1.ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ЭНДОГЕННЫХ
И ЗКЗОГЕННЫХ ПРОЦЕССАХ
...ведущими в жизни Земли являются эндогенные геологические процессы. Они закладывают основные формы рельефа земной поверхности, обусловливают проявление экзогенных процессов и, главное, определяют строение как земной коры, так и всей Земли в целом.
Акад. М. А. Усов
Эндогенные процессы- это геологические процессы, у которых происхождение непосредственно связано с недрами Земли, со сложнымифизико-механическими и физико-химическими преобразованиями вещества.
Эндогенные процессы очень отчетливо выражаются в явлениях магматизма -процесса, связанного с перемещением магмы к верхним слоям земной коры, а также на ее поверхность. Второй вид эндогенных процессов-это землетрясения , проявляющиеся в виде не продолжительных толчков или сотрясений. Третьим видом эндогенных процессов являются колебательные движения .Самым ярким проявлением внутренних сил является разрывные и складчатые деформации. В итоге складкообразования, пласты, залегающие горизонтально оказываются собранными в различные складки, порой разорванные или надвинутые друг на друга. Складчатые деформации появляются исключительно в определенных, самых подвижных и самых проницаемых участках земной коры для магмы, называют их складчатыми поясами, а устойчивые и слабые по тектонической активности области-платформами. Складчатые деформации способствуют значительному изменению горных пород.
В условиях больших давлений и температуры породы превращаются в более плотные и твердые. Под воздействием газов и паров, которые выделяются из магмы, происходит образование новых минералов. Эти явления преобразования горных пород носит название метаморфизма. существенно меняют характер земной коры (образование гор, огромных впадин).
Формы, которые созданны эндогенными силами подвергаются воздействию экзогенных сил. Эндогенные силы создают предпосылки для расчленения и уплотнения рельефа земли, а экзогенные силы в конечном итоге выравнивают поверхность Земли или, как это еще называют, денудируют. Когда взаимодействуют экзогенные и эндогенные процессы, земная кора и ее поверхность развиваются.
Эндогенные процессы возникают под влиянием внутренней энергии Земли: атомных, молекулярных и ионных реакций, внутреннего давления (гравитации) и разогрева отдельных участков земной коры.
Экзогенные процессы черпают свою энергию от Солнца и из космоса, успешно используют силу тяжести, климат и жизнедеятельность организмов и растений. Все геологические процессы участвуют в общем круговороте вещества Земли.
Традиционно в учебниках по «Общей геологии» при описании эндогенных процессов основное внимание уделялось характеристике процессов магматизма и метаморфизма,а также различным формам пликативных и дизъюнктивных дислокаций,разломам и складкам.Вместе с тем в истории Земли,ее разрезе проявлялись гораздо более масштабные эндогенные процессы.Они играли определяющую роль в перемещении вещества мантии,формировании литосферы и земной коры и многое другое.И если до недавного прошлого они объяснялись с позиции господсвовавшей тогда «геосинклинальной теории»,то сейчас они расшифровываются положениями новой теории »тектоники литосферных плит» и «плюм-тектоники».Ведущее значение приобретает изучение энергетики Земли-важнейшего эндогенного процесса.Генерация эндогенной энергии направляет и контролирует все другие процессы.В их числе круговорот вещества мантии,ее конвективные течения,процессы фазовых преобразований,дрейф континентов и многое другое.Образно говоря,тепловая энергия Земли трансформируется в энергию кинетическую,а последняя контролирует и направляет общий ход перемещения магмы,возникновение различных по масштабу и проявлениям пликативных и дизъюнктивных дислокаций.Без их знания невозможно объяснить природу магматизма,метаморфизма,складчатых и разломных структур.
Геологические процессы подразделяют на эндогенные и экзогенные.
Эндогенные процессы - геологические процессы, связанные с энергией, возникающей в недрах Земли. К ним относятся тектонические движения земной коры, магматизм, метаморфизм горных пород и сейсмическая активность. Главными источниками энергии эндогенных процессов являются тепло и гравитационная неустойчивость -перераспределение материала в недрах Земли по плотности (гравитационная дифференциация).
К эндогенным процессам относятся:
- - тектонические - разнообразные по направлению и интенсивности движения земной коры, вызывающие ее деформации (смятие в складки) или разрывы слоев;
- - сейсмические - связанные с землетрясениями;
- - магматические - связанные с магматической деятельностью;
- - вулканические - связанные с вулканической деятельностью;
- - метаморфические - процесс преобразования горных пород под влиянием давления и температуры без привнесения или выноса химических компонентов;
- - скарновые - метасоматического минерало- и породообразования в результате воздействия на различные горные породы (преимущественно известняки и доломиты) высокотемпературных растворов, содержащих в том или ином количестве Бе, М?, Са, 81, А1 и другие вещества при широком участии летучих компонентов (вода, углекислота, С1, Б, В и др.), и в широком диапазоне температур и давлений при общей эволюции растворов по мере понижения температуры от щелочных к кислым;
- - грейзеновые - метасоматического изменения гранитовых пород под действием газов, выделяющихся из охлаждающейся магмы с преобразованием полевых шпатов в светлые слюды;
- - гидротермальные - месторождения руд металлов (Аи, Си, РЬ, 8п, XV и др.) и неметаллических ископаемых (тальк, асбест и др.), образование которых связано с отложением или переотложением рудного вещества из горячих глубинных водных растворов, часто связанных с остывающими в земной коре магматическими очагами.
Тектонические движения - механические движения земной коры, вызываемые силами, действующими в ней и главным образом в мантии Земли, и приводящие к деформации слагающих кору пород. Тектонические движения связаны, как правило, с изменением химического состава, фазового состояния (минерального состава) и внутренней структуры подвергающихся деформации горных пород. Тектонические движения охватывают одновременно очень большие площади.
Геодезические измерения показывают, что практически вся поверхность Земли находится непрерывно в движении, однако скорость тектонических движений невелика, изменяется от сотых долей до первых десятков миллиметров в год, и только накопления этих движений в ходе очень продолжительного (десятки-сотни млн лет) геологического времени приводят к крупным суммарным перемещениям отдельных участков земной коры.
Американский геолог Г. Джильберт предложил (1890 г.), а немецкий геолог X. Штилле развил (1919г.) классификацию тектонических движений с разделением их на эпейрогенические, выражающиеся в длительных поднятиях и опусканиях крупных участков земной поверхности, и орогеиические, проявляющиеся эпизодически (орогени-ческие фазы) в определённых зонах образованием складок и разрывов и ведущие к формированию горных сооружений. Эта классификация применяется до сих пор, но её основной недостаток - объединение в понятие орогенеза двух принципиально различных процессов -складко- и разрывообразования, с одной стороны, и горообразования - с другой. Были предложены и другие классификации. Одна из них (отечественные геологи А. П. Карпинский, М. М. Тетяев и др.) предусматривала выделение колебательных складко- и разрывообразующих тектонических движений, другая (немецкий геолог Э. Харман и голландский учёный Р. В. ван Беммелен) - ундационных (волновых ) и ундуляционных (складчатых ) тектонических движений. Стало ясным, что тектонические движения весьма разнообразны как по форме проявления, так и по глубине зарождения, а также, очевидно, по механизму и причинам возникновения.
По другому принципу тектонические движения были разделены ещё М. В. Ломоносовым на медленные (вековые ) и быстрые. Быстрые движения связаны с землетрясениями и, как правило, отличаются высокой скоростью, на несколько порядков превышающей скорость медленных движений. Смещения земной поверхности во время землетрясений составляют несколько метров, иногда более 10 м. Однако такие смещения проявляются эпизодически.
Существенное значение имеет подразделение тектонических движений на вертикальные {радиальные ) и горизонтальные {тангенциальные), хотя оно и носит в большей мере условный характер, так как эти движения взаимосвязаны и переходят одни в другие. Поэтому правильнее говорить о тектонических движениях с преобладающей вертикальной или горизонтальной компонентой. Преобладающие вертикальные движения обусловливают поднятия и опускания земной поверхности, в том числе образование горных сооружений. Они являются основной причиной накопления мощных толщ осадочных пород в океанах и морях, а отчасти и на суше. Горизонтальные движения наиболее ярко проявляются в образовании крупных сдвигов отдельных блоков земной коры относительно других с амплитудой в сотни и даже тысячи километров, в их надвигах с амплитудой в сотни километров, а также в образовании океанических впадин шириной в тысячи километров в результате раздвига глыб континентальной коры.
Тектонические движения отличаются определённой периодичностью или неравномерностью, которая выражается в изменениях знака и (или) скорости во времени. Относительно короткопериодические вертикальные движения с частой переменой знака (обратимые) называются колебательными. Горизонтальные движения обычно длительно сохраняют свою направленность и являются необратимыми. Колебательные тектонические движения, вероятно, служат причиной трансгрессий и регрессий моря, образования морских и речных террас.
По времени проявления выделяют новейшие тектонические движения, которые непосредственно отражаются в современном рельефе Земли и поэтому распознаются не только геологическими, но и геоморфологическими методами, и современные тектонические движения, которые изучаются также и геодезическими методами (повторное нивелирование и пр.). Они составляют предмет исследования новейшей тектоники.
Тектонические движения отдалённого геологического прошлого устанавливаются по распространению трансгрессий и регрессий океана, по суммарной толщине (мощности) накопившихся осадочных отложений, по распределению их фаций и источников обломочного материала, снесённого в депрессии. Таким способом выясняется вертикальная компонента перемещения верхних слоев земной коры или поверхности консолидированного фундамента, расположенного под осадочным чехлом. В качестве репера используется уровень Мирового океана, который считают почти постоянным, с возможными отклонениями до 50-100 м при таянии или образовании ледников, а также более значительными - до нескольких сот метров в результате изменения ёмкости океанических впадин при их разрастании и образовании срединно-океанических хребтов.
Крупные горизонтальные перемещения, которые признаются не всеми учёными, устанавливаются как по геологическим данным, путём графического выпрямления складок и восстановления надвинутых толщ горных пород в первоначальном положении, так и на основании изучения остаточной намагниченности горных пород и изменений палеоклимата. Считается, что при достаточном количестве па-леомагнитных и геологических данных можно восстанавливать былое расположение материков и океанов и определять скорость и направление перемещений, происходивших в последующее время, например с конца палеозойской эры.
Скорость горизонтальных перемещений определяется сторонниками мобилизма по ширине новообразованных океанов (Атлантического, Индийского), по палеомагнитным данным, указывающим на изменения широты и ориентировки по отношению к меридианам, и по ширине образующихся при разрастании океанического дна полос магнитных аномалий различного знака, которые сопоставляются с длительностью эпох различной полярности магнитного поля Земли. Эти оценки, как и скорость современных горизонтальных движений, измеренная геодезическими методами в рифтах (Восточная Африка), складчатых областях (Япония, Таджикистан) и на сдвигах (Калифорния), составляют 0,1-10 см/г. На протяжении миллионов лет скорость горизонтальных движений изменяется незначительно, направление остаётся почти постоянным.
Вертикальные движения имеют, напротив, переменный, колебательный характер. Повторные нивелировки показывают, что скорость опускания или поднятия на равнинах обычно не превышает 0,5 см/год, поднятие в горных областях (например, на Кавказе) достигает 2 см/год. В то же время средние скорости вертикальных тектонических движений, определяемые для больших интервалов времени (например, за десятки миллионов лет), не превышают 0,1 см/год в подвижных поясах и 0,01 см/год на платформах. Это различие в скоростях, измеренных за малые и большие промежутки времени, указывает на то, что в геологических структурах фиксируется лишь интегральный результат вековых вертикальных движений, накапливающийся при суммировании колебаний противоположного знака.
Сходство тектонических движений, повторяющихся на одних и тех же тектонических структурах, позволяет говорить об унаследованном характере вертикальных тектонических движений. К тектоническим движениям обычно не относят перемещения горных пород в приповерхностной зоне (десятки метров от поверхности), вызванные нарушениями их гравитационного равновесия под влиянием экзогенных (внешних) геологических процессов, а также периодические поднятия и опускания земной поверхности, обусловленные твёрдыми приливами Земли вследствие притяжения Луны и Солнца. Спорным является отнесение к тектоническим движениям процессов, связанных с восстановлением изостатического равновесия, например поднятий при сокращении крупных ледниковых покровов типа антарктического или гренландского. Локальный характер носят движения земной коры, вызванные деятельностью вулканов. Причины тектонических движений до сих пор достоверно не установлены; в этом отношении высказываются различные предположения.
По мнению ряда учёных, глубинные тектонические движения вызваны системой крупных конвекционных течений, охватывающих верхние и средние слои мантии Земли. С такими течениями, по-видимому, связано растяжение земной коры в океанах и сжатие в складчатых областях, над теми зонами, где происходит сближение и погружение встречных течений. Другие учёные (В. В. Белоусов) отрицают существование замкнутых конвекционных течений в мантии, но допускают подъём разогретых в низах мантии и более лёгких продуктов её дифференциации, вызывающий восходящие вертикальные движения коры. Охлаждение этих масс служит причиной её опусканий. При этом горизонтальным движениям не придаётся существенного значения, и они считаются производными от вертикальных. При выяснении природы движений и деформаций земной коры некоторые исследователи отводят определённую роль напряжениям, возникающим в связи с изменениями скорости вращения Земли, другие считают их слишком незначительными.
Глубинное тепло Земли имеет преимущественно радиоактивное происхождение. Непрерывная генерация тепла в недрах Земли ведёт к образованию его потока, направленного к поверхности. На некоторых глубинах при благоприятном сочетании вещественного состава, температуры и давления могут возникать очаги и слои частичного плавления. Таким слоем в верхней мантии является астеносфера - основной источник образования магмы; в ней могут возникать конвекционные токи, которые служат предположительной причиной вертикального и горизонтального движений литосферы. В зонах вулканических поясов островных дуг и окраин континентов основные очаги магм связаны со сверхглубинными наклонными разломами (зоны Завариц-кого-Беньофа), уходящими под них со стороны океана (приблизительно до глубины 700 км). Под влиянием теплового потока или непосредственно тепла, приносимого поднимающейся глубинной магмой, возникают так называемые коровые очаги магмы в самой земной коре; достигая приповерхностных частей коры, магма внедряется в них в виде различных по форме интрузивов или изливается на поверхность, образуя вулканы.
Гравитационная дифференциация вела к расслоению Земли на геосферы разной плотности. На поверхности Земли она проявляется также в форме тектонических движений, которые, в свою очередь, ведут к тектоническим деформациям пород земной коры и верхней мантии. Накопление и последующая разрядка тектонических напряжений вдоль активных разломов приводят к землетрясениям.
Оба вида глубинных процессов тесно связаны: радиоактивное тепло, понижая вязкость материала, способствует его дифференциации, а последняя ускоряет вынос тепла к поверхности. Предполагается, что сочетание этих процессов ведёт к неравномерности во времени выноса тепла и лёгкого вещества к поверхности, что, в свою очередь, можно объяснить наличием в истории земной коры тектономагматических циклов.
Тектонические циклы (этапы) - большие (более 100 млн лет) периоды геологической истории Земли, характеризующиеся определённой последовательностью тектонических и общегеологических событий. Наиболее ярко проявляются в подвижных областях Земли, где цикл начинается погружениями земной коры с образованием глубоких морских бассейнов, накоплением мощных толщ осадков, подводным вулканизмом, образованием основных и ультраосновных интрузивно-магматических пород. Возникают островные дуги, проявляется андезитовый вулканизм, морской бассейн расчленяется на более мелкие, начинаются складчато-надвиговые деформации. Далее происходит формирование складчатых и складчато-покровных горных сооружений, окаймленных и разделённых передовыми (краевыми, предгорными) и межгорными прогибами, которые заполняются продуктами разрушения гор - мопассами. Этот процесс сопровождается региональным метаморфизмом, гранитообразованием, липарит-базальтовы-ми наземными вулканическими излияниями.
Сходная последовательность событий наблюдается и на платформах: смена континентальных условий за счет трансгрессии моря, а затем снова регрессии и установления континентального режима с образованием кор выветривания, с соответствующим изменением типа осадков - вначале континентальных, затем лагунных, нередко соленосных или угленосных, далее морских обломочных, в середине цикла преимущественно карбонатных или кремнистых, в конце снова морских, лагунных (соли) и континентальных (иногда ледниковых).
Интенсивным складчато-надвиговым деформациям и горообразованию в одних подвижных зонах нередко соответствуют образование в их тылу новых зон погружений и формирование систем рифтов -авлакогенов на платформах.
Средняя продолжительность тектонических циклов в фанерозое 150-180 млн лет (в докембрии тектонические циклы были, по-видимому, более продолжительными). Наряду с такими циклами иногда выделяют более крупные - мегациклы (мегаэтапы) - длительностью в сотни миллионов лет. В Европе, отчасти в Северной Америке и Азии в позднем докембрии и фанерозое установлены следующие циклы: гренвильский (средний рифей); байкальский (поздний рифей-венд); каледонский (кембрий-девон); герцинский (девон-пермь); киммерийский или мезозойский (триас-юра); альпийский (мел-кайнозой).
Первоначальное схематичное представление о тектонических циклах как строго синхронных в масштабах всей планеты, повсеместно повторяющихся и отличающихся одинаковым комплексом явлений, до сих пор справедливо оспаривается. В действительности, конец одного и начало другого циклов нередко оказываются синхронными (в разных, часто смежных регионах). В каждой отдельной подвижной системе наиболее полно выражены обычно один или два цикла, непосредственно предшествующие превращению ее в складчатую горную систему, а более ранние отличаются неполнотой набора характерных для них явлений, которые иногда сливаются друг с другом. В масштабе всей истории Земли тектоническая цикличность выступает лишь как осложнение общего её направленного развития. Отдельные циклы образуют стадии мегациклов, а они, в свою очередь, - крупные этапы истории Земли в целом. Причины цикличности пока не установлены. Высказываются предположения о периодичном накоплении тепла и возрастании теплового потока, исходящего из глубоких недр Земли, о циклах подъёма или круговорота (конвекции) продуктов дифференциации вещества мантии и др.
Пространственные неравномерности тех же глубинных процессов привлекаются к объяснению разделения земной коры на более или менее геологически активные регионы, например на горноскладчатые области и платформы.
С эндогенными процессами связано формирование рельефа Земли и образование многих важнейших полезных ископаемых.
Экзогенные процессы - геологические процессы, обусловленные внешними по отношению к Земле источниками энергии (преимущественно солнечное излучение) в сочетании с силой тяжести. Экзогенные процессы протекают на поверхности и в приповерхностной зоне земной коры в форме механического и физико-химического её взаимодействия с гидросферой и атмосферой. К ним относятся осадкообразование и образование месторождений осадочных полезных ископаемых, выветривание, геологическая деятельность ветра (эоловые процессы, дефляция), проточных поверхностных и подземных вод (эрозия, денудация), озёр и болот, вод морей и океанов (абразия), ледников (экзарация).
Экзогенные процессы включают разные виды выветривания в виде разрушений:
- - дефляционные - выдувание, обтачивание и шлифование горных пород минеральными частицами, переносимыми ветром;
- - селевые - образование и перемещение грязевых или грязекаменных потоков;
- - эрозионные - размывание почв и горных пород водными потоками;
или разных процессов накопления осадков:
- - аллювиальные - отложения рек в виде песка, галечника, конгломератов;
- - делювиальные - перемещение продуктов выветривания горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести, дождевых и талых вод;
- - коллювиальные - смещение склоновых обломков под влиянием силы тяжести;
- - оползневые - отрыв земельных масс и горных пород и перемещение их по склону под влиянием силы тяжести;
- - осадкообразующие - отложение осадков из воды, воздуха (в участках затишья) или на склонах под действием силы тяжести;
- - пролювиальные - перемещение временными потоками продуктов разрушения горных пород и отложение их у подножий гор часто в виде конусов выноса;
- - рудообразующие - накопление рудного вещества под действием разных причин: самородного золота - в результате выпадения из водных потоков, оксидов алюминия - выпадения из водных растворов и т. д.;
- - элювиальные - продукты разрушения горных пород остаются на месте своего образования.
Выветривание - процесс разрушения и изменения горных пород в условиях земной поверхности в результате механического и химического воздействия атмосферы, грунтовых и поверхностных вод и организмов. По характеру среды, в которой происходит выветривание, оно может быть атмосферным и подводным. По роду воздействия выветривания на горные породы различают физическое выветривание , ведущее только к механическому распаду породы на обломки; химическое выветривание, при котором изменяется химический состав горной породы с образованием минералов, более стойких в условиях земной поверхности; органическое (биологическое) выветривание, сводящееся к механическому раздроблению или химическому изменению породы в результате жизнедеятельности организмов. Своеобразным типом выветривания является почвообразование, при котором особенно активную роль играют биологические факторы. Выветривание горных пород происходит под влиянием воды (атмосферные осадки и грунтовые воды), углекислоты и кислорода, водяных паров, атмосферного и грунтового воздуха, сезонных и суточных колебаний температуры, жизнедеятельности макро- и микроорганизмов и продуктов их разложения. На скорость и степень выветривания, мощность образующихся продуктов выветривания и на их состав кроме перечисленных агентов влияют также рельеф и геологическое строение местности, состав и структура материнских пород. Подавляющее число физических и химических процессов выветривания (окисление, сорбция, гидратация, коагуляция) происходит с выделением энергии. Обычно виды выветривания действуют одновременно, но в зависимости от климата тот или иной из них преобладает.
Физическое выветривание происходит главным образом в условиях сухого и жаркого климата и связано с резкими колебаниями температуры горных пород при нагревании солнечными лучами (инсоляция) и последующем ночном охлаждении; быстрое изменение объёма поверхностных частей пород ведёт к их растрескиванию. В областях с частыми колебаниями температуры около О °С механическое разрушение пород происходит под влиянием морозного выветривания; при замерзании воды, проникшей в трещины, объём ее увеличивается и порода разрывается.
Химические и органические типы выветривания свойственны главным образом пластам с влажным климатом. Основные факторы химического выветривания - воздух и особенно вода, содержащая соли, кислоты и щелочи. Водные растворы, циркулирующие в толще пород, помимо простого растворения способны производить также сложные химические изменения.
Физические и химические процессы выветривания происходят в тесной взаимосвязи с развитием и жизнедеятельностью животных и растений и действием продуктов их распада после смерти. Наиболее благоприятными для образования и сохранения продуктов выветривания (минералов) являются условия тропического или субтропического климата и незначительное эрозионное расчленение рельефа. При этом толще горных пород, подвергшихся выветриванию, свойственна (в направлении сверху вниз) геохимическая зональность, выраженная характерным для каждой зоны комплексом минералов. Последние образуются в результате следующих друг за другом процессов: распада пород под влиянием физического выветривания, выщелачивания оснований, гидратации, гидролиза и окисления. Эти процессы часто идут до полного разложения первичных минералов, вплоть до образования свободных оксидов и гидроксидов.
В зависимости от степени кислотности - щёлочности среды, а также участия биогенных факторов образуются минералы различного химического состава: от устойчивых в щелочной среде (в нижних горизонтах) до устойчивых в кислой или нейтральной среде (в верхних горизонтах). Разнообразие продуктов выветривания, представленных различными минералами, определяется составом минералов первичных горных пород. Например, на ультраосновных породах (серпентинитах) верхняя зона представлена породами, в трещинах которых образуются карбонаты (магнезит, доломит). Далее следуют горизонты карбонатизации (кальцит, доломит, арагонит), гидролиза, с которым связано образование нонтронита и накопление никеля (ЫЮ до 2,5 %), окремнения (кварц, опал, халцедон). Зона конечного гидролиза и окисления сложена гидрогётитом (охристым), гётитом, магнетитом, оксидами и гидроксидами марганца (никель- и кобальтсодержащими). С процессами выветривания связаны крупные месторождения никеля, кобальта, магнезита и природно-легированных железных руд.
В тех случаях, когда продукты выветривания не остаются на месте своего образования, а уносятся с поверхности выветривающихся пород водой или ветром, нередко возникают своеобразные формы рельефа, зависящие как от характера выветривания, так и от свойств горных пород, в которых процесс как бы проявляет и подчеркивает особенности их строения (рис. 15).
Рис. 15.
Россия (БСЭ).
Для изверженных пород (гранитов, диабазов и др.) характерны массивные округлённые формы выветривания; для слоистых осадочных и метаморфических - ступенчатые (карнизы, ниши и т. п.). Неоднородность пород и неодинаковая устойчивость их различных участков против выветривания ведёт к образованию останцев в виде изолированных гор, столбов (рис. 16), башен и т. п.
Во влажном климате на наклонных поверхностях однородных, сравнительно легко растворимых в воде пород, например, известняков, стекающие воды разъедают неправильной формы углубления, разделённые острыми выступами и гребнями, в результате чего образуется неровная поверхность, известная под названием карров.
Рис. 16.
реки Енисей у Красноярска (БСЭ).
В процессе перерождения остаточных продуктов выветривания образуется много растворимых соединений, которые сносятся грунтовой водой в водные бассейны и входят в состав растворённых солей или выпадают в осадок. Процессы выветривания приводят к образованию различных осадочных пород и многих полезных ископаемых: каолинов, охр, огнеупорных глин, песков, руд железа, алюминия, марганца, никеля, кобальта, россыпей золота, платины и др., зон окисления колчеданных месторождений с их полезными ископаемыми и др.
Дефляция (от позднелат. с 1 е/ 1 аИо - выдувание, сдувание) - развевание, разрушение горных пород и почв под действием ветра, сопровождающееся перенесением и обтачиванием оторванных частиц. Особенно сильна дефляция в пустынях, в тех их частях, со стороны которых дуют господствующие ветры (например, в южной части пустыни Каракумы). Совокупность процессов дефляции и физического выветривания приводит к образованию обточенных скал причудливой формы в виде башен, колонн, обелисков и т. п.
Эрозия почвы - разрушение почвы водой и ветром, перемещение продуктов разрушения и их переотложение.
Образование эоловых форм рельефа происходит под действием ветра преимущественно в районах с аридным климатом (пустыни, полупустыни); встречается также по берегам морей, озер и рек со скудным растительным покровом, не способным защитить от действия ветра рыхлые и разрушенные выветриванием породы субстрата. Наиболее распространены аккумулятивные и аккумулятивнодефляционные формы , образующиеся в результате перемещения и отложения ветром песчаных частиц, а также выработанные (дефляционные) эоловые формы рельефа, возникающие за счет выдувания (дефляции) рыхлых продуктов выветривания, разрушения горных пород под воздействием динамических ударов самого ветра и особенно под действием ударов мелких частиц, переносимых ветром в ветропесчаном потоке.
Форма и величина аккумулятивных и аккумулятивно-дефляционных образований зависит от режима ветров (силы, частоты, направления, структуры ветрового потока), преобладающего в данной местности и действовавшего в прошлом, от насыщенности песчаными частицами ветропесчаного потока, степени связности рыхлого субстрата растительностью, от увлажнения и других факторов, а также от характера подстилающего рельефа. Наибольшее влияние на облик эоловых форм рельефа в песчаных пустынях оказывает режим активных ветров, действующих аналогично водному потоку с турбулентным движением среды близ твердой поверхности. Для средне- и мелкозернистого сухого песка (при диаметре зерен 0,5-0,25 мм) минимальная скорость активного ветра составляет 4 м/с. Аккумулятивные и дефляционно-аккумулятивные формы, как правило, перемещаются в соответствии с сезонно господствующим направлением ветров: поступательно при годовом воздействии активных ветров одного или близких направлений; колебательно и колебательно-поступательно, если направления этих ветров в течение года существенно меняются (на противоположные, перпендикулярные и т. п.). Особенно интенсивно (со скоростью до нескольких десятков метров в год) происходит перемещение оголенных песчаных аккумулятивных форм.
Для аккумулятивных и дефляционно-аккумулятивных эоловых форм рельефа пустынь характерно одновременное присутствие наложенных друг на друга форм нескольких категорий величин: 1 -я категория - ветровая рябь, высотой от долей миллиметра до 0,5 м, расстоянием между гребнями от нескольких миллиметров до 2,5 м; 2-я категория - щитовидные скопления высотой не менее 40 см; 3-я категория - барханы до 2-3 м высотой, соединяющиеся в продольную ветрам гряду или в поперечную ветрам барханную цепь; 4-я категория -барханный рельеф высотой до 10-30 м; 5-я и 6-я категории - крупные формы (высотой до 500 м), образующиеся в основном восходящими потоками воздуха. В пустынях умеренного пояса, где большую роль играет растительность, сдерживающая работу ветра, рельефообразо-вание идет замедленнее и самые крупные формы не превышают 60-70 м, наиболее характерны здесь прикустовые косички, холмики-косы и прикустовые бугры высотой от нескольких дециметров до 10-20 м.
Поскольку господствующий режим ветров (пассатный, муссонно-бризный, циклональный и др.) и скрепленность рыхлого субстрата в первую очередь определяются зонально-географическими факторами, аккумулятивные и аккумулятивно-дефляционные эоловые формы рельефа распределяются в целом зонально. Согласно классификации, предложенной географом Б. А. Федоровичем, оголенные легкоподвижные песчаные формы характерны, главным образом, для тропических экстрааридных пустынь (Сахара, пустыни Аравийского полуострова, Ирана, Афганистана, Такла-Макан); полузаросшие слабоподвижные - преимущественно для внетропических пустынь (пустыни Средней Азии и Казахстана, Джунгарии, Монголии, Австралии); заросшие в основном неподвижные дюнные формы - для внепустын-ных территорий (главным образом древнеледниковых областей Европы, Западной Сибири, Северной Америки). Детальная классификация аккумулятивных и дефляционно-аккумулятивных эоловых форм рельефа в зависимости от режима ветров дана при описании дюн и барханов.
Среди выработанных микроформ (до нескольких десятков сантиметров в поперечнике) наиболее распространены решетчатые или сотовые скалы, сложенные в основном терригенными породами; среди форм средней величины (метры и десятки метров) - ярданги, ложбины, котлы и ниши выдувания, скалы причудливой формы (грибообразные, кольцевые и др.), скопления которых нередко образуют целые эоловые «города»; к крупным выработанным формам (несколько километров в поперечнике) относят котловины выдувания и солончаково-дефляционные впадины, образующиеся при совместном воздействии интенсивно протекающих процессов физикохимического (солевого) выветривания и дефляции (в том числе огромные площади до сотен километров; например, впадина Карагие в Западном Казахстане). Всестороннее изучение эоловых форм рельефа, их морфологии, происхождения, динамики имеет важное значение при хозяйственном освоении пустынь.
Абразия (от лат. аЪгаяю - соскабливание, сбривание) - разрушение волнами и прибоем берегов морей, озёр и крупных водохранилищ. Интенсивность абразии зависит от степени волнового воздействия водоёма. Важнейшим условием, предопределяющим абразионное развитие берега, является относительно крутой угол исходного откоса (больше 1 °) прибрежной части дна моря или озера. Абразия создаёт на берегах абразионную террасу, или бенч, и абразионный уступ, или клиф (рис. 17). Образующиеся при этом в результате разрушения горных пород песок, гравии, галька могут вовлекаться в процессы перемещения наносов и служить материалом для береговых аккумулятивных форм. Часть материала сносится волнами и течениями к подножию абразионного подводного склона и образует здесь прислонённую аккумулятивную террасу. По мере расширения абразионной террасы абразия постепенно затухает (так как расширяется полоса мелководья, на преодоление которой расходуется энергия волн) и при поступлении наносов может смениться аккумуляцией. На склонах искусственных водохранилищ, уклоны которых в прошлом формировались иными, не абразионными факторами, темп абразии особенно высок - до десяти метров в год.
Рис. 17.
К - клиф; АТ - абразионная терраса (бенч); ПАТ - подводная аккумулятивная терраса; УВ - уровень воды. Пунктирной линией обозначен доабрази-онный рельеф (БСЭ).
Экзарация (от позднелат. ехагайо - выпахивание) - ледниковое выпахивание, разрушение ледником горных пород, слагающих его ложе, и удаление продуктов разрушения (отторженцев, валунов, гальки, песка, глины и др.) движущимся ледником. В результате экзарации возникают троги, озёрные котловины, «бараньи лбы», «курчавые скалы», ледниковые шрамы, штриховка. Наряду с разрушением горных пород происходят их сглаживание, полировка и шлифовка.
Главные формы проявления экзогенных процессов на поверхности Земли:
- - разрушение горных пород и химическое преобразование слагающих их минералов (физическое, химическое, органическое выветривание);
- - удаление и перенос разрыхлённых и растворимых продуктов разрушения горных пород водой, ветром и ледниками;
- - отложение (аккумуляция) этих продуктов в виде осадков на суше или на дне водных бассейнов и постепенное их преобразование в осадочные горные породы в результате последовательных процессов се-диментогенеза, диагенеза и катагенеза.
Экзогенные процессы в сочетании с эндогенными участвуют в формировании рельефа Земли, в образовании толщ осадочных горных пород и связанных с ними месторождений полезных ископаемых. Например, в условиях проявления специфических процессов выветривания и осадконакопления образуются руды алюминия (бокситы), железа, никеля и др.; в результате селективного отложения минералов водными потоками формируются россыпи золота и алмазов; в условиях, благоприятствующих накоплению органического вещества и обогащенных им толщ осадочных горных пород, возникают горючие полезные ископаемые.
Эндогенные процессы - геологические процессы, связанные с энергией, возникающей в недрах Земли. К эндогенным процессам относятся тектонические движения земной коры, магматизм, метаморфизм, сейсмические итектонические процессы. Главными источниками энергии эндогенных процессов являются тепло и перераспределение материала в недрах Земли по плотности (гравитационное дифференциация). Это процессы внутренней динамики: происходят вследствие воздействия внутренних, по отношению к Земле, источников энергии.лубинное тепло Земли, по мнению большинства учёных, имеет преимущественно радиоактивное происхождение. Определённое количество тепла выделяется и при гравитационной дифференциации. Непрерывная генерация тепла в недрах Земли ведёт к образованию потока его к поверхности (тепловой поток). На некоторых глубинах в недрах Земли при благоприятном сочетании вещественного состава, температуры и давления могут возникать очаги и слои частичного плавления. Таким слоем в верхней мантии является астеносфера - основной источник образования магмы; в ней могут возникать конвекционные токи, которые служат предположительного причиной вертикальных и горизонтальных движений в литосфере. Конвекция происходит и в масштабе всей мантия|мантии, возможно, раздельно в нижней и верхней, тем или иным способом приводя к крупным горизонтальным перемещениям литосферных плит. Охлаждение последних ведёт к вертикальным опусканиям (тектоника плит). В зонах вулканических поясов островных дуг и окраин континентов основные очаги магм в мантии связаны со сверхглубинными наклонными разломами(сейсмофокальные зоны Вадати-Заварицкого-Беньоффа), уходящими под них со стороны океана (приблизительно до глубины 700 км). Под влиянием теплового потока или непосредственно тепла, приносимого поднимающейся глубинноймагмой, возникают так называемые коровые очаги магмы в самой земной коре; достигая приповерхностных частей коры, магма внедряется в них в виде различных по форме интрузивов (плутонов) или изливается на поверхность, образуя вулканы. Гравитационная дифференциация привела к расслоению Земли на геосферы разной плотности. На поверхности Земли она проявляется также в форме тектонических движений, которые, в свою очередь, ведут к тектоническим деформациям пород земной коры и верхней мантии; накопление и последующая разрядка тектонических напряжений вдоль активных разломов приводят к землетрясениям. Оба вида глубинных процессов тесно связаны: радиоактивное тепло, понижая вязкость материала, способствует его дифференциации, а последняя ускоряет вынос тепла к поверхности. Предполагается, что сочетание этих процессов ведёт к неравномерности во времени выноса тепла и лёгкого вещества к поверхности, что, в свою очередь, может объяснить наличие в истории земной коры тектономагматических циклов. Пространственные неравномерности тех же глубинных процессов привлекаются к объяснению разделения земной коры на более или менее геологически активные области, например на геосинклинали и платформы. С эндогенными процессами связано формирование рельефа Земли и образование многих важнейших полезных ископаемых.
Экзогенные- геологические процессы, обусловленные внешними по отношению к Земле источниками энергии (преимущественно солнечное излучение) в сочетании с силой тяжести. Э. п. протекают на поверхности и в приповерхностной зоне земной коры в форме механического и физико-химического её взаимодействия с гидросферой и атмосферой. К ним относятся: Выветривание, геологическая деятельность ветра (эоловые процессы, Дефляция), проточных поверхностных и подземных вод (Эрозия, Денудация), озёр и болот, вод морей и океанов (Абразия), ледников (Экзарация). Главные формы проявления Э. п. на поверхности Земли: разрушение горных пород и химическое преобразование слагающих их минералов (физическое, химическое, органическое выветривание); удаление и перенос разрыхлённых и растворимых продуктов разрушения горных пород водой, ветром и ледниками; отложение (аккумуляция) этих продуктов в виде осадков на суше или на дне водных бассейнов и постепенное их преобразование в осадочные горные породы (Седиментогенез, Диагенез, Катагенез). Э. п. в сочетании с эндогенными процессами участвуют в формировании рельефа Земли, в образовании толщ осадочных горных пород и связанных с ними месторождений полезных ископаемых. Так, например, в условиях проявления специфических процессов выветривания и осадконакопления образуются руды алюминия (бокситы), железа, никеля и др.; в результате селективного отложения минералов водными потоками формируются россыпи золота и алмазов; в условиях, благоприятствующих накоплению органические вещества и обогащенных им толщ осадочных горных пород, возникают горючие полезные ископаемые.
| 7-Химический и минеральный состав земной коры | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В состав земной коры входят все известные химические элементы. Но распределены они в ней неравномерно. Наиболее распространены 8 элементов (кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, натрий, калий, магний), которые составляют 99,03% от общего веса земной коры; на долю остальных элементов (их большинство) приходится всего 0,97%, т. е. менее 1%. В природе, благодаря геохимическим процессам нередко образуются значительные скопления какого-либо химического элемента и возникают его месторождения, а другие элементы находятся в рассеянном состоянии. Вот почему некоторые элементы, составляющие небольшой процент в составе земной коры, как, например, золото, находят практическое применение, а другие элементы, пользующиеся более широким распространением в земной коре, как, например, галлий (его содержится в земной коре почти в два раза больше, чем золота), не находят широкого применения, хотя и обладают весьма ценными качествами (галлий применяется для изготовления солнечных фотоэлементов, используемых в космическом кораблестроении). «Редкого» в нашем понимании ванадия в земной коре содержится больше, чем «распространенной» меди, но он не образует больших скоплений. Радия в земной коре содержится десятки миллионов тонн, но он находится в рассеянном виде и поэтому представляет «редкий» элемент. Общие запасы урана исчисляются триллионами тонн, но он рассеян и редко образует месторождения. Химические элементы, входящие в состав земной коры, не всегда находятся в свободном состоянии. Большей частью они образуют природные химические соединения - минералы; Минерал-составная часть горной породы, образовавшейся в результате физико- химических процессов, протекавших и протекающих внутри Земли и на ее поверхности. Минерал - вещество определенного атомного, ионного, или молекулярного строения, устойчивый при определенных значениях температуры и давления. В настоящее время некоторые минералы получают и искусственным путем. Абсолютное большинство представляет собой вещества твердые, кристаллические (кварц и др.). Бывают минералы жидкие (самородная ртуть) и газообразные (метан). В виде свободных химических элементов, или, как их называют, самородных, встречаются золото, медь, серебро, платина, углерод (алмаз и графит), сера и некоторые другие. Такие химические элементы, как молибден, вольфрам, алюминий, кремний и многие другие, встречаются в природе только в виде соединений с другими элементами. Человек извлекает нужные ему химические элементы из природных соединений, которые служат рудой для получения этих элементов. Таким образом, рудой называются минералы или горные породы, из которых промышленным способом можно извлекать чистые химические элементы (металлы и неметаллы). Минералыбольшей частью встречаются в земной коре совместно, группами, образуя большие естественные закономерные скопления, так называемые горные породы. Горными породами называются минеральные агрегаты, состоящие из нескольких минералов, или большие их скопления. Так, например, горная порода гранит состоит из трех основных минералов: кварца, полевого шпата и слюды. Исключение составляют горные породы, состоящие из одного минерала, как, например, мрамор, состоящий из кальцита. Минералы и горные породы, которые используются и могут быть использованы в народном хозяйстве, называются полезными ископаемыми. Среди полезных ископаемых различают металлические, из которых извлекают металлы, неметаллические, используемые в качестве строительного камня, керамического сырья, сырья для химической промышленности, минеральных удобрений и т. д., горючие ископаемые - уголь, нефть, горючие газы, горючий сланец, торф. Минеральные скопления, содержащие полезные компоненты в количествах, достаточных для экономически выгодной их добычи, представляют месторождения полезных ископаемых.
8- Распространенность химических элементов в земной коре
|
9- Общие сведения о минералах
Минера́л (от позднелат. "minera" - руда) - природное твёрдое тело с определённым химическим составом, физическими свойствами и кристаллической структурой, образующееся в результате природных физико-химических процессов и являющееся составной частью Земной Коры, горных пород, руд, метеоритов и других планет Солнечной системы. Изучением минералов занимается наука минералогия.
Понятие "минерал" подразумевает твёрдое природное неорганическое кристаллическое вещество. Но иногда его рассматривают в неоправданно расширенном контексте, относя к минералам некоторые органические, аморфные и другие природные продукты, в частности некоторые горные породы, которые в строгом смысле не могут быть отнесены к минералам.
· Минералами считаются также некоторые природные вещества, представляющие из себя в обычных условиях жидкости (например, самородная ртуть, которая приходит к кристаллическому состоянию при более низкизкой температуре). Воду, напротив, к минералам не относят, рассматривая её как жидкое состояние (расплав) минерала лёд.
· Некоторые органические вещества - нефть, асфальты, битумы - часто ошибочно относят к минералам.
· Некоторые минералы находятся в аморфном состоянии и не имеют кристаллической структуры. Это относится главным образом к т. наз. метамиктным минералам, имеющим внешнюю форму кристаллов, но находящимя в аморфном, стеклоподобном состоянии вследствии разрушения их изначальной кристаллической решетки под действием жёсткого радиоактивного излучения входящих в их собственный состав радиоактивных элементов (U,Th, и тд.). Различают минералы явнокристаллические, аморфные - метаколлоиды (например, опал, лешательерит и др.) и метамиктные минералы, имеющие внешнюю форму кристаллов, но находящиеся в аморфном, стеклоподобном состоянии.
Конец работы -
Эта тема принадлежит разделу:
Происхождение и ранняя история развития земли
Любой магматический расплав состоит из жидкости газа и тв рдых кристаллов которые стремятся к равновесному состоянию в зависимости от изменения.. физические и химические свойства.. петрографический состав земной коры..
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Все темы данного раздела:
Происхождение и ранняя история развития Земли
Образование планеты Земля. Процесс образования каждой из планет Солнечной системы имел свои особенности. Около 5 млрд. лет на расстоянии 150 млн. км от Солнца зародилась наша планета. При падении н
Внутреннее строение
Земля, как и другие планеты земной группы, имеет слоистое внутреннее строение. Она состоит из твёрдых силикатных оболочек (коры, крайне вязкой мантии), и металлическ
Атмосфера, гидросфера, биосфера Земли
Атмосфера-газовая оболочка, окружающая небесное тело. Ее характеристики зависят от размера, массы, температуры, скорости вращения и химического состава данного небесного тела, а та
СОСТАВ АТМОСФЕРЫ
В высоких слоях атмосферы состав воздуха меняется под воздействием жесткого излучения Солнца, которое приводит к распаду молекул кислорода на атомы. Атомарный кислород является основным компонентом
Тепловой режим Земли
Внутреннее тепло Земли. Тепловой режим Земли складывается из двух видов: внешней теплоты, получаемой в виде солнечной радиации, и внутренней, зарождающейся в недрах планеты. Солнце дает Земле огром
Химический состав магмы
В магме содержатся практически все химические элементы таблицы Менделеева, среди которых: Si, Al, Fe, Са, Mg, К, Ti, Na, а также различные летучие компоненты (оксиды углерода, сероводород, водород
Разновидности магмы
Базальтовая - (основная) магма, по-видимому, имеет большее распространение. В ней содержится около 50 % кремнезёма, в значительном количестве присутствуют алюминий, кальций, желе
Генезис минералов
Минералы могут образовываться при разных условиях, в разных участках земной коры. Одни из них образуются из расплавленной магмы, которая может застывать как на глубине, так и на поверхности при вул
Эндогенные процессы
Эндогенные процессы минералообразования, как правило, связаны с внедрением в земную кору и застыванием раскаленных подземных расплавов, называемых магмами. При этом эндогенное минералообразование п
Экзогенные процессы
экзогенные процессы протекают в совершенно иных условиях нежели процессы эндогенного минералообразования. Экзогенное минералообразование приводит к физическому и химическому разложению того, что бы
Метаморфические процессы
Каким бы путем не образовывались горные породы и как бы устойчивы и прочны они не были, попадая в иные условия они начинают изменяться. Горные породы, образующиеся в результате изменения состава ил
Внутреннее строение минералов
По внутреннему строению минералы делятся на кристаллические (кухонная соль) и аморфные (опал). В минералах с кристаллическим строением элементарные частицы (атомы, молекулы) расп
Физические
Определение минералов производится по физическим свойствам, которые обусловлены вещественным составом и строением кристаллической решетки минерала. Это цвет минерала и его порошка, блеск, прозрачно
Сульфиды в природе
В природных условиях сера встречается преимущественно в двух валентных состояниях аниона S2, образующего сульфиды S2-, и катиона S6+, который входит в сульфатный ра
Описание
К этой группе относятся фтористые, хлористые и очень редкие бромистые и иодистые соединения. Фтористые соединения (фториды), генетически связаны с магматической деятельностью, они являются возгонам
Свойства
Трёхвалентные анионы 3−, 3− и 3− обладают сравнительно крупными размерами, поэтому наиболее устой
Генезис
Что касается условий образования относящихся к этому классу многочисленных минералов, то следует сказать, что подавляющее большинство их, особенно водных соединений, связано с экзогенными процессам
Структурные типы силикатов
В основе структурного строения всех силикатов лежит тесная связь кремния и кислорода; эта связь исходит из кристаллохимического принципа, а именно из отношения радиусов ионов Si (0.39Å) и O (
Структура, текстура, формы залегания горных пород
Структура – 1. для магматических и метасоматических пород, совокупность признаков горной породы, обусловленная степенью кристалличности, размерами и формой кристаллов, способом их
ФОРМЫ ЗАЛЕГАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД
Формы залегания магматических горных пород существенно различаются для пород, образовавшихся на некоторой глубине (интрузивных), и пород, излившихся на поверхность (эффузивных).
Основные ф
Карбонатиты
Карбонатитами называют эндогенные скопления кальцита, доломита и других карбонатов, пространственно и генетически ассоциированные с интрузивами ультраосновного щелочного состава центрального типа,
Формы залегания интрузивных пород
Внедрение магмы в различные горные породы, слагающие земную кору, приводит к образованию интрузивных тел (интрузивы, интрузивные массивы, плутоны). В зависимости от того, как взаимодействуют интру
Состав метаморфических пород
Химический состав метаморфических горных пород разнообразен и зависит в первую очередь от состава исходных. Однако состав может отличаться от состава исходных пород, так как в процессе метаморфизма
Строение метаморфических горных пород.
Структуры и текстуры метаморфических горных пород возникают при перекристаллизации в твёрдом состоянии первичных осадочных и магматических горных пород под влиянием литостатического давления, темпе
Формы залегания метаморфических пород
Так как исходным материалом метаморфических горных пород являются осадочные и магматические породы, их формы залегания должны совпадать с формами залегания этих пород. Так на основе осадочных пород
Гипергенез и кора выветривания
ГИПЕРГЕНЕ́З - (от гипер... и «генез»), совокупность процессов химического и физического преобразования минеральных веществ в верхних частях земной коры и на ее поверхности (при низких температ
Фоссилии
Фоссилии (лат. fossilis - ископаемый) - ископаемые остатки организмов или следы их жизнедеятельности, принадлежащих прежним геологическим эпохам. Обнаруживаются людьми при р
Геологическая съемка
Геологическая съемка - Один из основных методов изучения геологического строения верхних частей земной коры какого-либо района и выявления его перспектив в отношении минерально-сыр
Грабены, рампы, рифты.
Грабеном (нем. "graben" - копать) называется структура, ограниченная с двух сторон сбросами. (рис. 3, 4). Совершенно своеобразный тектонический тип представляют уз
Геологическая история развития Земли
Материал из Википедии - свободной энциклопедии
Геологическое время представленное на диаграмме называют геологическими часами, показывающими относительную длину эпох истории Земли с помет
Неоархейская эра
Неоархей - геологическая эра, часть архея. Охватывает временной период от 2,8 до 2,5 миллиарда лет назад. Период определен только хронометрически, геологический слой земных пород не выделяется. Так
Палеопротерозойская эра
Палеопротерозой - геологическая эра, часть протерозоя, начавшаяся 2,5 миллиарда лет назад и окончившаяся 1,6 миллиарда лет назад. В это время наступает первая стабилизация континентов. В это время
Неопротерозойская эра
Неопротерозой - геохронологическая эра (последняя эра протерозоя), начавшаяся 1000 млн лет назад и завершившаяся 542 млн лет назад. С геологической точки зрения характеризуется распадом древнего су
Эдиакарийский период
Эдиакарий - последний геологический период неопротерозоя, протерозоя и всего докембрия, непосредственно перед кембрием. Длился примерно с 635 по 542 миллионов лет до н. э. Название периода образова
Фанерозойский эон
Фанерозойский эон - геологический эон, начавшийся ~ 542 млн лет назад и продолжающийся в наше время, время «явной» жизни. Началом фанерозойского эона считается кембрийский период, когда произошло р
Палеозойская эра
Палеозойская эра, Палеозой, PZ - геологическая эра древней жизни планеты Земля. Самая древняя эра в фанерозойском эоне, следует за неопротерозойской эрой, после неё идет мезозойская эра. Палеозой н
Каменноугольный период
Каменноу́гольный пери́од, сокращенно карбо́н (С) - геологический период в верхнем палеозое 359,2 ± 2,5-299 ± 0,8 млн лет назад. Назван из-за сильног
Мезозойская эра
Мезозой - участок времени в геологической истории Земли от 251 млн до 65 млн лет назад, одна из трёх эр Фанерозоя. Впервые выделен в 1841 году британским геологом Джоном Филлипсом. Мезозой - эра те
Кайнозойская эра
Кайнозо́й (кайнозойская эра) - эра в геологической истории Земли протяженностью в 65,5 миллионов лет, начиная с великого вымирания видов в конце мелового периода по настоящее
Палеоценовая эпоха
Палеоцен - геологическая эпоха палеогенового периода. Это первая эпоха палеогена за которой следует эоцен. Палеоцен охватывает период от 66,5 до 55,8 миллионов лет назад. Палеоценом начинается трет
Плиоценовая эпоха
Плиоцен - эпоха неогенового периода, начавшаяся 5,332 миллиона лет назад и закончившаяся 2,588 миллионов лет назад. Эпохе плиоцена предшествует эпоха миоцена, а последовательницей яв
Четвертичный период
Четвертичный период, или антропоген - геологический период, современный этап истории Земли, завершает кайнозой. Начался 2,6 миллиона лет назад, продолжается по сей день. Это самый короткий геологич
Плейстоценовая эпоха
Плейстоцен - самый многочисленный и καινός - новый, современный) - эпоха четвертичного периода, начавшаяся 2,588 миллиона лет назад и закончившаяся 11,7 тысяч лет наза
Запасы полезных ископаемых
(минеральные ресурсы) - количество минерального сырья и органических полезных ископаемых в недрах Земли, на её поверхности, на дне водоёмов и в объёме поверхностных и подземных вод. Запасы полезных
Оценка запасов
Количество запасов оценивается по данным геологической разведки применительно к существующим технологиям добычи. Эти данные позволяют вычислить объём тел полезных ископаемых, а при умножении объёма
Категории запасов
По степени достоверности определения запасов они разделяются на категории. В Российской Федерации действует классификация запасов полезных ископаемых с разделением их на четыре категории: А, В, C1
Балансовые и забалансовые запасы
Запасы полезных ископаемых, по их пригодности для использования в народном хозяйстве разделяются на балансовые и забалансовые.
К балансовым принадлежат такие запасы полезных ископаемых, ко
ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ РАЗВЕДКА
ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ РАЗВЕДКА - стадия геологоразведочных работ, проводимых в процессе разработки месторождения. Планируется и осуществляется в увязке с планами развития горных работ, опережая очистные
Разведка месторождений полезных ископаемых
Разведка месторождений полезных ископаемых (геологоразведка) - совокупность исследований и работ, осуществляемых с целью выявления и оценки запасов полезных ископа
Возраст горных пород
относительный возраст пород– это установление, какие породы образовались раньше, а какие – позже. Стратиграфический метод основан на том, что возраст слоя при нормальном залег
Балансовые запасы
БАЛАНСОВЫЕ ЗАПАСЫ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ- группа запасов полезных ископаемых, использование которых экономически целесообразно при существующей либо осваиваемой промышленностью прогрессивной технике и
Складчатые дислокации
Пликативные нарушения (от лат. plico - складываю) - нарушения первичного залегания горных пород (то есть, собственно дислокация)), которые приводят к возникновению изгибов горных пород различных ма
Прогнозные ресурсы
ПРОГНОЗНЫЕ РЕСУРСЫ- возможное количество полезных ископаемых в геологически слабо изученных участках земной и гидросферы. Оценка прогнозных ресурсов производится на основе общих геологических предс
Геологические разрезы и способы их построения
ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ, геологический профиль- вертикальное сечение земной коры от поверхности в глубину. Геологические разрезы составляются погеологическим картам, данным геологических наблюдений и
Экологические кризисы в истории земли
Экологический кризис - это напряженное состояние взаимоотношений между человечеством и природой, характеризующийся несоответствием развития производственных сил и производственных отношений в челов
Геологическое развитие континентов и океанических впадин
Согласно гипотезе первичности океанов земная кора океанического типа возникла еще до образования кислородно-азотной атмосферы и покрывала весь земной шар. Первичная кора состояла из основных магмат
Эндогенные – это внутренние процессы; экзогенные – внешние, поверхностные, для них источник энергии – это энергия Солнца и сила тяжести (гравитационное поле Земли).
К эндогенным процессам относятся:
Магматизм (от слова магма) – процесс, с которым связано рождение, движение и превращение магмы в магматическую горную породу;
Тектоника (тектонические движения) – любые механические движения земной коры – поднятия, опускания, горизонтальные перемещения и т.д.;
Землетрясения – являются следствием тектонических движений, но обычно рассматриваются самостоятельно;
Метаморфизм – процессы, приводящие к изменению состава, строения горных пород внутри Земли при изменении физико-химических параметров (давление, температура и пр.).
К экзогенным процессам относятся процессы, протекающие на поверхности или вблизи нее, изменяющие облик Земли и связанные с деятельностью атмосферы, гидросферы и биосферы:
Выветривание (гипергенез);
Геологическая деятельность ветра;
Геологическая деятельность текучих вод;
Геологическая деятельность подземных вод;
Геологическая деятельность снега, льда, вечной мерзлоты;
Геологическая деятельность морей, озер, болот;
Геологическая деятельность человека.
Эндогенные процессы создают неровности поверхности Земли. Самые крупные из них создаются тектоническими движениями. При нисходящих движениях (опускании) участков земной коры возникают впадины крупных озер, морей, океанов. При восходящих движениях (поднятии) отдельных участков земной коры возникают горные поднятия, горные страны и целые континенты.
Экзогенные процессы разрушают приподнятые участки земной поверхности и стремятся заполнить возникающие впадины. Таким образом, рельеф Земли является ареной никогда не прекращающейся борьбы эндогенных и экзогенных сил, причем проявление, противоборство этих сил невозможны друг без друга. Такую неразрывную связь называют диалектической.
Денудация и пенепелнизация
Под денудацией подразумевается процесс разрушения пород на поверхности Земли, сопровождаемый удалением разрушаемой массы. Естественно денудация приводит к понижению приподнятых участков рельефа (рисунок 4).
Рисунок 4 – Схема понижения рельефа в процессе денудации: 1 – первоначальная поверхность, 2 – поверхность после денудации
В результате денудации воздействию экзогенных процессов и разрушению подвергаются все новые порции пород, ранее прикрытые от воздействия вышележащими массами.
На ограниченных территориях денудация протекает чаще всего как результат деятельности какого-либо из внешних факторов: речной эрозии, морской абразии и т.д. Обширные пространства понижаются под совокупным воздействием многих внешних геодинамических процессов. Денудация горных стран протекает тем быстрее, чем они выше, и может достигать скорости 5-6 см в год для наиболее высоких хребтов (Кавказ, Альпы). На равнинах скорость денудации много меньше (доли миллиметров в год), а местами сменяется накоплением осадков. Приблизительные расчеты показывают, что горные страны постепенно снижаются, когда денудация перебарывает тектоническое воздымание, и на их месте могут возникнуть холмистые равнины – пенеплены, как их принято называть, а необходимое для этого время составляет от 20 до 50 млн лет. Эти же расчеты показывают, что для полного разрушения континентов, при допущении прекращения действия тектонических сил, потребуется 200-250 млн лет. Разрушаться континенты могут до уровня океанических вод. Ниже этого уровня процессы денудации практически прекращаются: уровень океана принят в качестве предела денудации.
Самостоятельные – местные – уровни денудации могут существовать на континентах, как правило, это уровень крупных бессточных впадин (Каспийское, Аральское, Мертвое моря).
Плутонизм и вулканизм
Магматизмом называют явления, связанные с образованием, изменением состава и движением магмы из недр Земли к ее поверхности.
Магма представляет собой природный высокотемпературный расплав, образующийся в виде отдельных очагов в литосфере и верхней мантии (главным образом, в астеносфере). Основной причиной плавления вещества и возникновения магматических очагов в литосфере является повышение температуры. Подъем магмы и прорыв ее в вышележащие горизонты происходят вследствие так называемой инверсии плотностей, при которой внутри, литосферы появляются очаги менее плотного, но мобильного расплава. Таким образом, магматизм - это глубинный процесс, обусловленный тепловым и гравитационным полями Земли.
В зависимости от характера движения магмы различают магматизм интрузивный и эффузивный. При интрузивном магматизме (плутонизме) магма не достигает земной поверхности, а активно внедряется во вмещающие вышележащие породы, частично расплавляя их, и застывает в трещинах и полостях коры. При эффузивном магматизме (вулканизме) магма через подводящий канал достигает поверхности Земли, где образует вулканы различных типов, и застывает на поверхности. В обоих случаях при застывании расплава образуются магматические горные породы. Температуры магматических расплавов, находящихся внутри земной коры, судя по экспериментальным данным и результатам изучения минерального состава магматических пород, находятся в пределах 700-1100°С. Измеренные температуры магм, излившихся на поверхность, в большинстве случаев колеблются в интервале 900-1100°С, изредка достигая 1350 °С. Более высокая температура наземных расплавов обусловлена тем, что в них протекают процессы окисления под воздействием атмосферного кислорода.
С точки зрения химического состава магма представляет сложную многокомпонентную систему, образованную в основном кремнеземом SiO2 и веществами, химически эквивалентными силикатам Al, Na, K, Ca. Преобладающим компонентом магмы является кремнезем. В природе существует несколько типов магм, различающихся по химическому составу. Состав магм зависит от состава материала, за счет плавления которого они образуются. Однако при подъеме магмы происходит частичное плавление и растворение вмещающих пород земной коры, или их ассимиляция; при этом первичный ее состав меняется. Таким образом, состав магм изменяется в процессе как внедрения их в верхние горизонты коры, так и кристаллизации. На больших глубинах в магмах в растворенном состоянии присутствуют летучие компоненты - пары воды и газов (H2S, H2, CO2, HCl, и др.) В условиях высоких давлений их содержание может достигать 12 %. Они являются химически очень активными, подвижными веществами и удерживаются в магме только благодаря высокому внешнему давлению.
В процессе подъема магмы к поверхности, по мере снижения температур и давлений происходит распад системы на две фазы - расплав и газы. Если движение магмы медленное, ее кристаллизация начинается в процессе подъема, и тогда она превращается в трехфазную систему: газы, расплав и плавающие в нем кристаллы минералов. Дальнейшее охлаждение магмы приводит к переходу всего расплава в твердую фазу и к образованию магматической породы. При этом выделяются летучие компоненты, основная часть которых удаляется по трещинам, окружающим магматическую камеру, или непосредственно в атмосферу в случае излияния магмы на поверхность. В затвердевшей породе сохраняется лишь незначительная часть газовой фазы в виде мельчайших включений в минеральных зернах. Таким образом, состав исходной магмы определяет состав главных, породообразующих минералов сформировавшейся породы, но не является строго идентичным ему в отношении содержания летучих компонентов.
Экзогенные процессы - геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в самых верхних частях земной коры (выветривание, эрозия, деятельность ледников и др.); обусловлены главным образом энергией солнечной радиации, силой тяжести и жизнедеятельностью организмов.
Эрозия (от лат. erosio -- разъедание) -- разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками и ветром, включающее в себя отрыв и вынос обломков материала и сопровождающееся их отложением. Часто, особенно в зарубежной литературе, под эрозией понимают любую разрушительную деятельность геологических сил, таких, как морской прибой, ледники, гравитация; в таком случае эрозия выступает синонимом денудации. Для них, однако, существуют и специальные термины: абразия (волновая эрозия), экзарация (ледниковая эрозия), гравитационные процессы, солифлюкция и т. д. Такой же термин (дефляция) используется параллельно с понятием ветровая эрозия, но последнее гораздо более распространено. По скорости развития эрозию делят на нормальную и ускоренную. Нормальная имеет место всегда при наличии сколько-либо выраженного стока, протекает медленнее почвообразования и не приводит к заметным изменением уровня и формы земной поверхности. Ускоренная идет быстрее почвообразования, приводит к деградации почв и сопровождается заметным изменением рельефа.
По причинам выделяют естественную и антропогенную эрозию.
Следует отметить, что антропогенная эрозия не всегда является ускоренной, и наоборот. Работа ледников - рельефообразующая деятельность горных и покровных ледников, состоящая в захвате частиц горных пород движущимся ледником, переносе и отложении их при таянии льда.
Выветривание -- совокупность сложных процессов качественного и количественного преобразования горных пород и слагающих их минералов, приводящий к образованию почвы. Происходит за счет действия на литосферу гидросферы, атмосферы и биосферы. Если горные породы длительное время находятся на поверхности, то в результате их преобразований образуется кора выветривания. Различают три вида выветривания: физическое (механическое), химическое и биологическое.
Физическое выветривание -- это механическое измельчение горных пород без изменения их химического строения и состава. Физическое выветривание начинается на поверхности горных пород, в местах контакта с внешней средой. В результате перепадов температур в течении суток на поверхности горных пород образуются микротрещины, которые, со временем, проникают все больше вглубь. Чем больше разница температур в течении суток, тем быстрее происходит процесс выветривания. Следующим шагом в механическом выветривании является попадание в трещины воды, которая при замерзании увеличивается в объеме на 1/10 своего объема, что способствует еще большему выветриванию породы. Если глыбы горных пород попадают, например, в реку, то там они медленно стачиваются и измельчаются под воздействием течения. Селевые потоки, ветер, сила тяжести, землетрясения, извержения вулканов так же содействуют физическому выветриванию горных пород. Механическое измельчение горных пород приводит к пропусканию и задерживанию породой воды и воздуха, а также значительному увеличению площади поверхности, что создает благоприятные условия для химического выветривания.
Химическое выветривание -- это совокупность различных химических процессов, в результате которых происходит дальнейшее разрушение горных пород и качественного изменения их химического состава с образованием новых минералов и соединений. Важнейшими факторами химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. Вода -- энергичный растворитель горных пород и минералов. Основная химическая реакция воды с минералами магматических пород -- гидролиз, приводит к замене катионов щелочных и щелочноземельных элементов кристаллической решетки на ионы водорода диссооциированных молекул воды.
Биологическое выветривание производят живые организмы (бактерии, грибки, вирусы, роющие животные, низшие и высшие растения и т. д.).
Эндогенные процессы - геологические процессы, связанные с энергией, возникающей в недрах твердой Земли. К эндогенным процессам относятся тектонические процессы, магматизм, метаморфизм, сейсмическая активность.
Тектонические процессы - образование разломов и складок.
Магматизм -- термин, объединяющий эффузивные (вулканизм) и интрузивные (плутонизм) процессы в развитии складчатых и платформенных областей. Под магматизмом понимают совокупность всех геологических процессов, движущей силой которых является магма и её производные.
Магматизм является проявлением глубинной активности Земли; он тесно связан с ее развитием, тепловой историей и тектонической эволюцией.
Выделяют магматизм:
- - геосинклинальный
- - платформенный
- - океанический
- - магматизм областей активизации
По глубине проявления:
- - абиссальный
- - гипабиссальный
- - поверхностный
По составу магмы:
- - ультраосновной
- - основной
- - кислый
- - щелочной
В современную геологическую эпоху магматизм особенно развит в пределах Тихоокеанского геосинклинального пояса, срединно-океанических хребтов, рифовых зон Африки и Средиземноморья и др. С магматизмом связано образование большого количества разнообразных месторождений полезных ископаемых.
Сейсмическая активность - это количественная мера сейсмического режима, определяемая средним числом очагов землетрясений в некотором диапазоне энергетической величины, которые возникают на рассматриваемой территории за определенное время наблюдения.
Метаморфизм (греч. metamorphoуmai -- подвергаюсь превращению, преображаюсь) - процесс твердофазного минерального и структурного изменения горных пород под воздействием температуры и давления в присутствии флюида.
Выделяют изохимический метаморфизм, при котором химический состав породы меняется несущественно, и не изохимический метаморфизм (метасоматоз) для которого характерно заметное изменение химического состава породы, в результате переноса компонентов флюидом.
По размеру ареалов распространения метаморфических пород, их структурному положению и причинам метаморфизма выделяются:
Региональный метаморфизм, который затрагивает значительные объемы земной коры, и распространен на больших площадях
Метаморфизм сверхвысоких давлений
Контактовый метаморфизм приурочен к магматическим интрузиям, и происходит от тепла остывающей магмы
Динамометаморфизм происходит в зонах разломов, он связан со значительной деформацией пород
Импактный метаморфизм, который происходит при резком ударе метеорита о поверхность планеты
Основными факторами метаморфизма являются температура, давление и флюид.
С ростом температуры происходят метаморфические реакции с разложением водосодержащих фаз (хлориты, слюды, амфиболы). С ростом давления происходят реакции с уменьшением объема фаз. При температурах более 600 ?С начинается частичное плавление некоторых пород, образуются расплавы, которые уходят на верхние горизонты, оставляя тугоплавкий остаток - рестит.
Флюидом называются летучие компоненты метаморфических систем. Это первую очередь вода и углекислый газ. Реже роль могут играть кислород, водород, углеводороды, соединения галогенов и некоторые другие. В присутствии флюида область устойчивости многих фаз (особенно содержащих эти летучие компоненты) изменяются. В их присутствии плавление горных пород начинается при значительно более низких температурах.
Фации метаморфизма
Метаморфические породы очень разнообразны. В качестве породообразующих минералов в них установлено более 20 минералов. Породы близкого состава, но образовавшиеся в различных термодинамических условиях могут иметь совершенно разный минеральный состав. Первыми исследователями метаморфических комплексов было установлено, что можно выделить несколько характерных, широко распространенных ассоциаций, которые образовались в разных термодинамических условиях. Первое деление метаморфических пород по термодинамическим условиям образования сделал Эскола. В породах базальтового состава он выделил зеленые сланцы, эпидотовые породы, амфиболиты, гранулиты и эклогиты. Последующие исследования показали логичность и содержательность такого деления.
В дальнейшем началось интенсивное экспериментальное изучение минеральных реакций, и усилиями многих исследователей была составлена схема фаций метаморфизма - Р-Т диаграмма, на которой показаны полу устойчивости отдельных минералов и минеральных ассоциаций. Схема фаций стала одним из основных инструментов анализа метаморфических комплектов. Геологи, определив минеральный состав породы, соотносили её с какой либо фацией, и по появлению и исчезновению минералов составляли карты изоград - линий равных температур. Примерами проявления на поверхности Земли глобальных процессов служат процессы горообразования, длящиеся десятки миллионов лет, медленные перемещения огромных блоков земной коры, имеющие скорость от долей миллиметра до первых сантиметров в год. Быстротекущие процессы - проявления дифференциации глобальных процессов развития планеты - представлены здесь извержениями вулканов, землетрясениями, являющимися результатом воздействия глубинных процессов на приповерхностные зоны планеты. Эти процессы, порожденные внутренней энергией Земли, получили название эндогенных, или внутренних.
Процессы преобразования глубинного вещества Земли уже на начальных стадиях ее развития привели к выделению газов и образованию атмосферы. Конденсация водяных паров из последней и прямая дегидратация глубинного вещества привели к формированию гидросферы. Наряду с энергией солнечного излучения, действием гравитационных полей Солнца. Луны и самой Земли, другими космическими факторами, воздействие атмосферы и гидросферы на земную поверхность приводит к проявлению здесь целого комплекса процессов преобразования и перемещения вещества.
Эти процессы, проявляющиеся на фоне эндогенных, подчиняются иным циклам, обусловленным многолетними изменениями климата, сезонными и суточными вариациями физических условий на земной поверхности. Примерами таких процессов служат разрушение горных пород - выветривание, перемещение продуктов разрушения горных пород вниз по склонам - обвалы, осыпи, оползни, разрушение горных пород и перенос материала водными потоками - эрозия, растворение горных пород подземными водами - карст, а также большое количество вторичных процессов перемещения, сортировки и переотложения горных пород и продуктов их разрушения. Эти процессы, основными факторами которых являются внешние по отношению к твердому телу планеты силы, называются экзогенными.
Таким образом, в естественных условиях литосфера, входящая в экосистему "Биосфера", находится под воздействием эндогенных (внутренних) факторов (перемещение блоков, горообразование, землетрясения, извержения вулканов и т.д.) и экзогенных (внешних) факторов (выветривание, эрозия, суффозия, карст, перемещение продуктов разрушения и т.д.).
Первые стремятся расчленить рельеф, увеличить градиент гравитационного потенциала поверхности; вторые - сгладить (пенепленизировать) рельеф, разрушить возвышенности, заполнить понижения продуктами разрушения.
Первые ведут к ускорению поверхностного стока атмосферных осадков, как следствие - к эрозии и осушению зоны аэрации; вторые - к замедлению поверхностного стока атмосферных осадков, как следствие - к накоплению материалов смыва, переувлажнению зоны аэрации и заболачиванию территории. Следует учитывать, что литосфера сложена скальными, полускальными и рыхлыми породами, которые различаются по амплитудам влияния и скоростям протекания процессов.
