Мир Знаний

Леции по общей геологии

Эндогенныепроцессы.

Эндогенныепроцессы – этовнутренниепроцессы исвязанные свзаимодействиемземной оболочкиземли с внутреннимисферами земли.

Наиболееотчетливоэндогенныепроцессы проявляютсяв следующихпроцессах:

1.Магматизм и его виды –это процессдвижения магмык поверхностиземли (и излияниев некоторыхслучаях). Магматизмможет бытьинтрузивным(глубинный илиплутонизм) иэффузивным(поверхностныйили вулканизм).

2.Явление землетрясения.

3.Колебательныедвижения земнойкоры. Колебательныедвижения происходяточень медленно.Поднятие происходитна несколькомиллиметровв год.

4.Складчатыхи разрывныхдислокаций.Складчатость– это все неровностиземной коры– орогенез.Разрывныедислокациипроисходятв результатедвижения. Наиболееподвижныескладчатыеобласти называются– геосинклиными.Участки сослабой тектоническойактивностьюназывается– платформы.

Процессыпреобразованияг.п. в результатеэндогенныхявлений называетсяметаморфизм.

Магматизм.

Вулканизм – извержениевулканов, т.е.излияние магмына поверхность.

Категории итипы вулканов.

Вулканы действуютпериодическии разделяютсяна следующиегруппы:

  1. Действующиевулканы (вулканыКамчатки, Курильскиеострова).

  2. Уснувшиевулканы (Эльбрус,Арарат и некоторыедругие вулканыКавказа)

  3. Потухшиевулканы (Закарпатье,Дальний Восток,Кавказ).

Характеризвержениявулканов зависитот составалавы, от наличияи количествагазов, от глубинырасположениямагматическогоочага. Магмаосновногосостава являетсяжидкой и оченьподвижной,содержит небольшоеколичествогазов. Извержениетакой лавыпроисходитспокойно. Магмакислого состава– вязкая и малоподвижная,извержениясопровождаютсявыбросамибольшого количествагазов и большимиразрушениями.Вулканы по типуделятся на трикатегории: 1.Лавовая 2. Смешенная3. Газово-разрывная.


Категории

Тип

Типовойвулкан

Лавовая

Площадной

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


Гавайский

Гавайскиеострова


Трещиноватыйили Исламский

Трещина,Скаптар (вИсландии)




Смешенный

Страмбалийский

Страмбатия(Италия)


Вульканский

Вулькана(Италия)


Этно-везувеанский

Этна,Везувий (Италия)




Газово-Взрывной

Мерапийский

Мерапий


Пелейский

Монпеле(Малые Антильскиеострова)





Катмайский

Катмай


Крокатауйский

Кракатау


Газово-взрывныеворонки илиМаоры

Маоры





Байдайсанский

Байдайсан(Япония)

  1. Лавовые

    1. Площадной– В настоящиевремя не известен.Но предполагалось,что извержениябыли в тритии,четвертыепериоды. Лаваобразовывалабольшие поплощади озера.


    1. Трещинный– Лава поднимаетсяк поверхностипо трещинам,которые могутиметь большуюпротяжность.

1


.3.Гавайский –излияние лавыпроисходитчерез трубу.Образный каналкоторой заполняетсябазальтовойлавой.
  1. Смешанный

    1. Стромбалеонский– Лава почтивсегда стоитв жерле вулканаи дает красныйцвет (т.е. надвулканом красноезарево). Изверженияпроисходитчерез небольшиепромежуткивремени исопровождаетсявзрывом большойсилы.

    2. Вульканский - лава вязкаяпри соприкосновениис атмосферойбыстро затвердевает.Магматическийочаг расположенблизко к поверхности

    3. Э


      тна-Везувянский– в началеизверженияпроисходитсильный взрывс выделениямигазов. В результатечего на склонахконуса вулкановобразуютсяпаразитическиевулканы.
  2. Газово-взрывная– вулканы этойкатегорииизвергаютбольшое количествогаза, пара ималое количестволавы (иногдалава можетотсутствовать).Излившаясялава по составуявляется кислогоили среднегосостава, т.е.вязкая. Магматическиеочаги расположеныглубоко и поэтому лаваиногда не достигаетповерхности.

    1. Мерапийский– извержениясопровождаютсявыделениембольшого количествагаза. ЛаваАндезитогосостава (т.е.55% SiO2). Извержениясопровождаютсягорячимикаменно-грязевымипотоками.

    2. Пелейский– Вязкая малоподвижнаялава. Извержениепроисходитв два этапа.

      1. Первыйэтап выделяютсягазы с температуройравной 8000С

      2. Второйэтап изливаетсявязкая лава.

    3. Катмайский– лава по составукислая.

    4. Газово-взрывныеворонки – этоблюдце образованныеворонки покраям, которыхрасположеныневысокиевалы. ПоэтомуМоар напоминаеткарьер вулкана.

    5. Байденсойский– особенностьюявляется большоевыделениеводяных паров.

Подводныевулканы.

Внастоящее времязафиксированоболее ста действующихподводныхвулканов. Извержениетаких вулкановхарактеризуетсяизменениемтемпературы,состава водыи появленияна поверхностипродуктоввулканическогоизвержения.

Потухшиевулканы.

Формы интрузивныхмагматическихтел.

Формаи размеры интрузивныхтел зависятот количествамагмы внедряющейсяв породы, отколичестваэнергии внедряющейсяв породу, отхарактеравмещающихпород, интрузивныетела могут бытьсогласнымии несогласными.Согласные неразрываютпласты вмещающихпород располагаясьпо отношениюс ним. Несогласныетела нарушаютзалеганиевмещающихпород.-

П


оглубине залеганиявыделяют. Абсолютныеинтрузивныетела, гиб абиссальные,поверхностные.

Поверхностные

Гиб абиссальная

Абиссальная

Тела абиссальнойзоны.

Батолит– тело неправильнойформы, котороерасширяетсяк глубиннымчастям абиссальнойзоны.

Гаптолит– это тело, котороевытянутогоризонтально,и также какбатолит расширенок низу.

Шток– это глубинноетело почтивертикальное,которое вытянутов переходной зоне, т.е. изабиссальнойв гиб абиссальную.

Этмолит– почти вертикальноетело, котороерасширяетсяв центральнойчасти абиссальнойзоны.

Тела гиб абиссальнойзоне.

Дайки– вертикальныеинтрузивныетела. Жилы –наклонныеинтрузивныетела.

Факколит– это тело, котороевнедряетсяв сводовуючасть складчатойструктуры.

Лаполит– это чаше–образноетело, котороевнедряетсяв вогнутуючасть складчатойструктуры.

Лакколит– это караваеобразное тело.

Силн– интрузивноетело образующиесяв результатевнедрения магмыво вмещающиепороды, в результатечего некоторыеучастки г.п.остаются неизменныммагмой.

Поверхностнойзоны

Некк– внутренняячасть обелиска,где магма можетнаходитьсяв жидком состоянии.


Землетрясения.

Землетрясения– это движениеземной коры,при которомвозникаюттектоническиенарушения,смещение г.п.Сейсмограф– прибор дляизмеренияземлетрясения(построен попринципу маятника). Гипоцентр– глубинныйцентр землетрясения.Эпицентр –поверхностныйцентр.


Складки, элементыскладок, складчатыедислокации.

Всевозвышеностии незины в геологииназываютсяскладки. Складчатыедислокации– это любыеотклоненияот первоначальногозалеганияпластов, которыепроисходятза большойпромежутоквремени (млн.лет).

Складкиделятся

Антиклинальные– это выпуклыескладки Синклинальные– вогнутыескладки

Я


дроантиклинальнойскладки сложеноболее древнимипородами.



Элементыскладок


Элементызалеганияскладок.

  1. Простираниепласта.

  2. П


    адениепласта.

Классификацияскладок.


  1. К

    лассификацияпо положениюосевой поверхности.Складки.

Прямаяскладка (осьвертикальна).




Наклоннаяскладка (осьимеет небольшоеотклонение).




Лежащиескладки (осьрасположенапочти горизонтально).




Поверхностныескладки (осьскладки составляетс вертикальнойплоскостьюугол более чем900).


2

. По форме замка.

Гребневыескладки (острыйзамок)


С

ундучнаяскладка. Широкийи острый замок.



Веерообразныйзамок (широкийзамок с пережатымядром).



Изоклинальнаяскладка


3. Генетическаяклассификация,т.е. классификацияпо происхождению.

А) Параллельныескладки (мощностьпластов накрыльях и взамке одинаково).

Б) Подобныескладки (накрыльях большаяна своде маленькаяили наоборот).

В)Конседиментационные– образовалосьпараллельносо временемнакоплениеосадков.

Г) Диапировыескладки (в своддиапировыхскладок внедряетсялюбое пластьчноевещество [гипс,соль, магматическиепороды]).

Ф


лексура– эот извилетостьпластов слогающихскладку.

4.По отношениюдлины и ширины.

А


)Линейные складки(длина превышаетширину не болеечем в 3 раза).

Б)Линейный хребетесли более чемв 3 раза.

В)бранхиантиклиноль (куполоя).

Брахианти-инальнаяскладка Брахинкли-альнаяскладка

X– структурапервого порядка

I– структуравторого порядка


Группировкаскладок.

антиклинарий

Синклинарий

Типыскладчитости.

Зависятот структурыотдельныхскладок (серебневидная,сундучнея).

Происхождениескладочныхнарушений.

Эндыенныескладки делятсяна:

  1. складкисжатия.

  1. складкискольжения.


  1. складкираздавливания.

  1. дианоровыескладки.

  2. отраженные.

Еслине в воднойсреде, то отраженныепри движенииотдельныхблоков фундамента.


Экзогенныескладки.

Делятсяна:

  1. антиклинальные

  2. инклинальные

  3. складкивыпирания

  1. складкиуплотнения

  1. оползневые

  1. складкиобрушения

  1. ледниковые

Скоростьи время образованияскладок.

Эпохаскладчатостисостоит изгрупп или фазскладчатостиблизких повремени проявления.В истории развитияЗемли с началапалеозоя выделяется5 фаз складчатости:

1. Байкальскаяскладчатостьпроявиласьв подземномтипе в началекелебрия(образовалисьв прибайкалье,забайкалье,некоторыеструктурыАвтралии).

  1. Фазакаледонекая.Проявиласьв ордовискоеи силурийскоевремя (возниклигеологическиеструктурыНорвегии, Шотландии,Америки).

  2. Герцинскаяфаза складчатостисформироваласьв каменно-угольный,пермский периоди характеризуетсясильной складчатостью(на территорияхвосточнойАвстралии наюге СевернойАмерики, Казахстан)

  3. Мезазойскаяфаза охватываетюрский меловойпериоды ….9проявилосьна Крымскомполуостраве)

5. Австралийскаяпоявилась вмеловое, послеогеновоевремя (самаямолодая складчатось,характернадля Америки,Индии, Африки,Австралии, напобережьеТихого океана).


Разрывныеили дизъюитивныенарушения.

Делятсяна две группы:

  1. разрывныенарушения безсмещений (диоклазы).

  2. разрывныенарушения сосмещением(параклазы).

Диоклазы– трещены могутбыть макротрещиныи микротрещены.

Делятсяна:

  • Открытые

  • Скрытые(закрытые).

Видыдиоклазов:

  1. П

    рямые
  2. К

    оленчатые
  3. Д

    угообразные
  4. Кольцевые


Системытрещин.

Радиальнаясистема

Ветвящаяся

Концентрическая

Параллельная

Кулисообразные

Трещиныоперения

В осадочноммассиве выделяютследующие видыдиоклазов:

Доклазыв иктрузивноммассиве делятсяна:

Отдельность.

Привыветриванииобразуетсяотдельность:

  • продольные

  • матрацевидные

Проклазы.

Сброс

Взброс

Сброс– система вкоторой одинблок относительнодругого падаетвниз по плоскостисместителяи плоть с сместителянаклоняетсяв сторону поднятогокрыла.

Сдвиг

Надвиг

Комбинированный(сбрососдвиги взбрососдвиг)


Матоморфизм.

Этопроцесс преобразованиягорных пород(магматическихи осадочных)под действиемразличныхфакторов(температуры,давления).

Типыметаморфизма:

  • динамометаморфизм(главный фактор– давление)

  • термометаморфизм(главный фактор– температура)

  • гидротермальныйметаморфизм(вода и темпиратура)

  • пневматолитоаыйметаморфизм(газы)

  • гидротермальный-пневматолитовый(вода, темпиратураи газы)

Видыметаморфизма:

1. Контактовыйметаморфизм.

Обменлегких и тяжелыйэлементов –называетсяметасоматоз.

Na,Ca Fe,Ni, Co

2. Региональныйметаморфизм– процесспроисходящийна большихтерриториях.

3. Ультраметаморфизм– процесспроисходящийна большойглубине прианомальновысоком давлениии температуре.


Геологиянефти и газа.

Нефть– смесь углеводородов,содержит кислородные,сернистые,азотистыесоединения.Если в нефтипреобладаетуглеводородыметановогоряда, нефть –метановая. Еслив нефти преобладаютуглеводородынафтеновогоряда (CnH2n),нефть нафтеновая.Если ароматическогоряда (CnH2n-6),нефть – ароматическая.

Составнефти устанавливаетсяпутем разгонкии отбора фракцийпри определеннойтемпиратуре:

До 100 –бензин первогосорта.

До 110 –бензин специальный.

До 130 –бензин второгосорта.

До 265 –керосин сорта«метеор».

До 270 –керосин обычный.

До 400 –отбор масленныхфракций.

В зависимостиот количестванефти делятна тяжелые(топливныеасфальтэновые)и на легкие(маслянистые,бензиновые).

По содержаниюпарафина выделяют:

  1. безпорафиновые(1% парафина)

  2. слабопорафиновые(1% - 2%)

  3. парофинистые(более 2%)

По содержаниюсеры:

  1. малосернистые(0,5% S).

  2. сернистые(более 0,5% серы)– месторожденияТатарстанаи Башкирии.

По содержаниюсмол:

  1. малосмолистые(до 8%)

  2. смолистые(8-28%)

  3. сильносмолистые(более 28%)

В нефтив небольшихколичествахприсуцтвуют:йод, бром, натрий,магний, хлор,калий, кальций,асмий.

Товарныекачества нефтизависят отсодержанияв ней парафина.Чем большепарафина, темпроцесс добычисложней и дороже.


Основныефизическиесвойства нефти.

  1. Плотность– (m/V,кг/м^3, гр/см^3) 0,73-1,06плотностьустанавливаетсяпри t=20. Плотностьводы при t=4равна 1 гр/cм^3.Чем выше температуранефти и большев ней раствореногазов, тем меньшеее плотность.Следовательноплотностьнефти в пластовыхусловиях будетниже плотностинефти добытойиз скважиныи дозированной.В лабораторныхусловиях определяютплотностькоторая равнаотношениюмассы некоторогообъема нефтик массе тогоже объема воды.В России плотностьнефти определяетсяпри темпиратуре20 градусов исравниваетсяс массой водыпри температуре4 градуса. В СШАмасса объеманефти определяетсяпри темпиратуре15.5 градусов.

  2. Вязкость– это свойствонефти оказыватьпри определенныхусловияхсопротивлениячастиц придвиженииотносительнодруг друга. Заединицу вязкостипринимаетсявязкость такойсреды, в которойна площадь 1м^2 действуетсила 1 Н.

  3. Сжимаемость– определяетсякоэффициентомсжимаемостиB=((b0– bk)/b0)/P,где b – объемныйкоэффициент,который равенотношениюнекоторогообъема нефтив пластовыхусловиях кэтому же объемунефти в стандартныхусловиях. P– разностьдавлений.B=(Vпл/Vст).Bк– при конкретномдавлении, b0– объемныйкоэффициентпри начальномдавлении.

  4. Давлениенасыщения –при снижениидавления наступаетмомент, когдаиз нефти пачинаетвыделятся газ.


Отборглубинных пробнефти.

От качестваотобранныхпроб будетзависеть точностьхарактеристикуглеводородногосырья. Пробуотбирают изработающихскважин припомощи специальногопробоотборника.Чтобы установитьиз каких скважинследует отбиратьпробу необходимоизучить геологическоестроение района,установитьсложностьзалеганияпродуктивныхгоризонтов.Техническоесостояниескважины должногарантироватьбезопаснуюработу пробоотборника(исправны задвижки,фонтанные трубыв диаметре неменьше 50,8 мм).

Еслинефть парафиновая,то перед отборомпробы следуетпрочиститьтрубы. Замеритьдавление (забойноеи пластовое)и температуру.После подъемапробоотборникапробу помещаютв специальныйконтейнер,который преднозначендля длительногохранения нефтипод давлением).

Приисследованиипроб прлучаюследующиехарактеристки:

  1. давлениенасыщения

  2. растворимостьгаза в нефти

  3. объемныйкоэффициент

  4. сжимаемость

  5. вязкость

  6. плотность


Гипотезыпроисхождениянефти.

Гипотезаорганическогопроисхождения.Впервые этугипотезу выдвинулЛомоносов 1759г. Нефть к осадочнымгоризонтампо химическомусоставу компонентовпрактическиидентична сорганическимживотным веществомпродуктивныхгазов.

Губкини Траска в 1932-1933гг. показалипути образованиянефти из органическоговещества:

  1. процессобразованияосадков сопровождаетсяотложениеморганическоговещества, котороеможет быть врассеянноми концентрированномсостоянии.Органическоевещество можетнакапливатьсяне только вглинистыхпородах какутверждалосьранее, но и впесчаниках,алевролитахкарбонатныхпородах.

  2. Восстановительнаясреда образуетсяпри длительномпогруженииосадков содержавшихорганическиевещества, чтоспособствуетувеличениюдавления иповышениютемпературы,но создаетсяусловия дляпревращенияорганическоговещества внефть. 90% месторожденийнефти связаныс осадочнымипародами.

Гипотизанеорганическогопроисхождения.Менделеевсчитал, чтоземля проникаетв недра Земличерез разломы,взаимодействуетс карбидамиметаллов, образуетуглеводородныепары поднимающиесяпо разломам,концентрирующаясяи впоследствииобразующиеуглеводародыили нефтяныезалежи. Этобыло доказанов лаборатории.


Тема: «Задачии методы геологии»

Геология –( от латинскогоGeo - земляlogos – слово,наука, учение)изучает строениеЗемли, ее происхождение,формированиеи размещениеместорожденийполезных ископаемых.

Этоттермин былвведен в 1657 г.ученым Эмольтом.

Геологиясвязана сомногими другимидисциплинами:геофизика,география,астрономия.

Дисциплины:

1) петрография(от слов: петро– камень, графа– пишу) – этонаука о горныхпародах, рассматриваетминералы какосновную частьгорных парод,их происхождение,формы залегания,связь с пародамиместорожденийполезных ископаемых.

Горные пароды:

  • рыхлые

  • сцементированные- плотно спаянныеагрегаты изотдельныхтвердых частиц,каждая из которыхпредставляетсобой физическии химическиоднородноетело, то естьминерал.

2) минералогия– изучает минералы,их состав, строение,свойства, условияобразования.

3) геохимия –наука о распространениихимическихэлементов вЗемной коре.

4) кристаллография– наука о внутреннемстроении вещества,о его свойствах,кристаллографическихформах.

5) тектоника– изучает отдельныеструктурыземли, их формированиеи развитие впространствеи времени.

6) геодезия –наука о болееточных измененияхна Земнойповерхности.

7) стратиграфия– наука, устанавливаетхронологическуюпоследовательностьобразованиягорных пародв Земной коре.

8) полионтология– наука, изучаетископаемыеостанки прошлого.

9) ришенальнаягеология –изучает геологическоестроение иисторическоеразвитие отдельныхрегионов Земногошара.

10) геологическоекартирование– изучает методысоставлениягеологическихкарт.

11) гидрогеология– наука о подземныхводах, их происхождениии циркуляции.

12) разведочноедело

13) учение о подземныхископаемых

14) инженернаягеология

15) военная геология

16) экологическаягеология

17) геология нефтии газа

18) геоморфология(рельеф)

Для того чтобыизучить геологическоеразвитие Землисуществуетнесколькометодов:

  • стратиграфический

  • поле антологический

  • метод актуализма(сущность которогозаключаетсяв пониманиипрошлого посредствамнастоящего)


Тема: «Историяразвитиягеологическихзнаний»

Первые упоминанияо геологииможно найтив древних памятникахМесопотамиии Египта (второе-третьетысячелетиедо нашей эры).В Китае сохранилисьрукописи 7-4тысячелетиядо нашей эры,где даны первыеописания минералови горных парод.В 11-13 веке до нашейэры многиевосточныеученые занималисьописаниемминералов:таджикскийфилософ-врачевательАбу-Ибн-Син(Авирцека), узбекАль-Бируни,азербайджанскийученый МухамедНасеридин(Туси). В 1021-1023 годахв «Книге Исцеления»Алицена пытаетсяобъяснитьпроцессы пародообразованияи предложилпервую классификациюминералов игорных парод.В 1048 Альбертив своей «КнигеСводок дляпознаваниядрагоценностей»описал более100 минералов игорных парод.Польский астрологН. Коперникдоказал гелиоцентрическоестроение солнечнойсистемы.

В 18 веке появилосьдва направления:

  • нептунизм.

  • плутонизм

Нептунисты:все живое возниклоиз воды (Фалес)

Плутонисты:все возниклоот огня (Аристотель)

Дарвин занималсяизучениемэволюцииорганическогомира.

Лайель – выделилдва процесса(экзогенныйи эндогенный)

При Петре Iбыл создан«Приказ Рудовыхдел», которыйв 1719-ом был переименованв «Берг коллегию».

В 1725 году в Петербургебыла основанаАкадемия Наук.

Стали широкоизвестны трудыЛомоносова:

  • «основаниеметаллургииили рудныхдел» (1741)

  • «слово о рожденииминералов оттрясения Земли»(1757)

  • «о слоях Земляных»(1763)

С конца 18 веканачаласьгеологическаясъемка.

В России в 20-е,30-е годы 19 веканачали проводитьсяисследованияпо стратиграфиии поле антологии.

В 1882 году былсоздан «геологическийкомитет».

В настоящеевремя геологическимиисследованиямизанимаетсяАкадемия Наук.


Тема: «Форма,физическиесвойства ихимическийсостав Земли»

Еще в 50-ые годыдо нашей эрыПифагор пришелк выводу ошарообразностиЗемли. В 17 векеНьютон открыл«закон всемирноготяготения».

Следовательностало очевидным,что планета,которая находитсяво вращениидолжна получитьсжатие у полюсови растяжениеу экватора, тоесть приобрестиформу близкаяк эллипсоиду.

Эллипсоид =сфероид= эллипсоидвращения = сфероидКрасовского.

Геоид – телоограниченноеосновной уровневойповерхностью.

Сфероид, ориентированныйв теле геоидабудет называться– референецэллипсоид(используетсяв геодезии).

В 1924 году былиприняты постоянныевеличины Земли:

Радиус полярный– 6,356 км.

Радиус экваториальный– 3,378 км.

Радиус средний– 6,371 км.

Рельеф.

Под рельефомЗемли понимаютвсе неровностикаменной оболочки.На картах рельефизображаетсяизогипсами.Отметки могутбыть относительнымии абсолютными.Абсолютнаяотметка отличаетсяот нулевогоуровня океана.Относительныеотметки отсчитываютсяот любой другойгоризонтальнойповерхностиплоскости поотношению кнулевой. Крупныевыпуклостиобычно располагаютсяпо краям континента,а низкие расположеныв центре.


Гравитационноеполе Земли.

Сила тяжести,обусловливающаявес тел, всегданаправленаперпендикулярнок поверхностигеоида. Надокеанами силатяжести всегдабольше, чем надконтинентом.Над континентом,на фоне пологогоубывания силытяжести, присутствуютучастки оптимальноговозрастанияи убывания силытяжести. Ониназываютсяположительнымии отрицательнымигравитационнымианомалиями.

Положительнаяаномалия –свидетельствуето более плотныхгорных пародах,связанных срудообразованием.

Отрицательнаяаномалия –свидетельствуето более легкихпародах (частоуказывает нанефть и газ).


ТемператураЗемли.

У поверхностиЗемли температурныйрежим определяетсядвумя факторами:солнечнымтеплом и собственнымтеплом планеты.

Солнечные лучипроникают наглубину 8 – 30метров. Нижеэтой границырасположенпояс постояннойтемпературы.

Геотермическаяступень - количествометров, на котороенудно погрузитсяниже поясапостояннойтемпературы,чтобы получитьприрост в 1 градус.Среднее еезначение – 33метра.

Геотермическийградиент –это величинавозрастаниятемпературыпри погружениив Землю на каждые100 метров (измеряетсяв градусах).


Магнетическоеполе Земли.

Земля представляетсобой магнит,полюса которогоне совпадаютс географическимиполюсами. Северныймагнитный полюсрасположенна полуостровеБеотия (Сев.Канада). Южныйна меридианеНовой Зеландииу северо-восточнойоконечностиЗемли Виктории.Линия, вдолькоторой становитсямагнитнаястрелка – магнитныймеридиан.


ПлотностьЗемли.

Очень простоопределитьплотностьгорных парод,которые находятсяна поверхностиЗемли.

Нефть – 0,7 гр./см3

Торф – 1,5 гр./см3

Вода морская– 1,8 гр./см3

Антрацит – 1,4гр./см3

Каменная соль– 2,3 гр./см3

Глина – 2,4 гр./см3

Пещаник – 2,6 гр./см3

Гранит – 2,6 гр./см3

Базальт – 2,9 гр./см3

Габбро - 3 гр./см3

Средняя плотностьЗемли 5,52 гр./см3.

Плотность ядра– 11 гр./см3.


Химическийсостав Земли.

Изучен до глубины15 – 20 км. Впервыеизучениемхимическогосостава Землизанялся КлеркФерсман. ЧислоКлерка показываетпроцентноераспространениеэлементов вЗемной коре.

Кислород – 50%

Кремний – 25%

Алюминий – 7%

Железо – 4%

Кальций – 2%

Натрий – 2%

Калий – 2%

Магний – 2,5%

Прочее – 2,76%

На первые восемьэлементовприходится97,24%.

С глубинойхимическийсостав Землименяется ивозрастаетроль тяжелыхметаллов (Fe,Mg, Ni, Hg).


Строение Земли.

Внутренниесферы Земли:

  1. Ядро

  • внутреннееядро

  • внешняя

  1. Мантия

  • D

  • C

  • B

  1. Земнаякора.

  • базальт

  • гранит

  • осадочныепароды

Внешние сферыЗемли:

  1. гидросфера

  2. биосфера

  3. атмосфера

  • тропосфера

  • стратосфера

  • мезосфера

  • ионосфера

  • экзосфера


Внутренниесферы Земли

Земная кора.

Осадочныйслой сложениз рыхлых горныхпарод с небольшойплотностью,мощность осадочногослоя – 10-15 километров.

Гранитныйслой сложенмагматическимии метаморфическимигорными пародами.Богатые алюминиеми кремнеземом,местами гранитныйслой можетотсутствовать(на дне Тихогоокеана егонет). Мощность– 40-60 км. Температурау нижней границыслоя 1000 С. Давление10000 атмосфер.Сейсмическиеволны проходятчерез данныйслой со скоростью6 км/с.

Базальтовыйслой присутствуетвезде в основеЗемной коры.Мощность 5-30 км.Вещество, слагающееданный слойменее богатокремнеземом,чем гранитный.Плотность 3,3гр./см3. Скоростьпрохождениясейсмическихволн 7 км/с.

Граница, отделяющаябазальтовыйслой от гранитногоназываетсяграницей Мохоровича,граница Мохо,граница М.

Мантия.

Очень мощнаягеосфера, занимающаяпространствоот 8-80 км до 2900 км.По своему составумантия неоднородна:

В (верхняямантия) слагаетсяв основном измагнезиальныхсиликатов (алевин).

С (средняямантия) в этомслое веществонаходится втвердом состоянии,плотность 4,6гр./см3. Давление246000 атмосфер.

D (нижняямантия) примернооднородна посоставу (оксидыжелеза, магния,в меньшей степениалюминия ититана), границамежду мантиейи ядром отбиваетсядовольно четкона глубине 2900км.

Ядро.

Все сведеньяо составе ядраосновываетсяна предположениях.Ученые Молодецкийи Соверенский– советскиегеографы, занималисьизучением ядра.


Внешние сферыЗемли.

Гидросфера.

Гидросфераобъединяетвсю совокупностьформ проявленияводы в природе(включая воду,которая входитв состав горныхпарод, минералов).

Рассмотрим:океаносферу,на которуюприходится71% всей гидросферы,что по площадисоставляет361 млн. км^2. На материкиже приходится29%, что составляет149 млн. км^2.

Осадки, накапливающиесяна дне морейи океанов постепеннообразуют осадочныйматериал иосадочныегорные пароды.

На скоростьнакопленияосадков влияетрельеф дна,размеры морскихбассейнов итечение.


Рельеф днасхематически(гипсографическаякривая).

Литораль эточасть суши,которая вовремя приливовзаполняетсяводой. Тут проживаютамфибии.

Неритоваязона до глубины200 метров в этойобласти наблюдаетсявсе разнообразиежизни.


Химическийсостав морскойводы.

В водах морейи океанов растворено48 квадролионовтонн химическихэлементов.Основнымихимическимиэлементамиявляются: CL,Na, O, Hна их долю приходится95,5%.

Средняя соленостьводы – 65% (на 1 литр– 35 грамм солей),кислорода –35%. Общее количествогазов зависитот температурыи давления, припонижениитемпературыи повышениидавления, количествогазов увеличивается.

В морской водееще есть –сероводороди углерод.Углекислотаобразуетсяв результатедыхания живыхорганизмови может бытькак в свободномсостоянии, таки в химическихсоединениях(карбонаты ибикарбонаты)Ca C O3– кальцит, CaMg (C O3)2– доломит.Сероводородявляется сильнымвосстановителем.Там где естьсероводород,нет кислорода– нет жизни.

В Черном морес глубины 200 метровначинаетсязона сероводородногозаражения.

Прозрачностьзависит отколичествавзвешенныхчастиц и отпримесей глинистоймути.

Температурадо 200-300 метровглубины меняетсяпосезонно. Адо глубины10-20 метров – втечение суток.

Среднегодоваятемператураокеанов убываетот экваторак полюсам. От+25 до 0,-2,-3 градусов.


Динамика океанасферы.

Важной сторонойгеологическойдеятельностивод морей иокеанов являютсядействие движущейсяводы, котораяпроявляетсяв разрушенииберегов и дна.

Все движениявод можноподразделитьна три группы

  1. Волнения

  2. Течения

  3. Приливыи отливы

Волнения,возникают врезультатедействий ветрана поверхностьводы.

Волнения могутбыть: местными(в области шторма)и свободными(за пределамиобласти шторма).

Все волненияотносятся ктипу колебательныхдвижений. Ихособенностьюявляется выдвижениечастиц, как ввертикальном,так и в горизонтальномнаправлении,волнения производятразрушительнуюработу, котораяназываетсяабразия.


Течения и ихтипы.

  1. Дрейфовыетечения, возникаютв результатедействий ветра,который длительнодует в одномнаправлении.

  2. Конфекционныетечения – этовертикальноедвижение водныхмасс, возникающиев результатевыравниванияплотностиводы.

  3. Бароградиентныетечения возникаютв результатеизмененияатмосферногодавления инаправленныеиз областипониженногодавления вобласть повышенногодавления.Биологическаяроль теченийзаключаетсяв переносахи сортировкиобломочногоматериала.

Более легкиечастицы транспортируютсяна десятки исотни километров.Тяжелые частицыи обломки г.п.образуют терригенныйматериал. Врезультатепритяжениялуны и солнцана земле возникаетявление приливови отливов, которыесменяются засутки четырераза. Геологическаяроль приливно-обливныхдвижений иланамного меньшечем волнениятечений.


Биосфера.

Биосфера – этообласти нашейпланеты заселеннаяживыми организмами.В зависимостиот физикагеографическойобстановкии от глубинны,выделяютсянесколькобиономическихзон, которыеразделяютсяпо условиямсуществованияорганизмов.Живые организмыиграют большуюроль в образованииосадочных породи в росте океаническогослоя земли.Микроскопическиеодноклеточныеводорослидиатомеи способны накапливатькремнезем, впоследствииони образуюткремнистыеосадки. Одноклеточныерастениякокколитофоридынакапливаютуглекислыйкальцит и образуютзалежи мелаи некоторыхизвестняков.Из кремнистыхраковин радиолярийобразуетсяосадочнаяпорода радиолярит.В результатеотмираниярастительностиобразуют горючиеископаемые(каустобиолиты)т.е. каменныйи бурый уголь,сапропей, горючиесланцы.


Атмосфера.

Атмосферапредставляетсобой воздушнуюоболочку земли.Общая массаатмосферы5,19*1021г, что составляет1\1000000 массы земли.Атмосфера восновном состоитиз Азота=78% икислорода=21%,на долю остальныхгазов приходитсяменьше одного%. Также в составатмосферывходят инертныегазы: аргон,неон, кретон,ксенон.

По данным, полученнымсо спутника,атмосфера навысоте 250км состоитиз азота и кислородас преобладаниемкислорода.Атмосферасостоит из пятисфер, междукоторыми переходныеслои тропопаузыи т.д.

Для геологиинаибольшийинтерес представляеттропосфера.Тропосфераотличаетсяот всех другихсфер: плотностью,постояннымналичием водногопара угле кислоты,пыли, вулканическихи эоловых частиц,постепеннымпонижениемтемпературы.Температурныережим тропосферыобусловлентеплом планеты.На каждые 100мтемпературапонижаетсяна 0,5 градусовпо Цельсии. Привозникновенииразности вдавлении воздухначинает перемещатьсяиз областиповышенногодавления, вобласть пониженногодавления – этоперемещениеназываетсяветром. Существуют:посады, антипосады,циклоны, антициклоныи муссоны.

Влажностьвоздуха и осадки.

Присутствиев тропосфереводяного параопределяетее влажность.

Абсолютнаявлажность –это количествоводяных паровсодержащемсяв одном кубическомметре воздуха.

Относительнаявлажность –это выраженнаяв процентахотношениесодержащегосяв воздухе влагик ее количествудостаточногодля полногонасыщениявоздуха водянымпаром (при даннойтемпературе).При относительнойвлажности 100%,водяные парыначинают выделятьсяв туман, снеги дождь.


Выветривание.


Выветривание– процесс разрушениягорных породпод действиемтемпературы,давления, воды,CL.

Процессы выветриванияделятся на:физические(механические),химическиеи биологические.

1.Физическое(механическое)выветривание– это разрушениег.п. без измененияих химическогосостава, (рассмотретьна примереграната).

Важным факторомдля этоговыветриванияявляется инсоляция(процесс нагреванияи остыванияземли под действиемтемпературы).

При инсоляциипоявляютсяпервичныетрещины, образованиекоторых зависитот слоистости,сланцеватости,наличие различныхпо составуминералов, отспайностисоставляющихминералов.

При физическомвыветриванииобразуютсяразличные поразмерам г.п.,размерностьобломков г.п.влияет на скоростьи дальностьих переноса.Интенсивностьфизическоговыветриваниязависит оттеплоемкости,теплопроводностипороды, от состава(однородныйили полиминеральный),наличие пустотногопространства.

Механическоеразрушениег.п. особенноинтенсивнов тех местах,где суточныетемпературыотрицательныеили положительные,т.е. колеблютсяоколо нуля. Приотрицательныхтемпературахпроявляетсяпроцесс морозноговыветривания(водалёдтрещина).

В результатефизическоговыветриванияобразуютсяслабые формыландшафтов(элювиальные(рассыпчатые)и каменистые).

2. Химическоевыветривание– разрушениег.п. с изменениемхимическогосостава (основнымифакторамиявляются О2, CL2 , H2O).

Химическоевыветриваниевключает в себяследующиепроцессы:

2.1. Растворение– это процесспроисходитпод действиемводы стекающейпо поверхностивыхода г.п. Растворымогут быть:

2.1.1. Истинными(кристолизоционные)растворами– растворыобразуютсяпри распадениивещества наионы и молекулы,особенностьюданного раствораявляется выпадениетвердого вещества(т.е. минерала)– данный процесспроисходитпри перенасыщениираствора каким-либохимическимкомпонентом.

2.1.2.Коллойдныерастворы –вещество распадаетсядо частиц, которыепревышаютразмеры молекул.И могут быть:а)жидкие, б)вязкие,в)прозрачныеи г)ярко окрашенные.

Особенностьюданных растворовявляется процесскоагуляции(свертывания).Например: глицерин,образуютсяхлопья (гель)

2.2. Процесс гидролизаинтенсивнопроявляетсяпри выветриваниисиликатов.(Гидролиз –это процессраспадениякристаллическойрешетки поддействием воды,на отдельныекомплексы ионови радикалов).Например: вполевом шпатеводород замещаетсяна кальций инатрий. Пригидролизепроисходитвынос элементовиз кристаллическойрешетки илизамещение однихэлементов надругие.

K

2O*AL2O*6SIO2+CO2+3H2OK2CO3+AL2O32SIO2*2H2O+4SIO2*nH2O

   

Ортоклаз поташ каолин водныйкремнезем

При воздействииуглекислогогаза и водыобразуетсялегкий поташ,который переноситсяна большиерасстояния,каолин которыйостается наместе и слагаеткаолиновыекоры выветриванияводный кремнеземпере отлагаетсяв виде опала.

По степенирастворимостиг.п. и минералымогут бытьлегко растворимыми(хлориды: NaCl,CaCl, CaMgCl),хорошо растворимыми(сульфаты соединенияс SO4), растворимые(карбонатыCaCO3, CaMg).

2.3. Окисление– в первуюочередь окислениюподвергаютсяминералы которыесодержат: Fe,S, V, Ni,Mg, Ca. Приокислениисульфиды переходятв сульфаты,закиси металловв окиси металлов(гимотит). Еслиметаллы содержатбольшое количествожелеза, припроцессахокисленияданные породымогут образовыватьлатеритныекоры выветривания.

2.4. Карбонаттизация– процессприсоединенияугле кислотык продуктамизменения г.п.– это способствуетобразованиюкарбонатов(Ca, Mg, Fe)и бикарбонатов(Ca, Mg, Fe).При образованиикаолина образуетсяпоташ. Многокарбонатовобразуетсяпри геологическойработе подземныхвод. Наличиекарбонатовобуславливаетжесткость воды.

2.5. Восстановление– процессобратный окислению,т.е. отнятиекислорода.

3. Органическоевыветривание– это процессразрушенияг.п. под действиемживых организмов.Экзогенныепроцессы делятсяна процессывыветривания:денудация(разрушение)и аккумуляция.

Геологическаяработа ветра.

Наиболееактивно геологическаяработа ветрапроявляетсяв областяхсухого климата,т.е. там, где имеютсярезкие суточныеколебаниятемпературы.Наиболее интенсивнаяработа ветрапроисходитв тех местах,где ветернепосредственносоприкасаетсяс земной поверхностью,т.е. поверхностьювыхода г.п.

Все геологическиеявления, связанныес ветром называютсяэоловые процессы.Разрушающаяработа ветрапроявляетсяв двух процессах:дефляции икорразии.

1. Дефляция(развеевание,выдувание) –наиболееинтенсивнопроявляетсяв районах, незащищенныхрастительностью.Может быть:плоскостнаяи бороздовая.

    1. Плоскостнаядефляция –срыв первыхсантиметровземли с обширныхтерриторий.

    2. Бороздоваядефляция –заключаетсяв разрушениег.п. в борозде.Сила ветра вборозде больше,что рыхлыепороды илименее плотныег.п. интенсивноразрушаютсяборозда углубляется,образуютсярытвинныевыдувания.

  1. Корразия– ветернесет мелкиеразличныечастицы и обтачиваетвыступ горыили стену. Можетбыть: точечная,царапающаяи сверлящая.

Максимальноенасыщение ветрапроисходитв несколькихсантиметрахот земли, поэтомуна небольшойвысоте в г.п.выдуваютсяниши. В пустыняхпри обтачиваниикамней, камниприобретаюттрехграннуюформу – дрейкантеры.В слоистых г.п.истираютсяи выдуваютсяв первую очередьболее мягкиепороды, в результатеобразуютсякарнизы. Коррозияспособствуютрасширениютрещин.

    1. Сверлящаякорразияспособствуетобразованиюсотовых ячеистыхформ выветривания.В плоскостяхсо скрытоконцентрическойтекстурой,при выдуванииобразуютсяшарообразныеформы выветривания.Эоловый процесспроисходит,путем волоченияпо земле г.п.или переносаг.п. во взвешенномсостоянии.Состояниепереносимыхветром частицможет бытьразнообразным,но преобладаюткварцевые,полевошпатовые,глинистые иизвестняковыечастицы (присутствуютэлементыорганическогопроисхождения),большое количествопеска и пылиимеет земноепроисхождениеи являютсяпродуктамиразрушенияг.п. Часто пылиимеют вулканическоепроисхождение(вулканическаяпыль, пепел,песок). И небольшаячасть имееткосмическоепроисхождение(метеоритнаяпыль).

Среди эоловыхотложений посоставу выделяется:глинистые,пылевые, песчаные.

Эоловыеотложенияпреимущественнорыхлые. Процессцементациии уплотненияпроисходитменее интенсивно,чем у водныхосадков. Сортировкаэоловых отложенийхуже, чем у речныхи морских, вместе с песчанымифракциями почтивсегда обнаруживаетсяпримесь глинистогоматерела.

В эоловыхпесчаникахсреди хорошоокатанныхзерен, встречаютсяугловатыечастицы. Цветэоловых отложенийразличный нопреобладаетжелтая, сераяи белая краска.Эоловые отложенияимеются параллельныеи косо направленные.

Основнымиформами аккумуляцииявляются холмы,дюны, барханыи гряда образныевалы.

Дюна– это удлиненныйосиметричныйхолм с округлойвершиной склон,обращенныйк ветру имеетугол наклона5-12 градусов, апротивоположныйсклон угол30-35 градусов.Высота дюн от5 до30м (в Тунисеобнаруженадюна 200м, в Сахаре500м).

Бархан- это характерноэоловый формы.В пустынепредставляетсобой холмкоторый в планеимеет формуполу месяца.На ветренойстороне склонпологий 10-15 градусов,противоположныйболее крутойдо 35 градусов.

Грядаобразные валы– это длинныесимметричныевалы с пологимисклонами вытянутыев направлениидвижения ветра.Гряда образныевалы параллельныдруг другу.

Пустыни.

Геологическаяработа ветранаиболее активнав пустыне попреобладаниюразличных типовэоловой работыпустыни можноподразделитьна: дефляционныеи аккумулятивные.

Дефляционныепустыни называютсяГоммады – этокаменистыепустыни в которыхчередуютсяучастки остроугольныхскал с участками,заваленнымицельными глыбамии с пещанымиучастками.

Аккумулятивныепустыни –по типу слагающегоматериаладелятся на:пещаные, глинистые,лессовые и т.д.

Пещаныепустыни занимаютплощадь 800 тыс.км2 впещаных пустыняххорошо выраженывсе формы эоловойаккумуляции.

Глинистыепустыни (такыры)– располагаютсяпо краям иливнутри пещанныхпустынь. Глинистыеслои могут бытьсильно трещиноватыми,трещины заполненыпеском.

Салончековые пустыни(Шоры) – этонаиболее безжизненныйвид пустынь.Поверхностьтакой пустынипокрыто корочкойсоли или постепенновысыхающимсольеноснымозером, рольветра сводитсяк выдуваниюсолей в полес поверхностишоры.

Лессовыепустыни (Адыры) - пустынипокрытые лессомили суглинкамикоторые выдуваютсяс поверхностикаменистыхпустынь.


Геологическаяработа подземныхвод.

По происхождениюводы делятсяна: инфильтрационные(образуютсяпутем просачиванияосадков в верхниегоризонтыземли). Долгоевремя всемподземным водаприписывалиинфильтрационноепроисхождение,такая гипотезане могла объяснитьналичие сухогослоя междуводными горизонтами.В 1877г. Фоле Гервыдвинул гипотезуподземной росыили конденсатнуюгипотезу. Еесуть заключаласьв том, что припроникновениипаров в верхниегоризонтыземной коры,они конденсируютсяи образуютконденсатнуюводу. Конденсатнуюгипотезу продолжалЛебедев. Ондоказал, чтоперемещениеводы происходитв результатеразности упругости пород.

Эрнс-Зюсс объяснилпроисхождениеводных горизонтовв близи магматическихочагов. Он доказал,что водные парыкоторые поступаютот магматическогоочага на некоторомрасстоянииот него могутконденсироваться.Вода образованнаятаким способомполучила название–ювелирная.


Физическийсостав подземныхвод.

Вода можетбыть: химическисвязанной исвободнымсоставляющем.Химическисвязанная водавходит в составминералов иг.п. Кристаллизационнаявода участвуетв образованиикристаллическойрешетки. Конституционнаявода входитв в состав г.п.Гедратная ициолитная.

Физическийсостав подземныхвод в г.п. определяетсяразличнымифакторами,главная из нихтемператураи давление.Вода входящаяв состав г.п.может быть:

  1. гигроскопическаявода;

  2. пленочнаявода;

  3. капиллярнаявода;

  4. гравитационнаявода.

Гигроскопическаявода. Содержитсяв более влажныхпородах образуетсяиз-за поровводы, которыепроникают впоры и трещиныпороды. Даннаявода осаждаетсяна зерне породыили может бытьотсорбированазерном породы.

Пленочнаявода. Образуетсяпри увеличениикапель на поверхностичастицы, образуетвокруг частицыпленку. Пленкаудерживаетсясилами молекулярногопритяжения,как и в гигроскопическойводе.

Капиллярнаявода. Возникаетпри условииполного заполненияпор в породе,если диаметрпор не превышаетодного миллиметра,то вода будетнаходится, подвлиянием МКТи сил поверхностногонапряжения.Столбики воды,заполняющиекапилляр ограниченсверху и снизувогнутымиповерхностями(менисками).Каждый из менисковпритягиваетводу к себе,поэтому воданаходится внеподвижномсостоянии. Еслиотсутствуетнижний мениск,вода поднимаетсявверх по капилляруи изливаетсяна поверхностьв виде источника.Если отсутствуетверхний мениск,то вода уходитвниз по капиллярув более глубокиезоны литосферы.

Гравитационнаявода. Содержитсяв крупно пористыхг.п. При наличиипара в порахдиаметром доодного миллиметра.В таких порахвода начинаетперемещатьсяпод влияниемсилы тяжести.При полномзаполнениипор вода течетв сторону уклона,только гравитационныеводы считаютсяистинно свободными(когда говорято подземныхводах имеютв виду водыгравитационногопроисхождения).

Гидрогеологическиесвойства породю

К гидрогеологическимсвойствамотносятся:

  1. Водопроницаемость

  2. влагоемкость

  3. пористость

ВодопроницаемостьГП связана спористостьюи определяетсяв основномсредними размерамипор. Если породаимеет полнокристаллическоестроение товодопроницаемостьее может бытьопределенатолько опытнымпутем. Степеньводопроницаемостипринято характеризоватькоэффициентомводопроницаемостиили коэффициентомфильтрации(этот коэффициентуказываетскорость скоторой гравитационныеводы просачиваютсячерез породус углом наклонав 45є литр/сутки).Порода степениводопроницаемостипороды делятсяна 5 групп:

  1. хорошоводопроницаемые(галечник,крупнозернистыепески, сильнотрещиноватыепороды)

  2. водопроницаемые(пески крупно-,средне-, мелкозернистые,трещеноватыепороды)

  3. слабоводопроницаемые(песчанник,супесь)

  4. весьмаслабоводопроницаемыеили полупроницаемые(глинистыйпесчанник,суглинки, некоторыесупеси)

  5. непроницаемые(скальные породы)

Влагоемкостью называют способностьвмещать и удерживатьопределенноекол-во воды приданных температуреи давлении.Различают:

  1. максимальнуюили полнуювлагоемкость,которая определяетсякол-вом всехвидов водысодержащихс