Составе земной коры и геологических процессах




НазваСоставе земной коры и геологических процессах
старонка1/15
Дата канвертавання23.01.2013
Памер2.05 Mb.
ТыпДокументы
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОЕНИИ ЗЕМЛИ,

СОСТАВЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ И ГЕОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССАХ


Строение Земли


Земля представляет собой тело, форма которого близка к трехосному эллипсоиду, сплюснутому у полюсов и по экватору. Расхождения с эллипсоидом местами достигают ± 150 м.

По данным, полученным с помощью космических исследований длина земного меридиана 40008,548 км, а длина экватора 40075,704 км. Средний радиус шара, равновеликого объему Земли, 6371 км.




6371 км
По геофизическим материалам установлено неоднородное внутреннее строение Земли. Упрощенно в ней выделяются ядро радиусом около 3400 км, мантия (или промежуточная оболочка) толщиной примерно 2900 км и земная кора, мощность которой в районах материков 30-50 км (при максимуме 70 км), а в области океанов 5-8 км. Каждая из этих геосфер, в свою очередь, неоднородна и подразделяется на субоболочки, различающиеся по физико-химическим свойствам.

Представление о неоднородном строении земного шара первоначально базировалось на сравнении плотности горных пород, наиболее широко встречаемых в природе, со средней плотностью Земли. Средняя плотность Земли была вычислена после установления ее размеров, она оказалась равной 5,52 г/см3, что значительно превышает плотность горных пород, наиболее распространенных в земной коре.

Последующие геофизические исследования показали, что плотность вещества Земли с глубиной изменяется не только постепенно, но на определенных глубинах и резко.

Наиболее изучена земная кора. Она характеризуется довольно резко изменяющейся мощностью и неодинаковым строением. В среднем подошва коры - поверхность Мохоровичича - залегает под континентами на глубине 40 км, а под океанами на глубине 11-12 км. Средняя мощность океанической коры около 7 км. Земная кора состоит из множества геологических тел, разнообразных по составу, форме и размерам. Мельчайшими в этом множестве являются отдельные зерна и кристаллы, которые представляют собой природные химические соединения или самородные элементы, называемые в геологии минералами.

В самородном, элементарном виде встречаются золото, платина, серебро, медь, сера, углерод (в виде графита или алмаза) и другие минералы. Число их невелико. Большинство же минералов (более 2000) представляют собой химические соединения, например, различные соли, образующиеся путем выпадения из концентрированных растворов водоемов. Широко распространены также минеральные скоп­ления, являющиеся результатом застывания расплавленного вещества Земли. Предполагается, что нижние слои земной коры нацело представлены минеральными скоплениями, образованными подобным путем.

Геологические тела, состоящие из минеральных зерен или их обломков, называются горными породами. Состав, форма и размеры этих тел предопределены условиями образования всей совокупности минеральных зерен (и их обломков), составляющих данную породу, и условиями, в которых происходило и происходит ее изменение. В соответствии с условиями образования выделяются три типа горных пород: осадочные, магматические и метаморфические.

Осадочные горные породы образуются в поверхностной части земной коры в результате разрушения и переотложения ранее существовавших горных пород (песчаник, глина), выпадения осадков из водных растворов (каменная соль, гипс) и жизнедеятельности организмов и растений (коралловые известняки, уголь).

Магматические горные породы образуются в результате застывания расплавленного вещества - магмы - как в недрах земной коры (гранит), так и на ее поверхности (базальт). К метаморфическим относятся породы, образовавшиеся в недрах земной коры в результате воздействия высоких температур, давлений и химических преобразований (гнейсы, кристаллические сланцы).

Верхний слой земной коры - осадочный - сложен осадочными породами. Скорость прохождения продольных сейсмических волн в этом слое земной коры менее 4,5 км/с.

Второй слой на континентах получил название гранитного вследствие того, что скорость поперечных и продольных волн в нем примерно отвечает скоростям, экспериментально полученным для образцов гранита. В строении его принимают участие не только граниты, но и другие магматические и метаморфические горные породу. В гранит­ном слое скорость распространения продольных волн 5,5-6,5 км/с. В океанических впадинах второй слой отличается несколько меньшей средней плотностью и соответственно меньшими скоростями распрост­ранения сейсмических волн. Предполагается, что он состоит из переспаивания базальтовых лав с уплотненными осадочными породами.

В нижней части земной коры скорость распространения продоль­ных волн повышается с 6 до 7,5 км/с. В этой части коры на континен­тах выделяют (по геофизическим данным) два слоя, а в океанах - один.

По мощности и составу различают три типа земной коры: континентальную, океаническую и переходных областей.

Континентальная кора характеризуется максимальной мощностью, достигающей под горными сооружениями 75 км. На равнинных терри­ториях она составляет 25-35 км. Верхний слой ее сложен осадочными горными породами небольшой плотности. Максимальная мощность этого слоя 25 км. Ниже располагается гранитный слой. Его мощность достигает 40 км под горными сооружениями и 15-20 км на платфор­мах. В нижней части коры выделяются базальтовый и подстилающий его переходный слой (состоящий из мантийного и корового материа­ла). Максимальная мощность их соответственно 20 и 25 км.

Океаническая кора значительно тоньше континентальной и имеет трехслойное строение. Верхний слой - осадочный. Мощность его в центральных частях океанов не более 1 км, на периферии - до 10- 15 км и более. Он осадочного слоя континентов он отличается воз­растом - не более 180 млн. лет (против 2500 млн. лет на континен­тах). Средний слой - базальтовый (гранитного слоя в океанической коре нет), мощность его 1,5-2 км. Он состоит в основном из базаль­товых покровов с прослоями брекчий. вулканических пеплов. Нижний слой представлен породами типа габбро и имеет постоянную мощность (5-6 км).

Кора переходных областей характерна для периферии крупных континентов. В переходных областях выделяют субконтинентальную и субокеаническую кору. первая характерна для некоторых архипелагов островов. Она отличается от континентальной пониженной мощностью (30-35 км) и отсутствием четкой границы между гранит­ным и базальтовым слоями. Субокеаническая кора наблюдается в окраинных и некоторых внутренних морях. По сравнению с океани­ческой она имеет повышенную мощность (за счет осадочного слоя).

Следует отметить, что исследования последних лет свидетельствуют о значительно большей общности строения и состава континентальной и океанической коры, чем это предполагалось ранее.

Промежуточная оболочка (мантия) располагается между, земной корой и ядром Земли в интервале глубин 50-2900 км. Ско­рости распространения сейсмических волн в ней достигают максималь­ных для нашей планеты значений - 13,7 км/с для продольных волн и 7,3 км/с для поперечных.

Промежуточная оболочка по составу близка к ультраосновным породам - перидотитам и пироксенитам. В верхней части мантии располагаются первичные магматические очаги.

Ядро Земли - центральное тело нашей планеты, ограниченное поверхностью раздела на глубине 2900 км. На этой глубине скорость продольных колебаний скачкообразно снижается (с 13,7 до 8 км/с), а поперечные волны ядро не пропускает. По современным представле­ниям это тело состоит из внешнего ядра, находящегося в расплавлен­ном состоянии, и внутреннего (с глубины 5100 км), вероятно, твер­дого. Ядро, как предполагают, имеет железоникелевый состав.


Геологические процессы


Процессы изменения земной коры и более глубоких геосфер Земли называются геологическими. Земная кора изменяется непрерывно. Отдельные ее участки отличаются друг от друга составом и характером залегания горных пород.

Все геологические процессы подразделяют на экзогенные (извне рожденные) и эндогенные (внутри рожденные) .

Экзогенные процессы обусловлены атмосферными явлениями, геологической деятельностью морей, рек, озер, подземных вод, ветра, ледников, животного и растительного мира. Эти процессы протекают на поверхности Земли и распространяются на глубину, обычно не пре­вышающую нескольких десятков метров. В результате экзогенных процессов в приподнятых участках земной поверхности горные поро­ды разрушаются, а в пониженных происходит накопление продуктов их разрушения. Явления разрушения и сноса приурочиваются к при­поднятым участкам суши. Естественно, что разрушение коренных по­род наиболее интенсивно в условиях горного, сильно пересеченного рельефа. Продукты разрушения накапливаются в основном в долинах рек, на дне морей и озер, где образуются осадки из принесенных водой обломков разрушенных пород. Очевидно, скорость осадконакопления (седиментации) находится в прямой зависимости от интенсивности приноса материала - продуктов разрушения горных пород: повышение темпа осадконакопления всегда вызвано активизацией процессов раз­рушения и транспортировки, а понижение - их угасанием.

Общим результатом разрушения и накопления является постепен­ное выравнивание рельефа, которое приводит к ослаблению экзо­генных процессов. Выравнивание поверхности земной коры было бы уже полным за прошедшие геологические эпохи, если бы не непрерыв­ные изменения рельефа в результате эндогенных процессов.

Эндогенные процессы обусловливают вертикальные и горизонталь­ные перемещения земной коры, землетрясения, извержения вулка­нов, изменения горных пород под действием высоких давлений и тем­ператур на больших глубинах или при излиянии огненно-жидкой ла­вы на поверхность. В противоположность экзогенным процессам они протекают в глубинных областях Земли, большей частью внутри земного шара, и мало зависят от внешних условий. В результате эндо­генных процессов существенно изменяются старые и образуются новые горные породы, нарушается первоначальное залегание горных пород, изменяется форма геологических тел, происходит их перемещение, образуются разрывы и т.д. С эндогенными процессами связано воз­никновение и развитие материков, океанических впадин и горных возвышенностей.

Медленные опускания и поднятия отдельных участков земной ко­ры и более быстро протекающие деформации вещества земной коры (в том числе и землетрясения), при которых горные породы сми­наются в складки и нарушаются разрывами, приводят к изменению условий существования горных пород и минералов и вследствие этого к их разрушению и превращению в новые горные породы и минералы.

Эндогенные процессы являются выражением тех объемных нап­ряжений в теле Земли, которые неизбежно возникают в результате превращений вещества Земли, главным образом, в самых глубоких частях земной коры и под корой.

Эндогенные и экзогенные геологические процессы приводят к из­менению как внутреннего строения земной коры и более глубоких оболочек, так и внешнего лика планеты.


Условия образования минералов и горных пород


Образование минералов вблизи поверхности и на поверхности Земли происходит при участии воды, кислорода воздуха, углекисло­ты, а также в результате жизнедеятельности организмов. Среди ми­нералов, образованных в этих условиях, различают осадочные (воз­никают в процессе осаждения солей и других соединений в водных бассейнах), биогенные (результат жизнедеятельности организмов и разложения органического вещества) и др.

Накапливающиеся в понижениях рельефа или на дне водных бас­сейнов рыхлые осадки, состоящие из отдельных кристаллов минера­лов и частиц (обломков) ранее существовавших горных пород, в результате физико-химических процессов, происходящих в самих осадках в течение многих сотен тысяч лет, видоизменяются и становят­ся горными породами. Процесс превращения осадков в горные поро­ды получил название диагенеза (от греч. "диагенезис" - перерожде­ние). Породы, образованные таким путем, называются осадочными (породами осадочного происхождения).

Горные породы, некогда возникшие на земной поверхности или вблизи нее, могут оказаться на больших глубинах. Испытывая ог­ромные давлении и высокие температуры, породы некристаллического строения становятся кристаллическими. Изменение горных пород в недрах Земли под воздействием высоких температуры и давления носит название метаморфизма.

Метаморфические превращения осадочных горных пород начинают­ся на глубине 3-5 км и усиливаются с увеличением глубины под дейст­вием повышающихся температуры и давления. На каждые 100 м верхней оболочки земного шара температура повышается при­мерно на 3 °Си на глубине 40-50 км она, как предполагают, состав­ляет 1200-1500 °С. Такую температуру имеют жидкие раскаленные лавы действующих вулканов. Полагают, что ниже 40-80 км измене­ние температуры с глубиной происходит по другому закону и в цент­ре Земли, на глубине 6370 км, она достигает 2000-4000 °Ñ.

Горные породы благодаря жесткому каркасу испытывают давле­ние вышележащих пород. Это давление называется горным. Его опре­деляют по силе тяжести твердой минеральной части пород. Горное давление на глубине 20 км, судя по плотности пород, равно прибли­зительно 460 МПа. Давление жидкости и газов, находящихся в поро­дах, называют пластовым. Оно уравновешивается столбом пластовой воды плотностью 1,05-1,1 г/см3. С увеличением глубины на каждые 100 м пластовое давление увеличивается на 1 МПа.

Как было отмечено выше, метаморфизм заключается в полной перекристаллизации горных пород в твердом состоянии, без предва­рительного их переплавления. Различают следующие виды метаморфизма:

региональный (глубинный), проявляющийся на огромных площа­дях, когда отдельные участки земной коры погружаются и горные породы оказываются на глубине, характеризующейся высокими давлением и температурой;

динамометаморфизм, при котором изменение горных пород проис­ходит главным образом в верхней части земной коры под влиянием одностороннего (бокового) давления, возникающего при тектонических напряжениях (породы становятся сланцеватыми, приобретают способность раскалываться на тонкие плитки, иногда со следами дроб­ления);

контактовый, связанный с внедрением магмы в толщу горных пород.

В результате метаморфизма образуются горные породы, которые называются метаморфическими. На глубине в зоне регионального метаморфизма образуются огромные массы горных пород, в основ­ном кристаллических сланцев, в состав которых в большом количест­ве входят такие минералы, как гранат, слюды, графит, корунд, тальк.

Ниже зоны регионального метаморфизма располагается зона ульт­раметаморфизма, где происходит частичное переплавление пород метаморфизующейся толщи, внедрение расплавов и летучих выделений в окружающие,, еще не расплавившиеся, но глубоко метаморфизованные толщи пород.

Дальнейшее развитие ультраметаморфизма приводит к появлению очагов магматических расплавов и последующему перемещению под­вижных магматических масс в толще земной коры. Совокупность процессов, связанных с проявлением внутренней энергии Земли и выражающихся в образовании магмы, внедрении ее в земную кору или излиянии на поверхность и застывании в виде тел различной ве­личины и формы, называется магматизмом.

Магма представляет собой расплавленное вещество сложного состава, насыщенное различными газообразными компонентами. Большую ее часть составляют кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, натрий, калий, водород. Остальные элементы содер­жатся в ней в небольших количествах (титан, углерод, фосфор, хлор) ив виде примесей.

Магма возникает в глубоких недрах Земли. Внедряясь в толщи горных пород земной коры, она остывает, происходит образование и выпадение кристаллов. В первую очередь выпадают из расплава оливин и другие наиболее тугоплавкие минералы, в последнюю очередь кристаллизуется кварц. В процессе движения магмы и ее застывания образуются многие породообразующие мине­ралы и минеральные ассоциации различных типов (горные породы) магматического происхождения.

Магматизм нередко завершается образованием минералов на по­верхности: при извержении вулканов в результате застывания лавы на поверхности возникают вулканогенные минералы.

С областями современной и недавней вулканической деятельности связаны многочисленные горячие источники, в том числе гейзеры. Они выносят на поверхность большое количество химических соеди­нений, особенно окиси кремния. Из этих веществ образуются мно­гие минералы (опал, барит, кальцит и др.).

Преобладающее большинство горных пород образовалось в специ­фических термодинамических условиях - в недрах Земли или же на дне моря. Попадая на земную поверхность, они оказываются неус­тойчивыми в новой физико-химической обстановке и под воздейст­вием различных факторов разрушаются. Некогда целая горная порода превращается в обломки различной величины или даже распадается на отдельные составляющие ее минералы. В других случаях в процессе химического превращения наблюдается коренное изменение минера­лов и горных пород, приводящее к появлению совершенно новых по­род, отличных от первоначальных.

Следовательно, многообразие условий возникновения минералов и горных пород является причиной существования в природе столь большого числа минералов и горных пород.

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

Дадаць дакумент у свой блог ці на сайт

Падобныя:

Составе земной коры и геологических процессах iconПлан урока: Проверка домашнего задания: (вопросы по пройденным темам: Строение земной коры. Породы, слагающие земную кору. Движение земной коры)
Цель урока: сформировать у школьников представления об образовании, строении, типах вулканических извержений. Ознакомить с видами...

Составе земной коры и геологических процессах iconУрока : данный урок является четвёртым по теме «Литосфера»
«Литосфера». До этого дети изучили строение Земли и литосферы; горные породы и минералы,слагающие литосферу и их использование человеком;...

Составе земной коры и геологических процессах iconКонкурс педагогического мастерства
Выявить закономерности размещения форм рельефа и тектоники (строения земной коры)

Составе земной коры и геологических процессах iconНеотектоника воронежской антеклизы
Лекция 7-2009 Основные понятия и методы изучения неотектонических движений земной коры

Составе земной коры и геологических процессах iconВнешняя поверхность Земли- это суша или водные пространства. Под почвой материков и под водной толщей океанов всю нашу планету покрывает скалистый слой горных
Эта кора кажется прочной и несокрушимой, но на самом деле она представляет собой лишь тонкую наружную оболочку Земли. Под материками...

Составе земной коры и геологических процессах iconМинералов, т е. физически и химически однородные кристаллические тела, образовавшиеся при геологических процессах
В целом, определитель рассчитан на людей, знакомых с основными понятиями и терминами минералогии, которые будут упоминаться в описательной...

Составе земной коры и геологических процессах iconУрок Северная Америка: образ материка
Оборудование: учебник, атлас, физическая карта мира, карта строения земной коры, климатическая карта, видеофрагменты

Составе земной коры и геологических процессах icon2. Физико-географическая характеристика региона стр 3
В настоящее время получило широкое распространение теория (гипотеза) «рифта». По этой гипотезе, в результате сжатия земной коры образуется...

Составе земной коры и геологических процессах iconУрок сказка «Горные породы, слагающие земную кору»
Цели урока: сформировать представления о строении земной коры, научить описывать горные породы, воспитание дружбы и взаимопомощи...

Составе земной коры и геологических процессах iconК проблеме коренных источников уральских алмазов
Мы попытались рассмотреть эту проблему с позиций модели одноосного горизонтального сжатия с изгибом верхней части земной коры [1,...

Размесціце кнопку на сваім сайце:
be.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©be.convdocs.org 2012
звярнуцца да адміністрацыі
be.convdocs.org
Галоўная старонка