Содержание.
1. Экзогенные процессы минералообразования. – 3 стр.
2. Относительный возраст горных пород, методы его определения. Геохронологическая и стратиграфическая шкалы. – 5 стр.
3. Практические задания. – 7 стр.
4. Использованная литература. – 8 стр.
Экзогенные процессы минералообразования.
К экзогенным процессам минералообразования относятся:
1. Механическое или физическое выветривание.
2. Химическое выветривание.
3. Осадочные процессы.
4. Биохимические процессы.
Механическое или физическое выветривание протекает в результате воздействия солнечной энергии, колебаний температуры, воздействия ветра, воды. Все выше перечисленные факторы при воздействии на горные породы образуют обломочный материал в виде щебня, дресвы, гравия, гальки, причем часть материала остается на месте и имеет остроугольную форму, часть транспортируется, приобретая окатанную форму. То есть при данном выветривании меняется лишь внешний облик, но химический и минеральный состав остается тот же самый (в пустынных и высокогорных областях). В процессе транспортировки данный материал может переотлагаться и образовывать своеобразные россыпные месторождения из устойчивых минералов. Например: платина, золото, серебро, магнетит.
Химический процесс выветривания. Основными агентами химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. Вода проникая вглубь горных пород становится агрессивной, так как в ней увеличивается содержание углекислого газа и кислорода, вследствие чего увеличивается ее растворяющая способность и увеличивается также процесс окисления. В результате химического выветривания происходят следующие реакции:
окисление, гидратация, карбонитизация, каолинитизация, лимонитизация.
Например в процессе гидратации ангидрида (СаSО4) образуется гипс (СаSО4 •2Н2О). Вода является прекрасным растворителем калийной соли, гипса, ангидрида, известняка. Процесс гидролиза происходящий при воздействии Н2СО3, разрушающе воздействует на минералы и горные породы. Такой процесс называется карбонитизацией. В процессе гидролиза полевых шпатов образуется каолинит. Такой процесс называется каолинитизацией.
Процессы гидролиза сопровождаются выносом легко растворимых химических элементов, на месте остаются труднорастворимые окислы алюминия и железа, такую зону выветривания называют корой выветривания. Процессы окисления в основном протекают в пределах сульфидных месторождений. Вода, обогащаясь различными химическими элементами, растворяя рудные минералы, частично окисляет железосодержащие, в результате чего в верхней части таких месторождений образуется так называемая железная шляпа, насыщенная гидроокислами железа и имеющая своеобразный цветовой окрас. В зоне цементации или зоне вторичного обогащения могут образоваться руды меди, золота, цинка. Сульфаты металлов реагируют с первичными рудами, в результате чего образуются вторичные сульфиды.
Осадочный процесс. Разрушенные в результате выветривания огромные массы горных пород и минералов перемещаются текучими водами. При этом происходит сортировка материала и его отложений, так образуются механические осадки, имеющие очень широкое распространение. К ним относится главная масса обломочных горных пород (гравий, пески, глины и т. д.) Химическое осаждение минералов может происходить как из глинистых, так и из коллоидных растворов. В озерах и морях возникали такие условия, растворенные вещества не могут больше находиться в растворе и выпадают в осадок. Такое происхождение различных солей, гипса, галита, карналлита и др. Это химические осадки. Накопление солей происходит в условиях сухого климата при испарении морских (реже континентальных) вод. Последовательность осаждения солей определяется их концентрированным составом и температурой морской воды.
Большую роль в разрушении минералов и горных пород и в их образовании играют живые организмы, главным образом различные бактерии. Поэтому можно выделить также и биогенный или точнее биохимический процесс. Установлено участие организмов в образовании фосфоритов, самородной серы, руд железа и марганца. Минералы, образованные при участии организмов называют биолитами. К биолитам можно отнести и породы, например, карбонатные (известняки, мел), которые образуются в результате скопления организмов с известковым скелетом, а также каменный уголь, торф и горючие сланцы.
Важную роль в образовании Экзогенных минералов играют коллоидные растворы. В коллоидах различают растворитель и растворенное вещество. Коллоидные растворы (золи) характеризуются преобладанием растворителя. Когда количество растворителя невелико, образуются студнеподобные массы (гели). Примерами гелей могут служить опал (гель кремнезема) и лимонит (гель гидроокислов железа). Осаждение коллоидов из растворов(коагуляция) происходит от смешения коллоидов различных зарядов, повышения температуры, изменения концентрации раствора и от других причин. Выпавшие из коллоидных растворов гели подвергаются старению, они теряют воду и могут со временем перейти в скрытокристаллические агрегаты (например за счет геля кремнезема образуется халцедон и кварц). Такие образования называются метаколлоидными. В виде метаколлоидов встречаются также окислы и гидроокислы железа и марганца (марказит, сфалерит и д. р.).
Относительный возраст горных пород, методы его определения. Геохронологическая и стратиграфическая шкалы.
В осадочных породах находят отпечатки и останки древних и современных растений и животных.
Земная кора приобрела современные состав и строение в результате процесса длительного исторического развития. Одновременно с образованием осадочных пород происходила эволюция органического мира, поэтому отдельным периодам истории Земли отвечают определенные группы растений и животных организмов: древним слоям — наиболее примитивные‚ более молодым — более современные. Это создает основу для использования останков животных и растений, захороненных в толщах отложений (так называемых окаменелостях), для определения возраста осадочных горных пород.
Некоторые формы организмов существовали на Земле длительное время и встречаются в толщах пород, отвечающих большому этапу развития планеты, другие исчезли сравнительно быстро и приурочены только к вполне определенным слоям. Такие ископаемые формы носят название руководящих. Они позволяют вполне однозначно определить относительный возраст слоев земной коры. Обычно для этой цели используют не отдельные формы, а сообщества форм, что делает выводы более надежными. Метод установления относительного возраста слоев осадочных пород по ископаемым формам животных и растений называется биостратиграфическим.
На основании установления относительного возраста толщ горных пород разработана хронологическая шкала развития Земли, в которой выделяются различные по длительности единицы времени: эра, период, эпоха, век. Этим отрезкам времени соответствуют группы, системы, отделы и ярусы, на которые подразделяются толщи горных пород.
Абсолютный возраст отложений вначале был приближенно определен по мощности толщ и времени образования слоя единичной толщины, а позднее по содержанию в породе радиоактивных элементов, параметры и время распада, а также конечные продукты превращения которых известны.
Для инженера-геолога возраст пород (относительный или абсолютный) имеет большое значение, так как он во многом определяет особенности строения толщ горных пород, их прочность и деформативные характеристики. Например, древнейшие породы
архейской, протерозойской и палеозойской групп отличаются значительно большей плотностью и прочностью, чем соответствующие им по составу породы мезозойской и кайнозойской групп.
По положению в толщах осадочных отложений того или иного возраста устанавливают возраст более молодых прорвавших их интрузий или залегающих ниже осадочного чехла более древних изверженных и метаморфических пород. В метаморфических породах, образовавшихся из осадочных, иногда также находят окаменелости, позволяющие определить относительный возраст исходного осадка.
Стратиграфическая колонка.
| Группа и система | Цвет | Индекс |
| 1 | 2 | 3 |
| Кайнозойская группа: | желтый | KZ |
| Системы: | ||
| четвертичная | желтовато-серый | Q |
| неогеновая | желтый | N |
| палеогеновая | оранжево - желтый | P |
| Мезозойская группа: | зеленый | MZ |
| Системы: | ||
| меловая | зеленый | K |
| юрская | синий | J |
| триасовая | фиолетовый | T |
| Палеозойская группа: | коричневый | PZ |
| Системы: | ||
| пермская | оранжево - коричневый | P |
| каменноугольная | серый | C |
| девонская | коричневый | D |
| силурийская | серо - зеленый (светло) | S |
| ордовикская | оливковый | O |
| кембрийская | сине - зеленый (темно) | € |
| Протерозойская группа | розовый | PR |
| Архейская группа | сиренево - розовый | AR |
Использованная литература.