Представления о строении тектоносферы и Земли

Ваши замечания о содержании книги, ее оформлении, качестве перевода и другие просим присылать по адресу:

129820, Москва,

1-й Рижский пер., д. 2,

издательство «Мир»

 

БИЛЕТ № 1

Представления о строении тектоносферы и Земли

Тектоносфера включает литосферу и подстилающую ее астеносферу.

Литосфера - земная кора + верхняя часть верхней мантии до астеносферы; это
хрупкая упругая оболочка, в которой возникают и сохраняются складчатые и разрывные нарушения.

Астеносфера - предполагаемый слой верхней мантии, подстилающий
астеносферу, в котором предполагается частичное плавление вещества; это более
подвижная и пластичная оболочка, которая является основным источником как
эффузивного, так и интрузивного магматизма.

В пределах Земли выделяют внешние и внутренние оболочки:

1) внешние:

- атмосфера - воздушная оболочка. Ее состав:

а) тропосфера (79 %, высота 18 км, на полюсах - 7-10 км, состоит из N₂ (78 %), О₂(21%), инертные газы (0,9 %), СО₂ (0,03 %));

б) стратосфера (20%, высота 18-80 км, озоновый слой на высоте 18-32 км (из Оз));

в) ионосфера (0,5%, высота 80-1200 км, из ионов);

г) верхняя атмосфера - экзосфера (переходная зона к космосу, высота 1200-1300 км, состоит из hb).

- гидросфера - водная оболочка, состоящая из подземных и поверхностных вод и
твердой ее фазы. Выделяют воздушную, наземную и подземную. В Мировом океане - 98 %, в материковом льде - 1 %, материк, и контин. воды - 1 %. Состоит из катионов (Na⁺, Mg²⁺, Са²⁺, К⁺) и анионов (CI-, SCV", НСОз").

- литосфера - земная кора + верхняя часть верхней мантии до астеносферы.
Глубина 50-120 км. Состоит из магматических (85 %), метаморфических (5 %) и осадочных (5%) пород.

- биосфера - это оболочка, заселенная жизнью (охватывает верхнюю часть
литосферы (до 1,5 км), гидросферу и тропосферу (до 1,5 км)).

- ноосфера - сфера разума. Охватывает атмосферу, гидросферу, биосферу и
литосферу до 20 км.

2) внутренние:земная кора, мантия и ядро (см. рис.).

Земная кора - самая верхняя твердая оболочка Земли. Мощность изменяется от 0
км (в СОХ) до 35-40 км (на платформах) и до 70-75 км (в складчатых сооружениях).
Выделяют 2 типа кор: океанскую и континентальную, а также переходные типы
(субокеанскую и субконтинентальную).

Океанская состоит из 3-х слоев:

а) осадочный - мощность 1 км и 0 км в СОХ;

б) базальтовый - мощность 1,5-2 км;

в) сложен полнокристаллическими породами основного и ультраосновного состава
(вверху габбро, внизу - чередование габбро и перидотитов), мощность до 5 км.

Континентальная состоит также из 3-х слоев:

а) осадочный - мощность от 0 (на щитах) до 8-10 км (на синеклизах) и 10-15 км (на
внутриплатформенных впадинах, в краевых и межгорных прогибах). Под осадочным слоем - консолидированная кора, которая делится на 2 слоя.

б) гранитный (гранито-гнейсовый) - мощность до 15-20 км (на платформах) и до 30км (под горными сооружениями);

в) базальтовый (гранулит-базитовый).

Субокеанская кора - переходная от континентальной к океанской. Представляет
собой утоненную и переработанную континентальную кору, пронизанную дайками и силами
основных пород. Формируется в условиях тектонического растяжения, мощность 15-20 км, характерна для континентальных склонов и верхней части континентального подножия.

Субконтинентальная кора - переходная от океанской к континентальной.
Характерна для энсиалических вулканических дуг и связана с андезитовым вулканизмом.
Мощность 20-25 км (от типично континентальной коры отличается меньшей «зрелостью» и меньшей консолидированностью).

Земная кора подстилается поверхностью Мохоровичича. Эта граница
фиксируется резким скачком Vp с 7,7 км/с до 8,2 км/с.

Переход в океанах от коры к мантии представляет собой смену полосчатого
комплекса (габбро+перидотиты) сплошным распространением перидотита.

Мантия делится на: верхнюю, среднюю и нижнюю.

Верхняя мантия неоднородна, соответствует пиролиту (перидотит + базальт как
3-И - Prx+OI). Выделяют 3 зоны: верхнюю (пироксениты), эклогитовый слой (20 % всей
мантии, является главным источником мантийного теплового потока, образуется засчет
плавления первичного мантийного вещества) и перидотитовый слой (расплавленный
частично, источник вулканических очагов).

С глубины 410 км начинается слой Галицина (до 670 км) - Vp увеличивается с 8,2
до 11,6 км/с (это связано с увеличением плотности пород).

Средняя мантия сложена оливином и пироксеном - Mg, Si (у/о). Здесь начиная с
глубины 400 км начинаются реакции, приводящие к перестройке структур и образованию более плотных фаз (оливин —» шпинель, пироксены -» гранаты). На глубине 1000 км переходы заканчиваются, плотность пород 3,6 г/см³.

С глубины 670 км начинается нижняя мантия. Этот переход знаменуется
повышением Vp с 11,6 до 13,4 км/с. Здесь высокая плотность (засчет минерального
преобразования и изменения химического состава - увеличивается отношение Fe/Mg).
Нижняя мантия состоит из смеси пироксена с ильменитовой структурой и периклаза (МдО) - Mg, Fe, Si (Fe-y/o).

С глубины 2900 км начинается внешнее ядро, которое находится в жидком
состоянии. Vp падает с 13,4 до 8,1 км/с (Fe+Ni+Нг). Fe 90% и Ni 10%. Оно до глубины 4900 км. Ниже располагается внутреннее твердое ядро. Оно состоит из Fe и Ni (+ примеси S, О, Si).

56. Ассоциации аутигеннных минералов как индикаторы обстановок осадконакопления.

Классификация:

1. Первично-хемогенные (сингенетические) – образуются химическим путем из воды, могут возникать и на суше в коре выветривания из циркулирующих растворов.

2. Продукты замещения при диагенезе:

а) диагенетически-метасоматические (конкреции, выполнение пустот в раковинах; пласты и линзы доломитов, сидеритов, ангидритов, каолинитов; кальцит, сульфаты, сульфиды, кварц, апатит и др.) – образуются в закрытой термодинамической системе.

б) хемогенно-диагенетические (глины, хлорит, карбонаты, сульфаты, кварц, ПШ; преобразуется органическое вещество, возникают бурые и каменные угли, метан, начинается образование нефти).

3. Аутигенно-катагенетические:

а) метасоматические продукты замещения;

б) хемогенные.

Индикаторные свойства аутигенных минералов (Eh, pH) – геохимические аутигенные фации:

1) резкощелочная pH ≥ 9. Содовые озера Кулундийской степи, индикатором является магнезит, доломит, гейлюсит Na₂Ca[CO₃]₂*5H₂O.

2) щелочная (известковая) pH 7,7-9. Характерна для морей и океанов, озер и лагун, индикатор обстановки – кальцит, гидрослюда.

3) слабощелочная pH 7,2-7,8. Кальцит становится неустойчивым. Индикаторы: сидерит, анкерит, доломит, гидрослюда.

4) нейтральная pH 6,8-7,2. Кальцит неустойчив, устойчивы кварц (халцедон) и галоазит.

5) слабокислая pH 6,8-5,5. Индикаторы – опал, халцедон, галоазит, каолинит.

6) кислая pH < 5,5. Показатели – гидроокислы Fe. Устойчивы каолинит, гидрослюда.

Выделяют 2 типа парагенезисов минералов:

1. Парагенезис совместного осаждения.

2. Последовательного осаждения.

Каолинит – гематит – бемит

 

Каолинит – шамозит – гематит – бемит увеличение восстановительной

обстановки

Шамозит – сидерит – бемит

 

Пирит – сидерит – бемит

 

В эвапоритовом бассейне: CaCO₃ → CaSO₄ → CaSO₄^.2H₂O → NaCl → KCl.

63.Магматические месторождения образуются в процессе дифференц. магмы у/осн, основного или щелочного состава. Этот процесс может происходить тремя путями. 1.Рудно силикатная магма при охлаждении разделяется на две несмешивающиеся жидкости – силикатную и рудную, раздельная кристаллизация которых приводит к образованию ликвационных месторожд. 2.Металлы при затвердевании магмы входят в состав минералов ранних стадий кристаллизации, формируя раннемагматич. месторожд. 3.Для магм, обогащенных летучими соединениями, характерен третий путь. Минералы, содержащие полезные элементы, кристаллизуются после затвердевания породообраз. силикатов, образуя, таким образом, позднемагматические месторожд. Главные минералы – пирротин, пентландит и халькопирит, к которым нередко присоединяется магнетит. Из нерудных минералов, кроме оливина, ромбических пироксенов и других магнезиально-железистых силикатов, входящих в состав породообразующих минералов, могут присутствовать продукты их преобразования – гранат, моноклинные пироксены, эпидот, серпентин, актинолит, тальк, хлорит и карбонаты. Состав второстепенных рудных минералов чрезвычайно разнообразен: это минералы меди (борнит, кубанит, валлериит), благородных металлов (золото, платина, палладий, сперилит, куперит и др.), никеля (миллерит, виоларит), кобальта (арсениды и сульфо арсенид ы) и др. Анализ рудной минерализации показал, что оруденение в основных породах более обогащено медью, а в у/осн. никелем. Среди сульфидных медно-никелевых месторождений известны очень Крупные объекты с запасами руды в сотни миллионов тонн (Печенга на Кольском полуострове, Норильск и Талнах в Сибири, Садбери в Канаде, Камбалда в Австралии, месторождения Южной Африки). Содержание никеля обычно лежит в пределах 0,4 – 3 %, меди0,5 – 2%, платиноидов – от следов до20 г/т и более. Месторожд. редких земель связаны с платформенными массивами щелочных пород. Одно из типичных месторожд. такого типа приурочено к массиву, имеющему форму дифференцир-го лополита. Оруденение отмечается в той части дифференцир-го комплекса, где наблюд. чередование трехчленных пачек фойяит-уртит- луявритов. Эти прослои сод ержат минералы редких земель, титана, ниобия, циркония, причем каждой разновидности пород свойственна определенная минеральная ассоциация. Для фойяитов типичны мурманит, эвдиалит, лампрофиллит; для уртитов – лопарит и апатит, в луявритах – смешанная минерализация. Классифик: 1.Магматич. мест-относятся месс-я кот. Обр. в рез-те кристалл. или ликвации магматич. расплава. 1)класс позднемагматич., относ. Мест-я кот. обр-я из остаточного рудного расплава обогащенного рудн. вещ-ом и летучими комп. и его кристалл. на поздней стадии магмат. очага(расплава) Формация Ti-Mg руд связь с магматизмо: с интр осн. И у/осн. Сост., габбро, габбронориты. Формы: жилообр. Тела, гнезда. Мин. сост. илименит, магнетит, кулсонит. Текстуры массивные, вкрапленные. Формация хромитовых руд связ. Только с у/осн. Породами, дуниты, перидотиты, пироксениты, Формы жилообразная, Мин сост. Магнохромит, хром-пикатит, алюмохромит Вещ. Сост. хром, платинойды. текстуры: мас, вкр, нодул, леопард. Формация апатитовая, апатит-нефелиновая, апатит магнетит, связ. В щелочн. Пород, с нефелин. сиенитами. Форма: жилообр. тела Мин. сост. апатит, магнетит, нефелин, лапорит, эвдиалит, лампроферит. Вещ. сост. P, Fe, Al, Nb, Zr, TR текстуры масс, полосч,пятнист, брекч, линзовидно-полосч. Класс Ликвационные –образ. В рез-те ликвации магмат. расплава в жидк. сост, на 2-е фракции, силикатную и рудную. Формация сульфидно-медноникелевых руд, связ. С интруз. Осн и у/осн породами, Формы жилообр, висячие-густовкрапл, Мин. сост, пирротин, пентландит, к/пирит, мин Cu, Ni, Co, Pt, Pd.Вещ. сост. Cu, Ni, Co, Pt, Pd, примеси Au, Ag,Te.текстуры масс, вкрапл, брекч, прожилковые. Класс раннемагматич. Обр. в рез-те раннего выпадения рулн. мин. на ранней стад. кристалл. магматич. очага. Алмазная формация, кимберлиты-у/осн порода повыш. Щелочности, брекчиевой текст. Формы трубки, мин сост, алмаз, пироп, пикроильменит, оливин, диопсид, текстура вкрапленная.