Лекция №8 «Типы геологических процессов»
Эндогенные процессы:
магматизм, метаморфизм и тектонические движения - быстротечные (землетрясения) и многолетние, происходящие под действием глубинных сил источником которых является тепло генерируемое при распаде радио-активных элементов. Вторым источником являются приливные процессы в недрах, вызываемые космическими процессами
Экзогенные процессы
происходящие на поверхности планеты, под действием поверхностных сил, вызываемых солнечной энергией. Это – выветривание: разрушение и изменение горных пород под действием физических, химических и биогенных процессов.
Денудация -совокупность процессов сноса продуктов разрушения горных пород с возвышенностей в понижения.
Аккумуляция – отложение продуктов разрушения с образованием осадочных горных пород.
Магматизм
Магматический расплав возникает на значительных глубинах в недрах Земли в результате нарушения термодинамического равновесия горнопородного вещества. Расплав устремляется к земной поверхности и, остывая и кристаллизуясь на глубине, образует интрузивные горные породы, а, изливаясь на поверхность, создает породы эффузивные. Большинство очагов плавления исходных пород происходит на больших глубинах, поэтому первичная магма, возникающая в толще базальтового слоя и глубже, имеет основной состав и является базальтовой.
Но, конечный продукт, возникающий из магмы, имеет разный вещественный состав, от основного до кислого. Причиной этого является дифференциация расплава в процессе его движения и охлаждения. Существует три механизмах дифференциации магмы : гравитационной, ликвационной и кристаллизационной.
Гравитационная дифференциация происходит в виде разделения расплава, находящегося еще в жидком состоянии на легкую и тяжелую его части. Более тяжелые (темноокрашенные компоненты) кристаллизуются в нижней части магматических камер на больших глубинах.
Ликвация
представляет собой разделение магматического расплава на более тяжелую и легкую части, на два несмешивающихся вещества обладающие различной температурой плавления в процессе охлаждения. При охлаждении до определенной температуры магма начинают расслаиваться. Аналогия в сталеплавильном производстве - расплавленная шихта, при охлаждении до 4000С разделяется на тяжелый штейн и легкий шлак.
Кристаллизационная дифференциация
Осуществляется при последовательном переходе в твердую кристаллическую фазу минералов, имеющих разную температуру плавления и кристаллизации. Сначала кристаллизуются тугоплавкие железо-магнезиальные минералы (оливин, пироксены, амфиболы и т.д.), Они опускаются вниз под действием силы тяжести на первой стадии охлаждения, уходя из верхней зоны, которая, при этом обогащается кремнекислотой - основы более легких светлоокрашенных минералов ( полевые шпаты и кварц и др.).
Три этапа кристаллизации
1.Первичный этап (протокристаллизация) кристаллизация из магмы акцессорных минералов - магнетита, апатита, монацита др.
2. Главный этап (мезокристаллизация) кр-ия пироксенов, амфиболов, слюд.
3. Остаточная (телекристаллизация) к-я кварца, некоторых полевых шпатов. На этой стадии, образуются пегматиты. Среди интрузивных пород преобладают кислые, а среди эффузивных - основные.
Эффузивный магматизм
проявляющийся в виде вулканизма.
Изучением вулканизма занимается специальная наука, называемая вулканологией. Извержение вулканов относится к одним из грандиознейшх явлений природы, подчас сопровождающихся многочисленными человеческими жертвами. Достаточно вспомнить извержение вулкана Везувий, произошедшего в 79 году н.э., в результате чего было уничтожено три близлежащих города Италии - Помпея, Стабия и Геркуланум с их многотысячным населением. Или извержение вулкана Мон - Пеле (о. Мартиника, 1902г.), полностью уничтожившее город Сен-Пьер с населением около 30 тыс. человек.
Вулканы подразделяются по морфологии - различают вулканы центрального типа (стратовулканы) и трещинного. Визувий, например, является типичным вулканом центрального типа, К трещинным вулканам относятся такие, как Исландские или Гавайские.
Морфология вулканических построек определяется химическим составом извергаемых лав: вулканические конусы создаются вязкой кислой лавой, трещинные (обычно представленные на поверхности щитами) - очень подвижной лавой базальтового состава.
Вулканы
Действующие – 947, (возраст – 3500лет), потухшие – 1343 (3500-13500 лет).Приурочены к вулканическим поясам (Тихоокеанский, Альпийско-Индонезийский, Восточно-Африканский).Подводные извержения в срединных океанических хребтах. Это границы Литосфеных плит и Горячие мантийные плюмы – «горячие точки»
Вулканы бывают моногенные и полигенные.
Морфологическая классификация вулканов
Вулканы центрального типа
Стратовулканы – конуса Н - неск. км., Д- до 20 км, угол склона – 30-40 град.
Двойные (Сомма-Везувий), провал, (старая кальдера с диаметром 10-15 км) с молодым конусом
Щитовые в-ы выс. - редко до 1 км., диаметр – пх10км, угол склона - 3-8 град, лавовые озера, потоки. Основная базальтовая лава.
Купола (экструзии) сравнительно небольшие, угол более 40 град
Шлаковые купола, небольшие.
Диатремы (если с озерами воды – Маары) – «плоские» Д-200м-3 км, Н-150-400м
Трещинные вулканы с основной лавой, образуют вулканические плато – огромные площади
Метаморфизм
1. Региональный имеет 3 стадии: зеленосланцевую (слюд. сланцы), амфиболитовую , гранулитовую (образование гранатов, Т- более 700 градусов С, Р – бол тыс. атм.) , ультраметаморфизм (плавление, анатексис, мигматиты).
2. Динамометаморфизм (в зоне разломов)
3. Контактовый (в зоне действия интрузий)
4. Импактный (ударный метеоритный, образование астроблем)
Экзогенные процессы(выветривание)
Разрушение и изменение горных пород на поверхности планеты под действием физических, химических и биогенных факторов. Оно готовит материал для денудации.
Денудация – совокупность процессов сноса продуктов выветривания с возвышенностей в пониженные формы рельефа: моря, озера, долины. Агенты денудации: гравитация, водотоки, ветер, ледники. Результат выветривания и денудации – пенеплен (равнина)
Факторы Выветривания
Солнечная инсоляция (суточная – самая активная и сезонная – второстепенная, )
В высокогорье, полярных областях, пустынях) преобладает физическое, механическое В-е (температурное, морозное)
Гравитационное сползание, обвалы – (отложения – коллювий)
Кристаллизация солей в трещинах в жарком климате – давление кристаллов.
Химическое выветривание
В тропиках и меньше – в умеренном климате - химическое в-е. Не перенесенные продукты химического выветривания – элювий (образует коры выветривания: площадные и линейные
Усиливается при механическом измельчении материала.
Агенты – вода, кислород, углекислота, продукты жизнедеятельности животных. Усиливается с повышением температуры, характерно для тропиков, замедленно в умеренном климате, минимально в холодных зонах. Идут реакции: окисление, гидратация, дегидратация, растворение, гидролиз, карбонатизация, восстановление.
Биогенное выветривание
Роль микроорганизмов, микромицетов, сине-зеленых водорослей, лишайников и мхов. Выделяют кислоты, улавливают Ka, Ca, Si, Al, Fe и др.Например, микромицеты разъедают известняк.При гниении органики выделяются гумусовые кислоты и углекислота.
Аккумуляция
Накопление рыхлых продуктов денудации в областях осадконакопления с формирова-нием осадочных пород.
Отложения рек (аллювий),
временных безрусловых потоков у подножий (дождь, талый снег) –делювий
Конуса выноса временных русловых потоков - пролювий
Эоловая (ветровая) аккумуляция – тонкие лесовые отложения, песчаные, глинистые, солончаковые
Вулканогенно-осадочные процессы, отложение продуктов выбросоввулканического материала.