Формы залегания магматических пород

Происхождение Земли.

Академик О. Ю. Шмидт научно доказал, что планеты (в том числе и Земля) образовались, из твердых раздробленных частиц, захваченных Солнцем. При прохождении сквозь скопление таких частиц силы притяжения захватывали их, и они начинали дви­гаться вокруг Солнца. В результате движения частички образо­вывали сгустки, которые группировались и превращались в пла­неты. По гипотезе О. Ю. Шмидта, Земля, как и другие планеты Солнечной системы, с начала существования была холодной. В дальнейшем в теле Земли начался распад радиоактивных эле­ментов, вследствие чего недра Земли начали разогреваться и рас­тапливаться, а ее масса — расслаиваться на отдельные зоны или сферы с различными физическими свойствами и химическим со­ставом.

Академик В. Г. Фесенков для объяснения своей гипотезы исхо­дил из того, что Солнце и планеты образовались в едином процес­се развития и эволюции из большого сгустка газово-пылеватой туманности. Этот сгусток имел вид очень сплюснутого дископодобного облака. Из наиболее густого горячего облака в центре образовалось Солнце. В силу движения всей массы облака на его периферии плотность была неодинакова. Более плотные частички облаков стали центрами, с которых начали формироваться буду­щие девять планет Солнечной системы, в том числе и Земля. В. Г. Фесенков сделал вывод, что Солнце и его планеты образо­вались почти одновременно из газово-пылеватой массы, имеющей высокую температуру.

По современным космогоничным представлениям Земля обра­зовалась около 4,7 млрд. лет назад из рассеянного в солнечной системе газово-пылеватого вещества. В результате дифферен­циации веществ Земли под действием ее гравитационного поля в условиях разогрева земных недр возникли и развились различ­ные по химическому составу, агрегатному состоянию и физичес­ким свойствам оболочки — геосферы: ядро (в центре), мантия, земная кора, гидросфера и атмосфера.

Геосфера -концентрическая многослойная оболочка, охватывающая всю планету.

3. Температурный режим верхней части земной коры.

Наиболее достоверные температурные данные относятся к самой верхней части земной коры, вскрываемой шахтами и буровыми скважинами до максимальных глубин- 12 км (Кольская скважина). Нарастание температуры в градусах Цельсия на единицу глубины называют геотермическим градиентом, а глубину в метрах, на протяжении которой температура увеличивается на 10 С - геотермической ступенью. Геотермический градиент и соответственно геотермическая ступень изменяются от места к месту в зависимости от геологических условий, эндогенной активности в различных районах, а также неоднородной теплопроводности горных пород. При этом, по данным Б. Гутенберга, пределы колебаний отличаются более чем в 25 раз. Примером тому являются два резко различных градиента: 1) 150o на 1 км в штате Орегон (США), 2) 6o на 1 км зарегистрирован в Южной Африке. Соответственно этим геотермическим градиентам изменяется и геотермическая ступень от 6,67 м в первом случае до 167 м - во втором. Наиболее часто встречаемые колебания градиента в пределах 20-50o, а геотермической ступени -15-45 м. Средний геотермический градиент издавна принимался в 30oС на 1 км.

4. Понятие минерал. Химический состав и физические свойства минералов.

Минера́л -природное твёрдое тело с определённым химическим составом, физическими свойствами и кристаллической структурой, образующееся в результате природных физико-химических процессов и являющееся составной частью Земной Коры, горных пород, руд, метеоритов и других планет Солнечной системы.

Химический состав минералов весьма разнообразен. Наиболее распространенные составные элементы минералов — кремний (Si) и алюминий (А1) дают много разнообразных соединений, поскольку кремний имеет четыре заряда, а алюминий способен замещать кремний и давать соединения с ним и с кислородом. Химический состав минералов выражается эмпирическими и структурными формулами. Первые показывают количественные соотношения элементов, входящих в состав минерала.

Физические свойства минералов. К физическим свойствам от­носят морфологические (внешняя форма), оптические (цвет, прозрач­ность, блеск, цвет черты и др.) и механические (твердость, спайность, излом, плотность) свойства. Определение физических свойств минералов имеет большое диа­гностическое значение. При проведении инженерно-геологических исследований в полевых условиях с помощью изучения физических свойств минералов получают предварительную информацию о мине­ральном составе и некоторых свойствах горных пород.

5. Понятие минерал. Происхождение минералов. Минералы магматических горных пород.

Минера́л -природное твёрдое тело с определённым химическим составом, физическими свойствами и кристаллической структурой, образующееся в результате природных физико-химических процессов и являющееся составной частью Земной Коры, горных пород, руд, метеоритов и других планет Солнечной системы.

По происхождению минералы делятся на типы, которые объединяются в две группы: эндогенные – возникают в глуби земной коры благодаря процессам магматизма и метаморфизма, а также экзогенные – образующиеся в верхней части земной коры в результате выветривания и осаждения из водных растворов. Последовательность формирования минералов от эндогенных до экзогенных можно представить следующим образом.

Магматический тип минералообразования имеет место в пределах магматического очага, возникающего в глуби земной коры. По мере остывания и гравитационного разделения магмы, из нее последовательно кристаллизуются вначале тугоплавкие, а затем все более легкоплавкие минералы. Соответственно, первыми возникают тяжелые зелено-черные минералы: оливин, авгит, лабрадор; затем более легкие: роговая обманка, слюды, ортоклазы, а в завершение – самый легкий низкотемпературныйкварц. Такая последовательность получила название реакционного ряда Боуэна (по имени канадского ученого).

6. Понятие минерал. Минералы осадочных горных пород. Искусственные минералы.

Минера́л -природное твёрдое тело с определённым химическим составом, физическими свойствами и кристаллической структурой, образующееся в результате природных физико-химических процессов и являющееся составной частью Земной Коры, горных пород, руд, метеоритов и других планет Солнечной системы.

Осадочные горные породы образуются в результате процесса осадконакопления на земной поверхности. Исходным материалом осадочных пород служат продукты разрушения ранее сформировавшихся пород, жизнедеятельности организмов и некоторые химические соединения. К наиболее распространенным типам осадочных пород относятся песчаники, известняки и глины. Их классификация основана на химическом составе и размерах слагающих частиц. Минералы, наиболее часто встречающиеся в этих породах, — кварц, кальцит и гипс. Самые тонкозернистые разновидности осадочных пород называются глинистыми или аргиллитовыми, среднезернистые — песчанистыми; наиболее грубозернистые разновидности — крупнообломочными или рудитовыми. Осадочные породы залегают в виде слоев или пластов.

Искусственные минералы.

Искусственное получение минералов представляет известный интерес. С одной стороны, это позволяет исследовать процессы минералообразования, с другой – даёт возможность получать нужные для практики минеральные вещества, что широко используется в технологии строительных материалов. Искусственным путем (методом синтеза) можно получать минералы, которые встречаются в природных условиях (алмаз, корунд, кварц и др.), и минералы, которые в природных условиях самостоятельно не встречаются (алит, белит и др.), а входят в состав различных технических продуктов, таких как цементы, огнеупоры и т.д. Искусственно полученные естественные минералы путем синтеза из исходных веществ выгодно отличаются от своих аналогов, образованных в природных условиях, так как в них отсутствуют химические и механические примеси. В настоящие время в промышленных целях получен ряд минералов, которые редко встречаются в природе, но обладают ценными свойствами (флюорит, корунд и др.). В 1961 в СССР синтезированы искусственные алмазы, прочность которых была в 40% выше естественных. В таблице 1 приведены некоторые минералы полученные искусственно.

7. Понятие горная порода? Магматические горные породы, их происхождение и классификация.

Горные породы -природные минеральные агрегаты, слагающие литосферу Земли в виде самостоятельного геологического тела. Традиционно под горной породой подразумевают только твердые тела, в широком понимании к горным породам относят также воду, нефть и природные газы.

Магматические горные породы — минеральные ассоциации, образовавшиеся в результате кристаллизации или затвердевания магмы. Магма затвердевает как на глубине, внутри земной коры, так и на поверхности после излияния. В зависимости от этого магматические горные породы делят на два главных класса: интрузивные горные породы и эффузивные горные породы. Первые обладают полнокристаллической структурой и чаще всего массивной текстурой, вторые — стекловатой и сравнительно редко полнокристаллической структурой (последняя, чаще всего, наблюдается в центральных частях покровов). Текстура излившихся пород часто флюидальная (со следами течения) и миндалекаменная, но иногда наблюдаются и другие текстуры. По содержанию кремнезёма магматические горные породы делятся на четыре группы: кислые (SiO2 64-78%), средние (SiO2 53-64%), основные (SiO2 44-53%) и ультраосновные (SiO2<44%). По содержанию (Na2О + К2О) выделены три ряда магматических горных пород: нормальной щёлочности, с повышенным содержанием щелочей (субщелочные) и щелочные. Последние выделены по появлению в них фельдшпатоидов и (или) щелочных темноцветных силикатов (пироксенов и амфиболов). Граничные значения (Na2О + К2О) между рядами магматических горных пород значительно варьируют в зависимости от принадлежности к той или иной группе. Сочетание группы и ряда определяет семейство магматических горных пород с определённым соотношением SiO2 и (Na2О + К2О). Выделены также натриевые, калиево-натриевые и калиевые серии магматических горных пород (по величине Na2О/К2О), кроме того, виды (по набору типоморфных и существенных минералов, их количественными соотношениям) и разновидности (термин свободного пользования).

8. Формы залегания магматических горных пород в земной коре, их минеральный состав, структура, текстура. Трещины и блоки отдельности в массиве магматических горных пород.

Формы залегания магматических пород

Формы залегания магматических пород зависят от условий их образования. Наиболее разнообразные условия могут возникать при формировании интрузивных горных пород, образование которых происходит на разных глубинах при различных сочетаниях условий давления, температуры, количества магмы, ее состава, а также тектонических условий, при которых затвердевает расплав. Разнообразие условий приводит к образованию специфичных и разнообразных форм залегания интрузивных горных пород, называемых интрузивными массивами, или интрузивами, или плутонами. Обычно на дневную поверхность выступает только часть интрузивного тела.

По размерам (по площади на карте) различают интрузивы крупные (более 100 км2), средние (100-10 км2) и мелкие (менее 10 км2). Интрузивные тела делятся па секущие (интрузивы прорывают вмещающие породы'), согласные (интрузивы залегают согласно с вмещающими породами) и частично согласные (интрузивы располагаются между складчатой и полого залегающей толщами). К наиболее широко распространенным секущим интрузивам относятся батолиты, штоки, дайки, магматические диапиры. Основными согласными интрузивными телами являются лополиты, лакколиты, факолиты, силлы, а частично согласные — гарполиты, магматические диапиры.

Глубинные интрузивные породы в земной коре образуют обычно батолиты, гарполиты, лополиты и крупные штоки, а полуглубинные — более мелкие тела: штоки, дайки, лакколиты, факолиты, силлы, магматические диапиры.

Условия образования вулканических горных пород, формирующихся на земной поверхности, менее разнообразны. Эффузивные горные породы в зависимости от химического состава лавы и особенностей излияния образуют покровы и потоки и связанные с ними некки-жерла вулканов. Наиболее вязкие (кислые) лавы образуют вулканические купола. Пирокластические породы имеют такие же формы залегания, как и осадочные: слой, линза.