рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Строение Земли и земной коры.

Строение Земли и земной коры. - раздел Геология, Инженерная геология Форма – Геоид. Трехосный Эллипсоид Вращения С Полярным Сжатием. R...

Форма – геоид. Трехосный эллипсоид вращения с полярным сжатием.

Rэ=6378,16 км, Rп=6356,78 км; М=6*1024 кг; g=9,8 м/с2.

Магнитное поле Земли– ассиметрично под действием солнечного ветра. Форма его меняется, образуя сферу – защита от жесткого излучения. В течение последних 5 млн. лет произошло ≈ 30 инверсий полюсов. Современная намагниченность пород параллельна современному магнитному полю. При инверсии противоположные направления.

Внешние оболочки – атмосфера, гидросфера, биосфера.

Внутренние оболочки – ядро, мантия, земная кора.

Атмосфера состоит:

– тропосфера (8–10 км – полюс, 16–18 км – экватор); Тº от положительных до ( – 50º С); образуются облака и тепловые движения воздуха.

Стратосфера (до 55 км), Тº – положительные, у верхней границы – озоновый слой.

Мезосфера (до 80 км), Тº – отрицательные (– 50º).

Термосфера (800-1000 км) и экзосфера (сфера рассеивания).

Состав атмосферы – N – 75 %, O2 – 23 %, Ar – 1,25 %.

Гидросфера по площади занимает 71 % поверхности Земли, ее состав: мировой океан, подземные воды, реки, моря, ледники и т.д.; 98 % – соленые воды, 2 % – пресные.

Биосфера область распространения живых организмов – земная кора, атмосфера, гидросфера.

Внутренние оболочки.

Ядро состоит из внутреннего (Fe-Ni, R=1216км) твердого (вращается) и внешнего (Fe) жидкого, его радиус ~3400 км, tº – 4000-6000º С, плотность – до 14 т/м3 в центре, 9,5–12,3 т/м3 во внешнем ядре.

Мантия занимает основной объем Земли (мощность до 2900 км). Делится на верхнюю (900 км) и нижнюю (~2000 км). Мантия состоит из тяжелых минералов, богатых Fe и Mg. Они образуют соединения с SiO2, силикаты (дуниты – породы ультраосновного состава). Плотность их 3,3–5,0 т/м3, tº =600–700º С до 1500–1800º С. Мантийное вещество находится в твердом состоянии, но в геологическом времени может обладать пластичностью, способностью к течению. В середине прошлого века были высказаны предположения о конвективных движениях в мантии. Тепло передается от более нагретых частей к менее нагретым частям, т.е. внутри Земли происходит передача тепла от горячего ядра к приповерхностной зоне.

Передача тепла – движущая сила геологических процессов.Первый способ – теплопроводность (свеча нагревает стальной стержень, усиливается колебания молекул); второй способ – конвекция. Пример передачи тепла: емкость с водой на огне (1 – нагревание дна кастрюли, 2 – более нагретые слои воды поднимаются вверх, более холодные опускаются вниз). Также происходит конвекция в мантии. Литосферные плиты перемещаются под действием конвективных движений в мантии.

Важным слоем в мантии является слой астеносферы, который подстилает литосферу – жесткую внешнюю оболочку Земли (литосферная мантия плюс земная кора). Физически это переходная зона от охлажденных кристаллических пород к частично расплавленному веществу, находящемуся в пластичном состоянии.

Земная кора – внешняя оболочка земли, ее мощность от 5 км под океанами и до 70 км – под континентами. Нижняя граница (по сейсмическим данным здесь наблюдается скачкообразное увеличение скорости распространения упругих волн) называется слой Мохоровичича или Мохо. Существует два типа земной коры океаническая и континентальная (рис.1).

Океаническая кора.

1. Осадочный слой: от 0,5 км (срединная часть океана) до 15 км (материковый склон);

2. 1,5-2,0 км – подушечные лавы базальтов, подстилаемые долеритовыми дайками;

3. Мощность до 5 км – габбро, серпентиниты (основной состав). Плотность средняя 2,9 г/см3. Состав океанической коры – const. Образуется за счет выделения базальтовых расплавов из астеносферного слоя на дно океана в зонах срединно-океанического хребта.

Континентальная кора – отличается по мощности, от 20 км (островные дуги) – до 70 км (складчатые пояса). Состоит из трех слоев: 1) осадочный (от 0-15 км); 2) гранитный – (породы гранитного состава); 3) базальтовый слой. Наличие повышенного содержания радиоактивных элементов.

Химический состав Земной коры – Al–Si (легкоплавкие соединения). Из химических элементов – О – 46,6 %, Si – 27 %, Al – 8,7 %, Fe, Ca, Na, K, Mg, другие 90 элементов – 1,2 %.

 

Рис. 1 Литосфера и астеносфера, два типа земной коры.

Астеносфера – пластичная оболочка мантии, зона, где отсутствует жесткость (механические свойства отличаются от литосферы), преобладают высокие температуры и появляются первые проценты расплава, в геологическом времени обладает свойствами очень вязкой жидкости (рис.1).

Литосфера – жесткая внешняя оболочка земли, которая включает в себя земную кору и литосферную часть мантии (обладающими одинаковыми физическими свойствами), подстилается астеносферой.

Литосфера состоит из нескольких лиосферных плит (рис. 2), которые движутся друг относительно друга по астеносфере за счет конвективных течений в мантии. Это перемещение называется тектоникой плит. Тектоника плит отвечает за непрерывное изменение земной коры – породы непрерывно разрушаются и формируются в результате тектонической активности.

 

Рис. 2 Литосферные плиты

Тектоника плит.

В 1915 г Альфред Вегенер (немецкий метеоролог) опубликовал теорию дрейфа континентов. Высказал гипотезу, что все ныне существующие материки были единым континентом Пангеей, состоящей их 2 частей: Лавразии (Европа, Азия без Индии, С.Америка) и Гондваны (Ю.Америка, Африка, Индостан, Австралия, Антарктида), разделенных океаном. 1) Очертания берегов Африки и Ю.Америки совпадают как мозаика. 2) Палеонтологические находки (окаменевшие остатки рептилии Т, растений и семян). 3) Оледенение, которое испытали 300 млн. лет назад Гондвана. Не было объяснения, почему движутся.

В 1928 г Артур Холмс и др. предположили наличие конвективных течений.

После войны открыт СОХ (составлена карта океанического дна) – точная линия совмещения континентов. Бурение океанического дна дало возможность изучить образцы базальтов океанической коры и определить возраст осадков. 140 млн. лет назад – литосферные плиты стали удаляться, образовавшиеся базальтовые расплавы в мантии изливались, образуя новую океаническую кору. Возраст пород увеличивается по мере удаления от СОХ.

В 60-е годы – открытие аномалий магнитного поля, от линии СОХ идет в обе стороны чередование положительных и отрицательных аномалий магнитного поля. СОХ – срединно-океанический хребет, цепи подводных гор высотой – 4000 м.

Наличие огненного кольца вулканов окружающее Тихий океан и эпицентры землетрясений – сосредоточены на границах литосферных плит.

Существует 3 типа границ между плитами:

– плиты удаляются друг от друга (обстановка спрединга);

– плиты движутся навстречу друг другу (обстановка коллизии);

– плиты перемещаются друг относительно друга в горизонтальной плоскости.

 

Рис. 3 Активные континентальные окраины (конвергентные плиты)

Плиты Наска и Ю.Америка – конвергентные (сближающиеся плиты) К – О. Океаническая погружается в мантию в зоне субдукции, т.к. плотность океанической коры больше чем континентальной, ρо к (рис. 3).

 

 

Рис. 4 Коллизия континентов

При коллизии плотности двух континентальных плит равны, поэтому погружения нет. Индия надвигается на Евразию – Тибет, Гималаи поднимаются до сих пор 1 см в год (рис. 4).

 

Рис. 5 Дивергентные плиты

Дивергентные – удаляющиеся плиты – СОХ, С.Американская и Евразийская, размер Исландии увеличивается 2см в год (рис.5).

Трансформные разломы – крупные сдвиги, которые пересекают всю литосферу. Разлом Сан – Андреас в Калифорнии является границей между Тихоокеанской и Северо-Американской плитами. Тихоокеанская движется к северо-западу относительно С.Американской со скоростью 5–6 см/год.

Вулканизм горячих точек – Гавайи. Остров Кауай за 5 млн. лет переместился на 600 км, т.е. Тихоокеанская плита перемещается относительно горячей точки со скоростью 11–12 см/год.

Горообразование (орогенез) – Анды, Северо-Американские Кордильеры, Каледониды, Альпы, Урал, Гималаи – складчатые пояса (формируются по границам литосферных плит). Также существуют континентальные щиты и стабильные платформы. Вулканические пояса (Анды) образуются над зонами субдукции. Самые высокие горные пояса возникают при столкновении континентальных плит (Гималаи). Сразу после формирования складчатые пояса начинают разрушаться: 1) эрозия, 2) орогенный коллапс (разрушение за счет гравитационных сил).

Методы изучения.

Для изучения глубинных слоев земли применяют геофизические методы.

Изучение внутренних оболочек Земли основано на разнице скоростей сейсмических волн при прохождении разных по плотности сред.

На границе различных по плотности слоев происходит преломление и частичное отражение волны (пример с лампой и стеклом). Используют сейсмические волны, порождаемые землетрясениями или искусственными взрывами.

Верхняя часть земной коры – сверхглубокие скважины (12,6 км на Кольском п-ове), самая глубокая шахта – Южная Африка – 3,6 км.

Тепловой режим Земли.

Земная кора имеет 2 источника тепла – Солнце и распад радиоактивных веществ на границе с мантией.

В земной коре выделяют 3 температурные зоны.

1 – зона переменных температурдо гл. 30 м, определяется климатом местности;

В зимний период образуется подзона промерзания, которая зависит от климата и типа горной породы и определяется по карте в СНиП, по формулам, по многолетним наблюдениям.

2 – зона постоянных температур до глубины (15-40 м) – среднегодовая Тº местности.

3 – зона нарастания температур– возрастает с глубиной в зависимости от геотермического градиента.

Геотермический градиент – величина возрастания t на каждые 100 м глубины, а глубина, при которой tº повышается на 1º С называется геотермическая ступень. Теоретически средняя величина этой ступени составляет 33 м.


1.2. Породообразующие минералы и горные породы

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Инженерная геология

и науки Российской Федерации.. М В Венгерова А С Венгеров Инженерная геология..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Строение Земли и земной коры.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Породообразующие минералы
Земная кора сложена горными породами, которые состоят из минералов. Изучением минералов занимается наука минералогия. В настоящее время существует два вида минералов: природные и искусственного про

Физические свойства минералов
Минералы отличаются друг от друга по многим внешним признакам: цвету, блеску, твердости, форме и другим свойствам. Все физические свойства минералов находятся в прямой зависимости от их химического

Механические свойства
Спайностью называется свойство минералов раскалываться или расщепляться по определенным направлениям, обусловленным строением их кристаллических решеток, образуя при этом ровные площадки – п

Горные породы
Горные породы представляют собой естественные минеральные агрегаты, образовавшиеся в результате остывания расплавленной магмы, накопления осадков, преобразования ранее сущес

Формы залегания магматических тел.
Батолит – крупный интрузивный массив, гигантская линза глубиной до 15 км и площадью от 100 до десятков тысяч км (рис. 10). Шток – несогласная интрузия, в вертикальном разрезе имеющее форму

Осадочные горные породы
Осадочные породы представляют собой скопления минерального или органического вещества, которые образуются в результате эндогенных процессов в пределах земной поверхности – на дне водоёмов или на по

Геохронология
Историческая геология изучает закономерности развития земной коры. Различают относительный и абсолютный возраст горных пород. Методы определения относительного возраста:

Глобальная геотектоника
Платформа(Русская, Сибирская) – кристаллический фундамент перекрытый чехлом горизонтально залегающих осадочных пород – устойчивая малоподвижная структура. Щит

Вулканизм и сейсмические явления
Землетрясения происходят только в районах геосинклиналей, точнее в зонах, где литосферные плиты либо сталкиваются друг с другом, либо расходятся, наращивая образование новой океанической коры.

Вулканизм
Вулканы образуются, когда магма, сформированная во внутренней части Земли (астеносфере) выливается на поверхность. Магма формируется в результате частичного плавления горных пород либо в нижней час

Физические свойства грунтов
Плотность (объемный вес) – один из наиболее важных показателей: масса единицы объема грунта с естественной влажностью и ненарушенным сложением, зависит от минералогии. У дисперсных грунтов ρ

Водно-физические свойства грунтов
Водно-физические свойства грунтов являются важнейшими характеристиками физического состояния определяющие прочность и деформируемость. Природная влажность – отношение массы воды, содержаще

Главные водно-физические свойства горных пород
Пористость– обуславливает возможность присутствия подземных вод в земной коре – отношение объема пор к объему грунта. При гидрогеологической оценке горных пород различают скважно

Зональность грунтовых вод
При продвижении с севера на юг увеличивается глубина залегания грунтовых вод и повышается степень их минерализации. В северных широтах, областях повышенного увлажнения грунтовые воды залегают близ

Выветривание
Начнем мы с выветривания – универсального процесса, который идет всегда и везде. На поверхности суши все горные породы медленно изменяются и разрушаются, под влиянием колебаний t°, химического возд

Геологическая деятельность ветра
Ветер – один из важнейших экзогенных геологических факторов (скорость ветра достигает 250 км/час). Ветер везде, его геологическая деятельность сдерживается растительным покровом. Поэтому он наиболе

Геологическая деятельность атмосферных осадков
Под текучими водами понимаются все воды поверхностного стока на суше, от дождевых струй до больших рек. В деятельности текучих вод различают три этапа: разрушение (размыв), перенос продуктов разруш

Геологическая деятельность рек
Река – постоянный водоток, в который стекаются все временные ручьи. Бассейн реки– площадь, с которой стекает вода к данной реке. Основные этапы геологической деятель

Геологическая деятельность моря
В морях и океанах постоянно совершается разрушительная и созидательная работа. Геологическая работа моря заключается в разрушении горных пород берегов и дна, переработке привнесенного с континентов

Геологическая деятельность озер, болот и водохранилищ
Озера – замкнутые водные бассейны, не связанные с морем. Некоторые раньше были связаны с морем (Каспийское, Аральское – соленая вода, поэтому их называют морями). По г

Геологическая деятельность ледников
Ледник – это крупное естественное скопление льда (и фирна), образовавшегося из твердых атмосферных осадков в течение длительного времени выше границы снеговой линии. Образование

Движение горных пород на склонах рельефа местности
Коллювий (cQ) – продукты выветривания, смещённые вниз по склону под действием силы тяжести. Накапливается в нижних частях склонов и у их подножия преимущественно в виде отдельных конусов или

Карстовые и суффозионные процессы
Карст - это и форма и процесс. Карстовый процесс представляет собой длительно развивающийся процесс растворения или выщелачивания осадочных горных пород подземными и поверхно

Мерзлотные процессы
Горные породы, имеющие отрицательную или нулевую температуру и содержащие в своем составе лед, называются мерзлыми. Скальные грунты при сезонном промерзании и оттаивании активно разрушаютс

Деформация над горными выработками
Причины деформаций: проходка подземных выработок (штолен, туннелей, штреков) вызывает в массиве горных пород перераспределение напряжений, сжатие одних и растяжение на других участках.

Особенности лессовых грунтов
Лессовые грунты распространены в центральной части России, Западносибирская низменность, Алтай. Лессовые породы представлены пылеватыми суглинками и супесями. Основные свойства

Плывуны
В строительстве и горном деле плывунами называют – водонасыщенные рыхлые породы (чаще пылеватые пески), которые при вскрытии горными выработками разжижаются и ведут себя как тяжелые вязкие жидкости

Подготовительный этап
Подготовительный этап включает в себя следующие работы: – подготовка технического задания для инженера-геолога с приложениями. Топографическая съемка М 1:1000 или М 1:500, выполненная в по

Разведочные выработки
Горная выработка – это полости в земной коре, образовавшиеся в результате проведения горных работ в толще полезного ископаемого или «пустых» горных пород. Горные выработки подразделяются на открыты

Бурение
Единственный методом, позволяющим изучать (горные выработки не считаем) недра земли является бурение. Результат бурения – скважина. Скважина – это цилиндрическая выработка в земной коре, и

Полевые исследования грунтов
Полевые исследования грунтов следует проводить при изучении массивов грунтов (в основном песчано-глинистые грунты) с целью: – расчленение геологического разреза, оконтуривание прослоев и л

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги