Проверил:Хабаров А.В. Студент: Папикян В.А.
Москва 07.12.2010
СТРОЕНИЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ
В строении земной коры участвуют все описанные типы горных пород - магматические, осадочные и метаморфические, залегающие выше границы Мохо. Как в пределах континентов, так и в пределах океанов выделяются подвижные пояса и относительно устойчивые площади земной коры. На континентах к устойчивым площадям относятся обширные равнинные пространства - платформы (Восточно-Европейская, Сибирская), в пределах которых располагаются наиболее устойчивые участки - щиты (Балтийский, Украинский), представляющие собой выходы древних кристаллических горных пород. К подвижным поясам относятся молодые горные сооружения, такие, как Альпы, Кавказ, Гималаи, Анды и др. Материковые структуры не ограничиваются только континентами, в ряде случаев они протягиваются в океан, образуя так называемую подводную окраину материков, состоящую из шельфа, глубиной до 200 м, континентального склона с подножьем до глубин 2500-3000 м. В пределах океанов также выделяются стабильные области - океанские платформы - значительные площади ложа океана - обширные абиссальные (греч. "абиссос" - бездна) равнины глубиной 4-6 км, и подвижные пояса, к которым относятся срединно-океанские хребты и активные окраины Тихого океана с развитыми окраинными морями (Охотское, Японское и др.), островными дугами (Курильские, Японские и др.) и глубоководными желобами (глубиной 8-10 км и более) (
На первых этапах геофизических исследований выделялись два основных типа земной коры: 1) континентальный и 2) океанский, резко отличающиеся друг от друга строением и мощностью слагающих пород. В последующем стали выделять два переходных типа:
1) субконтинентальный
2) субокеанский.
Возможно вы искали - Реферат: История добычи нефти в России
Континентальный тип земной коры. Мощность континентальной земной коры изменяется от 35-40 (45) км в пределах платформ до 55-70 (75) км в молодых горных сооружениях. Континентальная кора продолжается и в подводные окраины материков. В области шельфа ее мощность уменьшается до 20-25 км, а на материковом склоне (на глубине около 2,0-2,5 км) выклинивается. Континентальная кора состоит из трех слоев. Первый - самый верхний слой представлен осадочными горными породами, мощностью от 0 до 5 (10) км в пределах платформ, до 15-20 км в тектонических прогибах горных сооружений. Скорость продольных сейсмических волн (Vp) меньше 5 км/с. Второй - традиционно называемый "гранитный" слой на 50% сложен гранитами, на 40% - гнейсами и другими в разной степени метаморфизованными породами. Исходя из этих данных, его часто называют гранитогнейсовым или гранитометаморфическим . Его средняя мощность составляет 15-20 км (иногда в горных сооружениях до 20- 25 км). Скорость сейсмических волн (Vp) - 5,5-6,0 (6,4) км/с. Третий, нижний слой называется "базальтовым". По среднему химическому составу и скорости сейсмических волн этот слой близок к базальтам.
Однако высказывается предположение, что он сложен основными интрузивными породами типа габбро, а также метаморфическими породами амфиболитовой и гранулитовой фаций метаморфизма, не исключается наличие и ультраосновных пород. Правильнее называть этот слой гранулито-базитовым (базит - основная порода). Его мощность изменяется от 15-20 до 35 км. Скорость распространения волн (Vp) 6,5-6,7 (7,4) км/с. Граница между гранитометаморфическим и гранулито-базитовым слоями получила название сейсмического раздела Конрада . Долгое время господствовало представление о том, что граница Конрада существует в континентальной коре повсеместно. Однако последующие данные глубинного сейсмозондирования показали, что поверхность Конрада далеко не всюду выражена, а фиксируется лишь в отдельных местах. Естественно возникают новые интерпретации строения континентальной земной коры. Так, Н. И. Павленковой и другими предложена четырехслойная модель (В этой модели выделяется верхний осадочный слой с четкой скоростной границей. Ниже расположенные части земной коры объединены в понятие кристаллический фундамент, или консолидированная кора, внутри которой выделяются три слоя: верхний, промежуточный и нижний, разделенные границами. Верхний этаж характеризуется вертикально-слоистой структурой и дифференцированностью отдельных блоков по составу и физическим параметрам. Для промежуточного этажа отмечается тонкая горизонтальная расслоенность и наличие отдельных пластин с пониженной скоростью сейсмических волн (Vp) - 6 км/с (при общей скорости в слое 6,4-6,7 км/с) и аномальной плотностью.
На основании этого делается вывод, что промежуточный слой может быть отнесен к ослабленному слою, по которому возможны горизонтальные подвижки вещества. В настоящее время и другие исследователи обращают внимание на наличие отдельных линз в континентальной коре с относительно (на 0,1-0,2 км/с) пониженными скоростями сейсмических волн на глубинах 10-20 км, при мощности линз 5-10 км. Предполагают, что эти зоны (или линзы) связаны с сильной трещиноватостью и обводненностью пород.
Данные С. Р. Тейлора указывают также, что в пределах континентальной коры нет единого слоя с пониженной скоростью, а отмечается прерывистая расслоенность. Все сказанное свидетельствует о большой сложности континентальной земной коры и неоднозначности его интерпретации. Достаточно убедительным доказательством этого являются данные, полученные при бурении сверхглубокой Кольской скважины , достигшей уже глубины свыше 12 км. По предварительным сейсмическим данным, в районе заложения скважины граница между "гранитным" и "базальтовым" слоями должна бы быть встречена на глубине около 7 км. В действительности никакого геофизического "базальтового" слоя не оказалось. На этой глубине под мощной метаморфизованной вулканогенно-осадочной толщей протерозойского возраста были вскрыты плагиоклазовые гнейсы, гранито-гнейсы, амфиболиты - породы среднетемпературной стадии метаморфизма, процентное содержание которых увеличивается с глубиной. Что же послужило причиной изменения скорости сейсмических волн (от 6,1 до 6,5-6,6 км/с) на глубине около 7 км, где предполагалось наличие геофизического "базальтового" слоя? Возможно, что это связано с амфиболитами и их ролью в изменении упругих свойств пород. Возможно также, что указанная ранее (до бурения скважины) граница связана не с изменением состава пород, а с увеличением поля напряжения, обусловленного интенсивными деформациями и неоднократными проявлениями метаморфизма.
Выветривание
Выветривание, процесс разрушения и изменения горных пород в условиях земной поверхности под влиянием механического и химического воздействия атмосферы, грунтовых и поверхностных вод и организмов. По характеру среды, в которой происходит выветривание, различают атмосферное и подводное (Гальмиролиз) По роду воздействия выветривания на горные породы различают: физическое , ведущее только к механическому распаду породы на обломки; химическое , при котором изменяется химический состав горной породы с образованием минералов, более стойких в условиях земной поверхности; органическое (биологическое) , сводящееся к механическому раздроблению или химическому изменению породы в результате жизнедеятельности организмов. Своеобразным типом выветривания является почвообразование, при котором особенно активную роль играют биологические факторы горных пород совершается под влиянием воды (атмосферные осадки и грунтовые воды), углекислоты и кислорода, водяных паров, атмосферного и грунтового воздуха, сезонных и суточных колебаний температуры, жизнедеятельности макро- и микроорганизмов и продуктов их разложения. На скорость и степень выветривания, мощность продуктов и на их состав, кроме перечисленных агентов, влияют также рельеф и геологическое строение местности, состав и структура материнских пород. Подавляющая масса физических и химических процессов (окисление, сорбция, гидратация, коагуляция) происходит с выделением энергии. Обычно виды действуют одновременно, но в зависимости от климата тот или иной из них преобладает.
Виды выветриваний
Похожий материал - Курсовая работа: Выбор штанговой насосной установки и режима ее работы, обеспечивающего заданный отбор нефти
Физическое выветривание
Самые распространенные механизмы физического выветривания - изменения температуры, приводящие к расширению и сжатию минеральных зерен, слагающих горные породы, и формированию трещин, а также замерзание воды в трещинах и порах, сопровождающееся увеличением ее объема на 1/11. В результате горные породы распадаются на отдельные глыбы, плиты, щебень.
При одной из разновидностей физического выветривания - десквамации - камни "шелушатся", от них отслаиваются тонкие чешуйки.
Разрушаются породы и при кристаллизации в трещинах солей, содержащихся в поднимающейся к поверхности и испаряющейся в воде. Трещины в пластичных породах (глинах, суглинках) образуются при чередовании увлажнения и высыхания.
Физическое выветривание наиболее интенсивно происходит в областях с резкими суточными колебаниями температуры, сухим воздухом и редкой растительностью - главным образом в пустынях и на крутых склонах гор.
На ровных поверхностях в результате физического выветривания образуются россыпи глыб и щебня.
Выветривание происходит неравномерно. Например, на гранитах в местах более податливых формируются многочисленные, похожие на пчелинные соты, ниши. Отдельно стоящие массивы горных пород выветривание разбивает на причудливые глыбы, столбы и даже шары. Форма и размеры фигур зависит от направления и густоты трещин в породах.
Химическое выветривание
Химическое выветривание - разрушение горных пород при взаимодействии их с химически активными элементами (кислородом, углекислым газом, водой, органическими кислотами.). Окисление (соединение минералов с кислородом) особенно заметно для пород, содержащих железо, - они покрываются бурой коркой. Минералы в породах могут изменяться, поглощая воду (процесс гидратации), растворяясь в воде, разлагаясь на отдельные элементы под влиянием воды и углекислого газа (гидролиз).
Наиболее активно химическое выветривание в районах с теплым влажным климатом и густой растительностью.
Биогенное выветривание
Очень интересно - Реферат: Приобское нефтяное месторождение
Клинья, раздвигают трещины, разбивая скалы. Даже городские жители, вероятно, не раз наблюдали, как подымается и трескается асфальт под напором хрупких с виду растений.
Животные, делая ходы и норы в почве, разрыхляют ее. Некоторые морские моллюски даже просверливают себе норы в прочных прибрежных скалах.
В запасе у некоторых растений и животных есть и химические средства. Мхи и лишайники, например, выделяют гуминовые кислоты, растворяющие горные породы. Подняв с какого-нибудь валуна куртину мха, мы обнаружим под ней небольшое углубление, заполненное рыхлым материалом - продуктом разрушения валуна гуминовыми кислотами, выделяемыми мхами. Самыми первыми на голых скалах поселяются микроорганизмы, готовящие почву для поселения других, высокоорганизованных растений.
"Пустынный загар"
В некоторых случаях выветривание не разрыхляет, а цементирует рыхлые породы. В жарком, сухом климате породы скрепляются углекислой известью, гипсом или поваренной солью. В тропиках - окислами железа и алюминия, образуя мощные покрытия - коры, бронирующие нижележащие рыхлые отложения от размыва. С древними корами выветривания связаны месторождения ценных полезных ископаемых (цветных металлов, никеля, кобальта, железа, бокситов).
В засушливых областях поверхность валунов нередко покрыта черными и бурыми блестящими корками толщиной 1-2 мм, состоящими из окислов железа и марганца. Окислы вместе с водой, содержащейся в породе, при нагревании ее солнечными лучами поднимаются к поверхности, где и остаются после испарения воды.
Круговорот элементов в почве
Геологический круговорот элементов
Атмосферные осадки, проникающие в обломочную породу, обусловливают растворение и передвижение растворимых продуктов выветривания. Быстрее всего и «а большее расстояние переносятся наиболее подвижные соединения. Соединения хлора и серы, отнесенные к наиболее подвижным, вымываются в форме солей с эквивалентным количеством оснований из следующего ряда. Неподвижность Si02 кварца относительная. Некоторая часть элементов, преимущественно наиболее подвижных, выносится в речную сеть и поступает в моря и океаны. Кроме того, реки несут взмученные частицы, полученные в результате размывания русел и смывания их с поверхности.
Весь этот материал откладывается на дне океанов (морей) частью непосредственно, частью после его переработки морскими организмами. В течение тысячелетий на дне океанов образуется мощная толща осадочных пород. По мере погребения новыми осадками ранее отложенные претерпевают глубокие изменения под влиянием возрастающего давления и температуры. В зависимости от степени изменения они переходят в различные метаморфические породы, и затем кристаллические сланцы. В последующем под влиянием тектонических процессов и морских регрессий отложенные на дне океанов (морей) породы могут выходить на дневную поверхность, подвергаться новому континентальному выветриванию. Тогда наступает новый цикл большого геологического круговорота.
Вам будет интересно - Реферат: Вещественная, структурная и фазовая неоднородность пород, а также физические свойства горных пор
Таким образом, большой геологический круговорот элементов слагается из процессов:
- континентального выветривания горных пород, в результате которого образуются подвижные соединения;
- переноса этих соединений с континентов в моря и океаны;
- отложения на дне морей и океанов с последующим метаморфозом;
- нового выхода морских осадочных и метаморфических пород на дневную поверхность.
Биологический круговорот элементов
Материнские горные породы, как правило, не содержат органическое вещество и азот. Элементы зольного питания более или менее равномерно рассеяны в их толще. С поселением растительности и началом почвообразования развивается процесс обогащения верхних горизонтов формируемой почвы органическим веществом, азотом и элементами зольного питания. Это обогащение осуществляется в процессе малого биологического круговорота элементов, который развивается на фоне большого геологического круговорота.
Биологический круговорот элементов состоит:
- из поглощения растениями из атмосферы углерода и кислорода; из почвы - азота, водорода, кислорода, кальция, магния, калия, серы, фосфора, железа, алюминия и многих других элементов, необходимых для жизни растений;
- использования поглощаемых элементов на построение растительных организмов;
- в разложении отмерших растительных остатков и освобождении заключенных в них элементов;
- вовлечении этих элементов в новый биологический круговорот развивающейся растительностью.