Химический состав земной коры

                                     Кафедра экологии и природопользования 
 
 
 
 
 
 
 

      Контрольная работа вариант № 1

        Геоморфология с основами геологии 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Студента заочного факультета, специальности

      "Прикладная  геодезия"

      Курс 3 СПГ

      Леонова Александра Владимировича

      10331

1. Химический состав Земной Коры.
2. Процессы выветривания.
3. Пликтивные дислокации (складки, их элементы, типы складок в разрезе и плане. Элементы залегания слоя).
4. Происхождение минералов.
5. Классификация магматических горных пород.
6. Построение инженерно- геологического профиля.

 
 

1. Химический  состав Земной Коры.

     Химические  изменения в земной коре определяются преимущественно геохимической  историей главных породообразующих элементов, содержание которых составляет свыше 1%. Вычисления среднего химического  состава земной коры проводились  многими исследователями как  за рубежом (Ф. Кларк, Г. С. Вашингтон, В. М. Гольдшмидт, Ф.Тейлор, В. Мейсон и  др.), так и в Советском Союзе (В.И.Вернадский, А. Е. Ферсман, А. П. Виноградов, А. А. Ярошевский и др.)   

       Для суждения о химическом  составе Земли привлекаются данные  о метеоритах, представляющих собой  наиболее вероятные образцы протопланетного  материала, из которого сформировались  планеты земной группы и астероиды.  К настоящему времени хорошо  изучено много выпавших на  Землю в разные времена и  в разных местах метеоритов.

     На  основании анализа состава различных  метеоритов, а также полученных экспериментальных  геохимических и геофизических  данных, рядом исследователей дается современная оценка валового элементарного  состава Земли, представленная в  таблице. 

Химический  состав земной коры ( вес, %)

 

     Повышенное  распространение относится к  четырем важнейшим элементам - О, Fe, Si, Mg, составляющим свыше 91%. В группу менее распространенных элементов  входят Ni, S, Ca, A1. Остальные элементы периодической системы Менделеева в глобальных масштабах по общему распространению имеют второстепенное значение.  

2. Процессы  выветривания.

     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. 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 с химическое выветривание.

     1)  ФИЗИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ

     В этом типе наибольшее значение имеет  температурное выветривание, которое  связано с суточными и сезонными  колебаниями температуры, что вызывает то нагревание, то охлаждение поверхностной  части горных пород.

     Интенсивное физическое (механическое) выветривание происходит в районах с суровыми климатическими условиями (в полярных и субполярных странах) с наличием многолетней мерзлоты, обусловливаемой  ее избыточным поверхностным увлажнением. В этих условиях выветривание связано  главным образом с расклинивающим действием замерзающей воды в  трещинах и с другими физико-механическими  процессами, связанными с льдообразованием. Температурные колебания поверхностных  горизонтов горных пород, особенно сильное  переохлаждение, зимой, приводят к объемно-градиентному напряжению и образованию морозобойных трещин, которые в дальнейшем разрабатываются  замерзающей в них водой.

     1)  ХИМИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ

     Одновременно  с физическим выветриванием в  областях с промывным типом режима увлажнения происходят и процессы химического  изменения с образованием новых  минералов. При механической дезинтеграции  плотных горных пород образуются макротрещины, что способствует проникновению  в них воды и газа и, кроме того, увеличивает реакционную поверхность  выветривающихся пород. Это создает  условия для активизации химических и биогеохимических реакций. Проникновение  воды или степень увлажненности  не только определяют преобразование горных пород, но и обусловливают  миграцию наиболее подвижных химических компонентов. Это находит особенно яркое отражение во влажных тропических  зонах, где сочетаются высокая увлажненность, высокотермические условия и  богатая лесная растительность. Последняя  обладает огромной биомассой и значительным спадом. Эта масса отмирающего  органического вещества преобразуется, перерабатывается микроорганизмами, в  результате в большом количестве возникают агрессивные органические кислоты (растворы). Высокая концентрация ионов водорода в кислых растворах  способствует наиболее интенсивному химическому  преобразованию горных пород, извлечению из кристаллических решеток минералов  катионов и вовлечению их в миграцию. 

3. Пликтивные  дислокации (складки, их элементы, типы

  складок в разрезе  и плане. Элементы  залегания слоя).

     Пликативные дислокации (складчатые нарушения) — это дислокации, которые происходят без разрыва сплошности пластов горных пород .Среди них различают следующие основные виды тектонических нарушений : моноклинали, флексуры и складки.

     Основной  формой пликативных дислокаций являются складки – волнообразные изгибы слоев (пластов) горных пород разнообразной  формы и величины. Различают антиклинальные и синклинальные складки, которые  в большинстве случаев бывают сопряженными. Антиклинальная складка (антиклиналь, рис.1)  характеризуется тем, что перегиб слоев выпуклостью обращен к верху. В центральной части антиклиналей расположены наиболее древние слои, вокруг них по мере удаления от ядра -  более молодые. Синклинальная складка (синклиналь, рис.2) выпуклой частью обращена к низу. В синклинальных складчатых образованиях (синклиналях), наоборот, центральная часть сложена более молодыми слоями, чем их периферия. 
 
 
 
 
 
 

     Рис.1                                                                           Рис.2

                  

       В каждой складке выделяют  следующие элементы: замок, или  ядро, - часть складки в месте  перегиба слоев, которая называется  сводом у антиклинали и мульдой  - у синклинали; крыло – периферийная  часть или склон складки (у смежной антиклинальной и синклинальной складок одно крыло общее); шарнир - линия, соединяющая точки перегиба слоя; осевая поверхность – плоскость,  проходящая через шарниры всех слоев складки на равном удалении от их крыльев; ось складки – линия пересечения осевой поверхности с поверхностью рельефа; угол складки – угол образующийся при пересечении поверхностей одного слоя разных крыльев складки; высота складки – расстояние между наиболее высокой точкой антиклинали и наиболее низкой точкой смежной синклинали.

4. Происхождение минералов.

     Минералами называются природные химические соединения или отдельные химические элементы, возникшие в результате физико-химических процессов, происходящих в Земле. В земной коре минералы находятся преимущественно в кристаллическом состоянии, и лишь незначительная часть - в аморфном.

     Формы нахождения минералов в природе  разнообразны и зависят главным  образом от условий образования. Это либо отдельные кристаллы  или их закономерные сростки (двойники), либо четко обособленные минеральные  скопления, либо, чаще, скопления минеральных  зерен - минеральные агрегаты.

     Большинство минералов кристаллизуется из некоторых  видов растворов. Они образуются в результате:

     - остывания магмы  или аналогичного  ей вещества на  земной поверхности  называемой лавой;

     - выделения из глубинных  растворов, содержащих  горячую воду или  горячие газы, в  том числе водяной  пар, как в случае  многих минеральных  жил руд металлов;

     - конденсации горячих  паров при образовании  минералов типа  сублимационной серы  вблизи жерл вулканов;

     - химических реакций  с уже существующими  минералами, как например, при гидротермальном  преобразовании полевого  шпата в слюду  или при окислении  железосодержащих  минералов в зоне  химического выветривания  у поверхности  Земли;

     - замещения одного, более раннего  минерала другим

     - перекристаллизации  ранее существовавших  минералов с образованием  новых соединений  под влиянием изменившихся  условий температуры  и давления;

     - выпаривание водных  растворов.

5. Классификация магматических горных пород

     Магматические породы классифицируются с учетом их структуры и минерального состава. Их разнообразие обусловлено первичным  различием магм, происходящими в  них реакциями, ассимиляцией окружающих пород,  смешиванием магм, а также  деффиренциацией(при фракционной  кристаллизации, осаждении кристаллов, фильтрующем выжимании, гравитационном разделении в жидком состоянии, отделении  несмешивающихся фракций, и стечении газа).

     Наиболее  распространенные магматические породы. Нормальный ряд. Ультраосновные породы (гипербазиты, или ультра-мафиты) в строении земной коры играют незначительную роль, причем особенно редки эффузивные аналоги этой группы (пикриты и пикритовые порфириты). Все ультраосновные породы обладают большой плотностью (3,0-3,4), обусловленной их минеральным составом (см. выше).

     Дуниты - глубинные породы, обладающие полнокристаллической обычно мелко- и среднезернистой структурой. Состоят на 85- 100% из оливина, который обусловливает их темно-серую, желто-зеленую и зеленую окраску. В результате вторичных изменений оливин часто переходит в серпентин и магнетит, что придает породам темно-зеленый и черный цвет. В этом случае зернистая структура становится практически невидимой. Для выветрелой поверхности характерна вторичная бурая корка гидроокислов железа.

     Перидотиты  - наиболее распространенные из ультраосновных глубинных пород. Обладают полнокристаллической средне- или мелкозернистой, порфировидной и скрытокристаллической структурой. Состоят из оливина (70-50%) и пироксенов. Темно-зеленые или черные, что обусловливается цветом оливина или вторичного серпентина. На этом фоне выделяются более крупные вкрапленники пироксенов, хорошо заметные по стеклянному блеску на плоскостях спайности.

     Пироксениты - глубинные породы, обладающие полнокристаллической, крупно- или среднезернистой структурой. Состоят главным образом из пироксенов, придающих породам зеленовато-черный и черный цвет; в меньшем количестве (до 10-20%) присутствует оливин. По содержанию окиси кремния пироксениты относятся к основным и даже средним породам, но отсутствие полевых шпатов позволяет относить их к ультраосновным.