Тема 3. Строение Земли и земной коры

1. Форма и размеры Земли

Геоид (эллипсоид Красовского) – незначительно сплюснутый у полюсов шар с экваториальным радиусом 6378169 м и полярным 6356715 м. Площадь 5,110⁸ км²; объем 1,0810¹² км³. Самая высокая точка – Эверест (Джомолунгма) – 8848 м; самая глубокая – 11022 м – Марианская впадина у Марианских островов в Тихом океане. Т.о. амплитуда около 20 км. Наглядное представление о рельефе дает гипсографическая кривая (начертить). Средние уровни: суша +840 м; физическая поверхность Земли +245 м; земная кора -2440 м; глубина моря –3800 м.

Средняя плотность Земли 5,53 г/см³, в т.ч. «гранитного» слоя 2,7, «базальтового» 2,9, мантии 3.3 г/см³.

2. Геофизические поля

Гравитационное поле Земли неоднородно: спокойное на платформах, сложное в горно-складчатых областях. Особое место занимает прибрежная зона Тихого океана.

Тепловое поле. Суточные колебания – 1,5 м; годовые – 25-30 м. Глубже – влияние геотермического градиента. Геотермические градиенты по данным непосредственных измерений (^оС/км)

Мончетундра, Алабама, Витватерсранд 6-7

Япония, Донецкий бассейн, Калифорния 30-50

Орегон (США), Ю.Австралия до 150

При таких градиентах т-ра в центре Земли д.б до 46000^оС. Фактически, видимо не выше 10000. Температура лав 1000-1300^оС. Основной источник внутреннего тепла – радиоактивный распад.

Магнитное поле. Простирается на расстояние до нескольких земных радиусов. Напряженность магнитного поля увеличивается от экватора (0,4 эрстед) к полюсам (0,7 эрстед). В 1970 г. северный магнитный полюс имел координаты около 78^о с.ш. и 70^о з.д., южный – 78^о ю.ш. и 109^о в.д. Положение полюсов меняется. Вековые изменения – до 30^о. Местные магнитные аномалии Наклонение стрелки до 90^о. Крупнейшая магнитная аномалия – Курская. Напомнить о формировании джеспилитов (тема 1). Палеомагнитные исследования при изучении тектоники плит. Магнитометрические методы поисков полезных ископаемых.

3.Земная кора и ее строение кора уонтинентального типа

Осадочная оболочка. Сложена осадочными. Частично метаморфи­зо­ван­ными породами. Отсутствует на древних щитах. В некоторых впадинах (например. Прикаспийской) мощность достигает 15-20 км.

«Гранитный» слой. Скорость распространения сейсмических продоль-ных волн 5,5 км/сек, поперечных 3,3 км/сек.

«Базальтовый» слой. Соответственно 6,5-7 и 3,7 км/сек.

«Базальтовый» слой отделяется от мантии поверхностью Мохоровичича: на которой скорость продольных волн возрастает до 7,8-8,2 км/cек.

Кора континентального типа 25-40 км на равнинах и 50-60 км в горных областях.

Кора океанического типа

По рыхлыми осадками и базальтовыми лавами общей мощностью от нескольких сот м до 1-2 км залегает «базальтовый» слой мощностью до 5 км. Кора океанического типа мощностью до 20-25 км встречается и под некоторыми внутриматериковыми морями (глубоководные впадины Черного и южной части Каспийского морей).

4. Главнейшие породообразующие и рудные минералы

Облик: изометрические; призматические; пластинчатые.

Спайность (способность раскалываться в одном направлении): весьма совершенная (слюда), совершенная (кальцит), несовершенная (самородная сера).

Излом: раковистый (кварц), занозистый (асбест), крючковатый (самородное серебро), землистый (каолинит).

Твердость по шкале Мооса:

1 – тальк;

2 – гипс;

3 – кальцит;

4 – флюорит;

5 – апатит;

6 – ортоклаз;

7 – кварц;

8 – топаз;

9 – корунд; 10 – алмаз

Прозрачность: прозрачные (горный хрусталь); полупрозрачные (изумруд); непрозрачные.

Блеск: стеклянный (лед), алмазный (сфалерит), металлический (галенит, пирит), жирный (сера), матовый (каолинит) шелковистый (асбест).

Цвет, цвет черты: (например, у черного гематита вишнево-красная черта).

Самородные элементы

Золото. Твердость 2,5-3; плотность 15,6-19

Сера. Твердость 1-2; плотность 2.

Алмаз. Твердость 10; плотность 3,5.

Графит. Твердость 1; плотность 2-2,2.

Сульфиды

Галенит PbS. Кубические кристаллы; Твердость 2,5. Плотность 7,4-7,6. Совершенная спайность. Свинцовый цвет.

Сфалерит ZnS. Тетраэдрические кристаллы. Твердость 3,5-4. Плотность 3,9-4,2. Бурый цвет.

Киноварь HgS. Тригональные кристаллы, чаще неправильные зерна. Твердость 2-2,5. Плотность 8-8,2. Цвет малиново-красный.

Пирит FeS₂. Кубические кристаллы. Твердость 6-6,5. Плотность 4,9-5,2. Желтый цвет. Полиморфная разность – марказит.

Халькопирит CuFeS₂. Тетрагональные кристаллы, чаще сплошные массы.. Твердость 3,5-4. Плотность 4,1-4,3. От пирита отличается меньшей твердостью.