Шпаргалка по "Астрономии"

С процессами выветривания связано формирование и преобразование различных месторождений полезных ископаемых. Так, рыхлые продукты физического выветривания — глыбы, щебень, валуны, гравий, галька, песок и отчасти глины служат весьма ценными полезными ископаемыми, востребованными. главным образом, предприятиями стройиндустрии.

В процессе выветривания из первичных пород высвобождаются механически прочные и химически стойкие минералы, которые могут формировать элювиальные россыпные месторождения золота, платины, касситерита, ильменита, алмазов и других полезных минералов. В результате химического выветривания в корах выветривания формируются месторождения бокситов, никелевых силикатных руд, железных и марганцевых руд, а также каолинов и другого глинистого сырья.

Кроме того, в процессе химического выветривания ранее сформированные месторождения с убогими и бедными рудами могут преобразовываться в новые месторождения с более богатыми вторичными рудами. Примерами могут служить золоторудные месторождения «железных шляп», зоны вторичного обогащения сульфидных медных месторождений и многие другие.Следует отметить, что изучение процессов выветривания (в частности, кор выветривания) имеет значение не только для горно-геологической практики. Так, всестороннее исследование древних кор выветривания дает представление об особенностях климата, растительности и рельефа данной местности в период их формирования, что важно для палеогеографических реконструкций, с помощью которых получают информацию, востребованную географами, геоморфологами и климатологами.

22.Абсолютный возраст Земли. Понятие об эрах и периодах

Абсолютный возраст Земли выражен в числах, определяющих в годах время протекания геологических процессов. Для определения абсолютного возраста ученые изучают минералы, в которых содержатся радиоактивные элементы. Они в ходе своего естественного распада образуют конечные устойчивые продукты. Распад протекает с определенной скоростью, не зависящей ни от температуры, ни от давления, ни от изменения магнитного или электрического поля. Если нам известна скорость распада такого элемента, то есть, количество конечного продукта, получаемого из определенного количества некоего радиоактивного элемента за некоторый, известный отрезок времени, то можно установить возраст минерала. 

Скорость распада любого радиоактивного элемента определяется, так называемым, периодом его полураспада. Это обозначает (указывает) время, необходимое (требующееся) для полного распада половины имеющихся атомов элемента. Периоды полураспада различных радиоактивных элементов весьма различны. Например, для урана U-238 он будет составлять - 4,5 миллиардов, необходимых для этого, лет; калия K-40 - 1,3 миллиардов, необходимых для этого, лет; тория Тh-232 - 19.9 миллиардов, необходимых для этого, лет. Наиболее распространенные методы опираются на изучение следующих рядов распада: Уран U - Свинец Pb; Рубидий Rb - Стронций Sr; Калий К - Аргон Ar.

Архейская эра

Самые древние породы, обнажающиеся на поверхности материков, образовались в архейскую эру. Распознавание этих пород затруднено, поскольку их выходы рассредоточены и в большинстве случаев перекрыты мощными толщами более молодых пород. Там, где эти породы обнажаются, они настолько метаморфизованы, что зачастую нельзя восстановить их исходный характер. Во время многочисленных продолжительных этапов денудации были разрушены мощные толщи этих пород, а сохранившиеся содержат очень мало ископаемых организмов и поэтому их корреляция затруднительна или вообще невозможна. Интересно отметить, что самые древние известные архейские породы, вероятно, представляют собой сильно метаморфизованные осадочные породы, а более древние породы, перекрытые ими, были расплавлены и разрушены в результате многочисленных магматических интрузий. Поэтому до сих пор не обнаружены следы первичной земной коры.

Протерозойская эра

В начале протерозоя после длительного периода денудации суша была в значительной степени разрушена, отдельные части материков испытали погружение и были затоплены мелководными морями, а некоторые низменные котловины начали заполняться континентальными отложениями. В Северной Америке самые значительные выходы протерозойских пород имеются в четырех районах. Первый из них приурочен к южной части Канадского щита, где мощные толщи глинистых сланцев и песчаников рассматриваемого возраста обнажаются вокруг оз. Верхнего и северо-восточнее оз. Гурон. Эти породы имеют как морское, так и континентальное происхождение. Их распределение указывает на то, что положение мелководных морей на протяжении протерозоя значительно менялось. Во многих местах морские и континентальные осадки переслаиваются с мощными лавовыми толщами. По окончании осадконакопления происходили тектонические движения земной коры, протерозойские породы претерпевали складкообразование и формировались крупные горные системы.

Палеозойская эра

После того, как суша пережила длительный период денудации в конце протерозоя, некоторые ее территории испытали прогибание и были затоплены мелководными морями. В результате денудации возвышенных участков осадочный материал сносился водными потоками в геосинклинали, где накопились толщи палеозойских осадочных пород мощностью более 12 км. В Северной Америке в начале палеозойской эры образовались две крупные геосинклинали. Одна из них, называемая Аппалачской, протянулась от северной части Атлантического океана через юго-восточную Канаду и далее на юг к Мексиканскому заливу вдоль оси современных Аппалачей. Другая геосинклиналь соединяла Северный Ледовитый океан с Тихим, проходя несколько восточнее Аляски на юг через восточную часть Британской Колумбии и западную часть Альберты, далее через восточную Неваду, западную Юту и южную Калифорнию. Таким образом Северная Америка была разделена на три части. В отдельные периоды палеозоя ее центральные районы отчасти затоплялись и обе геосинклинали соединялись мелководными морями. В другие периоды в результате изостатических поднятий суши или колебаний уровня Мирового океана происходили морские регрессии, и тогда в геосинклиналях откладывался терригенный материал, смытый из сопредельных возвышенных районов.

Кембрийский период – самый ранний период палеозойской эры, названный по латинскому названию Уэльса (Камбрия), где впервые были изучены породы этого возраста. В Северной Америке в кембрии обе геосинклинали были затоплены, а во второй половине кембрия центральная часть материка занимала столь низкое положение, что оба прогиба соединялись мелководным морем и там накапливались слои песчаников, глинистых сланцев и известняков. В Европе и Азии происходила крупная морская трансгрессия. Эти части света были в значительной степени затоплены. Исключение составляли три крупных обособленных массива суши (Балтийский щит, Аравийский п-ов и южная Индия) и ряд небольших изолированных участков суши в южной Европе и южной Азии. Менее крупные морские трансгрессии происходили в Австралии и центральной части Южной Америки. Кембрий отличался довольно спокойными тектоническими обстановками.

Ордовикский период – второй период палеозойской эры (называющийся по имени кельтского племени ордовиков, населявшего территорию Уэльса). В этот период материки снова испытали прогибание, в результате чего геосинклинали и низменные котловины превратились в мелководные моря. В конце ордовика ок. 70% территории Северной Америки было затоплено морем, в котором отложились мощные толщи известняков и глинистых сланцев. Морем были покрыты также значительные территории Европы и Азии, частично – Австралия и центральные районы Южной Америки.

Силурийский период. Впервые породы этого периода были изучены также в Уэльсе (название периода происходит от кельтского племени силуров, населявшего этот регион). После тектонических поднятий, ознаменовавших окончание ордовикского периода, наступил денудационный этап, а затем в начале силура материки снова испытали прогибание, а моря затопили низменные районы. В Северной Америке в раннем силуре площадь морей существенно сократилась, однако в среднем силуре они заняли почти 60% ее территории. Сформировалась мощная толща морских известняков ниагарской формации, получившей свое название от Ниагарского водопада, порог которого она слагает. В позднем силуре площади морей сильно сократились. В полосе, простирающейся от современного штата Мичиган до центральной части штата Нью-Йорк, накапливались мощные соленосные пласты.

Девонский период назван по имени графства Девон в Англии, где впервые были изучены породы этого возраста. После денудационного перерыва отдельные районы материков снова испытали погружение и были затоплены мелководными морями. В северной Англии и частично в Шотландии молодые каледониды препятствовали проникновению моря. Однако их разрушение привело к накоплению мощных толщ терригенных песчаников в долинах предгорных рек. Эта формация древних красных песчаников известна хорошо сохранившимися ископаемыми рыбами. Южная Англия в это время была покрыта морем, в котором отлагались мощные толщи известняков. Значительные территории на севере Европы были тогда затоплены морями, в которых накапливались слои глинистых сланцев и известняков. При врезании Рейна в эти толщи в районе массива Эйфель образовались живописные утесы, которые поднимаются по берегам долины.

Каменноугольный период. После некоторого перерыва материки снова испытали погружение и их низменные участки превратились в мелководные моря. Так начался каменноугольный период, получивший свое название по широкому распространению угольных залежей как в Европе, так и в Северной Америке. В Америке его ранний этап, характеризовавшийся морскими обстановками, раньше называли миссисипским по мощной толще известняков, сформировавшейся в пределах современной долины р. Миссисипи, а теперь его относят к нижнему отделу каменноугольного периода.

Пермский период.Изменения природных условий, начавшиеся в позднекаменноугольное время, еще больше проявились в пермском периоде, завершившем палеозойскую эру. Его название происходит от Пермской области в России. В начале этого периода море занимало Уральскую геосинклиналь – прогиб, следовавший согласно простиранию современных Уральских гор. Мелководное море периодически покрывало некоторые районы Англии, северной Франции и южной Германии, где накапливались слоистые толщи морских и континентальных осадков – песчаников, известняков, глинистых сланцев и каменной соли. Море Тетис существовало на протяжении большей части периода, и в районе северной Индии и современных Гималаев образовалась мощная толща известняков. Пермские отложения большой мощности представлены в восточной и центральной Австралии и на островах Южной и Юго-Восточной Азии. Они широко распространены в Бразилии, Боливии и Аргентине, а также в южной Африке.

Мезозойская эра, подразделяемая на три периода, отличалась от палеозойской преобладанием континентальных обстановок над морскими, а также составом флоры и фауны. Наземные растения, многие группы беспозвоночных и особенно позвоночные животные приспособились к новым обстановкам и претерпели существенные изменения.

23. Рельеф, его влияние на почвообразование.

Рельеф — это совокупность форм земной поверхности разных масштабов. Наука о рельефе, его строении и происхождении — геоморфология. В зависимости от размеров форм земной поверхности различают мегарельеф, макрорельеф, мезорельеф и микрорельеф.  
Мегарельеф — это наиболее крупные неровности земной поверхности — материковые массивы и океанские впадины.  
Макрорельеф — крупные формы земной поверхности, занимающие большую площадь, с колебаниями высот, измеряемыми сотнями метров и километрами (горные хребты, плоскогорья, равнины).  
Мезорельеф — формы рельефа средних размеров с колебаниями высот, измеряемыми метрами и десятками метров (склоны, ложбины, балки, террасы и др.).  
Микрорельеф — мелкие формы рельефа, занимающие незначительные площади, с колебаниями высот в пределах одного метра (западины, блюдца, бугорки и др. ). Разновидностью микрорельефа является нанорельеф — самые мелкие формы рельефа с колебаниями высот в пределах 30 см: кочки, неровности, связанные с обработкой почвы (борозды, гребни и др. ). 
Рельеф создается в результате одновременного воздействия на земную поверхность эндогенных (тектонических) и экзогенных сил, возбуждающих деятельность денудационных процессов: текущей воды, ветра, льда и др., гравитационных сил и пр. Те и другие силы действуют антагонистически.  
Эндогенные — создают крупные неровности, экзогенные — разрушают и понижают положительные формы рельефа и заполняют продуктами разрушения отрицательные формы. 
Рельеф играет большую роль в процессах функционирования биосферы и в почвообразовании. 
Мега- и макроформы рельефа (материки, океаны, горные системы) участвуют в формировании воздушных масс и перераспределении тепла и влаги по земной поверхности, определяя климатические и погодные условия, а через них — макроэкосистемы с характерным почвенным покровом. Наглядным примером этого является вертикальная поясность в горах. 
Мезо- и микроформы рельефа перераспределяют тепло и влагу в пределах склонов, повышений и понижений. Они определяют особенности микроклимата и глубину залегания грунтовых вод, тем самым формируя мезо- и микроэкосистемы с характерными особенностями почвенного покрова. Мезо- и микрорельеф определяют размер и форму элементарных почвенных ареалов, образующих различные почвенные комбинации (сочетания, комплексы и др. ) в структуре почвенного покрова. 
Большое влияние рельеф оказывает на формирование агроэкосистем и хозяйственную деятельность человека. В качестве примеров можно привести земледелие горное и на равнинах, противоэрозионные системы земледелия на склонах. В последние годы разрабатываются адаптивно-ландшафтные системы земледелия, в которых рельеф является одним из ведущих факторов выбора культуры и технологий их выращивания. 
С перераспределением влаги по элементам рельефа связана миграция твердых веществ с поверхностным стоком и растворенных — с поверхностным и внутрипочвенным стоком. Эти процессы обусловливают геохимические особенности ландшафтов, интенсивность процессов денудации и антропогенной эрозии.

24. Общие понятия о горных породах.

Горные породы — это природные минеральные агрегаты, состоящие из одного или нескольких минералов и слагающие значительные участки земной коры. Они характеризуются определенной формой залегания и им свойственно относительное постоянство химического и минералогического состава и строго определенное строение (текстуры и структуры). Большинство пород используется в хозяйственной деятельности человека как строительные материалы, удобрения, минеральное топливо, огнеупоры, керамическое сырье и т. д.

При изучении горных пород как минеральных агрегатов учитывают минералогический и химический (вещественный) состав пород и строение (структура и текстура).

Классификация горных пород. Горные породы образуются в результате геологических процессов, протекающих при различных физико-химических условиях. Классификация горных пород производится в зависимости от создавших их геологических процессов, т.е. по генетическому принципу. При этом эндогенными называют процессы, вызываемые внутренними силами Земли, а экзогенными — процессы, обусловленные силами, находящимися вне земной коры. В связи с этим выделяют три основных группы горных пород: 1) магматические; 2) осадочные и 3) метаморфические.

25. Общие понятия о минералах.

Минерал – природное вещество, состоящее из одного элемента или из закономерного сочетания элементов, образующееся в результате природных процессов, протекающих в глуби земной коры или на поверхности. Каждый минерал имеет определенное строение и обладает присущими ему физическими и химическими характеристиками.

В зависимости от агрегатного состояния, минералы подразделяются на твердые (кварц), жидкие (ртуть), газообразные (метан). Наибольшим распространением пользуются твердые минералы, среди которых, в свою очередь, преобладают кристаллическими (атомы в них расположены упорядоченно), и гораздо реже встречаются аморфные (с хаотичным расположением атомов).

В зависимости от пространственного расположения элементарных частиц, составляющих кристаллическую решетку, все многообразие форм кристаллов можно свести к нескольким группам симметрий, или сингоний. Выделяют семь сингоний: моноклинную, триклинную, ромбическую, тригональную, тетрагональную, гексагональную, кубическую. Огромное влияние на структуру кристаллической решетки оказывают физико-химические условия минералообразования: кристаллы одного и того же минерала, возникшие в разных условиях, будут отличаться сингонией.

От внутреннего строения напрямую зависят физические свойства минералов. Так, обладающие кубической сингонией октаэдрические кристаллы алмаза – модификации углерода – характеризуются наивысшей твердостью. Другая же модификация углерода – графит – кристаллизуется в гексагональной сингонии и отличается минимальной твердостью. Кристаллическим минералам свойственна анизотропность – физические свойства в них отличаются по разным направлениям в кристалле. Наоборот, аморфным минералам характерна изотропность – сохранение физических характеристик, независимо от направления. К числу важнейших физических свойств, позволяющих производить макроскопическое определение минералов, относят следующие: твердость, блеск, цвет в куске, цвет в порошке (цвет черты), спайность, излом, прозрачность, удельный вес.