Вопрос №37. Особенности морской седиментации

По происхождению аккумуляция осадков делится на: терригенные, хемогенные, биогенные, полигенные и вулканические. В современных процессах осадконакопления установлены определённые закономерности, связанные

Вопрос 55 типы метасаматоза и их принципиальное отличие Метасоматоз – метаморфический процесс при котором химический состав породы изменяется с привносом или выносом химических компонентов в результате взаимодействия породы с водными флюидами (растворами). При метасоматозе порода остается в твердом состоянии и не изменяет своего первоначального объема. По характеру замещения исходных пород выделяются несколько специфических типов метасоматоза: автометасоматоз – тип метасоматоза, характерный для верхних частей магматических тел и ранней постмагматической стадии. Типичным примером автометаасоматоза является альбитизация в гранитных массивах. Контактовый метасоматоз – метасоматоз, возникающих на контакте магматического тела и вмещающих пород. При контактовом метасоматозе породы могут отражать различные стадии эволюции магматической системы. Выделяются *эндоконтактовые зоны метасоматической колонки (развивающиеся по изначально магматическим породам) и экзоконтактовые зоны (развивающиеся по вмещающим породам). Биметасоматоз – разновидность контактового метасоматоза, при которой изменяются породы по обе стороны от контакта за счет двусторонней диффузии различных компонентов. Околожильный метасоматоз – тип диффузионного метасоматоза, при котором формируется симметричная метасоматическая зональность с каждой стороны жилы, по которой фильтруются растворы. Р егиональный метасоматоз - занимает огромные площади в различных геологических обстановках. Обычно он имеет щелочную специфику и связан с внедрением крупных магматических тел, образуя самые внешние зоны метасоматических колонок, связанных с рудными месторождениями.

Вопрос 59 Гидрогеология. Значение вод в процессах выветривания Гидрогеоло́гия — наука, изучающая происхождение, условия залегания, состав и закономерности движений подземных вод. Также изучается взаимодействие подземных вод с горными породами, поверхностными водами и атмосферой.В сферу этой науки входят такие вопросы, как динамика подземных вод, гидрогеохимия, поиск и разведка подземных вод, а также мелиоративная и региональная гидрогеология. Гидрогеология тесно связана с гидрологией и геологией, в том числе и с инженерной геологией, метеорологией, геохимией, геофизикой и другими науками о Земле. Она опирается на данные математики, физики, химии и широко использует их методы исследования. Гидратация -- это процесс, заключающийся в присоединении воды к первичным минералам горных пород и образовании новых минералов. Можно привести следующие примеры гидратации: 1. Переход ангидрита в гипс по реакции СаSO₄+2H₂OCaSO₄-2H₂O (реакция обратима при изменении условий). 2. Переход гематита в гидроокислы железа: Fе₂О₃+nН₂ОFе₂О₃·nН₂О. При гидратации объем породы увеличивается и покрывающие отложения деформируются. Растворение. Под влиянием воды, содержащей углекислоту, происходит растворение горных пород. Растворение особенно интенсивно проявляется в осадочных горных породах -- хлоридных, сульфатных и карбонатных. Наибольшей растворимостью отличаются хлориды: соли натрия, калия и др. За хлоридами по степени растворимости стоят сульфаты, в частности гипс, за которыми следуют карбонатные породы: известняки, доломиты, мергели. В результате растворяющей деятельности поверхностных и подземных вод на поверхности растворимых пород образуются карстовые формы рельефа. Гидролиз. Сложный процесс гидролиза особенно большое значение имеет при выветривании силикатов и алюмосиликатов. Он заключается в разложении минералов, выносе отдельных элементов, а также в присоединении гидроксильных ионов и гидратации. В ходе гидролиза первичная кристаллическая структура минерала нарушается и перестраивается и может оказаться полностью разрушенной и заменена новой, существенно отличной от первоначальной и соответствующей вновь образованным гипергенным минералам. В ряде случаев гипергенное преобразование силикатов и алюмосиликатов под влиянием воды, углекислоты и органических кислот протекает стадийно с образованием различных глинистых минералов.

Вопрос37 Особенности морской сидментации Морские отложения, донные осадки современных и древних морей Земли. Преобладают над континентальными отложениями, слагая более 75% общего объёма осадочной оболочки материковой земной коры.

Вопрос 39 Трансгрессия моря трансгрессия моря — геологическое явление, при котором уровень моря повышается по отношению к земле, и, в результате затопления, береговая полоса движется в направлении более высоких мест. Трансгрессия может происходить в результате опускания суши, поднятия океанического дна или увеличения объёма воды в океаническом бассейне. Трансгрессии (и регрессии, см. ниже) могут быть вызваны тектоническими явлениями, такими как орогенез, серьёзными климатическими изменениями (ледниковый период) или изостатическим движением после таяния ледника. Регрессия моря (обратное движение, отход) — отступание моря от берегов, повышение или понижение уровня моря относительно берега, имеющее следствием изменение береговой линии. Регрессия моря происходит из-за поднятия суши, опускания дна океана (из-за подводных землетрясений) или уменьшения объёма воды в океанических бассейнах (в периоды ледниковых эпох). Изменение фации осадочных пород является свидетельством трансгрессий и регрессий, и, зачастую легко определяется через особые условия, необходимые для создания каждого типа отложений. Например, крупнозернистые обломочные породы, такие как песок, как правило, остаются на побережье; мелкозернистые отложения, такие, как ил и карбонатные грязи, осаждаются дальше от берега, на глубине^.Таким образом, переход в осадочных колонках от прибрежных фаций (как, например, песчаник) к глубоководным (как, например, мергель), от самых старых до самых молодых пород, означает трансгрессию. Регрессия будет иметь противоположный вид, глубоководные фации сменяются прибрежными.^[1] Регрессия не столь широко представлена в пластах, а их верхние слои нередко отмечены эрозионным несоответствием.Эти два сценария идеализированы, на практике же выявление трансгрессии или регрессии может быть более сложным. Например, регрессия может быть обозначена только переходом от карбонатов к сланцу, а трансгрессия переходом от песчаника к сланцу и т. д. Поперечные изменения тоже имеют большое значение; хорошо выраженная трансгрессионная последовательность в глубоководной части эпиконтинентального моря с продвижением к мелководью может стать лишь частично выраженной. Все эти факторы нужно учитывать при анализе полученных даны.

Вопрос 57 Классификация метаморфических горных пород Метаморф и зм г о рных пор о д (от греч. metamorphoómai — подвергаюсь превращению, преображаюсь), существенные изменения текстуры, структуры, минерального и химического состава горных пород в земной коре и мантии под воздействием глубинных флюидов (летучих компонентов), температуры и давления. Термин "М. г. п." ввёл английский геолог Ч. Лайель в 1883. М. г. п. происходит в кристаллическом (твёрдом или пластическом) состоянии без расплавления пород (к нему не относятся приповерхностные процессы уплотнения, цементации и диагенеза осадков, а также выветривание) и всегда связан с тектоническими дислокациями (складчатостью, глубинными разломами), а иногда и подъёмом магматических масс. Дислокации, проникая в глубинные зоны Земли, стимулируют образование восходящих потоков флюидов и повышение температуры, что приводит к развитию магматизма, М. г. п. и образованию эндогенных месторождений. Все эти явления генетически связаны, отражая восходящую миграцию вещества в ходе эволюции земной коры. Факторами М. г. п., определяющими минеральный состав метаморфических пород, являются температура (T), литостатическое давление (P_s), определяемое глубиной развития метаморфизма и иногда парциальные давления или химические потенциалы газов, входящих в состав флюидов: H₂O, H₂, CO₂, CO, CH₄, H₂S, Cl₂, F₂ и др. В отношении этих факторов (главным образом T, P_s, P_H2O) выделяются области устойчивости главнейших минералов метаморфических пород (фации метаморфизма), что лежит в основе разделения всех метаморфических пород и изучения степени метаморфизма. Одностороннее давление (стресс) не является фактором М. г. п., т.к. оно не приводит к образованию новых минералов. В то же время оно влияет на текстуры метаморфических пород, повышает проницаемость пород для флюидов и оказывает каталитическое действие на метаморфические реакции.

Вопрос 60 Профили кор выветривания езультате единого и сложного взаимосвязанного физического, химического и хемобиогенного процессов разрушения горных пород образуются различные продукты выветривания. Остаточные или несмещенные продукты выветривания, остающиеся на месте разрушения материнских (коренных) горных пород, представляют собой один из важных генетических типов континентальных образований и называют элювием. Кора выветривания объединяет всю совокупность различных элювиальных образований. Такая остаточная кора выветривания называется автоморфной (греч. "аутос" - сам). Помимо первичной автоморфной коры выветривания ряд исследователей (П. И. Гинзбург, В. А. Ковда, В. В. Добровольский и др.) выделяют вторичную, или гидроморфную, кору выветривания, образующуюся в результате выноса почвенными и грунтовыми водами химических элементов в виде истинных и коллоидных растворов в ходе формирования первичной автоморфной коры. Эти элементы, выносимые растворами, выпадают в виде минералов в пониженных элементах рельефа. Такую взаимосвязь автоморфной и гидроморфной кор выветривания называют геохимической сопряженностью, что имеет важное значение. Так, например, с автоморфными латеритными корами выветривания с гидроокислами алюминия сочетаются местами, расположенные по соседству и орографически ниже залежи бокситов осадочного происхождения. Главное внимание в этой главе уделяется формированию первичной автоморфной коры выветривания.

Рис. 4.2. Схема полного профиля коры выветривания в тропической лесной области.

В истории геологического развития земной коры неоднократно возникали благоприятные условия для образования мощных автоморфных кор выветривания, к числу которых относятся: сочетания высоких температур и влажности, относительно выровненный рельеф, обилие растительности и продолжительность периода выветривания. При достаточно длительном времени выветривания и соответствующих условиях образуются хорошо выраженные зоны коры выветривания, имеющие свои текстурно-структурные особенности и сложенные минералами, отражающими последовательные стадии развития. Значительная мощность и наиболее полный профиль коры выветривания формировался в тропической лесной области, где выделяются следующие зоны: дезинтегрированная гидрослюдисто-монтмориллонитово-бейделлитовая каолинитовая гиббсит-гематит-гётитовая. Благодаря присутствию окислов и гидроокислов Аl и Fe элювий верхней части коры выветривания в сухом состоянии напоминает обожженный кирпич, часто образующий панцири и окрашенный в красный цвет. Поэтому такие коры выветривания называются латеритными (лат. "латер" - кирпич). Приведенные данные показывают, что состав полного профиля автоморфной коры выветривания изменяется снизу вверх от свежей исходной породы до продуктов наиболее глубокого гипергенного преобразования (рис. 4.2Б. Б. Полыновым и П. И. Гинзбургом была намечена схема последовательности, или стадийности, процесса выветривания магматических пород. Были выделены четыре стадии: 1) обломочная, в которой гипергенное преобразование сводится к дроблению, механическому разрушению породы до обломочного материала (обломочный элювий); 2) сиаллитная 7, когда происходит извлечение щелочных и щелочноземельных элементов, главным образом Са и Na, которые образуют пленки и конкреции кальцита. Поэтому эта стадия называется обызвесткованной; 3) кислая сиаллитная, в которой происходят глубокие изменения кристаллохимической структуры силикатов с образованием глинистых минералов (монтмориллонита, нонтронита, каолинита); 4) аллитная, когда кора выветривания обогащается окислами железа, а при наличии определенного состава исходных пород - окислами алюминия.

Вопрос 19 Геохимия и особенности… ГЕОХИМИЯ (от греч. ge- Земля и химия), наука о распространенности и миграции хим. элементов в геосферах. Основы геохимии разработаны в нач. 20 в. В. И. Вернадским, А. Е. Ферсманом, В. М. Гольдшмидтом и Ф. У. Кларком. Предмет геохимии как отрасли знаний сформулировал В. И. Вернадский, назвав ее историей атомов Земли. Совр. геохимия-комплекс наук, объединяемых единой методологией и конкретными методами исследований. С одной стороны, геохимия широко использует достижения физики и химии, новейшие методы анализа и представления о строении в-ва, с другой-огромный материал, накопленный геол. науками, в частности минералогией, петрографией, наукой о рудных месторождениях. Главная теоретич. проблема геохимии-изучение распространенности и миграции хим. элементов в земной коре. Важнейший методологич. принцип геохимии-историзм: изучение эволюции миграции элементов за период геол. истории, особенности состава атмосферы, гидросферы и литосферы прошлых геол. эпох (вплоть до архея-более 2,5 млрд. лет назад), геохим. факторы возникновения и развития жизни на Земле. Неодинаковая миграция элементов в земной коре отражена в их классификации в периодич. системе Менделеева (см. Геохимические классификации элементов). Распространенность элементов Использование в геохимии высокочувствит., точных и производит, методов анализа и статистики позволило установить диапазон вариаций и среднее содержание (кларк) большинства элементов в горных породах, гидросфере, живом в-ве (см. ниже) и земной коре в целом (см. Кларки химических элементов). Кларки - важные геохим. константы, широко используемые не только в теоретической, но и в прикладной геохимии, в учении о рудных месторождениях и др. науках о Земле. Установлена прямая зависимость между кларком элемента в земной коре, его содержанием, а также глобальными и провинциальными запасами в рудах. Согласно В. М. Гольдшмидту, абс. кол-ва элементов (кларки) зависят от строения атомного ядра, а их распределение, обусловленное миграцией,-от строения электронных оболочек (осн. геохим. закон). Миграция элементов В соответствии с формами движения материи различают след. осн. виды миграции: мех., физ.-хим., биогенную, техногенную. Миграция элементов складывается из противоположных процессов-концентрации и рассеяния. С первыми связано образование минералов и месторождений полезных ископаемых, со вторыми-загрязнение окружающей среды и др. явления. Механическая миграция. Этот процесс связан с речной эрозией, работой ветра (перенос по воздуху песка и пыли), ледников, морских течений и т. д. Так, при разделении в речных и морских водах взвесей песчаные частицы обогащаются преим. Si, Zr, Ti, РЗЭ, Th, глинистые - Fe, Al, Mn, Mg, K, V, Cr, Ni, Co, Сu и др. Мех. миграция почти всегда сопровождается физ.-хим., а часто и биогеохим. процессами. Однако мех. движение нередко определяет специфику миграции. Геохим. аспекты мех. миграции изучены мало. Физико-химическая миграция.. Региональная геохимия Этот раздел изучает геохим. особенности разл. территорий-стран, областей, районов, провинций и т.д. Выделение в пределах определенного региона геохим. территориальных единиц (геохим. районирование) используют при прогнозировании и поисках рудных месторождений, решении проблем охраны окружающей среды, при медико-геохим. оценке территорий, решении др. прикладных задач. С целью прогнозирования отдельных видов полезных ископаемых большое значение приобрело геохим. картирование. Разновидности геохим. карт-биогеохим., гидро-хим., гидрогеохим., газогидрогеохим., ландшафтно-геохим. и иные карты.

Вопрос 28 Минеральный состав земной коры Название «кора» ведет свое начало со времен, когда Землю представляли первоначально расплавленным шаром, постепенно остывающим, с образованием на его поверхности застывшей корки. Представления эти оказались несостоятельными, но название сохранилось. Кора является твердой оболочкой Земли, состоящей из магматических, осадочных и метаморфических горных пород. Поэтому ее называют также литосферой, или каменной оболочкой (греч. «литое» - камень). Земная кора неоднородна по своему строению и мощности (толщине). Как отмечалось ранее, литосфера состоит из трех основных слоев: осадочного, гранитного и базальтового. Земная кора ограничена снизу поверхностью Мохоровичича (или разделом Мохо), которая ее отделяет от мантии; верхней ее границей являются гидросфера и атмосфера.
Осадочный слой слагает внешнюю часть земной коры и состоит из осадочных горных пород, возникших в поверхностных условиях. Осадочные породы обычно рыхлые, иногда сцементированные и уплотненные, залегают в виде слоев и пластов. Плотность горных пород этого слоя колеблется от значений, близких к единице (нефть, каменный уголь), до 2,64 г/см3 (песчаник) и 2,83 г/см3 (доломит). Осадочный слой обычно имеет небольшую мощность: от нескольких метров до нескольких десятков и сотен метров. Лишь в отдельных местах толща осадочного слоя достигает нескольких километров. Максимальная мощность осадочного слоя 10—15 км. В неко-торых местах земной коры осадочный слой полностью отсутствует. Гранитный слой располагается ниже слоя осадочных пород. Он сложен магматическими и метаморфическими горными породами, богатыми кремнием и алюминием. Отсюда этот слой называют сиалическим, или просто систем, по названию преобладающих в нем химических элементов. Породы, слагающие гранитный слой, богаты кремнекислотой, ее содержание достигает 65—75%; поэтому их относят к так называемым кислым породам. Плотность пород, входящих в эту оболочку, колеблется от 2,52 до 2,9 г/см3. В тех случаях, когда гранитный слой выходит на поверхность Земли, его называют щитом. Примерами могут служить Балтийский щит, Канадский и т.д. Щиты обычно не прикрыты осадочными породами. Гранитный слой имеет мощность от 20 до 40 км в разных районах земного шара. Иногда он полностью отсутствует, например на дне Тихого океана. В связи с этим принято выделять два типа земной коры: континентальный и океанический. Считают, что температура в нижней части гранитного слоя составляет 1000 °С, а давление достигает 10 000 атм. Сейсмические волны проходят гранитный слой со скоростью 6 км/с. При переходе в нижележащий базальтовый слой скорость возрастает до 6,5 км/с. Здесь проходит граница Конрада.Г орными породами называются минеральные агрегаты определенного состава и строения, образовавшиеся в результате природных физико-химических процессов.
Горные породы сложены относительно небольшим числом минералов, иногда одним минералом. Соответственно различают полиминеральные и мономинеральные породы. Относительно небольшая группа минералов, слагающая основную, подавляющую часть массы горных пород и определяющая их химический состав, называется породообразующими минералами. Второстепенные минералы называются акцессорными минералами, или акцессориями. Кроме того в породах, испытавших наложенные преобразования, выделяют наряду с первичными минералами вторичные, или эпигенетические, минералы.
Важное классификационное и диагностическое значение имеют структура и текстура горных пород. Структурой называются особенности внутреннего строения пород, определяемые формой, абсолютным и относительным размером слагающих их кристаллов, атекстурой - особенности сложения горных пород, определяемые взаимным расположением их составных частей, а также характером и способом заполнения занимаемого пространства минеральным веществом.
Наиболее распространенными структурами являются полнокристаллическая (порода полностью сложена кристаллическими зернами), скрытокристаллическая (кристаллы в породе различимы только под микроскопом), стекловатая (порода состоит из нераскристаллизовавшегося стекловатого вещества), обломочная (порода состоит из обломков минералов и горных пород), порфировая (порода состоит из стекловатой или скрытокристаллической основной массы и отдельных кристаллов, называемых порфировыми вкрапленниками).
Среди текстур различают следующие основные виды: массивная (в породе не наблюдается закономерной ориентировки минералов), разновидностями которой являются слоистая порода (состоит из слоев разного состава и структуры) и сланцевая (порода имеет тонкую делимость, обусловленную расположением в одном направлении чешуйчатых, листоватых минералов), полосчатая (в породе имеются пустоты, поры), миндалекаменная (пустоты и поры в породе заполнены вторичными минералами), такситовая (в породе отдельные участки отличаются друг от друга по составу или структуре) и др.
По происхождению горные породы подразделяются на три крупные естественные ассоциации: осадочные, магматические и метаморфические.
Осадочными называются горные породы, образующиеся на поверхности земли за счет накопления и некоторого преобразования продуктов разрушения ранее существовавших пород, а также при химическом осаждении в водных бассейнах с участием или без участия организмов. Осадочные породы в объеме земной коры составляют не более 5 - 8 % и в то же время занимают около 75 % площади земной поверхности.
Магматические, или изверженные, горные породы образуются в результате кристаллизации жидкого силикатного расплава, называемого магмой (или лавой). Когда магматический расплав застывает и кристаллизуется в земной коре, не достигнув ее поверхности, образуются интрузивные породы. Если магматический расплав, выброшенный при вулканических извержениях, застывает на поверхности, образуются эффузивные, или излившиеся, горные породы. Различают также группу жильных магматических пород, образовавшихся при застывании магмы в трещинах земной коры. В земной коре магматические породы составляют 50% от ее объема.
Метаморфические горные породы образуются в результате преобразования (метаморфизма) исходных магматических или осадочных пород под воздействием температуры, давления и химически активных веществ. Метаморфические породы составляют около 45% объема земной коры.
Минеральный и химический состав горных пород, строение и условия их залегания изучает и описывает один из разделов геологии -петрография. При изучении горных пород в петрографии используются полевые и лабораторные методы.
Задача полевых методов петрографических исследований - установить минеральный состав горных пород, их структуру и текстуру, условия и характер залегания и взаимоотношения с окружающими породами.
Лабораторные методы заключаются в детальном изучении минерального состава, определении качественных и количественных соотношений минералов в тонких срезах горных пород, называемых шлифами, под микроскопом; разделении минералов на различные фракции в тяжелых жидкостях или механическим, или электромагнитным способами; дальнейшем изучении горных пород в целом или отдельных монофракций минералов с помощью минералогического, химического, спектрального, рентгеноструктурного, термического и других видов анализов.