Контрольная работа по "Геология"

Изложенный принцип «зонной» плавки был использован известным геохимиком А. П. Виноградовым для создания модели образования земной коры. Согласно этой модели, определенные очаги расплава, перемещающиеся в радиальном направлении, обеспечили закономерную дифференциацию вещества мантии. Состав первоначально возникающего расплава не отличался от состава исходного материала. Но многократное повторение этого процесса обусловило разделение вещества, вынос из мании относительно легкоплавких соединений и накопление их на поверхности планеты.

В результате дифференциации исходного вещества происходит закономерное перераспределение химических элементов по оболочкам Земли. Если принять, что состав исходного вещества мантии близок к составу каменных метеоритов, то можно проследить, как менялось содержание важнейших химических элементов в процессе образования земной коры.

На рисунке 2 хорошо видно, что выделение легкоплавких соединений из исходного вещества планеты сопровождалось прогрессирующим накоплением кремния, алюминия, кальция, калия, натрия, фтора, хлора. В то же время большая часть железа, магния, серы оставалась в веществе мантии.

Предложены и другие модели, но независимо от тех или иных представлений о механизме массопереноса большая часть ученых разделяет мнение о том, что земная кора образовалась путем выноса из мантии легкоплавких и легколетучих химических соединений.

 
Рис.2. Среднее содержание основных химических элементов в главных типах горных пород и в каменных метеоритах, в весовых процентах

Процесс выноса легколетучих и легкоплавких химических соединений весьма сложен. Если образование базальтовой коры как продукта выплавления из вещества мантии не вызывает сомнений, то в процессе образования гранитного слоя еще очень много неясного. Многочисленные факты свидетельствуют, что образование крупных масс гранитов приурочено к определенной стадии развития геосинклиналей, на которой процессы регионального метаморфизма достигают своей наивысшей степени — палингенеза. При этом происходит расплавление метаморфизуемых пород под воздействием не только высоких температур и давления, но также глубинных флюидов, дегазированных из мантии. Образующийся расплав насыщается химическими элементами, поступившими в результате дегазации, состав его становится более сложным по сравнению с выплавляемыми базальтами, изливающимися на океаническом дне из глубинных разломов. Рассмотренный процесс получил название гранитизация. Возможно, что таким путем образовались огромные массы гранитных батолитов.

Активный вынос легколетучих соединений, обусловливающих гранитизацию мощных толщ осадков, происходит не повсеместно на поверхности земного шара, а лишь в определенных структурных элементах земной коры — геосинклиналях. Локализация процессов активного выноса, по-видимому, связана с неравномерным распределением источников энергии, в частности, масс радиоактивных элементов в мантии. Таким образом, континенты, кора которых содержит гранитный слой, можно рассматривать как участки земной коры, в пределах которых особенно активно происходил вынос легколетучих и легкоплавких химических соединений из мантии. На площади распространения океанической коры этот процесс происходил менее активно, о чем свидетельствуют не только меньшая мощность слоя выплавленных базальтов, но и бедность океанических базальтов многими химическими элементами по сравнению с базальтами континентальной коры. По расчетам А. Б. Ронова и А. А. Ярошевского, общая масса вещества, вынесенного из мантии в континентальную кору, составляет 22,37*1018 т, а в океаническую — почти в четыре раза меньше.

Особенно важное значение процесс образования континентальной земной коры имел для перераспределения металлов. Как следует из данных (рис.3), содержание одних металлов резко возрастает в гранитном слое по сравнению с исходным веществом мантии, а содержание других — уменьшается. В процессе выплавления вещества земной коры в мантии задерживались металлы группы железа — никель, кобальт, хром, отчасти марганец.

 
Рис.3. Перераспределение некоторых редких и рассеянных химических элементов в процессе образования земной коры, в 1-10-3 %

Поэтому содержание никеля в породах верхних горизонтов Земной коры по сравнению с содержанием в исходном веществе уменьшается в десятки раз, примерно в сто раз уменьшается содержание кобальта и хрома, в тысячу раз платины. В процессе выплавления земной коры уменьшилось также содержание ртути, но это произошло по причине выноса паров этого металла, поступавших в атмосферу и растворявшихся в природных водах.

Металлы, содержание которых в целом увеличивается в земной коре, распределяются в горных породах неодинаково. Выделяется группа металлов, концентрирующихся в гранитном слое континентальной земной коры, обогащенной кремнием, алюминием, щелочами, легколетучими соединениями. Сюда относятся цирконий, ниобий, барий, олово, свинец, уран. Например, концентрация свинца увеличивается в 100 раз, урана — еще более. Другая группа металлов концентрируется в базальтовых породах. В эту группу входят титан, ванадий, медь, цинк.

Одновременно с выплавлением легкоплавких соединений из вещества мантии происходило выделение газов разных веществ. В результате дегазации мантии образовалась основная масса газов и воды, имеющихся на нашей планете. При этом расчеты показывают, что на протяжении геологической истории из мантии вынесено только около 10% содержавшихся в ней каждого газа. Так, например, по данным А. П. Виноградова, содержание воды в мантии составляет 2*1022 кг, а ее общее количество в гидросфере и атмосфере — 1,5*1021 кг. В результате процесса дегазации выносились также возгоняемые соединения тяжелых металлов.

Совершенно особое положение в земной коре занимает самый наружный слой, который некоторые ученые называют осадочной оболочкой Земли. По минералогическому составу он принципиально отличен от двух других слоев коры. В составе осадочной оболочки преобладают не силикаты с разнообразной кристаллохимической структурой, как в гранитном и базальтовом слоях земной коры, а дисперсные силикаты со сложной структурой — глины, составляющие 40% осадочного слоя, карбонаты — 23%. Среди обломочных минералов, сохранившихся при гипергенном преобразовании гранитного слоя, входящих в состав осадочной оболочки и составляющих 19% ее массы, доминирует кварц — наиболее устойчивый к выветриванию эндогенный минерал. Химический состав осадочного слоя обогащен не только Н2O и СO2, но также окисленными формами серы, органическим углеродом, хлором, фтором, азотом и тяжелыми металлами. Все эти соединения и элементы выносятся из мантии путем дегазации, но в процессе гипергенеза и седиментогенеза связываются и аккумулируются в веществе осадочного слоя.

Таким образом, на поверхности Земли происходит глубокое преобразование вещества гранитного слоя. Главным фактором этого процесса является суммарный геохимический эффект жизнедеятельности организмов. Это проявляется как в непосредственном участии организмов в осадкообразовании, так и в регулировании условий, определяющих направленность преобразования горных пород гранитного слоя: содержание кислорода и углекислого газа в атмосфере, щелочно-кислотных параметров природных вод, окислительно-восстановительных условий, присутствие органических соединений и др.

Установлено, что большая часть массы вещества осадочных пород, образованных на протяжении последних 600 млн. лет, находится в пределах континентальной коры, причем примерно половина этой массы сосредоточена в геосинклиналях. Формирование метаморфических пород древних щитов — главных фрагментов гранитного слоя — также происходило в тектонически-активных структурах. Можно предполагать, что многие особенности гранитного слоя сложно связаны с суммарным геохимическим эффектом жизнедеятельности организмов геологического прошлого. Имея это в виду, В. И. Вернадский назвал гранитный слой земной коры «следами былых биосфер».

Генетическая классификация месторождений 
— основана на генетических принципах, т. е. учитывает выясненные в той или иной мере источникивещества м-ний, геол. и физ.-хим. условия их образования. По этим признакам м-ния разделяются на 2главнейшие гр.: эндогенные (гипогенные), возникшие за счет внутренней тепловой энергии земного шара, иэкзогенные, образование которых связано с внешней солнечной энергией, получаемой земнойповерхностью. Среди эндогенных м-ний выделяют м-ния магматогенные, связанные с магм, деятельностью(образованием язв. п.), и метаморфогенные, образованные или преобразованные процессами глубинногометаморфизма. В лит. США термину “м-ния эндогенные” нередко придается иное значение, а для термина“м-ния метаморфогенные” в большинстве классификаций вообще не указывается на подчиненность егом-ниям эндогенным. Разл. варианты К. м. п. и. г. были созданы в Европе и США за последние 100 лет и гл.обр. в конце XIX в. взамен более простой ранее распространенной морфологической классификации.Наиболее известными и детально разработанными из иностранных классификаций, несколько раздополнявшихся, являются амер. классификация Линдгрена (1913, 1933) и швейцарско-нем. Ниггли (1925,1941) и Шнейдерхена (1926, 1941, 1955). Большой вклад в разработку К. м. п. и. г. внесли русские ученые —Богданович (1912), Левинсон-Лессинг (1911), Заварицкий (1926, 1950 и др.), Обручев (1935), Усов (1933),Смирнов (1947), Билибин (1955), Бетехтин (1953), Татаринов и Магакьян (1949), Татаринов (1963), В.Смирнов (1965) и др. Классификации Линдгрена, Шнейдерхена, Богдановича, Обручева, Татариноваохватывают все м-ния, как эндогенные, так и экзогенные, но основное внимание ученых привлекларазработка генетической классификации эндогенных м-ний, связанная с большими трудностями ввидунедостаточной изученности процессов образования ряда типов этих м-ний, источников их вещества и геол.обстановки. В широко распространенной классификации Линдгрена эндогенные м-ния подразделяются наобразованные в г. п. горячими растворами или газовыми эманациями из магм.тел (эпигенетические) и навозникшие в магмах при их дифференциации (сингенетические). Дальнейшее разделение ведется посвойственным каждой выделенной гр. м-ний пределам температуры образования и примерной величинедавления. Сам автор указывал на недостаточность имевшегося в то время материала для составлениягенетической классификации, что и вызвало дальнейшие ее изменения и дополнения. Построенныенесколько иначе, близкие между собой классификации магматогенных м-ний Ниггли (вариант 1941 г.) иболее дробная Шнейдерхена (1941 и 1949), основаны на следующих главных генетических критериях: 1)место выделения рудоносных растворов из магмы (м-ния вулк., суб-вулк., плутонические иглубинно-плутонические); 2) место отложения рудного материала: а) глубина от поверхности; б) удалениеот источника; в) характер вмещающих п.; 3) температура процесса образования рудоносных растворов; 4)температура главной эпохи рудообразования. Шнейдер-хен расчленяет эндогенные м-ния на 8 главных(обобщенных) и выделяет около 70 частных рудных форм, связанных между собой переходами. С. Смирнов(1947) в критическом разборе классификации Ниггли обращает внимание на ее излишнюю сложность и, вчастности, на отсутствие введения в классификацию как основного признака места выделения рудоносныхрастворов. С. Смирнов приводит свои соображения о построении схемы генетической классификациимагматогенных м-ний, близкой к схеме Ниггли, но с включением понятия “рудные форм.” (выделенные похим.-минералогическим особенностям). Он рекомендовал в будущем, когда удастся провести более дробноеи обоснованное выделение тектоно-магм. комплексов п., характерных для определенных крупныхструктурных единиц земной коры с присущим каждому из них комплексом м-ний, во главу угла поставитьименно тектоно-магм. комплексы с последующим их расчленением, выделением рудных форм с учетомглубины и температуры рудообразования. Идеи С. Смирнова развивал в своих работах по общей ирегиональной металлогении и, принципам составления металлогенических карт Билибин (1955, 1961). Имвыделено более 20 комплексов магм. п., относящихся к последовательным этапам геол. развития земнойкоры, и примерно столько же комплексов рудных м-ний, связанных с магм. комплексами. В позднейшихработах советских геологов неоднократно указывается, что необходимый материал для построениягенетической классификации м-ний дадут составляемые металлогенические карты. Примером общей К. м, п.и. г., построенной на металлогенической основе, является следующая (сокращенная) классификацияТатаринова (1963).

А. Эндогенные м-ния. I. Собственно магматические. 1. Сегрегационные: а) раннемагм.; б) позднемагм. 2.Ликвационные. II. Пегматитовые. III. Постмагм. 1. Пневматолитовые (контактово-метасомат.). 2. Гидротерм.:а) умеренных и значительных глубин, меньших глубин и приповерхностные. 3. Эксгаляционные. Б.Экзогенные м-ния. I. М-ния выветривания. 1. Обломочные (в т. ч. россыпи). 2. Остаточные: а) м-ния корывыветривания; б) м-ния типа железных шляп. 3. Инфильтрационные. II. М-ния осад. 1. Механические осадки.2. Хим. осадки (в т. ч. биохим.). В. Метам. м-ния. 1. Метаморфизованные. 2. Метам.

В 1964 г. В. Смирнов предложил новую классификацию только одной крупной и важной гр. гидротерм, м-ний,принадлежность к которой многих м-ний часто вызывает дискуссии. Он выделяет среди них следующие 5классов.: 1) грейзеновые; 2) эндотерм. с подразделением их на кварцевый, сульфидный и карбонатныйподклассы; 3) телетерм.; 4) колчеданные; 5) субвулк. При выделении этих классов и подклассов наряду сгеол. и физ.-хим. условиями образования м-ний, в частности связи их с определенными тектоно-магм.комплексами п., существенную роль играет минер. сост. руд, отражающий эти условия для каждого класса иподкласса. В еще большей степени пытался использовать приведенные выше воззрения С. СмирноваТвалчрелидзе (1966) в своем “Опыте систематики эндогенных м-ний складчатых областей (наметаллогенической основе)”. Им в основу классификации положено подразделение м-ниий по типамсоставных частей геосинклиналей. Таких типов автор выделяет 13. В качестве второго признака систематикииспользованы 19 магм. форм.; третьим признаком являются рудные комплексы (их выделено 22 безповторных) и четвертым — рудные форм, (их > 40) . В рудных форм, выделяются еще минеральные типы.Автор указывает, что при добавлении рудных форм., характерных для платформенных областей, общеечисло их возрастает по крайней мере до 60. Несмотря на большое количество русских и иностранных работ,опубликованных за последние годы, посвященных вопросам рудообразования, региональной металлогениии непосредственно систематике рудных м-ний, до настоящего времени еще не создано хорошообоснованная К. м. п. И. г., особенно эндогенных. Син.: систематика м-ний полезных ископаемых на геол.основе. В. Г. Грушевой.

Основные генетические типы месторождений. 
Таблица 3 Сводная генетическая классификация месторождений полезных ископаемых

Серия	Группа	Класс	Подкласс
Магматогенная(эндогенная)	Магматическая	Ликвационный Раннемагматический Позднемагматический	-
Карбонатитовая	Магматический Метасоматический Комбинированный	-
Пегматитовая	Простые пегматиты Перекристаллизованные пегматиты Метасоматически замещенные пегматиты	-
Альбитит-грейзеновая	Альбититовый Грейзеновый	-
Скарновая	Известковых скарнов Магнезиальных скарнов Силикатных скарнов	-
Гидротермальная	Плутоногенный Вулканогенный Амагматогенный (телетермальный, стратиформный)	-
Колчеданная	Гидротермально-метасоматический Гидротермально-осадочный Комбинированный	-
Седиментогенная(экзогенная)	Выветривания	Остаточный Инфильтрационный	-
Россыпная	Элювиальный Делювиальный Пролювиальный Аллювиальный	-     Косовый Русловый Долинный Дельтовый Террасовый
Литоральный	Озерный Морской Океанический
Гляциальный	Моренный Флювиогляциальный
Осадочная	Механический Химический Биохимический Вулканогенный	-
Метаморфогенная	Метаморфизованная	Регионально-метаморфизованный Контактово-метаморфизованный	-
Метаморфическая	-

 

3. опишите химический состав,диагностические признаки и происхождение следующих минералов: 
киноварь: 
 
Киноварь

Свойства

Сингония: Тригональная

Состав (формула): HgS

Цвет:

Красный на свежем сколе, окисляясь постепенно темнеет за счёт плёнки побежалости.