II – зона постоянных температур (10-30 м);. Реклама Источник:http://www.gosthelp.ru/text/Metodicheskierekomendacii173.html
Реклама
I – зона сезонного колебания температур (мощность 12-15 м); II – зона постоянных температур (10-30 м); III – зона увеличения температур
6. Абсолютный и относительный возраст горных пород и методы его определения. Различают относительный и абсолютный возраст горных пород, устанавливаемые для оценки их свойств и определения положения среди других пород с отражением в геологической документации (картах и разрезах). Относительный возраст определяют по отношению друг друга двумя методами: стратиграфическим и палеонтологическим. Стратиграфический метод применяют для толщ с ненарушенным горизонтальным залеганием слоев (рис. 7). При этом нижележащие слои считают древнее вышележащих. Этот метод не используют при залегании слоев в виде складок.
Рис. 7. Залегание слоев: а – горизонтальное, б – в виде складок
Из рис. 7,а видно, что самым молодым является верхний слой 3, самым древним – нижний 1. На рис. 7,б показан выход на склон рельефа слоев, смятых в складки. Видно, что более древние слои 1 и 2 лежат на более молодом слое 3. Палеонтологический метод определения относительного возраста пород базируется на истории развития органической жизни на Земле по остаткам вымерших организмов в осадках. Абсолютный возраст – это срок существования («жизни») породы в годах, определяемый по радиоактивным превращениям в уране, калии, рубидии и др., входящим в состав пород. По образованию свинца из 1 г урана в год находят абсолютный возраст минерала и породы в млн. лет, по углероду 14С с периодом полураспада 5568 лет - более молодых образований.
7. Основные породообразующие минералы. Породообразующие минералы — минералы, входящие в качестве постоянных существенных компонентов в состав горных пород. Наибольшее значение имеют силикаты (75 % массы земной коры). Для каждой группы пород — магматических, метаморфических и осадочных — характерны свои ассоциации породообразующих минералов. Для верхней мантии породообразующие минералы: оливин, плагиоклаз, шпинель, гранаты, пироксены, амфиболы, полиморфы кварца. Наиболее распространённые минералы земной коры (каждой генетической группе пород свойственны свои породообразующие минералы): · для магматических пород характерны: кварц, полевые шпаты, слюды и др. · для осадочных пород характерны: кальцит, доломит, глинистые минералы и др. · для метаморфических пород характерны: кварц, полевые шпаты, хлориты, пироксены, амфиболы, гранат, слюды и др. 8. Классификация минералов по их химическому составу. Минералами называют физически и химически однородные кристаллические тела, образовавшиеся в результате природных физико-химических процессов. Минералы образуются в земной коре, входят в состав мантии и более глубоких слоев планеты, рассеяны в гидросфере и атмосфере. Минералы слагают также Луну, многие планеты и их спутники, астероиды, входят в состав метеоритов и мельчайших частиц космической пыли, падающих на поверхность Земли. Они также образуются при столкновении с Землей крупных космических тел. К минералам относят и кристаллические продукты жизнедеятельности различных организмов, например сульфит редуцирующих бактерий, благодаря которым самородная сера и карбонат кальция образуются за счет гипса. Минералы входят в состав тканей животных и растений. Минералы, образуя органоминеральные агрегаты, например, в виде апатита в костях, флюорита в зубах, тридимита в скелете радиолярий и т.д. После отмирания организмов, некоторые из этих минералов образуют скопления ценного минерального сырья, например, фосфоритов, трепека и т.д. Земная кора сложена в основном полевыми шпатами и кварцем, на их долю приходится 55 и 10 % соответственно, широко распространены также пироксены, амфиболы, хлориты, слюды, глинистые минералы, карбонаты и др. Классификация минералов. В основу современной классификации минералов положены принципы, учитывающие наиболее существенные признаки минеральных видов – химический состав и кристаллическую структуру. В соответствии с этим классификация может быть представлена в следующем виде: 1 класс – самородные элементы или простые вещества. Кроме самородных металлов (Au, Ag, Pt, Hg, Cu), полуметаллов (As, Sb, Bi) и неметаллов (C, S), сюда условно относятся малораспространенные нитриды, карбиды, фосфиды, силициды. 2 класс- сульфиды и их аналоги – арсениды, антимониты, висмутиды, теллуриды, селениды. (S-) 3 класс – галоиды (галогениды), кроме хлоридов, фторидов, бромидов и иодидов относятся также окси- и гидрогалоиды (Cl-, Br-, I-, F-). 4 класс – окислы и гидроокислы (О2-, ОН-). 5 класс- силикаты, алюмосиликаты и их аналоги – боросиликаты, титаносиликаты, цирконосиликаты, бериллосиликаты (SiO44 -). 6 класс – бораты (ВО2)-, борацит, примеры бура (водный борат). 7 класс – карбонаты [CO3]2-. 8 класс – нитраты [NO3]-. 9 класс – фосфаты и их аналоги – арсенаты и ванадаты [РО4]3-. 10 класс – сульфиты и их аналоги – техлураты и селенаты. 11 класс – молибдаты и вольфраматы [МоО4]2- повелит, [WO4]2- вольфрамит. Классы подразделяются на подклассы, классификационным признаком которых служит структурный тип минералов. В большинстве классов выделяются подклассы минералов с координационной, островной, цепочечной, слоистой и каркасной структурами. Наряду с кристаллохимической существуют и другие классификации минералов, основанные на иных принципах. Например, генетическая классификация основана на типе генезиса минералов, в технологии переработке руд используют классификации на основе их физических (разделительных) свойств, например по магнитности, плотности, растворимости, плавкости и др. признакам.
9. Физические свойства и внешние признаки минералов. Минерал – природное вещество, состоящее из одного элемента или из закономерного сочетания элементов, образующееся в результате природных процессов, протекающих в глуби земной коры или на поверхности. Каждый минерал имеет определенное строение и обладает присущими ему физическими и химическими характеристиками. В зависимости от агрегатного состояния, минералы подразделяются на твердые (кварц), жидкие (ртуть), газообразные (метан). Наибольшим распространением пользуются твердые минералы, среди которых, в свою очередь, преобладают кристаллическими (атомы в них расположены упорядоченно), и гораздо реже встречаются аморфные (с хаотичным расположением атомов). В зависимости от пространственного расположения элементарных частиц, составляющих кристаллическую решетку, все многообразие форм кристаллов можно свести к нескольким группам симметрий, или сингоний. Выделяют семь сингоний: моноклинную, триклинную, ромбическую, тригональную, тетрагональную, гексагональную, кубическую. Огромное влияние на структуру кристаллической решетки оказывают физико-химические условия минералообразования: кристаллы одного и того же минерала, возникшие в разных условиях, будут отличаться сингонией. От внутреннего строения напрямую зависят физические свойства минералов. Так, обладающие кубической сингонией октаэдрические кристаллы алмаза – модификации углерода – характеризуются наивысшей твердостью. Другая же модификация углерода – графит – кристаллизуется в гексагональной сингонии и отличается минимальной твердостью. Кристаллическим минералам свойственна анизотропность – физические свойства в них отличаются по разным направлениям в кристалле. Наоборот, аморфным минералам характерна изотропность – сохранение физических характеристик, независимо от направления. К числу важнейших физических свойств, позволяющих производить макроскопическое определение минералов, относят следующие: твердость, блеск, цвет в куске, цвет в порошке (цвет черты), спайность, излом, прозрачность, удельный вес. По занимаемому в составе горных пород объему минералы делятся на породообразующие и акцессорные. Породообразующими (их около 50) являются минералы, играющие первостепенную роль в составе горных пород. Состав породообразующих минералов служит одним из критериев, по которым определяют название горной породы. Акцессорные минералы встречаются в виде незначительных примесей (не более 5 % от объема породы) и их наличие не влияет на название породы. Кроме того, выделяют обширную группу рудообразующих минералов, использующихся человеком для производства металлов. 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. 1. 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. 2. Пегматитовый тип проявляется на последних стадиях остывания магмы, при температурах 500 – 700° С, когда в расплавленном виде остаются лишь самые легкие фракции, обогащенные кислотами и щелочами и насыщенные газами. В этих условиях формируются своеобразные породы – пегматиты, сложенные крупными и гигантскими кристаллами кварца, ортоклаза, слюд. На данной стадии возникают многие драгоценные камни, рудные и радиоактивные минералы. 3. Пневматолитовый тип заключается в кристаллизации перенасыщенного газами вещества магмы, поднимающегося по трещинам земной коры. Из летучих соединений формируются руды висмута, вольфрама, молибдена, мышьяка и др. Когда температура понижается до 500° С, пневматолитовый тип начинает сопровождаться гидротермальными процессами, ведущими к накоплению рудообразующих минералов: галенита, сфалерита, киновари, халькопирита, пирита, золота, а также кальцита и др. 4. Гидротермальный тип начинается при охлаждении газов и растворов до 375° С, что обуславливает образование как самородных минералов, так и хлоридных, сульфатных и других соединений: серы, галита, сильвина и др. 5. Гипергенный тип минералообразования проявляется на земной поверхности в воздушной или водной среде, или на небольших глубинах в земной коре. Здесь неустойчивые ко внешним воздействиям минералы разрушаются 6. Метаморфический тип обусловлен воздействием на горные породы высоких температур, давления, а также магматических газов и растворов. При этом возникает обширный перечень минералов, как хлорит, тальк, графит, магнетит и др.
10. Классификация горных пород по условиям образования. Горная порода - это природный минеральный агрегат более или менее определенного состава и строения, являющийся продуктом геологических процессов и образующий в земной коре самостоятельные тела. Горные породы являются главным источником для получения строительных материалов, их используют в промышленности строительных материалов как сырье для изготовления керамики стекла, теплоизоляционных и других материалов, а также для производства неорганических вяжущих веществ цемента, извести и строительного гипса. Сотни миллионов кубометров песка, гравия и щебня применяют ежегодно в качестве заполнителей для бетонов и растворов. Широко используют природные изменённые материалы и изделия, получаемые механической обработкой горных пород (раскалыванием, распиливанием, шлифованием, полированием, дроблением и т.п.). Это плиты из гранита, мрамора, известняка и других горных пород для декоративной облицовки и защиты строительных конструкций от коррозии. Россия по запасам и разнообразию горных пород не имеет себе равных. Изыскания, проведенные в больших масштабах дают полное представление о запасах и географическом размещении минерального сырья. В зависимости от условий формирования горные породы делят на три генетические группы (классификация горных пород по условиям их образования (генетическому признаку): магматические породы, образовавшиеся в процессе кристаллизации сложного природного силикатного расплава - магмы; осадочные, возникшие в поверхностных условиях из продуктов разрушения любых других пород; метаморфические, являющиеся продуктом перекристаллизации и приспособления пород к изменившимся в пределах земной коры физико-химическим условиям. 11. Классификация магматических горных пород по условиям образования и кислотности. В основу классификации магматических горных пород положены химический и минералогический состав и структурные особенности. Химический анализ магматических горных пород показывает, что они состоят в основном из восьми окислов: S i 0 2, A l 2 O v F e 2 O r FeO, MgO, CaO, N a 2 0, K 2 0. В значительно меньших количествах присутствуют ТЮ2, МпО, Р 2Оу Н 2 0 и некоторые другие. Из главных окислов только S i 0 2 присутствует во всех магматических породах в значительных количествах. Окисел S i 0 2 и принят за основу химической классификации изверженных горных пород. По содержанию кремнезема (окисла S i 0 2) магматические породы подразделяются па четыре группы: кислые, S i 0 2 = 64-78 %, средние, S i 0 2 = 53-64 %, основные, S i 0 2 = 4 4 - 5 3 %, ультраосновные, SiO,2 = 30-44 %. Границы между этими группами магматических пород в известной мере являются условными, так как между породами соседних групп существуют постепенные переходы. Важным показателем для классификации является содержание в магматической породе щелочей. По сумме щелочей (N a 2 0 + К 2 0) выделяются три ряда магматических пород: нормальной щелочности (низкощелочные, известково-щелочные), субщелочные (умеренно-щелочные) и щелочные (с высокой щелочностью). Границы содержаний суммы щелочей для выделения рядов значительно варьируют в зависимости от группы магматических пород по содержанию окисла S i 0 2. По относительному количеству железисто-магнезиальных силикатов в объемных процентах (М — цветное число)1 магматические породы подразделяются на ультрамафические (М > 70), мафические (70 > М > 20) и салические (М < 20). Химический состав магматических пород взаимосвязан с комплексом слагающих их минералов. Минералами — показателями степени кислотности (содержания окисла S i 0 2) являются кварц и оливин. Кислые породы отличаются значительным содержанием кварца. Для основных и ультраосновных пород характерен оливин, а кварц может встречаться только как второстепенный (менее 5 %) минерал и макроскопически обычно не виден. Средние по степени кислотности породы, занимая промежуточное положение и по минералогическому составу, являются переходными между кислыми и основными породами. В них выделяются средние кварцевые, переходные к кислым, и средние бескварцевые, переходные к основным породам. Количество железисто-магнезиальных темноцветных минералов постепенно увеличивается от кислых к основным и ультраосновным породам. Некоторые разности основных и все ультраосновные породы состоят почти па 100 % из цветных силикатов и относятся к ультрамафитам. Содержание полевых шпатов, наоборот, уменьшается от кислых к основным породам. В кислых и средних породах полевые шпаты развиты широко, в основных — количество их уменьшается, а ультраосновпые породы являются бесполевошпатовыми. Высокая щелочность магматических пород определяется присутствием щелочных минералов, таких как нефелин, калиевый полевой шпат и другие. Химический и минералогический состав определяют цвет магматической породы: чем кислее порода, тем она светлее, чем основнее — тем темнее. Кислые и средние породы обычно бывают серыми или цветными (розовыми, красными, желтыми), основные — темно-серыми или черными, ультраосновные — черными или темно-зелеными. Условия образования не оказывают существенного влияния на химический и минеральный состав изверженных пород. Поэтому в классификации по степени кислотности изверженных пород в одну группу объединяют различные по происхождению (интрузивные, эффузивные, жильные), но близкие по химическому и минеральному составу. Первоначальный минералогический состав магматических пород может заметно меняться в результате вторичных изменений. Вторичные процессы происходят по разным причинам, но наиболее благоприятными являются поверхностные условия, в которых ранее образовавшиеся минералы и вулканические стекла оказываются неустойчивыми и преобразуются в новые устойчивые вторичные минералы. Вторичным изменениям подвергаются все породообразующие минералы, кроме кварца. При этом в разных по химическому составу минералах развиваются различные вторичные процессы. В калиевых полевых шпатах происходит процесс каолинизации, например ортоклаз замещается каолинитом, а в плагиоклазах — процессы серпцитизации и хлоритизации, при этом кислые плагиоклазы замещаются главным образом серицитом, а основные плагиоклазы — хлоритом. Железисто-магнезиальные силикаты (авгит, роговая обманка и др.) чаще замещаются хлоритом и эпидотом, происходят процессы хлоритизации и эпидотизации, а по оливину развивается серпентин, связанный с процессом серпентинизации. Наиболее неустойчивыми в поверхностных условиях являются эффузивные породы, и особенно стекло, которое подвергается раскристаллизации с образованием разных минералов скрытокристаллического строения. При этом кислое стекло превращается главным образом в агрегат кварца, полевого шпата, серицита и незначительного количества хлорита, а основное стекло — в агрегат хлорита, эпидота и плагиоклаза. Степень вторичных преобразований может быть разной: от слабой до полной, что весьма затрудняет классификацию эффузивных пород. Ранее эффузивные породы по степени вторичных изменений подразделялись на кайнотипные (от греч. «кайнос» — новый) — молодые, к которым относились неизмененные и слабо измененные эффузивы, и палеотипные (от греч. «палеос» — древний) — древние, сильно измененные интрузивы. Это отражалось в названии эффузивных пород. Например, кайнотипиая кислая лава называлась липарит, палеотипная — липаритовый порфир. В настоящее время от деления эффузивов на кайно- и палеотипные отказались из-за нечеткости границы по степени вторичных изменений и не прямой связи степени вторичных изменений с возрастом породы. Эффузивные породы вне зависимости от степени вторичных изменений рекомендовано называть по их неизмененным (кайпотипным) разностям. Например, эффузивы основного состава с любой степенью вторичных изменений следует называть базальтом. Ранее применявшиеся названия палеотипных (измененных) эффузивов, таких как липаритовый (кварцевый) порфир, андезитовый порфирит, базальтовый порфирит, диабаз, предлагается использовать для названия гипабиссальиых пород. Однако следует отметить, что из-за сложности вопроса классификации эффузивных и полуглубинных пород окончательно не разработаны. 12. Формы залегания магматических 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. 13. Осадочные горные породы: генезис, свойства и классификация. Осадочные горные породы (ОГП) — горные породы, существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры, и образующиеся в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трёх процессов одновременно. Классификация: В формировании осадочных горных пород участвуют различные геологические факторы: разрушение и переотложение продуктов разрушения ранее существовавших пород, механическое и химическое выпадение осадка из воды, жизнедеятельность организмов. Случается, что в образовании той или иной породы принимает участие сразу несколько факторов. При этом некоторые породы могут формироваться различным путём. Так, известняки, могут быть химического, биогенного или обломочного происхождения. Это обстоятельство вызывает существенные трудности при систематизации осадочных пород. Единой схемы их классификации пока не существует. Различные классификации осадочных пород были предложены Ж.Лаппараном (1923 г.), В. П. Батуриным (1932 г.), М. С. Швецовым (1934 г.) Л. В. Пустоваловым (1940 г.), В. И. Лучицким (1948 г.), Г. И. Теодоровичем (1948 г.), В. М. Страховым (1960 г.), и другими исследователями. Однако для простоты изучения применяется сравнительно простая классификация, в основе которой лежит генезис (механизм и условия образования) осадочных пород. Согласно ей осадочные породы подразделяются на обломочные, хемогенные, органогенные и смешанные.
|
