Лекция 7. Эндогенные и экзогенные процессы

Введение в специальность

Вопрос 13. Эндогенные процессы: магматизм, метаморфизм, тектоника

13-1 Магматизм. Магма − это силикатный (содержащий SiO₂) расплав, который содержит флюиды (летучие компоненты). Образуется магма в глубинах Земли при определенных температуре и давлении (Фиг. 7-1).

В зависимости от поступления магмы в земную кору или на поверхность и застывания там различают интрузивный магматизм и вулканизм. Соответственно, в разных условиях образуются 2 ряда магматических пород: интрузивные и вулканические.

13-1а) Интрузивные породы имеют кристаллическое строение и в зависимости от химического состава подразделяются на ультраосновные (<45% SiO₂), основные (45-52% SiO₂), средние (52-65% SiO₂) и кислые (>65% SiO₂). Каждая из этих 4^х групп, в зависимости от содержания щелочей (K₂O и Na₂O), а также MgO и Fe₂O₃+FeO, подразделяется на разновидности. Кроме состава, важное значение для определения породы имеют структура и текстура породы. Под структурой понимают состав, форму и взаимоотношения слагающих породу минеральных индивидуумов. Текстура − это расположение в пространстве минеральных агрегатов или зерен.

Внедряясь в земную кору, магма образует интрузивные тела (Фиг. 7-2).

В зависимости от состава, скорости внедрения, свойств магмы (состав, вязкость) и структуры вмещающих пород интрузивные тела имеют различные формы (Фиг. 7-3 и Фиг. 7-4).

 

 

 

    13-1б) Вулканические породы, в зависимости от типа извержения, подразделяются на эффузивные, эксплозивные и экструзивные. На образование этих типов большое влияние оказывает содержание летучих в магме. Если оно невелико и летучие отделяются равномерно, то образуются эффузивные потоки и покровы, магматический расплав изливается относительно спокойно.

Если летучих много и они отделяются бурно, возникают эксплозивные (взрывные) явления, выбросы пепла и кусков лавы, из которых образуются туфы, вулканические брекчии, например, пепловые отложения и отдельные вулканические бомбы (Фиг. 7-6).

Если лава вязкая, то она выдавливается с образованием экструзивных куполов.

Важную роль при вулканических извержениях играют сами газы. Так, сернистые выделения формируют своеобразные сольфатары, как в кратере Мутновского вулкана на Камчатке (Фиг. 7-7).

Эффузивные потоки бывают разных типов, в одних случаях − это лавы со следами течения, при застывании образующие столбчатую отдельность или причудливые формы отдельности, типа «каменной розы» (Фиг. 7-8).

13-2. Метаморфизм − процесс преобразования пород под воздействием температуры, давления, флюидов. Различные метаморфические породы, в зависимости от условий − фаций или ступеней преобразований, подразделяются (от низкой к высокой) на зеленосланцевую, амфиболитовую и гранулитовую. Более дробная классификаций приведена на Фиг. 7-9.

Метаморфизм может быть изохимическим, когда преобразование породы происходит без изменений её состава (меняются лишь минералы), аллохимическим, когда меняется состав, одни элементы привносятся, другие − выносятся из породы.

 

 

13-3 Тектонические движения — вертикальные и горизонтальные — приводят к деформациям горных пород, образованию складок и разломов.

В результате породы приобретают разное залегание (Фиг. 7-10).

13-3а) Складчатые нарушения: главные типы складок: антиклинали и синклинали, в которых различаются некоторые элементы (Фиг. 7-11).

По форме различаются складки разных типов (Фиг. 7-12).

Различают также складки подобные (мощность слоёв в своде увеличивается) и концентрические (мощности остаются одинаковыми). Сочетание складок образуют антиклинории и синклинории.

13-3б) Разрывные нарушения: сброс, взброс, надвиг, покров (шарьяж), сдвиг (Фиг. 7-13).

Системы разломов образуют горсты (положительные структуры) и грабены (отрицательные структуры), а также более сложные структуры (Фиг. 7-14).

 

Вопрос 14. Экзогенные процессы: геологическая деятельность выветривания, поверхностных и подземных вод, карстовые явления, деятельность ледников, океанов и морей.

14-1 Выветривание − нарушение и изменение состава пород под воздействием атмосферы, поверхностных вод, биологических факторов, колебаний температуры. Так протекает механическое, химическое и биологическое выветривание.

а) Механическое выветривание − разрушение породы происходит, главным образом, под воздействием колебаний температуры.

б) Химическое выветривание (растворение, окисление, гидратация, восстановление, карбонатизация, гидролиз) осуществляется под воздействием воды, кислорода, углекислоты, органических кислот.

в) Биологическое выветривание − разложение породы под воздействием бактерий, грибов, водорослей, лишайников, мхов и др. организмов.

В результате воздействия суммы факторов образуются коры выветривания, например, в жарком гумидном климате − латеритные красные коры выветривания (разрабатываются на Al) − Фиг. 7-15.

Под воздействием суммы факторов образуются различные типы почв, обладающие характерным профилем (Фиг. 7-16).

14-2 Деятельность поверхностных текучих вод приводит к образованию оврагов, селевых, водных и грязекаменных потоков (при воздействии временных поверхностных вод) и геологической деятельности рек. Происходит размыв (эрозия) и аккумуляция (накопление) осадков. Отложения равнинных рек называются аллювием. Различают русловой, пойменный и старичный аллювий.

В зависимости от динамики реки и геологических условий реки образуют меандры или более прямолинейные долины (Фиг. 7-17).

Фиг. 7-17

14-2а) Устьевые части рек: дельты, эстуарии.

В дельте формируется сложное распределение аллювиальных осадков (Фиг. 7-18).

Эстуарии − узкие заливы в местах впадения рек в море.

14-2б) Речные долины: развитие и образование речных террас: аккумулятивные, цокольные и эрозионные террасы (Фиг. 7-19).

14-3 Деятельность подземных вод − верховодка, грунтовые, межпластовые (безнапорные воды) и артезианские (напорные).

14-4 Карстовые явления − процесс химического растворения пород и выщелачивания (выноса части компонентов): известняков, доломитов, гипсов, ангидритов, каменных и калийных солей.

Разнообразие карстовых явлений показано на Фиг. 7-20.

 

14-5 Гравитационные процессы: обвалы, оползни с формированием коллювия .

14-6 Деятельность озер и болот: осадки озер, торф в болотах.

14-7 Деятельность ледников: горно-долинные и покровные ледники.

14-7а) Транспортная и аккумулятивная деятельность ледников. Строение горного ледника показано на Фиг. 7-21.

14-7б) Водно-ледниковые отложения: зандровые равнины, озы, камы, озерно-ледниковые отложения (Фиг. 7-22).

14-8 Деятельность океанов и морей заключается: 1) в абразии (разрушении) берегов, 2) переносе твердого и растворенного вещества, 3) отложении осадков (обломочных, биогенных, гидрогенных), 4) преобразовании осадков в породы.

Процессы эти глобальны, т.к. площадь морей и океанов составляет почти 71% поверхности Земли.

Температура, плотность, соленость и гидродинамика вод океанов меняется с глубиной и в зависимости от других факторов (впадение рек, наличие гидротермальных рассолов и др).

Воздействие ветров и вращение Земли (порождающее ускорение Кориолиса) формируют течения в поверхностных слоях океанов (Фиг. 7-23).

    Глубинная циркуляция обусловлена различиями температур в низких и высоких широтах и различиями плотности воды с глубиной.

Кроме того, гидродинамика обусловлена движением волн и приливно-отливными движениями, связанными с воздействием Луны.

Рельеф дна: Срединно-океанские хребты, глубоководные котловины (абиссальные равнины, подводные горы), континентальный склон и глубоководные желоба, пассивные и активные континентальные окраины (Фиг. 7-24).

 

 

В прибрежной зоне значение имеют эвстатические колебания уровня океана и деятельность волн, здесь образуется при осадконакоплении ряд фациальных зон (Фиг. 7-25).

 

 

8-1а Хемогенные осадки в лагунах и заливах − отложения каменной соли и гипсов.

8-2 В глубоководной зоне (глубже 4000 м) образуются красные и коричневые пелагические глины и вулканогенные пепловые осадки.

8-2а Глубоководную зону достигают также гравитационные потоки, среди которых турбидные потоки и их отложения турбидиты и флишевые толщи (формируются, главным образом, на шельфе и континентальном склоне).

8-2б Гидротермальные отложения океанов представлены полями Fe - Mg конкреций и сульфидными отложениями «черных курильщиков» (Фиг. 7-26).

   

   А                                            Б

                       Фиг. 7-26