Курсовая работа: Строение земной коры. Состав и строение земной коры реферат

Реферат - Земная кора - Геология

Оглавление

Введение

1. Земная кора и типы ее строения

2. Эволюция химического состава земной коры

3. Формирование минералогического разнообразия земной коры

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Земля входит в состав системы, где центром является Солнце, в котором заключено 99,87% массы всей системы. Характерной особенностью всех планет Солнечной системы является их оболочечное строение: каждая планета состоит их ряда концентрических сфер, различающихся составом и состоянием вещества.

Земля окружена мощной газовой оболочкой — атмосферой. Она является своеобразным регулятором обменных процессов между Землей и Космосом. В составе газовой оболочки выделяется несколько сфер, отличающихся составом и физическими свойствами. Основная масса газового вещества заключена в тропосфере, верхняя граница которой, расположенная на высоте около 17 км на экваторе, снижается к полюсам до 8—10 км. Выше, на протяжении стратосферы и мезосферы, нарастает разреженность газов, сложно меняются термические условия. На высоте от 80 до 800 км располагается ионосфера — область сильно разреженного газа, среди частиц которого преобладают электрически заряженные. Самую наружную часть газовой оболочки образует экзосфера, простирающаяся до высоты 1800 км. Из этой сферы происходит диссипация наиболее легких атомов — водорода и гелия.

Еще более сложно стратифицирована сама планета. Масса Земли оценивается в 5,98*1027 г, а ее объем — в 1,083*1027 см3. Следовательно, средняя плотность планеты составляет около 5,5 г/см3. Но плотность доступных нам горных пород равна 2,7—3,0 г/см3. Из этого следует, что плотность вещества Земли неоднородна.

Главнейшими методами изучения внутренних частей нашей планеты являются геофизические, в первую очередь наблюдения за скоростью распространения сейсмических волн, образующихся от взрывов или землетрясений. Подобно тому, как от камня, брошенного в воду, в разные стороны расходятся по поверхности воды волны, так в твердом веществе от очага взрыва распространяются упругие волны. Среди них выделяют волны продольных и поперечных колебаний. Продольные колебания представляют собой чередования сжатия и растяжения вещества в направлении распространения волны. Поперечные колебания можно представить как чередующиеся сдвиги в направлении, перпендикулярном распространению волны.

Волны продольных колебаний, или, как принято говорить, продольные волны, распространяются в твердом веществе с большей скоростью, чем поперечные. Продольные волны распространяются как в твердом, так и в жидком веществе, поперечные — только в твердом. Следовательно, если при прохождении сейсмических волн через какое-либо тело будет обнаружено, что оно не пропускает поперечные волны, то можно считать, что это вещество находится в жидком состоянии. Если через тело проходят оба типа сейсмических волн, то это — свидетельство твердого состояния вещества.

Скорость волн увеличивается с возрастанием плотности вещества. При резком изменении плотности вещества скорость волн будет скачкообразно меняться. В результате изучения распространения сейсмических волн через Землю обнаружено, что имеется несколько определенных границ скачкообразного изменения скоростей волн. Поэтому предполагается, что Земля состоит из нескольких концентрических оболочек (геосфер).

На основании установленных трех главных границ раздела выделяют три главные геосферы: земную кору, мантию и ядро.

Первая граница раздела характеризуется скачкообразным увеличением скоростей продольных сейсмических волн от 6,7 до 8,1 км/с. Эта граница получила название раздела Мохоровичича (в честь сербского ученого А. Мохоровичича, который ее открыл), или просто граница М. Она отделяет земную кору от мантии. Плотность вещества земной коры, как указано выше, не превышает 2,7—3,0 г/см3. Граница М расположена под континентами на глубине от 30 до 80 км, а под дном океанов — от 4 до 10 км.

Учитывая, что радиус Земного шара равен 6371 км, земная кора представляет собой тонкую пленку на поверхности планеты, составляющую менее 1% ее общей массы и примерно 1,5% ее объема.

земная кора минерал

1. Земная кора и типы ее строения

Строение земной коры. Земная кора — термин, хотя и вошедший в естественнонаучный обиход в эпоху Возрождения, длительное время трактовался весьма свободно по причине того, что непосредственно определить толщину коры и изучить ее глубинные части было невозможно. Открытие сейсмических колебаний и создание метода определения скорости распространения их волн в средах разной плотности дали мощный импульс для изучения земных недр. С помощью сейсмографических исследований в начале XX в. было обнаружено принципиальное различие скорости прохождения сейсмических волн через горные породы, слагающие земную кору, и вещество мантии и объективно установлена граница их раздела (граница Мохоровичича). Тем самым понятие «земная кора» получило конкретное научное обоснование.

Экспериментальное изучение скорости распределения ударных упругих колебаний в горных породах с разной плотностью, с одной стороны, а с другой — «просвечивание» земной коры сейсмическими волнами во многих точках земной поверхности, позволили обнаружить, что земная кора состоит из следующих трех слоев, сложенных горными породами разной плотности:

1.) Наружный слой, состоящий из осадочных горных пород, в которых волны сейсмических колебаний распространяются со скоростью 1—3 км/сек, что соответствуют плотности около 2,7 г/см3. Этот слой некоторые ученые называют осадочной оболочкой Земли.

2.) Слой плотных кристаллических пород, слагающих под осадочной толщей верхнюю часть континентов, в котором сейсмические волны распространяются со скоростью от 5,5 до 6,5 км/сек. По причине того, что продольные сейсмические волны распространяются с указанной скоростью в гранитах и близких к ним по составу породам, условно эту толщу называют гранитным слоем, хотя в ней имеются самые разнообразные магматические и метаморфические породы. Преобладают гранитоиды, гнейсы, кристаллические сланцы, встречаются кристаллические породы среднего и даже основного состава (диориты, габбро, амфиболиты).

3.) Слой более плотных кристаллических пород, образующий нижнюю часть континентов и слагающий океаническое дно. В породах этого слоя скорость распространения продольных сейсмических волн составляет 6,5—7,2 км/сек, что соответствует плотности около3,0 г/см3. Такие скорости и плотность характерны для базальтов, благодаря чему этот слой был назван базальтовым, хотя базальтыне всюду полностью слагают этот слой.

Как видим, понятия «гранитный слой» и «базальтовый слой» условны и употребляются для обозначения второго и третьего горизонтов земной коры, характеризующихся скоростями распространения продольных сейсмических волн соответственно 5,5—6,5 и 6,5—7,2 км/сек. В дальнейшем эти названия будут приводиться без кавычек, но об их условности надо помнить.

Нижней границей базальтового слоя является поверхность Мохоровича. Ниже располагаются горные породы, относящиеся к веществу верхней мантии. Они обладают плотностью 3,2—3,3 г/м3 и больше, скорость распространения продольных сейсмических волн в них 8,1 м/сек. Их состав соответствует ультраосновным породам (перидотитам, дунитам).

Следует обратить внимание на то, что термины «земная кора» и «литосфера» (каменная оболочка) не являются синонимами и имеют разное содержание. Литосфера — наружная оболочка земного шара, сложенная твердыми горными породами, в том числе породами верхней мантии ультраосновного состава. Земная кора — часть литосферы, лежащая выше границы Мохоровичича. В указанных границах общий объем земной коры составляет более 10 млрд. км3, а масса — свыше 1018 т.

Типы строения земной коры. При изучении земной коры было обнаружено ее неодинаковое строение в разных районах. Обобщение большого фактического материала позволило выделить два типа строения земной коры — континентальный и океанический.

Для континентального типа характерна весьма значительная мощность коры и присутствие гранитного слоя. Граница верхней мантии здесь расположена на глубине 40—50 км и больше. Мощность толщи осадочных горных пород в одних местах достигает 10—15 км, в других — толща может полностью отсутствовать. Средняя мощность осадочных пород континентальной земной коры составляет 5,0 км, гранитного слоя — около 17 км (от 10—40 км), базальтового — около 22 км (до 30 км).

Как упоминалось выше, петрографический состав базальтового слоя континентальной коры пестрый и скорее всего в нем преобладают не базальты, а метаморфические породы основного состава (гранулиты, эклогиты и т.п.). По этой причине некоторые исследователи предлагали этот слой называть гранулитовым.

Мощность континентальной земной коры увеличивается на площади горноскладчатых сооружений. Например, на Восточно-Европейской равнине мощность коры около 40 км (15 км — гранитный слой и более 20 км — базальтовый), а на Памире — в полтора раза больше (около 30 км в сумме составляют толща осадочных пород и гранитный слой и столько же базальтовый слой). Особенно большой мощности достигает континентальная кора в горных областях, расположенных по краям материков. Например, в Скалистых горах (Северная Америка) мощность коры значительно превышает 50 км. Совершенно иным строением обладает земная кора, слагающая дно океанов. Здесь мощность коры резко сокращается и вещество мантии подходит близко к поверхности. Гранитный слой отсутствует, мощность осадочной толщи сравнительно небольшая. Выделяются верхний слой неуплотненных осадков с плотностью 1,5—2 г/см3 и мощностью около 0,5 км, вулканогенно-осадочный слой (переслаивание рыхлых осадков с базальтами) мощностью 1—2 км и базальтовый слой, среднюю мощность которого оценивают в 5—6 км. На дне Тихого океана земная кора имеет суммарную мощность 5—6 км; на дне Атлантического океана под осадочной толщей в 0,5—1,0 км располагается базальтовый слой мощностью 3—4 км. Отметим, что с увеличением глубины океана мощность коры не уменьшается.

В настоящее время выделяют также переходные субконтинентальный и субокеанический тип коры, отвечающие подводной окраине материков. В пределах коры субконтинентального типа сильно сокращается гранитный слой, который замещается толщей осадков, а затем по направлению к ложу Океана начинается уменьшение мощности базальтового слоя. Мощность этой переходной зоны земной коры обычно 15—20 км. Граница между океанической и субконтинентальной корой проходит в пределах материкового склона в интервале глубин 1 —3,5 км.

Хотя кора океанического типа занимает большую площадь, чем континентальная и субконтинентальная, в силу ее небольшой мощности в ней сосредоточен лишь 21% объема земной коры. Сведения об объеме и массе разных типов земной коры приведены в таблице 1.

Таблица 1

Объем, мощность и масса горизонтов разных типов земной коры (составлено по данным А.Б. Ронова и А.Л. Ярошевского. 1976)

Земная кора залегает на подкорковом мантийном субстрате и составляет всего 0,7% от массы мантии. В случае малой мощности коры (например, на океаническом ложе) самая верхняя часть мантии будет находиться также в твердом состоянии, обычном для горных пород земной коры. Поэтому, как отмечено выше, наряду с понятием о земной коре как об оболочке с определенными показателями плотности и упругих свойств, имеется понятие о литосфере — каменной оболочке, толще твердого вещества, покрывающего поверхность Земли.

Структуры типов земной коры. Типы земной коры различаются также своими структурами. Для земной коры океанического типа характерны разнообразные структуры. По центральной части дна океанов протягиваются мощные горные системы — срединно-океанические хребты. В осевой части эти хребты рассечены глубокими и узкими рифтовыми долинами с крутыми бортами. Эти образования представляют собой зоны активной тектонической деятельности. Вдоль островных дуг и горных сооружений по окраинам материков располагаются глубоководные желоба. Наряду с этими образованиями имеются глубоководные равнины, занимающие огромные площади.

Столь же неоднородна континентальная земная кора. В ее пределах можно выделить молодые горноскладчатые сооружения, где мощность коры в целом и каждого из ее горизонтов сильно возрастает. Выделяются также площади, где кристаллические горные породы гранитного слоя представляют древние складчатые области, выровненные на протяжении длительного геологического времени. Здесь мощность коры значительно меньше. Эти обширные участки континентальной коры называются платформами. Внутри платформ различают щиты — районы, где кристаллический фундамент выходит непосредственно на поверхность, и плиты, кристаллическое основание которых покрыто толщей горизонтально залегающих отложений. Примером щита является территория Финляндии и Карелии (Балтийский щит), в то время как на Восточно-Европейской равнине складчатый фундамент глубоко опущен и перекрыт осадочными отложениями. Средняя мощность осадков на платформах около 1,5 км. Для горноскладчатых сооружений характерна значительно большая мощность толщи осадочных пород, средняя величина которой оценивается в 10 км. Накопление таких мощных отложений достигается длительным постепенным опусканием, прогибанием отдельных участков континентальной коры с последующим их подъемом и складкообразованием. Такие участки называются геосинклиналями. Это наиболее активные зоны континентальной коры. К ним приурочено около 72% всей массы осадочных пород, в то время как на платформах сосредоточено около 28%.

Проявления магматизма на платформах и геосинклиналях резко различается. В периоды прогибания геосинклиналей по глубинным разломам поступает магма основного и ультраосновного состава. В процессе превращения геосинклинали в складчатую область происходит образование и внедрение огромных масс гранитной магмы. Для поздних этапов характерны вулканические излияния лав среднего и кислого состава. На платформах магматические процессы выражены значительно слабее и представлены преимущественно излияниями базальтов или лав щелочно-основного состава.

Среди осадочных пород континентов преобладают глины и глинистые сланцы. На дне океанов увеличивается содержание известковых осадков.

Итак, земная кора состоит из трех слоев. Ее верхний слой сложен осадочными породами и продуктами выветривания. Объем этого слоя составляет около 10% общего объема земной коры. Большая часть вещества находится на континентах и переходной зоне, в пределах океанической коры его не более 22% объема слоя.

В так называемом гранитном слое наиболее распространенными породами являются гранитоиды, гнейсы и кристаллические сланцы. На породы более основного состава приходится около 10% этого горизонта. Это обстоятельство хорошо отражается на среднем химическом составе гранитного слоя. При сопоставлении величин среднего состава обращает на себя внимание ясное различие этого слоя и осадочной толщи (табл. 2).

Таблица 2

Химический состав земной коры (в весовых процентах)

(по данным Л.Б. Ронова и А.Л. Ярошевского, 1976)

Состав базальтового слоя в двух основных типах земной коры неодинаков. На континентах эта толща характеризуется разнообразием горных пород. Здесь присутствуют глубоко метаморфизованные и магматические породы основного и даже кислого состава. Основные породы составляют около 70% всего объема этого слоя. Базальтовый слой океанической коры значительно более однороден. Преобладающим типом пород являются так называемые толеитовые базальты, отличающиеся от континентальных базальтов низким содержанием калия, рубидия, стронция, бария, урана, тория, циркония и высоким отношением Na/K. Это связано с меньшей интенсивностью процессов дифференциации при их вплавлении из мантии. В глубоких рифовых разломах выходят ультраосновные породы верхней мантии.

Распространенность горных пород в земной коре, сгруппированных для определения соотношения их объема и масс, приведена в таблице 3.

Таблица 3

Распространенность горных пород в земной коре

(по А.Б. Ронову и А.Л. Ярошевскому, 1976)

2. Эволюция химического состава земной коры

Проблема образования существующей структуры земной коры имеет не только фундаментальное теоретическое значение. Познание процессов, формирующих земную кору, одновременно означает выяснение закономерностей образования и размещения промышленных месторождений полезных ископаемых. Поэтому над изучением этих процессов работают крупные научные коллективы многих стран.

Экспериментальные исследования, изучение горных пород на поверхности материков и на дне океанов, результаты глубокого бурения позволили разработать представление о радиально направленном выправлении и дегазации вещества земной коры из мантии. Вещество мантии до сих пор непосредственно не подвергалось химическому анализу, так как достать его пока еще технически невозможно. Однако есть основания считать, что состав мантии отвечает составу каменных метеоритов (хондритов).

Результаты анализов показывают, что в них содержатся определенные количества некоторых химических элементов, образующих относительно легкоплавкие соединения, а также элементов, входящих в состав газов и воды (табл. 4).

Таблица 4

Содержание в хондритах химических элементов и соединений, образующих пары и газы

(по А.П. Виноградову, 1964)

Вещество мантии находится в равновесном твердом состоянии в условиях высоких температур и давления. Однако это равновесное состояние будет нарушено, если внешние условия изменятся, например, понизится давление или повысится температура. Тогда вещество перейдет в расплавленное, жидкое состояние. Такое явление вполне вероятно, если внутри мантии возникнет очаг сильного разогревания. Причиной его может служить энергия радиоактивного распада. Расплавленная масса, содержащая источник тепловой энергии, будет перемещаться в радиальном направлении к поверхности Земли, проплавляя при своем движении вещество мантии. При этом должна происходить закономерная дифференциация этого вещества.

Чтобы представить себе механизм этого процесса, мысленно проделаем следующий опыт.

Поместим в термоустойчивую трубку смесь соединений, обладающих различной температурой плавления. При помощи кольцевого нагревателя расплавим узкую зону внизу трубки и затем будем медленно перемещать нагреватель вверх вдоль трубки. При подъеме нагревателя расплавится следующая зона, а нижележащая масса остынет и вновь закристаллизуется. По мере движения нагревателя все вещество в трубке пройдет стадии плавления и последующей кристаллизации. Если эту операцию повторить неоднократно, то исходная смесь закономерно разделится: вверху обособятся более легкоплавкие соединения, а внизу — менее плавкие.

Изложенный принцип «зонной» плавки был использован известным геохимиком А.П. Виноградовым для создания модели образования земной коры. Согласно этой модели, определенные очаги расплава, перемещающиеся в радиальном направлении, обеспечили закономерную дифференциацию вещества мантии. Состав первоначально возникающего расплава не отличался от состава исходного материала. Но многократное повторение этого процесса обусловило разделение вещества, вынос из мании относительно легкоплавких соединений и накопление их на поверхности планеты.

В результате дифференциации исходного вещества происходит закономерное перераспределение химических элементов по оболочкам Земли. Если принять, что состав исходного вещества мантии близок к составу каменных метеоритов, то можно проследить, как менялось содержание важнейших химических элементов в процессе образования земной коры.

В таблице 5 хорошо видно, что выделение легкоплавких соединений из исходного вещества планеты сопровождалось прогрессирующим накоплением кремния, алюминия, кальция, калия, натрия, фтора, хлора. В то же время большая часть железа, магния, серы оставалась в веществе мантии.

Предложены и другие модели, но независимо от тех или иных представлений о механизме массопереноса большая часть ученых разделяет мнение о том, что земная кора образовалась путем выноса из мантии легкоплавких и легколетучих химических соединений.

Таблица 5

Среднее содержание основных химических элементов в главных типах горных пород и в каменных метеоритах, в весовых процентах

(по А.П.Виноградову)

Процесс выноса легколетучих и легкоплавких химических соединений весьма сложен. Если образование базальтовой коры как продукта выплавления из вещества мантии не вызывает сомнений, то в процессе образования гранитного слоя еще очень много неясного. Многочисленные факты свидетельствуют, что образование крупных масс гранитов приурочено к определенной стадии развития геосинклиналей, на которой процессы регионального метаморфизма достигают своей наивысшей степени — палингенеза. При этом происходит расплавление метаморфизуемых пород под воздействием не только высоких температур и давления, но также глубинных флюидов, дегазированных из мантии. Образующийся расплав насыщается химическими элементами, поступившими в результате дегазации, состав его становится более сложным по сравнению с выплавляемыми базальтами, изливающимися на океаническом дне из глубинных разломов. Рассмотренный процесс получил название гранитизация. Возможно, что таким путем образовались огромные массы гранитных батолитов.

Активный вынос легколетучих соединений, обусловливающих гранитизацию мощных толщ осадков, происходит не повсеместно на поверхности земного шара, а лишь в определенных структурных элементах земной коры — геосинклиналях. Локализация процессов активного выноса, по-видимому, связана с неравномерным распределением источников энергии, в частности, масс радиоактивных элементов в мантии. Таким образом, континенты, кора которых содержит гранитный слой, можно рассматривать как участки земной коры, в пределах которых особенно активно происходил вынос легколетучих и легкоплавких химических соединений из мантии. На площади распространения океанической коры этот процесс происходил менее активно, о чем свидетельствуют не только меньшая мощность слоя выплавленных базальтов, но и бедность океанических базальтов многими химическими элементами по сравнению с базальтами континентальной коры. По расчетам А.Б. Ронова и А.А. Ярошевского, общая масса вещества, вынесенного из мантии в континентальную кору, составляет 22,37*1018 т, а в океаническую — почти в четыре раза меньше.

Особенно важное значение процесс образования континентальной земной коры имел для перераспределения металлов. Как следует из данных таблицы 6, содержание одних металлов резко возрастает в гранитном слое по сравнению с исходным веществом мантии,

Таблица 6

Перераспределение некоторых редких и рассеянных химических элементов в процессе образования земной коры, в 1-10-3 %

а содержание других — уменьшается. В процессе выплавления вещества земной коры в мантии задерживались металлы группы железа — никель, кобальт, хром, отчасти марганец. Поэтому содержание никеля в породах верхних горизонтов Земной коры по сравнению с содержанием в исходном веществе уменьшается в десятки раз, примерно в сто раз уменьшается содержание кобальта и хрома, в тысячу раз платины. В процессе выплавления земной коры уменьшилось также содержание ртути, но это произошло по причине выноса паров этого металла, поступавших в атмосферу и растворявшихся в природных водах.

Металлы, содержание которых в целом увеличивается в земной коре, распределяются в горных породах неодинаково. Выделяется группа металлов, концентрирующихся в гранитном слое континентальной земной коры, обогащенной кремнием, алюминием, щелочами, легколетучими соединениями. Сюда относятся цирконий, ниобий, барий, олово, свинец, уран. Например, концентрация свинца увеличивается в 100 раз, урана — еще более. Другая группа металлов концентрируется в базальтовых породах. В эту группу входят титан, ванадий, медь, цинк.

Одновременно с выплавлением легкоплавких соединений из вещества мантии происходило выделение газов разных веществ. В результате дегазации мантии образовалась основная масса газов и воды, имеющихся на нашей планете. При этом расчеты показывают, что на протяжении геологической истории из мантии вынесено только около 10% содержавшихся в ней каждого газа. Так, например, по данным А.П. Виноградова, содержание воды в мантии составляет 2*1022 кг, а ее общее количество в гидросфере и атмосфере — 1,5*1021 кг. В результате процесса дегазации выносились также возгоняемые соединения тяжелых металлов.

Совершенно особое положение в земной коре занимает самый наружный слой, который некоторые ученые называют осадочной оболочкой Земли. По минералогическому составу он принципиально отличен от двух других слоев коры. В составе осадочной оболочки преобладают не силикаты с разнообразной кристаллохимической структурой, как в гранитном и базальтовом слоях земной коры, а дисперсные силикаты со сложной структурой — глины, составляющие 40% осадочного слоя, карбонаты — 23%. Среди обломочных минералов, сохранившихся при гипергенном преобразовании гранитного слоя, входящих в состав осадочной оболочки и составляющих 19% ее массы, доминирует кварц — наиболее устойчивый к выветриванию эндогенный минерал. Химический состав осадочного слоя обогащен не только Н2 O и СO2, но также окисленными формами серы, органическим углеродом, хлором, фтором, азотом и тяжелыми металлами. Все эти соединения и элементы выносятся из мантии путем дегазации, но в процессе гипергенеза и седиментогенеза связываются и аккумулируются в веществе осадочного слоя. Таким образом, на поверхности Земли происходит глубокое преобразование вещества гранитного слоя. Главным фактором этого процесса является суммарный геохимический эффект жизнедеятельности организмов. Это проявляется как в непосредственном участии организмов в осадкообразовании, так и в регулировании условий, определяющих направленность преобразования горных пород гранитного слоя: содержание кислорода и углекислого газа в атмосфере, щелочно-кислотных параметров природных вод, окислительно-восстановительных условий, присутствие органических соединений и др. Установлено, что большая часть массы вещества осадочных пород, образованных на протяжении последних 600 млн. лет, находится в пределах континентальной коры, причем примерно половина этой массы сосредоточена в геосинклиналях. Формирование метаморфических пород древних щитов — главных фрагментов гранитного слоя — также происходило в тектонически-активных структурах. Можно предполагать, что многие особенности гранитного слоя сложно связаны с суммарным геохимическим эффектом жизнедеятельности организмов геологического прошлого. Имея это в виду, В.И. Вернадский назвал гранитный слой земной коры «следами былых биосфер».

3. Формирование минералогического разнообразия земной коры

Земная кора слагается природными химическими соединениями — минералами, количество видов которых немногим превышает 2 тыс. Ограниченность природных химических соединений по сравнению со значительно большим количеством искусственных соединений обусловлена многими причинами, главной из которых является очень неравномерное содержание разных химических элементов в земной коре. Диапазон среднего содержания разных химических элементов достигает шести математических порядков.

Наибольшее количество минеральных видов образуют элементы, содержащиеся в земной коре в наибольшем количестве. К ним относятся кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, калий, натрий. Эти элементы образуют группу соединений, массы которых в наибольшем количестве выплавлялись из мантии.

Наряду с ними значительные количества минералов образуют такие элементы, как сера, мышьяк, сурьма, медь, свинец, цинк и некоторые другие металлы, которые активно выносились в процессе дегазации вещества мантии.

Таблица 7

Образование минералов при основных процессах минералообразования

Если рассматривать разнообразие минералообразования при различных эндогенных процессах, то наибольшее количество минеральных видов образуется при процессах, которые протекают при участии продуктов дегазации. Минералы, образующиеся при пневматолитово-гидротермальных и пегматитовых процессах, по подсчетам известного украинского минералога Е.К. Лазаренко, составляют около 30% всех минеральных видов. Еще большее количество минеральных веществ возникает при процессах гипергенеза и осадкообразования, в которых под геохимическим контролем суммарного эффекта жизнедеятельности организмов образуются химические соединения дегазированных элементов, поступивших в атмосферу и гидросферу (табл. 7).

Определенные закономерности обнаруживаются в разнообразии и распределении масс минералов по классам. Отдельные данные приводились при описании минеральных групп, общая их сводка представлена в таблице 8.

Данные этой таблицы позволяют, прежде всего, отметить наиболее многочисленные классы. Несмотря на расхождения в результатах расчетов разных авторов, совершенно очевидно, что наибольшее количество минералов характерно для силикатов. Весьма разнообразен состав класса фосфатов и их аналогов, которые занимают второе место по количеству минералов (17,7%— 16,4%), а также класса сульфидов и им подобных соединений (9,4—13,0%), оксидов и гидроксилов (9,4—12,5%), сульфатов (9,0—12,2%). Состав других классов менее многочислен и составляет несколько процентов или даже доли процента, как, например, минералы класса хроматов.

Таблица 8

Соотношение между отдельными классами минералов и их содержанием в земной коре

Многочисленность минералов того или иного класса не обязательно означает, что эти минералы составляют значительную часть массы земной коры. Хотя наиболее разнообразный видами класс силикатов и преобладает в земной коре, но второй по многочисленности минералов класс фосфатов и их аналогов составляет менее процента массы литосферы (0,7%). Близкие по численности видов классы сульфидов и оксидов резко различаются по своему весовому содержанию в земной коре: первые находятся в количестве 0,15% (по В.И. Вернадскому), вторые — 17% массы коры. Следует отметить, что значения масс минералов в земной коре точно не установлены и определяются разными учеными неодинаковыми величинами. Так, даже для группы преобладающих минералов — силикатов — рассчитаны сильно различающиеся значения. Американский геохимик Г. Вашингтон (1925) определил массу силикатов в земной коре в 63%, В.И. Вернадский (1937) — в 85%, А.Е. Ферсман (1934) — в 74,5%, Е.К. Лазаренко (1963) — в 75%, Б.А. Гаврусевич и Н.И. Сафронов (1968) — в 80%, А.Б. Ронов и А.А. Ярошевский (1967) — в 83%. Последняя цифра, по-видимому, наиболее достоверна.

В целом можно считать, что преобладающую часть массы земной коры составляют силикаты (включая кварц) и отчасти минералы класса оксидов и гидроксилов.

Образование массы представителей некоторых классов связано преимущественно с одним определенным процессом минералообразования. Как показывают данные Е.К. Лазаренко, большая часть минералов класса сульфидов (89%) имеет пневматолитово-гидротермалыгое происхождение и лишь 5% возникают при литогенезе. Вольфрамиты и молибдаты поровну делятся между гипергенным и пневматолитово-гидротермальным генезисом. Для некоторых классов характерно возникновение преобладающего количества минеральных видов при процессах гипергенного минералообразования. Таковы сульфаты, фосфаты и им близкие соединения, нитраты.

Заключение

Представления о земной коре, ее вещественном составе и образовании по мере развития геологии постепенно менялись от наивных представлений о застывшей корке шлака на поверхности огненно-жидкого металлического шара до создания сложных моделей образования земной коры в результате неоднократной переработки аккумуляций легкоплавких и легколетучих веществ, выносимых тепловыми потоками из мантии.

Накопление геологических знаний долгое время происходило двумя почти не связанными между собой путями. С одной стороны, для решения разнообразных практических задач изучались минералы, руды, горные породы, т.е. составные части вещества земной коры. В этом направлении были сделаны важные открытия и накоплен опыт, способствовавший развитию не только минералогии, но и других наук и отраслей человеческой деятельности. Накопленный опыт способствовал становлению минералогии и смежных геологических наук, а также химии и металлургии.

С другой стороны, благодаря наблюдениям натуралистов был собран огромный материал, характеризующий разнообразные геологические процессы: геологическую деятельность морей и рек, ледников и вулканов и т.п. Особое внимание уделялось выявлению процессов образования и возрастному соотношению различных осадков, которые почти сплошь покрывают сушу и с которыми в первую очередь сталкивается в своей работе геолог.

Одновременно исследователи стремились понять процессы образования различных осадков и выяснить их возрастные соотношения. В начале XIX в. знаменитый английский геолог Ч. Лайель показал, что осадки, образованные в отдаленном геологическом прошлом, являются результатом тех же процессов, которые происходят в настоящее время. Немногим ранее его соотечественник У.Смит установил, что относительный геологический возраст изучаемых осадков вне зависимости от их географического нахождения можно определять с помощью окаменелых останков организмов, которые существовали во время отложения данных осадков. Эти фундаментальные открытия явились теоретической основой для развернувшегося изучения геологического строения разных территорий.

В то же время изучались условия залегания горных пород глубинного происхождения. В середине XIX в. был разработан метод изучения плотных горных пород под микроскопом, который открыл недоступный ранее для изучения мир кристаллизационных и метасоматических процессов, происходящих при образовании магматических и метаморфических пород, руд и пневматолитово-гидротермальных образований. Во второй половине XIX в. начинается синтезирование достижений минералогии, петрографии и рудного искусства с результатами изучения геологического строения отдельных регионов мира. На этой основе русскими, американскими, французскими геологами создаются первые гипотезы образования и строения крупных геотектонических элементов земной коры — геосинклиналей, платформ, кристаллических щитов и плит. В 1881 г. австрийский геолог Э. Зюсс вводит в научный лексикон термин «земная кора», а в странах Западной Европы разрабатываются методы изучения земных недр с помощью регистрации скорости распространения сейсмических воли.

Первые десятилетия XX в. знаменуются открытием границ раздела земной коры и мантии и закономерностей вертикального строения коры континентов и океанов. Минералогия и петрография из описательных наук постепенно превращаются в генетические, изучающие процессы образования минералов и пород. Возникла новая наука — геохимия, на атомном уровне изучающая эволюцию химического состава вещества Земли и земной коры, устанавливающая закономерности миграции химических элементов при геологических процессах. Опираясь на достижения физики и физической химии, быстро развиваются новые методы изучения вещества земной коры и экспериментального моделирования процессов образования и преобразования горных пород в условиях высоких температур и давлений.

До середины XX в. геологические исследования ограничивались границами суши и ее подводной окраины. С конца 50-х гг. развертываются работы по изучению строения дна океанов и происходящих там геологических процессов с помощью подводных аппаратов и глубоководного бурения. Новая информация вносит существенные коррективы во взгляды на геологическое строение земной коры и формирующие ее процессы. В свете современных научных достижений стало ясно, что отдельные геологические эндо- и экзодинамические процессы представляют собой звенья единого планетарного процесса формирования твердой, жидкой и газовой наружных оболочек планеты. Грандиозный процесс выноса из мантии легкоплавких и газообразных веществ происходит не равномерно по всей поверхности земного шара, а регулируется мощными тепловыми потоками, генерируемыми источниками энергии, образующими сгущения в недрах мантии.

Радиальные потоки тепловой энергии и выносимых веществ обусловливают формирование глобальных структур земной коры. Базальты, изливающиеся в активных срединных хребтах океанов, образуют сравнительно маломощный слой, под которым располагается твердое вещество мантии, представленное породами ультраосновного состава. Есть основания предполагать, что имеющая такой состав твердая оболочка расчленена на крупные фрагменты — литосферные плиты, которые перемещаются по поверхности пластичных масс мантии. Эти фрагменты под воздействием конвективных перемещений масс вещества мантии могут опускаться под мощные блоки материковой коры или взаимодействовать с ними на контакте. В том и другом случае фрагменты океанической коры снова оказываются в мантии и вновь подвергаются процессам выплавления и дегазации. Таким образом, формирование состава вещества и структур океанической коры происходит на фоне циклического процесса массообмена в системе земная кора верхняя мантия. Эта система стационарна, но не замкнута, так как в нее вовлекаются в разное время неодинаковые массы, и открытая, ибо в циклический процесс включаются не только массы базальтового слоя океанической коры, но также породы верхней мантии, участки континентальной коры и морские осадки.

Еще более сложным представляется формирование континентальной коры, в которой над базальтовым слоем располагается мощный гранитный слой. В образовании вещества этого слоя, состоящего не только из легкоплавких соединений, но также из минералов, богатых легколетучими химическими соединениями, еще много неясного. Тем не менее, можно предполагать, что в его формировании важное значение имели процессы глубокого метаморфизма мощных осадочных толщ, накапливавшихся в специфических структурах континентальной коры — геосинклиналях. При этом следует отметить, что присутствие легколетучих соединений, отличающих гранитный слой от базальтового слоя океанической коры, выплавляемой из мантии, предопределено составом осадков. Именно осадочная оболочка Земли является аккумулятором легколетучих продуктов дегазации мантии — производных угольной, фторводородной, соляной, борной, серной кислот.

Выдающимся русским ученым В.И. Вернадским еще в 20-е гг. было показано, что самой мощной геохимической силой, действующей на поверхности Земли, является эффект суммарной жизнедеятельности всех организмов. Под влиянием этого эффекта на протяжении геологической истории изменялся состав атмосферы и природных вод, регулировались процессы гипергенного минералообразования и осадконакопления, т.е. образования того вещества, которое поступает в геосинклинали и подвергается метаморфизму и гранитизация.

Значение идей В.И. Вернадского было осознано лишь в последние десятилетия XX в. Вклад биогенных процессов в образование гранитного слоя еще недостаточно изучен, но можно предполагать, что включение биогенных минеральных образований в процессы палингенеза имело важное значение для формирования гранитной магмы, метаморфических пород кислого состава и постепенного наращивания структур гранитного слоя — древних кристаллических щитов и платформ.

Таким образом, в континентальной коре намечаются две связанные между собой открытые стационарные циклические системы эволюции вещества: система базальтового слоя и система гранитного слоя. Породы гранитного слоя, на заключительном этапе развития геосинклиналей, поступающие в биосферу, подвергаются гипергенной трансформации, происходящей в ландшафтно-геохимических условиях, контролируемых биогенными факторами, а образующиеся продукты выветривания претерпевают дальнейшее биогенное преобразование в процессе осадконакопления. Значительная часть континентальных осадков аккумулируется в геосинклиналях, где происходят их метаморфические превращения и частичная гранитизация. Цикл формирования базальтового слоя континентальной коры проблематичен по причине отсутствия данных глубинного бурения. Можно лишь предполагать, что вещество этого слоя существенно отличается от вещества базальтового слоя океанической коры, как минералогическим составом, так и большим содержанием легколетучих соединений.

В завершение рассмотрения идеи циклического образования вещества земной коры следует отметить, что мощная континентальная кора, возможно, намечает ареалы выхода наиболее мощных тепловых потоков и выноса наибольших масс легкоплавких и легколетучих веществ из мантии. В то же время на континентах сосредоточено 99% массы живых организмов. Это совпадение вряд ли случайно. Дальнейшее изучение глобальной системы циклических процессов массообмена веществ в биосфере и на разных «этажах» земной коры — одна из актуальных проблем науки о Земле.

Список использованной литературы

1. Апродов В.А. Земная кора. — М.: Мысль, 1982.

2. Короновский Н.В., Якушева А.Ф. Основы геологии. М., 1991.

3. Никонов А. А. Голоценовые и современные движения земной коры. — М.: Наука, 1977.

4. СорохтинО.Г., Ушаков С.А. Справочник по геологии. М., 1991.

5. Хаин В.Е. Основные проблемы современной геологии (геология на пороге XXI века). М., 1995.

www.ronl.ru

Реферат - Строение земной коры. Этапы формирования рельефа

Введение 2

Кора земли, формирование рельефа, основные положения тектоники_ 3

Заключение 20

Список литературы_ 21

По сравнению с размерами земного шара, земная кора составляет 1/200 его радиуса. Но эта «пленка» – самое сложное по строению и до сих пор наиболее загадочное образование нашей планеты. Главнейшая особенность коры в том, что она служит пограничным слоем между земным шаром и окружающим нас космическим пространством. В этой переходной зоне между двумя стихиями мироздания – космосом и веществом планеты – постоянно происходили сложнейшие физико-химические процессы, и, что замечательное, следы этих процессов в значительной степени сохранились.

Основными целями работы является:

— рассмотреть основные этапы формирование рельефа земли;

— определить строение коры земли, ее составляющие.

Тектонической платформой геологи называют области с двухъярусным строением – внизу смятый в складки плотный фундамент, выше пологo лежащий рыхлый осадочный чехол. После образования фундамента тектонические движения на платформах были вялыми, малоинтенсивными. Они привели лишь к пологим изгибам поверхности фундамента и лежащего на нем осадочного чехла. В пределах платформ выделяют два вида структур – щиты и плиты. Первые вплоть до настоящего времени испытывали поднятия; в их пределах осадочный чехол отсутствует. На щитах длительно (до миллиарда лет) идет размыв кристаллических пород фундамента, благодаря чему на дневную поверхность выходит наиболее древние породы с возрастом 2–3 млрд. лет. На одном из участков Канадского щита (в Гренландии) недавно обнаружены самые древние из выходящих на земную поверхность породы.Их абсолютный возраст (3,7-3,8 млрд. лет) лишь на немного ниже возраста образования Земли как планеты (4,5 млрд. лет).

Плитами называются пространства платформ, фундамент которых перекрыт осадочным слоем. Крупные отрицательные структуры (прогибы) в пределах плит именуются синеклизами. По форме синеклиза напоминает пологое блюдце. Следует, правда, отметить, что округлые синеклизы встречаются редко. Чаще их границы образуют овалы или «совок», открытый к краям платформы. Бурением и геофизическими исследованиями установлено, что в основании синеклизы расположены грабены – узкие прогибы в фундаменте, ограниченные с обеих сторон разломами. Схематично формирование синеклизы можно представить таким путем – спустя некоторое время после движений, смявших в складки породы фундамента, платформа была рассечена разломами, вдоль которых образовались грабены; позже область прогибания расширилась и в опускания была вовлечена вся площадь синеклизы.

Второй класс структур земной коры – геосинклинали. Важнейшая отличительная их черта – много большая контрастность движений по сравнению с платформами. На геологической карте геосинклинальные зоны выходят в виде протяженных узких полос разного цвета. Особенно наглядно видно это на примере Урала, который, как цветной шарф, пересекает с сeвера на юг нашей страны геологическую карту. Образованию геосинклинального пояса также предшествовало заложение системы разломов. Но эти разломы были большой протяженности (тысячи километров), возможно, и более глубокого заложения, а главное концентрировались в один пояс, располагаясь друг от друга на относительно небольшом расстоянии (30–100 км).[1]

Вдоль таких глубинных разломов возникли геосинклинальные прогибы, в которых накопилось до 10–30 км. Осадков. Пространства между геосинклинальными прогибами оставались относительно инертными (их именуют срединными массивами). Геосинклинальные прогибы развивались в течение одного-двух геотектонических этапов длительностью по 180–200 млн. лет, после чего прогибание обычно прекращалось, сменяясь горообразованием и складчатостью. Наступал режим, близкий к платформенному. Через определенный промежуток времени могла заложиться новая система разломов или же частично ожить ранее существовавшая, и геосинклинальный режим возобновлялся.[2]

Возникшие глубинные разломы с равным успехом рассекали как древние платформенные территории, так и пространства, ранее занятые геосинклиналями. Геосинклинальный и платформенный режимы могли чередоваться во времени.

Хотя геологи обычно противопоставляют геосинклинали платформам, становится все более очевидным, что лишь крайние члены последовательного ряда геологических структур. В пределах платформ обнаружены впадины, например Прикаспийская синеклиза на Восточно-Европейской платформе, где мощность осадков достигает 25 км, как и в геосинклинальных прогибах. С другой стороны, известны геосинклинальные прогибы, например Карпаты, где мощность осадков не более 5–7 км, что часто встречается на платформе.

Но не следует и преуменьшать различие платформ и геосинклинальной. Последним свойственны не только большие мощности осадков и контрастное их изменение, но и сложная складчатость, а также интенсивный магматизм: излияние лав или внедрение крупных магматических тел – батолитов.

Магматические породы земной коры различаются по химизму и структуре. В зависимости от химического состава магматические породы разделяются на четыре группы (табл. 1.).

Если магматические породы излились на земную поверхность и застыли в виде лав, то они плохо раскристаллизованы, минералы в них почти не видны. Такие по- S роды называются эффузивными. Магматические породы, застывшие на глубине нескольких километров, именуются интрузивными. В зависимости от химического состава эффузивные породы разделяются на кислые (липариты), 3 средние (андезиты) и основные (базальты). Разумеется, существует огромное число переходных разностей, для которых петрографы предложили специальные наименования.

Сравнительное изучение геологических структур с разной историей позволило установить, что развитие нашей планеты имело определенную периодичность. Длительные циклы преобладающего погружения, сопровождаемого накоплением осадков, сменялись более кратковременными периодами поднятий, складкообразования и размыва. Обнаружены циклы разных порядков. Наиболее крупными за последние 500–600 млн. лет геологической истории являются каледонский, герцинский и альпийский геотектонические этапы. Длительность каждого из них приблизительно 180 млн. лет. В последнее десятилетие выделен так называемый байкальский геотектонический этап, который предшествовал каледонскому, однако длительности он равен или даже больше каледонского, герцинского и альпийского, вместе взятых. По-видимому, байкальский этап отвечает более крупному мегаэтапу высшего порядка. Геотектонические этапы не совпадают с эрами, выделенными на основании изучения истории органической жизни на планете.

Таблица 1. Химический состав магматических и осадочных пород[3]

Нигде окончания геотектонического этапа, часто завершающегося горообразованием, одни геосинклинальные зоны вновь вовлекались в прогибание, другие же длительное время оставалось как бы законсервированными–становились платформами. Такие зоны получили название по времени последнего этапа прогибания. Геосинклинальные зоны, прекратившие прогибаться и смятые в складки к концу байкальского этапа, стали именоваться байкалидами, к концу каледонского – каледонидами и далее – герцинидами и альпидами.

Основными геологическими телами в земной коре являются складчатые комплексы. Это толщи пород, образовавшиеся в течение геотектонического цикла длительностью 150–200 млн. лет. В областях, переживших геосинклинальный этап развития, мощность складчатого комплекса 5–20 км. Перед образованием следующего предыдущий сжимается в складки, метаморфизуется, пронизывается интрузиями, частично срезается эрозией. Поэтому породы более позднего складчатого комплекса чаще ложатся на смятые в складки слои предшествующего, т.е. негласно. Ниже мы покажем, что именно эти геологические тела – складчатые комплексы – фиксируются при геофизических исследованиях как основные сейсмические слои земной коры.[4]

В специальной геологической литературе по этому вопросу существуют различные точки зрения, но наиболее распространенным мнением является следующее. Первоначально на Земле не было коры. Затем в результате вулканических извержений стали выделяться из мантии базальты, образовавшие тонкую базальтовую кору, сходную до некоторой степени с современной корой океанов. С течением времени земная кора становилась все толще, пока не достигла толщины современной коры континентов. Неоднократно подсчитывались объемы вулканического материала, извергнутого из мантии Земли за год. Если это количество вулканических выбросов умножить на длительность жизни Земли как планеты (4,5 млрд. лет), то окажется, что из земных недр выделилось такое количество вещества, которое сравнимо с объемом всей современной коры. Совпадение этих цифр было одним из доказательств того, что земная кора в ходе геологической истории постепенно наращивалась за счет поступающих из мантии вулканических продуктов.

Однако изложенная схема образования коры представляется чересчур упрощенной, а главное неверной для начальных этапов ее становления. Нет возражений против того, что поступающий из мантии вулканический материал преимущественно базальтового состава играет существенную роль в общем объеме вещества земной коры. Но процесс формирования современной земной коры не был односторонним актом накопления вулканических толщ на земной поверхности. Рассматриваемая гипотеза исключает обратное поступление корового материала в мантию Земли. Между тем процесс поглощения земной коры мантией развит не менее широко, чем выделение из мантии вулканических продуктов. Противоречит данным геологии и предположение о том, что в глубоком архее (3–4 млрд. пет назад) земная кора была много тоньше, чем в настоящее время.

Какими же фактами мы располагаем, чтобы судить о начальных этапах формирования земной коры? Их три группы. Во-первых, это сравнительный анализ современного строения коры под древнейшими и молодыми геологическими структурами; во-вторых, результаты изучения древнейших пород, обнажающихся сейчас на дневной поверхности; в-третьих, космогонические представления об условиях образования нашей планеты. Рассмотрим их поочередно. Читатель уже знает, что в среднем толщина земной коры и под древними платформами, и под складчатыми сооружениями, закончившими геосинклинальное развитие всего 100–200 млн. пет назад, приблизительно одинакова. Но если древние платформы, не испытавшие в течение последних 2–3 млрд. лет сколько-нибудь интенсивных движений, имеют сейчас кору толщиной около 40 км, то есть серьезные основания считать, что такая же толщина коры была под ними и 2–3 млрд. лет назад. Следовательно, за отрезок времени, равный половине всего возраста Земли, средняя толщина земной коры на нашей планете не изменилась.

Этот вывод подтверждается изучением геологического разреза древнейших горных пород, обнажающихся на платформах. Составление детальных разрезов архейских пород показало, что мощности их измеряются огромными цифрами: 15–25 км и более. Свидетельствуют о мощной коре и результаты изучения условий образования минералов, которыми сложены сейчас высокометаморфизованные толщи архейских пород. Установлено, что распространенные в архейских горных породах Алданского щита минералы возникли при давлениях 5–10 тыс. атм. и температуре 600–800°С. Но такие давления бывают на глубине 20–35 км. Следовательно, в момент образования этих метаморфических минералов архейские осадки были погружены на указанные глубины. Возраст древнейших метаморфизованных пород Земли около 3,7–3,8 млрд. лет. Значит уже тогда земная кора континентов имела толщину, не меньшую, чем сейчас (30–40 км). А ведь это было спустя лишь миллиард лет после образования Земли как планеты.

Ну, а, какой же была кора в. первый миллиард лет истории планеты? Некоторое, правда самое общее, представление о начальных этапах развития коры дает космогония. В последние годы благодаря исследованиям советского астронома В.С. Сафронова стали более ясны условия в начальный период жизни Земли. Согласно современной теории происхождения планет, сформулированной впервые академиком О.Ю. Шмидтом, Земля образовалась путем аккумуляции твердого рассеянного вещества, состоящего из частиц и тел различных размеров. «Зона питания» формировавшейся Земли простиралась почти от орбиты Венеры до орбиты Марса. Постепенно мельчайшие частицы и метеориты различных размеров объединялись в более крупные тела – астероиды, которые затем падали на образующуюся Землю. Самые большие из них составляли около 0,001 массы Земли, радиусы их достигали нескольких сотен километров. Период образования Земли из падающих на нее тел длился примерно 100 млн. лет. Хотя, по нашим понятиям, это время огромно, оно составило всего лишь 2–3% от всей геологической жизни планеты.[5]

Гидростатическое давление внутри Земли зависит от веса пород и, значит, в течение всей истории планеты было одинаковым. Толщина коры, т.е. зоны гидратированных ультраосновных пород, определялась тогда, как и сейчас, прежде всего давлением и температурой. На примере Урала известно, что там, где ультраосновные породы мантии выведены на дневную поверхность, они претерпели изменения (серпентинизированы) до глубины 45 км, где проходит граница Мохоровичича, принимаемая за основание коры. Если на начальной стадии формирования коры температура в верхних слоях Земли была такая же, как в настоящее время, то мощность ее составляла порядка 45 км.

Таким образом, уже в самом начале развития Земли как планеты существовали условия для возникновения мощной земной коры, подобной современной коре континентов. Тот факт, что в раннем архее (4–3,5 млрд. лет назад), т.е. спустя лишь 0,5–1 млрд. лет после образования Земли, земная кора имела мощность 30–45 км, подтверждает наши рассуждения.

Безусловно, поступающий из мантии вулканический материал является важнейшей составной частью вещества земной коры, однако несомненно и то, что первоначальная земная кора возникла за счет раздробления и гидратации ультраосновных пород, слагавших астероиды и метеориты. Эта кора, конечно, была более основной и не сильно отличалась от состава мантии.[6] Период образования Земли как планеты, длившийся, по расчетам В.С. Сафронова, приблизительно 100 млн. лет, можно рассматривать как первую стадию эволюции нашей планеты.

Рудный бассейн Садбери имеет овальную форму размером 60х27 км. Он располагается на поверхности Канадского кристаллического щита, сложенного гранитами и кварцитами. Строение бассейна напоминает слоеный пирог: внизу залегают рудоносные породы – микропегматиты, диориты и другие, над ними – туф «опанинг», перекрытый слоями шиферных сланцев и песчаников. Была высказана гипотеза о том, что бассейн Садбери появился в результате падения 1700 млн. лет назад (возраст определен методами абсолютной геохронологии) гигантского метеорита. К этой гипотезе привели попытки расшифровать происхождение туфа «опанинг». По строению он представляет собой брекчию – раздробленную и вновь сцементированную породу – Обломки брекчии состоят из окружающих Садбери коренных гранитов. В брекчии со держится много стекла – расплавленных и быстро остыв птах, не успевших раскристаллизоваться минералов. По этим признакам «опанинг» очень напоминает мате риал из известных метеоритных кратеров. Сходство это недавно было подтверждено находкой в Садбери кристаллов кварца, обладающих своеобразной ориентировкой трещин, которые возникают в кварце только под воздействием ударных волн, создающих чрезвычайно высокие давления при ядерных взрывах или при падении гигантски метеоритов. Очевидно, удар гигантского метеорита вызвал и появление глубинных расплавленных масс, содержащих большое количество металлов.

Есть у нас прямые доказательства того, что падение даже относительно небольших метеоритов способно вызвать плавление пород на дне метеоритного кратера. Недавно советским геологом В.Л. Масайтисом была подробно изучена так называемая Попигайская котловина – округлая депрессия диаметром 100 км, расположенная на севере Сибири, в бассейне реки Хатанги. Катастрофа произошла примерно 30 млн. лет назад. Выброшенные во время взрыва крупные глыбы кристаллических пород фундамента Сибирской платформы разлетелись на расстояние до 40 км от края кратера. Удар метеорита вызвал плавление горных пород, в результате чего возникла необычная расплавленная лава с высоким содержанием кремнезема (65%), близкая но химическому составу к породам фундамента платформы и резко отличающаяся по химизму от глубинных трапповых излияний. Таким образом, если не все, то многие из названных механизмов плавления материала коры вследствие падения космических теп действительно существуют. Земную кору второй стадии эволюции Земли можно представить в виде относительно толстого слоя 20–50 км обводненных (серпентинизированных), в той или иной степени раздробленных ультраосновных пород. Местами встречались округлые массивы разных размеров переплавленных основных и ультраосновных пород и лавовые покровы на дне метеоритных кратеров.

Следующая стадия эволюции коры начиналась во второй половине архея (3–2,5 мдрд. пет назад). С этого периода тектоносфера Земли приобрела необходимую хрупкость. Отдельные зоны земной коры в местах максимальных напряжений стали рассекаться глубинными разломами, вдоль которых формировались геосинклинальные пояса и осуществлялся обмен веществом между корой и мантией Земли. Пространства же между такими; поясами разломов были относительно стабильны. В их пределах существовал платформенный режим. Важнейшей особенностью этой стадии развития коры является то, что с течением времени возникали новые системы разломов, а старые постепенно залечивались. В результате в red логической истории нашей планеты наметилось несколько эпох образования новых – геосинклинальных поясов, когда участки с платформенным типом развития сменялись геосинклинальным и наоборот.

Зоны глубинных разломов служили каналами, по которым происходил обмен веществом между корой и мантией Земли. Из мантии вследствие происходящего там плавления на поверхность Земли поступали значительные порции вулканических продуктов, преимущественно в виде базальтовых лав. Но в тех же приразломных зонах осуществлялся и обратный процесс – поглощение осадков из более глубоких горизонтов коры в мантию Земли. Помимо глубинных разломов необходимым условием обмена вещества между корой и мантией Земли является существование в мантии астеносферного слоя, где материал мантии находится в частично расплавленном состоянии и течет в горизонтальном направлении. Но возникновение астеносферного слоя в недрах сформировавшейся Земли возможно лишь тогда, когда ее термическая эволюция уже прошла определенный этап, первичные термальные неоднородности сгладились, а разогревание недр в результате радиоактивного распада достигло состояния, напоминающего современное.

Важнейшей особенностью третьей стадии эволюции земной коры, когда уже происходил обмен веществом между корой и мантией, является постоянное обогащение коры кремнеземом, калием и натрием. Задерживались в коре и радиоактивные элементы, что способствовало плавлению пород и формированию крупных гранитных тел.

Третья стадия развития Земли до некоторой степени продолжается и сейчас, что подтверждается различными типами тектонических движений на континентах. Однако, по-видимому, с начала палеозойской эры, т.е. примерно 0.5 млрд. лет назад, Земля вступила в четвертую свою стадию эволюции, которую мы с полным правом можем именовать океанической. Важнейшей особенностью этой стадии жизни нашей планеты является уничтожение мощной континентальной коры и превращение ее в тонкую океаническую, где, если не считать слоя воды, до границы М всего лишь 5–7 км.

Рассмотрим последовательность событий при формировании тонкой океанической коры, согласно нашей гипотезе океанообразования.

Во впадинах средиземноморского типа и окраинных морях в настоящее время происходит утоньшение коры (океанизация). Формирование впадин Средиземноморья связано с геосинклинальным типом развития коры, тогда как возникновение океанов от этого не зависит. Океаны, k как правило, развиваются на месте древних платформ. Таковы Индийский (на месте прежней Гондваны) и Атлантический океаны. Если океаны граничат со складчатыми поясами, то между ними обычно расположена зона шельфа. Широкий шельф разделяет складчатые сооружения Евразии, Атлантический и Северный Ледовитый океаны. Шельф возникает там, где складчатые пояса расположены поперечно или под углом к океану. Если они параллельны, то служат непреодолимой преградой для океана. Так, геосинклинальный пояс Кордильер и Анд приостановил распространение на восток Тихого океана. На западе Тихий океан предпочел «перепрыгнуть» через складчатую зону Японии, чем ее океанизировать. Следовательно, кора складчатых поясов по каким-то причинам не океанизируется. Выше было показано, что серпентинезированные гипербазиты – это наиболее вероятный состав нижних 20–30 км коры платформ. В складчатых областях, где в противоположность платформам в протерозое и фанерозое преобладало погружение, вещественный состав земной коры иной. Там кора сложена осадками, в той или иной степени метаморфизованными и гранитизированными.

Если исходить из предполагаемого вещественного става земной коры платформ (граниты, гранодиориты – 5 км; габброиды и основные гранулиты – 7 км; серпенти-низированный гипербазит – 30 км), то в результате частичного плавления и выноса вверх воды, щелочей, кремнезема можно представить состав океанической коры: вода и щелочи (соли) – 4 км; кремнезем 2–4 км; анортозит – 5 км.[7]

Связанная в серпентинитах вода в процессе разогрева и частичного плавления континентальной коры поднимается на земную поверхность и вместе с избытком щелочей и кальция дает океанскую зону. Ниже будет находиться слой почти чистого кремнезема, вынесенный на поверхность термальными водами. Еще ниже разместится слой, сложенный преимущественно анортозитами, в котором будут накапливаться выделяющиеся при плавлении кальций и алюминий. Проведенное известным австралийским ученым Т.X. Грином экспериментальное исследование генезиса анортозитов показало, что эти своеобразные породы, состоящие почти целиком из кальциевых полевых шпатов, образуются в результате фракционной кристаллизации или частичного плавления, т.е. когда вследствие разделения и удаления легкоплавких кислых пород возникает анортозитовый остаток.

Третий слой океанической коры может быть сложен и кислыми породами (гранитами), поскольку скорости сейсмических волн в этом слое много ниже, чем в «базальтовом» континентальной воры.

Лежащие под анортозитами мантийные породы океанов образовались частично за счет обезвоживания серпентинитов, частично за счет «зонной плавки», вынесшей вверх избытки щелочей, кремнезема, кальция и алюминия.

При таком перераспределении вещества сохраняются общий баланс элементов, участвующих в процессе океанизации, их суммарный вес и занимаемый ими объем. Нет необходимости прятать какие-либо элементы в мантию или, наоборот, черпать их из нее. Решается проблема воды. Получает объяснение равенство тепловых потоков на древних платформах и в океанах, поскольку количество радиоактивных элементов до и после океанизации не изменяется. Предлагаемый механизм океанизации физически возможен. Необходимое для его течения тепло, как показывают расчеты, в мантий имеется. Иные модели океанизации представляются нереальными.

Обращу внимание, что гипотеза плитовой тектоники также не решает проблемы баланса вещества, как и предложенные ранее гипотезы океанизации (В.В. Белоусов и др.). С позиций гипотезы плит, океаны возникли недавно (в мезозое, кайнозое) и очень быстро (50–100 млн. лет). Непонятно, откуда взялась вода, заполнившая океаны. Не соблюдается условие постоянства вещества океанической и континентальной тектоносферы.

Преобразование континентальной коры в тонкую океаническую возможно, по нашему мнению, лишь в том случае, если первая в значительной степени сложена серпентинизированными гинербазитами. Если же мощность «гранитного» слоя коры превышает 15–20 км, то образуется целый ряд промежуточных типов коры. Они широко известны во всех океанах под архипелагами островов. Мощность коры там меняется в пределах 12–25 км.

Такова утолщенная кора под Гавайскими, Каропинскими, Соломоновыми, Фиджи и другими островами Тихого океана. До 50% площади Индийского, Атлантического и Северного Ледовитого океанов, вместе взятых, занимает кора толщиной 10–20 и даже 30–40 км (Северная Атлантика).

Выше подчеркивалось, что этап океанообразования был непродолжительным (первые десятки миллионов лет). Не исключено, а скорее даже вероятно, что в жизни нашей планеты было несколько этапов океанизации, по-видимому, совпадающих с серединой геотектонического цикла. Возможно, что начало образования некоторых океанов, в особенности Тихого, относится к середине или даже к началу палеозойской эры. Многократная океанизация объясняет относительно небольшие колебания солевого состава Мирового океана. Типичная (5–7 км) океаническая кора, вероятно, сформировалась в результате нескольких (двух и более) эпох океанизации.[8]

Северная Атлантика может служить примером первого этапа океанообразования, когда континентальная и кора еще только начала разрушаться. Так, например, К в Фареро-Шотландском «канале» сейсмическое зондирование показало уничтожение высокоскоростного «базальтового» слоя, тогда как вышележащий, «гранитный» не доизменился в мощности, а лишь слегка прогнулся. Здесь, по-видимому, уже произошла десерпентинизация «базальтового» слоя, а следующая стадия – зонное плавление верхней половины разреза коры – еще не наступила.

Положение зон начальной стадии океанизации в Северной Атлантике позволяет представить пространственную схему этого процесса в следующем виде. По-видимому, океанизация начинается вдоль некоторых зон глубинных разломов, по которым необходимое тепло поступает из мантии в кору быстрее, чем в других местах. Вдоль этих разломов возникают зоны начальной стадии океанизации (Баффинов залив, Датский пролив, Фареро-Шетландский «канал»).

В первую очередь десерпентинизируется (обезвоживается) нижний «базальтовый» слой. В результате нижние части континентальной коры оказываются под глубоководными заливами, как бы съеденными. Выделившаяся при этом вода заполняет образующуюся на поверхности Земли впадину. Если океанизация вступает в следующую стадию, то начинается зонное плавление верхней половины континентальной коры. Отдельные океанизирующиеся полосы расширяются и, сливаясь друг с другом, образуют типичный океан.

Характерный контур Атлантического океана в виде буквы S объясняется, на наш взгляд, тем, что процесс его образования шел по разломам, издревле имевшим такую ориентировку. Срединно-океанический хребет приурочен к одному из таких разломов, но формирование этой протяженной структуры непосредственно не связано с океанизацией, а представляет возникшую уже на океанической коре полосу поднятия, близкую по природе рифтам континентов.

В зонах глубинных разломов, возникавших в континентальной коре, степень серпентинизации гипербазитов резко возрастала и образовалось значительное количество высокомагнитного магнетита. При океанизации континентальной коры глубинные магнитные аномалии материковой коры могли сохраниться, создав полосовые магнитные аномалии, широко известные в океанах.

Геофизики, изучавшие природу магнитных аномалий в океанах, пришли к выводу, что нижние кромки магнитовозмущающих масс в большинстве случаев расположены ниже подошвы океанической – коры, т.е. в верхней мантии. Такой вывод не согласуется с гипотезой разрастания океанического дна, согласно которой магнитные аномалии генерированы вторым слоем океанической коры.[9]

Большая глубинность источников магнитных аномалий в океанах закономерна. Верхние горизонты мантии океанов ранее входили в состав континентальной коры. Эта кора была расчленена разломами, где вследствие серпентинизации накапливался магнетит. Магнитовозмущающие тела, уходящие в мантию океанов, и фиксируют места ранее существовавших глубинных разломов.

Заметим, что для образования в низах земной коры или в верхней мантии зоны, обогащенной магнетитом, достаточно появления системы тонких трещин, нарушивших монолитный массив ультраосновных пород. Проникающая по таким трещинам вода вызовет интенсивную серпентинизацию и, следовательно, обильное выделение магнетита. С.С. Шульц установил, что все геологические структуры континентов, как складчатые, так и платформенные, подвержены планетарной трещиноватости определенного направления. Обнаружены полосы сгущения трещин и зоны их более редкого расположения. Вполне вероятно, что подобного рода тонкая трещиноватость на континентах, ранее существовавших на месте океанов, и была причиной возникновения зон с повышенным содержанием магнетита.

Обширные глубоководные океанические равнины – это, очевидно, былые платформы. Недаром многие геологи по аналогии с континентами называют их талассократонами (опустившимися платформами). О сходстве океанических равнин с платформами материков свидетельствуют их огромные размеры, отсутствие в них каких-либо активных тектонических движений, например, сейсмической деятельности.

Протяженные полосы с промежуточной корой в океанах (подводный Гавайский хребет) – это, возможно, некогда существовавший геосинклинальный пояс. Не случайно, именно к зонам с промежуточной корой приурочено большинство находок в океанах кислых пород (гранитов).

Если эта гипотеза правильна, то по строению и составу современной земной коры океанов возможно, хотя бы в самых общих чертах, представить тектоническое строение континентов, существовавших ранее на месте океанов. Это было бы крайне важно для освещения многих проблем глобальной геологии и геохимии. Ведь сейчас все наши представления о количестве тех или иных химических элементов в земной коре базируются лишь на материале по континентам, последние составляют

Океаническую стадию развития земной коры следует рассматривать как завершение гигантского мегацикла в истории земной коры, длившегося 4–5 млрд. лет. В течение этого периода в коре близ ее поверхности накапливались такие элементы, как кремнезем, щелочи, кальций, создавался гранитный слой; выделялась вода. [10]

Необходимо отметить, что изучение строения земли очень занимательно и требует подробного рассмотрения этой темы, включая исторический аспект формирования земли, ее коры.

Человек проник в космос на многие миллионы километров, а в глубь Земли он продвинулся куда меньше.

Итак, в работе рассмотрены:

— строение коры земли;

— основные этапы формирования рельефа;

— положения тектоники.

1. Воронцов П.А. Строение Земли. М., 2008

2. Конок А.А. Рельеф Земли. М., 2006

3. Люфанов Л.Е. Земля таинственная. М., 2006

4. Резанов И.А. Земная кора. М., 2003

5. Черин О.А. Что внутри нашей Земли? М., 2001

[1] Резанов И.А. Земная кора. М.,2003. с. 12

[2] Воронцов П.А. Строение Земли. М., 2008. с. 23

[3] Резанов И.А. Земная кора. М.,2003. с. 17

[4] Люфанов Л.Е. Земля таинственная. М.,2006. с. 12

[5] Воронцов П.А. Строение Земли. М., 2008. с. 21

[6] Люфанов Л.Е. Земля таинственная. М.,2006. с. 22

[7] Конок А.А. Рельеф Земли. М.,2006. с. 33

[8] Черин О.А. Что внутри нашей Земли? М., 2001 с. 39

[9] Черин О.А. Что внутри нашей Земли? М., 2001 с. 42

[10] Конок А.А. Рельеф Земли. М.,2006. с. 12

www.ronl.ru

Доклад — Земная кора

Земная кора — тонкая верхняя оболочка Земли, которая имеет толщину на континентах 40-50 км, под океанами —5-10 км и составляет всего около 1% массы Земли.

Восемь элементов — кислород, кремний, водород, алюминий, железо, магний, кальций, натрий — образовывают 99,5% земной коры.

На континентах кора трехслойная: осадочные породы укрывают гранитные, а гранитные залегают на базальтовых. Под океанами кора «океанического», двухслойного типа; осадочные породы залегают просто на базальтах, гранитного пласта нет. Различают также переходный тип земной коры (островно-дуговые зоны на окраинах океанов и некоторые участки на материках, например Черное море).

Наибольшую толщину земная кора имеет в горных районах (под Гималаями — свыше 75 км), среднюю — в районах платформ (под Западно-Сибирской низиной — 35-40, в границах Русской платформы — 30-35), а наименьшую—в центральных районах океанов (5-7 км).

Преобладающая часть земной поверхности — это равнины континентов и океанического дна Континенты окружены шельфом — мелководной полосой глубиной до 200 г и средней шириной близко SO км, которая после резкого обрывчатого изгиба дна переходит в континентальный склон (уклон изменяется от 15-17 до 20-30°). Склоны постепенно выравниваются и переходят в абиссальные равнины (глубины 3,7-6,0 км). Наибольшие глубины (9-11 км) имеют океанические желоба, подавляющее большинство которых расположенная на северной и западной окраинах Тихого океана.

Земная кора формировалась постепенно: сначала был сформирован базальтовый слой, затем — гранитный, осадочный слой продолжает формироваться и в настоящее время.

Основная часть литосферы состоит из изверженных магматических пород (95%), среди которых на континентах преобладают граниты и гранитоиды, а в океанах — базальты.

Горные породы — вещество, из которого состоит земная кора. Горные породы подразделяются на следующие группы:

1. Магматические горные породы. Они образуются при затвердевании магмы в толще земной коры или на поверхности.

2. Осадочные горные породы. Они образуются на поверхности, формируются из продуктов разрушения или изменения других пород, биологических организмов.

3. Метаморфические горные породы.

Они образуются в толще земной коры из других горных пород под действием определенных факторов: температуры, давления.

С разными породами земной коры, как и с ее тектоническими структурами, связаны разные полезные ископаемые: горючие, металлические, строительные, а также такие, что есть сырьем для химической и пищевой промышленности.

Глубинные толщи литосферы, которые исследуют геофизическими методами, имеют довольно сложную и еще недостаточно изученное строение, также, как мантия и ядро Земли. Но уже известно, что с глубиной плотность пород возрастает, и если на поверхности она составляет в среднем 2,3-2,7 г/см3, то на глубине близко 400 км — 3,5 г/см3, а на глубине 2900 км (граница мантии и внешнего ядра) — 5,6 г/см3. В центре ядра, где давление достигает 3,5 тыс. т/см2, она увеличивается до 13-17 г/см3. Установлен также и характер возрастания глубинной температуры Земли. На глубине 100 км она составляет приблизительно 1300 К, на глубине близко 3000 км —4800 К, а в центре земного ядра — 6900 К.

Преобладающая часть вещества Земли находится в твердом состоянии, но на границе земной коры и верхней мантии (глубины 100—150 км) залегает толща смягченных, тестообразных горных пород. Эта толща (100—150 км) называется астеносферой. Геофизики считают, что в разреженном состоянии могут находиться и другие участки Земли (за счет разуплотнения, активного радиораспада пород и т.п.), в частности — зона внешнего ядра. Внутреннее ядро находится в металлической фазе, но относительно его вещественного состава единого мнения на сегодня нет.

geographyofrussia.com

Реферат: Строение земной коры

План:

Введение                                                                                                           2

1. Общие сведения о строении Земли и составе земной коры                    3

2. Типы горных пород, составляющих земную кору                                   4

2.1. Осадочные горные породы                                                              4

2.2. Магматические горные породы                                                      5

2.3. Метаморфические горные породы                                                        6

3. Строение земной коры                                                                                6

4. Геологические процессы, происходящие в земной коре                         9

4.1. Экзогенные процессы                                                                     10

4.2. Эндогенные процессы                                                                     10

Заключение                                                                                                    12

Список использованной литературы                                                           13

Введение

Все знания о строении и истории развития земной коры составляют предмет, называемый геологией. Земная кора — это верхняя (каменная) оболочка Земли, называемая также литос­ферой (по-гречески «литое» — камень).

Геология как наука подразделяется на ряд самостоятельных отделов, которые изучают определённые вопросы строения, раз­вития и истории земной коры. К ним относятся: общая геоло­гия, структурная геология, геологическое картирование, текто­ника, минералогия, кристаллография, геоморфология, палеон­тология, петрография, литология, а также — геология полезных ископаемых, включая геологию нефти и газа.

Основные положения общей и структурной геологии являют­ся фундаментом для понимания вопросов геологии нефти и газа. В свою очередь, основные теоретические положения по проис­хождению нефти и газа, миграции углеводородов и формированию их скоп­лений лежат в основе поисков нефти и газа. В геологии нефти и газа рассматриваются также закономерности размещения раз­личных типов скоплений углеводородов в земной коре, которые служат ос­новой для прогнозирования нефтегазоносности исследуемых областей и районов и используются в поисково-разведочных ра­ботах на нефть и газ.

В данной работе будут рассмотрены вопросы, касающиеся земной коры: ее состав, строение, процессы в ней происходящие.

1. Общие сведения о строении Земли и составе земной коры

В целом планета Земля имеет форму геоида, или сплюснутого у полюсов и экватора эллипсоида, и состоит из трех оболочек.

В центре находится ядро (радиус 3400 км), вокруг которого располагается мантия в интервале глубин от 50 до 2900 км. Внут­ренняя часть ядра предполагается твёрдой, железо — никелевого состава. Мантия находится в расплавленном состоянии, в верхней части которой располагаются магматические очаги.

На глубине 120 - 250 км под материками и 60 - 400 км под океанами залегает слой мантии, называемый астеносферой. Здесь вещество находится в близком к плавлению состоянии, вязкость его сильно понижена. Все литосферные плиты как бы плавают в полужидкой астеносфере, как льдины в воде.

Выше мантии находится земная кора, мощность которой рез­ко изменяется на материках и в океанах. Подошва коры (повер­хность Мохоровичича) под континентами находится на глубине в среднем 40 км, а под океанами — на глубине 11 — 12 км. Поэто­му, средняя мощность коры под океанами (за вычетом толщи воды) составляет около 7 км.

Земную кору слагают горные поро­ды, т. е. сообщества минералов (полиминеральные агрегаты), возникшие в земной коре в результате геологический процессов. Минералы — природные химические соединения или само­родные элементы, обладающие определенными химическими и физическими свойствами и возникшие в земле в результате химико-физических процессов. Минералы делятся на несколько клас­сов, каждый из которых объединяет десятки и сотни минералов. Например, сернистые соединения металлов образуют класс суль­фидов (200 минералов), соли серной кислоты формируют 260 минералов класса сульфатов. Существуют классы минералов: карбонатов, фосфатов, силикатов, последние из которых наиболее широко распространены в земной коре и образуют более 800 минералов.

2. Типы горных пород, составляющих земную кору

Итак, горные породы - природные агрегаты минералов более или менее постоянного минералогического и химического состава, образующие самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору. Форма, размеры и взаимное расположение минеральных зерен обусловливают структуру и текстуру горных пород.

По условиям образования (генезиса) различают: осадочные, магматические и метаморфические породы.

2.1. Осадочные горные породы

Генезис осадочных пород — либо результат разрушения и переотложения ранее существовавших горных пород, либо выпа­дение осадков из водных растворов (различные соли), либо — результат жизнедеятельности организмов и растений. Характерной чертой осадочных горных пород является их слоистость, отражающая изменяющиеся условия отложения геологических осадков. Составляют около 10% массы земной коры и покрывают 75 %  поверхности Земли. С осадочными горными породами связано св. 3/4 полезных ископаемых (уголь, нефть, газ, соли, руды железа, марганца, алюминия, россыпи золота, платины, алмазов, фосфориты, стройматериалы). В зависимости от исходного материала осадочные породы подразделяются на обломочные (терригенные), хемогенные, органогенные (биогенные) и смешанные.

Обломочные породы образуются за счёт накопления облом­ков разрушившихся горных пород, т.е. это породы, состоящие из обломков более древних горных пород и минералов. По величине обломков различают грубообломочные (глыбы, щебни, гравий, галька), песчаные (песчаники), пылеватые (алевриты, алевролиты) и глинистые породы. Наиболее широко распрост­ранены в земной коре такие обломочные породы, как пески, песчаники, алевролиты, глины.

Хемогенные породы являются химическими соединениями, которые образуются в результате выпадения из водных раство­ров. К ним относятся: известняки, доломиты, каменные соли, гипс, ангидрит, железные и марганцевые руды, фосфориты и др.

Органогенные породы накапливаются в результате отмира­ния и захоронения животных и растений, т.е. органогенные породы (от орган и греч . genes - рождающий, рожденный) (биогенные породы) - осадочные горные породы, состоящие из остатков животных и растительных организмов или продуктов их жизнедеятельности (известняк-ракушечник, мел, ископаемые угли, горючие сланцы и др.).

Породы смешанного генезиса, как правило, образуются за счёт различного сочетания всех рассматриваемых выше факторов. Среди этих пород выделяются песчаные и глинистые известня­ки, мергели (сильно известковые глины) и др.

2.2. Магматические горные породы

Генезис магматических пород — результат застывания магмы на глубине или на поверхности. Магма, являясь расплавленной и насыщенной газообразными компонентами, изливается из вер­хней части мантии.

В состав магмы в основном входят следующие элементы: кис­лород, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, натрий, калий, водород. В небольших количествах в магме присутству­ют: углерод, титан, фосфор, хлор и др. элементы.

Магма, внедряясь в земную кору, может застывать на различ­ной глубине или изливаться на поверхность. В первом случае образуются интрузивные породы, во втором — эффузивные. В процессе остывания горячей магмы в слоях земной коры проис­ходит образование минералов различной структуры (кристалли­ческой, аморфной и др.). Эти минералы формируют горные породы. К примеру, на боль­шой глубине при застывании магмы образуются граниты, на срав­нительно небольшой глубине — кварцевые порфиры и т. д.

Эффузивные породы образуются при быстром застывании магмы на поверхности Земли или на морском дне. Примером могут служить туфы, вулканическое стекло.

Интрузивные горные породы - магматические горные породы, образовавшиеся в результате застывания магмы в толще земной коры.

Магматические горные породы по содержанию SiO2 (кварц и другие соединения) делятся на: кислые (SiO2 более 65%), сред­ние — 65—52%, основные (52—40%) и ультраосновные (менее 40% SiO2). По содержанию в породах кварца изменяется окрас­ка пород. Кислые обычно имеют светлую окраску, основные и ультраосновные — темную до черной. К кислым породам отно­сятся: граниты, кварцевые порфиры; к средним: си­ениты, диориты, нефелиновые сиениты; к основным: габбро, диабазы, базальты; к ультраосновным: пироксены, перидотиты и дуниты.

2.3. Метаморфические горные породы

Метаморфические породы образуются в результате воздей­ствия высоких температур и давлений на горные породы друго­го первичного генезиса (осадочные или магматические), т. е. за счёт химических преобразований под действием метаморфиз­ма. К метаморфическим породам относятся: гнейсы, кристаллические сланцы, мрамор. К примеру, мра­мор образуется за счёт метаморфизма первичной осадочной породы — известняка.

3. Строение земной коры

Земная кора условно подразделяется на три слоя: осадочный, гранитный и базальтовый. Строение земной коры показано на рис. 1.

1 – вода, 2 – осадочный слой, 3 – гранитный слой, 4 – базальтовый слой, 5 – глубинные разломы, магматические породы, 6 – мантия, М – поверхность Мохоровичича (Мохо), К – поверхность Конрада, ОД – островная дуга, СХ – срединноокеанический хребет

Рис. 1. Схема строения земной коры (по М.В. Муратову)

Каждый из слоев неоднороден по составу, однако, название слоя отвечает преобладающему типу пород, характеризующихся соответствующими скоростями прохождения сейсмических волн.

Верхний слой представлен осадочными породами, где скорость прохождения продольных сейсмических волн менее 4,5 км/с. Для среднего гранитного слоя — характерны скорости волн порядка 5,5—6,5 км/с, что экспериментально отвечает гранитам.

Осадочный слой маломощен в океанах, но имеет значитель­ную мощность на континентах (в Прикаспии, например, по гео­физическим данным предполагается 20—22 км).

Гранитный слой отсутствует в океанах, где осадочный слой непосредственно залегает на базальтовом. Базальтовый слой - нижний слой земной коры, расположенный между поверхностью Конрада и поверхностью Мохоровичича. Он характе­ризуется скоростью распространения продольных волн от 6,5 до 7,0 км/с.

На материках и океанах земная кора различается по составу и толщине. Материковая кора под горными сооружениями дости­гает 70 км, на равнинах — 25—35 км. При этом верхний слой (осадочный) составляет обычно 10—15 км, за исключением Прикаспия и др. Ниже располагается гранитный слой толщиной до 40 км, а в подошве коры — базальтовый слой также до 40 км.

Граница между корой и мантией называется поверхностью Мохоровичича. В ней скачкообразно увеличивается скорость распространения сейсмических волн. В общих чертах форма поверхности Мохоровичича представляет собой зеркальное отражение рельефа внешней поверхности литосферы: под океанами она выше, под континентальными равнинами - ниже.

Поверхность Конрада (по имени австрийского геофизика В. Конрада, 1876-1962) - поверхность раздела между "гранитным" и "базальтовым" слоями материковой земной коры. Скорость продольных сейсмических волн при прохождении через поверхность Конрада скачкообразно увеличивается примерно с 6 до 6,5 км/сек. В ряде мест поверхность Конрада отсутствует и скорости сейсмических волн возрастают с глубиной постепенно. Иногда, наоборот, наблюдается несколько поверхностей скачкообразного возрастания скоростей.

Океаническая кора тоньше материковой и имеет двухслойное строение (осадочный и базальтовый слои). Осадочный слой обыч­но рыхлый толщиной несколько сотен метров, базальтовый — от 4 до 10 км.

В переходных областях, где находятся окраинные моря и име­ются островные дуги, выделяется так называемый переходный тип коры. В таких участках континентальная кора переходит в океаническую и характеризуется средними значениями толщин слоев. При этом, под окраинным морем, как правило, отсутству­ет гранитный слой, а под островной дугой он прослеживается.

Островная дуга - подводный горный хребет, вершины которого поднимаются над водой в виде дугообразного архипелага. Островные дуги являются частью переходной зоны от материка к океану; характеризуются сейсмической активностью и вертикальными движениями земной коры.

Срединно-океанические хребты - крупнейшие формы рельефа дна мирового океана, образующие единую систему горных сооружений протяжённостью свыше 60 тыс. км, с относительными высотами 2—3 тыс. м и шириной 250—450 км (на отдельных участках до 1000 км). Представляют собой поднятия земной коры, с сильно расчленёнными гребнями и склонами; в Тихом и Северном Ледовитом океанах срединно-океанические хребты расположены в краевых частях океанов, в Атлантическом — посередине.

4. Геологические процессы, происходящие в земной коре

На земной поверхности и внутри земной коры в тече­ние всей геологической истории происходили и происходят различные геологические процессы, которые влияют на образова­ние месторождений полезных ископаемых.

Осадочные толщи и такие полезные ископаемые, как камен­ные угли, нефть, газ, горючие сланцы, фосфориты и другие являются результатом деятельности живых организмов, воды, ветра, солнечного света и всего остального с ними связанного.

Чтобы образовалась нефть, например, необходимо прежде всего накопление огромного количества ископаемых остатков в осадочных толщах, погружающихся на значительную глубину, где под влиянием высоких температур и давлений происходит превращение этой биомассы в нефть или природный газ.

Все геологические процессы подразделяются на экзогенные (поверхностные) и эндогенные (внутренние).

4.1. Экзогенные процессы

Экзогенные процессы — это разрушение горных пород на по­верхности Земли, перенос их обломков и накопление в морях, озёрах, реках. В большей степени разрушению подвергаются при­поднятые участки местности (горы, холмы), а накопление об­ломков разрушенных пород происходит, наоборот, в понижен­ных участках (впадины, водоёмы).

Экзогенные процессы происходят под влиянием атмосфер­ных явлений (действие осадков, ветра, таяния ледников, жизне­деятельности животных и растений, движение рек и других вод­ных потоков и др.).

Поверхностные процессы, связанные с разрушением горных пород, называются также выветриванием или денудацией. Под действием выветривания происходит как бы выравнивание ре­льефа, в результате чего экзогенные процессы ослабляются, а в ряде мест (на равнинах) практически затухают.

4.2. Эндогенные процессы

Важное значение в нефтеобразовании играют также эндоген­ные процессы, к которым относятся различные перемещения участков земной коры (горизонтальные и вертикальные текто­нические движения), землетрясения, извержения вулканов и из­лияния магмы (жидкой огненной лавы) на поверхность Земли, на дно морей и океанов, а также глубинные разломы земной коры, тектонические нарушения, складкообразование и др. Т.е. к эндогенным процессам относятся процессы, происходящие внутри Земли.

Земная кора в течение геологической истории подвергалась как вертикальным колебательным движениям, так и горизон­тальным перемещениям литосферных плит. Указанные глобаль­ные изменения каменной оболочки Земли несомненно влияли на процессы образования местоскоплений нефти и газа.

За счёт вертикальных движений формировались крупные впадины и прогибы, где накапливались мощные толщи осадков.

Последние, в свою очередь, могли продуцировать углеводороды (нефть и газ). В других участках, наоборот, возникали крупные поднятия, которые также представляют интерес в нефтегазонос­ном отношении, так как они могли аккумулировать углеводороды.

При горизонтальных перемещениях литосферных плит про­исходило слияние одних континентов и раскол других, что так­же отражалось на процессах образования и накопления нефти и газа. При этом в отдельных участках земной коры возникали благоприятные условия для накопления значительных концент­раций углеводородов.

К эндогенным процессам относится также метаморфизм, т. е. перекристаллизация горных пород под влиянием высоких тем­ператур и давлений. Метаморфизм подразделяют на три вида.

Региональный метаморфизм — это изменение состава горных пород, которые погружаются на большую глубину и подвергают­ся воздействию высокой температуры и давления.

Другой вид — динамометаморфизм возникает при воздействии тектоническо­го бокового давления на горные породы, которые подвергаются дроблению, раскалыванию на плитки и приобретают сланцева­тый облик.

В процессе внедрения магмы в горные породы про­исходит также контактный метаморфизм, в результате чего вблизи зоны контакта магматических расплавов с вмещающими поро­дами происходит частичное переплавление и перекристаллиза­ция последних.

Заключение

Прогнозирование нефтегазоносности, поис­ки и разведка нефти и газа базируются на знании геологии не­фти и газа, которая опирается, в свою очередь, на крепкий фун­дамент — общую и структурную геологию.

К вопросам общей геологии относится изучение геологичес­кого возраста слоев земной коры, состава горных пород, слагаю­щих кору, геологической истории Земли и геологических про­цессов, происходящих в недрах и на поверхности планеты.

Структурная геология изучает строение, движение и развитие земной коры, формы залегания горных пород, причины их воз­никновения и развития.

Условия залегания горных пород необходимо знать, чтобы правильно подходить к выявлению месторождений полезных ископаемых, в том числе открытию залежей и местоскоплений нефти и газа. Известно, что большинство скоплений нефти и газа находится в антиклиналях, которые являются ловушками углеводородов. Поэтому поиски структурных ловушек нефти и газа прово­дятся на основании изучения структурных особенностей земной коры в исследуемых территориях.

Список использованной литературы:

1.     Мстиславская Л.П., Павлинич М.Ф., Филиппов В.П., «Основы нефтегазового производства», издательство «Нефть и газ», Москва, 2003 год

2.     Михайлов А.Е., «Структурная геология и геологическое картирование», Москва, «Недра», 1984 год

3.     Мальцева А.К., Бакиров Э.А., Ермолкин В.И., «Геология нефти и газа и нефтегазоносные провинции», Москва, «Нефть и газ», 1998 год

4.     Геологический словарь, Москва, «Недра», 1973 год

5.     www.ence.ru

www.referatmix.ru

Строение земной коры - реферат

План:

Введение 2

1. Общие сведения о строении Земли и составе земной коры 3

2. Типы горных пород, составляющих земную кору 4

2.1. Осадочные горные породы 4

2.2. Магматические горные породы 5

2.3. Метаморфические горные породы 6

3. Строение земной коры 6

4. Геологические процессы, происходящие в земной коре 9

4.1. Экзогенные процессы 10

4.2. Эндогенные процессы 10

Заключение 12

Список использованной литературы 13

Введение

Все знания о строении и истории развития земной коры составляют предмет, называемый геологией. Земная кора — это верхняя (каменная) оболочка Земли, называемая также литос­ферой (по-гречески «литое» — камень).

Геология как наука подразделяется на ряд самостоятельных отделов, которые изучают определённые вопросы строения, раз­вития и истории земной коры. К ним относятся: общая геоло­гия, структурная геология, геологическое картирование, текто­ника, минералогия, кристаллография, геоморфология, палеон­тология, петрография, литология, а также — геология полезных ископаемых, включая геологию нефти и газа.

Основные положения общей и структурной геологии являют­ся фундаментом для понимания вопросов геологии нефти и газа. В свою очередь, основные теоретические положения по проис­хождению нефти и газа, миграции углеводородов и формированию их скоп­лений лежат в основе поисков нефти и газа. В геологии нефти и газа рассматриваются также закономерности размещения раз­личных типов скоплений углеводородов в земной коре, которые служат ос­новой для прогнозирования нефтегазоносности исследуемых областей и районов и используются в поисково-разведочных ра­ботах на нефть и газ.

В данной работе будут рассмотрены вопросы, касающиеся земной коры: ее состав, строение, процессы в ней происходящие.

1. Общие сведения о строении Земли и составе земной коры

В целом планета Земля имеет форму геоида, или сплюснутого у полюсов и экватора эллипсоида, и состоит из трех оболочек.

В центре находится ядро (радиус 3400 км), вокруг которого располагается мантия в интервале глубин от 50 до 2900 км. Внут­ренняя часть ядра предполагается твёрдой, железо — никелевого состава. Мантия находится в расплавленном состоянии, в верхней части которой располагаются магматические очаги.

На глубине 120 - 250 км под материками и 60 - 400 км под океанами залегает слой мантии, называемый астеносферой. Здесь вещество находится в близком к плавлению состоянии, вязкость его сильно понижена. Все литосферные плиты как бы плавают в полужидкой астеносфере, как льдины в воде.

Выше мантии находится земная кора, мощность которой рез­ко изменяется на материках и в океанах. Подошва коры (повер­хность Мохоровичича) под континентами находится на глубине в среднем 40 км, а под океанами — на глубине 11 — 12 км. Поэто­му, средняя мощность коры под океанами (за вычетом толщи воды) составляет около 7 км.

Земную кору слагают горные поро­ды, т. е. сообщества минералов (полиминеральные агрегаты), возникшие в земной коре в результате геологический процессов. Минералы — природные химические соединения или само­родные элементы, обладающие определенными химическими и физическими свойствами и возникшие в земле в результате химико-физических процессов. Минералы делятся на несколько клас­сов, каждый из которых объединяет десятки и сотни минералов. Например, сернистые соединения металлов образуют класс суль­фидов (200 минералов), соли серной кислоты формируют 260 минералов класса сульфатов. Существуют классы минералов: карбонатов, фосфатов, силикатов, последние из которых наиболее широко распространены в земной коре и образуют более 800 минералов.

2. Типы горных пород, составляющих земную кору

Итак, горные породы - природные агрегаты минералов более или менее постоянного минералогического и химического состава, образующие самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору. Форма, размеры и взаимное расположение минеральных зерен обусловливают структуру и текстуру горных пород.

По условиям образования (генезиса) различают: осадочные, магматические и метаморфические породы.

2.1. Осадочные горные породы

Генезис осадочных пород — либо результат разрушения и переотложения ранее существовавших горных пород, либо выпа­дение осадков из водных растворов (различные соли), либо — результат жизнедеятельности организмов и растений. Характерной чертой осадочных горных пород является их слоистость, отражающая изменяющиеся условия отложения геологических осадков. Составляют около 10% массы земной коры и покрывают 75 % поверхности Земли. С осадочными горными породами связано св. 3/4 полезных ископаемых (уголь, нефть, газ, соли, руды железа, марганца, алюминия, россыпи золота, платины, алмазов, фосфориты, стройматериалы). В зависимости от исходного материала осадочные породы подразделяются на обломочные (терригенные), хемогенные, органогенные (биогенные) и смешанные.

Обломочные породы образуются за счёт накопления облом­ков разрушившихся горных пород, т.е. это породы, состоящие из обломков более древних горных пород и минералов. По величине обломков различают грубообломочные (глыбы, щебни, гравий, галька), песчаные (песчаники), пылеватые (алевриты, алевролиты) и глинистые породы. Наиболее широко распрост­ранены в земной коре такие обломочные породы, как пески, песчаники, алевролиты, глины.

Хемогенные породы являются химическими соединениями, которые образуются в результате выпадения из водных раство­ров. К ним относятся: известняки, доломиты, каменные соли, гипс, ангидрит, железные и марганцевые руды, фосфориты и др.

Органогенные породы накапливаются в результате отмира­ния и захоронения животных и растений, т.е. органогенные породы (от орган и греч . genes - рождающий, рожденный) (биогенные породы) - осадочные горные породы, состоящие из остатков животных и растительных организмов или продуктов их жизнедеятельности (известняк-ракушечник, мел, ископаемые угли, горючие сланцы и др.).

Породы смешанного генезиса, как правило, образуются за счёт различного сочетания всех рассматриваемых выше факторов. Среди этих пород выделяются песчаные и глинистые известня­ки, мергели (сильно известковые глины) и др.

2.2. Магматические горные породы

Генезис магматических пород— результат застывания магмы на глубине или на поверхности. Магма, являясь расплавленной и насыщенной газообразными компонентами, изливается из вер­хней части мантии.

В состав магмы в основном входят следующие элементы: кис­лород, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, натрий, калий, водород. В небольших количествах в магме присутству­ют: углерод, титан, фосфор, хлор и др. элементы.

Магма, внедряясь в земную кору, может застывать на различ­ной глубине или изливаться на поверхность. В первом случае образуются интрузивные породы, во втором — эффузивные. В процессе остывания горячей магмы в слоях земной коры проис­ходит образование минералов различной структуры (кристалли­ческой, аморфной и др.). Эти минералы формируют горные породы. К примеру, на боль­шой глубине при застывании магмы образуются граниты, на срав­нительно небольшой глубине — кварцевые порфиры и т. д.

Эффузивные породы образуются при быстром застывании магмы на поверхности Земли или на морском дне. Примером могут служить туфы, вулканическое стекло.

Интрузивные горные породы - магматические горные породы, образовавшиеся в результате застывания магмы в толще земной коры.

Магматические горные породы по содержанию SiO2 (кварц и другие соединения) делятся на: кислые (SiO2 более 65%), сред­ние — 65—52%, основные (52—40%) и ультраосновные (менее 40% SiO2). По содержанию в породах кварца изменяется окрас­ка пород. Кислые обычно имеют светлую окраску, основные и ультраосновные — темную до черной. К кислым породам отно­сятся: граниты, кварцевые порфиры; к средним: си­ениты, диориты, нефелиновые сиениты; к основным: габбро, диабазы, базальты; к ультраосновным: пироксены, перидотиты и дуниты.

2.3. Метаморфические горные породы

Метаморфические породы образуются в результате воздей­ствия высоких температур и давлений на горные породы друго­го первичного генезиса (осадочные или магматические), т. е. за счёт химических преобразований под действием метаморфиз­ма. К метаморфическим породам относятся: гнейсы, кристаллические сланцы, мрамор. К примеру, мра­мор образуется за счёт метаморфизма первичной осадочной породы — известняка.

3. Строение земной коры

Земная кора условно подразделяется на три слоя: осадочный, гранитный и базальтовый. Строение земной коры показано на рис. 1.

1 – вода, 2 – осадочный слой, 3 – гранитный слой, 4 – базальтовый слой, 5 – глубинные разломы, магматические породы, 6 – мантия, М – поверхность Мохоровичича (Мохо), К – поверхность Конрада, ОД – островная дуга, СХ – срединноокеанический хребет

Рис. 1. Схема строения земной коры (по М.В. Муратову)

Каждый из слоев неоднороден по составу, однако, название слоя отвечает преобладающему типу пород, характеризующихся соответствующими скоростями прохождения сейсмических волн.

Верхний слой представлен осадочными породами, где скорость прохождения продольных сейсмических волн менее 4,5 км/с. Для среднего гранитного слоя — характерны скорости волн порядка 5,5—6,5 км/с, что экспериментально отвечает гранитам.

Осадочный слой маломощен в океанах, но имеет значитель­ную мощность на континентах (в Прикаспии, например, по гео­физическим данным предполагается 20—22 км).

Гранитный слой отсутствует в океанах, где осадочный слой непосредственно залегает на базальтовом. Базальтовый слой - нижний слой земной коры, расположенный между поверхностью Конрада и поверхностью Мохоровичича. Он характе­ризуется скоростью распространения продольных волн от 6,5 до 7,0 км/с.

На материках и океанах земная кора различается по составу и толщине. Материковая кора под горными сооружениями дости­гает 70 км, на равнинах — 25—35 км. При этом верхний слой (осадочный) составляет обычно 10—15 км, за исключением Прикаспия и др. Ниже располагается гранитный слой толщиной до 40 км, а в подошве коры — базальтовый слой также до 40 км.

Граница между корой и мантией называется поверхностью Мохоровичича. В ней скачкообразно увеличивается скорость распространения сейсмических волн. В общих чертах форма поверхности Мохоровичича представляет собой зеркальное отражение рельефа внешней поверхности литосферы: под океанами она выше, под континентальными равнинами - ниже.

Поверхность Конрада (по имени австрийского геофизика В. Конрада, 1876-1962) - поверхность раздела между "гранитным" и "базальтовым" слоями материковой земной коры. Скорость продольных сейсмических волн при прохождении через поверхность Конрада скачкообразно увеличивается примерно с 6 до 6,5 км/сек. В ряде мест поверхность Конрада отсутствует и скорости сейсмических волн возрастают с глубиной постепенно. Иногда, наоборот, наблюдается несколько поверхностей скачкообразного возрастания скоростей.

Океаническая кора тоньше материковой и имеет двухслойное строение (осадочный и базальтовый слои). Осадочный слой обыч­но рыхлый толщиной несколько сотен метров, базальтовый — от 4 до 10 км.

В переходных областях, где находятся окраинные моря и име­ются островные дуги, выделяется так называемый переходный тип коры. В таких участках континентальная кора переходит в океаническую и характеризуется средними значениями толщин слоев. При этом, под окраинным морем, как правило, отсутству­ет гранитный слой, а под островной дугой он прослеживается.

Островная дуга - подводный горный хребет, вершины которого поднимаются над водой в виде дугообразного архипелага. Островные дуги являются частью переходной зоны от материка к океану; характеризуются сейсмической активностью и вертикальными движениями земной коры.

Срединно-океанические хребты - крупнейшие формы рельефа дна мирового океана, образующие единую систему горных сооружений протяжённостью свыше 60 тыс. км, с относительными высотами 2—3 тыс. м и шириной 250—450 км (на отдельных участках до 1000 км). Представляют собой поднятия земной коры, с сильно расчленёнными гребнями и склонами; в Тихом и Северном Ледовитом океанах срединно-океанические хребты расположены в краевых частях океанов, в Атлантическом — посередине.

4. Геологические процессы, происходящие в земной коре

На земной поверхности и внутри земной коры в тече­ние всей геологической истории происходили и происходят различные геологические процессы, которые влияют на образова­ние месторождений полезных ископаемых.

Осадочные толщи и такие полезные ископаемые, как камен­ные угли, нефть, газ, горючие сланцы, фосфориты и другие являются результатом деятельности живых организмов, воды, ветра, солнечного света и всего остального с ними связанного.

Чтобы образовалась нефть, например, необходимо прежде всего накопление огромного количества ископаемых остатков в осадочных толщах, погружающихся на значительную глубину, где под влиянием высоких температур и давлений происходит превращение этой биомассы в нефть или природный газ.

Все геологические процессы подразделяются на экзогенные (поверхностные) и эндогенные (внутренние).

4.1. Экзогенные процессы

Экзогенные процессы — это разрушение горных пород на по­верхности Земли, перенос их обломков и накопление в морях, озёрах, реках. В большей степени разрушению подвергаются при­поднятые участки местности (горы, холмы), а накопление об­ломков разрушенных пород происходит, наоборот, в понижен­ных участках (впадины, водоёмы).

Экзогенные процессы происходят под влиянием атмосфер­ных явлений (действие осадков, ветра, таяния ледников, жизне­деятельности животных и растений, движение рек и других вод­ных потоков и др.).

Поверхностные процессы, связанные с разрушением горных пород, называются также выветриванием или денудацией. Под действием выветривания происходит как бы выравнивание ре­льефа, в результате чего экзогенные процессы ослабляются, а в ряде мест (на равнинах) практически затухают.

4.2. Эндогенные процессы

Важное значение в нефтеобразовании играют также эндоген­ные процессы, к которым относятся различные перемещения участков земной коры (горизонтальные и вертикальные текто­нические движения), землетрясения, извержения вулканов и из­лияния магмы (жидкой огненной лавы) на поверхность Земли, на дно морей и океанов, а также глубинные разломы земной коры, тектонические нарушения, складкообразование и др. Т.е. к эндогенным процессам относятся процессы, происходящие внутри Земли.

Земная кора в течение геологической истории подвергалась как вертикальным колебательным движениям, так и горизон­тальным перемещениям литосферных плит. Указанные глобаль­ные изменения каменной оболочки Земли несомненно влияли на процессы образования местоскоплений нефти и газа.

За счёт вертикальных движений формировались крупные впадины и прогибы, где накапливались мощные толщи осадков.

Последние, в свою очередь, могли продуцировать углеводороды (нефть и газ). В других участках, наоборот, возникали крупные поднятия, которые также представляют интерес в нефтегазонос­ном отношении, так как они могли аккумулировать углеводороды.

При горизонтальных перемещениях литосферных плит про­исходило слияние одних континентов и раскол других, что так­же отражалось на процессах образования и накопления нефти и газа. При этом в отдельных участках земной коры возникали благоприятные условия для накопления значительных концент­раций углеводородов.

К эндогенным процессам относится также метаморфизм, т. е. перекристаллизация горных пород под влиянием высоких тем­ператур и давлений. Метаморфизм подразделяют на три вида.

Региональный метаморфизм — это изменение состава горных пород, которые погружаются на большую глубину и подвергают­ся воздействию высокой температуры и давления.

Другой вид — динамометаморфизм возникает при воздействии тектоническо­го бокового давления на горные породы, которые подвергаются дроблению, раскалыванию на плитки и приобретают сланцева­тый облик.

В процессе внедрения магмы в горные породы про­исходит также контактный метаморфизм, в результате чего вблизи зоны контакта магматических расплавов с вмещающими поро­дами происходит частичное переплавление и перекристаллиза­ция последних.

Заключение

Прогнозирование нефтегазоносности, поис­ки и разведка нефти и газа базируются на знании геологии не­фти и газа, которая опирается, в свою очередь, на крепкий фун­дамент — общую и структурную геологию.

К вопросам общей геологии относится изучение геологичес­кого возраста слоев земной коры, состава горных пород, слагаю­щих кору, геологической истории Земли и геологических про­цессов, происходящих в недрах и на поверхности планеты.

Структурная геология изучает строение, движение и развитие земной коры, формы залегания горных пород, причины их воз­никновения и развития.

Условия залегания горных пород необходимо знать, чтобы правильно подходить к выявлению месторождений полезных ископаемых, в том числе открытию залежей и местоскоплений нефти и газа. Известно, что большинство скоплений нефти и газа находится в антиклиналях, которые являются ловушками углеводородов. Поэтому поиски структурных ловушек нефти и газа прово­дятся на основании изучения структурных особенностей земной коры в исследуемых территориях.

Список использованной литературы:

Мстиславская Л.П., Павлинич М.Ф., Филиппов В.П., «Основы нефтегазового производства», издательство «Нефть и газ», Москва, 2003 год

Михайлов А.Е., «Структурная геология и геологическое картирование», Москва, «Недра», 1984 год

Мальцева А.К., Бакиров Э.А., Ермолкин В.И., «Геология нефти и газа и нефтегазоносные провинции», Москва, «Нефть и газ», 1998 год

Геологический словарь, Москва, «Недра», 1973 год

www.ence.ru

2dip.su

Доклад - Строение земной коры

План:

Введение 2

1. Общие сведения о строении Земли и составе земной коры 3

2. Типы горных пород, составляющих земную кору 4

2.1. Осадочные горные породы 4

2.2. Магматические горные породы 5

2.3. Метаморфические горные породы 6

3. Строение земной коры 6

4. Геологические процессы, происходящие в земной коре 9

4.1. Экзогенные процессы 10

4.2. Эндогенные процессы 10

Заключение 12

Список использованной литературы 13

Введение

Все знания о строении и истории развития земной коры составляют предмет, называемый геологией. Земная кора — это верхняя (каменная) оболочка Земли, называемая также литос­ферой (по-гречески «литое» — камень).

Геология как наука подразделяется на ряд самостоятельных отделов, которые изучают определённые вопросы строения, раз­вития и истории земной коры. К ним относятся: общая геоло­гия, структурная геология, геологическое картирование, текто­ника, минералогия, кристаллография, геоморфология, палеон­тология, петрография, литология, а также — геология полезных ископаемых, включая геологию нефти и газа.

Основные положения общей и структурной геологии являют­ся фундаментом для понимания вопросов геологии нефти и газа. В свою очередь, основные теоретические положения по проис­хождению нефти и газа, миграции углеводородов и формированию их скоп­лений лежат в основе поисков нефти и газа. В геологии нефти и газа рассматриваются также закономерности размещения раз­личных типов скоплений углеводородов в земной коре, которые служат ос­новой для прогнозирования нефтегазоносности исследуемых областей и районов и используются в поисково-разведочных ра­ботах на нефть и газ.

В данной работе будут рассмотрены вопросы, касающиеся земной коры: ее состав, строение, процессы в ней происходящие.

1. Общие сведения о строении Земли и составе земной коры

В целом планета Земля имеет форму геоида, или сплюснутого у полюсов и экватора эллипсоида, и состоит из трех оболочек.

В центре находится ядро (радиус 3400 км), вокруг которого располагается мантия в интервале глубин от 50 до 2900 км. Внут­ренняя часть ядра предполагается твёрдой, железо — никелевого состава. Мантия находится в расплавленном состоянии, в верхней части которой располагаются магматические очаги.

На глубине 120 — 250 км под материками и 60 — 400 км под океанами залегает слой мантии, называемый астеносферой. Здесь вещество находится в близком к плавлению состоянии, вязкость его сильно понижена. Все литосферные плиты как бы плавают в полужидкой астеносфере, как льдины в воде.

Выше мантии находится земная кора, мощность которой рез­ко изменяется на материках и в океанах. Подошва коры (повер­хность Мохоровичича) под континентами находится на глубине в среднем 40 км, а под океанами — на глубине 11 — 12 км. Поэто­му, средняя мощность коры под океанами (за вычетом толщи воды) составляет около 7 км.

Земную кору слагают горные поро­ды, т. е. сообщества минералов (полиминеральные агрегаты), возникшие в земной коре в результате геологический процессов. Минералы — природные химические соединения или само­родные элементы, обладающие определенными химическими и физическими свойствами и возникшие в земле в результате химико-физических процессов. Минералы делятся на несколько клас­сов, каждый из которых объединяет десятки и сотни минералов. Например, сернистые соединения металлов образуют класс суль­фидов (200 минералов), соли серной кислоты формируют 260 минералов класса сульфатов. Существуют классы минералов: карбонатов, фосфатов, силикатов, последние из которых наиболее широко распространены в земной коре и образуют более 800 минералов.

2. Типы горных пород, составляющих земную кору

Итак, горные породы — природные агрегаты минералов более или менее постоянного минералогического и химического состава, образующие самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору. Форма, размеры и взаимное расположение минеральных зерен обусловливают структуру и текстуру горных пород.

По условиям образования (генезиса) различают: осадочные, магматические и метаморфические породы.

2.1. Осадочные горные породы

Генезис осадочных пород — либо результат разрушения и переотложения ранее существовавших горных пород, либо выпа­дение осадков из водных растворов (различные соли), либо — результат жизнедеятельности организмов и растений. Характерной чертой осадочных горных пород является их слоистость, отражающая изменяющиеся условия отложения геологических осадков. Составляют около 10% массы земной коры и покрывают 75 % поверхности Земли. С осадочными горными породами связано св. 3/4 полезных ископаемых (уголь, нефть, газ, соли, руды железа, марганца, алюминия, россыпи золота, платины, алмазов, фосфориты, стройматериалы). В зависимости от исходного материала осадочные породы подразделяются на обломочные (терри генные), хемогенные, органогенные (биогенные) и смешанные.

Обломочные породы образуются за счёт накопления облом­ков разрушившихся горных пород, т.е. это породы, состоящие из обломков более древних горных пород и минералов. По величине обломков различают грубообломочные (глыбы, щебни, гравий, галька), песчаные (песчаники), пылеватые (алевриты, алевролиты) и глинистые породы. Наиболее широко распрост­ранены в земной коре такие обломочные породы, как пески, песчаники, алевролиты, глины.

Хемогенные породы являются химическими соединениями, которые образуются в результате выпадения из водных раство­ров. К ним относятся: известняки, доломиты, каменные соли, гипс, ангидрит, железные и марганцевые руды, фосфориты и др.

Органогенные породы накапливаются в результате отмира­ния и захоронения животных и растений, т.е. органогенные породы (от орган и греч. genes — рождающий, рожденный) (биогенные породы) — осадочные горные породы, состоящие из остатков животных и растительных организмов или продуктов их жизнедеятельности (известняк-ракушечник, мел, ископаемые угли, горючие сланцы и др.).

Породы смешанного генезиса, как правило, образуются за счёт различного сочетания всех рассматриваемых выше факторов. Среди этих пород выделяются песчаные и глинистые известня­ки, мергели (сильно известковые глины) и др.

2.2. Магматические горные породы

Генезис магматических пород — результат застывания магмы на глубине или на поверхности. Магма, являясь расплавленной и насыщенной газообразными компонентами, изливается из вер­хней части мантии.

В состав магмы в основном входят следующие элементы: кис­лород, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, натрий, калий, водород. В небольших количествах в магме присутству­ют: углерод, титан, фосфор, хлор и др. элементы.

Магма, внедряясь в земную кору, может застывать на различ­ной глубине или изливаться на поверхность. В первом случае образуются интрузивные породы, во втором — эффузивные. В процессе остывания горячей магмы в слоях земной коры проис­ходит образование минералов различной структуры (кристалли­ческой, аморфной и др.). Эти минералы формируют горные породы. К примеру, на боль­шой глубине при застывании магмы образуются граниты, на срав­нительно небольшой глубине — кварцевые порфиры и т. д.

Эффузивные породы образуются при быстром застывании магмы на поверхности Земли или на морском дне. Примером могут служить туфы, вулканическое стекло.

Интрузивные горные породы — магматические горные породы, образовавшиеся в результате застывания магмы в толще земной коры.

Магматические горные породы по содержанию SiO2 (кварц и другие соединения) делятся на: кислые (SiO2 более 65%), сред­ние — 65—52%, основные (52—40%) и ультраосновные (менее 40% SiO2 ). По содержанию в породах кварца изменяется окрас­ка пород. Кислые обычно имеют светлую окраску, основные и ультраосновные — темную до черной. К кислым породам отно­сятся: граниты, кварцевые порфиры; к средним: си­ениты, диориты, нефелиновые сиениты; к основным: габбро, диабазы, базальты; к ультраосновным: пироксены, перидотиты и дуниты.

2.3. Метаморфические горные породы

Метаморфические породы образуются в результате воздей­ствия высоких температур и давлений на горные породы друго­го первичного генезиса (осадочные или магматические), т. е. за счёт химических преобразований под действием метаморфиз­ма. К метаморфическим породам относятся: гнейсы, кристаллические сланцы, мрамор. К примеру, мра­мор образуется за счёт метаморфизма первичной осадочной породы — известняка.

3. Строение земной коры

Земная кора условно подразделяется на три слоя: осадочный, гранитный и базальтовый. Строение земной коры показано на рис. 1.

1 – вода, 2 – осадочный слой, 3 – гранитный слой, 4 – базальтовый слой, 5 – глубинные разломы, магматические породы, 6 – мантия, М – поверхность Мохоровичича (Мохо), К – поверхность Конрада, ОД – островная дуга, СХ – срединноокеанический хребет

Рис. 1. Схема строения земной коры (по М.В. Муратову)

Каждый из слоев неоднороден по составу, однако, название слоя отвечает преобладающему типу пород, характеризующихся соответствующими скоростями прохождения сейсмических волн.

Верхний слой представлен осадочными породами, где скорость прохождения продольных сейсмических волн менее 4,5 км/с. Для среднего гранитного слоя — характерны скорости волн порядка 5,5—6,5 км/с, что экспериментально отвечает гранитам.

Осадочный слой маломощен в океанах, но имеет значитель­ную мощность на континентах (в Прикаспии, например, по гео­физическим данным предполагается 20—22 км).

Гранитный слой отсутствует в океанах, где осадочный слой непосредственно залегает на базальтовом. Базальтовый слой — нижний слой земной коры, расположенный между поверхностью Конрада и поверхностью Мохоровичича. Он характе­ризуется скоростью распространения продольных волн от 6,5 до 7,0 км/с.

На материках и океанах земная кора различается по составу и толщине. Материковая кора под горными сооружениями дости­гает 70 км, на равнинах — 25—35 км. При этом верхний слой (осадочный) составляет обычно 10—15 км, за исключением Прикаспия и др. Ниже располагается гранитный слой толщиной до 40 км, а в подошве коры — базальтовый слой также до 40 км.

Граница между корой и мантией называется поверхностью Мохоровичича. В ней скачкообразно увеличивается скорость распространения сейсмических волн. В общих чертах форма поверхности Мохоровичича представляет собой зеркальное отражение рельефа внешней поверхности литосферы: под океанами она выше, под континентальными равнинами — ниже.

Поверхность Конрада (по имени австрийского геофизика В. Конрада, 1876-1962) — поверхность раздела между «гранитным» и «базальтовым» слоями материковой земной коры. Скорость продольных сейсмических волн при прохождении через поверхность Конрада скачкообразно увеличивается примерно с 6 до 6,5 км/сек. В ряде мест поверхность Конрада отсутствует и скорости сейсмических волн возрастают с глубиной постепенно. Иногда, наоборот, наблюдается несколько поверхностей скачкообразного возрастания скоростей.

Океаническая кора тоньше материковой и имеет двухслойное строение (осадочный и базальтовый слои). Осадочный слой обыч­но рыхлый толщиной несколько сотен метров, базальтовый — от 4 до 10 км.

В переходных областях, где находятся окраинные моря и име­ются островные дуги, выделяется так называемый переходный тип коры. В таких участках континентальная кора переходит в океаническую и характеризуется средними значениями толщин слоев. При этом, под окраинным морем, как правило, отсутству­ет гранитный слой, а под островной дугой он прослеживается.

Островная дуга — подводный горный хребет, вершины которого поднимаются над водой в виде дугообразного архипелага. Островные дуги являются частью переходной зоны от материка к океану; характеризуются сейсмической активностью и вертикальными движениями земной коры.

Срединно-океанические хребты — крупнейшие формы рельефа дна мирового океана, образующие единую систему горных сооружений протяжённостью свыше 60 тыс. км, с относительными высотами 2—3 тыс. м и шириной 250—450 км (на отдельных участках до 1000 км). Представляют собой поднятия земной коры, с сильно расчленёнными гребнями и склонами; в Тихом и Северном Ледовитом океанах срединно-океанические хребты расположены в краевых частях океанов, в Атлантическом — посередине.

4. Геологические процессы, происходящие в земной коре

На земной поверхности и внутри земной коры в тече­ние всей геологической истории происходили и происходят различные геологические процессы, которые влияют на образова­ние месторождений полезных ископаемых.

Осадочные толщи и такие полезные ископаемые, как камен­ные угли, нефть, газ, горючие сланцы, фосфориты и другие являются результатом деятельности живых организмов, воды, ветра, солнечного света и всего остального с ними связанного.

Чтобы образовалась нефть, например, необходимо прежде всего накопление огромного количества ископаемых остатков в осадочных толщах, погружающихся на значительную глубину, где под влиянием высоких температур и давлений происходит превращение этой биомассы в нефть или природный газ.

Все геологические процессы подразделяются на экзогенные (поверхностные) и эндогенные (внутренние).

4.1. Экзогенные процессы

Экзогенные процессы — это разрушение горных пород на по­верхности Земли, перенос их обломков и накопление в морях, озёрах, реках. В большей степени разрушению подвергаются при­поднятые участки местности (горы, холмы), а накопление об­ломков разрушенных пород происходит, наоборот, в понижен­ных участках (впадины, водоёмы).

Экзогенные процессы происходят под влиянием атмосфер­ных явлений (действие осадков, ветра, таяния ледников, жизне­деятельности животных и растений, движение рек и других вод­ных потоков и др.).

Поверхностные процессы, связанные с разрушением горных пород, называются также выветриванием или денудацией. Под действием выветривания происходит как бы выравнивание ре­льефа, в результате чего экзогенные процессы ослабляются, а в ряде мест (на равнинах) практически затухают.

4.2. Эндогенные процессы

Важное значение в нефтеобразовании играют также эндоген­ные процессы, к которым относятся различные перемещения участков земной коры (горизонтальные и вертикальные текто­нические движения), землетрясения, извержения вулканов и из­лияния магмы (жидкой огненной лавы) на поверхность Земли, на дно морей и океанов, а также глубинные разломы земной коры, тектонические нарушения, складкообразование и др. Т.е. к эндогенным процессам относятся процессы, происходящие внутри Земли.

Земная кора в течение геологической истории подвергалась как вертикальным колебательным движениям, так и горизон­тальным перемещениям литосферных плит. Указанные глобаль­ные изменения каменной оболочки Земли несомненно влияли на процессы образования местоскоплений нефти и газа.

За счёт вертикальных движений формировались крупные впадины и прогибы, где накапливались мощные толщи осадков.

Последние, в свою очередь, могли продуцировать углеводороды (нефть и газ). В других участках, наоборот, возникали крупные поднятия, которые также представляют интерес в нефтегазонос­ном отношении, так как они могли аккумулировать углеводороды.

При горизонтальных перемещениях литосферных плит про­исходило слияние одних континентов и раскол других, что так­же отражалось на процессах образования и накопления нефти и газа. При этом в отдельных участках земной коры возникали благоприятные условия для накопления значительных концент­раций углеводородов.

К эндогенным процессам относится также метаморфизм, т. е. перекристаллизация горных пород под влиянием высоких тем­ператур и давлений. Метаморфизм подразделяют на три вида.

Региональный метаморфизм — это изменение состава горных пород, которые погружаются на большую глубину и подвергают­ся воздействию высокой температуры и давления.

Другой вид — динамометаморфизм возникает при воздействии тектоническо­го бокового давления на горные породы, которые подвергаются дроблению, раскалыванию на плитки и приобретают сланцева­тый облик.

В процессе внедрения магмы в горные породы про­исходит также контактный метаморфизм, в результате чего вблизи зоны контакта магматических расплавов с вмещающими поро­дами происходит частичное переплавление и перекристаллиза­ция последних.

Заключение

Прогнозирование нефтегазоносности, поис­ки и разведка нефти и газа базируются на знании геологии не­фти и газа, которая опирается, в свою очередь, на крепкий фун­дамент — общую и структурную геологию.

К вопросам общей геологии относится изучение геологичес­кого возраста слоев земной коры, состава горных пород, слагаю­щих кору, геологической истории Земли и геологических про­цессов, происходящих в недрах и на поверхности планеты.

Структурная геология изучает строение, движение и развитие земной коры, формы залегания горных пород, причины их воз­никновения и развития.

Условия залегания горных пород необходимо знать, чтобы правильно подходить к выявлению месторождений полезных ископаемых, в том числе открытию залежей и местоскоплений нефти и газа. Известно, что большинство скоплений нефти и газа находится в антиклиналях, которые являются ловушками углеводородов. Поэтому поиски структурных ловушек нефти и газа прово­дятся на основании изучения структурных особенностей земной коры в исследуемых территориях.

Список использованной литературы:

1. Мстиславская Л.П., Павлинич М.Ф., Филиппов В.П., «Основы нефтегазового производства», издательство «Нефть и газ», Москва, 2003 год

2. Михайлов А.Е., «Структурная геология и геологическое картирование», Москва, «Недра», 1984 год

3. Мальцева А.К., Бакиров Э.А., Ермолкин В.И., «Геология нефти и газа и нефтегазоносные провинции», Москва, «Нефть и газ», 1998 год

4. Геологический словарь, Москва, «Недра», 1973 год

5. www.ence.ru

www.ronl.ru

Курсовая работа - Строение земной коры

План:

Введение 2

1. Общие сведения о строении Земли и составе земной коры 3

2. Типы горных пород, составляющих земную кору 4

2.1. Осадочные горные породы 4

2.2. Магматические горные породы 5

2.3. Метаморфические горные породы 6

3. Строение земной коры 6

4. Геологические процессы, происходящие в земной коре 9

4.1. Экзогенные процессы 10

4.2. Эндогенные процессы 10

Заключение 12

Список использованной литературы 13

Введение

Все знания о строении и истории развития земной коры составляют предмет, называемый геологией. Земная кора — это верхняя (каменная) оболочка Земли, называемая также литос­ферой (по-гречески «литое» — камень).

Геология как наука подразделяется на ряд самостоятельных отделов, которые изучают определённые вопросы строения, раз­вития и истории земной коры. К ним относятся: общая геоло­гия, структурная геология, геологическое картирование, текто­ника, минералогия, кристаллография, геоморфология, палеон­тология, петрография, литология, а также — геология полезных ископаемых, включая геологию нефти и газа.

Основные положения общей и структурной геологии являют­ся фундаментом для понимания вопросов геологии нефти и газа. В свою очередь, основные теоретические положения по проис­хождению нефти и газа, миграции углеводородов и формированию их скоп­лений лежат в основе поисков нефти и газа. В геологии нефти и газа рассматриваются также закономерности размещения раз­личных типов скоплений углеводородов в земной коре, которые служат ос­новой для прогнозирования нефтегазоносности исследуемых областей и районов и используются в поисково-разведочных ра­ботах на нефть и газ.

В данной работе будут рассмотрены вопросы, касающиеся земной коры: ее состав, строение, процессы в ней происходящие.

1. Общие сведения о строении Земли и составе земной коры

В целом планета Земля имеет форму геоида, или сплюснутого у полюсов и экватора эллипсоида, и состоит из трех оболочек.

В центре находится ядро (радиус 3400 км), вокруг которого располагается мантия в интервале глубин от 50 до 2900 км. Внут­ренняя часть ядра предполагается твёрдой, железо — никелевого состава. Мантия находится в расплавленном состоянии, в верхней части которой располагаются магматические очаги.

На глубине 120 — 250 км под материками и 60 — 400 км под океанами залегает слой мантии, называемый астеносферой. Здесь вещество находится в близком к плавлению состоянии, вязкость его сильно понижена. Все литосферные плиты как бы плавают в полужидкой астеносфере, как льдины в воде.

Выше мантии находится земная кора, мощность которой рез­ко изменяется на материках и в океанах. Подошва коры (повер­хность Мохоровичича) под континентами находится на глубине в среднем 40 км, а под океанами — на глубине 11 — 12 км. Поэто­му, средняя мощность коры под океанами (за вычетом толщи воды) составляет около 7 км.

Земную кору слагают горные поро­ды, т. е. сообщества минералов (полиминеральные агрегаты), возникшие в земной коре в результате геологический процессов. Минералы — природные химические соединения или само­родные элементы, обладающие определенными химическими и физическими свойствами и возникшие в земле в результате химико-физических процессов. Минералы делятся на несколько клас­сов, каждый из которых объединяет десятки и сотни минералов. Например, сернистые соединения металлов образуют класс суль­фидов (200 минералов), соли серной кислоты формируют 260 минералов класса сульфатов. Существуют классы минералов: карбонатов, фосфатов, силикатов, последние из которых наиболее широко распространены в земной коре и образуют более 800 минералов.

2. Типы горных пород, составляющих земную кору

Итак, горные породы — природные агрегаты минералов более или менее постоянного минералогического и химического состава, образующие самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору. Форма, размеры и взаимное расположение минеральных зерен обусловливают структуру и текстуру горных пород.

По условиям образования (генезиса) различают: осадочные, магматические и метаморфические породы.

2.1. Осадочные горные породы

Генезис осадочных пород — либо результат разрушения и переотложения ранее существовавших горных пород, либо выпа­дение осадков из водных растворов (различные соли), либо — результат жизнедеятельности организмов и растений. Характерной чертой осадочных горных пород является их слоистость, отражающая изменяющиеся условия отложения геологических осадков. Составляют около 10% массы земной коры и покрывают 75 % поверхности Земли. С осадочными горными породами связано св. 3/4 полезных ископаемых (уголь, нефть, газ, соли, руды железа, марганца, алюминия, россыпи золота, платины, алмазов, фосфориты, стройматериалы). В зависимости от исходного материала осадочные породы подразделяются на обломочные (терри генные), хемогенные, органогенные (биогенные) и смешанные.

Обломочные породы образуются за счёт накопления облом­ков разрушившихся горных пород, т.е. это породы, состоящие из обломков более древних горных пород и минералов. По величине обломков различают грубообломочные (глыбы, щебни, гравий, галька), песчаные (песчаники), пылеватые (алевриты, алевролиты) и глинистые породы. Наиболее широко распрост­ранены в земной коре такие обломочные породы, как пески, песчаники, алевролиты, глины.

Хемогенные породы являются химическими соединениями, которые образуются в результате выпадения из водных раство­ров. К ним относятся: известняки, доломиты, каменные соли, гипс, ангидрит, железные и марганцевые руды, фосфориты и др.

Органогенные породы накапливаются в результате отмира­ния и захоронения животных и растений, т.е. органогенные породы (от орган и греч. genes — рождающий, рожденный) (биогенные породы) — осадочные горные породы, состоящие из остатков животных и растительных организмов или продуктов их жизнедеятельности (известняк-ракушечник, мел, ископаемые угли, горючие сланцы и др.).

Породы смешанного генезиса, как правило, образуются за счёт различного сочетания всех рассматриваемых выше факторов. Среди этих пород выделяются песчаные и глинистые известня­ки, мергели (сильно известковые глины) и др.

2.2. Магматические горные породы

Генезис магматических пород — результат застывания магмы на глубине или на поверхности. Магма, являясь расплавленной и насыщенной газообразными компонентами, изливается из вер­хней части мантии.

В состав магмы в основном входят следующие элементы: кис­лород, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, натрий, калий, водород. В небольших количествах в магме присутству­ют: углерод, титан, фосфор, хлор и др. элементы.

Магма, внедряясь в земную кору, может застывать на различ­ной глубине или изливаться на поверхность. В первом случае образуются интрузивные породы, во втором — эффузивные. В процессе остывания горячей магмы в слоях земной коры проис­ходит образование минералов различной структуры (кристалли­ческой, аморфной и др.). Эти минералы формируют горные породы. К примеру, на боль­шой глубине при застывании магмы образуются граниты, на срав­нительно небольшой глубине — кварцевые порфиры и т. д.

Эффузивные породы образуются при быстром застывании магмы на поверхности Земли или на морском дне. Примером могут служить туфы, вулканическое стекло.

Интрузивные горные породы — магматические горные породы, образовавшиеся в результате застывания магмы в толще земной коры.

Магматические горные породы по содержанию SiO2 (кварц и другие соединения) делятся на: кислые (SiO2 более 65%), сред­ние — 65—52%, основные (52—40%) и ультраосновные (менее 40% SiO2 ). По содержанию в породах кварца изменяется окрас­ка пород. Кислые обычно имеют светлую окраску, основные и ультраосновные — темную до черной. К кислым породам отно­сятся: граниты, кварцевые порфиры; к средним: си­ениты, диориты, нефелиновые сиениты; к основным: габбро, диабазы, базальты; к ультраосновным: пироксены, перидотиты и дуниты.

2.3. Метаморфические горные породы

Метаморфические породы образуются в результате воздей­ствия высоких температур и давлений на горные породы друго­го первичного генезиса (осадочные или магматические), т. е. за счёт химических преобразований под действием метаморфиз­ма. К метаморфическим породам относятся: гнейсы, кристаллические сланцы, мрамор. К примеру, мра­мор образуется за счёт метаморфизма первичной осадочной породы — известняка.

3. Строение земной коры

Земная кора условно подразделяется на три слоя: осадочный, гранитный и базальтовый. Строение земной коры показано на рис. 1.

1 – вода, 2 – осадочный слой, 3 – гранитный слой, 4 – базальтовый слой, 5 – глубинные разломы, магматические породы, 6 – мантия, М – поверхность Мохоровичича (Мохо), К – поверхность Конрада, ОД – островная дуга, СХ – срединноокеанический хребет

Рис. 1. Схема строения земной коры (по М.В. Муратову)

Каждый из слоев неоднороден по составу, однако, название слоя отвечает преобладающему типу пород, характеризующихся соответствующими скоростями прохождения сейсмических волн.

Верхний слой представлен осадочными породами, где скорость прохождения продольных сейсмических волн менее 4,5 км/с. Для среднего гранитного слоя — характерны скорости волн порядка 5,5—6,5 км/с, что экспериментально отвечает гранитам.

Осадочный слой маломощен в океанах, но имеет значитель­ную мощность на континентах (в Прикаспии, например, по гео­физическим данным предполагается 20—22 км).

Гранитный слой отсутствует в океанах, где осадочный слой непосредственно залегает на базальтовом. Базальтовый слой — нижний слой земной коры, расположенный между поверхностью Конрада и поверхностью Мохоровичича. Он характе­ризуется скоростью распространения продольных волн от 6,5 до 7,0 км/с.

На материках и океанах земная кора различается по составу и толщине. Материковая кора под горными сооружениями дости­гает 70 км, на равнинах — 25—35 км. При этом верхний слой (осадочный) составляет обычно 10—15 км, за исключением Прикаспия и др. Ниже располагается гранитный слой толщиной до 40 км, а в подошве коры — базальтовый слой также до 40 км.

Граница между корой и мантией называется поверхностью Мохоровичича. В ней скачкообразно увеличивается скорость распространения сейсмических волн. В общих чертах форма поверхности Мохоровичича представляет собой зеркальное отражение рельефа внешней поверхности литосферы: под океанами она выше, под континентальными равнинами — ниже.

Поверхность Конрада (по имени австрийского геофизика В. Конрада, 1876-1962) — поверхность раздела между «гранитным» и «базальтовым» слоями материковой земной коры. Скорость продольных сейсмических волн при прохождении через поверхность Конрада скачкообразно увеличивается примерно с 6 до 6,5 км/сек. В ряде мест поверхность Конрада отсутствует и скорости сейсмических волн возрастают с глубиной постепенно. Иногда, наоборот, наблюдается несколько поверхностей скачкообразного возрастания скоростей.

Океаническая кора тоньше материковой и имеет двухслойное строение (осадочный и базальтовый слои). Осадочный слой обыч­но рыхлый толщиной несколько сотен метров, базальтовый — от 4 до 10 км.

В переходных областях, где находятся окраинные моря и име­ются островные дуги, выделяется так называемый переходный тип коры. В таких участках континентальная кора переходит в океаническую и характеризуется средними значениями толщин слоев. При этом, под окраинным морем, как правило, отсутству­ет гранитный слой, а под островной дугой он прослеживается.

Островная дуга — подводный горный хребет, вершины которого поднимаются над водой в виде дугообразного архипелага. Островные дуги являются частью переходной зоны от материка к океану; характеризуются сейсмической активностью и вертикальными движениями земной коры.

Срединно-океанические хребты — крупнейшие формы рельефа дна мирового океана, образующие единую систему горных сооружений протяжённостью свыше 60 тыс. км, с относительными высотами 2—3 тыс. м и шириной 250—450 км (на отдельных участках до 1000 км). Представляют собой поднятия земной коры, с сильно расчленёнными гребнями и склонами; в Тихом и Северном Ледовитом океанах срединно-океанические хребты расположены в краевых частях океанов, в Атлантическом — посередине.

4. Геологические процессы, происходящие в земной коре

На земной поверхности и внутри земной коры в тече­ние всей геологической истории происходили и происходят различные геологические процессы, которые влияют на образова­ние месторождений полезных ископаемых.

Осадочные толщи и такие полезные ископаемые, как камен­ные угли, нефть, газ, горючие сланцы, фосфориты и другие являются результатом деятельности живых организмов, воды, ветра, солнечного света и всего остального с ними связанного.

Чтобы образовалась нефть, например, необходимо прежде всего накопление огромного количества ископаемых остатков в осадочных толщах, погружающихся на значительную глубину, где под влиянием высоких температур и давлений происходит превращение этой биомассы в нефть или природный газ.

Все геологические процессы подразделяются на экзогенные (поверхностные) и эндогенные (внутренние).

4.1. Экзогенные процессы

Экзогенные процессы — это разрушение горных пород на по­верхности Земли, перенос их обломков и накопление в морях, озёрах, реках. В большей степени разрушению подвергаются при­поднятые участки местности (горы, холмы), а накопление об­ломков разрушенных пород происходит, наоборот, в понижен­ных участках (впадины, водоёмы).

Экзогенные процессы происходят под влиянием атмосфер­ных явлений (действие осадков, ветра, таяния ледников, жизне­деятельности животных и растений, движение рек и других вод­ных потоков и др.).

Поверхностные процессы, связанные с разрушением горных пород, называются также выветриванием или денудацией. Под действием выветривания происходит как бы выравнивание ре­льефа, в результате чего экзогенные процессы ослабляются, а в ряде мест (на равнинах) практически затухают.

4.2. Эндогенные процессы

Важное значение в нефтеобразовании играют также эндоген­ные процессы, к которым относятся различные перемещения участков земной коры (горизонтальные и вертикальные текто­нические движения), землетрясения, извержения вулканов и из­лияния магмы (жидкой огненной лавы) на поверхность Земли, на дно морей и океанов, а также глубинные разломы земной коры, тектонические нарушения, складкообразование и др. Т.е. к эндогенным процессам относятся процессы, происходящие внутри Земли.

Земная кора в течение геологической истории подвергалась как вертикальным колебательным движениям, так и горизон­тальным перемещениям литосферных плит. Указанные глобаль­ные изменения каменной оболочки Земли несомненно влияли на процессы образования местоскоплений нефти и газа.

За счёт вертикальных движений формировались крупные впадины и прогибы, где накапливались мощные толщи осадков.

Последние, в свою очередь, могли продуцировать углеводороды (нефть и газ). В других участках, наоборот, возникали крупные поднятия, которые также представляют интерес в нефтегазонос­ном отношении, так как они могли аккумулировать углеводороды.

При горизонтальных перемещениях литосферных плит про­исходило слияние одних континентов и раскол других, что так­же отражалось на процессах образования и накопления нефти и газа. При этом в отдельных участках земной коры возникали благоприятные условия для накопления значительных концент­раций углеводородов.

К эндогенным процессам относится также метаморфизм, т. е. перекристаллизация горных пород под влиянием высоких тем­ператур и давлений. Метаморфизм подразделяют на три вида.

Региональный метаморфизм — это изменение состава горных пород, которые погружаются на большую глубину и подвергают­ся воздействию высокой температуры и давления.

Другой вид — динамометаморфизм возникает при воздействии тектоническо­го бокового давления на горные породы, которые подвергаются дроблению, раскалыванию на плитки и приобретают сланцева­тый облик.

В процессе внедрения магмы в горные породы про­исходит также контактный метаморфизм, в результате чего вблизи зоны контакта магматических расплавов с вмещающими поро­дами происходит частичное переплавление и перекристаллиза­ция последних.

Заключение

Прогнозирование нефтегазоносности, поис­ки и разведка нефти и газа базируются на знании геологии не­фти и газа, которая опирается, в свою очередь, на крепкий фун­дамент — общую и структурную геологию.

К вопросам общей геологии относится изучение геологичес­кого возраста слоев земной коры, состава горных пород, слагаю­щих кору, геологической истории Земли и геологических про­цессов, происходящих в недрах и на поверхности планеты.

Структурная геология изучает строение, движение и развитие земной коры, формы залегания горных пород, причины их воз­никновения и развития.

Условия залегания горных пород необходимо знать, чтобы правильно подходить к выявлению месторождений полезных ископаемых, в том числе открытию залежей и местоскоплений нефти и газа. Известно, что большинство скоплений нефти и газа находится в антиклиналях, которые являются ловушками углеводородов. Поэтому поиски структурных ловушек нефти и газа прово­дятся на основании изучения структурных особенностей земной коры в исследуемых территориях.

Список использованной литературы:

1. Мстиславская Л.П., Павлинич М.Ф., Филиппов В.П., «Основы нефтегазового производства», издательство «Нефть и газ», Москва, 2003 год

2. Михайлов А.Е., «Структурная геология и геологическое картирование», Москва, «Недра», 1984 год

3. Мальцева А.К., Бакиров Э.А., Ермолкин В.И., «Геология нефти и газа и нефтегазоносные провинции», Москва, «Нефть и газ», 1998 год

4. Геологический словарь, Москва, «Недра», 1973 год

5. www.ence.ru

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  Наука и искусство 8 класс реферат
• 
  Закаливание реферат по обж на тему
• 
  Научная картина мира в философии реферат
• 
  Реферат права и обязанности главного бухгалтера
• 
  Реферат искусство древнего египта 5 класс
• 
  Права и обязанности главного бухгалтера реферат
• 
  Реферат цель и задачи физического воспитания
• 
  Реферат на тему блюда из яиц
• 
  Форма правления и государственного устройства реферат
• 
  Концепции современного естествознания темы рефератов по
• 
  Реферат пожар методы и первичные средства