Значение геологических знаний
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Перенос и аккумуляция осадков

    Основным фактором переноса в геологической работе атмосферы является ветер. Эксперименты показали, что ветер со скоростью до 10 м/с может переносить песчинки с диаметром до 1мм, а со скоростью 20 м/с – с диаметром до 4 мм. Как подсчитано, средней объем песка и пыли, поднятых средней бурей, составляет около 25 км3 и весит больше 50 млрд. тонн. Когда буря затихает этот материал опускается на поверхность, образуя эоловые отложения (эолы, барханы, песчаные наносы). В общем, процесс геологической деятельности атмосферы приводит к выветриванию.

 22) Общие сведения о мировом океане

    Поверхность мирового океана имеет площадь, равную 71% от общей площади Земли (362 млн. км2). Объем воды примерно равен 150 млрд. км3, при средней солености мирового океана 3,5‰.

    Дно имеет достаточно сложный рельеф, и здесь, как и на суше, выделяются горные хребты, впадины и т.д. Характер распределения мирового океана дает гидрографическая карта (со средней высотой = 800 метров).

1) Континентальный рельеф с hmax = 8852м. (г.Джомолунгма)

2) Шельф с земной корой континентального или промежуточного типа до глубины 200-500 метров. Занимает 7,6% площади мирового океана. Окраина континента.

3) Континентальный склон (до 2 км. глубиной) с корой океанического, редко, промежуточного типа. Характерны крутые углы наклона, в среднем 15°. Занимает около 15% площади мирового океана

4) Континентальное подножье (до 4-5 км. глубиной). Обычно дно ровное, но возможны крутые углы наклонов.

5) Океаническое ложе (до 6-7 км. глубиной), которое вместе с континентальным подножьем занимает 76,2% площади мирового океана. Углы наклона невелики.

6) Глубоководные впадины с hmax = -11034 м. Занимает 1,2% площади мирового океана

Как и в других экзогенных процессах, в геологической работе мирового океана выделяют 3 этапа:

I) Разрушение существующих геологических образцов

II) Перенос продуктов разрушения

III) Накопление их в пониженных участках мирового океана

Гипсографическая кривая

Гипсографическая кривая— интегральная функция распределения глубин океана и высот земной поверхности. Обычно изображается на координатной плоскости, где по вертикальной оси откладывается высота рельефа, а по горизонтальной — доля поверхности, высота рельефа которой больше указанной. Часть кривой, расположенной ниже уровня моря, называется батиграфической кривой

 

Разрушительная работа моря

    Разрушение морских берегов и дна моря называется морской абразией. Происходит это под действием следующих факторов:

1) ударная сила прибоя

2) соударение обломков пород, переносимых волнами

3) размыв морского дна течениями

Эти три фактора образуют физическую составляющую абразии.

Химическая абразия – это растворение отложений морского дна и различные химические реакции. Обычно эти четыре фактора действует совместно, что усиливает из разрушительную работу. Основным видимым результатом морской абразии является разрушение и отступление берегов.

Образование нефти

    Существует несколько гипотез образования углеводородов, которые можно разделить на две группы – органическую и неорганическую.

1) Принципиальное происхождение органических углеводородов таково.

Согласно органической гипотезе, нефть образуется в морях и океанах. Остатки животных и растений организмов, входящих в состав планктона, накапливаются на морском дне в смеси глин и других частиц. Образуется специфический ил, называемый сапропель (I). Толща этого ила может быть затем перекрыта пластами других пород извести, глин и т.д. (II)

Сапропель попадает в условия повышения t° и p. Здесь органическое вещество преобразуется и формируется каменная нефть. Со временем (III) капли органического вещества сливаются, идет их химическая эволюция, и формируется истинная нефть. При перепадах давления нефть может покинуть материнские породы и начать миграцию через породы в земной коре (IV).

    В процессе миграции нефть может встретить структуру, где она остановится и начнет накопляться.

2) Неорганическая концепция образования углеводородов заключается в следующем.

В мантии содержится весьма значительное количество углерода и водорода. При высоких p и t°, которые господствуют в мантии, может произойти синтез молекул нефтяного ряда. Из этих элементов сначала образуются молекулы легких газов – CH4, C2H6 и т.д. (СnH2n+2).

Используя трещиноватые зоны в литосфере эти газы поднимаются вверх, t° и p постепенно снижаются, что способствует продолжению синтеза все более тяжелых молекул жидких углеводородов. Они смешиваются, и к поверхности приходит истинная нефть.

 

Геологическая работа озер

    Геологическая работа озер, как и морей, заключается в разрушении берегов, транспорте материала в виде обломков, растворов и формировании озерных отложений. Для озерных осадков характерна тонкая слоистость, обусловленная сезонными изменениями условий осадконакопления. Типичными озерными породами являются глины, пески, реже соли, известь, гипс, иногда толщи бурого угля. Однако в конце своего существования многие озера зарастают и превращаются в болота.

30) Геологическая деятельность ледников

    Ледник является одним из экзогенных факторов, и проводит следующую геологическую работу:

1) В месте своего зарождения и передвижения они выламывают куски пород разного состава и диаметра, и увлекают их с собой. Эти куски трутся один об другой, царапают ложе и борта ледяной долины. Все вместе они называются морена. Причем в составе ледника выделяется подвижная морена.

2) Когда ледник останавливается и тает, принесенные им обломки складываются на поверхности, образуя неподвижную конечную морену – кучи разной величины состава, разной степени окатанности обломков.

3) В месте образования этой морены ледник тает, малые воды частично размывают морену, переносят продукты розлива и откладывают их в пониженных участках рельефа. Получаются делювиогляциальные отложения, подобные аллювию молодых рек.

4) Ледники выпахивают ледниковые долины, образуя котлованные, локальные понижения в рельефе. В последствии эти понижения могут быть заполнены талыми водами. Так образуются ледниковые озера.

Этапы жизни реки

    В жизни реки выделяют три этапа периода: юности, зрелости и старости.

    В период юности река течет по неровностям рельефа. Скорость воды на разных участках различается и довольно высока, встречаются пороги. Река быстро размывает породы ложа, образуются глыбы, галька, крупный песок. Дальше и эти обломки окатываются.

    В юности преобладает донная эрозия – реки размывают свое ложе. Постепенно профиль реки выравнивается, скорость воды снижается на ряду с донной эрозией появляется, а затем начинает преобладать, боковая эрозия, т.е. размыв берегов. Река переходит в стадию зрелости, а за тем в стадию старости. В этой последней стадии река начинает вилять, заполняя своими наносами свою же долину. Скорость реки снижается. Коэффициент извилистости K увеличивается. K – отношение длины реки к расстоянию от истока до устья по прямой. K = b/a. Появляются меандры, старицы, террасы.

 

Геологическая работа рек

 

Полноводные реки совершают большую геологическую работу — разрушение горных пород (эрозия), перенос и отложение (аккумуляция) продуктов разрушения.

Эрозионная деятельность рек. Эрозия осуществляется динамическим воздействием воды на горные породы. Кроме того, речной поток истирает породы обломками, которые несет вода, да и сами обломки разрушаются и разрушают ложе потока трением при перекатывании. Одновременно вода оказывает на горные породы растворяющее действие.

 

Перенос продуктов эрозии осуществляется различными способами: в растворенном виде, во взвешенном состоянии, перекатыванием обломков по дну, сальтацией (подпрыгиванием). В растворенном состоянии река переносит до 25—30 % всего материала. Во взвешенном состоянии передвигаются пылевато-глинистые и тонкопесчаные частицы.

 

Размер обломков, которые может переносить водный поток, пропорционален шестой степени скорости его течения, которая, в свою очередь, пропорциональна продольному уклону русла. Поэтому быстрые горные реки способны перемещать валуны диаметром в несколько метров.

 

При определенных условиях река откладывает обломочный матриал. Речные отложения называют аллювиальными (aQ)

 

Происхождение подземных вод

Подзе́мные во́ды — воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии.

 

Подсчитано, что объем подземных вод = 550 млн км3. Они заполняют поры, трещины в породах земной коры, каверны, могут образовывать озёра и реки, могут быть в жидком, твёрдом и парообразном состоянии, могут быть свободными или связанными, т.е. переплетаться…

По происхождению выделяются три вида подземных вод:

1. Инфильтрационная – это воды атмосферных осадков, а их выпадает 108 тысяч км3 в год

 

Частично они просачиваются в земную кору, Встречают там

 Проницаемые горизонты и по ним передвигаются

2. седиментационные- известно что большинство осадков образуются в водоемах. Первоначально они содержат несколько процентов воды. В своей геологической жизни они могут очутиться на глубине под давлением вышележащих пород и это давление выдавит из них воду

 

Инфильтрационные + седиментационные = водозные

3.магматоченные или ювенильные

Поверхн.

 

Доказано что жидкая магма содержит около 7 % воды, когда она застывает то 5 % этой воды покидает магматический очаг и просачивается в окружающие породы

Землетрясения, их причины

Землетрясения – это сотрясения земной коры, вызванные эндогенными процессами. В течении года на Земле регистрируется более 1 млн. землетрясений различной степени мощности. Большинство из этих землетрясений заметны лишь приборам, но около 100 в год ощущает и человек. Причиной 95% землетрясений, среди которых самые крупные является сдвижение литосферных плит. Мелкие землетрясения могут быть связаны с крупными обвалами пород на поверхность и с вулканическими взрывами.

    Результатом землетрясений является возникновение сейсмических волн, которые распространяются во все стороны. Но поверхности эти волны фокусируются сейсмоприемниками, сеть которых покрывает всю планету.

    Рассчитано, что при одном землетрясении выделяется энергия 1016-1019 Дж.

Понятие о метаморфизме

В процессе развития земной коры осадочные горные породы и магматические горные породы могут попадать после своего образования с специальные термодинамические условия, которые характеризуются высокими t° и p.

 

10 км глубина = 300°C = 2700 атм., 20 км = 600°C = 5400 атм.

 

В таких условиях горные породы начинают менять свои физические, а, иногда, и химические свойства. Может произойти полная перекристаллизация минералов без переходов в расплавленное состояние. Все это приводит к глубокому изменения горных пород и образованию новых метаморфических горных пород. Процесс, приводящий к образованию метаморфических горных пород, носит название метаморфизм.

Факторы и типы метаморфизма

ТИПЫ

1) Региональный метаморфизм (10-20 км) - наиболее распространенным и важный вид метаморфизма, поскольку охватывает огромные площади или целые регионы. Он проявляется в условиях, когда отдельные участки земной коры испытывают длительное прогрессивное погружение, в результате чего горные породы

 

перемещаются из верхних горизонтов земной коры в более глубокие. Обычно прогибание компенсируется осадконаполнением и в качестве главных факторов регионального метаморфизма, таким образом, выступает петростатическое давление и температура, постепенное повышение которой обусловлено геотермическим градиентом.

 

2) Контактовый метаморфизм проявляется на контактах магматических расплавов, внедряющихся в земную кору, с вмещающими породами. Вблизи контакта образуется ореол метаморфических пород, который обычно захватывает как окружающее магматическое тело породы, так и краевые части самого магматического тела. Ширина зоны контактового изменения (контактового ореола) может изменяться от сантиметров до первых километров. Основными причинами изменения горных пород в зонах контактов являются температура, возрастающая благодаря тепловому воздействию магматических масс на вмещающие породы, и химически активные газовые и жидкие растворы, выделяемые магматическими расплавами.

 

3) Динамометаморфизм (катакластический, дислокационный метаморфизм) проявляется, главным образом, в верхних частях земной коры, в зонах развития тектонических движений дислокационного характера. Часто локализуется вдоль разрывных тектонических нарушений. Таким образом, основной причиной, вызывающей его, является одностороннее давление. При динамометаморфизме изменяются в основном структурно - текстурные особенности горных пород. Происходит их дробление, а в более глубоких зонах в связи с повышением температуры механическое разрушение сменяется пластическими деформациями. В породах появляется полосчатость, заключающаяся в чередовании слоев различных по форме зерен и окраске минералов, возникает кристаллизационная сланцеватость.

 

Процесс замещения одних минералов другими, протекающий при участии газовых и жидких растворов и сопровождающийся изменением химического состава минеральных образований называется метасоматозом.

 

ФАКТОРЫ

Главными причинами, или факторами метаморфизма горных пород, являются температура, давление и химически активные вещества - растворы и летучие соединения.

 

Температура. Процессы метаморфизма, по мнению большинства исследователей, совершаются в интервале температур от 250 - 300°С до 800°С. Повышение температуры всего на 10°С вдвое увеличивает скорость химических реакций, а на 100°С примерно в 1000 раз. В условиях земной коры повышение температуры вызывается двумя основными причинами:

 

· погружением горных пород на большие глубины, что ведет к возрастанию температуры благодаря геотермическому градиенту (в среднем 1° на 33 м.);

 

· тепловым воздействием магматических расплавов, внедряющихся в земную кору.

 

Повышение температуры также может вызываться поступлением глубинных флюидов, местным возрастанием внутреннего теплового потока и некоторыми другими причинами.

 

Давление. Различают давление петростатическое (всестороннее) и боковое (одностороннее) или стресс.

 

· Петростатическое давление является функцией глубины, и возрастание его обычно связано с погружением горных пород в глубь литосферы. Петростатическое давление также повышает температуру плавления минералов.

 

· Боковое давление (стресс) возникает при интенсивных тектонических движениях дислокационного характера. Оно приводит к деформации, вызывает появление закономерностей пространственной ориентировки их в горной породе. Например, пластинчатые минералы располагаются плоскостями спайности перпендикулярно к направлению давления, в результате чего формируются так называемые сланцевые текстуры горных пород.

47) Тектонические движения литосферы, их причины и характер

    Тектоника - от греческого tektonike - строительное искусство. В геологии тектоника рассматривает тектонические процессы, под действием которых различные участки земной коры в определенный исторический промежуток времени приобретают различный облик или строение, т.е. происходит перестройка литосферы.

    Тектонические напряжения - это суммарная и векторная величина эндогенных сил на единицу объема. Величина эндогенных сил слагается из целого ряда разнообразных сил, действующих в разных направлениях. Это силы гравитации, движения тепловых потоков, силы связанные с изменением объема и т. д. вплоть до сил сцепления и разрушения между отдельными зернами минералов в породе. Действие части из них взаимно гасятся (уравновешиваются), а другой части наоборот усиливаются по какому-то вектору. Вот они и создают тектонические напряжения в блоках пород Земной коры и образуют области сжатия и растяжения. Вследствие этого, нарушается равновесие и начинается движение блоков земной коры друг относительно друга - происходят тектонические движения. При этом горные породы могут претерпеть смятие, разрыв; происходит их воздымание или опускание. Изменяется рельеф земной поверхности - возникают горы или впадины.

    Выделяют горизонтальные и вертикальные тектонические движения. По масштабам их проявления выделяют тектонические движения поверхности, глубинные, сверхглубинные, планетарные. Тектонические движения могут протекать в различных формах и в связи с этим существуют 2 концепции их проявления: фиксисткая концепция и мобилисткая концепция

 

    Тектонические движения – механические передвижения земного вещества, вызывающие формирование новых тектонических структур или изменения строения прежних.

    Причины и источники этих тектонических движений следующие:

1) Гравитационная дифференциация вещества в мантии

2) Распад радиоактивных элементов в литосфере

3) Боковое горизонтальное движение вещества в мантии, вызванное разной плотностью этого вещества в различных участках или разным нагревом этого же вещества экзогенными или эндогенными процессами.

Астрономические причины – изменение скорость вращения Земли и положения ее осей

Образование и строение платформ

    Со временем прекращаются и поднятия, сформировавшиеся ранее горы разрушаются эндогенными процессами и в итоге мы получаем холмистую равнину, которая имеет название платформа. У вертикали в ее строении выделяют осадочный чехол, мощностью 0-15 км, и фундамент, сложенный древними магматическими и метаморфическими породами.

    На поверхности платформы выделяют плиты с 2-х этажным строением и шипы, где осадочные чехла нет, и фундамент выходит на поверхность.

    На данном периоде вулканическая активность не характерна, землетрясения не фиксируются.

    Платформа - один из главных типов структурных элементов земной коры (литосферы); крупные (несколько тыс. км в поперечнике), относительно устойчивые глыбы коры выдержанной мощности, характеризующиеся очень низкой степенью сейсмичности, специфической вулканической деятельностью и слабо расчлененным рельефом земной поверхности.

    B строении платформы выделяются два главных структурных яруса - нижний и верхний. Нижний ярус сформировался в геосинклинальный (доплатформенный) этап развития и состоит из сильно дислоцированных метаморфизованных горных пород, пронизанных интрузиями и глубокими разломами. Его называют фундаментом, складчатым основанием или цоколем платформы. Верхний ярус представляет собой осадочный платформенный чехол, сложенный спокойно залегающими осадочными горными породами. Местами фундамент выступает на поверхность. Такие участки платформ называются щитами. Участки платформ, на которых фундамент погружен на глубину и покрыт всюду осадочным чехлом, именуют плитами.

Эпохи складчатости

    В геологической истории Земли выделяются весьма протяженные периоды, когда тектоническая деятельность была особенна активной. Эти периоды носят названия «эпохи складчатости». Это эпохи разделены периодами со спокойной тектоникой. Выделяют эпохи складчатости:

· Карельская (т.е. арийская и раннепротерозойская) – 2,7-2 млн. лет назад.

· Байкальская (т.е. поздний протерозой) – 1-0,7 млн. лет назад.

· Каледонская (т.е. начало палеозоя) – 550-450 тыс. лет назад.

· Герцинская эпоха (конец палеозоя) – 300-250 тыс. лет назад.

· Мезозойская эпоха (мезозой) – 100-70 тыс. лет назад.

· Альпийская эпоха (кайнозой) – 50-20 тыс. лет назад.

    Тектоническое районирование, т.е. выделение тектонических структур и выделение их на картах выполняется с использованием упомянутых эпох складчатости. На картах их обычно показывают разными цветами. Сейчас идет спокойная эпоха и на поверхности преобладают пассивные структуры. – платформы.

Значение геологических знаний

    Современная геология служит теоретической основой для поисков/разведки/разработки всех видов полезных ископаемых, в практическая геология создает сырьевую базу промышленной индустрии.

4)Прямые методы изучения геологических объектов

1) Физические

2) Химические

3) Оптические

и др. методы исследования каменных материалов. При этом выясняют состав, строение, особенности образования и существования этих материалов. Изучаются физические и химические свойства пород и минералов.

 

 

5)Понятие о гравиразведке

    Гравиразведка – метод, основанный на изучении силы тяжести на поверхности Земли, или близь поверхности Земли (единица измерения – 1 Гал = 1 м/c2).

Как известно, в среднем на планете g=9,8 м/c2. В каждой точке поверхности Земли g имеет своё значение, отличающееся от среднего в 5ом, 6ом, 7ом знаке после запятой. Оно (g) определяется плотностью пород, залегающих в недрах ниже точки наблюдений.

В рамках проведения методов гравиразведки на участках съемки располагают систему гравиметров. Они измеряют значение g. На основе данных вычислений можно построить гравиметрическую карту, на которой могут выделиться положительные и отрицательные аномалии.

 

6)Понятие о магниторазведке

    Магниторазведка – метод, основанный на сравнительном дистанционном изучении магнитных свойств веществ Земли. Многие породы и минералы содержат в себе части Fe, и, как следствие, обладают магнитными свойствами. Эти свойства замеряются и устанавливается на поверхности магнетометрами. По результатам замеров составляют магнитометрическую карту, на которой могут выделиться положительные или отрицательные аномалии.

Положительные аномалии могут быть вызваны залегающими в недрах железосодержащими породами.

7)Понятие о сейсморазведке

Сейсморазведка – метод, основанный на изучении распространения сейсмических волн в толще Земли. Эти волны вызываются искусственными взрывом и с разной скоростью проходят через разного состава породы. На границах разделов между массивами горных пород они частично преломляются, частично отражаются и возвращаются к поверхности. Здесь их улавливает система сейсмографов. Полученные данные интерпретируются. В результате можно с высокой вероятностью определить состав залегающих под участком съемки пород (состав определяется скоростью прохождения сейсмоволн) и структуру земной коры.

 

8)Понятие об электроразведке

    Электроразведка (аналог сейсморазведки) – метод, основанный на изучении проходящих через земное вещество искусственно возбужденных моделированных электроволн. На земной поверхности такие волны создаются специально и фиксируют вещества с различной удельной электропроводностью.

    Эти волны частично отражаются, частично улавливаются специальными приборами. Интерпретация резонансов дает возможность определить структуру земной коры и состав пород под участком съемки.

        

 

 

9)Земля как планета

    Плутон – не планета. Итого в солнечной системе – 8 планет.

    Земля – 3 планета из 8. За ее форму принимают 3х осный эллипсоид – геоид, поверхность которого на океанах совпадает с поверхностью воды, а на материках с воображаемой поверхностью воды, как если бы сюда продолжались океаны.

    Расстояние до Солнца – 149,6 млн. км.

    Rполярный – 6356,78 км

    Rэкваторный – 6378, 16 км

    Площадь поверхности – 510 млн. км2.

    Объем Земли – 5,08 * 1024 кг.­­­­­­­

    t°­ в ядре – 5000-6000 °C

 

10)Геосферы Земли, их свойства

    Геосферы (от греч. гео — «Земля», сфера — «шар») — географические концентрические оболочки (сплошные или прерывистые), из которых состоит планета Земля.

Выделяются следующие геосферы: атмосфера, гидросфера, литосфера, земная кора, мантия и ядро Земли. Ядро Земли делится на внешнее ядро (жидкое) и центральное — субъядро (твёрдое)

Верхняя оболочка Земли – земная кора, имеет мощность от 5-80 км.

Нижняя граница земной коры и верхняя граница мантии получила название «поверхность Махоровичича».

    Земная кора + поверхность Махоровичича + верхняя часть мантии образуют литосферу. Её мощность под континентами составляет примерно 150 км, а под океаном около 90 км.

    Сейчас считается, что ядро состоит из Ni и Fe, и верхняя часть ядра находится в расплавленном состоянии, а внутренний слой (около 1250 км.) – твердое железное ядро. Плотность ядра составляет 10 000 кг/м3 (1,7 % массы Земли). Граница между Внешней и внутренней части ядра проходит толщиной около 5 км на расстоянии примерно 1220 км от центра.

    Мантия – первичная земная материя, включает в себя свойства жидкости и твердого вещества. Располагается между земной корой и ядром. В мантии протекает процесс дифференциации, когда тяжелые элементы стремятся опуститься в ядро, а легкие (O2, C и т.д) поднимаются в земную кору.

    Верхняя мантия протягивается на глубину до 400 км. В пределах этого слоя, в интервале глубин от 100-120 до 350-400 км под континентами и на глубине от 50-60 до 400 км под океанами, скорость продольных сейсмических волн не возрастает, а скорость поперечных волн - даже падает. Это может указывать на уменьшение вязкости вещества, и, возможно, на его частично расплавленное состояние. Эта зона внутри верхней мантии получила название астеносфера («ослабленная сфера»), в отличие от верхней твердой литосферы. В астеносферном слое располагаются первичные очаги вулканизма и проявляются процессы, приводящие к тектоническим движениям в земной коре.

    Средняя мантия охватывает глубины Земли от 400 до 900 км. В этом слое скорости прохождения сейсмических волн резко возрастают (с 8,5 км/с до 11,2 км/с), что указывает на значительное увеличение плотности и вязкости вещества. Этот слой назван слоем Голицына.

    Нижняя мантия располагается на глубинах от 670 до 2900 км; здесь скорости сейсмических волн с глубиной возрастают медленно, но тем не менее достигают здесь максимальных для нашей планеты значений: продольная скорость увеличивается до 13,6 км/с, а поперечная - до 7,3 км/с. Полагают, что относительно равномерное нарастание скорости с глубиной связано только с ростом давления и свидетельствует об относительно однородном строении нижней мантии. В низах этого слоя, на глубине 2700-2900 км выделяется переходная оболочка (поверхность Вихерта-Гутенбрега), отличающаяся по свойствам от всей остальной нижней мантии. Здесь отмечается некоторое снижение скорости продольных волн, что, вероятно, связано с переходом к внешнему ядру.

    Атмосфера (от. греч. атмос — «пар» и сфера — «шар») — газовая оболочка небесного тела, удерживаемая около него гравитацией.

    Гидросфера (от. греч. гидро – «вода» и сфера – «шар») - водная оболочка Земли, совокупность всех её водных запасов.

 

11)Границы раздела между геосферами Земли

    Граница (поверхность) Мохоровичича (сокращённо Мохо) – поверхность между нижней границей земной коры и верхнего слоя мантии, на которой происходит резкое увеличение скоростей продольных сейсмических волн с 6,7—7,6 до 7,9—8,2 км/сек, и поперечных — с 3,6—4,2 до 4,4—4,7 км/сек. Плотность вещества также возрастает скачком.

    Поверхность Мохоровичича прослеживается по всему Земному шару на глубине от 7 до 70 км. Она может не совпадать с границей земной коры и мантии, вероятнее всего, являясь границей раздела слоёв различного химического состава. Поверхность, как правило, повторяет рельеф местности.

    Установлена в 1909 году хорватским геофизиком и сейсмологом Андреем Мохоровичичем на основании сейсмических данных.

       Следующее по интенсивности отражение наблюдается на глубине 2900 км. Эта поверхность получила название Вихерта – Гутенберга. Происходит скачкообразное снижение скорости распространения продольных волн от 13,6 до 8,1 км/с и полное затухание поперечных сейсмических волн. Это определяет специфику прохождения ядра продольными волнами, испытывающими внутри него отклонение к центру Земли. Отсюда можно сделать вывод, что ниже лежит жидкое ядро: в жидкостях поперечные волны не распространяются. Этот слой расплавленного металла называют внешним ядром. В центре Земли находится твердое железное ядро плотностью около 10 000 кг/м3 (1,7 % массы Земли). Граница между ними толщиной около 5 км проходит на расстоянии примерно 1220 км от центра Земли.

 

 

12) Типы земной коры и их описание

Существуют два основных типа земной коры — материковый и океанический — и три переходных, или промежуточных, типа — субматериковый, субокеанический и материковой коры с редуцированным гранитным слоем

 

 

Материковая кора домезозойского возраста характеризуется большой её мощностью (в среднем 58 км, местами до 80 км). Она обычно состоит из верхнего слоя осадочных пород (средней мощностью 15 км), гранитного слоя (13 км) и подстилающего слоя базальтов (30 км). Этот тип коры слагает материки, образовавшиеся не позднее начала мезозоя, материковую отмель (шельф), материковый склон и материковое подножие.

 

Океаническая кора молодая, образовалась не раньше начала мезозоя и продолжает формироваться и ныне в океанах, где в результате горизонтального перемещения материков они удаляются друг от друга. Средняя мощность океанической коры 7 км. Состоит она из трёх слоёв: верхний слой — относительно рыхлые морские осадки, второй слой (надбазальтовый) — прослои базальтовых лав и литифицированных осадков (уплотнённых осадков, превратившихся в горную породу), третий слой — базальтовый. К зонам разрыва и раздвижения океанической коры приурочены срединно-океанические хребты, в области которых мощность коры многократно возрастает. Океаническая кора слагает дно океанов, образовавшихся в мезозое.

 

Субматериковая кора по строению близка материковой коре, хотя обычно уступает ей по мощности. Слагает островные дуги, отделяющиеся от материка краевыми морями. Таковы островные дуги западной части Тихого океана. Природные процессы протекают с большими скоростями, как в геосинклинальных областях материков.

 

Субокеаническая кора слагает глубинные части краевых морей, отделяющих островные дуги от материков. По составу и строению она близка океанической коре, но не составляет с ней единого целого. Таким типом коры сложены глубинные части Охотского, Японского, Восточно-Китайского, Южно-Китайского и других морей.

Материковая кора с редуцированным гранитным слоем — формируется в случаях её погружения ниже уровня океана, при этом гранитный слой под воздействием высоких температур и давления приблизившейся мантии частично распадается и перекристаллизуется в базальты. Такие процессы имеют место в областях погрузившихся в кайнозое участков Гондваны и суши Тасмантис.

    13)Химический состав земной коры

    Для определения химического состава веществ в земной коре были собраны десятки тысяч химических анализов земного вещества из всех стран и регионов. Американский ученый Кларк первый обработал эти результаты, провел их сведение, сравнение и вычислил среднее содержание основных элементов таблицы Менделеева в земной коре.

    Сейчас среднее значение содержащегося того или иного элемента в земной коре носит название Кларк. Кларки самых распространенных элементов, содержащихся в земной коре, следующие (по Виноградову):

кларк O – 49,13% Al – 7,45% Ca – 3,24% K – 2,35%
кларк Si – 26%, Fe – 4,2% Na – 2,4%  

14) Тепловое поле Земли и источники энергии

    Тепловое поле Земли на поверхности определяется излучением солнца. Подсчитано, что за 1 секунду на Землю поступает энергия солнца примерно равная энергии сжигания 1 млрд. тонн нефти. Именно энергия солнца питает все поверхностные геологические процессы. Влияние солнечной энергии распространяется до глубины нескольких сотен метров. Ниже основную роль начинают играть глубинные факторы, и t° начинает закономерно повышаться. Скорость этого повышения зависит от 2х факторов:

1) Геотермический эффект, т.е. прирост t° с погружением на 100 метров. В среднем на планете он равен около 3х градусов. Но весьма различается в разных районах. Например, в Мск ~ 1 °С, а на Камчатке ~ 32,5 °С.

2) Геотермическая ступень – это глубина, на которую надо погрузиться, чтобы t° выросла на 1°С. В среднем на Земле ступень = 33 метрам. В Мск ~ 100 м. На камчатке ~ 3м.

    Эти параметры довольно постоянны до глубины 4-5 км., а глубже значение геотермического градиента (эффекта) падает, а ступени – растет. В ядре t° = 5000-6000 °C

    Источники внутреннего тепла таковы:

1) Гравитационная дифференциация веществ мантии, в результате которой легкие элементы всплывают к коре, а тяжелые элементы опускаются к земному ядру.

2) Боковое движение вещества в мантии

3) Распад радиоактивных элементов в составе земной коры и мантии, которое идет с выделением тепла в виде γ излучения

15)Время в геологии

    Геохронология – наука, занимающаяся разделением геологического времени на условные отрезки, имеющие собственные названия и расположенные в определенной последовательности.

    Земля имеет возраст примерно 4,5 млрд. лет. Геохронологическая таблица делит это время на: эры, периоды, эпохи и века с определенной продолжительностью. Для определения возраста в геологии используются абсолютные и относительные методы.

 

16)Методы определения относительного возраста

    Относительные методы определения возраста геологических объектов основаны на сравнении залегания пород, и не позволяет определить возраст этих пород в годах.

1) Стратиграфический (strata – лат. – слой, пласт)

Метод основан на положении, согласно которому более древние породы залегают под молодыми. Метод может привести к ошибкам, т.к. в ряде случаев геологические процессы могут поставить на ребра или перевернуть почки пластов. Так молодые породы окажутся в глубине.

2) Петрографический

Метод основан на сравнительном изучении состава и ширины пород в разрезах. Считается, что в одинаковые породы в разных разрезах имеют один возраст.

 

3) Палеонтологический

    Метод основан на изучении остатков животных и растительных организмов, которые существовали в прошлом. Применим лишь для осадочных горных пород. Как известно, жизнь на Земле зародилась млрд. лет назад и с тех пор постоянно изменялась и совершенствовалась. Главные принцип палеонтологического метода заключается в том, что породы в разных разрезах, содержащие одни и те же органические остатки имеют один возраст

17)Метода определения абсолютного возраста

    Геологические методы определения абсолютного возраста минералов и пород основаны на использовании процессов радиоактивного распада некоторых элементов. Как известно, многие химические элементы имеют по несколько радиоактивных элементов. Они не стабильны и распад происходит с выделением α и β частиц и γ излучения.

    Природа распада у каждого элемента строго фиксирована, и могут измеряться миллиардами лет. При определении возраста берут образец минерала, содержащего радиоактивный изотоп и продукты его распада, и определяют количество обоих. Подставив полученное значение в формулу, получим T (период полураспада) минерала в годах.

    Методы абсолютной геохронологии применимы для пород и минералов эндогенного происхождения. Сейчас используются и развиваются следующие методы:

· Калиорионовый (превращает радиоактивный калий в стабильный арион)

· Уран-свинцовый (превращает радиоактивный U235 в стабильный свинец Pb207)

· Рубидий-стронцевый (превращает радиоактивный рубидий в стабильный стронций)

· Радио-углеродный (превращает нестабильный углерод в стабильный азот)

18)Экзогенные и эндогенные процессы

    На поверхности и в недрах Земли, вплоть до ее центра, постоянно протекают геологические процессы разной природы разного масштаба. На поверхности и вблизи поверхности Земли геологические процессы питаются энергией солнца и носят название экзогенные. В глубине эти процессы носят название эндогенные.

    На поверхности и вблизи поверхности Земли происходит взаимодействие внешних оболочек планеты, т.е. атмосферы, гидросферы, литосферы. В результате имеют место такие процессы, как геологическая работа: морей и океанов, рек, ветра, ледников и т.д.

    Эти процессы протекают при низких t° и p, характерных для поверхности Земли. В геологических работах экзогенных процессов можно выделить следующие этапы:

1) Разрушение на поверхности известняковых пород водой, ветром и прочими поверхностными факторами.

2) Перенос продуктов, разрушенных этими же факторами

3) Отложение этих продуктов в пониженным участках рельефа в результате чего образуются породы экзогенного происхождения, называемые осадочными.

---------------------------------------------------------------------------------------------

    Эндогенные процессы – процессы, зарождающиеся в глубинах земной коры и в мантии, проявляющиеся на поверхности.

    Это: землетрясения, извержения вулканов, поднятие блоков земной коры (что привод к образованию гор), опускание блоков земной коры (формирование морей и океанов), образование в недрах специфичных горных пород (магматические и метаморфические)

    Эти процессы питаются внутренней энергией Земли и происходят при высоких t° и p.

19)Общие сведения об атмосфере

    Масса атмосферы – 5,3 * 1015 кг.

    Примерный состав: кислород – 21%, азот – 78%, углерод – 1%

    2Н2O à 2H2 + O2

    4NH3 + 3O2 à 2N2 + 6H2O

    CH4 + 2O2 à CO2 + 2H2O

    Первоначально атмосфера состояла из паров H2O, NH3 (метан), СН4, под влиянием энергии солнца H2O – легкий водород рассеивался в околоземном космосе, а О2 вступил в реакцию с метаном и аммиаком. Получившийся N2 накапливался в атмосфере, а СО2 послужил благоприятным фактором для развития растительности на Земле Так продолжалось до тех пор, пока NH3 и СН4 не кончились в составе атмосферы. Количество О2 стало возрастать и дошло до 21%.

    Строение атмосферы:

    1500 – 2000 км.

                                 Экзосфера

    800 км.

                                 Термосфера Ионосфера

    80-85 км.

                                 Мезосфера

    55 км.

                                 Стратосфера

    7-10 км.

                                 Тропосфера (60% массы)

    0 км.

    Геологическая работа атмосферы определяется тропосферой и включает в себя 3 этапа:

1) Разрушение воздушными потоками горных пород поверхности Земли (выветривание)

2) Перенос продуктов разрушения

3) Отложение этих продуктов в пониженном участке рельефа.

 

20) Выветривание

    Совокупность процессов разрушения горных пород и минералов в поверхности Земли под влиянием экзогенных факторов (ветер, вода, колебания t°, биогенные факторы) называется выветриванием.

    Различают физическое (механическое) и химическое выветривания. Механическое происходит без изменения химического состава и называется коррозией.

    Атмосфера быполняет механическое выветривание и основным фактором здесь является ветер, несущий песчинки.

    Химическое выветривание происходит в присутствии воды и здесь выделяют несколько химических реакции:

· Окисление: 2FeS2 + H2O + O2 à Fe2O3 * nH2O + FeSO4 * 7H2O

· Гидротация: CaSO4 + 2H2O à CaSO4 * 2H2O (получение из ангидрида à гипс)

В результате химического выветривания формируются новые минералы и породы. Если продукты выветривания останутся на месте, то они носят название (а) элювий. Если эти продукты переносятся какими-либо факторами и затем сталкиваются, то они носят название (б) делювий. Вместе (а) и (б) называются корой выветривания.

Дата: 2019-02-02, просмотров: 332.