Эндогенные процессы - геологические процессы, связанные с энергией, возникающей в недрах Земли. К эндогенным процессам относятся тектонические движения земной коры, магматизм, метаморфизм, сейсмические итектонические процессы. Главными источниками энергии эндогенных процессов являются тепло и перераспределение материала в недрах Земли по плотности (гравитационное дифференциация). Это процессы внутренней динамики: происходят вследствие воздействия внутренних, по отношению к Земле, источников энергии.лубинное тепло Земли, по мнению большинства учёных, имеет преимущественно радиоактивное происхождение. Определённое количество тепла выделяется и при гравитационной дифференциации. Непрерывная генерация тепла в недрах Земли ведёт к образованию потока его к поверхности (тепловой поток). На некоторых глубинах в недрах Земли при благоприятном сочетании вещественного состава, температуры и давления могут возникать очаги и слои частичного плавления. Таким слоем в верхней мантии является астеносфера - основной источник образования магмы; в ней могут возникать конвекционные токи, которые служат предположительного причиной вертикальных и горизонтальных движений в литосфере. Конвекция происходит и в масштабе всей мантия|мантии, возможно, раздельно в нижней и верхней, тем или иным способом приводя к крупным горизонтальным перемещениям литосферных плит. Охлаждение последних ведёт к вертикальным опусканиям (тектоника плит). В зонах вулканических поясов островных дуг и окраин континентов основные очаги магм в мантии связаны со сверхглубинными наклонными разломами(сейсмофокальные зоны Вадати-Заварицкого-Беньоффа), уходящими под них со стороны океана (приблизительно до глубины 700 км). Под влиянием теплового потока или непосредственно тепла, приносимого поднимающейся глубинноймагмой, возникают так называемые коровые очаги магмы в самой земной коре; достигая приповерхностных частей коры, магма внедряется в них в виде различных по форме интрузивов (плутонов) или изливается на поверхность, образуя вулканы. Гравитационная дифференциация привела к расслоению Земли на геосферы разной плотности. На поверхности Земли она проявляется также в форме тектонических движений, которые, в свою очередь, ведут к тектоническим деформациям пород земной коры и верхней мантии; накопление и последующая разрядка тектонических напряжений вдоль активных разломов приводят к землетрясениям. Оба вида глубинных процессов тесно связаны: радиоактивное тепло, понижая вязкость материала, способствует его дифференциации, а последняя ускоряет вынос тепла к поверхности. Предполагается, что сочетание этих процессов ведёт к неравномерности во времени выноса тепла и лёгкого вещества к поверхности, что, в свою очередь, может объяснить наличие в истории земной коры тектономагматических циклов. Пространственные неравномерности тех же глубинных процессов привлекаются к объяснению разделения земной коры на более или менее геологически активные области, например на геосинклинали и платформы. С эндогенными процессами связано формирование рельефа Земли и образование многих важнейших полезных ископаемых.
Экзогенные- геологические процессы, обусловленные внешними по отношению к Земле источниками энергии (преимущественно солнечное излучение) в сочетании с силой тяжести. Э. п. протекают на поверхности и в приповерхностной зоне земной коры в форме механического и физико-химического её взаимодействия с гидросферой и атмосферой. К ним относятся: Выветривание, геологическая деятельность ветра (эоловые процессы, Дефляция), проточных поверхностных и подземных вод (Эрозия, Денудация), озёр и болот, вод морей и океанов (Абразия), ледников (Экзарация). Главные формы проявления Э. п. на поверхности Земли: разрушение горных пород и химическое преобразование слагающих их минералов (физическое, химическое, органическое выветривание); удаление и перенос разрыхлённых и растворимых продуктов разрушения горных пород водой, ветром и ледниками; отложение (аккумуляция) этих продуктов в виде осадков на суше или на дне водных бассейнов и постепенное их преобразование в осадочные горные породы (Седиментогенез, Диагенез, Катагенез). Э. п. в сочетании с эндогенными процессами участвуют в формировании рельефа Земли, в образовании толщ осадочных горных пород и связанных с ними месторождений полезных ископаемых. Так, например, в условиях проявления специфических процессов выветривания и осадконакопления образуются руды алюминия (бокситы), железа, никеля и др.; в результате селективного отложения минералов водными потоками формируются россыпи золота и алмазов; в условиях, благоприятствующих накоплению органические вещества и обогащенных им толщ осадочных горных пород, возникают горючие полезные ископаемые.
| 7-Химический и минеральный состав земной коры | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В состав земной коры входят все известные химические элементы. Но распределены они в ней неравномерно. Наиболее распространены 8 элементов (кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, натрий, калий, магний), которые составляют 99,03% от общего веса земной коры; на долю остальных элементов (их большинство) приходится всего 0,97%, т. е. менее 1%. В природе, благодаря геохимическим процессам нередко образуются значительные скопления какого-либо химического элемента и возникают его месторождения, а другие элементы находятся в рассеянном состоянии. Вот почему некоторые элементы, составляющие небольшой процент в составе земной коры, как, например, золото, находят практическое применение, а другие элементы, пользующиеся более широким распространением в земной коре, как, например, галлий (его содержится в земной коре почти в два раза больше, чем золота), не находят широкого применения, хотя и обладают весьма ценными качествами (галлий применяется для изготовления солнечных фотоэлементов, используемых в космическом кораблестроении). «Редкого» в нашем понимании ванадия в земной коре содержится больше, чем «распространенной» меди, но он не образует больших скоплений. Радия в земной коре содержится десятки миллионов тонн, но он находится в рассеянном виде и поэтому представляет «редкий» элемент. Общие запасы урана исчисляются триллионами тонн, но он рассеян и редко образует месторождения. Химические элементы, входящие в состав земной коры, не всегда находятся в свободном состоянии. Большей частью они образуют природные химические соединения - минералы; Минерал-составная часть горной породы, образовавшейся в результате физико- химических процессов, протекавших и протекающих внутри Земли и на ее поверхности. Минерал - вещество определенного атомного, ионного, или молекулярного строения, устойчивый при определенных значениях температуры и давления. В настоящее время некоторые минералы получают и искусственным путем. Абсолютное большинство представляет собой вещества твердые, кристаллические (кварц и др.). Бывают минералы жидкие (самородная ртуть) и газообразные (метан). В виде свободных химических элементов, или, как их называют, самородных, встречаются золото, медь, серебро, платина, углерод (алмаз и графит), сера и некоторые другие. Такие химические элементы, как молибден, вольфрам, алюминий, кремний и многие другие, встречаются в природе только в виде соединений с другими элементами. Человек извлекает нужные ему химические элементы из природных соединений, которые служат рудой для получения этих элементов. Таким образом, рудой называются минералы или горные породы, из которых промышленным способом можно извлекать чистые химические элементы (металлы и неметаллы). Минералыбольшей частью встречаются в земной коре совместно, группами, образуя большие естественные закономерные скопления, так называемые горные породы. Горными породами называются минеральные агрегаты, состоящие из нескольких минералов, или большие их скопления. Так, например, горная порода гранит состоит из трех основных минералов: кварца, полевого шпата и слюды. Исключение составляют горные породы, состоящие из одного минерала, как, например, мрамор, состоящий из кальцита. Минералы и горные породы, которые используются и могут быть использованы в народном хозяйстве, называются полезными ископаемыми. Среди полезных ископаемых различают металлические, из которых извлекают металлы, неметаллические, используемые в качестве строительного камня, керамического сырья, сырья для химической промышленности, минеральных удобрений и т. д., горючие ископаемые - уголь, нефть, горючие газы, горючий сланец, торф. Минеральные скопления, содержащие полезные компоненты в количествах, достаточных для экономически выгодной их добычи, представляют месторождения полезных ископаемых.
8- Распространенность химических элементов в земной коре
|
9- Общие сведения о минералах
Минера́л (от позднелат. "minera" - руда) - природное твёрдое тело с определённым химическим составом, физическими свойствами и кристаллической структурой, образующееся в результате природных физико-химических процессов и являющееся составной частью Земной Коры, горных пород, руд, метеоритов и других планет Солнечной системы. Изучением минералов занимается наука минералогия.
Понятие "минерал" подразумевает твёрдое природное неорганическое кристаллическое вещество. Но иногда его рассматривают в неоправданно расширенном контексте, относя к минералам некоторые органические, аморфные и другие природные продукты, в частности некоторые горные породы, которые в строгом смысле не могут быть отнесены к минералам.
· Минералами считаются также некоторые природные вещества, представляющие из себя в обычных условиях жидкости (например, самородная ртуть, которая приходит к кристаллическому состоянию при более низкизкой температуре). Воду, напротив, к минералам не относят, рассматривая её как жидкое состояние (расплав) минерала лёд.
· Некоторые органические вещества - нефть, асфальты, битумы - часто ошибочно относят к минералам.
· Некоторые минералы находятся в аморфном состоянии и не имеют кристаллической структуры. Это относится главным образом к т. наз. метамиктным минералам, имеющим внешнюю форму кристаллов, но находящимя в аморфном, стеклоподобном состоянии вследствии разрушения их изначальной кристаллической решетки под действием жёсткого радиоактивного излучения входящих в их собственный состав радиоактивных элементов (U,Th, и тд.). Различают минералы явнокристаллические, аморфные - метаколлоиды (например, опал, лешательерит и др.) и метамиктные минералы, имеющие внешнюю форму кристаллов, но находящиеся в аморфном, стеклоподобном состоянии.
Конец работы -
Эта тема принадлежит разделу:
Происхождение и ранняя история развития земли
Любой магматический расплав состоит из жидкости газа и тв рдых кристаллов которые стремятся к равновесному состоянию в зависимости от изменения.. физические и химические свойства.. петрографический состав земной коры..
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Все темы данного раздела:
Происхождение и ранняя история развития Земли
Образование планеты Земля. Процесс образования каждой из планет Солнечной системы имел свои особенности. Около 5 млрд. лет на расстоянии 150 млн. км от Солнца зародилась наша планета. При падении н
Внутреннее строение
Земля, как и другие планеты земной группы, имеет слоистое внутреннее строение. Она состоит из твёрдых силикатных оболочек (коры, крайне вязкой мантии), и металлическ
Атмосфера, гидросфера, биосфера Земли
Атмосфера-газовая оболочка, окружающая небесное тело. Ее характеристики зависят от размера, массы, температуры, скорости вращения и химического состава данного небесного тела, а та
Состав атмосферы
В высоких слоях атмосферы состав воздуха меняется под воздействием жесткого излучения Солнца, которое приводит к распаду молекул кислорода на атомы. Атомарный кислород является основным компонентом
Тепловой режим Земли
Внутреннее тепло Земли. Тепловой режим Земли складывается из двух видов: внешней теплоты, получаемой в виде солнечной радиации, и внутренней, зарождающейся в недрах планеты. Солнце дает Земле огром
Химический состав магмы
В магме содержатся практически все химические элементы таблицы Менделеева, среди которых: Si, Al, Fe, Са, Mg, К, Ti, Na, а также различные летучие компоненты (оксиды углерода, сероводород, водород
Разновидности магмы
Базальтовая - (основная) магма, по-видимому, имеет большее распространение. В ней содержится около 50 % кремнезёма, в значительном количестве присутствуют алюминий, кальций, желе
Генезис минералов
Минералы могут образовываться при разных условиях, в разных участках земной коры. Одни из них образуются из расплавленной магмы, которая может застывать как на глубине, так и на поверхности при вул
Эндогенные процессы
Эндогенные процессы минералообразования, как правило, связаны с внедрением в земную кору и застыванием раскаленных подземных расплавов, называемых магмами. При этом эндогенное минералообразование п
Экзогенные процессы
экзогенные процессы протекают в совершенно иных условиях нежели процессы эндогенного минералообразования. Экзогенное минералообразование приводит к физическому и химическому разложению того, что бы
Метаморфические процессы
Каким бы путем не образовывались горные породы и как бы устойчивы и прочны они не были, попадая в иные условия они начинают изменяться. Горные породы, образующиеся в результате изменения состава ил
Внутреннее строение минералов
По внутреннему строению минералы делятся на кристаллические (кухонная соль) и аморфные (опал). В минералах с кристаллическим строением элементарные частицы (атомы, молекулы) расп
Физические
Определение минералов производится по физическим свойствам, которые обусловлены вещественным составом и строением кристаллической решетки минерала. Это цвет минерала и его порошка, блеск, прозрачно
Сульфиды в природе
В природных условиях сера встречается преимущественно в двух валентных состояниях аниона S2, образующего сульфиды S2-, и катиона S6+, который входит в сульфатный ра
Описание
К этой группе относятся фтористые, хлористые и очень редкие бромистые и иодистые соединения. Фтористые соединения (фториды), генетически связаны с магматической деятельностью, они являются возгонам
Свойства
Трёхвалентные анионы 3−, 3− и 3− обладают сравнительно крупными размерами, поэтому наиболее устой
Генезис
Что касается условий образования относящихся к этому классу многочисленных минералов, то следует сказать, что подавляющее большинство их, особенно водных соединений, связано с экзогенными процессам
Структурные типы силикатов
В основе структурного строения всех силикатов лежит тесная связь кремния и кислорода; эта связь исходит из кристаллохимического принципа, а именно из отношения радиусов ионов Si (0.39Å) и O (
Структура, текстура, формы залегания горных пород
Структура – 1. для магматических и метасоматических пород, совокупность признаков горной породы, обусловленная степенью кристалличности, размерами и формой кристаллов, способом их
Формы залегания горных пород
Формы залегания магматических горных пород существенно различаются для пород, образовавшихся на некоторой глубине (интрузивных), и пород, излившихся на поверхность (эффузивных).
Основные ф
Карбонатиты
Карбонатитами называют эндогенные скопления кальцита, доломита и других карбонатов, пространственно и генетически ассоциированные с интрузивами ультраосновного щелочного состава центрального типа,
Формы залегания интрузивных пород
Внедрение магмы в различные горные породы, слагающие земную кору, приводит к образованию интрузивных тел (интрузивы, интрузивные массивы, плутоны). В зависимости от того, как взаимодействуют интру
Состав метаморфических пород
Химический состав метаморфических горных пород разнообразен и зависит в первую очередь от состава исходных. Однако состав может отличаться от состава исходных пород, так как в процессе метаморфизма
Строение метаморфических горных пород
Структуры и текстуры метаморфических горных пород возникают при перекристаллизации в твёрдом состоянии первичных осадочных и магматических горных пород под влиянием литостатического давления, темпе
Формы залегания метаморфических пород
Так как исходным материалом метаморфических горных пород являются осадочные и магматические породы, их формы залегания должны совпадать с формами залегания этих пород. Так на основе осадочных пород
Гипергенез и кора выветривания
ГИПЕРГЕНЕ́З - (от гипер... и «генез»), совокупность процессов химического и физического преобразования минеральных веществ в верхних частях земной коры и на ее поверхности (при низких температ
Фоссилии
Фоссилии (лат. fossilis - ископаемый) - ископаемые остатки организмов или следы их жизнедеятельности, принадлежащих прежним геологическим эпохам. Обнаруживаются людьми при р
Геологическая съемка
Геологическая съемка - Один из основных методов изучения геологического строения верхних частей земной коры какого-либо района и выявления его перспектив в отношении минерально-сыр
Грабены, рампы, рифты
Грабеном (нем. "graben" - копать) называется структура, ограниченная с двух сторон сбросами. (рис. 3, 4). Совершенно своеобразный тектонический тип представляют уз
Геологическая история развития Земли
Материал из Википедии - свободной энциклопедии
Геологическое время представленное на диаграмме называют геологическими часами, показывающими относительную длину эпох истории Земли с помет
Неоархейская эра
Неоархей - геологическая эра, часть архея. Охватывает временной период от 2,8 до 2,5 миллиарда лет назад. Период определен только хронометрически, геологический слой земных пород не выделяется. Так
Палеопротерозойская эра
Палеопротерозой - геологическая эра, часть протерозоя, начавшаяся 2,5 миллиарда лет назад и окончившаяся 1,6 миллиарда лет назад. В это время наступает первая стабилизация континентов. В это время
Неопротерозойская эра
Неопротерозой - геохронологическая эра (последняя эра протерозоя), начавшаяся 1000 млн лет назад и завершившаяся 542 млн лет назад. С геологической точки зрения характеризуется распадом древнего су
Эдиакарийский период
Эдиакарий - последний геологический период неопротерозоя, протерозоя и всего докембрия, непосредственно перед кембрием. Длился примерно с 635 по 542 миллионов лет до н. э. Название периода образова
Фанерозойский эон
Фанерозойский эон - геологический эон, начавшийся ~ 542 млн лет назад и продолжающийся в наше время, время «явной» жизни. Началом фанерозойского эона считается кембрийский период, когда произошло р
Палеозойская эра
Палеозойская эра, Палеозой, PZ - геологическая эра древней жизни планеты Земля. Самая древняя эра в фанерозойском эоне, следует за неопротерозойской эрой, после неё идет мезозойская эра. Палеозой н
Каменноугольный период
Каменноу́гольный пери́од, сокращенно карбо́н (С) - геологический период в верхнем палеозое 359,2 ± 2,5-299 ± 0,8 млн лет назад. Назван из-за сильног
Мезозойская эра
Мезозой - участок времени в геологической истории Земли от 251 млн до 65 млн лет назад, одна из трёх эр Фанерозоя. Впервые выделен в 1841 году британским геологом Джоном Филлипсом. Мезозой - эра те
Кайнозойская эра
Кайнозо́й (кайнозойская эра) - эра в геологической истории Земли протяженностью в 65,5 миллионов лет, начиная с великого вымирания видов в конце мелового периода по настоящее
Палеоценовая эпоха
Палеоцен - геологическая эпоха палеогенового периода. Это первая эпоха палеогена за которой следует эоцен. Палеоцен охватывает период от 66,5 до 55,8 миллионов лет назад. Палеоценом начинается трет
Плиоценовая эпоха
Плиоцен - эпоха неогенового периода, начавшаяся 5,332 миллиона лет назад и закончившаяся 2,588 миллионов лет назад. Эпохе плиоцена предшествует эпоха миоцена, а последовательницей яв
Четвертичный период
Четвертичный период, или антропоген - геологический период, современный этап истории Земли, завершает кайнозой. Начался 2,6 миллиона лет назад, продолжается по сей день. Это самый короткий геологич
Плейстоценовая эпоха
Плейстоцен - самый многочисленный и καινός - новый, современный) - эпоха четвертичного периода, начавшаяся 2,588 миллиона лет назад и закончившаяся 11,7 тысяч лет наза
Запасы полезных ископаемых
(минеральные ресурсы) - количество минерального сырья и органических полезных ископаемых в недрах Земли, на её поверхности, на дне водоёмов и в объёме поверхностных и подземных вод. Запасы полезных
Оценка запасов
Количество запасов оценивается по данным геологической разведки применительно к существующим технологиям добычи. Эти данные позволяют вычислить объём тел полезных ископаемых, а при умножении объёма
Категории запасов
По степени достоверности определения запасов они разделяются на категории. В Российской Федерации действует классификация запасов полезных ископаемых с разделением их на четыре категории: А, В, C1
Балансовые и забалансовые запасы
Запасы полезных ископаемых, по их пригодности для использования в народном хозяйстве разделяются на балансовые и забалансовые.
К балансовым принадлежат такие запасы полезных ископаемых, ко
Эксплуатационная разведка
ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ РАЗВЕДКА - стадия геологоразведочных работ, проводимых в процессе разработки месторождения. Планируется и осуществляется в увязке с планами развития горных работ, опережая очистные
Разведка месторождений полезных ископаемых
Разведка месторождений полезных ископаемых (геологоразведка) - совокупность исследований и работ, осуществляемых с целью выявления и оценки запасов полезных ископа
Возраст горных пород
относительный возраст пород– это установление, какие породы образовались раньше, а какие – позже. Стратиграфический метод основан на том, что возраст слоя при нормальном залег
Балансовые запасы
БАЛАНСОВЫЕ ЗАПАСЫ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ- группа запасов полезных ископаемых, использование которых экономически целесообразно при существующей либо осваиваемой промышленностью прогрессивной технике и
Складчатые дислокации
Пликативные нарушения (от лат. plico - складываю) - нарушения первичного залегания горных пород (то есть, собственно дислокация)), которые приводят к возникновению изгибов горных пород различных ма
Прогнозные ресурсы
ПРОГНОЗНЫЕ РЕСУРСЫ- возможное количество полезных ископаемых в геологически слабо изученных участках земной и гидросферы. Оценка прогнозных ресурсов производится на основе общих геологических предс
Геологические разрезы и способы их построения
ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ, геологический профиль- вертикальное сечение земной коры от поверхности в глубину. Геологические разрезы составляются погеологическим картам, данным геологических наблюдений и
Экологические кризисы в истории земли
Экологический кризис - это напряженное состояние взаимоотношений между человечеством и природой, характеризующийся несоответствием развития производственных сил и производственных отношений в челов
Геологическое развитие континентов и океанических впадин
Согласно гипотезе первичности океанов земная кора океанического типа возникла еще до образования кислородно-азотной атмосферы и покрывала весь земной шар. Первичная кора состояла из основных магмат
Экзогенные процессы - геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в самых верхних частях земной коры (выветривание, эрозия, деятельность ледников и др.); обусловлены главным образом энергией солнечной радиации, силой тяжести и жизнедеятельностью организмов.
Эрозия (от лат. erosio -- разъедание) -- разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками и ветром, включающее в себя отрыв и вынос обломков материала и сопровождающееся их отложением. Часто, особенно в зарубежной литературе, под эрозией понимают любую разрушительную деятельность геологических сил, таких, как морской прибой, ледники, гравитация; в таком случае эрозия выступает синонимом денудации. Для них, однако, существуют и специальные термины: абразия (волновая эрозия), экзарация (ледниковая эрозия), гравитационные процессы, солифлюкция и т. д. Такой же термин (дефляция) используется параллельно с понятием ветровая эрозия, но последнее гораздо более распространено. По скорости развития эрозию делят на нормальную и ускоренную. Нормальная имеет место всегда при наличии сколько-либо выраженного стока, протекает медленнее почвообразования и не приводит к заметным изменением уровня и формы земной поверхности. Ускоренная идет быстрее почвообразования, приводит к деградации почв и сопровождается заметным изменением рельефа.
По причинам выделяют естественную и антропогенную эрозию.
Следует отметить, что антропогенная эрозия не всегда является ускоренной, и наоборот. Работа ледников - рельефообразующая деятельность горных и покровных ледников, состоящая в захвате частиц горных пород движущимся ледником, переносе и отложении их при таянии льда.
Выветривание -- совокупность сложных процессов качественного и количественного преобразования горных пород и слагающих их минералов, приводящий к образованию почвы. Происходит за счет действия на литосферу гидросферы, атмосферы и биосферы. Если горные породы длительное время находятся на поверхности, то в результате их преобразований образуется кора выветривания. Различают три вида выветривания: физическое (механическое), химическое и биологическое.
Физическое выветривание -- это механическое измельчение горных пород без изменения их химического строения и состава. Физическое выветривание начинается на поверхности горных пород, в местах контакта с внешней средой. В результате перепадов температур в течении суток на поверхности горных пород образуются микротрещины, которые, со временем, проникают все больше вглубь. Чем больше разница температур в течении суток, тем быстрее происходит процесс выветривания. Следующим шагом в механическом выветривании является попадание в трещины воды, которая при замерзании увеличивается в объеме на 1/10 своего объема, что способствует еще большему выветриванию породы. Если глыбы горных пород попадают, например, в реку, то там они медленно стачиваются и измельчаются под воздействием течения. Селевые потоки, ветер, сила тяжести, землетрясения, извержения вулканов так же содействуют физическому выветриванию горных пород. Механическое измельчение горных пород приводит к пропусканию и задерживанию породой воды и воздуха, а также значительному увеличению площади поверхности, что создает благоприятные условия для химического выветривания.
Химическое выветривание -- это совокупность различных химических процессов, в результате которых происходит дальнейшее разрушение горных пород и качественного изменения их химического состава с образованием новых минералов и соединений. Важнейшими факторами химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. Вода -- энергичный растворитель горных пород и минералов. Основная химическая реакция воды с минералами магматических пород -- гидролиз, приводит к замене катионов щелочных и щелочноземельных элементов кристаллической решетки на ионы водорода диссооциированных молекул воды.
Биологическое выветривание производят живые организмы (бактерии, грибки, вирусы, роющие животные, низшие и высшие растения и т. д.).
Эндогенные процессы - геологические процессы, связанные с энергией, возникающей в недрах твердой Земли. К эндогенным процессам относятся тектонические процессы, магматизм, метаморфизм, сейсмическая активность.
Тектонические процессы - образование разломов и складок.
Магматизм -- термин, объединяющий эффузивные (вулканизм) и интрузивные (плутонизм) процессы в развитии складчатых и платформенных областей. Под магматизмом понимают совокупность всех геологических процессов, движущей силой которых является магма и её производные.
Магматизм является проявлением глубинной активности Земли; он тесно связан с ее развитием, тепловой историей и тектонической эволюцией.
Выделяют магматизм:
- - геосинклинальный
- - платформенный
- - океанический
- - магматизм областей активизации
По глубине проявления:
- - абиссальный
- - гипабиссальный
- - поверхностный
По составу магмы:
- - ультраосновной
- - основной
- - кислый
- - щелочной
В современную геологическую эпоху магматизм особенно развит в пределах Тихоокеанского геосинклинального пояса, срединно-океанических хребтов, рифовых зон Африки и Средиземноморья и др. С магматизмом связано образование большого количества разнообразных месторождений полезных ископаемых.
Сейсмическая активность - это количественная мера сейсмического режима, определяемая средним числом очагов землетрясений в некотором диапазоне энергетической величины, которые возникают на рассматриваемой территории за определенное время наблюдения.
Метаморфизм (греч. metamorphoуmai -- подвергаюсь превращению, преображаюсь) - процесс твердофазного минерального и структурного изменения горных пород под воздействием температуры и давления в присутствии флюида.
Выделяют изохимический метаморфизм, при котором химический состав породы меняется несущественно, и не изохимический метаморфизм (метасоматоз) для которого характерно заметное изменение химического состава породы, в результате переноса компонентов флюидом.
По размеру ареалов распространения метаморфических пород, их структурному положению и причинам метаморфизма выделяются:
Региональный метаморфизм, который затрагивает значительные объемы земной коры, и распространен на больших площадях
Метаморфизм сверхвысоких давлений
Контактовый метаморфизм приурочен к магматическим интрузиям, и происходит от тепла остывающей магмы
Динамометаморфизм происходит в зонах разломов, он связан со значительной деформацией пород
Импактный метаморфизм, который происходит при резком ударе метеорита о поверхность планеты
Основными факторами метаморфизма являются температура, давление и флюид.
С ростом температуры происходят метаморфические реакции с разложением водосодержащих фаз (хлориты, слюды, амфиболы). С ростом давления происходят реакции с уменьшением объема фаз. При температурах более 600 ?С начинается частичное плавление некоторых пород, образуются расплавы, которые уходят на верхние горизонты, оставляя тугоплавкий остаток - рестит.
Флюидом называются летучие компоненты метаморфических систем. Это первую очередь вода и углекислый газ. Реже роль могут играть кислород, водород, углеводороды, соединения галогенов и некоторые другие. В присутствии флюида область устойчивости многих фаз (особенно содержащих эти летучие компоненты) изменяются. В их присутствии плавление горных пород начинается при значительно более низких температурах.
Фации метаморфизма
Метаморфические породы очень разнообразны. В качестве породообразующих минералов в них установлено более 20 минералов. Породы близкого состава, но образовавшиеся в различных термодинамических условиях могут иметь совершенно разный минеральный состав. Первыми исследователями метаморфических комплексов было установлено, что можно выделить несколько характерных, широко распространенных ассоциаций, которые образовались в разных термодинамических условиях. Первое деление метаморфических пород по термодинамическим условиям образования сделал Эскола. В породах базальтового состава он выделил зеленые сланцы, эпидотовые породы, амфиболиты, гранулиты и эклогиты. Последующие исследования показали логичность и содержательность такого деления.
В дальнейшем началось интенсивное экспериментальное изучение минеральных реакций, и усилиями многих исследователей была составлена схема фаций метаморфизма - Р-Т диаграмма, на которой показаны полу устойчивости отдельных минералов и минеральных ассоциаций. Схема фаций стала одним из основных инструментов анализа метаморфических комплектов. Геологи, определив минеральный состав породы, соотносили её с какой либо фацией, и по появлению и исчезновению минералов составляли карты изоград - линий равных температур. Примерами проявления на поверхности Земли глобальных процессов служат процессы горообразования, длящиеся десятки миллионов лет, медленные перемещения огромных блоков земной коры, имеющие скорость от долей миллиметра до первых сантиметров в год. Быстротекущие процессы - проявления дифференциации глобальных процессов развития планеты - представлены здесь извержениями вулканов, землетрясениями, являющимися результатом воздействия глубинных процессов на приповерхностные зоны планеты. Эти процессы, порожденные внутренней энергией Земли, получили название эндогенных, или внутренних.
Процессы преобразования глубинного вещества Земли уже на начальных стадиях ее развития привели к выделению газов и образованию атмосферы. Конденсация водяных паров из последней и прямая дегидратация глубинного вещества привели к формированию гидросферы. Наряду с энергией солнечного излучения, действием гравитационных полей Солнца. Луны и самой Земли, другими космическими факторами, воздействие атмосферы и гидросферы на земную поверхность приводит к проявлению здесь целого комплекса процессов преобразования и перемещения вещества.
Эти процессы, проявляющиеся на фоне эндогенных, подчиняются иным циклам, обусловленным многолетними изменениями климата, сезонными и суточными вариациями физических условий на земной поверхности. Примерами таких процессов служат разрушение горных пород - выветривание, перемещение продуктов разрушения горных пород вниз по склонам - обвалы, осыпи, оползни, разрушение горных пород и перенос материала водными потоками - эрозия, растворение горных пород подземными водами - карст, а также большое количество вторичных процессов перемещения, сортировки и переотложения горных пород и продуктов их разрушения. Эти процессы, основными факторами которых являются внешние по отношению к твердому телу планеты силы, называются экзогенными.
Таким образом, в естественных условиях литосфера, входящая в экосистему "Биосфера", находится под воздействием эндогенных (внутренних) факторов (перемещение блоков, горообразование, землетрясения, извержения вулканов и т.д.) и экзогенных (внешних) факторов (выветривание, эрозия, суффозия, карст, перемещение продуктов разрушения и т.д.).
Первые стремятся расчленить рельеф, увеличить градиент гравитационного потенциала поверхности; вторые - сгладить (пенепленизировать) рельеф, разрушить возвышенности, заполнить понижения продуктами разрушения.
Первые ведут к ускорению поверхностного стока атмосферных осадков, как следствие - к эрозии и осушению зоны аэрации; вторые - к замедлению поверхностного стока атмосферных осадков, как следствие - к накоплению материалов смыва, переувлажнению зоны аэрации и заболачиванию территории. Следует учитывать, что литосфера сложена скальными, полускальными и рыхлыми породами, которые различаются по амплитудам влияния и скоростям протекания процессов.
Геодинамические процессы, вызванные внутренними силами Земли и протекающие в ее недрах, называются эндогенными.
Они обусловлены энергией и действием сил тяжести, возникающих при вращении Земли, а проявляются в виде тектонических движений (поднятие и опускание земной коры, землетрясения, образование крупных элементов рельефа и т.п.), процессов магматиз-
ма (вулканизма), метаморфизма горных пород и формирования месторождений полезных ископаемых.
Движение тектонических плит - это грандиозный геологический процесс, ведущий к деформации верхних частей земной коры, но протекающий очень медленно. Поэтому в течение исторического времени движение континентов можно зафиксировать только с помощью особо точных измерений. Кроме того, движение плит вызывает эффекты, проявляющиеся в форме бедствий и катастроф.
Линии, по которым стыкуются плиты, - это эквивалент трещин в земной коре. Они называются «сдвигами» и представляют собой слабые места, через которые тепло и расплавленный камень, находящийся под корой, могут выйти наверх. Такое тепло способно согревать грунтовые воды, образовывать выходы пара и горячие источники. Иногда вода может нагреваться до тех пор, пока давление не достигает критической точки, после чего она вырывается на поверхность высоко в воздух. Так образуются гейзеры.
Вулканическая деятельность. В некоторых районах вверх по трещинам поднимается и застывает расплавленный камень. Новый расплавленный камень вскипает сквозь возвышенность отвердевшего камня и увеличивает ее высоту. Так образуется гора с центральным проходом, по которому расплавленная каменистая масса, или лава, может подниматься и оседать. Также она может затвердевать на более или менее длительный период, а затем плавиться снова. Этот процесс получил название магматизма. Магматизм - проявление глубинной активности Земли, он тесно связан с ее тепловыми процессами и тектонической эволюцией. В результате магматизма формируются горные породы внутри земли или вулканы, т.е. происходят излияния расплавленной магмы из глубин Земли на ее поверхность.
По степени активности вулканы могут быть действующими или недействующими. Если вулкан демонстрирует определенную активность в течение длительных периодов времени, он не очень опасен, хотя периодические извержения, в ходе которых потоки лавы изливаются наружу, вынуждают эвакуировать находящиеся поблизости населенные пункты.
Намного опаснее вулканы, длительное время пребывающие в неактивном состоянии. У таких вулканов центральный проход, по которому лава поднималась раньше, обычно затвердевает, и потому новые потоки лавы, поднимающиеся из глубин в период усиления активности, не находят себе прохода. Нарастающее давление приводит к тому, что верхушка вулкана прорывается. При этом происходит резкий, неожиданный выброс газа, пара, твердых камней и раскаленной лавы. Если до этого вулкан долгое время оставался неактивным и возле него возникли людские поселения, то последствия из-
вержения могут быть катастрофическими. В результате извержения Везувия в 79 г. н.э. были полностью уничтожены города Помпеи и Геркуланум, располагавшиеся на его южном склоне.
Самое крупное вулканическое извержение произошло на острове Кракатау 27 августа 1883 г., в результате которого остров был практически полностью разрушен. В воздух оказалось выброшено около 21 км 3 вулканического вещества. Пепел выпал на площади 800 тыс. км 2 и затемнил окружающий район на два с половиной дня. Пыль достигла стратосферы и распространилась по всей Земле, вызывая эффектные закаты на протяжении почти двух лет. Звук взрыва был слышен на расстоянии 1/13 земного шара, а сила извержения в 26 раз превосходила мощность самой современной водородной бомбы. Кроме того, взрыв вызвал волну цунами, которая достигла высоты 36 метров и уничтожила 163 деревни и унесла жизни почти 40 тысяч человек.
Землетрясения. Еще более губительным следствием движения тектонических плит являются землетрясения.
Землетрясениями называют подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в результате внезапных смещений и разрывов в земной коре или верхней части мантии и передающиеся на большие расстояния в виде упругих колебаний.
Их сложно предсказать, так как они зарождаются по разным причинам и на разной глубине. Небольшие тектонические поднятия и опускания образуются в результате процессов, происходящих внутри земной коры на глубине 10-20 км, а самые глубокие очаги землетрясений локализованы на глубине 700 км. В основном землетрясения происходят на границах соединения тектонических плит, которые могут подниматься или опускаться друг относительно друга, а также двигаться в разных направлениях.
Само землетрясение продолжается лишь несколько минут и состоит из нескольких толчков. Но за это время оно может нанести огромный ущерб обширному району. Сила землетрясений характеризуется по специальной 12-балльной шкале, предложенной в 1935 г. американским сейсмологом Ч. Рихтером и носящей его имя. Каждая последующая цифра этой шкалы соответствует десятикратному увеличению количества энергии, высвобождаемой при землетрясении. Так, разрушение зданий начинается при 5 баллах. Землетрясение в 7 баллов считается сильным, а в 8 баллов и выше - катастрофическим.
В историческом масштабе самое сильное землетрясение произошло в Китае в 1556 г., когда одновременно погибло 830 тыс. человек. В Западной Европе очень крупным было землетрясение 1755 г.
в Португалии. При этом полностью была разрушена столица Португалии город Лиссабон, погибло 60 тыс. человек. Часто случаются землетрясения в Сан-Франциско, который стоит на тектоническом разломе. На территории бывшего СССР также достаточно много сейсмически опасных зон. В 1988 г. произошло землетрясение в Армении, при котором погибло свыше 20 тыс. человек и более 500 тыс. остались без крова. А в 1995 г. сильнейшее землетрясение полностью разрушило город Нефтегорск на Сахалине.
Экзогенные процессы
К экзогенным относятся геодинамические процессы, которые происходят на поверхности Земли или на небольшой глубине в земной коре и обусловлены энергией солнечного излучения, гравитационной силой и жизнедеятельностью организмов.
Экзогенными являются следующие процессы: выветривание, заболачивание, оползни, лавины, обвалы, криогенные процессы, деятельность водных потоков, морей, озер и ледников. Внешние экзогенные процессы происходят на поверхности Земли при давлениях и температурах, близких к нормальным, поэтому они доступнее для изучения, чем эндогенные процессы.
Выветривание. Основу всех экзогенных процессов составляет выветривание - процесс механического разрушения и химического изменения горных пород и минералов в условиях земной поверхности, происходящий под влиянием различных атмосферных явлений, грунтовых и поверхностных вод, жизнедеятельности растительных и животных организмов и продуктов их разложения. Выветривание имеет большое значение, поскольку с ним тесно связан процесс почвообразования, т.е. зарождение и формирование почвы.
Флювиальные процессы. Преобразованию земной поверхности в огромной мере способствуют также флювиальные процессы - совокупность процессов, осуществляемых текучими поверхностными водными потоками. Результатом флювиальных процессов является размыв водными потоками земной поверхности в одних местах и одновременный перенос и отложение продуктов размыва в других. Флювиальные процессы развиваются в пределах речных бассейнов, в которые входят речные, овражно-балочные и склоновые системы. Главным элементом этих процессов являются реки - водные потоки, текущие в естественных условиях и питающиеся за счет поверхностного и подземного стока со своих бассейнов.
Гляциальные процессы. К экзогенным относятся также и гляци-альные процессы, связанные с деятельностью льда, т.е. современным и прошлым оледенением территории. Такие процессы проис-
ходят в условиях длительного существования большого количества льда в пределах участка земной поверхности, в первую очередь в виде ледников - движущихся скоплений льда. Эрозионная деятельность ледников сводится к выпахиванию коренного ложа ледника обломками горных пород, к формированию специфических отложений в виде скопления несортированных обломков горных пород, переносимых или отложенных ледниками образований. В результате таяния ледников образуются мощные водные потоки, которые формируют флювиогляциальные отложения и рельеф.
Гравитационные процессы. Наконец, в пределах Мирового океана распространены гравитационные процессы, в возникновении и развитии которых основная роль принадлежит силе тяжести. В настоящее время среди гравитационных процессов дна Мирового океана ученые особо вьщеляют процесс медленного сползания или оплывания толщ осадков на относительно пологих склонах, подводные оползни, донные и постоянные поверхностные течения и т.д.
Литература для самостоятельного изучения
1. Азимов А. Выбор катастроф. СПб., 2001.
2. Будыко М.И. Климат в прошлом и будущем. Л., 1980.
3. Войткевич Г. В. Рождение Земли. Р-н-Д, 1996.
4. Гаврилов В.П. Путешествие в прошлое Земли. М., 1987.
5. Гангус А.А. Тайна земных катастроф. М., 1985.
6. Грушинский Н.П. Круглая ли Земля? М., 1989.
7. Зигель Ф.Ю. Планета Земля, ее прошлое, настоящее и будущее. М., 1974.
8. Израилев В.М. Земля - планета парадоксов. М., 1991.
9. Криволуцкий А.Е. Голубая планета Земля среди планет. М., 1985.
10. Львович М.И. Вода и жизнь. М., 1986.
11. Максаковский В.П. Географическая культура. М., 1998.
12. Монин А.С. История земли. М., 1977.
13. Мукитанов U.K. От Страбона до наших дней. Эволюция географических представлений и идей. М., 1985.
14. Рингвуд А.Е. Происхождение Земли и Луны. М., 1982.
15. Сорохтин О.Г., Ушаков СА. Глобальная эволюция Земли. М., 1991.
16. Ушаков С.А., Ясаманов Н.А. Дрейф материков и климат Земли. М., 1984.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
Профессионального образования
«Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Кафедра прикладной экологии
1. ПОНЯТИЕ О ПРОЦЕССАХ……………………………………………………3
2. ЭКЗОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ…………………………………………………..3
2.1 ВЫВЕТРИВАНИЕ……………………………………………………...3
2.1.1ФИЗИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ………………………….4
2.1.2 ХИМИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ………………………...5
2.2 ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ВЕТРА………………………6
2.2.1 ДЕФЛЯЦИЯ И КОРРОЗИЯ………………………………….7
2.2.2 ПЕРЕНОС……………………………………………………...8
2.2.3 АККУМУЛЯЦИЯ И ЭОЛОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ…………..8
^ 2.3 ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОВЕРХНОСТНЫХ
ТЕКУЧИХ ВОД……………………………………………………………...9
2.4 ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД…………… 102.5 ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЛЕДНИКОВ………………. 12
2.6 ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОКЕАНОВ И МОРЕЙ…… 12
3. ЭНДОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ…………………………………………………. 13
3.1 МАГМАТИЗМ…………………………………………………………. 13
3.2 МЕТАМОРФИЗМ……………………………………………………... 14
3.2.1ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ МЕТАМОРФИЗМА……………. 14
3.2.2.ФАЦИИ МЕТАМОРФИЗМА………………………………. 15
3.3 ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ…………………………………………………… 15
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………… 16
^ ПОНЯТИЕ О ПРОЦЕССАХ
Геология (греч. "гео" - земля, "логос" - учение) - одна из важнейших наук о Земле. Она занимается изучением состава, строения, истории развития Земли и процессов, протекающих в ее недрах и на поверхности. Современная геология использует новейшие достижения и методы ряда естественных наук - математики, физики, химии, биологии, географии .
Предметом непосредственного изучения геологии являются земная кора и подстилающий твердый слой верхней мантии - литосфера (греч. "литос" - камень) , имеющая важнейшее значение для осуществления жизни и деятельности человека.
Одним из нескольких основных направлений в геологии является динамическая геология,изучающая разнообразные геологические процессы, формы рельефа земной поверхности, взаимоотношения различных по генезису горных пород, характер их залегания и деформации. Известно, что в ходе геологического развития происходили многократные изменения состава, состояния вещества, облика поверхности Земли и строения земной коры. Эти преобразования связаны с различными геологическими процессами и их взаимодействием.
Среди них выделяются две группы:
1) эндогенные (греч. "эндос" - внутри), или внутренние,связанные с тепловым воздействием Земли, напряжениями, возникающими в ее недрах, с гравитационной энергией и ее неравномерным распределением;
2) экзогенные (греч. "экзос" - снаружи, внешний), или внешние,вызывающие существенные изменения в поверхностной и приповерхностной частях земной коры. Эти изменения связаны с лучистой энергией Солнца, силой тяжести, непрерывным перемещением водных и воздушных масс, циркуляцией воды на поверхности и внутри земной коры, с жизнедеятельностью организмов и другими факторами. Все экзогенные процессы тесно связаны с эндогенными, что отражает сложность и единство сил, действующих внутри Земли и на ее поверхности. Геологические процессы видоизменяют земную кору и ее поверхность, приводя к разрушению и одновременно созданию горных пород. Экзогенные процессы обусловлены действием силы тяжести и солнечной энергии, а эндогенные -влиянием внутреннего тепла Земли и гравитации. Все процессы взаимосвязаны между собой, а их изучение позволяет использовать метод актуализма для познания геологических процессов далекого прошлого.
^ 2. ЭКЗОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Термин «выветривание», широко вошедший в литературу, не отражает существа и сложности природных процессов, определяемых этим понятием. Неудачный термин привел к тому, что у исследователей нет единства в понимании его по существу. Во всяком случае, выветривание никогда не следует смешивать с деятельностью собственно ветра.Выветривание - совокупность сложных процессов качественного и количественного преобразования горных пород и слагающих их минералов,происходящие под воздействием различных агентов, действующих на поверхности земли, среди которых основную роль играют колебания температур, замерзание воды, кислот, щелочей, углекислоты, действие ветра, организмов и т.д . В зависимости от преобладания тех или иных факторов в едином и сложном процессе выветривания условно выделяются два взаимосвязанных типа:
1) физическое выветривание и 2) химическое выветривание.
^
2.1.1ФИЗИЧЕСКОЕ 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. В условиях земной поверхности, особенно в пустынях, суточные колебания температур довольно значительны. Так летом в дневное время породы нагреваются до + 80 0 С, а ночью их температура снижается до + 20 0 С. Вследствие резкого различия теплопроводности, коэффициентов теплового расширения и сжатия и анизотропии тепловых свойств минералов, слагающих горные породы, возникают определенные напряжения. Кроме попеременного нагревания и охлаждения разрушительное действие оказывает так же неравномерное нагревание пород, что связано с различными тепловыми свойствами, окраской и размером минералов, которые составляют горные породы.
Горные породы могут быть многоминеральными и одноминеральными. Наибольшему разрушению в результате процесса температурного выветривания подвергаются многоминеральные породы.
Процесс температурного выветривания, вызывающего механическую дезинтеграцию горных пород, особенно характерен для экстрааридных и нивальных ландшафтов с континентальным климатом и непромывным типом режима увлажнения. Особенно наглядно это проявляется в областях пустынь, где количество выпадающих атмосферных осадков находится в пределах 100-250 мм/год (при колоссальной испаряемости) и наблюдается резкая амплитуда суточных температур на незащищенной растительностью поверхности горных пород. В этих условиях минералы, особенно темноцветные, нагреваются до температур, превышающих температуру воздуха, что и вызывает дезинтеграцию горных пород и на консолидированном ненарушенном субстрате формируются обломочные продукты выветривания. В пустынях наблюдается шелушение, или десквамация (лат. "десквамаре" - снимать чешую), когда от гладкой поверхности горных пород при значительных колебаниях температур отслаиваются чешуи или толстые пластины, параллельные поверхности. Этот процесс особенно хорошо можно проследить на отдельных глыбах, валунах. 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. Хорошо известно, что вода при замерзании увеличивается в объеме более чем на 9% (П. А. Шумский, 1954). В результате развивается давление на стенки крупных трещин, вызывающее большое расклинивающее напряжение, раздробление горных пород и образование преимущественно глыбового материала. Такое выветривание иногда называют морозным. Расклинивающее воздействие на горные породы оказывает также корневая система растущих деревьев. Механическую работу производят и разнообразные роющие животные. В заключение следует сказать, что чисто физическое выветривание приводит к раздроблению горных пород, к механическому разрушению без изменения их минералогического и химического состава.
^ 2.1.2 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.
К процессам химического выветривания относятся окисление, гидратация, растворение и гидролиз.
Окисление. Особенно интенсивно протекает в минералах, содержащих железо. В качестве примера можно привести окисление магнетита, который переходит в более устойчивую форму - гематит (Fe 2 0 4 Fе 2 0 3). Такие преобразования констатированы в древней коре выветривания КМА, где разрабатываются богатые гематитовые руды. Интенсивному окислению (часто совместно с гидратацией) подвергаются сульфиды железа. Так, например, можно представить выветривание пирита:
FeS 2 + mO 2 + nН 2 О FeS0 4 Fе 2 (SО 4) Fе 2 O 3 . nН 2 О
Лимонит (бурый железняк)
На некоторых месторождениях сульфидных и других железных руд наблюдаются "бурожелезняковые шляпы", состоящие из окисленных и гидратированных продуктов выветривания. Воздух и вода в ионизированной форме разрушают железистые силикаты и превращают двухвалентное железо в трехвалентное.
Гидратация. Под воздействием воды происходит гидратация минералов, т.е. закрепление молекул воды на поверхности отдельных участков кристаллической структуры минерала. Примером гидратации является переход ангидрита в гипс: ангидрит-CaSO 4 +2H 2 O CaSO 4 . 2H 2 0 - гипс. Гидратированной разновидностью является также гидрогётит: гётит - FeOOH + nH 2 O FeOH . nH 2 O - гидрогётит.
Процесс гидратации наблюдается и в более сложных минералах - силикатах.
Растворение. Многие соединения характеризуются определенной степенью растворимости. Их растворение происходит под действием воды, стекающей по поверхности горных пород и просачивающейся через трещины и поры в глубину. Ускорению процессов растворения способствуют высокая концентрация водородных ионов и содержание в воде О 2 , СО 2 и органических кислот. Из химических соединений наилучшей растворимостью обладают хлориды - галит (поваренная соль), сильвин и др. На втором месте - сульфаты - ангидрит и гипс. На третьем месте карбонаты - известняки и доломиты. В процессе растворения указанных пород в ряде мест происходит образование различных карстовых форм на поверхности и в глубине.
Гидролиз. При выветривании силикатов и алюмосиликатов важное значение имеет гидролиз, при котором структура кристаллических минералов разрушается благодаря действию воды и растворенных в ней ионов и заменяется новой существенно отличной от первоначальной и присущей вновь образованным гипергенным минералам. В этом процессе происходят: 1) каркасная структура полевых шпатов превращается в слоевую, свойственную вновь образованным глинистым гипергенным минералам; 2) вынос из кристаллической решетки полевых шпатов растворимых соединений сильных оснований (К, Na, Ca), которые, взаимодействуя с СО 2 , образуют истинные растворы бикарбонатов и карбонатов (К 2 СО 3 , Na 2 СО 3 , СаСО 3). В условиях промывного режима карбонаты и бикарбонаты выносятся за пределы места их образования. В условиях же сухого климата они остаются на месте, образуют местами пленки различной толщины, или выпадают на небольшой глубине от поверхности (происходит карбонатизация); 3) частичный вынос кремнезема; 4) присоединение гидроксильных ионов.
Процесс гидролиза протекает стадийно с последовательным возникновением нескольких минералов. Так, при гипергенном преобразовании полевых шпатов возникают гидрослюды, которые затем превращаются в минералы группы каолинита или галуазита:
K (К,Н 3 О)А1 2 (ОН) 2 [А1Si 3 О 10 ] . Н 2 O Аl 4 (ОН) 8
Ортоклаз гидрослюда каолинит
В умеренных климатических зонах каолинит достаточно устойчив и в результате накопления его в процессах выветривания образуются месторождения каолина. Но в условиях влажного тропического климата может происходить дальнейшее разложение каолинита до свободных окислов и гидроокислов:
Al 4 (OH) 8 Al(OH) 3 +SiO 2 . nH 2 O
Гидраргиллит
Таким образом, формируются окислы и гидроокислы алюминия, являющиеся составной частью алюминиевой руды - бокситов.
При выветривании основных пород и особенно вулканических туфов среди образующихся глинистых гипергенных минералов наряду с гидрослюдами широко развиты монтмориллониты (Al 2 Mg 3) (OH) 2* nH 2 O и входящий в эту группу высокоглиноземистый минерал бейделлит А1 2 (ОН) 2 [А1Si 3 О 10 ]nН 2 O. При выветривании ультраосновных пород (ультрабазитов) образуются нонтрониты, или железистые монтмориллониты (FeAl 2)(OH) 2 . nН 2 О. В условиях значительного атмосферного увлажнения происходит разрушение нонтронита, при этом образуются окислы и гидроокислы железа (явление обохривания нонтронитов) и алюминия .
^
2.2. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ВЕТРА
На земной поверхности постоянно дуют ветры. Скорость, сила и направление ветров бывают различны. Нередко они носят ураганный характер.
Ветер - один из важнейших экзогенных факторов, преобразующих рельеф Земли и формирующих специфические отложения. Наиболее ярко эта деятельность проявляется в пустынях, занимающих около 20% поверхности континентов, где сильные ветры сочетаются с малым количеством выпадающих атмосферных осадков (годовое количество не превышает 100-200 мм/год); резким колебанием температуры, иногда достигающим 50 o и выше, что способствует интенсивным процессам выветривания; отсутствием или разреженностью растительного покрова.
Ветер совершает большую геологическую работу: разрушение земной поверхности(выдувание, или дефляция, обтачивание или коррозия), перенос продуктов разрушения и отложение(аккумуляция) этих продуктов в виде скоплений различной формы. Все процессы, обусловленные деятельностью ветра, создаваемые ими формы рельефа и отложения называют эоловыми (Эол в древнегреческой мифологии - бог ветров) .
^
2.2.1. ДЕФЛЯЦИЯ И КОРРАЗИЯ
Дефляция – выдувание и развевание ветром рыхлых частиц горных пород (главным образом песчаных и пылеватых). Известный исследователь пустынь Б. А. Федорович выделяет два вида дефляции: площадную и локальную.
Площадная дефляция наблюдается как в пределах коренных скальных пород, подверженных интенсивным процессам выветривания, так и особенно на поверхностях, сложенных речными, морскими, водноледниковыми песками и другими рыхлыми отложениями. В твердых трещиноватых скальных горных породах ветер проникает во все трещины и выдувает из них рыхлые продукты выветривания.
Поверхность пустынь в местах развития разнообразного обломочного материала в результате дефляции постепенно очищается от песчаных и более мелкоземистых частиц (выносимых ветром) и на месте остаются лишь грубые обломки – каменистый и щебнистый материал. Площадная дефляция иногда проявляется в засушливых степных областях различных стран, где периодически возникают сильные иссушающие ветры – «суховеи», которые выдувают распаханные почвы, перенося на далекие расстояния большое количество ее частиц.
Локальная дефляция проявляется в отдельных понижениях рельефа. Многие исследователи именно дефляцией объясняют происхождение некоторых крупных глубоких бессточных котловин в пустынях Средней Азии, Аравии и Северной Африки, дно которых местами опущено на многие десятки и даже первые сотни метров ниже уровня Мирового океана.
Коррозия представляет собой механическую обработку обнаженных горных пород ветром при помощи переносимых им твердых частиц- обтачивание, шлифование, высверливание и т.п .
Песчаные частицы поднимаются ветром на различную высоту, но наибольшая их концентрация в нижних приземных частях воздушного потока (до 1,0-2,0 м). Сильные длительно продолжающиеся удары песка о нижние части скальных выступов подтачивают и как бы подрезают их, и они утоняются в сравнении с вышележащими. Этому способствуют также процессы выветривания, нарушающие монолитность породы, что сопровождается быстрым удалением продуктов разрушения. Таким образом, взаимодействие дефляции, переноса песка, корразии и выветривания придают скалам в пустынях своеобразные очертания.
Академик В. А. Обручев в 1906 г. открыл в Джунгарии, граничащей с Восточным Казахстаном, целый «эоловый город», состоящий из причудливых сооружений и фигур, созданных в песчаниках и пестрых глинах в результате пустынного выветривания, дефляции и корразии. Если на пути движения песка встречаются гальки или небольшие обломки твердых пород, то они истираются, шлифуются по одной или нескольким плоским граням. При достаточно длительном воздействии несомого ветром песка из галек и обломков образуются эоловые многогранники или трехгранники с блестящими отполированными гранями и относительно острыми ребрами между ними (рис. 5.2 ). Следует также отметить, что корразия и дефляция проявляются и на горизонтальной глинистой поверхности пустынь, где при устойчивых ветрах одного направления песчаные струи образуют отдельные длинные борозды или желоба глубиной от десятков сантиметров до первых метров, разделенные параллельными неправильной формы гребнями. Такие образования в Китае называют ярдангами.
2.2.2 ПЕРЕНОС
При движении ветер захватывает песчаные и пылеватые частицы и переносит их на различные расстояния. Перенос осуществляется или скачкообразно, или перекатыванием их по дну, или во взвешенном состоянии. Различие переноса зависит от величины частиц, скорости ветра и степени его турбулентности. При ветрах скоростью до 7 м/с около 90% песчаных частиц переносится в слое 5-10 см от поверхности Земли, при сильных ветрах (15-20 м/с) песок поднимается на несколько метров. Штормовые ветры и ураганы поднимают песок на десятки метров в высоту и перекатывают даже гальки и плоский щебень диаметром до 3-5 см и более. Процесс перемещения песчаных зерен осуществляется в виде прыжков или скачков под крутым углом от нескольких сантиметров до нескольких метров по искривленным траекториям. При своем приземлении они ударяют и нарушают другие песчаные зерна, которые вовлекаются в скачкообразное движение, или сальтацию (лат. «сальтацио» – скачок). Так происходит непрерывный процесс перемещения множества песчаных зерен.
^
2.2.3 АККУМУЛЯЦИЯ И ЭОЛОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ
Одновременно с дифляцией и переносом происходит и аккумуляция, в результате чего образуются эоловые континентальные отложения.Среди них выделяются пески и лессы.
Эоловые пески отличаются значительной отсортированностью, хорошей окатанностью, матовой поверхностью зерен. Это преимущественно мелкозернистые пески, размер зерен которых составляет 0,25-0,1 мм.
Самым распространенным в них минералом является кварц, но встречаются и другие устойчивые минералы (полевые шпаты и др.). Менее стойкие минералы, такие, как слюды, в процессе эоловой переработки истираются и выносятся. Цвет эоловых песков различный, чаще всего светло-желтый, бывает желтовато-коричневый, а иногда и красноватый (при дефляции красноземных кор выветривания). В отложенных эоловых песках наблюдается наклонная или перекрещивающаяся слоистость, указывающая на направления их транспортировки.
Эоловый лёсс (нем. «лёсс» – желтозем) представляет своеобразный генетический тип континентальных отложений. Он образуется при накоплении взвешенных пылеватых частиц, выносимых ветром за пределы пустынь и в их краевые части, и в горные области. Характерным комплексом признаков лёсса является:
1) сложение пылеватыми частицами преимущественно алевритовой размерности – от 0,05 до 0,005 мм (более 50%) при подчиненном значении глинистой и тонкопесчанистой фракций и почти полным отсутствием более крупных частиц;
2) отсутствие слоистости и однородность по всей толще;
3) наличие тонкорассеянного карбоната кальция и известковых стяжений;
4) разнообразие минерального состава (кварц, полевой шпат, роговая обманка, слюда и др.);
5) пронизанность лёссов многочисленными короткими вертикальными трубчатыми макропорами;
6) повышенная общая пористость, достигающая местами 50-60%, что свидетельствует о недоуплотненности;
7) просадочность под нагрузкой и при увлажнении;
8) столбчатая вертикальная отдельность в естественных обнажениях, что, возможно, связано с угловатостью форм минеральных зерен, обеспечивающих прочное сцепление. Мощность лёссов колеблется от нескольких до 100 м и более.
Особенно большие мощности отмечаются в Китае, образование которых некоторыми исследователями предполагается за счет выноса пылевого материала из пустынь Центральной Азии.
- ^
2.3 ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОВЕРХНОСТНЫХ ТЕКУЧИХ ВОД
Эрозия осуществляется динамическим воздействием воды на горные породы. Кроме того, речной поток истирает породы обломками, которые несет вода, да и сами обломки разрушаются и разрушают ложе потока трением при перекатывании. Одновременно вода оказывает на горные породы растворяющее действие.
Выделяют два типа эрозии:
1) донная, или глубинная, направленная на врезание речного потока в глубину;
2) боковая, ведущая к подмыву берегов и в целом к расширению долины.
В начальных стадиях развития реки преобладает донная эрозия, которая стремится выработать профиль равновесия применительно к базису эрозии – уровню бассейна, куда она впадает. Базис эрозии определяет развитие всей речной системы – главной реки с ее притоками разных порядков. Первоначальный профиль, на котором закладывается река, обычно характеризуется различными неровностями, созданными до образования долины. Такие неровности могут быть обусловлены различными факторами: наличием выходов в русле реки неоднородных по устойчивости горных пород (литологический фактор); озера на пути движения реки (климатический фактор); структурные формы – различные складки, разрывы, их сочетание (тектонический фактор) и другие формы. По мере выработки профиля равновесия и уменьшения уклонов русла донная эрозия постепенно ослабевает и все больше начинает сказываться боковая эрозия, направленная на подмыв берегов и расширение долины. Это особенно проявляется в периоды половодий, когда скорость и степень турбулентности движения потока резко увеличиваются, особенно в стрежневой части, что вызывает поперечную циркуляцию. Возникающие вихревые движения воды в придонном слое способствуют активному размыву дна в стрежневой части русла, и часть донных наносов выносится к берегу. Накопление наносов приводит к искажению формы поперечного сечения русла, нарушается прямолинейность потока, в результате чего стрежень потока смещается к одному из берегов. Начинается усиленный подмыв одного берега и накопление наносов на другом, что вызывает образование изгиба реки. Такие первичные изгибы, постепенно развиваясь, превращаются в излучины , играющие большую роль в формировании речных долин.
Реки переносят большое количество обломочного материала различной размерности – от тонких илистых частиц и песка до крупных обломков. Перенос его осуществляется волочением (перекатыванием) по дну наиболее крупных обломков и во взвешенном состоянии песчаных, алевритовых и более тонких частиц. Переносимые обломочные материалы еще больше усиливают глубинную эрозию. Они являются как бы эрозионными инструментами, которые дробят, разрушают, шлифуют горные породы, слагающие дно русла, но и сами измельчаются, истираются с образованием песка, гравия, гальки. Влекомые по дну и взвешенные переносимые материалы называют твердым стоком рек. Помимо обломочного материала реки переносят и растворенные минеральные соединения. В речных водах гумидных областей преобладают карбонаты Са и Mg, на долю которых приходится около 60% ионного стока (О. А. Алекин). В небольших количествах встречаются соединения Fe и Мn, чаще образующие коллоидные растворы. В речных водах аридных областей помимо карбонатов заметную роль играют хлориды и сульфаты.
Наряду с эрозией и переносом различного материала происходит и его аккумуляция (отложение). На первых стадиях развития реки, когда преобладают процессы эрозии, возникающие местами отложения оказываются неустойчивыми и при увеличении скорости течения во время половодий они вновь захватываются потоком и перемещаются вниз по течению. Но по мере выработки профиля равновесия и расширения долин образуются постоянные отложения, называемые аллювиальными, или аллювием (лат. «аллювио» – нанос, намыв) .
^
2.4. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
К подземным водам относятся все воды, находящиеся в порах и трещинах горных пород. Они широко распространены в земной коре, и изучение их имеет большое значение при решении вопросов: водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий, гидротехнического, промышленного и гражданского строительства, проведения мелиоративных мероприятий, курортно – санаторного дела и т. д.
Велика геологическая деятельность подземных вод. С ними связаны карстовые процессы в растворимы горных породах, оползание земляных масс по склонам оврагов, рек и морей, разрущение месторождений полезных ископаемых и образование их в новых местах, вынос различных соединений и тепла из глубоких зон земной коры.
Карст представляет собой процесс растворения, или выщелачивания трещиноватых растворимых горных пород подземными и поверхностными водами, в результате которого образуются отрицательные западинные формы рельефа на поверхности Земли и различные полости, каналы и пещеры в глубине. Впервые такие широко развитые процессы детально были изучены на побережье Адриатического моря, на плато Карст близ Триеста, откуда и получили свое название. К растворимым породам относятся соли, гипс, известняк, доломит, мел. В соответствии с этим различают соляной, гипсовый и карбонатный карст. Наиболее изучен карбонатный карст, что связано со значительным площадным распространением известняков, доломитов, мела.
Необходимыми условиями развития карста являются:
1) наличие растворимых пород;
2) трещиноватость пород, обеспечивающая проникновение воды;
3) растворяющая способность воды.
К поверхностным карстовым формам относятся:
1) карры, или шрамы, небольшие углубления в виде рытвин и борозд глубиной от нескольких сантиметров до 1-2 м;
2) поноры – вертикальные или наклонные отверстия, уходящие в глубину и поглощающие поверхностные воды;
3) карстовые воронки, имеющие наибольшее распространение, как в горных районах, так и на равнинах. Среди них по условиям развития выделяются:
А) воронки поверхностного выщелачивания, связанные с растворяющей деятельностью метеорных вод;
Б) воронки провальные, образующиеся путем обрушения сводов подземных карстовых полостей;
4) крупные карстовые котловины, на дне которых могут развиваться карстовые воронки;
5) наиболее крупные карстовые формы – полья, хорошо известные в Югославии и других районах;
6) карстовые колодцы и шахты, достигающие местами глубин свыше 1000 м и являющиеся как бы переходными к подземным карстовым формам.
К подземным карстовым формам относятся различные каналы и пещеры. Самыми крупными подземными формами являются карстовые пещеры, представляющие систему горизонтальных или несколько наклонных каналов, часто сложно ветвящихся и образующих огромные залы или гроты. Такая неровность в очертаниях, по-видимому, обусловлена характером сложной трещиноватости пород, а возможно, и неоднородностью последних. На дне ряда пещер много озер, по другим пещерам протекают подземные водотоки (реки), которые при движении производят не только химическое воздействие (выщелачивание), но и размыв (эрозию). Наличие постоянных водных потоков в пещерах нередко связано с поглощением поверхностного речного стока. В карстовых массивах известны исчезающие реки (частично или полностью), периодически исчезающие озера.
С деятельностью подземных и поверхностных вод и другими факторами связаны разнообразные смещения горных пород, слагающих крутые береговые склоны долин рек, озер и морей. К таким гравитационным смещениям, помимо осыпей, обвалов, относятся и оползни. Именно в оползневых процессах подземные воды играют важную роль. Под оползнями понимают крупные смещения различных горных пород по склону, распространяющиеся в отдельных районах на большие пространства и глубину. Часто оползни бывают очень сложного строения, они могут представлять серию блоков, сползающих вниз по плоскостям скольжения с запрокидыванием слоев смещенных горных пород в сторону коренного.
Оползневые процессы протекают под влиянием многих факторов, к числу которых относятся:
1) значительная крутизна береговых склонов и образование трещин бортового отпора;
2) подмыв берега рекой (Поволжье и другие реки) или абразия морем (Крым, Кавказ), что увеличивает напряженное состояние склона и нарушает существовавшее равновесие;
3) большое количество выпадающих атмосферных осадков и увеличение степени обводненности пород склона как поверхностными, так и подземными водами. В ряде случаев именно в период или в конце интенсивного выпадения атмосферных осадков происходят оползни. Особенно крупные оползни вызываются наводнениями;
4) влияние подземных вод определяется двумя факторами – суффозией и гидродинамическим давлением. Суффозия, или подкапывание, вызываемое выходящими на склоне источниками подземных вод, выносящих из водоносного слоя мелкие частицы водовмещающей горной породы и химически растворимых веществ. В результате это приводит к разрыхлению водоносного слоя, что естественно вызывает неустойчивость выше расположенной части склона, и он оползает; гидродинамическое давление, создаваемое подземными водами при выходе на поверхность склона. Это особенно проявляется при изменении уровня воды в реке в моменты половодий, когда речные воды инфильтруются в борта долины и поднимается уровень подземных вод. Спад полых вод в реке происходит сравнительно быстро, а понижение уровня подземных вод относительно медленно (отстает). В результате такого разрыва между уровнями речных и подземных вод может происходить выдавливание присклоновой части водоносного слоя, а вслед за ним оползание горных пород, расположенных выше;
5) падение горных пород в сторону реки или моря, особенно если в их составе есть глины, которые под воздействием вод и процессов выветривания приобретают пластические свойства;
6) антропогенное воздействие на склоны (искусственная подрезка склона и увеличение его крутизны, дополнительная нагрузка на склоны устройством различных сооружений, разрушение пляжей, вырубка леса и др.).
Таким образом, в комплексе факторов, способствующих оползневым процессам, существенная, а иногда и решающая роль принадлежит подземным водам. Во всех случаях при решении вопросов строительства тех или иных сооружений вблизи склонов детально изучается их устойчивость, и вырабатываются меры по борьбе с оползнями в каждом конкретном случае. В ряде мест работают специальные противооползневые станции.
^
2.5. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЛЕДНИКОВ
Ледники представляют собой естественное тело больших размеров, состоящее из кристаллического льда, образованного на поверхности земли в результате скопления и последующего преобразования твердых атмосферных осадков и находящегося в движении.
При движении ледников осуществляется ряд взаимосвязанных геологических процессов:
1) разрушение горных пород подледного ложа с образованием различного по форме и размеру обломочного материала (от тонких песчаных частиц до крупных валунов);
2) перенос обломков пород на поверхности и внутри ледников, а также вмерзших в придонные части льда или перемещаемых волочением по дну;
3) аккумуляция обломочного материала, имеющая место, как в процессе движения ледника, так и при дегляциации. Весь комплекс указанных процессов и их результаты можно наблюдать в горных ледниках, особенно там, где ледники ранее протягивались на многие километры далее современных границ. Разрушительная работа ледников называется экзарацией (от лат. "экзарацио" - выпахивание) . Особенно интенсивно она проявляется при больших мощностях льда, создающих огромное давление на подледное ложе. Происходит захват и выламывание различных блоков горных пород, их дробление, истачивание.
Ледники, насыщенные обломочным материалом, вмерзшим в придонные части льда, при движении по скальным породам оставляют на их поверхности различные штрихи, царапины, борозды - ледниковые шрамы, которые ориентированы по направлению движения ледника.
Ледники при своем движении переносят огромное количество разнообразного обломочного материала, состоящего преимущественно из продуктов надлекивого и подледникового выветривания а так же из обломков, возникающих при механическом разрушении горных пород движущимися ледниками. Весь этот обломочный материал, попадающий в тело ледника, переносимый и откладываемый им называется мореной. Среди двигающегося моренного материала различают морены поверхностные(боковые и срединные), внутренние и донные. Отложившийся материал получил название береговых и конечных морен.
Береговые морены представляют собой валы обломочного материала, расположенные вдоль склонов ледниковых долин. Конечные морены образуются на месте окончания ледников, где происходит их полное таяние.
^
2.6. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОКЕАНОВ И МОРЕЙ
Известно, что поверхность земного шара составляет 510 млн.км 2 , из них около 361 млн.км 2 , или 70,8%, занимают океаны и моря, ав 149 млн.км 2 , или 29,2% - суша. Таким образом, площадь, занятая океанами и морями, почти в 2,5 раза превышшает площадь суши. В морских бассейнах, как обычно именуют моря и океаны, протекают сложные процессы энергичного разрушени, перемещения продуктов разрушения, отложения осадков и формирования из них различных осадочных горных пород.
Геологическая деятельность моря в виде разрушения горных пород, берегов и дна называют абразией. Процессы абразии находятся в прямой зависимости от особенностей движения воды, интенсивности и направления дующих ветров и течений.
Основную разрушительную работы совершают: морской прибой, и в меньшей мереразличные течения (прибрежные, донные, приливы и отливы) .
^ ЭНДОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
3.1.МАГМАТИЗМ
Магматические горные породы, образовавшиеся из жидкого расплава - магмы, играют огромную роль в строении земной коры. Эти породы сформировались разными путями. Крупные их объемы застывали на различной глубине, не дойдя до поверхности, и оказывали сильное воздействие на вмещающие породы высокой температурой, горячими растворами и газами. Так образовались интрузивные (лат. "интрузио" - проникаю, внедрять) тела. Если магматические расплавы вырывались на поверхность, то происходили извержения вулканов, носившие в зависимости от состава магмы спокойный либо катастрофический характер. Такой тип магматизма называют эффузивным (лат. "эффузио" - излияние), что не совсем точно. Нередко извержения вулканов носят взрывной характер, при котором магма не изливается, а взрывается и на земную поверхность выпадают тонкораздробленные кристаллы и застывшие капельки стекла - расплава. Подобные извержения называются эксплозивными (лат. "эксплозио" -взрывать). Поэтому, говоря о магматизме (от греч. "магма"- пластичная, тестообразная, вязкая масса), следует различать интрузивные процессы, связанные с образованием и движением магмы ниже поверхности Земли, и вулканические процессы, обусловленные выходом магмы на земную поверхность. Оба эти процесса неразрывно связаны между собой, а проявление того или другого из них зависит от глубины и способа образования магмы, ее температуры, количества растворенных газов, геологического строения района, характера и скорости движений земной коры и т. д
Выделяют магматизм:
Геосинклинальный
Платформенный
Океанический
Магматизм областей активизации
По глубине проявления:
Абиссальный
Гипабиссальный
Поверхностный
По составу магмы:
Ультраосновной
Основной
Щелочной
В современную геологическую эпоху магматизм особенно развит в пределах Тихоокеанского геосинклинального пояса, срединно-океанических хребтов, рифовых зон Африки и Средиземноморья и др. С магматизмом связано образование большого количества разнообразных месторождений полезных ископаемых.
Если жидкий магматический расплав достигает земной поверхности, происходит его извержение, характер которого определяется составом расплава, его температурой, давлением, концентрацией летучих компонентов и другими параметрами. Одной из самых важных причин извержений магмы является ее дегазация. Именно газы, заключенные в расплаве, служат тем "движителем", который вызывает извержение. В зависимости от количества газов, их состава и температуры они могут выделяться из магмы относительно спокойно, тогда происходит излияние - эффузия лавовых потоков. Когда газы отделяются быстро, происходит мгновенное вскипание расплава и магма разрывается расширяющимися газовыми пузырьками, вызывающими мощное взрывное извержение - эксплозию. Если магма вязкая и температура ее невысока, то расплав медленно выжимается, выдавливается на поверхность, происходит экструзия магмы.
Таким образом, способ и скорость отделения летучих определяют три главные формы извержений: эффузивное, эксплозивное и экструзивное. Вулканические продукты при извержениях бывают жидкими, твердыми и газообразными
Газообразные продукты или летучие, как было показано выше, играют решающую роль при вулканических извержениях и состав их весьма сложен и изучен далеко не полностью из-за трудностей с определением состава газовой фазы в магме, находящейся глубоко под поверхностью Земли. По данным прямых измерений, в различных действующих вулканах среди летучих содержатся водяной пар, диоксид углерода (СО 2), оксид углерода (СО), азот (N 2), диоксид серы (SO 2), оксид серы (III) (SO 3), газообразная сера (S), водород (H 2), аммиак (NH 3), хлористый водород (HCL), фтористый водород (HF), сероводород (H 2 S), метан (CH 4), борная кислота (Н 3 ВО 2), хлор (Cl), аргон и другие, хотя преобладают Н 2 О и СО 2 . Присутствуют хлориды щелочных металлов, а также железа. Состав газов и их концентрация очень сильно меняются в пределах одного вулкана от места к месту и во времени, зависят они и от температуры и в самом общем виде от степени дегазации мантии, т.е. от типа земной коры.
Жидкие вулканические продукты представлены лавой - магмой, вышедшей на поверхность и уже сильно дегазированной. Термин "лава" произошел от латинского слова "лавер" (мыть, стирать) и раньше лавой называли грязевые потоки. Главные свойства лавы -химический состав, вязкость, температура, содержание летучих - определяют характер эффузивных извержений, форму и протяженность лавовых потоков.
3.2.МЕТАМОРФИЗМ
Метаморфизм (греч. metamorphoómai - подвергаюсь превращению, преображаюсь) - процесс твердофазного минерального и структурного изменения горных пород под воздействием температуры и давления в присутствии флюида.Выделяют изохимический метаморфизм, при котором химический состав породы меняется несущественно, и не изохимический метаморфизм (метасоматоз) для которого характерно заметное изменение химического состава породы, в результате переноса компонентов флюидом.
По размеру ареалов распространения метаморфических пород, их структурному положению и причинам метаморфизма выделяются:
Региональный метаморфизм, который затрагивает значительные объемы земной коры, и распространен на больших площадях
Метаморфизм сверхвысоких давлений
Контактовый метаморфизм приурочен к магматическим интрузиям, и происходит от тепла остывающей магмы
Динамометаморфизм происходит в зонах разломов, он связан со значительной деформацией пород
Импактный метаморфизм, который происходит при резком ударе метеорита о поверхность планеты
^
3.2.1ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ МЕТАМОРФИЗМА
Основными факторами метаморфизма являются температура, давление и флюид.
С ростом температуры происходят метаморфические реакции с разложением водосодержащих фаз (хлориты, слюды, амфиболы). С ростом давления происходят реакции с уменьшением объема фаз. При температурах более 600 ˚С начинается частичное плавление некоторых пород, образуются расплавы, которые уходят на верхние горизонты, оставляя тугоплавкий остаток – рестит.
Флюидом называются летучие компоненты метаморфических систем. Это первую очередь вода и углекислый газ. Реже роль могут играть кислород, водород, углеводороды, соединения галогенов и некоторые другие. В присутствии флюида область устойчивости многих фаз (особенно содержащих эти летучие компоненты) изменяются. В их присутствии плавление горных пород начинается при значительно более низких температурах.
^
3.2.2.ФАЦИИ МЕТАМОРФИЗМА
Метаморфические породы очень разнообразны. В качестве породообразующих минералов в них установлено более 20 минералов. Породы близкого состава, но образовавшиеся в различных термодинамических условиях могут иметь совершенно разный минеральный состав. Первыми исследователями метаморфических комплексов было установлено, что можно выделить несколько характерных, широко распространенных ассоциаций, которые образовались в разных термодинамических условиях. Первое деление метаморфических пород по термодинамическим условиям образования сделал Эскола. В породах базальтового состава он выделил зеленые сланцы, эпидотовые породы, амфиболиты, гранулиты и эклогиты. Последующие исследования показали логичность и содержательность такого деления.
В дальнейшем началось интенсивное экспериментальное изучение минеральных реакций, и усилиями многих исследователей была составлена схема фаций метаморфизма – Р-Т диаграмма, на которой показаны полу устойчивости отдельных минералов и минеральных ассоциаций. Схема фаций стала одним из основных инструментов анализа метаморфических комплектов. Геологи, определив минеральный состав породы, соотносили её с какой либо фацией, и по появлению и исчезновению минералов составляли карты изоград – линий равных температур. В практически современном варианте схема фаций метаморфизма была опубликована группой ученых под руководством В.С. Соболева в Сибирском отделении АН СССР .
3.3.ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
Землетрясением называется всякое колебание земной поверхности, вызвонное естественными причинами, среди которых основное значение принадлежит тектоническим процессам. В некоторых местах землятресение происходит часто и достигает большой силы.На побережьях море отступает, обнажая дно, а затем на берег обрушивается гигантская волна, сметая все на своем пути, унося остатки строений в море. Крупные землетрясения сопровождаются многочисленными жертвами среди населения, которое гибнет под развалинами зданий, от пожаров, наконец, просто от возникающей паники. Землетрясение-это бедствие, катастрофа, поэтому огромные усилия затрачиваются на предсказания возможных сейсмических толчков, на выделение сейсмоопасных районов, на мероприятия, призванные сделать промышленные и гражданские здания сейсмостойкими, что ведет к большим дополнительным затратам в строительстве.
Любое землетрясение-это тектонические деформации земной коры или верхней мантии, происходящие вследствие того, что накопившиеся напряжения в какой-то момент превысили прочность горных пород в данном месте. Разрядка этих напряжений и вызывает сейсмические колебания в виде волн, которые, достигнув земной поверхности, производят разрушения. "Спусковой крючок", вызывающий разрядку напряжений, может быть, на первый взгляд, самым незначительным, например заполнение водохранилища, быстрое изменение атмосферного давления, океанские приливы и т.д .
^ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Г. П. Горшков, А.Ф. Якушева Общая геология. Издание третье. - Издательство Московского университета,1973- 589с.: ил.
2. Н. В. Короновский, А. Ф. Якушева Основы геологии – 213с.: ил.
3. В.П. Ананьев, А.Д. Потапов Инженерная геология. Издание третье, переработанное и исправленное.- М.: Высшая школа, 2005. – 575 с.: ил.
Экзогенные процессы
геологические процессы, обусловленные внешними по отношению к Земле источниками энергии (преимущественно солнечное излучение) в сочетании с силой тяжести. Э. п. протекают на поверхности и в приповерхностной зоне земной коры в форме механического и физико-химического её взаимодействия с гидросферой и атмосферой. К ним относятся: Выветривание , геологическая деятельность ветра (эоловые процессы, Дефляция), проточных поверхностных и подземных вод (Эрозия ,
Денудация), озёр и болот, вод морей и океанов (Абразия),
ледников (Экзарация).
Главные формы проявления Э. п. на поверхности Земли: разрушение горных пород и химическое преобразование слагающих их минералов (физическое, химическое, органическое выветривание); удаление и перенос разрыхлённых и растворимых продуктов разрушения горных пород водой, ветром и ледниками; отложение (аккумуляция) этих продуктов в виде осадков на суше или на дне водных бассейнов и постепенное их преобразование в осадочные горные породы (Седиментогенез ,
Диагенез ,
Катагенез). Э. п. в сочетании с эндогенными процессами участвуют в формировании рельефа Земли, в образовании толщ осадочных горных пород и связанных с ними месторождений полезных ископаемых. Так, например, в условиях проявления специфических процессов выветривания и осадконакопления образуются руды алюминия (бокситы), железа, никеля и др.; в результате селективного отложения минералов водными потоками формируются россыпи золота и алмазов; в условиях, благоприятствующих накоплению органические вещества и обогащенных им толщ осадочных горных пород, возникают горючие полезные ископаемые. Лит.:
Якушова А. Ф., Динамическая геология, М., 1970; Горшков Г. П., Якушова А. Ф., Общая геология, М., 3 изд., 1973; Общая геология, М., 1974. Г. П. Горшков, Е. В. Шанцер.
Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .
Смотреть что такое "Экзогенные процессы" в других словарях:
Большой Энциклопедический словарь
- (от экзо... и...ген,...генный), геологические процессы (выветривание, эрозия, денундация, абразия и др.), происходящие на поверхности Земли и в верхних частях земной коры (в зоне гипергенеза). Обусловлены энергией солнечного излучения,… … Экологический словарь
Экзогенные процессы - – геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в самых верхних частях земной коры (выветривание, эрозия, деятельность ледников и др.); обусловлены главным образом энергией солнечной радиации, силой тяжести и… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Физические и химические процессы, происходящие на земной поверхности или в самых верхних слоях земной коры под воздействием воды и воздуха, снега и льда, солнечного излучения или в результате деятельности живых организмов. В развитии многих… … Географическая энциклопедия
Геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в самых верхних частях земной коры (выветривание, эрозия, деятельность ледников и др.); обусловлены главным образом энергией солнечной радиации, силой тяжести и жизнедеятельностью… … Энциклопедический словарь
Геол. процессы, происходящие на поверхности Земли и в самых верх. частях земной коры (выветривание, эрозия, деятельность ледников и др.); обусловлены гл. обр. энергией солнечной радиации, силой тяжести и жизнедеятельностью организмов … Естествознание. Энциклопедический словарь
ЭКЗОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ - – геологические процессы, вызванные в основном внешними силами (энергия солнца, сила тяжести и другие), действующими на поверхности и в близповерхностной части Земли. К экзогенным процессам относятся выветривание, денудация, осадкообразование и… … Палеомагнитология, петромагнитология и геология. Словарь-справочник.
Экзогенные процессы и их геотехногенные аналоги - Объем переработки, м3/год, на 1 м берега. Перемещение линии уреза и бровки абразионного уступа, м/год Значительная, до 10 м/с, с заторами и прорывами Скорость подтопления приращение площади с заданной глубиной уровня грунтовых вод за один год, 10 … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
процессы экзогенные - Геологические процессы, вызванные внешними по отношению к Земле силами; происходят на поверхности Земли. К П.эк. относятся: выветривание горных пород; перемещение продуктов выветривания под влиянием воды, ветра, льда, силы тяжести; образование… … Справочник технического переводчика
Преобразование горных пород, происходящее на поверхности Земли и в приповерхностном слое в зоне действия факторов выветривания, эрозии, склоновых и береговых деформаций, вызванные в большей части внешними по отношению к литосфере силами… … Словарь черезвычайных ситуаций
Книги
- Комплект таблиц. География и естествознание. Земля как планета (8 таблиц) , . Учебный альбом из 8 листов. Арт. 2-060-439 Размеры Земли и Солнца. Смена времен года. Внутреннее строение Земли. Эндогенные процессы. Строение вулкана. Экзогенные процессы. 8 таблиц и…