Для студентов географических специальностей

 

ГЕОЛОГИЯ

 

Учебное пособие

Для студентов географических специальностей

ВВЕДЕНИЕ   Геология – это комплексная наука, изучающая состав, строение и историю развития Земли, земной коры и литосферы. Истоки…

ОБЩАЯ ГЕОЛОГИЯ

ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ

И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗЕМЛИ

Выделяют три главных внутренних оболочки Земли: · земная кора - наибольшая мощность до 70 км; · мантия Земли - от нижней границы земной коры до глубины 2 900 км;

МИНЕРАЛЫ И ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

СТРОЕНИЕ И ПРОИСХОЖДЕНИЕ МИНЕРАЛОВ

В зависимости от агрегатного состояния минералы подразделяют на твердые (кварц), жидкие (ртуть), газообразные (метан). Наиболее распространены… В зависимости от пространственного расположения элементарных частиц,… От внутреннего строения напрямую зависят физические свойства минералов. Так, обладающие кубической сингонией…

ХИМИЧЕСКИЕ КЛАССЫ МИНЕРАЛОВ

По химическому составу минералы объединяются в классы, подразделяемые на подклассы и, далее, группы. Наибольшее распространение в земной коре получили восемь классов минералов.

1. Самородные минералы состоят только из одного химического элемента. Объединяют около 45 минералов различного происхождения, составляющих менее 0,1 % массы земной коры. Большинство имеет огромное хозяйственное значение (алмаз, графит, сера, золото, медь и др.).

2. Сульфиды в химическом отношении являются солями сероводородной кислоты (H₂S). Класс насчитывает около 250 минералов, составляющих около 0,15 % массы земной коры. Образование сульфидов идет без доступа кислорода, большинство из них имеет гидротермальное происхождение, хотя возможно и гипергенное. При окислении сульфиды легко переходят в окислы, карбонаты или сульфаты. Ценность сульфидов в том, что это руды цветных и черных металлов, зачастую им сопутствует золото. Наибольшим распространением пользуются пирит (железный колчедан) FeS₂, халькопирит (медный колчедан) CuFeS₂, галенит (свинцовый блеск) PbS, сфалерит (цинковая обманка) ZnS, киноварь HgS и др. Подавляющему большинству сульфидов характерны металлический блеск, темная окраска, низкая и средняя твердость, высокая плотность.

3. Галогениды (галоидные соединения) – соли галоидно-водородных кислот (HCl, HF и редко HBr, HI). Насчитывается около 100 минералов, как правило, гипергенного и гидротермального происхождения. Чаще встречаются соединения хлористые и фтористые, такие как применяемые в химической промышленности галит NaCl (каменная соль), сильвин KCl (калийная соль). В оптике используется флюорит CaF₂. Галогениды отличаются стеклянным блеском, светлой окраской, невысокими твердостью и плотностью, часто легкой растворимостью в воде.

4. Фосфаты образованы солями фосфорной кислоты (H₃PO₄). Класс насчитывает примерно 200 минералов разного происхождения, составляющих около 0,7 % массы земной коры. Фосфатам характерны неметаллические разновидности блеска, невысокие и средние показатели твердости и плотности, окраска возможна любая. Представителями являются преимущественно магматического или метаморфического происхождения апатит Ca₅(F, Cl)[PO₄]₃, а также гипергенного происхождения бирюза CuAl₆[(OH)₂PO₄]₄ · 4H₂O и вивианит Fe₃[PO₄] · 8H₂O. Чаще всего минералы данного класса применяются для производства фосфорных удобрений, а также извлечения фосфора. Важнейшим минералом для этих целей выступает апатит.

5. Сульфаты – соли серной кислоты (H₂SO₄), накапливающиеся, в большинстве своем, в соленасыщенной водной среде при повышенном содержании кислорода и сравнительно низких температурах (т. е. вблизи земной поверхности). Сульфатам принадлежит существенное породообразующее значение, они слагают около 0,1 % массы земной коры. Минералам свойственны низкая твердость, неметаллические разновидности блеска, светлая окраска. В земной коре широко распространены гипс CaSO₄× 2H₂O, ангидрит CaSO₄, мирабилит (глауберова соль) Na₂SO₄ × 10H₂O.

6. Карбонаты – соли угольной кислоты (H₂СO₃), насчитывают около 80 представителей. Имеют огромное породообразующее значение в составе осадочных и метаморфических пород, составляют до 2 % массы земной коры. Отличительная особенность карбонатов – их активное взаимодействие с соляной кислотой, сопровождающееся бурным выделением углекислого газа. Блеск большинства карбонатов стеклянный, твердость невысокая. Наиболее распространены такие представители, как кальцит CaCO₃, магнезит MgCO₃, доломит CaMg(CO₃)₂, сидерит FeCO₃.

7. Окислы и гидроокислы составляют до 17 % массы земной коры. Представители этого класса объединяют минералы разного происхождения и подразделяются соответственно названию на два подкласса: окислов, отличающихся высокой и средней твердостью, и гидроокислов, обладающих низкой твердостью. С другой стороны, названный класс можно разделить на окислы и гидроокислы кремния и окислы и гидроокислы металлов.

Окислы и гидроокислы кремния соответственно характеризуются стеклянным или матовым блеском. Их породообразующее значение невозможно переоценить: только на долю кварца SiO₂ приходится до 12 % массы земной коры. Скрытокристаллические модификации кварца представлены разно­окрашенными халцедонами. Среди водных окислов кремния необходимо назвать опал SiO₂ × nH₂O.

Окислы и гидроокислы металлов отличаются соответственно металлическим или матовым блеском. Они относятся к важнейшим рудообразующим минералам. Наибольшее практическое значение принадлежит таким минералам, как магнетит Fe₃O₄, гематит Fe₂O₃, лимонит Fe₂O₃ ×nH₂O, корунд Al₂O₃, боксит Al₂O₃ × nH₂O.

8. Силикаты и алюмосиликаты объединяют около 800 минералов, многие из которых играют важнейшую породообразующую роль, ведь представители этого класса составляют до 80 % массы земной коры. Если же к числу силикатов относить и кварц (типичный силикат по строению кристаллической решетки, но не по химическому составу), то доля превысит 90 %. Основу кристаллической решетки в силикатах и алюмосиликатах составляет кремний-кислородный тетраэдр [SiO₄]^4-. В зависимости от сочетаний этих тетраэдров все силикаты разделяются на большое количество групп. Происхождение минералов данного класса разное.

· Островные силикаты сложены изолированными тетраэдрами. Самым распространенным их представителем, имеющим огромное породообразующее значение, является оливин (Mg, Fe)₂[SiO₄].

· Цепочечные силикаты объединяют минералы группы пироксенов, в которых тетраэдры соединены в непрерывные цепочки. Наибольшим распространением из их числа пользуется породообразующий алюмосиликат авгит Ca (Mg, Fe²⁺, Al)₂[(Si, Al)₂O₆].

· Кольцевые силикаты сложены тетраэдрами, соединенными в замкнутые кольца. Представитель – берилл Be₃Al₂[Si₆O₁₈].

· Ленточные силикаты образованы тетраэдрами, соединенными в обособленные ленты. Выделяется группа амфиболов – минералов непостоянного химического состава, среди которых наиболее распространен породообразующий минерал роговая обманка (Ca, Na, K)_2–3(Mg, Fe²⁺, Fe³⁺, Al)₅[(OH, F)₂|(Si, Al)₂Si₆O₂₂].

· Листовые (слоевые) силикаты представлены минералами, в которых тетраэдры объединены в ленты, образующие единый непрерывный слой. Наиболее распространены такие породообразующие минералы, как слюды: бесцветный мусковит и его мелкочешуйчатая разновидность серицит KAl₂[AlSi₃O₁₀](OH)₂, черный биотит K(Mg, Fe)₃[(OH, F)₂|AlSi₃O₁₀]. Кроме названных, часто встречаются метаморфического происхождения серпентин (змеевик) Mg₆[Si₄O₁₀](OH)₈, тальк Mg₃[Si₄O₁₀](OH)₂ и непостоянного состава хлориты. Эти минералы возникают при воздействии на ультраосновные породы магматических горячих растворов и газов. Другая часть листовых силикатов образуется в результате гипергенеза магматических и метаморфических пород, содержащих полевые шпаты и слюды. Так возникают глинистые минералы каолинит Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈, монтмориллонит (Mg₃, Al₂)[Si₄O₁₀](OH)₂ × nH₂O, бейделлит Al₂[Si₄O₁₀](OH)₂ × nH₂O, нонтронит (Fe, Al₂) [Si₄O₁₀](OH)₂ × nH₂O, а также гидрослюды – минералы непостоянного состава. Среди листовых силикатов выделяется также глауконит – водный алюмосиликат K, Fe, Al, образующийся путем выпадения из коллоидных растворов, и накапливающийся преимущественно в шельфовой зоне на глубинах 200–300 м.

· Каркасные силикаты представлены группами полевых шпатов и нефелина. Важнейшей из них является группа полевых шпатов, доля которых в массе земной коры достигает 50 %. Каркас полевых шпатов создан тетраэдрами, сцепленными всеми четырьмя вершинами. Группа подразделяется на калиево-натриевые и кальциево-натриевые полевые шпаты. Первые представлены ортоклазом K[AlSi₃O₈]. Вторые – разновидностями плагиоклазов, в которых наблюдается последовательное уменьшение содержания SiO₂. В соответствии с этим плагиоклазы включают ряд минералов: от натриевого (кислого по составу) альбита Na[AlSi₃O₈] – его сокращенная запись Ab, до кальциевого (основного) анортита Ca[Al₂Si₂O₈] – его сокращенная запись An. Промежуточное расположение занимает кальциево-натриевый (средний по составу) лабрадор Ab₅₀ An₅₀ – иризирующий плагиоклаз. Помимо полевых шпатов, в числе каркасных силикатов выделяют группу нефелина Na₃K[AlSiO₄]₄ – породообразующего алюмосиликата магматического и пегматитового происхождения.

ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Полиминеральными называют породы, состоящие из нескольких минералов. Мономинеральные – породы, состоящие из одного минерала. По способу образования горные породы подразделяются на магматические,… Под структурой понимают особенности внутреннего строения и состава горной породы: степень ее кристалличности, форму,…

Гранулометрический состав обломочных пород и глин

Пески шершавые на ощупь, царапают ладонь; сухие песчинки легко стряхиваются с ладони, оставляя ее чистой; отдельные песчинки легко различимы… По гранулометрическому составу пески делят на три группы: · крупнозернистые (1–0,5 мм);

Сопоставление классификаций рыхлых пород смешанного состава

 

Содержание частиц размером 0, 01 мм, %	По Н. М. Сибирцеву	По Л. Б. Рухину
До 5	Песок	Песок
5–10	Песок глинистый	Песок глинистый
10–20	Супесь грубая	Алевриты грубозернистые (тонкозернистые пески)
20–30	Супесь тонкая	Алевриты крупнозернистые
30–40	Суглинок грубый	Алевриты мелкозернистые
40–50	Суглинок тонкий	Алевриты тонкозернистые
50–60	Глина грубая	Глина песчанистая
60–75	Глина тонкая	Глина алевритистая
75 и более	Глина типичная	Глина типичная

Аргиллит – сцементированная глина, лишенная практически всех диагностических признаков глин (не поглощает воду и проч.). Окраска аргиллитов разная, поверхность гладкая, излом раковистый. Внешне аргиллиты могут напоминать микрозернистый известняк – в отличие от него, аргиллиты не вскипают с кислотой.

 

3. Органогенные породы состоят из органических остатков или из продуктов жизнедеятельности организмов. Накапливаются они почти всегда в водоемах и состоят преимущественно из скелетных остатков беспозвоночных: в первую очередь морских, в меньшей степени – пресноводных. Главный признак органического происхождения – наличие различимых остатков животных или растений. Органическое вещество, в отличие от минерального, лишено блеска и прямолинейных очертаний. Выделяют три главных структуры органогенных пород:

· биоморфная структура – порода сложена целыми скелетами;

· детритусовая структура – порода сложена обломками скелетов;

· биоморфно-детритусовая структура – порода сложена как целыми, так и раздробленными скелетами.

Среди текстур органических пород распространены слоистые, иногда отмечается массивная; характерна пористая.

По химическому составу органические породы делят на три группы: карбонатные, кремнистые, углеродистые.

Карбонатные органогенные породы называются известняками. Известняки сложены наружными скелетами (раковинами, скорлупками) животных, водорослей или простейших, нередко с примесями алевритовых, глинистых или песчаных частиц. Известняки состоят из кальцита, поэтому бурно вскипают с HCl. Органические известняки обладают пористой или даже кавернозной текстурой, хотя встречаются и плотные разновидности. Окраска известняков возможна любая, однако преобладают светлые тона.

В зависимости от породообразующих организмов органические известняки принято делить на зоогенные (распространены широко) и фитогенные (встречаются реже). Наиболее распространены известняки коралловые, ракушечниковые, брахиоподовые, фораминиферовые, мел. Брахиоподовые известняки сложены двустворчатыми раковинами морских животных (класса щупальцевых), широко распространявшихся в палеозое. Фораминиферовые известняки сложены крупными раковинами вымерших простейших организмов: нуммулитов (обитали в мелу – палеогене) с дисковидной или чечевицеобразной раковиной диаметром до 160 мм; или фузулинид (обитали в карбоне – перми) с веретенообразной или шарообразной раковиной диаметром до 60 мм (соответственно, известняки нуммулитовые или фузулиновые). Мел образован скорлупками кокколитофорид – одноклеточных морских водорослей. В результате метасоматоза состав известняков меняется – под действием магнезиальных подземных вод возникают доломиты, обладающие биоморфной структурой. Доломиты реагируют с HCl в порошке.

Кремнистые органогенные породы представлены диатомитами. Диатомиты состоят из микроскопических кремнистых остатков диатомовых водорослей (обитателей морских и пресноводных бассейнов). Диатомиты отличаются белой или серовато-желтой окраской, внешне очень похожи на мел, но не реагируют с HCl (лишь мгновенно впитывают кислоту). Диатомиты очень легкие; мучнистые (растираются пальцами в тончайшую пудру); микропористые, быстро впитывают влагу.

Углеродистые органогенные породы (каустобиолиты) представлены торфом и ископаемыми углями. Особенность этих пород – горючесть. Торф – черная или бурая рыхлая порода, состоящая из полуразложившихся растительных останков, и пропитанная гуминовыми кислотами. Торфа накапливаются в болотах; делятся по составу на травяные, моховые, древесные и смешанные; по происхождению – на низинные и верховые. Ископаемые угли – горные породы, более чем на 50 % состоят из органического углефицированного вещества. Ископаемые угли возникают за счет геологических процессов преобразования древних залежей торфа или сапропеля. Процесс углефикации протекает по стадиям: торф (сапропель) – бурый уголь (в том числе лигнит и богхед) – каменный уголь. Бурые угли обычно матовые, их твердость 1–1,5, они пачкают руки, дают бурую черту, их излом землистый, лишь у богхеда – раковистый. Содержание углерода в бурых углях достигает 70 %.

Лигнит – слабоуглефицированный бурый уголь черно-коричневого цвета; нередко содержит хорошо сохранившиеся (слабообугленные) древесные остатки.

Богхед (сапрколит) – черно-коричневая плотная, но легкая порода с раковистым изломом. Богхеды обогащены водородом (до 11 %), это продукт углефикации сапропелей, сформированных из отмерших сине-зеленых водорослей.

Каменный уголь – более твердая порода (до 2,5 по шкале Мооса) черного цвета и с черной чертой. Каменный уголь хрупкий, пачкает руки; блеск его матовый или смолистый; излом зернистый или раковистый. Содержание углерода в каменных углях достигает 85 %.

 

4. Хемогенные породы формируются за счет выпадения минеральных солей из растворов и состоят из кристаллов.

Структура хемогенных пород – кристаллическая, а состав преимущественно мономинеральный. Текстуры хемогенных пород слоистые, оолитовые, пористые. Хемогенные породы возникают на земной поверхности или в земной коре на малых глубинах. Как и органические, породы хемогенные разделяются по составу – выделяют группы известковых, кремнистых, железистых, алюминиевых, марганцевых, фосфатных, сульфатных и галогенных пород.

Известнякихемогенныевозникают из растворов, перенасыщенных карбонатом кальция. Классифицируются по структурно-текстурным особенностям – выделяют туфы, оолитовые и микрозернистые известняки. Окраска их светлая – как правило белая, хотя примеси других веществ могут придавать разные цвета и оттенки. Так, примесь угля, битума или окиси марганца окрасит известняк в серый или даже черный цвет; окиси железа и алюминия – в желтый, бурый.

Известковые туфы отличаются пористой текстурой. По происхождению они являются источниковыми – возникают благодаря деятельности подземных вод. В зависимости от условий формирования, их можно разделить на мучнистые и травертины.

Мучнистые известковые туфы (гажа) накапливаются холодными подземными водами в толще грунта. Это рассыпчатые породы слоистой и пористой текстуры, малого объемного веса (0,9–1,9 г/см³). Мучнистые туфы светлые, почти белые, но иногда примеси окислов железа окрашивают их в бурые тона.

Травертины являются натечными формами – они возникают на поверхности, в местах выхода гидрокарбонатных вод: на склонах оврагов, речных долин. Цвет травертина снежно-белый, а в присутствии окислов железа желтый, буроватый. По сравнению с гажей травертин значительно плотнее, хотя текстура его пористая или даже кавернозная. Нередко в травертине видны отпечатки растений и животных. Близ выходов горячих минеральных вод травертины образуют крупные поля (до нескольких км²), а мощность их достигает 10 м и более.

Оолитовые известняки состоят из шаровидных агрегатов кристаллов кальцита. Диаметр оолитов от 2–3 мм (икряной камень) до 8–10 мм (гороховый камень). Строение оолитов радиально-лучистое или скорлуповатое. Окраска варьирует от белой до буроватой.

Микрозернистые известняки состоят из мельчайших кристаллов – менее 0,005 мм. Текстура их массивная, породы плотные. Окраска преимущественно светлая, хотя может быть любой. Разновидностью микрозернистых известняков является литографский камень – порода с ярко выраженным раковистым изломом, гладкой поверхностью.

Кремнистые хемогенные породы встречаются реже известковых. Они представлены кремневыми стяжениями (желваками, конкрециями и жеодами), трепелом, опокой. Кремневые стяжения состоят из кварца, халцедона, опала или их сочетаний. Они распространены в карбонатных отложениях (меле, известняках, мергеле) – возникают при метасоматозе известковых пород. Образуются и при заполнении кремнекислотой пустот в горных породах. Цвет кремня черный, бурый, желто-бурый, бордовый. Возможны, хотя и редко, другие цвета. Распространены полосчатые разновидности. Твердость кремней около 7 по шкале Мооса, им характерен раковистый излом.

Трепел внешне неотличим от диатомита. Состоит из микроскопических зерен опала. Окраска белая, желтоватая или сероватая. Текстура микропористая; порода гигроскопичная, очень легкая, мучнистая.

Опока – очень легкая, микропористая, но сцементированная и твердая порода кремнистого состава. Цвет от голубовато-серого до черно-серого, часто окраска пятнистая. Опоки гигроскопичны, обладают раковистым изломом – звонко раскалываются на острые обломки. В отличие от диатомита и трепела, опоки не растираются пальцем в пудру.

Железистые, алюминиевые, марганцевые хемогенные породы по химическому составу делятся на ряд групп. Наиболее распространены окислы и гидроокислы (лимонит, боксит, пиролюзит), карбонаты (сидерит), сульфиды (пирит, марказит). Чаще всего встречаются гидроокислы, представленные оолитовыми железняками и бокситами.

Оолитовые железняки (бобовые железные руды) и бокситы сложены соответственно лимонитом и бокситом оолитовой текстуры. Возникают либо в воде (при выпадении осадка из раствора), либо на суше (при выветривании основных и ультраосновных пород). Железная крыша из лимонита возникает также при выветривании залежей пирита. Лимониты и бокситы водного генезиса формируются как в соленых и пресных бассейнах, так и подземными водами.

Фосфатные, сульфатные и галогенные хемогенные породы сложены гипергенного происхождения минералами соответствующих классов: фосфоритом, гипсом и ангидритом, галитом и сильвином и др.

 

5. Смешанные породы состоят из сочетаний обломков, органических, химических и глинистых частиц. Возникают при взаимодействии двух или более геологических агентов. По существу, многие выше охарактеризованные породы являются смешанными. Например, опоки, состоящие из химически осажденного опала, всегда содержат примесь кремнистых органогенных частиц. В формировании травертинов существенную роль играют бактерии, осаждающие углекислый кальций. Представителями смешанных пород являются суглинки и супеси (в том числе валунные), конгломераты и брекчии, мергели и известковые глины, битуминозные известняки и проч.

Мергель – осадочная порода, содержит от 50 до 80 % кальцита и (или) магнезита, и 20–50 % глинистого вещества. Поэтому мергелю свойственны признаки как известняков, так и глин. Подобно глинам, мергель обладает тяжелым запахом и способностью разбухать в воде. Подобно известнякам, мергель бурно вскипает с HCl, но на месте реакции у мергеля возникает грязное пятно, которое формируется глинистыми частицами, оседающими на поверхность после вскипания кислоты. Как правило, мергель – плотная порода. Излом неровный, иногда раковистый. Окраска самая разная. Мергели, в которых кальцита содержится около 80 %, а доля MgO не превышает 3 %, называются цементными мергелями (из них производят портландцемент). При содержании кальцита менее 50 % породу называют известковой (мергелистой) глиной. При содержании кальцита более 80 % – глинистым известняком.

Метаморфические горные породы формируются в земной коре путем коренного преобразования осадочных или магматических пород. Важнейшие факторы метаморфизма – высокая температура, высокое давление, воздействие магматических флюидов, вещественный состав исходной породы. Метаморфизм всегда сопровождается перекристаллизацией исходных горных пород – поэтому метаморфические породы полнокристалличны. В зависимости от происхождения исходных пород – осадочного или магматического – метаморфические породы называют параметаморфическими и ортометаморфическими. Метаморфическому преобразованию могут подвергнуться все характеристики ранее существовавшей породы: ее минералогический состав, структура, текстура, удельный вес и проч. Главным фактором метаморфизма выступает высокая температура. По интенсивности процессов выделяют пять ступеней метаморфизма: низшую, нижнюю, среднюю, высокую и высшую.

Структуры метаморфических пород выделяются на основании абсолютного и относительного размера кристаллов. По степени кристалличности деления нет – все метаморфические породы обладают полнокристаллической структурой. В слабометаморфизованных породах могут частично сохраняться структурные признаки исходных пород – их относят к реликтовым структурам.

Абсолютный размер кристаллов растет пропорционально степени метаморфизма. Соответственно выделяют четыре вида структур:

· мелкокристаллическую (менее 0,25 мм);

· среднекристаллическую (0,25–1 мм);

· крупнокристаллическую (1–10 мм);

· гигантокристаллическую (более 10 мм).

По относительному размеру кристаллов выделяют структуры гранобластовую (равномернокристаллическую) и порфиробластовую (неравномернокристаллическую).

Гранобластовая структура присуща равномернокристаллическим породам с кристаллами изометричной формы.

Порфиробластовая структура характеризуется большой разницей диаметров кристаллов, и тем, что в крупных кристаллах ярко выражены грани, ребра и вершины.

Текстурыслужат главным диагностическим признаком метаморфических пород. Текстурыклассифицируются по двум признакам: по форме кристаллов и по их взаимному расположению в породе.

По форме кристаллов выделяют следующие текстуры: пластинчатую (таблитчатую), листоватую, чешуйчатую, игольчатую.

По расположению кристаллов выделяют текстуры массивную, сланцеватую, полосчатую (гнейсовую), плойчатую, волокнистую, очковую.

· Массивная текстура – определенной ориентировки кристаллов нет.

· Сланцеватая (плитчатая) текстура – пластины или чешуи минералов расположены параллельно; породы сложены непрерывными слоями однородной мощности и раскалываются на тонкие плитки.

· Полосчатая (гнейсовая) текстура – в породе чередуются полосы разной окраски, мощности и минералогического состава. В отличие от сланцеватой текстуры, полосчатая характеризуется прерывистостью.

· Плойчатая текстура – в породе различимы тонкие, мелко гофрированные слои.

· Волокнистая текстура – порода сложена параллельно вытянутыми волокнистыми или игольчатыми минералами.

· Очковая текстура – в породе видны разноцветные полосы с овальными утолщениями, образованными светлыми минералами.

Отдельностиметаморфических пород делятся на реликтовые и метаморфические. Реликтовые отдельности унаследованы от исходных пород. Метаморфические отдельности возникают при метаморфизме и представлены кливажем. Кливаж – система параллельных трещин, рассекающих породу несогласно первичной текстуре.

Минералогический и химический состав метаморфических пород определяется спецификой процесса метаморфизма и составом исходных пород. Главными породообразующими минералами служат и типично магматогенные (ряда Боуэна), и пневматолитово-гидротермальные, и собственно метаморфогенные. При метаморфизме степень трансформации минералогического состава усиливается с ростом температуры и давления. Так, в породах низких ступеней метаморфизма широко представлены гидратированные минералы класса силикатов (слюды, хлорит и другие). В породах высшей ступени метаморфизма водные минералы отсутствуют – критической температурой для воды в составе минералов является 375 °С. Таким образом, рост температуры и давления обуславливает прогрессирующие изменения структур и минералогического состава метаморфических пород.

Породы низшей ступени метаморфизма представлены сланцами глинистыми и аспидными, в составе которых преобладают гидратированные силикаты и кварц.

Глинистые (аргиллитовые) сланцы возникают из глин, аргиллитов. Цвет глинистых сланцев любой – совпадает с цветом исходных пород; структура мелкокристаллическая – кристаллы не различимы глазом, поэтому глинистые сланцы не блестят (матовые); текстура тонкосланцеватая (тонкослоистая). Сложены глинистым материалом и, частично, продуктами метаморфического превращения глин: мельчайшими кристаллами кварца и слюд (серицита – мелкочешуйчатого мусковита), хлорита. Глинистые сланцы легко раскалываются по сланцеватости на тонкие гладкие пластины.

Аспидные (кровельные) сланцы возникают из глинистых сланцев; отличаются от них большей твердостью и черным цветом – за счет графита, возникшего из органики, содержавшейся в исходных глинах.

Породы нижней ступени метаморфизма представлены филлитами, зелеными сланцами, серпентинитами и другими породами. В их минералогическом составе еще велика роль гидратированных силикатов.

Филлиты – продукты полной перекристаллизации глин; возникают из глинистых и аспидных сланцев. Цвет филлитов обычно серый, черный, хотя примеси могут придавать и другую окраску (вишневую, бурую и др.). Структура мелкокристаллическая, но кристаллы уже различимы глазом. Поэтому от глинистых сланцев филлиты отличаются шелковистым блеском. Текстура филлитов тонкосланцеватая, иногда плойчатая. Минералогический состав тот же, что и у глинистых сланцев (кварц, серицит, хлорит). В отличие от глинистых сланцев, филлиты раскалываются по плоскостям кливажа, т. е. под углом к слоистости.

Зеленые сланцы–продукт преобразования магматических пород. Представлены хлоритовыми, тальковыми и др. разновидностями. Возникают из эффузивных и интрузивных пород основного состава. Зеленые сланцы, как правило, обладают невысокой твердостью, отличаются разными оттенками зеленого цвета. Структура их мелкокристаллическая (кристаллы различимы глазом); текстура чешуйчато-листоватая, сланцеватая. Хлоритовые сланцы состоят из мелких кристаллов хлорита с примесью кварца, слюд, талька. Тальковые сланцы жирные на ощупь; сложены тальком с примесью кварца, слюд, хлорита.

Серпентиниты (змеевики)– породы разных оттенков зеленого цвета, возникающие при метаморфизме оливинсодержащих ультраосновных магматических пород. Плотные, сложены волокнистыми кристаллами минерала серпентина (водного силиката магния). Структура мелко- или среднекристаллическая; текстура сланцеватая, полосчатая, пятнистая. Блеск шелковистый, жирный.

Породы средней ступени метаморфизма возникают при более высоких температурах и давлении.

Кристаллические (слюдяные) сланцы – продукты дальнейшего метаморфизма филлитов, глинистых сланцев. Цвет разнообразный; структура средне- и крупнокристаллическая, текстура сланцеватая или плойчатая; блеск яркий шелковистый. Кристаллические сланцы состоят из слюд, хлорита, амфиболов; их минералогический состав зависит от температуры метаморфизма и состава исходных пород. Как правило, в кристаллических сланцах присутствуют также кварц, полевые шпаты (плагиоклазы), характерны гранаты и графит.

Мраморы – плотные породы, состоящие из кристаллов кальцита. Структура варьирует от мелко- до крупнокристаллической. Текстура различная: массивная, полосчатая, пятнистая, иногда сланцеватая. Минералогически чистый мрамор белого цвета, примеси обуславливают другую окраску. Мрамор бурно вскипает в соляной кислоте. Если мрамор подвергся доломитизации, то реагировать с HCl будет в порошке. Мраморы возникают при метаморфизме известняков, в том числе и доломитизированных.

Кварциты – плотные и очень твердые породы, состоящие из кварца. Окраска зависит от примесей. Структура мелкокристаллическая; текстура массивная, хотя нередки пятнистые, полосчатые и даже сланцеватые разновидности. Кварциты возникают при глубоком метаморфизме кварцевых песков и песчаников. Отличаются чрезвычайной долговечностью – обладают высочайшей механической прочностью и химической устойчивостью. Кварциты, обогащенные гематитом или магнетитом, называются джеспилитами (железистыми кварцитами). Джеспилитам характерны вишневый или черный цвет и сланцеватая или полосчатая текстура.

Амфиболиты – плотные породы от серо-зеленого до черно-зеленого цвета. Структура среднекристаллическая, текстура массивная или сланцеватая. Состоят из амфиболов и плагиоклазов, обычно с примесью гранатов. Подразделяются на ортоамфиболиты (возникают из магматических пород основного и ультраосновного, реже среднего состава) и параамфиболиты (возникают из осадочных карбонатно-глинистых пород).

Гнейсы – плотные породы крупно- и гигантокристаллической структуры и полосчатой или очковой текстуры. Высокие температуры метаморфизма обуславливают понижение доли гидратированных минералов. В зависимости от состава исходных пород гнейсы делятся на две группы: парагнейсы (возникают из пород осадочных: глин, песчаников) и ортогнейсы (из пород магматических, обычно кислого состава). Гнейсы состоят из кварца, полевых шпатов и слюд с примесью темных минералов. Содержание слюд в гнейсах меньшее, чем в кристаллических сланцах. От внешне похожих магматических пород (гранитов, сиенитов, диоритов) гнейсы отличаются полосчатой текстурой.

Породы высокой ступени метаморфизма представлены гранулитами и мигматитами. Породы сложены пироксенами, гранатами, полевыми шпатами, кварцем; гидратированные минералы отсутствуют.

Гранулиты – породы, внешне похожие на гнейсы и граниты, от которых отличаются минералогическим составом: гранулиты сложены равновеликими кристаллами полевых шпатов, пироксенов и гранатов. Нередко в них присутствует кварц.

Мигматиты – породы, сложенные тонкими, неправильной формы прослоями светлыми (кварцево-полевошпатовыми) и темными (из тугоплавких минералов).

Породы высшей ступени метаморфизма представлены эклогитами. Эклогиты – плотные темноокрашенные породы, по химическому составу подобные основным магматическим, из которых эклогиты и возникают. Эклогиты состоят из пироксенов и гранатов (в основном пиропа), иногда с примесью оливина и кварца. Структура крупнокристаллическая; текстура массивная, реже сланцеватая. От интрузивов основного состава отличаются отсутствием плагиоклазов и очень высокой плотностью (3,3–3,4 г/см³).

 

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТИПЫ И ФАЦИИ ОТЛОЖЕНИЙ

Геологическими называют процессы, протекающие на поверхности и в недрах Земли, и ведущие к формированию минералов, горных пород, земной коры и внутренних оболочек Земли.

В зависимости от энергетического источника и места протекания геологические процессы разделяют на внешние (экзогенные) и внутренние (эндогенные). Геологические процессы слагаются из противоположных, но неразрывно связанных друг с другом явлений: с одной стороны – образования горных пород, а с другой стороны – их разрушения. Например, разрушение магматических пород (диоритов) ведет к образованию осадочных (конгломератов, песчаников), из которых в дальнейшем возникнут метаморфические (гнейсы). Таким образом, в литосфере непрерывно идут процессы обновления вещества, обусловливающие формирование главных тектонических структур и рельефа земной поверхности.

Экзогенными (внешними) называются геологические процессы, протекающие на земной поверхности или на небольших глубинах в земной коре. Названные процессы осуществляются разнообразными геологическими агентами: текучими и стоячими водами, ледниками, ветром и т. д. Деятельность этих агентов включает три важнейших вида работы: разрушение горных пород, перенос обломков и их накопление (аккумуляцию, седиментацию – от латин. sedimentum – оседание). Совокупность процессов сноса и удаления с приподнятых территорий продуктов разрушения горных пород называется денудацией (от лат. denudatio – обнажение).

Очевидно, что характер производимой работы определяется, с одной стороны, скоростью движения и массой геологического агента, а с другой – характером горных пород (их вещественным составом, плотностью и т. д.). Чем выше скорость движения и масса геологического агента, тем активнее идет разрушение горных пород и транспортировка обломков. С падением скорости начинается процесс аккумуляции, причем вначале на поверхность оседают самые крупные частицы, а затем все более мелкие. Главными энергетическими источниками экзогенных процессов являются солнечная радиация и сила тяжести. Поскольку солнечная радиация по земной поверхности распределяется зонально и азонально, ее приход изменяется по сезонам года и времени суток, то и деятельность внешних агентов подчиняется тем же закономерностям. Влияние гравитации наиболее ярко сказывается в том, что чем больше угол наклона поверхности, тем активнее происходит снос материала. Соответственно, чем выше расположена территория, тем активнее разрушение и вынос обломков горных пород, а чем ниже поверхность, тем интенсивнее аккумуляция и больше мощность накапливающихся геологических осадков.

Осадками геологическими называют продукты, отложившиеся в результате физических, химических и биологических процессов на поверхности в зоне современного осадконакопления, и еще не превращенные в горные породы. Таким образом, наибольшие объемы осадков накапливаются в океанах.

Все экзогенные процессы можно разделить на две группы:

1) процессы выветривания, которые почти не приводят к перераспределению объемов горных пород по земной поверхности;

2) работу внешних динамических агентов, ведущую к пространственному перераспределению объемов горных пород.

Накапливающиеся на поверхности Земли осадки объединяются в генетические типы, которые в свою очередь подразделяются на фации. Генезис отложений определяется тем геологическим агентом, который транспортировал и отлагал исходный материал.

Генетический тип отложений – это совокупность осадков, накопленных определенным геологическим агентом (в разных природных условиях). Выделяют обширный перечень генетических типов осадочных отложений: аллювиальных, озерных, болотных, морских, эоловых и проч. Вещественный состав отложений одного генетического типа может быть самым разным. Например, среди болотных отложений представлены торф, сидерит, известняк и проч. И наоборот, осадки одинакового состава могут формироваться разными геологическими агентами. Так, пески могут иметь происхождение речное, озерное, морское, эоловое и др.

Фация (от лат. facies – облик) – это часть отложений какого-либо генетического типа, накопленная в определенных физико-географических условиях. Фации характеризуются закономерными условиями залегания, строением и составом слагающего вещества. Отличия между фациями объясняются, прежде всего, разной динамикой осадконакопления.

По условиям осадконакопления всю земную поверхность можно разделить на две главные области: континентальную и морскую. В континентальной, гипсометрически поднятой области, господствуют разрушение горных пород и слагаемых ими форм рельефа, а также снос продуктов разрушения. Поэтому процессы аккумуляции на суше представлены на небольших площадях и ведут к накоплению маломощных осадочных толщ. Наоборот, в пределах гипсометрически низко расположенных океанов, процессы аккумуляции господствуют, в силу чего морским отложениям характерны огромные площади и мощности. Соответственно более 95 % объема осадочных пород, распространенных на поверхности суши, накапливалось в океанических условиях, т. е. во время морских трансгрессий (этапов наступления моря). Очевидно, что важнейшим фактором, определяющим протекание на земной поверхности процессов либо разрушения и денудации, либо аккумуляции, является тектоника – восходящие тектонические движения ведут к установлению континентальных условий разрушения и денудации, а нисходящие – к возникновению океанических условий аккумуляции. При смене тектонического режима, т. е. при переходе от морских условий к континентальным (или наоборот), на какое-то время на поверхности устанавливаются переходные условия (например, мелководных морских заливов).

Таким образом, выделяют три обстановки осадконакопления:

· морскую (океаническую);

· континентальную;

· переходную.

В составе каждой из них представлены различные генетические типы отложений:

· морские отложения: шельфовые, батиальные, абиссальные;

· континентальные отложения: элювиальные, коллювиальные (обвально-осыпные), аллювиальные, озерные, болотные, эоловые, ледниковые, водно-ледниковые и др.;

· переходные отложения: осадки устьевые и лагунные.

ВЫВЕТРИВАНИЕ

Главные факторы выветривания: климат (т.е. воздействие температуры и влаги), живые организмы. Интенсивность выветривания зависит от состава и исходной трещиноватости пород.… 1. Физическое выветривание ведет к последовательному дроблению горных пород на более мелкие обломки (без изменения их…

ГРАВИТАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ

Гравитационные процессы (от латин. gravitas – тяжесть) – это процессы, связанные со смещением обломков коренных пород под действием силы тяжести.… Гравитационные процессы разделяют на обвальные, осыпные, оползневые,… Крип (от англ. creep – ползти, сползать) – это медленное гравитационное сползание по склону горных пород под влиянием…

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ВЕТРА

Разрушительная работа ветра осуществляется двумя путями: дефляцией и корразией. Дефляция (от латин. deflatio – сдувание) – выдувание частиц рыхлых пород… Корразия (от латин. corrado – скоблю, соскребаю) – разрушение горных пород путем истирания их твердыми частицами,…

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ РЕК

Процессы работы рек, возникающие при этом отложения и формы рельефа называются аллювиальными (от лат. alluvio – нанос). Общей чертой поверхностных текучих вод является наличие руслового стока, при… Производимая водой разрушительная работа получила название эрозия (от латин. erosio – размывание, разъедание).

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ВРЕМЕННЫХ ВОДНЫХ ПОТОКОВ

Временные водные потоки подразделяются на равнинные и горные. Возникают на склонах при таянии снега и выпадении атмосферных осадков. Работа временных водных потоков на равнинах включает деятельность плоскостных… Плоскостной (склоновый) сток, согласно А.П. Павлову, осуществляется мелкими струйками воды, образующимися на склонах…

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

По физическому состоянию выделяют семь видов подземных вод: парообразную, гигроскопическую, пленочную, капиллярную, капельно-жидкую, твердую,… Движение капельно-жидких подземных вод зависит, в первую очередь, от условий… Химический состав подземных вод определяется их происхождением, режимом и составом вмещающих пород.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЛЕДНИКОВ

ФОРМИРОВАНИЕ И ДИНАМИКА ЛЕДНИКОВ

Ледником называется природное скопление движущегося льда территории суши. В настоящее время ледники занимают почти 15 млн. км2, то есть около 11 %… Образование ледников происходит благодаря скоплению и последующей… Главными факторами образования ледников являются атмосферные осадки, выпадающие в виде снега, и низкие температуры, не…

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ РАБОТА ЛЕДНИКОВ

Разрушительная работа ледников называется экзарацией. Она происходит в фазу трансгрессии и осуществляется воздействием на горные породы как самого… Продолжающийся вынос обломков из области питания ведет к образованию кара –… Наиболее активна выпахивающая работа ледника там, где дно или склоны долины стока неровные или где резко изменяется…

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ КРИОЛИТОЗОНЫ

Криолитозона (от греч. kryos – холод, мороз, лед и lithos – камень) – зона многолетней мерзлоты, которая занимает порядка 25 % площади суши Земли.… По времени образования выделяют два главных типа подземных льдов:… Сингенетические льды возникли синхронно с формированием горных пород территории. Они представлены такой…

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ВОД МИРОВОГО ОКЕАНА

Разрушительная работа моря наиболее активна у кромки воды. Разрушение осуществляется химическим растворением пород, гидравлическими ударами волн… Высокая степень химической агрессивности морской воды объясняется ее… Рост температуры воды способствует активизации растворения. Поскольку температура морских вод изменяется широтно и по…

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОЗЕР

Геологическая деятельность озер имеет много общего с работой моря. Родственны и факторы, и процессы, и образующиеся осадки. Среди факторов,… Разрушительная работа озер осуществляется теми же путями, что и у морских вод.… Транспортная работа озер зависит от характера движения воды, и, в основном, осуществляется волнами.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ БОЛОТ

Болотами на Земле занято около 2 млн км2, а торфяные залежи – массивы торфа, мощностью более 0,5 м – распространены на территории свыше 1,75 млн… Главный результат геологической работы болот – накопление торфа. Помимо торфа,… Торф – органогенная горная порода от желто-коричневого до черного цвета, состоящая из растительных остатков,…

ПРОЦЕССЫ ПОСТСЕДИМЕНТАЦИОННОГО

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ОСАДКОВ

Литогенезом называют всю совокупность процессов осадконакопления (седиментогенеза) и образования осадочных горных пород (диагенеза). Характер… Диагенез заключается в превращении рыхлых осадков в плотные породы. Так как… Диагенез включает следующие превращения:

Метагенез – последняя, близкая к метаморфизму ступень постседиментационного преобразования пород в глуби земной коры. Протекает при еще более высоких (сравнительно с катагенезом) температуре и давлении, и в присутствии минерализованных растворов. При метагенезе идут процессы перекристаллизации и растворения, взаимодействия минералов и горных пород с минерализованными растворами – изменяются химический и минеральный состав горных пород, их структуры и текстуры. Понятие метагенеза нередко рассматривается как синоним низшей ступени метаморфизма.

Если же осадочная порода оказывается на поверхности или близ нее (в результате тектонического поднятия или денудации), то изменения носят обратный характер. Совокупность происходящих при этом процессов называется гипергенезом (от греч. hyper – над, сверх и genes – рождающий, рожденный) – физическое и химическое изменение горных пород в верхних частях земной коры или на ее поверхности под действием атмосферы, гидросферы и живых организмов. Ведущую роль играют процессы выветривания. В результате растворения возрастает пористость горных пород и уменьшается их плотность. Благодаря гидратации увеличивается объем и снижается прочность пород. Таким образом гипергенез, по сравнению с катагенезом и метагенезом, ведет к регрессивному изменению горных пород.

 

ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ

Эндогенные геологические процессы питаются внутренней энергией Земли. Они проявляются в движениях блоков литосферы и земной коры, изменениях… Тектонические движения проявляются в механических перемещениях блоков… По направлению движения их разделяют на вертикальные и горизонтальные.

МЕДЛЕННЫЕ ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ

Медленные тектонические движения иначе называют вековыми, или колебательными, или эпейрогеническими (создающими материки). Вековые движения не… Вертикальные колебательные движения ведут к длительному и медленному… Характер поверхностных отложений и особенности рельефа территории зависят не только от направления и скорости…

БЫСТРЫЕ ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ И ДИСЛОКАЦИИ

Быстрые тектонические движения вызывают нарушения разного рода в первоначальном залегания слоев горных пород. Такие нарушения называются… Тектонические дислокации делятся на два типа: а) пликативные (складчатые, пластические) – не ведут к возникновению разрывов (трещин);

ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ

На поверхности землетрясения проявляются в виде подземных толчков, направленных либо вертикально вверх, либо распространяющихся субгоризонтально. Во… Изменения объема, вызванные прямолинейным поступательно-возвратным движением… Изменения формы вещества вызваны поперечными (вторичными) волнами, направленными перпендикулярно продольным.

ИНТРУЗИВНЫЙ МАГМАТИЗМ

Магмой называется расплавленная огненно-жидкая масса преимущественно силикатного состава, возникающая в верхней мантии или в земной коре, и… Интрузивный магматизм иначе называется плутонизмом. Он включает образование… Таким образом, для образования расплавов, по составу отличающихся от первичных (ультраосновных и основных), требуется…

ПРОЦЕССЫ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ МАГМЫ

1. Кристаллизационно-гравитационная дифференциация заключается в том, что кристаллизация минералов при остывании расплава идет в строгой… 2. Ликвация (от латин. liquatio – плавление, разжижение) – разделение магмы… 3. Ассимиляция (от латин. assimilatio – слияние, усвоение) – магма расплавляет окружающие горные породы, обогащается…

ТИПЫ ИНТРУЗИВНЫХ ТЕЛ

По соотношению с условиями залегания вмещающих пород интрузивные тела подразделяются на конкордантные и дискордантные. Конкордантные интрузивы… В зависимости от глубины образования все интрузивы делятся на абиссальные… Абиссальные интрузивы (от греч. abyssos – бездонный) характеризуются большими объемами и тесной связью с магматическим…

ЭФФУЗИВНЫЙ МАГМАТИЗМ

§ Субвулканическая стадия охватывает процессы формирования магматического очага и дифференциации магмы. Предположительно, большая часть крупных… § Собственно вулканическая (стадия извержения) характеризуется формированием… Вулканическим каналом называют вертикальный или наклонный трубообразный или трещинообразный канал, соединяющий…

ПРОДУКТЫ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ИЗВЕРЖЕНИЙ

Жидкие продукты представлены лавами разного химического состава: от кислого до основного. Объем лавы, выделившейся во время извержения, может… § Кислые лавы содержат более 65 % кремнезема, они самые вязкие и… § Средние лавы содержат 65–53 % кремнезема, обладают разной степенью вязкости и подвижности, что зависит от содержания…

ТИПЫ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ИЗВЕРЖЕНИЙ

Эффузивные наземные извержения характеризуются господством лавы в составе продуктов и отсутствием сильных взрывов; связаны с рифтовыми структурами;… Исландский (трещинный) тип извержений отличается тем, что магма приближается к… Гавайский тип извержений очень близок к трещинным, но подъем лавы здесь происходит через трубообразный канал. В начале…

ПОСТВУЛКАНИЧЕСКАЯ СТАДИЯ

Газовые струи, или фумаролы (от итал. fumarola – дым), проходя сквозь горные породы оставляют на стенках трещин и пор налет из различных минералов,… § Сухие фумаролы – температура газов составляет 1000 – 650 °С; паров воды в… § Кислые фумаролы – температура их колеблется от 650 до 400 °С; содержат пары воды, кислоту серную и…

ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАПРОСТРАНЕНИЕ ВУЛКАНИЗМА

Круго-Тихоокеанский пояс (Циркум-Тихоокеанский, Тихоокеанское Огненное кольцо) – охватывает от 340 до 381 действующих наземных вулканов. Из них 59 –… Средиземноморско-Индонезийский (Средиземный) пояс, опоясывающий планету в… Атлантический пояс располагается в осевой меридиональной части Атлантики, все 44 действующих наземных вулкана…

МЕТАМОРФИЗМ

ФАКТОРЫ И СЛЕДСТВИЯ МЕТАМОРФИЗМА

Факторами метаморфизма выступают высокие температуры и давление, воздействие различных флюидов: магматических газов, паров и др. Главнейший фактор –… Метаморфизму подвергаются горные породы осадочного, магматического и… Изменение минералогического состава ведет к исчезновению неустойчивых минералов и образованию устойчивых,…

ЛОКАЛЬНЫЙ МЕТАМОРФИЗМ

Контактовый метаморфизм – следствие интрузивного магматизма. При внедрении… Мощность метаморфизирующихся слоев при этом зависит от следующих факторов:

РЕГИОНАЛЬНЫЙ МЕТАМОРФИЗМ

В пределах распространения метаморфических комплексов наблюдается закономерное изменение минералогических ассоциаций (парагенезов минералов) от… В зависимости от интенсивности процессов метаморфизма выделяют ступени… В зависимости от направленности процессов метаморфизм разделяют на прогрессивный и регрессивный.

ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ГИПОТЕЗЫ

Гипотеза фиксизма (геосинклиналей и платформ) объясняет развитие земной коры, и главное значение отводит вертикальным движениям ее блоков. Свои… Геосинклиналям характерны следующие черты: 1) вертикальная направленность тектонических движений, резкая смена прогибания поднятием;

ТЕКТОНИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ ЛИТОСФЕРЫ

И ЗЕМНОЙ КОРЫ

1. Суперглобальные структуры имеют площадь в десятки миллионов квадратных километров и протяженность в тысячи километров. Развитие их проходит на… 2. Глобальные структуры занимают площади до десяти и более миллионов… 3. Субглобальные структуры охватывают несколько миллионов квадратных километров, длина их достигает тысячи километров…

ШКАЛА ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ВРЕМЕНИ

Относительная геохронология отвечает на вопрос, какая из пород (или геологических тел, например слоев) старше или моложе. Иными словами,… Согласно стратиграфическому (от латин. stratum – слой) методу, при… Палеонтологические (биостратиграфические) методы посвящены изучению ископаемых органических остатков, соответственно…

Соответствие стратиграфических и геохронологических подразделений

Стратиграфические подразделения	Геохронологические подразделения
Эонотема	Эон
Эратема	Эра
Система	Период
Отдел	Эпоха
Ярус	Век
Зона (горизонт)	Время (фаза)

 

 

Современная шкала геологического времени (геохронологическая таблица), утвержденная решениями Международного геологического конгресса в 2004 г., выделяет в истории Земли три эона: архейский, протерозойский и фанерозойский (табл. 4, 5). Архейский эон включает четыре эры, протерозойский и фанерозойский – по три эры. В настоящее время не разработано общее стратиграфическое деление эратем архея и протерозоя. Поэтому в таблице 5 приведены региональные – принятые в СНГ для территории Восточно-Европейской платформы подразделения докембрия.

 

Таблица 4

Общая шкала геологического времени

  Таблица 5

Региональная шкала геологического времени

 

РАЗВИТИЕ ЛИТОСФЕРЫ

Этапы тектонического развития платформ

В развитии платформенных структур выделяют ряд этапов: доплатформенный, доплитный, плитный. Тектонические этапы состоят из стадий развития. Доплатформенный этап характеризуется формированием земной коры… Доплитный этап характеризуется формированием кристаллического фундамента на месте горно-складчатого пояса. К началу…

Структурно-тектонические и палеогеографические

В результате конвергенции увеличивается площадь материков: либо за счет образования новых горных систем на периферии суши, либо за счет столкновения… В результате дивергенции массивы суши (платформы) распадаются на отдельные…  

ДОКЕМБРИЙСКИЙ ЭТАП РАЗВИТИЯ

На протяжении догеологического этапа формировались первичные оболочки планеты: лито-, атмо- и гидросфера. Первичная земная кора, возникшая из…

Ранний архей – рифей

Органический мир. Древнейшие свидетельства жизни – следы углерода, накопленного фотосинтезирующими бактериями. Углерод найден в морских отложениях… Современными свидетельствами возможности жизни при экстремальных условиях…  

Венд

Тектоника. Вся суша располагалась в Западном полушарии (на месте современного Тихого океана). Восточное полушарие занимал океан Панталасса (рис. 11).

Суша представлена тремя массивами. Из них своими размерами выделялись два главных: Северная Гондвана и Южная Гондвана. Северная Гондвана включала три платформы: Индостанскую, Австралийскую и Антарктическую. Южная Гондвана объединяла платформы Африканскую, Северо- Американскую, Южно-Американскую, Восточно- Китайскую и Южно-Китайскую. Отдельно от них на юге размещалась Сибирская платформа. Около 580 млн лет назад эти массивы сблизились, что привело к началу байкальской складчатости, и на несколько миллионов лет возник единый суперконтинент Паннотия (или Пангея-1). Во второй половине венда часть Паннотии оказалась в полярных широтах, и развилось покровное оледенение Южной Гондваны, о чем свидетельствуют тиллиты венда, найденные на территории Китая.

Рис. 11. Океаны и суша позднего протерозоя

 

Органический мир. В начале протерозоя в морской среде возникли эукариоты – организмы с обособленным ядром и хромосомным аппаратом. В породах нижнего протерозоя возрастом 2 млрд лет в Южной Африке и Австралии обнаружены следы нефти, являющейся, возможно, наследием микрофлоры. Приблизительно такой же возраст установлен для окаменевших остатков многоклеточных водорослей, найденных в Северной Америке и Австралии. Примерно 1 млрд лет назад началось половое размножение организмов. Более 605 млн лет назад, на рубеже рифея и венда,произошел первый биологический взрыв – распространение получила эдиакарская фауна (вендобионты). Ее остатки найдены в слоях морских отложений, слагающих Эдиакарские холмы (близ гор Флиндерс в Южной Австралии) – здесь был обнаружен лагерштетт (захоронение отпечатков мягкотелых животных). Эдиакарская биота представлена древнейшими многоклеточными мягкотелыми (студенистыми, не имевшими твердых частей тела). Среди них известны крупные формы, достигавшие длины 1 м: диски перидонии и птеридинии (диаметром до 60 см); членистые отпечатки сприггины (существа, похожего на трилобита). Возможно, эдиакарские обитатели являлись не фауной и не флорой, а совершенно особой ветвью органического мира. Распространение вендобионтов совпало по времени с резким увеличением доли кислорода в атмосфере – от 0,2 % до 17 %. В конце венда произошло первое массовое вымирание – исчезли практически все многоклеточные животные. В течение протерозоя имели место четыре ледниковых этапа: 2,3; 0,9; 0,8 и 0,6 млрд. лет назад.

Полезные ископаемые докембрия. Докембрийский этап охватывает около 85 % времени развития земной коры, и характеризуется господством эндогенных полезных ископаемых. В породах архея и протерозоя заключено до 80 % мировых запасов железа, титана, никеля, золота, платиноидов и урана; практически все коренные месторождения строительного камня: гранита, лабрадорита, мрамора и кварцита; крупнейшие запасы слюд и графита; свыше 25 % запасов марганца, хрома, меди, свинца и цинка.

 

ПАЛЕОЗОЙСКИЙ ЭТАП РАЗВИТИЯ

Кембрийский период

В раннем кембрии завершилась байкальская складчатость, начавшаяся еще в позднем протерозое (в рифее). Складчатые сооружения байкальского возраста…  

Ордовикский период

   

Силурийский период

Рис. 14. Океаны и суша среднего силура  

Девонский период

В конце девона на юге Западного полушария возвышалась монолитная Гондвана, объединявшая Индостанскую, Австралийскую, Антарктическую, Африканскую и…  

Каменноугольный период

    Рисунок 16. Океаны и суша позднего карбона

Пермский период

  Рис. 17. Океаны и суша поздней перми  

МЕЗОЗОЙСКИЙ ЭТАП РАЗВИТИЯ

Триасовый период

Единый массив Северного, Южного Китая и Индокитая примкнул к юго-восточной окраине Лавразии. Южнее, до границ Гондваны, простирался океан Тетис.… Органический мир. На протяжении большей части триаса климат оставался…

Юрский период

Рис. 19. Океаны и суша ранней юры.  

Меловой период

   

КАЙНОЗОЙСКИЙ ЭТАП РАЗВИТИЯ

Палеогеновый период

В результате горообразования западная часть Тетиса также распалась на Западный Паратетис (соединял Атлантический и Индийский океаны) и Восточный…  

Неогеновый период

   

Литература

 

Аллисон, А. Геология / А. Аллисон, Д. Палмер. М., 1984.

Бондарев, В.П. Геология: Курс лекций / В.П. Бондарев М., 2002.

Геология. Энциклопедия. М., 2002.

Добровольский В.В. Геология / В.В. Добровольский. М., 2001.

 

Историческая геология / Г.И. Немков [и др.]. М., 1986.

Историческая геология с основами палеонтологии / Е.В. Владимирская [и др.]. Л., 1985.

Палмер, Д. Атлас Динозавров: доисторический мир. М., 2001.

Шпинар, З.В. История жизни на Земле. Прага, 1977.

Якушова, А.Ф. Общая геология / А.Ф. Якушова, В.Ф. Хаин, В.И. Славин. М., 1988.

Содержание

 

ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЩАЯ ГЕОЛОГИЯ
1. 1. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗЕМЛИ
1. 2. МИНЕРАЛЫ И ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
СТРОЕНИЕ И ПРОИСХОЖДЕНИЕ МИНЕРАЛОВ
ХИМИЧЕСКИЕ КЛАССЫ МИНЕРАЛОВ
ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
1. 3. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТИПЫ И ФАЦИИ ОТЛОЖЕНИЙ
1. 4. ВЫВЕТРИВАНИЕ
1. 5. ГРАВИТАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ
1. 6. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ВЕТРА
1. 7. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ РЕК
1. 8. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ВРЕМЕННЫХ ВОДНЫХ ПОТОКОВ
1. 9. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
1. 10. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЛЕДНИКОВ
ФОРМИРОВАНИЕ И ДИНАМИКА ЛЕДНИКОВ
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ РАБОТА ЛЕДНИКОВ
1. 11. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ КРИОЛИТОЗОНЫ
1. 12. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ВОД МИРОВОГО ОКЕАНА
1. 13. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОЗЕР
1. 14. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ БОЛОТ
1. 15. ПРОЦЕССЫ ПОСТСЕДИМЕНТАЦИОННОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ОСАДКОВ
1. 16. ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ
МЕДЛЕННЫЕ ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ
БЫСТРЫЕ ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ И ДИСЛОКАЦИИ
1. 17. ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
1. 18. ИНТРУЗИВНЫЙ МАГМАТИЗМ
ПРОЦЕССЫ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ МАГМЫ
ТИПЫ ИНТРУЗИВНЫХ ТЕЛ
1. 19. ЭФФУЗИВНЫЙ МАГМАТИЗМ
ПРОДУКТЫ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ИЗВЕРЖЕНИЙ
ТИПЫ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ИЗВЕРЖЕНИЙ
ПОСТВУЛКАНИЧЕСКАЯ СТАДИЯ
ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАПРОСТРАНЕНИЕ ВУЛКАНИЗМА
1. 20. МЕТАМОРФИЗМ
ФАКТОРЫ И СЛЕДСТВИЯ МЕТАМОРФИЗМА
ЛОКАЛЬНЫЙ МЕТАМОРФИЗМ
РЕГИОНАЛЬНЫЙ МЕТАМОРФИЗМ
1. 21. ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ГИПОТЕЗЫ
1. 22. ТЕКТОНИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ ЛИТОСФЕРЫ И ЗЕМНОЙ КОРЫ
2. ИСТОРИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ
2. 1. ШКАЛА ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ВРЕМЕНИ
2. 2. РАЗВИТИЕ ЛИТОСФЕРЫ
Этапы тектонического развития платформ
Структурно-тектонические и палеогеографические следствия процессов конвергенции и дивергенции
2. 3. ДОКЕМБРИЙСКИЙ ЭТАП РАЗВИТИЯ
Догеологический этап (лунная эра)
Ранний архей – рифей
Венд
2. 4. ПАЛЕОЗОЙСКИЙ ЭТАП РАЗВИТИЯ
Кембрийский период
Ордовикский период
Силурийский период
Девонский период
Каменноугольный период
Пермский период
2. 5. МЕЗОЗОЙСКИЙ ЭТАП РАЗВИТИЯ
Триасовый период
Юрский период
Меловой период
2. 6. КАЙНОЗОЙСКИЙ ЭТАП РАЗВИТИЯ
Палеогеновый период
Неогеновый период
Четвертичный период (квартер)
Литература