Вопрос №26. Структурные мотивы строения силикатов

Вопрос №24. Физические свойства минералов.

1. Оптические (двупреломление, передизация (радужная плёнка) – кальцит à исламский шпат).

2. Электрические (пьезоэлектричество (сжатие или растяжение), пироэлектричество (огонь)).

3. Механические (твёрдость – способность сопротивляться внешнему воздействию; спайность – способность раскалываться по определённым кристаллографическим плоскостям с образованием ровных зеркальных поверхностей).

Вопрос №25. Значение химических связей в минералах.Определяющими характеристиками любого минерального вещества яв­ляются его химический состав и кри­сталлическая структура. Эти два свойства взаимно связаны и оказы­вают влияние на симметрию, отра­жающуюся на физических особенно­стях минеральных соединений. Но прежде чем рассматривать состав и структуру кристаллов, необходимо понять, какова природа химической связи в кри­сталлических минералах. Связь в минералах может быть или ионной, или ковалентной, или частич­но и той и другой. Ионные кристаллы существуют как целое благодаря электрическому притяжению проти­воположно заряженных ионов (на­пример, Na+ и Cl~ в галите NaCl).

Вопрос №26. Структурные мотивы строения силикатов.

1. Сдвоенный тетраэдр (оливин (Mg, Fe)₂[SiO₄]).

2. Кольцевые структуры (берилл Be₃Al₂[Si₆O₁₈]).

3. Цепочечный мотив (гиперстен (Mg, Fe)₂[Si₂O₆]).

4. Ленточный мотив (роговая обманка (Ca, Na),(Mg, Fe)₄(Al, Fe)[(Al, Si)₄O₁₁] * (OH)₂).

5. Слоистая (мостовая) структура (мусковит KAl₂[AlSi₃O₁₀] * (OH, F)₂).

6. Каркасный мотив (ортоклаз K[AlSi₃O₈]).

Вопрос №27. Классификация минералов.В настоящее время известно более 2500 природных минералов, не считая разновидностей, но только около 90 имеют значение в образовании горных пород, их называют породообразующими.Самородные элементы – состоят из 1 химического элемента, составляют 0,1% по весу (Au, Ag, Cu, Pt, S, C).Сульфиды – соединения различных элементов с S; в земной коре имеют не большое значение (пирит – FeS₂, галенит – PbS).Галоидные соединения – соли галоидоводородных кислот (галит – NaCl, сильвин – KCl).Окислы и гидроокислы – соединения различных элементов с O₂ и OH: окислы и гидроокислы Si (группа кварца) – 12%; окислы и гидроокислы Me (магнетит Fe₃O₄).Карбонаты – соли угольной кислоты (кальцит – CaCO₃).Фториды (апатит – Ca₅(F, Cl)[PO₄]₃).Сульфаты – соли серной кислоты (гипс – CaSO₄ * 2H₂O).Вольфрамиты (вольфрамит (Fe, Mn) WO₄).Силикаты – 1/3 всех минералов – 90% земной коры (оливин (Mg, Fe)₂[SiO₄]).Вопрос №28. Минеральный состав земной коры и горные породы.Горные породы, слагающие земную кору, в большинстве своём представляют агрегаты многих минералов. По своему происхождению горные породы делятся на: магматические (интрузивные и эффузивные), осадочные (обломочные, глинистые; химические и органогенные) и метаморфические. Земная кора состоит из различных осадочных, магматических и метаморфических пород, расположенных выше границы Мохоровичича. В строение земной коры выделяют 3 слоя:Осадочный, сложенный осадочными породами (кварцево-карбонатная оболочка + слоистые силикаты).Гранитный, сложенный магматическими породами, богатые металломорфическими породами, близкими по составу к гранитам (плагиоклазы – 29,2%, натриевые пироксены – 12%).Базальтовый слой, состоящий из магматических и плотных металломорфических пород (роговая обманка – 33%, пироксены – 10,5%, плагиоклазы – 14%, кварц – 12%).

Вопрос №29. Петрография. Классификация магматических пород.Петрография – наука, изучающая горные породы, слагающие земную кору, их состав, структуру, условия образования, залегания и изменения под влиянием различных факторов. По своему происхождению все горные породы делятся на: магматические, метаморфические и осадочные. В зависимости от условий, в которых происходит застывание магмы, магматические горные породы подразделяются на интрузивные (глубинные, образовавшиеся в результате внедрения магмы в земную кору и остывания её на глубине) и эффузивные (излившиеся, образовавшиеся при излиянии магмы (лавы) на поверхность). Среди эффузивных пород по степени сохранности выделяют кайнотипные (относительно не изменённые породы) и палеотипные (подвергшиеся незначительным изменениям). По химическому составу магматические породы делятся на известково-щелочные (с преобладанием CaO, Na₂O, K₂O) и щелочные (с отсутствием или меньшим содержанием CaO или высоким Na₂O и K₂O). При классификации по химическому составу важным показателем является содержание оксида кремния (SiO₂):Ультракислые (SiO₂>75%) – интрузивные (сиенит), эффузивные (ортоклазовый порфир).Кислые (SiO₂ – 75-65%) – интрузивные (гранит), эффузивные (липарит).Средние (SiO₂ – 65-52%) – интрузивные (диорит), эффузивные (андезит).Основные (SiO₂ – 52-40%) – интрузивные (габбро), эффузивные (базальт).Ультраосновные (SiO₂<40%) – интрузивные (дунит).

Вопрос №30. Литогенез и седиментация.Литогенез - совокупность природных процессов образования и последующих изменений осадочных горных пород. Главные факторы литогенеза - тектонические движения земной коры и климат. Понятие о литогенезе впервые было введено в 1893-94 гг. И. Вальтером, который выделил в процессе образования осадочных пород 5 основных фаз: выветривание горных пород, денудация (включая перенос исходного материала осадков), отложение, диагенез и метаморфизм. В цикле литогенеза различают следующие его стадии: 1) образование и мобилизация исходного вещества осадков в процессе физического и химического разрушения материнских пород и его перенос к месту захоронения - поверхностный гипергенез; 2) поступление осадков в конечные водоёмы стока и окончательное осаждение - седиментогенез; 3) физико-химическое уравновешивание насыщенного водой осадка, завершающееся преобразованием его в осадочную породу - диагенез; 4) дальнейшие изменения породы по мере увеличения глубины её захоронения под влиянием возрастающих температуры и давления, а в некоторых случаях и воздействия водных растворов и газов - катагенез (иногда эту стадию неточно называют эпигенезом); 5) последующее преобразование состава пород, особенно глинистых, при дальнейшем их погружении - метагенез, или собственно метаморфизм (чаще всего проявляется в геосинклиналях). Седиментация - оседание или всплывание частиц дисперсной фазы (твёрдых крупинок, капелек жидкости, пузырьков газа) в жидкой или газообразной дисперсионной среде в гравитационном поле или поле центробежных сил. Седиментация происходит, если направленное движение частиц под действием силы тяжести или центробежной силы преобладает над хаотическим тепловым движением частиц. Скорость с едиментация зависит от массы, размера и формы частиц, вязкости и плотности среды, а также ускорения, возникающего при действии на частицы сил поля. Седиментация в дисперсных системах (особенно с газовой дисперсионной средой) часто сопровождается укрупнением седиментирующих частиц вследствие свёртывания или срастании.
Седиментация в природе приводит к образованию осадочных горных пород, осветлению воды в водоёмах, освобождению атмосферы от находящихся в ней капельножидких и твёрдых частиц.

Вопрос №31. Эрозионно-аккумулятивная деятельность рек.Реки производят на земном шаре огромную аккумулятивную работу, естественно образуя и рельеф. Движение воды в реках турбулентное, скорость движения в каждой точки потока непостоянна по величине и направлению. Мощные водные потоки производят большую эрозионную, переносную и аккумулятивную работу. Способность реки производить работу называют энергией реки или её живой силой К. Процессы эрозии (размыва) и аккумуляции (накопления осадков) в реке зависят от ее энергии или живой силы реки, т.е. способности реки производить работу за счет массы воды и скорости течения. Если живая сила реки (К) больше, чем взвешенные частицы в воде (L), т.е. К>L, то преобладает эрозионная деятельность; если К<L, то происходит аккумуляция материала, который переносит река. В случае, когда К =L, то наступает равновесие между эрозией и аккумуляцией. В образовании речной долины главная роль принадлежит эрозии. Различают эрозию донную (глубинную) и боковую, ведущую к подмыву берегов. Одновременно с эрозией реки захватывают продукты разрушения горных пород и переносят их во взвешенном состоянии – в виде взвеси и в растворённом состоянии. Одновременно с эрозией и переносом происходит и отложение обломочного материала. В начале эти отложения не устойчивы и могут вновь сгущаться. Но со временем они становятся всё более устойчивыми. Отложения, накапливающиеся в речных долинах в результате деятельности речного потока называются аллювиальными.

Вопрос №33.Механизмы терригенного, хемогенного и биогенного осадкообразования.По происхождения и вещественному составу выделяется несколько типов морских осадков: терригенные, образовавшиеся за счёт разрушения горных пород суши и сноса их в морские водоёмы; хемогенные, осаждающиеся из морской воды химическим путём и биогенные, образовавшиеся за счёт скопления на дне моря покровных остатков организмов, среди выделяются известковые и кремнистые. Терригенные осадки образуются благодаря приносу из рек, деятельности айсбергов. Биогенные осадки образуются за счёт отмирания и опускания на дно раковин простейших одноклеточных организмов, скопления пластинок известковых водорослей, планктонных моллюсков. Кремнистые осадки образуются за счёт накопления кремнистых панцирей диатомовых водорослей, простейших планктонных организмов – радиометрий, органогенные рифы. Хемогенные осадки образуются в различных зонах фосфориты образуются в виде конкреций на глубинах в зоне шельфа и прилежащей части континентального склона.

Вопрос №41. Представление о геологических формациях. УЧЕНИЕ О ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ФОРМАЦИЯХ — раздел наук о Земле, зародившийся более 200 лет назад. Первоначальная разработка понятия о формациях связана с именами Фюкселя и Вернера. Главная роль в развитии учения о геологических формациях принадлежит отечественным геологам — Иностранцеву, Левинсон-Лессингу, Шатскому, Усову, Билибину и др. В учении о геологических формациях выделяются 3 основных направления, отчетливо различающихся в ходе становления этой науки: стратиграфическое, парагенетическое и генетическое, объединяющее несколько течений. В стратиграфическом аспекте термин формация впервые был использован Доломье и Гумбольдтом. Формации в стратиграфическом их понимании по существу являются подразделениями местных стратиграфических шкал — подсветами, свитами, нередко сериями, — и в этом смысле являются объектами не столько учения о геологических формациях, сколько стратиграфии. Парагенетическое направление рассматривает формации как парагенезы горных пород. Парагенетическое направление ставит целью описание и систематизацию формаций на основе понятия о формационном виде или абстрактной формации (парагенолите), выделяемых по структурно-вещественным признакам. Генетические представления не считаются основанием для наиболее общей классификации геологических формаций — их систематики, подобно тому как не принимаются во внимание при систематике особенности происхождения хим. элементов, горных пород и т.д. Учение о геологических формациях приобретает в настоящее время решающее значение в деле познания геологического строения и развития, выяснения закономерностей размещения различных полезных ископаемых и разработки научных основ их поисков. В настоящее время в учения о геологических формациях интенсивно проникают математические методы, позволяющие более строго изучать формации и давать не только качественную но и количественную их характеристику.

Вопрос №46. Вулканические структуры.В общем виде вулканы подразделяются на линейные и центральные, однако это деление в известной мере условно, так как большинство вулканов так или иначе приурочены к линейным тектоническим нарушениям в земной коре. Линейные вулканы, или вулканы трещинного типа, обладают протяженными подводящими каналами, связанными с глубоким расколом. Как правило, из таких трещин изливается базальтовая жидкая магма, которая, растекаясь в стороны, образует крупные лавовые покровы. Вдоль трещин возникают пологие валы разбрызгивания, широкие плоские конусы, лавовые поля. Часто трещины возникают параллельно друг другу. В случае магмы более кислого состава образуются линейные экструзивные валы и массивы, сложенные выжатой лавой. Когда происходят взрывные извержения, то могут возникать эксплозивные рвы протяженностью в десятки километров. Вулканы центрального типа имеют центральный подводящий трубообразный канал, или жерло, ведущее к поверхности от магматического очага. Жерло оканчивается расширением, называемым кратером, который по мере роста вулканической постройки перемещается вверх. Кратеры меняют свою форму и размеры после каждого извержения. У вулкана центрального типа кроме главного кратера могут быть и побочные, или паразитические, кратеры, расположенные эксцентрично на его склонах и приуроченные к кольцевым или радиальным трещинам. Нередко в кратерах существуют озера жидкой лавы. В других случаях, когда лава обладает высокой вязкостью, в кратерах растут купола выжимания, закупоривающие жерла, подобно "пробке", что приводит к сильнейшим взрывным извержениям, давление газов эту "пробку" вышибает из жерла.

Вопрос №49. Факторы и типы метаморфизма.Изменение магматических и осадочных пород в твердом состоянии под воздействием эндогенных факторов называется метаморфизмом.ФАКТОРЫ МЕТАМОРФИЗМА Температура. Источниками тепла в земной коре являются распад радиоактивных элементов; магматические расплавы, которые, остывая, отдают тепло окружающим горным породам; нагретые глубинные флюиды; тектонические процессы и ряд других факторов. Количество градусов на 1 км глубины, меняется от места к месту на земном шаре и разница может составлять почти 100^o С. В пределах устойчивых, жестких блоков земной коры, например на щитах древних платформ, геотермический градиент не превышает 6-10^o С, в то время как в молодых растущих горных сооружениях может достигать почти 100^o С. Температура резко ускоряет протекание химических реакций, способствует перекристаллизации вещества, сильно влияет на процессы минералообразования. Возрастание температуры приводит к обезвоживанию минералов, формированию более высокотемпературных минеральных ассоциаций, лишенных воды, декарбонатизации известняков и т. д. Обычно метаморфические преобразования начинаются при Т выше 300^o С, а прекращаются, когда Т достигает точки плавления развитых в данном месте горных пород. Давление подразделяется на всестороннее (литостатическое), обусловленное массой вышележащих горных пород, и стрессовое, или одностороннее, связанное с тектоническими направленными движениями. Всестороннее литостатическое давление связано не только с глубиной, но также и с плотностью пород, и на глубине 10 км может превышать 200 мПа, а на глубине 30 км - 600-700 мПа. При геотермическом градиенте в 25 град/км плавление горных пород может начаться на глубине около 20 км. При высоких давлениях породы переходят в пластичное состояние. Одностороннее стрессовое давление лучше всего проявляется в верхней части земной коры складчатых зон и выражается в образовании определенных структурно-текстурных особенностей породы. Стрессовое давление вызывает механические деформации горных пород, их дробление, рассланцевание, увеличение растворимости минералов в направлении давления. Флюиды, к которым относятся H₂O, CO₂, CO, CH₄, H₂, H₂S, SO₂ и другие переносят тепло, растворяют минералы горных пород, переносят химические элементы, активно участвуют в химических реакциях и играют роль катализаторов. Значение флюидов иллюстрируется тем, что в «сухих системах», т. е. лишенных флюидов, даже при наличии высоких давлений и температур метаморфические изменения почти не происходят.ОСНОВНЫЕ ТИПЫ МЕТАМОРФИЗМАГеотермальный (изохимический, автометаморфизм, контак). Гидростатический (диагенез: эпизона (300-500^о С), мезозона (500-650^о С), катазона (>650^о С), ультраметаморфизм). Дислокационный (стрессовый, ударный). Метасоматоз (принос вещества из вне; диффузионный, инфильтрационный). В общем виде метаморфизм подразделяется на региональный и локальный. В первом случае метаморфизму подвергаются огромные объемы горных пород, развитые, например, в горно-складчатых поясах, где на большой глубине достигаются высокие температуры и давления при участии глубинных флюидов, обеспечивающих протекание химических реакций. В результате образуются обширные площади, сложенные метаморфическими породами одного типа. Первичная порода может сильно изменить свой химический состав, особенно под действием летучих веществ. Одни элементы выносятся и, наоборот, происходит привнос других элементов. Такие процессы называются метасоматозом, а образовавшиеся породы - метасоматическими. В зависимости от температурных условий региональный метаморфизм и породы подразделяются на три группы, каждая из которых характеризуется вполне определенным набором минералов: I - низкотемпературная (300-500⁰ С); II - среднетемпературная (500-650⁰С); III-высокотемпературная (более 650⁰С). В глубинных зонах подвижных областей нередко создаются экстремальные условия по давлению, температуре и концентрации летучих, при которых важную и активную роль начинают приобретать расплавы. Такие процессы называются ультраметаморфическими. Метаморфизм, идущий с возрастанием температуры и приводящий к появлению все более высокотемпературных минеральных ассоциаций, называется прогрессивным, а с понижением - регрессивным. Он часто приводит к экзотермическим реакциям, процессам гидратации и карбонатизации, с образованием низкотемпературных минеральных ассоциаций. Локальный метаморфизм по сравнению с региональным характеризуется проявлением на гораздо меньших площадях и связан с какими-то местными активными зонами, например благодаря тепловому и флюидному воздействию интрузивов на вмещающие породы, в которых наблюдаются метаморфические изменения. Такой тип метаморфизма называется контактовым или контактово-термальным. С интрузивами нередко связан и локальный метасоматоз, обязанный отделению от магм различных флюидов - H2O, CO2, H2, HC1 и других, которые вступают в химические реакции с вмещающими породами, образуя специфические по структурам и текстурам метасоматиты. Метасоматоз такого рода происходит в условиях низких температур и давлений, и постмагматические растворы воздействуют не только на вмещающие, но и на породы самого интрузивного тела. В узких зонах разломов возникает резкое увеличение давления, происходит катаклаз (раздробление) пород, не сопровождающийся, как правило, повышением температуры, а если последняя увеличивается, то могут возникнуть новые низкотемпературные минералы - хлорит, серицит, тальк и др. Подобный метаморфизм называется динамометаморфизмом, стрессовым или дислокационным. Разная степень раздробленности пород приводит к образованию тектонических брекчий, катаклазитов, милонитов. Следует отметить еще один тип метаморфизма - ударный, возникающий при воздействии на горные породы мощной ударной волны, вызванной падением на землю крупных метеоритов, при котором мгновенно выделяется огромная энергия. При образовании метеоритного кратера (астроблемы) породы разрушаются, дробятся, перемещаются, плавятся и испаряются. Сейчас на поверхности Земли известно около 200 крупных астроблем, но, конечно, их гораздо больше. Перекристаллизация (бластез) горных пород при метаморфизме не сопровождается плавлением, и возникают структуры, называемые кристаллобластическими или порфиробластическими, когда выделяются крупные минералы на мелкозернистом фоне. Текстуры метаморфических пород подразделяются на две группы. В одной из них преобладают ориентированные текстуры, связанные с действием давления, при котором плоские и вытянутые минералы ориентируются в пределах какой-либо плоскости. В другой - минералы в породах распределены неравномерно и преобладают пятнистые, массивные, полосчатые и другие текстуры.

Вопрос №51. Термодинамическое равновесие и термодинамические поля.Термодинамическое равновесие - состояние системы, при котором остаются неизменными по времени макроскопические величины этой системы(температура, давление и т.д.). На практике условие изолированности означает, что процессы установления равновесия протекают гораздо быстрее, чем происходят изменения на границах системы (то есть изменения внешних по отношению к системе условий) и осуществляется обмен системы с окружением веществом и энергией. Иными словами, термодинамическое равновесие достигается, если скорость релаксационных процессов достаточно велика (как правило, это характерно для высокотемпературных процессов) либо велико время для достижения равновесия (этот случай имеет место в геологических процессах).В реальных процессах часто реализуется неполное равновесие, однако степень этой неполноты может быть существенной и несущественной. При этом возможны три варианта:Равновесие достигается в какой-либо части (или частях) относительно большой по размерам системы — локальное равновесие.Неполное равновесие достигается вследствие разности скоростей релаксационных процессов, протекающих в системе — частичное равновесие.Имеют место как локальное, так и частичное равновесие.

Вопрос №53. Обстановки диагенеза.Диагенез - перерождение осадков в осадочную породу. Выражается в уплотнении осадка и в преобразовании его минерального вещества. Это совокупность природных процессов преобразования рыхлых осадков на дне водных бассейнов в осадочные горные породы в условиях верхней зоны земной коры. Понятие диагенез введено в науку немецким геологом В. Гюмбелем (1888), который вкладывал в него всю совокупность изменений осадка от первоначального его вида вплоть до превращения в метаморфические горные породы. Позднее (немецким геологом Й. Вальтером, советским геологом акад. А.Е. Ферсманом и др.) понятие "диагенез" было сужено. Под диагенезом понимается только преобразование осадка в собственно осадочную породу. Более поздние превращения осадочной породы относятся к стадиям катагенеза и метагенеза. Диагенез мыслится при этом как этап физико-химического уравновешивания осадка, представляющего собой первоначально неравновесную физико-химическую систему, резко обводнённую и богатую органическим веществом как живым (бактерии), так и мёртвым.

Вопрос №56. Астроблемы.Ударный кратер — углубление, появившееся на поверхности космического тела в результате падения другого тела, меньшего размера. Ударный кратер на поверхности Земли называют также астроблемой. Термин «астроблема» введён в 1960 году Дицем. Само событие (удар метеорита) иногда называют импактом или импактным событием. На Земле обнаружено около 150 крупных астроблем. Особенности строения кратеров определяются рядом факторов, среди которых основными являются энергия соударения (зависящая, в свою очередь, от массы и скорости космического тела, плотности атмосферы), угол встречи с поверхностью и твёрдость веществ, образующих метеорит и поверхность. При касательном ударе возникают бороздообразные кратеры небольшой глубины со слабым разрушением подстилающих пород, такие кратеры достаточно быстро разрушаются вследствие эрозии. Примером может служить кратерное поле Рио Кварта в Аргентине, возраст которого составляет около 10 000 лет: самый крупный кратер поля имеет длину 4,5 км и ширину 1,1 км при глубине 7-8 м. При направлении столкновения, близком к вертикальному, возникают округлые кратеры, морфология которых зависит от их диаметра. Небольшие кратеры (диаметром 3-4 км) имеют простую чашеобразную форму, их воронка окружена валом, образованным задранными пластами подстилающих пород (цокольный вал), перекрытый выброшенными из кратера обломками (насыпной вал, аллогенная брекчия). Под дном кратера залегают аутигенные брекчии — породы, раздробленные и частично метаморфизированные при столкновении; под брекчией расположены трещиноватые горные породы. Отношение глубины к диаметру у таких кратеров близко к 1/3, что отличает их от кратерообразных структур вулканического происхождения, у которых отношение глубины к диаметру составляет ~0.4. При больших диаметрах возникает центральная горка над точкой удара (в месте максимального сжатия пород), при ещё больших диаметрах кратера (более 14-15 км) образуются кольцевые поднятия. Эти структуры связаны с волновыми эффектами (подобно капле, падающей на поверхность воды). С ростом диаметра кратеры быстро уплощаются: отношение глубина/диаметр падает до 0,05-0,02.

Вопрос №61. Континентальное выветривание и гальмиролиз.Под выветриванием понимается совокупность физических, химических и биохимических процессов преобразования горных пород и слагающих их минералов в приповерхностной части земной коры. Это преобразование зависит от многих факторов: колебаний температуры; химического воздействия воды и газов - углекислоты и кислорода (находящихся в атмосфере и в растворенном состоянии в воде); воздействия органических веществ, образующихся при жизни растений и животных и при их отмирании и разложении. Сказанное свидетельствует о том, что процессы выветривания тесно связаны с взаимодействием приповерхностной части земной коры с атмосферой, гидросферой и биосферой. Именно граничная область разных фаз обладает высокой реактивной способностью. Часть земной коры, в которой происходит преобразование минерального вещества, называется зоной выветривания или зоной гипергенеза (от греч. "гипер" - над, сверху). Процесс гипергенеза, или выветривания, очень сложен и зависит от климата, рельефа, того или иного органического мира и времени. Разнообразные сочетания перечисленных факторов обусловливают сложность и многообразие хода выветривания. Особенно велика роль климата, являющегося одной из главных причин и движущих сил процессов выветривания. Из всей совокупности климатических элементов наибольшее значение имеют тепло (приходно-расходный баланс лучистой энергии и др.) и степень увлажнения (водный режим). В зависимости от преобладания тех или иных факторов в едином и сложном процессе выветривания условно выделяются два взаимосвязанных типа: 1) физическое выветривание и 2) химическое выветривание. Гальмиролиз - подводное выветривание, химико-минералогическое преобразование первичного осадка на дне моря под влиянием процессов растворения, окисления и др. Гальмиролиз объясняет происхождение некоторых минералов, возникающих только в морских осадках (глауконит, шамозит и др.), подводное изменение вулканических туфов, ведущее к образованию бентонита и др. разновидностей поглощающих глин. Скорость процессов гальмиролиза определяется главным образом характером присутствующих в морской воде солей и газов, а также быстротой накопления осадков. Особенно благоприятны для гальмиролиза места медленного отложения осадков.

Вопрос №62.Тектонические движения и землетрясения. Тектонические движения -механические движения земной коры, вызываемые силами, которые действуют в земной коре и главным образом в мантии Земли, 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 т ектонических движений невелика, изменяясь от сотых долей до первых десятков мм/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), а немецкий геолог Х. Штилле развил (1919) классификацию тектонических движений с разделением их на эпейрогенические, выражающиеся в длительных поднятиях и опусканиях крупных участков земной поверхности, и орогенические, проявляющиеся эпизодически (орогенические фазы) в определённых зонах с образованием складок и разрывов и ведущие к формированию горных сооружений. Эта классификация применяется до сих пор, но её основной недостаток — объединение в единое понятие орогенеза двух принципиально различных процессов — складко- и разрывообразования, с одной стороны, и горообразования — с другой. Поэтому были предложены другие классификации. Одна из них (советские геологи А. П. Карпинский, М. М. Тетяев и др.) предусматривала выделение колебательных складко- и разрывообразующих т ектонических движений, другая (немецкий геолог Э. Харман и голландский учёный Р. В. ван Беммелен) — волновых и складчатых т ектонических движений. Стало ясным, что т ектонические движения весьма разнообразны как по форме проявления, так и по глубине зарождения, а также, очевидно, по механизму и причинам возникновения. По другому принципу т ектонические 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 и в сумме дают эффект, не намного превышающий эффект медленных движений. Существенное значение имеет подразделение т ектонических движений на вертикальные и горизонтальные, хотя оно и носит в большей мере условный характер, ибо эти движения взаимосвязаны и переходят одни в другие. Поэтому правильнее говорить о т ектонических 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 км, в их надвигах с амплитудой в первые сотни км, а также в образовании океанических впадин шириной в тысячи км в результате раздвига глыб континентальной коры. Землетрясения — подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами) или искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушением подземных полостей горных выработок). Небольшие толчки могут вызывать также подъём лавы при вулканических извержениях. Ежегодно на всей Земле происходит около миллиона землетрясений, но большинство из них так незначительны, что они остаются незамеченными. Действительно сильные землетрясения, способные вызвать обширные разрушения, случаются на планете примерно раз в две недели. К счастью, большая их часть приходится на дно океанов, и поэтому не сопровождается катастрофическими последствиями (если землетрясение под океаном обходится без цунами). Землетрясения наиболее известны по тем опустошениям, которые они способны произвести. Разрушения зданий и сооружений вызываются колебаниями почвы или гигантскими приливными волнами (цунами), возникающими при сейсмических смещениях на морском дне. Международная сеть наблюдений за землетрясениями регистрирует даже самые удалённые и маломощные из них.

Вопрос №63. Пликативные дислокации. Складчатость горных пород - складкообразование, процесс смятия слоев горных пород в складки в результате тектонических деформаций. Комплексы складок различаются по форме, кинематическим условиям образования и происхождению. По морфологическим признакам с кладчатость горных пород разделяется на полную, голоморфную, или линейную, состоящую из длинных узких складок, выпуклых и вогнутых, непрерывно заполняющих складчатую зону; прерывистую, или идиоморфную, представляющую собой группы отдельных, разрозненных, преимущественно антиклинальных складок разной формы (валы, купола, поднятия неправильных очертаний), разделённых участками спокойного залегания слоев; с кладчатость горных пород промежуточного типа, складывающуюся из чередования широких пологих синклиналей и узких крутых антиклиналей (гребневидная) или антиклинальных складок «сундучной» формы (с крутыми крыльями и плоской вершиной) и щелевидных синклиналей. Происхождение складчатости горных пород во многом ещё неясно. В отношении складчатости нагнетания принято считать, что она связана преимущественно с инверсией плотностей в толще осадочных пород, т. е. с залеганием менее плотных пород под более плотными. Глубинная складчатость по условиям образования, по-видимому, родственна предыдущей. Под влиянием неравномерного нагревания в метаморфических породах слои сложно деформируются с образованием глубинных диапиров и, в частности, гранитогнейсовых куполов. Причины относительного перемещения блоков земной коры, ведущего к образованию глыбовой складчатости, неизвестны. Относительно происхождения складчатости общего смятия имеются две точки зрения. Согласно одной, такая складчатость образуется под влиянием сил горизонтального сжатия при надвигании (или поддвигании) одних глыб (плит) литосферы на (под) другие. Другая точка зрения отводит основную роль в образовании складчатости общего смятия силы тяжести: слои сминаются в складки по склонам горных хребтов, образованных вертикальными движениями коры, в результате оползания под тяжестью расходящихся в стороны приподнятых глыб коры или под распирающим действием внедряющихся в осадочную толщу глубинных диапиров. Установлен ряд закономерностей в размещении различных типов складчатости горных пород. Глыбовая складчатость образуется преимущественно в относительно спокойных областях земной коры - на платформах, а также на окраинах подвижных зон - геосинклиналей. Складчатость нагнетания характерна для окраин геосинклиналей (главным образом для передовых прогибов) и для наиболее глубоко прогнутых частей платформ. Складчатость горных пород общего смятия и глубинная характерны только для геосинклиналей, причём для определённой стадии их развития (стадии инверсии), когда внутри геосинклинали на месте глубоких прогибов начинают расти горные хребты. В результате складчатости горных пород геосинклинальная система превращается в складчатую систему.

Вопрос №64. Дизъюктивные деформации. Разрывы тектонические, разломы, трещины в земной коре, образовавшиеся при тектонических движениях и деформациях горных пород. Массивы разобщённых при этом горных пород образуют крылья р азрывы тектонические; при наклонном разрыве различают лежачее крыло, подстилающее разрыв, и висячее крыло, покрывающее разрыв. Наблюдаются разрывы без существенного относительного смещения крыльев — тектонические трещины, и со значительным смещением — разрывные смещения; среди последних выделяют: сдвиг, образующийся вследствие горизонтального смещения крыльев по вертикальной или наклонной трещине; раздвиг — результат раздвижения крыльев в стороны; сброс, разрыв, у которого висячее крыло смещено вниз; взброс и надвиг, образованные смещением висячего крыла вверх (различие между взбросом и надвигом — в величине угла наклона р азрывы тектонические); к этому же типу смещений относятся покровы тектонические, возникающие благодаря надвиганию висячего крыла с большой амплитудой, по очень пологой, горизонтальной или волнистой трещине. Широко развиты комбинированные смещения (сбросо - сдвиги и т.п.). Размер р азрывы тектонические и амплитуда смещений по ним различны. Тектонические трещины без смещения в большинстве случаев не выходят за пределы нескольких метров. Разрывы со смещением могут варьировать от небольших трещин в несколько дм длиной до глубинных разломов, рассекающих всю земную кору и часть верхней мантии Земли. Амплитуда сбросов достигает нескольких км, сдвигов и тектонических покровов — десятков (а по мнению ряда исследователей, и нескольких сотен) км. Различный характер напряжений вызывает образование разных типов разрывы тектонические: в зонах сжатия земной коры формируются взбросы, надвиги и покровы, которые обычно сочетаются со складками горных пород; в зонах растяжения земной коры образуются сбросы и раздвиги. Зоны проявления большого числа сбросов называются рифтами. Смещения по р азрывы тектонические могут быть кратковременными или продолжаться в течение длительного геологического времени; в последнем случае они происходят в виде отдельных толчков, сопровождаемых землетрясениями. Нередко полости разрывы тектонические служат путями для восходящих гидротермальных растворов, дающих начало жильным породам.

Вопрос №67. Платформы и подвижные пояса.Складчатый (подвижный) пояс – глобальная тектоническая единица, характеризующаяся в течение всей её эволюции высокой тектонической активностью, формированием магматических и осадочных комплексов. Протяженность складчатых поясов составляет многие тысячи километров, ширина превышает тысячу километров. Главными складчатыми поясами планеты являются следующие:Тихоокеанский пояс.Урало-Монгольский пояс.Средиземноморский пояс.Атлантический пояс.Арктический пояс.Внутреннее строение складчатых поясов отличается большой сложностью, ибо любой такой пояс представляет собой коллаж разнородных структурных элементов - обломков континентов, островных дуг, фрагментов ложа океанов и их окраинных морей, внутриокеанических поднятий. Присутствие в пределах складчатого пояса микроконтинентов, служит основанием для подразделения складчатого пояса на отдельные складчатые системы. Передовой (краевой) прогиб, расположенный в зоне сочленения платформ со складчатой областью, превращающейся в орогенный пояс. Внешняя зона периферической складчатой системы - образующаяся путём роста многочисленных островных дуг, аккреционных призм, отмерших дуг, подводных хребтов и океанических плато. Внутренняя зона орогена, образующаяся путём столкновения двух или более крупных континентальных блоков и характеризующаяся сильным сокращением поперечника путём покровообразования и метаморфической переработки при весьма малом приросте коры. Древние платформы представляют собой ядра материков и занимают обширные части их площади (миллионы квадратных километров). Они сложены типичной континентальной корой мощностью 35—45 км. Литосфера в их пределах достигает мощности 150—200 км, а по некоторым данным — до 400 км. Они обладают изометричной, полигональной формой. Значительные площади в пределах платформ занимает неметаморфизованный осадочный чехол толщиной 3—5 км, в наиболее глубоких впадинах достигающий 10—12 км, а в исключительных случаях (Прикаспийская впадина) до 20—25 км. В состав чехла помимо осадочных формаций могут входить покровы траппов. Древние платформы, имеющие раннедокембрийский метаморфический фундамент, составляют древнейшие и центральные части материков и занимают около 40 % их площади. Важнейшая роль в строении фундамента древних платформ принадлежит архейским и нижнепротерозойским образованиям, имеющим крупноблоковое строение. Так, в структуре Балтийского щита различают пять главных блоков, в пределах Украинского щита — также пять, Канадского щита — шесть и т. д. В архейских комплексах распространены особые структурные элементы, характерные для ранних этапов истории Земли.На всех щитах древних платформ выделяются три комплекса пород этого возраста:Зеленокаменные пояса представляют собой мощные толщи закономерно перемежающихся пород от ультраосновных и основных вулканитов (от базальтов и андезитов к дацитам и риолитам) к гранитам. Эти пояса имеют протяженность до 1000 км при ширине до 200 км.Комплексы орто- и парагнейсов образуют в сочетании с гранитными массивами поля гранитогнейсов. Гнейсы отвечают по составу гранитам и обладают гнейсовидной текстурой.Гранулитовые (гранулито-гнейсовые) пояса, под которыми понимаются метаморфические породы, сформировавшиеся в условиях средних давлений и высоких температур (7500—10000 °C) и содержащие кварц, полевой шпат и гранат.Наряду с ареалами «серых гнейсов» раннего архея, три перечисленных выше типа архейских образований слагают преобладающую часть щитов древних платформ. Платформы подразделяются на участки выходов на поверхность пород фундамента — щиты и на не менее крупные участки, покрытые чехлом — плиты. Щиты легко выделяются в платформах северного ряда, где они со всех сторон окружены чехлом, но значительно труднее в платформах южного ряда, особенно Африканской и Индостанской, на большей части которых фундамент обнажается на поверхности, а чехол распространён более ограниченно, в пределах замкнутых впадин. Молодые платформы почти целиком представляют собой плиты, а щиты и массивы здесь встречаются в виде исключения. Таким образом, плиты — преобладающий элемент древних и собственно молодых платформ. В пределах плит различают структурные элементы подчинённого (второго) порядка: антеклизы, синеклизы, авлокогены, своды, впадины, валы и депрессии.

Вопрос №68. Геосинклинали и орогены.ГЕОСИНКЛИНАЛЬ — область длительного и интенсивного складкообразования земной коры. (Понятие в науке устаревающее. Более широко ныне употребляют теорию тектоники плит). Процесс формирования геосинклинали начинается с узкого и длинного (в сотни километров) прогиба глубокого дна океана между материками или вдоль непрочного стыка океанического дна с материком. Под тяжестью накопленных морских осадков прогиб приближается или достигает астеносферы. Возникают трещины, разломы, сдвиги. Усиливаются проникновения магмы и интрузий, сопровождающиеся геохимическими преобразованиями, метаморфизацией рыхлых отложений, минерализацией и образованием рудных полезных ископаемых. Начинается складкообразование, подъем отдельных участков в виде островов. Завершается процесс возникновением мощных складок с обширными интрузиями, с горным рельефом, появлением антиклинория (например, Большой Кавказ, Кордильеры, Верхоянское нагорье и другие). Ороген - термин, введённый в 1921 австр. геологом Л. Кобером для заключительной стадии развития тектонически подвижных зон земной коры - геосинклиналей. Эта стадия характеризуется преобладанием восходящих движений и возникновением гор. По аналогии с тектоническим строением Альп Кобер считал, что всякий ороген имеет симметричное строение и расположен между жёсткими массами (кратогенами), под давлением которых он возникает. Кобер предложил схему разделения ороген на ряд зон. Центр. часть занята жёсткими гранитными массами (интернидами), по обе стороны которых располагаются централиды - зоны, сложенные осадочными и вулканическими породами и представляющие собой огромные шарьяжи, надвинутые в сторону кратогенов. K централидам примыкают метаморфиды, образованные метаморфизованными осадочными и магматическими (офиолиты) породами. Краевые зоны ороген - экстерниды - сложены флишем.

Вопрос №70. Механизмы взаимодействия литосферных плит: спрединг, субдукция, коллизия.Спрединг — геодинамический процесс растяжения, выражающийся в импульсивном и многократном раздвигании блоков литосферы океанической коры и в заполнении высвобождающегося пространства магмой, генерируемой в мантии, а также твердыми протрузиями мантийных перидотитов. Процессы спрединга локализуются, главным образом, в пределах срединно-океанических хребтов и формируют океаническую кору, поэтому в этих районах она относительно молодая. Термин «спрединг морского дна» впервые был предложен Р. Дитцем в 1961 г., а концепция спрединга морского дна была сформулирована Г. Хессом и развита в работах Ле Пишона в 1960-х гг. Экспериментально подтверждена в 1964—1965 гг. во время 36-го рейса НИС «Витязь» в хребет Карлсберг и разлом Витязь в Индийском океане, под руководством Г. Удинцева. Субдукция - разрушение литосферы путем скольжения обратно в мантию под островные дуги, часто под углом 45 и достижения глубин по крайней мере 600 км. Зонасубдукции — место, где океаническая кора погружается в мантию. К зонам субдукции приурочено большинство землетрясений и множество вулканов. Геоморфологическим выражением зон субдукции являются глубоководные желоба. С зонами субдукции связаны две широко распространенные геодинамических обстановки: активные континентальные окраины и островные дуги. В классическом варианте зона субдукции реализуется в случае взаимодействия двух океанических или океанической и континентальной плит. Однако, в последние десятилетия выявлено, что при коллизии континентальных литосферных плит, также имеет место поддвиг одной литосферной плиты под другую, это явление получило название континентальной субдукции. Субдукция является одним из основных геологических режимов. При общей протяженности современных конвергентных границ плит около 57 000 километров, 45 000 из них приходится на субдукционные, остальные 12 000 — на коллизионные. В зонах субдукции происходят наиболее сильные землетрясения и цунами. Наиболее известные зоны субдукции находятся в Тихом океане: Япония, Курильские острова, Камчатка, Алеутские острова, побережье Северной Америки, побережье Южной Америки. Также зонами субдукции являются Суматра и Ява в Индонезии, Антильские острова в Карибском море, Южные Сандвичевы острова, Новая Зеландия и др. Коллизия континентов — это столкновение континентальных плит, которое всегда приводит к смятию коры и образованию горных цепей. Коллизия континентов — это столкновение континентальных плит, которое всегда приводит к смятию коры и образованию горных цепей. Примером коллизии является Альпийско-Гималайский горный пояс, образовавшийся в результате закрытия океана Тетис и столкновения с Евразийской плитой Индостана и Африки. В результате мощность коры значительно увеличивается, под Гималаями она составляет 70 км. Это неустойчивая структура, её стороны интенсивно разрушается поверхностной и тектонической эрозией. В коре с резко увеличенной мощностью идет выплавка гранитов из метаморфизованных осадочных и магматических пород. Так образовались крупнейшие батолиты, например Зерендинский и Ангаро-Витимский.

Вопрос №71. Понятие о плюм - тектонике.Активные внутриплитные геологические процессы, связанные с формированием купольно-глыбовых «возрождённых» горных сооружений континентов, образованием громадных бассейнов континентального осадконакопления, особый щелочной тип магматизма на континентальных платформах, сейсмичность и другие геологические явления внутри плит, вынудили геологическую мысль искать новые, дополняющие тектонику литосферных плит, механизмы действия процессов. Геологи вновь вернулись к идеям объяснения внутриплитных процессов, опирающимся на представления о деятельности восходящих и нисходящих мантийно-струйных потоков – плюмов, охватывающих толщи мантии. Очевидным доказательством существования восходящих мантийных струй являются выявленные внутри плит так называемые «горячие точки», изолированные вулканы, не связанные с вулканизмом плитовых границ. Диаметр этих структур может достигать 200 км. Лавы горячих точек особые, принадлежат к щелочным базальтам. Известно, что растворимость щелочей в базальтах растёт с ростом давления, в связи с чем зарождение щелочных базальтов связывают с большими глубинами. Известна и другая (ранее рассмотренная) точка зрения А.Г. Рингвуда о выплавлении из первичной пиролитовой мантии первых порций расплавленного вещества именно щелочного нефелинового состава, обогащённого несовместимыми элементами (K, U, Th (торий) и др.), что не противоречит глубинному происхождению лав горячих точек.

Вопрос №34. Классификация осадочных горных пород.Осадочные горные породы представляют собой продукты механического и химического разрушения более древних пород, происходящего под воздействием различных аспектов на поверхности Земли или в самой верхней части земной коры. Продукты разрушения переносятся ветром, текучей водой, ледниками, откладываются в морях, озёрах. В осадочных горных породах выделяют обычно 4 группы:Пелиты (глинистые) – глина, пыль (рыхлые), аргиллит (сцементированные); <0,001 мм.Алевриты (пылеватые) – лесс, ил (рыхлые), алевролит (сцементированные); 0,1-0,01 мм.Псаммиты (песчаные) – песок (рыхлые), песчаник (сцементированные); 0,1-10 мм.Псефиты (грубообломочные) – глыбы, щебень, дресва, валуны, галька, гравий (рыхлые), брекчия, дресвяник, конгломерат, гравелит (сцементированные); 1-100 мм.

Вопрос №35. Палеогеография.Палеогеография – раздел исторической геологии, восстанавливающий функцио-географические условия прошлых геологических эпох: распределение суши и моря, материков и океанов, особенности климата, рельефа, солёности морских бассейнов и др. Основными документами палеогеографии также служат осадочные горные породы и ископаемые организмов.

В опрос №36. Обстановки континентального литогенеза (эоловые, флювиальные, гляциальные).

Все процессы, обусловленные деятельностью ветра, называют эоловыми. Эоловыми называют и континентальные отложения, возникшие при ветровой аккумуляции, и соответственные формы рельефа (барханы, дюны, бугры и др.). По своему происхождению большая часть эоловых песков является продуктами перевевания отложений рек, морей, озёр, а также продуктов физического выветривания. Все отложения, формирующиеся в результате аккумулятивной деятельности, водно-ледниковых потоков, называются флювиогляциальными. К ним относятся зандры, озы и камы. Зандры образуются мощными водными потоками, выносящими с собой большое количество обломочного материала. Выходя на равнинную поверхность, они широко разливаются и откладывают вынесенный обломочный материал, при этом более грубые осадки обычно откладываются близ внешних краёв конечных морен, в долинах накапливаются песчаные отложения. Озы в рельефе выражены в виде узких гряд или валов, вытянутых по направлению движения ледника и сложенных слоистыми песчано-гравийно-галечными отложениями. Камы – неправильные холмы высотой в среднем 10-12 м., сложенные преимущественно песками.

Флювиальные – речные отложения. Гляциальные – морены.