Географическая оболочка

Применение глин разнообразно. Их тугоплавкие и огнеупорные разновидности (с температурой плавления выше 1580°) служат сырьем для производства керамических изделий, фарфора, фаянса, используются для получения кирпича и черепицы.

Хемогенные породы образуются за счет химических реакций, происходящих обычно в водной среде. Следовательно, это в основном морские или озерные осадки. Выделяют железистые породы (бурый железняк), марганцовые, кремнистые породы (диатомиты, опоки, кремни, яшмы), карбонатные породы (известняки, доломиты, мергели, мел), соляные породы (каменная соль, сильвинит, гипс), фосфатные породы (фосфориты).

Биогенные породы образуются за счет жизнедеятельности организмов. Здесь следует отметить каустобиолиты – горючие породы органогенного происхождения. Образуются за счет разложения без доступа кислорода остатков высших растений (торф, ископаемые угли), низших растений и животных (сапропели, горючие сланцы). Своеобразными осадочными породами являются нефть и янтарь.

Сапропели (от греч. sapros — гнилой, pelos — глина, грязь) — современные осадки, образующиеся на дне пресных и соленых озер. Это полужидкие, вязкие, маслянистые породы. Применяются в медицине (лечебные грязи), как удобрение, кормовые добавки для животных. В Беларуси почти половина озер заполнена сапропелями.

Торф — скопление растительных остатков различной степени разложения, которые аккумулируются в болотах и озерах. В образовании торфа участвуют мхи, травы, древесные растения, в породе присутствует значительная часть минерального вещества. В последнее время роль торфа как топлива уменьшается. При его переработке получают горный воск, торфяно-минеральные удобрения др. продукты.

Ископаемые угли подразделяются на бурые, каменные и антрациты и различаются составом растительных остатков.

Горючие сланцы —  глинистые или карбонатные породы, представляющие собой остатки водорослей, зоопланктона, преобразованные процессами гниения и смешаны с минеральным веществом. Цвет буровато-серый, загораются от спички и издают запах жженой резины. Горючие сланцы — ценное топливо и химическое сырье.

Нефть (от арабск. нафат — течь) — маслянистая жидкость от бесцветной до черной окраски, обладающая специфическим запахом. Состоит из углеводородов метанового или парафинового ряда и ароматических углеводородов: углерода — 85 %, водорода — 11 — 14 %. Кроме того, присутствуют S, Cl, J, P, К, Na, Ca, Mg.

Существует большое количество гипотез происхождения нефти, которые можно разделить на органогенные и неорганические. Согласно органогенной гипотезе основным исходным материалом для образования этой породы является планктон. Массы планктона на дне водоемов в процессе разложения превращаются в сапропели, из которых в условиях восстановительной среды образуется капельножидкая нефть, концентрирующаяся в нефтяных ловушках на глубинах 2 — 5 км.

В 1877 г. Д. И. Менделеевым опубликована карбидная гипотеза происхождения  нефти, в которой основное место отводится газообразным углеводородам, поступающим из глубоких зон Земли. Нефть встречается в отложениях разного возраста, но основная масса месторождений имеет мезозойский и кайнозойский возраст. В Беларуси выявлено более 50 месторождений нефти в девонских отложениях Полесья.

Янтарь — аморфное вещество желтого и желто-красного цвета, плавится и горит, содержит включения ископаемых насекомых и растений. Представляет собой ископаемую смолу хвойных деревьев палеогена и неогена. Встречается в виде зерен, кусков, иногда глыб массой до 12 кг. Применяется для изготовления изоляторов, янтарной кислоты и лака, а также для различных поделок. Крупнейшие месторождения — в Южной Прибалтике. Водно-ледниковые россыпи янтаря есть в Беларуси.

3. Метаморфические породы, образующиеся при метаморфизме на больших глубинах из магматических или осадочных пород при воздействии на них высоких температур, давлений, жидких и газовых флюидов свойственных этим глубинам. Структура –– катакластическая, кристаллобластовая, пойкилитовая. Эти структуры присущи только метаморфическим породам.

Текстура – полосчатая (гнейсы), сланцеватая (кристаллические сланцы), массивная (кварциты, амфиболиты).

Основные  метаморфические породы. Гнейсы составляют около 65 % всех метаморфических пород. Состав преимущественно кварцево-палевошпатовый. Различают ортогнейсы, образовавшиеся при метаморфизме гранитов и парагнейсы, возникшие при метаморфизме песчаников и др. осадочных пород. Гнейсы используются как строительный материал, с ними связаны месторождения графита, слюд.

Амфиболиты составляют около 20 % объема метаморфических пород. Они состоят из плагиоклазов, амфиболов, гранатов. Образуются при метаморфизме основных магматических пород, а также мергелей, карбонатных глин. В результате ультраметаморфизма основных пород возникают эклогиты, которые состоят из гранатов и пироксенов. Предполагается, что подобные породы образуют большую часть мантии.

Кристаллические сланцы составляют около 15 % метаморфических пород. Эти породы имеют разный состав, но отличаются одним общим свойством — сланцеватостью, т. е. способностью раскалываться с образованием ровных поверхностей. Некоторые виды сланцев используются для изготовления кислото- и огнеупорных материалов, в керамической промышленности, с ними связаны месторождения талька, слюды.

Мраморы — зернистые породы различной окраски, возникающие за счет перекристаллизации известняков и доломитов. Голубой, розовый, красный, черный, полосчатый и другие цвета мрамора обусловлены наличием различных примесей. Широко применяются как поделочный и облицовочный камень.

Кварциты — образуются при метаморфизме кварцевых песков и песчаников.. Большое значение имеют железистые кварциты (джеспилиты), которыми сложены крупнейшие в мире месторождения железных руд (КМА, Кривой Рог и др.).

Таким образом, горная порода — это чаще всего агрегат минеральных зерен, отличающихся определенным комплексом физических свойств и условиями образования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лекция 7

Энергетические  источники и процессы рельефообразования.

7.1 Внутренние (эндогенные) рельефообразующие процессы.

7.2 Внешние (экзогенные) рельефообразующие процессы

 

7.1 Внутренние (эндогенные) рельефообразующие процессы.

В основе геологических  процессов лежат разные источники энергии. Источником внутренних (эндогенных) процессов является тепло, образующееся при радиоактивном распаде и гравитационной дифференциации веществ внутри Земли. Источник энергии внешних процессов (экзогенных)— солнечная радиация, превращающаяся на Земле в энергию воды, льда, ветра и т. д.

Эндогенные процессы, происходящие внутри Земли, проявляются в тектонических движениях, землетрясениях и вулканизме. С ними связано образование наиболее значительных неровностей земной поверхности – гор и равнин.

Тектонические движения. Совокупность горизонтальных и вертикальных движений литосферы, сопровождающихся возникновением разломов (разрывов) и складок земной коры, называется тектоническими движениями.

Складчатые и разрывные  деформации (нарушения) пластов земной коры на фоне общего тектонического поднятия территории приводят к образованию гор. Поэтому складчатые и разрывные движения объединяют под общим названием орогенических, т. е. движений, создающих горы (орогены).

В формировании рельефа земной поверхности важнейшая роль принадлежит движениям литосферных плит. Они имеют разные размеры. Самые крупные: Евразийская, Северо-Американская, Южно-Американская, Африканская, Индо-Австралийская, Тихоокеанская, Антарктическая и Наска. Все крупные плиты, кроме Тихоокеанской и Наска, несут на себе и материки, и океаны.

Литосферные плиты медленно (2—5 см/год) перемещаются по астеносфере. В одних местах они расходятся, в других сталкиваются, уходя одна под другую. Причиной перемещения  плит могут быть конвективные движения вещества мантии. Там, где это вещество поднимается к поверхности, в литосфере возникают разломы, и плиты начинают раздвигаться. Внедряющаяся по разломам магма, застывая, наращивает края расходящихся плит. В результате по обе стороны разлома возникают валы, или срединно-океанические хребты. Они обнаружены во всех океанах и образуют единую систему общей протяженностью более 60 000 км. Высота хребтов до 3000 м, ширина зависит от скорости раздвижения плит: чем больше скорость, тем шире хребет. Наибольшей ширины такой хребет достигает в юго-восточной части Тихого океана, где скорость раздвижения плит до 12—13 см/год. Он не занимает срединного положения и называется Тихоокеанским поднятием.

На месте разлома, в  осевой части срединно-океанических хребтов, обычно находятся ущелья — рифты. Их ширина от нескольких десятков километров в верхней части до нескольких километров у дна. На дне рифтов располагаются небольшие вулканы и горячие источники.

В рифтах из поднимающейся магмы  рождается новая океаническая кора. Чем дальше от рифта, тем кора старше. Однако пород, возраст которых превышал бы 160 млн. лет, на дне океана не обнаружено. Как это объяснить, если известно, что океан существует более 3 млрд. лет? Очевидно, кора на дне океана постепенно обновляется. При столкновении плит более тяжелые из них, несущие базальтовую кору, опускаются под менее тяжелые, с континентальной корой (поддвиг плит). При погружении в астеносферу кора переплавляется, происходит метаморфизация пород, образуются полезные ископаемые. Часть океанической коры превращается в континентальную, часть уходит в астеносферу. Процесс сопровождается землетрясениями и вулканизмом. В местах изгиба уходящей вниз плиты образуется глубоководный желоб, а вдоль него — дугообразные цепочки островов (Курильский желоб и Курильские острова) или горные хребты (Атакамский желоб и Анды). В глубоководных желобах постепенно накапливаются слои осадочных пород. При продолжающемся сжатии они сминаются в складки, поднимаются горы, цепочки островов присоединяются к материкам.

Горообразование происходит и там, где сталкиваются литосферные плиты, имеющие одинаковую континентальную кору. При столкновении подвижной и в настоящее время Индо-Австралийской плиты с Евразийской образовались Гималаи. Так когда-то образовался пояс Уральских гор.

Количество литосферных  плит не остается постоянным. Они не только соединяются, но и разделяются на части новыми рифтами, которые образуются как на дне океана, так и на материках. Например, рифт Красного моря, разделяющий Аравийский полуостров и Африку, которые медленно удаляются друг от друга, Байкальский рифт, в котором располагается самое глубоководное озеро в мире – Байкал.

Расположение, размеры и конфигурации материков и океанов и далеком  прошлом были иными и изменятся  в далеком будущем. Так, в палеозое (570—185 млн. лет назад) Австралия, Южная Америка, Африка и Антарктида составляли один материк — Гондвану. В Северном полушарии предположительно существовал единый материк Лавразия, а до этого, возможно, был один суперматерик Пангея и один океан на месте Тихого - Тетис.

Складчатые  и разрывные тектонические движения сопровождаются, особенно в горах, магматизмом, метаморфизмом горных пород и землетрясениями.

Магматизм связан, прежде всего, с глубинными разломами, пересекающими земную кору и уходящими в мантию. В зависимости от степени проникновения магмы из мантии в земную кору он подразделяется на два типа: интрузивный, когда магма, не достигая поверхности Земли, застывает на глубине, и эффузивный, или вулканизм, когда магма прорывает земную кору и изливается на земную поверхность. При этом из нее выделяется много газов, первоначальный состав изменяется, и она превращается в лаву. Состав лав весьма разнообразен. Излияния происходят либо по трещинам (этот тип извержения преобладал на первоначальных этапах формирования Земли), либо через узкие каналы на пересечении разломов, называемые жерлами.

При трещинных излияниях  образуются обширные лавовые покровы (на плато Декан, на Армянском и Эфиопском нагорьях, на Среднесибирском плоскогорье и т.д.). В историческое время значительные излияния лав происходили на Гавайских островах, в Исландии, они весьма характерны для срединно-океанических хребтов.

Если магма поднимается  по жерлу, то при излияниях, обычно многократных, образуются возвышения — вулканы с воронкообразным расширением наверху, называемым кратером. Большинство вулканов имеет конусовидную форму и состоит из рыхлых продуктов извержений, переслаивающихся с застывшей лавой. Например, Ключевская Сопка, Фудзияма, Эльбрус, Арарат, Везувий, Кракатау, Чимбарасо и др. Вулканы делятся на действующие (их более 600) и потухшие. Большинство действующих вулканов расположено среди молодых гор кайнозойской складчатости. Много их и вдоль крупных разломов в тектонически подвижных областях, в том числе на дне океанов вдоль осей срединно-океанических хребтов. Вдоль побережья Тихого океана располагается основная зона вулканов — Тихоокеанское огненное кольцо, где более 370 действующих вулканов.

В местах затухания вулканической  деятельности характерны горячие источники, в том числе периодически фонтанирующие — гейзеры, выбросы газов из кратеров и трещин, которые свидетельствуют об активных процессах в глубине недр.

Землетрясения — это толчки и колебания земной поверхности, вызванные разрывами и смещениями в литосфере. Место смещения – очаг землетрясения –приурочен к зоне разломов. В большинстве случаев центры землетрясений находятся на глубине первых десятков километров в земной коре. Однако иногда они лежат в верхней мантии на глубине до 600—700 км, например, вдоль побережья Тихого океана, в Карибском море и других районах. Возникающие в очаге упругие сейсмические волны, достигая поверхности, вызывают землетрясение. Место, где землетрясение достигает наибольшей силы, называют эпицентром, который обычно располагается непосредственно над очагом. Интенсивность землетрясений оценивается по двенадцатибалльной шкале на основании деформаций слоев Земли и степени повреждения зданий. Ежегодно на Земле регистрируют сотни тысяч землетрясений. Землетрясения на побережьях и дне океанов вызывают волны — цунами. К числу катастрофических землетрясений последних десятилетий относятся: Ашхабадское (1948), Чилийское (1960), Ташкентское (1966), в Мехико (1985), Армянское (1988).

7.2 Внешние (экзогенные) рельефообразующие процессы

На рельеф земной поверхности помимо внутренних процессов одновременно воздействуют и различные внешние  силы. Деятельность любого внешнего фактора складывается из процессов разрушения и сноса пород (денудация) и отложения материала в понижениях (аккумуляция). Этому предшествует выветривание — процесс разрушения горных пород под влиянием резкого колебания температур и замерзания воды в трещинах породы, а также химического изменения их состава под влиянием воздуха и воды, содержащей кислоты, щелочи и соли. В выветривании принимают участие и живые организмы. Выделяют два основных вида выветривания: физическое и химическое. В результате выветривания горных пород образуются рыхлые отложения, удобные для перемещения водой, льдом, ветром и т. д.