пород. Особенно отчетливо эти изменения наблюдаются на примере осадочных пород, которые первично отлагаются в виде горизонтально залегающих пластов, а вследствие тектонических нарушений оказываются смятыми в складки или разорванными на отдельные чешуи и блоки. Тектонические движения, в конечном счете создают наблюдаемую структуру земной коры, т. е. они являются созидательными движениями («тектонос» по-гречески—созидательный). В результате этих движений возникают и основные неровности рельефа поверхности Земли.

Тектонические движения можно разделить на два типа: радиальные – колебательные, или эпейрогенические движения, и тангенциальные, орогенические. В первом типе движении напряжения передаются в направлении, близком к радиусу Земли, во втором — по касательной к поверхности оболочек земной коры. Очень часто эти движения бывают, взаимосвязаны, или один тип движений порождает другой. В результате этих типов движений создаются три вида тектонических деформаций:1) деформации крупных прогибов и поднятий; 2) складчатые; 3) разрывные.

Первый тип тектонических деформаций, вызванный радиальными движениями в чистом виде, выражается в пологих поднятиях и прогибах земной коры, чаще всего большого радиуса. Колебания, вызывающие образование подобных форм, в отличие от сейсмических колебаний совершаются относительно медленно, ощутимых разрушений не приносят и непосредственным наблюдениям человека не поддаются.

Складчатые деформации вызываются тангенциальными движениями и выражаются в виде складок, образующих длинные или широкие пучки, иногда короткие, быстро затухающие моршины.

Третий тип тектонических деформаций характеризуется образованием разрывов в земной коре и перемещением отдельных участков ее вдоль трещин этих разрывов. Разрывные нарушения очень часто являются производными от первых двух типов, но в большей мере от складчатых. Установить причину той или иной деформации не всегда удается, так как, кроме вышеуказанных типов движений, деформации могут образоваться в связи с внедрением магмы и т. и. Поэтому нарушения в земной коре классифицируют не по типу вызвавших их движении, а по форме или каким-либо другим особенностям самих нарушений.

29. Колебательные движения и их виды.

Колебательные движения земной коры, по современным представлениям – наиболее распространенный вид тектонических движений. Один из них охватывают часть его и называются общими колебаниями. Другие проявляются на ограниченных площадях. В.В.Белоусов именует их волновыми, а В.Е.Хайн – глыбо-волновыми. Волновые (глыбо-волновые) накладываются на первые и усложняют их. Установлено, что нет ни одного участка земной коры, который находился бы в состоянии полного покоя, т.е. земная кора испытывает повсеместно колебательные движения самого различного порядка. На движения длинного периода, охватывающего 150-200млн. лет, накладываются движения более коротких периодов (50-70 млн. лет), а на них еще более короткие циклы. Все эти движения земной коры проявляются с разной скоростью, направленностью, как во времени, так и в пространстве.

Волновые движения – это главным образом медленные, неравномерные поднятия одних участков земной коры и опускание других, рядом с ними расположенных (дифференцированность движения) разных участков – одна их главных особенностей колебательных движений. Знаки движения изменяются. Области, которые ранее испытывали восходящие (положительные) движения. Вследствии этого колебательные движения в целом представляют постоянно меняющийся, но не повторяющийся волнообразный процесс, т.е. следующие между собой поднятия и опускания не охватывают один и то же участки, а с каждым разом волнообразно смещаются в пространстве. В пределах геосинклиналей они меняются от долей сантиметра до нескольких единиц сантиметров в год, а в пределах платформ – от долей миллиметров до 1,0 см/год.

Колебательные движения, как в первых, так и во вторых областях медленно, спокойно, человек и существующие приборы их не ощущают. Наличие движений устанавливается только путем тщательного изучения их результатов.

Площади проявления медленных волновых движений весьма различны. Иногда они охватывают обширные (сотни и нередко тысячи квадратных километров) территории и приводят к появлению крупных, но очень пологих склонов при поднятии и при опускании впадин. Крупные своды и впадины называются структурами первого порядка. Движения, проявляющиеся на меньших площадях, приводят к усложнению структур первого порядка структурами второго порядка. На структурах второго порядка возникают структуры третьего порядка и т.д.

Смена направлений вертикальных движений приводит к изменению очертаний морских бассейнов, озер, направление геологических процессов. При опускании материка море иногда перекрывает обширные участки суши (трансгрессия), а иногда только вторгается в пределы речных долин (ингрессия). При поднятии материка море регрессирует, размеры суши увеличиваются. Последнее дало основание американскому геологу К.Джильберту (1890) назвать эти движения эпейрогеническими (создающими континенты). Тек как термин «эпейрогенические движения» не полностью отражает сущность колебательных движений, он мало используется.

О поднятии побережья моря свидетельствуют перерывы в отдельных, наличия на плоских берегах нескольких (5-10 и более) береговых валов, а на скалистых берегах – прибойных ниш или морских террас. О вздымании говорят осушенные гавани и дельты рек, висячие долины на берегах морей и у притоков, появление у рек, озер и морей новых террас, наличие регрессивных фаций (глубоководные фации в разрезе сменяются с низу вверх мелководными высоко поднятыми морями коралловые рифы на островах Зондского архипелага, коралловые постройки, которые несколькими ярусами поднимаются на высоту до 1500 метров. На опускание берега и трансгрессию моря указывают затопленные морские террасы, подводные долины рек лиманы на побережьях морей, большая мощность дельтовых отложений (медленное опускание), отсутствие дельт даже у рек (быстрое опускание), выносящих в море огромное количество наносов, наличие под водой остатков погибших лесов, сооружений, некогда воздвигнутых не берегу. О быстром опускании свидетельствуют подводные коралловые постройки. На опускание местности указывают наличие трансгрессивных фаций, а также большая мощность коралловых известняков и других пород морского и континентального происхождения.

Изучение современных движений позволило установить, что в Европе наибольшее поднятие наблюдаются в северных широтах. Поднимаются Исландия, Гренландия, Шотландия, Скандинавские страны, Шпицберген, Новая Земля, Эстония. На территории Восточноевропейской платформы выделяют Эстонско-Карпатская зона современных поднятий и область среднерусских поднятий, протягивающаяся от Донецкого бассейна к Воронежу поднимаются почти целиком территории Эстонии и Латвии, значительная часть Литвы и Белоруссии, западные районы Украины. Скорость поднятия 9-5 мм/год. Поднимаются северные берега Великих озер в Северной Америке, Южная

Методы изучения колебательных движений многочисленны. Количество значения современных колебательных тектонических движений определяется главным образом историческими и геодезическими методами.

Исторический метод предусматривает изучение (карты) документов, свидетельствующих об изменении во времени, например, положение береговой или моря по отношению к населенному пункту, порту и т.п.

Геодезический метод включает повторное нивелирование, водомерные наблюдения и изучения наклонов Земли с помощью наклономеров.

30.Складчатые дислокации горных пород: моноклиналь, складка, флексура

Земная кора обладает различной подвижностью. На поверхности Земли постоянно возникают горные системы и океанические впадины. Осадочные породы первоначально залегают горизонтально. Тектонические движения (сейсмические явления, землетрясения, вулканизм) выводят пласты из горизонтального положения, нарушают первичную форму залегания. Эти нарушения получили название дислокации (или вторичные формы залегания). Дислокации в зависимости от вида тектонических движений разделяют на складчатые (не разрывные) и разрывные.

Складчатые дислокации формируются без разрыва сплошности слоев. К ним относятся моноклиналь, складка и антиклиналь (рис. 1).

Рис. 1. Складчатые дислокации:

1 – моноклиналь, 2 – флексура

Моноклиналь – наиболее простая форма связанных тектонических нарушений в слоистых горных породах, связанная с наклонным залеганием слоев, которые однообразно падают в одном направлении (от 5 и более градусов).

Флексура – моноклинальное и горизонтальное залегание слоев нарушается коленообразным изгибом, обусловленным возведением на породы тангенциальных тектонических сил.

Складки – тектонические нарушения представляют собой волнообразные изгибы слоев горных пород, среди которых выделяют выпуклые (антиклинали – замок расположен вверху, крылья – внизу) и вогнутые (синклинали – замок расположен внизу. А крылья – вверху) (рис. 2).

Рис. 2. Складчатые дислокации:

1 – антиклиналь, 2 – синклиналь

31. Формы залегания складчатых дислокаций.

Ответ такой же как в вопросе №30.

32.Разрывные дислокации горных пород: сброс, взброс, грабен, горст, сдвиг, надвиг.

Разрывные дислокации образуются в результате интенсивных тектонических движений, сопровождающиеся разрывом сплошности пород и смещением слоев относительно друг друга. Амплитуда смещения может быть от нескольких сантиметров до километров при ширине трещин до нескольких метров. К разрывным дислокациям относятся сбросы, взбросы, грабены, горсты, сдвиги и надвиги (рис. 3: а – неподвижная часть земной коры, б – подвижная часть).

Рис. 3. Разрывные типы дислокаций

Сбросы – разрывные нарушения, когда подвижная часть земной коры опустилась вниз по отношению к неподвижной.

Взброс – разрывное нарушение, когда подвижная часть земной коры поднялась в результате тектонического движения по отношению к неподвижной.

Грабен – когда подвижный участок земной коры опустился по отношению к двум неподвижным участкам в результате тектонического движения.

Горст – обратное грабену движение.

Сдвиг – представляет собой разрывное нарушение, в котором происходит горизонтальное смещение горных пород по простиранию.

Надвиг – обратное сдвигу перемещение.

33. Формы залеганий разрывных дислокаций.

Ответ такой же как в вопросе №32.

34. Влияние форм залегания пород на долговечность сооружений и дорог.

С инженерно-геологической точки зрения наиболее благоприятными местами строительства являются горизонтальное залегание горных пород, где присутствует большая их мощность, однородность состава. Фундаменты зданий и сооружений располагаются в однородной грунтовой среде, при этом создается равномерная сжимаемость слоев под весом сооружения и создается наибольшая их устойчивость (рис. 4).

Наличие дислокации резко изменяет и усложняет инженерно-геологические условия строительства – нарушается однородность грунтов основания фундамента сооружений, образуются зоны дробления (разрывы), снижается прочность пород, по трещинам разрывов происходят смещения, нарушается режим подземных вод. Это вызывает неравномерную сжимаемость грунтов и деформацию самого сооружения вследствие неравномерной осадки различных его частей (рис. 4).

Рис. 4. Неблагоприятные (а)


<== предыдущая | следующая ==>
Противопожарные мероприятия | Практична робота № 1

Date: 2015-12-11; view: 760; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.01 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию