Осадочные горные породы и эндогенные геологические процессы

Контрольная работа Осадочные горные породы и Эндогенные геологические процессы План

1. Осадочные горные породы

2. Структура и текстура осадочных горных пород

3. Формы залегания осадочных горных пород

4. Структура метаморфических горных пород

5. Классификация метаморфических горных пород

6. Классификация геологических процессов. Эндогенные процессы

7. Тектонические движения земной коры

8. Тектонические процессы и явления. Формы тектонических дислокаций

9. Выветривание. Элювий Литература

1. Осадочные горные породы

Осадочные горные породы образовались во внешней зоне земной коры при поверхностном давлении и температуре в результате разрушения других пород, жизнедеятельности организмов.

Процесс образования осадочных горных пород включает 4 этапа:

2) разрушение ранее существовавших (материнских) горных пород;

3) перенос продукта разрушения;

4) отложение перенесенных продуктов в виде водного или воздушного осадка;

5) преобразование осадка в породу, называемые диагенезом. Эта порода не остается постоянной, а постоянно подвергается медленным изменениям.

В зависимости от происхождения исходного осадка осадочные горные породы делят на 4 основные группы

1. обломочные;

2. глинистые;

3. химические;

4. органогенные.

Обломочные горные породы образовались из обломков горных пород, подвергшихся физическому разрушению. Глинистые — в основном из продуктов химического разложения магматических горных пород, химические — из солей, выпавших в осадок при высыхании водоемов, органогенные — из остатков растительных и животных организмов.

а) Обломочные породы. К ним относятся породы, образовавшиеся в результате механического разрушения других пород. Они отличаются неоднородностью состава, который определяется исходными породами. Классификация структурных элементов осадочных горных пород приведена в таблице Плакат. Обломочные горные породы бывают раздельно-зернистыми и сцементированными. Сцементированные галечники называют конгломерат, щебень — брекчией, сцементированный гравий — гравелитом, песок — песчаником. Сцементированные пылеватые частицы называют алевролитами, а глины — аргиллитами. В минеральном составе обломочных горных пород резко преобладает кварц, в убывающем порядке содержатся полевые шпаты, слюды и цветные минералы. Основные характеристики обломочных горных пород — происхождение, структура, минералогический состав, степень выветривания структурных элементов. Хорошими строительными свойствами обладают конгломераты и брекчии из обломков крепких преимущественно магматических пород с известковым, кремнистым или кварцевым цементом.

Пески и песчаники состоят из устойчивых минералов и обломков горных пород. Основными минералами являются кварц, полевые шпаты, слюды магнетит и др. В зависимости от минералогического состава песчаного материала выделяется несколько типов песчаных пород. Наибольшее значение имеют кварцевые пески (>95%). Они применяются в стекольном производстве, для получения огнеупорного кирпича и кислотоупорного, формовочных смесей. Они водопроницаемы, характеризуются слабой сжимаемостью и высокой водоотдачей. Составляют (15−20)% осадочных пород.

Алевриты занимают промежуточное положение между обломочными и глинистыми породами. Алевриты — это пылеватые породы, состоящие из мельчайших пылеватых частиц, кварца, полевого шпата, слюды и кальцита d=0₅05 — 0,005 мм.

Характерным представителем алевритов является лёсс. Для строителей важно знать, что при увлажнении лёссы дают просадки. Это горные породы невыясненного генезиса. Они широко развиты в Европе, Азии и Америке. Имеют палево-желтый цвет. F — 13 млн. км² в мире.

б)Глинистые или пелиты горные породы — составляют 60% от общего объема. Они содержат не менее 50% частиц мельче 0,01 мм и более 25% частиц мельче 0,001 мм. Далее рассказать по плакату классификацию механических элементов почвы (из земледелия). При содержании (5−25)% кальцита и доломита глины называют мергелистыми, при (25−50)% - они переходят в мергель, и при (50−75)% - в глинистый известняк.

Знания характера пород и их свойств имеют большое значение в гидромелиоративном строительстве, например, при гидравлическом расчете скорости на разлив оросительных каналов. Данные о гранулометрическом составе необходимы для определения заложения откосов и многих других задач.

в)Химические породы — образовались в результате усыхания тех или иных природных растворов в недрах или на поверхности земли.

По минеральному составу химические породы делят на 5 групп (это плакат). К ним относят иллиты, кремнистые породы (морские осадки), карбонатные породы — доломиты, известняки, мергели. Представителем мелкозернистых известняков является мел. К ним относят также соляные породы (каменная соль). Выделяют органогенные породы угли, торф, горючие сланцы, нефть и др., сапропели, янтарь. Сапропель — современные осадки, образующиеся на дне озер. Это полужидкие вязки, маслянистые горные породы, которые уплотняясь переходят в озерные угли. Применяют в медицине (лечебные грязи) и в народном хозяйстве (в качестве органических удобрений).

Янтарь — аморфное вещество желтого и желто-красного цвета, плавится и горит, содержит включения растений и насекомых. Представляет смолу хвойных деревьев палеогена и неогена.

2. Структура и текстура осадочных горных пород

Характеризуя структурно-текстурные особенности осадочных горных пород, следует учитывать, что для них характерны те же признаки строения и сложения пород, что и для пород любой другой генетической группы. Вместе с тем специфика образования определяет наличие особых их разновидностей.

Структуры Обломочных горных пород Структуры осадочных обломочных горных пород возникают в результате механического нарушения исходного материала. Вследствие этого основной их классификацией является размер зерен. Выделяют следующие структуры:

1. грубообломочную (с частицами более 2 мм в диаметре);

2. среднеобломочную или песчаную (с частицами от 2 до 0,05 мм);

3. мелкообломочную или пылеватую (d от 0,05 до 0,005 мм);

4. тонкообломочную или глинистую (d менее 0,005 мм)

5. смешанную (в породе представлены частицы различных размеров) Структуры химических и органогенных пород При характеристике структур химических и органогенных горных пород следует обращать внимание на форму, а не на размер. Основные типы структур этих пород следующие:

кристаллически-зернистая;

оолитовая;

землистая;

детритусовая (обломочная);

скрытокристаллическая;

волокнистая;

ракушечниковая;

коралловая Текстуры осадочных горных пород:

А) по признаку ориентировки зерен обычно разделяют на беспорядочную и слоистую;

Б) по отношению к пористости принято выделять плотную и пористую (мелкопористая d менее 0,5 мм, крупнопористая — d от 0,5 до 2,5) текстуры. Текстуру сыпучих горных пород называют рыхлой.

3. Формы залегания осадочных горных пород

Все осадочные горные породы характеризуются слоистостью. Нижнюю поверхность слоя называют подошвой, а верхнюю — кровлей. Мощность слоя — это расстояние по нормам между подошвой и кровлей. Местное уменьшение мощности пласта называется пережимом. Уменьшение пласта до полного выпадения его называется выклиниванием. Пласт, выклинивающийся в двух концах на коротком расстоянии, называется линзой. Группа пластов осадочных горных пород, расположенных один над другим называется толща, пачка, свита. Если пласты залегают горизонтально, то такое залегание называется согласным.

4. Структура метаморфических горных пород Метаморфические горные породы образуются в результате глубокого изменения первичных магматических и осадочных пород. Эти изменения происходят ниже зоны выветривания и, как правило, не сопровождаются переплавлением пород.

Главными факторами метаморфизма являются повышение или понижение температуры, давления, а также воздействие растворов и газовых эманации.

Метаморфические процессы происходят в твердом состоянии или при весьма незначительном участии жидкой фазы. В зависимости от преобладания того или иного фактора и типа возникающих пород выделяются следующие типы метаморфизма:

Контактовый метаморфизм. Контактовые изменения возникают во вмешающих породах в результате температурного воздействия магматических масс.

Если при этом существенно меняется вещественный состав, изменения называются контактово-метасоматическими.

Катакластический метаморфизм, или динамометаморфизм, проявляется в тектонических подвижных зонах, главным фактором его является давление.

Региональный метаморфизм проявляется на огромных площадях под действием высоких температур, давления и водно-газовых растворов.

Метасоматоз может сопровождать различные типы метаморфических изменений, но в отличие от последних при метасоматозе происходит существенное изменение минерального состава пород. Метасоматические процессы протекают при активном участии эманации и водных растворов. В результате метасоматических изменений возникают различные скарны, пропилиты, грейзены и т. д. Встречаются также такие типы метаморфизма, как автои ультраметаморфизм. При метаморфизме и метасоматозе происходит изменение как текстурно-структурных особенностей, так и вещественного состава пород. Структура метаморфических пород Среди структур метаморфических пород выделяются кристаллобластические, катакластические, реликтовые и метасоматические.

Кристаллобластические структуры наблюдаются в полностью перекристаллизованных породах (гнейсы, амфиболиты, сланцы и др.);

Катакластические — в породах, испытавших динамометаморфизм;

Реликтовые — характеризуются сохранением в реликтах первичной магматической или осадочной структуры.

Текстуры метаморфических пород полосчатые, гнейсовидные, плойчатые, брекчиевидные и др.

5. Классификация метаморфических горных пород В минеральном составе метаморфических пород главными компонентами являются кварц, полевые шпаты, амфиболы, пироксены. К числу наиболее распространенных разностей метаморфических пород относятся гнейсы, амфиболиты, кварциты, мраморы, скарны (табл. 1).

Таблица 1. Классификация метаморфических пород

6. Классификация геологических процессов. Эндогенные процессы

Геологическими называют процессы, протекающие в недрах Земли или на ее поверхности и связанные с образованием, перемещением или разрушением горных пород. Эти процессы постоянно изменяют облик нашей планеты.

Различают эндогенные (внутренней динамики) и экзогенные (внешней динамики) процессы.

Основной движущей силой эндогенных процессов является энергия, которая выделяется за счет перераспределения вещества в недрах Земли, радиоактивного превращения элементов, химических реакций.

К ним относятся: магматизм, метаморфизм, вулканизм, землетрясение и породообразование.

Экзогенные процессы действуют под влиянием солнечной энергии. Они проявляются во взаимодействии литосферы с атмосферой, гидросферой и биосферой.

Эндогенными (внутренними) процессами называются такие геологические процессы, происхождение которых связано с глубокими недрами Земли. Вещество земного шара развивается во всех своих частях, в том числе и в глубинных. В недрах Земли под внешними ее оболочками происходят сложные физико-механические и физико-химические преобразования вещества, в результате которых возникают мощные силы, воздействующие на земную кору и коренным образом преобразующие последнюю. Вот эти-то преобразующие процессы и называются эндогенными процессами.

Наиболее отчетливо эндогенные процессы выражаются в явлениях вулканизма, под которыми понимаются процессы, связанные с перемещением магмы как в верхние слои земной коры, так и на ее поверхность.

Явления вулканизма знакомят человека с материей, располагающейся в глубинах земного шара, с ее физическим состоянием и химическим составом. Проявления поверхностного вулканизма происходят не повсеместно, а приурочены к определенным участкам земной коры, положение и площадь которых изменялись в ходе геологической истории.

Магма, внедряясь в земную кору, очень часто не достигает поверхности, а застывает где-то на глубине, образуя при этом глубинные, интрузивные горные породы (гранит, габбро и др.). Явления внедрения магмы в земную кору получили название глубинного вулканизма, или плутонизма.

Вторым видом эндогенных процессов являются землетрясения, проявляющиеся в определенных участках земной поверхности в виде кратковременных толчков или сотрясений. Явления землетрясений, так же как и вулканизм, всегда поражали воображение человека. В тех случаях, когда толчки приходились на населенные пункты, землетрясения приносили человечеству значительные бедствия: гибель многих людей, разрушения построек и т. д.

Кроме кратковременных и сильных колебаний типа землетрясений, земная кора испытывает колебания, при которых одни участки ее опускаются, а другие поднимаются. Движения совершаются очень медленно со скоростью нескольких сантиметров или даже миллиметров в столетие, они недоступны непосредственным наблюдениям без приборов. Но так как эта движения совершаются повсеместно и непрерывно в течение многих миллионов лет, то конечные результаты их весьма существенны.

Вследствие этих колебательных движений, многие области, ранее бывшие сушей, оказались дном океана и, наоборот, некоторые участки земной поверхности, сейчас возвышающиеся на сотни и даже тысячи метров над уровнем моря, сохраняют свидетельство того, что когда-то они были под водой. Интенсивность колебательных движений неодинакова: на одних, участках земной коры опускания или поднятия более значительны, на других менее значительны.

Одним из самых ярких проявлений внутренних сил являются складчатые и разрывные деформации земной коры. Эти явления в большинстве случаев недоступные непосредственному наблюдению, хорошо запечатлелись в характере залегания осадочных пород, слагающих земную кору. Осадки морей и океанов, выпадая из воды, ложатся обычно ровными горизонтальными пластами. Вследствие же складкообразования эти горизонтально залегающие пласты оказываются собранными в различного вида складки, а иногда разорванными или надвинутыми друг на друга.

Явление смятия и разрыва пластов способствует образованию возвышенностей и гор, впадин и котловин. Многие ученые приписывали явлению складчатых деформаций главную роль в образовании гор, считая, что породы, сминаясь в складки, вспучивают земную поверхность и образуют возвышенности. Этот процесс получил название орогенеза («орос» — по-гречески возвышенность, «генез» — образование). В настоящее время установлено, что в образовании гор колебательные движения играют не меньшую роль, чем складчатые, поэтому термин «орогенез», утратив свое первоначальное значение, стал употребляться реже. Складчатые деформации проявляются только в определенных, наиболее подвижных и наиболее проницаемых для магмы участках земной коры, именуемых геосинклиналями. В противоположность им устойчивые, со слабой тектонической активностью, области называются платформами.

Складчатые деформации, землетрясения и особенно вулканизм способствуют существенному изменению горных пород, слагающих земную кору. Вследствие сдавливания они становятся более плотными и твердыми, а под действием высокой температуры обжигаются и даже переплавляются. Действие паров и газов, выделяемых из магмы, способствует образованию в горных породах новых минералов. Все эти явления преобразования горных пород под действием эндогенных процессов носят название метаморфизма («метаморфизм» — по-гречески означает превращение) и также связаны с глубинными силами.

К числу эндогенных процессов относятся, следовательно, вулканизм, землетрясения, колебательные движения (или эпейрогенез), складчатые и разрывные деформации и метаморфизм.

Из всех видов эндогенных явлений только колебательные движения, как указывалось ранее, проявляются более или менее равномерно в пределах всей земной коры; все же остальные явления сосредотачиваются главным образом в подвижных геосинклинальных поясах Земли.

Эндогенные процессы коренным образом меняют характер земной коры и, в частности, ее поверхности; они приводят к созданию основных форм рельефа поверхности Земли — горных стран и отдельных возвышенностей, огромных впадин — вместилищ океанической и морской воды и др.

Формы, созданные эндогенными силами, в свою очередь подвергаются действию экзогенных сил. Возвышенности размываются реками, развеваются ветрами; у подножия возвышенностей накапливаются мощные пролювиально-делювиальные шлейфы, впадины заполняются осадками, берега впадин размываются волнами. Эндогенные силы стремятся к расчленению и усложнению рельефа земной поверхности, а экзогенные силы денудируют, т. е. выравнивают поверхность Земли. Во взаимодействии экзогенных и эндогенных процессов происходит развитие земной коры и ее поверхности.

7. Тектонические процессы и явления. Формы тектонических дислокаций Тектоническими нарушениями называются перемещения вещества земной коры под влиянием процессов, происходящих в более глубоких недрах Земли. Эти движения вызывают тектонические нарушения, т. е. изменения первичного залегания горных пород. Особенно отчетливо эти изменения наблюдаются на примере осадочных пород, которые первично отлагаются в виде горизонтально залегающих пластов, а вследствие тектонических нарушений оказываются смятыми в складки или разорванными на отдельные чешуи и блоки. Тектонические движения, в конечном счете создают наблюдаемую структуру земной коры, т. е. они являются созидательными движениями («тектонос» по-гречески—созидательный). В результате этих движений возникают и основные неровности рельефа поверхности Земли.

Тектонические движения можно разделить на два типа: радиальные — колебательные, или эпейрогенические движения, и тангенциальные, орогенические. В первом типе движении напряжения передаются в направлении, близком к радиусу Земли, во втором — по касательной к поверхности оболочек земной коры. Очень часто эти движения бывают, взаимосвязаны, или один тип движений порождает другой. В результате этих типов движений создаются три вида тектонических деформаций :1) деформации крупных прогибов и поднятий; 2) складчатые; 3) разрывные.

Первый тип тектонических деформаций, вызванный радиальными движениями в чистом виде, выражается в пологих поднятиях и прогибах земной коры, чаще всего большого радиуса. Колебания, вызывающие образование подобных форм, в отличие от сейсмических колебаний совершаются относительно медленно, ощутимых разрушений не приносят и непосредственным наблюдениям человека не поддаются.

Складчатые деформации вызываются тангенциальными движениями и выражаются в виде складок, образующих длинные или широкие пучки, иногда короткие, быстро затухающие морщины.

Третий тип тектонических деформаций характеризуется образованием разрывов в земной коре и перемещением отдельных участков ее вдоль трещин этих разрывов. Разрывные нарушения очень часто являются производными от первых двух типов, но в большей мере от складчатых. Установить причину той или иной деформации не всегда удается, так как, кроме вышеуказанных типов движений, деформации могут образоваться в связи с внедрением магмы и т. п. Тектонические процессы приводят к нарушениям в залегании Г. П. Эти нарушения наз. дислокациями.

8. Формы залегания пластов, дислокаций

1 антиклиналь 2 синклиналь Основные виды разрывных дислокаций:

Землетрясения — подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами), или (иногда) искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушение подземных полостей горных выработок). Небольшие толчки могут вызываться также подъёмом лавы при вулканических извержениях.

Ежегодно на всей Земле происходит около миллиона землетрясений, но большинство из них так незначительны, что они остаются незамеченными. Действительно сильные землетрясения, способные вызвать обширные разрушения, случаются на планете примерно раз в две недели. Большая их часть приходится на дно океанов, и поэтому не сопровождается катастрофическими последствиями (если землетрясение под океаном обходится без цунами). Землетрясения наиболее известны по тем опустошениям, которые они способны произвести. Разрушения зданий и сооружений вызываются колебаниями почвы или гигантскими приливными волнами (цунами), возникающими при сейсмических смещениях на морском дне. Везувианский тип. Назван по имени знаменитого вулкана Везувия, расположенного в Италии близ Неаполя. Известен своим катастрофическим извержением, разразившимся в 79 г. н. э., которое красочно описано древнеримским ученым Плипием Младшим. Тогда под толщей вулканического пепла и грязевых потоков были погребены три города — Геркуланум, Помпея, Стабия. Для этого типа характерны сильные взрывные извержения вследствие периодической закупорки жерла вулкана, а также последующее излияние лавовых потоков.

Гавайский тип особенность его состоит в том, что базальтовые расплавы здесь изливаются относительно спокойно, без взрывов; расплав слабо насыщен газами и имеет небольшую вязкость, хотя иногда и возникают необыкновенно эффектные лавовые фонтаны. В результате такого извержения вулкан имеет очень пологие склоны, на которых расположено несколько кратеров. Тип Пеле Которому свойственны раскаленные пепловые тучи и рост купола в кратере вулкана. Впервые на этом вулкане был отмечен направленный взрыв, охвативший большую площадь.

Тип Вулкано. Вулкан Вулкано, находящийся на Липарских островах, также весьма знаменит — ведь отсюда происходит и сам термин «вулкан». Для него характерно извержение относительно кислых вулканических продуктов (андезито-дацитового состава). Вследствие большой вязкости расплава происходит закупорка жерла вулкана; скопившиеся пары и газы взрывают эту пробку, выбрасывая на большую высоту пепел и другие лавовые частицы разнообразных форм и размеров.

9. Выветривание. Элювий осадочный горный метаморфический тектонический К экзогенным процессам относят процессы выветривания, Выветривание (а. weathering, degradation, disengagement; н. Verwitterung; ф. alteration; и. meteorizacion) — процесс разрушения и изменения горной породы в условиях земной поверхности под влиянием механического и химического воздействия атмосферы, грунтовых и поверхностных вод и организмов.

По характеру среды, в которой происходит выветривание, различают атмосферное (или наземное) выветривание и подводное (или гальмиролиз). Основные типы выветривания по роду воздействия на горные породы; физическое, химическое и органическое (биологическое).

Физическое выветривание вызывает разрушение горной породы на обломки и происходит вследствие быстрого изменения объёма поверхностных частей пород и последующего их растрескивания под влиянием резких суточных колебаний температуры, замерзания и оттаивания воды в трещинах. (высокогорные области, полярная и пустынные зоны, тундра, сухой климат).

Химическое выветривание ведёт к изменению химического состава горной породы процессами окисления, гидратации и др. с образованием минералов, более стойких в условиях земной поверхности. (влажные области, тропики, субтропики).

Биологическое выветривание сводится к механическому и химическому изменению пород, вызываемому жизнедеятельностью организмов. Биологические факторы играют важную роль в своеобразном типе выветривания — почвообразовании. (во многих климатических зонах).

Элювий — продукты выветривания горных пород, оставшиеся на месте своего образования.

Элювий накапливается там на горизонтальных или слабонаклонных поверхностях, где ослаблена денудация. Он образует кору выветривания и отличается отсутствием сортировки материала и слоистости. Размер кусков эливия (механический состав) — от глыб до глин. Во многих районах в элювие концентрируются россыпи тех полезных ископаемых, которые заключались в коренных горных породах.

Литература

Ажгирей, Г. Д. Общая геология / Г. Д. Ажгирей [и др.] - М.: Просвещение. 1974.

Ананьев, В. П. Основы геологии, минералогии и петрографии / В. П. Ананьев, А. Д. Потапов. — М.: Высш. шк., 2005.

Барская, В. Ф. Практические работы по общей геологии: учеб, пособие для студентов пед. институтов / В. Ф. Барская, Г. И. Рычагов. — М.: Просвещение, 1970. — 158 с.

Высоцкий, Э. А. Геология и полезные ископаемые Республики Беларусь: учеб, пособие / Э. А. Высоцкий. — Минск: Ушверсггэцкае, 1996. — 184 с.

Геология СССР. Т. III Белорусская ССР / М.: Недра, 1971. — 456 с.

Геология антропогена Белоруссии / Э. А. Левков, А. В. Матвеев, Н. А. Махнач [и др.]. — Минск: Наука и техника, 1973. — 152 с.

Геология Беларуси / А. С. Махнач, Р. Г. Гарецкий, А. В. Матвеев и др. — Минск: ИГН НАЛ Беларуси, 2001. — 815 с.

Гурский, Б. Н. Общая геология / Б. Н. Гурский, Г. В. Гурский. — Минск: Высш. школа, 1976.