Основы геологии и геоморфологии

Министерство  образования Республики Коми

ГАОУСПО РК «Коми республиканский  агропромышленный техникум» 

Контрольная работа

По дисциплине            

Студента             

По специальности:              

Шифр               
 

                                                  (ФИО) 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Химический состав земной коры.

Наибольшее распространение  в земной коре имеют 46 элементов, из них 8 составляют 97,2—98,8% ее массы, 2 (кислород й кремний) — 75% от общей массы  Земли. 
Распределение химических элементов в процентах от массы земном коры (по А. Е. Ферсману) следующее: 
Кислород 49,13 
Кремний 26,00 
Алюминий 7,45 
Железо 4,20 
Кальций 3,25  
Натрий 2,40  
Магний 2,35 
Цинк 0,020 
Бор 0,010 
Медь 0,010 
Иттрий 0,005 
Бериллий 0,003 
Цезий 0,0029 
Первые 13 элементов (за исключением титана), наиболее часто встречающиеся в земной коре, входят в состав органического вещества растений, участвуют во всех жизненно необходимых процессах и играют важную роль в плодородии почв. Большое количество элементов, участвующих в химических реакциях в недрах Земли, приводит к образованию самых разнообразных соединений.

МИНЕРАЛЫ

Минералом называется всякое встречающееся в земной коре природное (естественное) однородное тело, имеющее более или менее постоянный химический состав и определенные физические свойства. 
Минералы и их образование. Минерал в переводе с латинского minera означает руда. В настоящее время известно около 3 тыс. минералов. Минералы, встречающиеся в твердом виде, делятся иа аморфные, или некристаллические (асфальт, лед, опал), и кристаллические (полевой шпат, горный хрусталь, гипс). В аморфных минералах атомы (ионы) или молекулы расположены беспорядочно, в кристаллах — по определенному закону, образующему структуру кристалла, или его кристаллическую решетку. Наиболее часто встречающиеся минералы, входящие в существенных количествах в горные породы, называются породообразующими. 
Минералы по условиям происхождения делят на эндогенные и экзогенные. Эндогенные минералы образуются в результате физико-химических процессов, проходящих в магме вблизи поверхности Земли. Примером эндогенных минералов могут быть полевые шпаты, оливин, пироксен, кварц и др. Экзогенные минералы образуются в самых верхних частях земной коры или на поверхности Земли в результате выветривания (разрушения и преобразования) эндогенных минералов. Экзогенные минералы делят на глинистые, образующиеся при выветривании (см. главу III), минералы химических осадков, образующиеся в мелких соленосных водоемах при кристаллизации (гипс, сульфит, сильвинит), и биогенные, образующиеся в результате разложения органических остатков (калиевая селитра, сера, иногда пирит, марказит). 
Все минералы классифицируются в зависимости от химического состава и делятся на пять типов, которые приведены ниже (по Е. К. Лазаренко): 
1. Тип простых веществ (металлы и неметаллы, группы меди и железа и др.) 
2. Тип сульфидов (группы сфалерита, галенита, молибдена и др.) 
3. Тип кислородных соединений (окислы, гидроокислы, силикаты, алюмосиликаты, бораты, фосфаты, карбонаты, сульфаты и др.) 
4. Тип галоидов (фториды, хлориды) 
5. Тип органических соединений 
Физические свойства минералов. При подробном изучении минералов исследуют их химический состав, расположение атомов, образование кристаллов, форма и свойства которых зависят от закономерностей расположения атомов и молекул. При этом используют современные химические, физические и оти-ческие методы исследования. Однако минералы часто можно определять в полевых условиях, используя восемь внешних признаков, основанных на физических свойствах: цвет, цвет черты, прозрачность, блеск, твердость, плотность, спайность и излом. 
Цвет зависит от химического состава и физического состояния минералов и может быть самым разным. У одного и того же минерала цвет более или менее постоянный. 
 
 
 

2. Характеристика метаморфических горных пород. 

Метаморфические горные породы образуются в толще  земной коры в результате изменения (метаморфизма) осадочных или магматических  горных пород. Факторами, вызывающими  эти изменения, могут быть: близость застывающего магматического тела и связанное с этим прогревание метаморфизуемой породы; воздействие отходящих от этого тела активных химических соединений, в первую очередь различных водных растворов (контактовый метаморфизм), или погружение породы в толщу земной коры, где на неё действуют факторы регионального метаморфизма —высокие температуры и давления.

Типичными метаморфическими горными породами являются гнейсы, разные по составу  кристаллические сланцы, контактовые  роговики, скарны, амфиболиты, мигматиты и др. Различие в происхождении и, как следствие этого, в минеральном составе горной породы резко сказывается на их химическом составе и физических свойствах. 

Метаморфические горные породы возникают в результате преобразования ранее существующих осадочных и магматических пород, происходящего в земной коре под воздействием эндогенных процессов. Эти преобразования протекают в твердом состоянии и выражаются в изменении минерального, и химического составов, структуры и текстуры пород. Реже минеральный состав сохраняется. Метаморфизм происходит под воздействием высокой температуры и давления, а также вследствие привноса и выноса вещества высокотемпературными растворами и газами, при этом большую роль играет также состав исходных пород.  
По преобладанию тех или иных факторов в ходе преобразования выделяется несколько различных типов метаморфизма:  
Региональный метаморфизм вызывается высоким неравномерным давлением и температурой и захватывает большие пространства. Этот процесс сопровождаются перекристаллизацией и новым минералообразованием в условиях расплющивания и пластического течения пород, что приводит к появлению наиболее характерной для метаморфических образований ориентированности (параллельному расположению) минеральных частиц. Таково происхождение большей части метаморфических пород.  
Динамометаморфизм возникает под воздействием давления в условиях невысоких температур и заключается в интенсивном дроблении минеральных зерен без существенной их перекристаллизации.  
Контактовый метаморфизм вызывается действием высокой температуры, паров и растворов, связанных с внедрением магматического расплава в горные породы. Наблюдается вдоль границ магматических тел и имеет местное значение в преобразовании вмещающих пород, изменении их структуры, текстуры и состава. 

Пневматолитовый и гидротермальный метаморфизм  развивается при интенсивном  привносе в породу новых веществ  горячими водами растворами и газами, поднимающимися из остывающего магматического очага. При этом происходит изменение  не только минерального, но и химического состава пород.  
При очень интенсивном привносе новых веществ и развитии замещения возникает особый вид метаморфизма – метасоматоз.  
Поскольку метаморфизм происходит под воздействием фильтрующихся флюидов, химический состав пород в ходе метаморфизма изменяется в отношении всех компонентов в меру их растворимости химической специфики флюидов. По нарастающей степени этого изменения состава пород различают изохимический и аллохимический типы метаморфизма и метасоматоз. Изохимическим условно называется метаморфизм, при котором существенно изменяются в породах содержание летучих компонентов (Н2О, СО2 и др.) и степень окисления железа, тогда как изменением содержания других компонентов можно пренебречь. При аллохимическом метаморфизме существенно изменение содержания помимо летучих компонентов также ряда других химических элементов, набор которых определяется спецификой метаморфизма (чаще всего щелочных металлов и кальция).  
Метасоматоз (метасоматизм) всегда имеет локальное распространение и вызывается воздействием на горные породы гидротерминальных растворов высокой химической агрессивности, благодаря чему в ходе метасоматической переработки горных пород существенно изменяется и химический и минеральный состав с уменьшением числа минералов вплоть до образования мономинеральных разновидностей. Это объясняется высокой подвижностью многих компонентов при метасоматозе (Коржинский, 1953). Метасоматоз обычно происходит без изменения общего объема горной породы (правило Линдгрена) и поэтому непосредственно не зависит от литостатического давления нагрузки. Метаморфическое преобразование горных пород (в отличие от метасоматического) сопровождается изменением их объёма в непосредственной зависимости от литостатического давления, определяемого глубинностью. Собственно метаморфизм, как и метасоматоз, вызывается воздействием на горные породы потока растворов или флюидов, но они имеют более глубинный источник и не проявляют такой химической агрессивности. Вследствие этого химического изменения пород при метаморфизме в общем случае менее значительны, привносимые и выносимые компоненты ведут себя термодинамически инертно, чем обусловлена обычная полиминеральность метаморфических пород.

Важнейшие особенности  метаморфических пород

Главнейшее отличие метаморфических пород от магматических и осадочных заключается в их минеральном составе, а также в их структурных и текстурных признаках. Метаморфические породы состоят лишь из минералов, устойчивых в условиях высоких температур и давлений. К ним относится большинство минералов магматических пород: кварц, альбит, и другие плагиоклазы, калиевый полевой шпат (микроклин), мусковит, биолит, роговая обманка, пироксен (авгит), магнетит, гематит, а также один из минералов осадочных пород – кальцит. Кроме того, в метаморфических породах распространены минералы, характерные только для них, - серицит, тальк, серпентин, гранат, графит, и др.  
Метаморфические породы обладают кристаллической структурой, при-чем особенно характерны листовая, чешуйчатая, игольчатая и таблитчатая формы зерен, реже они зернисто – кристаллические. Имеются также слабо метаморфизованные скрытокристаллические породы и переходные разности, содержащие участки первичных пород некристаллического строения.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Геологическая деятельность ветра. 

Ветер является одним из важных геологических агентов, изменяющих лик Земли. Он производит геологическую работу повсеместно, но весьма неравномерно. Работа ветра  будет намного интенсивней там, где отсутствует растительность и горные породы непосредственно соприкасаются с атмосферой. Такими районами являются пустынные и полупустынные районы Мира, а также высокие горные хребты и плато. Пустыни характеризуются аридным климатом, в котором количество осадков не превышает 25 см в год, но чаще гораздо меньше.

Распространены  пустыни вдоль 30° северной и южной  широт, там, где наблюдается нисходящий поток вертикальной циркуляции воздуха  и где близповерхностные ветры  направлены к северу и к югу. Нисходящий поток в атмосфере увеличивает  плотность воздуха и нагревает его, позволяя удерживать в нем больше водяного пара. Испарение воды с поверхности земли в сухом, жарком воздухе так велико, что в нисходящем воздушном потоке почти не образуются облака и не бывает осадков. Противоположная ситуация складывается в приэкваториальной зоне, где поднимающийся вверх воздух расширяется и охлаждается, теряя влагу. Поэтому в этой зоне всегда мощная кучевая облачность и обильные осадки. Т.о., пояс высокой влажности разделяет на Земле две пустынные зоны, приуроченные к 30° северной и южной широт. Однако, не все пустыни строго приурочены к эти зонам. Важным фактором является горные хребты, на одной стороне которых наблюдаются обильные осадки в связи с поднимающимся вверх влажным и теплым воздухом, а на другой – дождей нет, т.к. происходит сильное испарение в результате сжатия нисходящего потока воздуха и его нагревания. Такими примерами являются пустыня Невада и Северная Аризона в США, Гималаи. Большая дистанция от океана – еще один фактор развития пустынь, как, например, центральные районы Китая.  

Ветер – это  движение воздушных масс, струй и  потоков, в приземном слое, в основном, параллельно земной поверхности. Скорость ветра изменяется в широких пределах, от первых с до ураганного в 25-60м/с  и более. Чем сильнее ветер, тем  больше способен захватывать и перемещать на огромные расстояния мелкие песчинки, пыль, вулканический пепел. Последний может подниматься вверх на 10-15 и более км, где подхватывается горизонтальными струйными течениями со скоростью 200-300 км/час и разносится на большие расстояния.  

Геологическая работа ветра состоит из нескольких основных процессов:

1) разрушение  горных пород – дефляция и  корразия;

2) транспортировка  материала; 

3) аккумуляция  материала.

Дефляция  и корразия. 

Под дефляцией (лат. дефляро – выдувать) понимается выдувание рыхлых, дезинтегрированных горных пород с поверхности Земли, а корразией (лат. «корразио» - обтачивание) называется обтачивание выступов горных пород твердыми частицами, переносимых потоками и воздушных струй в приземном слое. Этот процесс напоминает действие песткоструйного аппарата, которым чистят каменные здания. 

Дефляция проявляется  там, где дуют сильные ветры, в  своеобразных «аэродинамических трубах»  – узких горных долинах, ущельях, например, в Джунгарских воротах  – долине между Джунгарским Алатау на западе и горами Барлык и Майли на востоке. В такой «трубе» создается сильная тяга воздуха и переносятся не только песок, но и мелкие камешки, размером до 1 см и больше. Постоянные процессы выдувания – дефляции приводят к постепенному углублению долин или узостей.

Дефляция проявляется  в пустынных районах, в которых  сдувается слой сухих, рыхлых отложений, расположенных на более влажных. Выдувание приводит к формированию глубоких котловин, как, например, в  Ливийской пустыне в Северной Африке, где впадина Каттара площадью около 18000 км2 имеет глубину 134 м ниже уровня моря. И таких дефляционных впадин и котловин много в различных пустынях. Ветер выдувает мелкие обломки и песок из всех трещин в скальных выступах, делая их рельефнее. Дефляция углубляет также любые искусственные выемки, например, колеи автомашин, следы трактора и т.д. Легко выдуваются лёссовые породы, в которых образуются глубокие, до 20-30 м ущелья.

Если в толще  пород, подверженных дефляции, присутствуют более плотные стяжения или конкреции, то после выдувания рыхлого материала они остаются как бы отпрепарированными, рельефно выделяясь на местности. 
 
 
 
 
 
 

4. Практическая работа № 4 

1. Сера –  минерал имеющий жирный блеск
2. Алмаз – минерал оставляющий царапины на стекле и ноже.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы: 

1. С.А. Воробьев. Лабораторно практические занятия  по почвоведению и земледелию.
2. И.Ф.Гаркуша. М.М.Яцук. Почвоведение основами геологии.
3. Жуков М.М, Славин В.И, Дунаева Н.Н. Основы геологии.
4. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы определения физических свойчств почв и грунтов