Лекции по "Геологии"

 Поднятие земной коры в новейшее время выражается в образовании речных террас, волноприбойных ниш, поднятии морских осадочных пород высоко над уровнем моря. Опускание земной коры в новейшее время проявлется в образовании заливов, лиманов, бухт в устьях рек, формируется бордерленд.

Методы изучения: геоморфологические, метод фаций.

Поднятие земной коры в прошлые геологические эпохи можно проследить по ритмичности переслаивания однотипных пород, которое проявляется при смене тектонического режима. Опускание рельефа в прошлые геологические эпохи проявляется в увеличении мощности осадков она соответсвует амплитуде прогибания. Породы представлены полимиктовыми, кремнистыми, вулканогенными, красноцветными и глауконитовыми песчаниками.

Методика исследований: Метод мощностей (прогибы могут быть полностью компенсированы: накопление толщ при постепенном прогибании бассейна, увеличение мощности в центральных частях бассейна; прогибы не полностью компенсированы: наибольшее количество осадкров накапливается в прибрежной зоне; «перекомпенсированные» прогибы: накопление осадков будет продолжаться в обстановке речной прибрежной равнины).

Метод фаций: интенсивное поднятие приводит к размыву и выносу продуктов эрозии из области сноса; прогибание бассейна ведет к перераспределению принесенного из области сноса материала на площади бассейна; быстрое прогибание – прекращается сортировка обломков волнами, в глубоководных осадках встречаются мусорные песчаники; при быстром погружении и захоронеии образуются полимиктовые песчаники, хорошая сохранность окаменелостей хитиновых скелетов и бесскелетных организмов; быстрое опускание и медленное накопление приводят к перемещению среды осадконакопления до батиальных и абиссальных глубин на которых растворимы многие минералы, особенно карбонаты. Состав осадков кремнистый и вулканогенные породы. Органика пелагическая и планктон. Умеренное прогибание приводит к перемыванию и переотложению осадков. Неустойчивые минералы механически разрушаются и выветриваются – образуются толщи красноцветов, глауконитов.

Медленное прогибание – длительное пребывание осадка в незахороненном состоянии происходит обогащение его вплоть до образования  кварцевых песков. Прогибание  медленнее, чем  накопление осадков – подъем поверхности отлоения над уровнем моря – образование континентальных фаций.

 Метод перерывов Перерывы в осадконакоплении и стратиграфические несогласия указывают на поднятие земной коры. Поднятие ведет к размыву, поэтому перерывы указывают только тот момент, когда поднятие прекратилось и началось прогибание, сопровождаемое седиментацией.

Движения тектонические   - в основном механические перемещения в земной  коре и в верхней мантии,  вызывающие изменение структуры геологических тел. Тектонические движения обычно отражаются в рельефе земной поверхности. Тектонические движения объединяют в две группы: вертикальные и горизонтальные движения.

Тектоника  плит представляет собой  спрединг океанического дна,  возникновение  трансформных разломов,  субдукцию и дрейф  литосферных плит. Формирование литосферных плит происходит в зонах СОХ (срединно-океанических хребтов), где происходит подъем мантийного вещества, которое, застывая,  раздвигает литосферные плиты. Перемещение плит сопровождается  субдукцией и коллизией.  В зависимости от характера перемещения границы плит могут быть   дивергентными,  конвергентными и трансформными.   Движение литосферных плит происходит по  астеносфере.

Лекция 13

Основные геотектонические гипотезы

Контракционная  гипотеза. На основе гипотезы Канта-Лапласа – остывание и сжатие туманности. Основоположники контракционной гипотезы: Э.Бомон, Э.Зюсс, Э.Ог, Г. Штилле, А.П.Карпинский, И.В.Мушкетов). Недостаток: не объясняется периодичность складкообразовательных процессов, процессы раздвижения и формирование рифтов, различие в строении и мощности земной коры.

 В конце XIX века на основании контракционной гипотезы развития земной коры были заложены основы учения о геосинклиналях, которые рассматривались как участки длительного и интенсивного прогибания земной коры, в дальнейшем подвергшиеся горообразованию.

В начале XX века Ф.Тейлором, Г.Бейкером и А.Вегенером была создана мобилистская концепция дрейфа материков. Подлинным создателем теории дрейфа континентов считают немецкого ученого А.Вегенера.

 Развитие геотектоники  в ХХ веке происходило в  ожесточенной борьбе  двух противоположных научных направлений: фиксизма и мобилизма. Ученые, развивающие первое направление, отрицали значительную роль горизонтальных тектонических движений и полагают, что развитие и эволюция земной коры определяются вертикальными колебательными движениями.

Сторонники мобилизма  считают, что строение и развитие структур земной коры обусловлены горизонтальными  тектоническими движениями, а вертикальные подчинены им.

Мобилистская  концепция новой глобальной тектоники в настоящее время является единой и цельной основополагающей геотектонической концепцией. Она совершила переворот в науках о Земле. Многие положения тектоники плит имеют огромное значение  для поисков полезных ископаемых.  

Тектоника  плит представляет собой   спрединг  океанического дна,  возникновение  трансформных разрывов,   субдукцию  в зонах желобов и дрейф  литосферных плит. Формирование литосферных плит происходит в зонах  срединно-океанических хребтов, где происходит подъем мантийного вещества, которое, застывая,  раздвигает литосферные плиты. Перемещение плит сопровождается  субдукцией и коллизией.  В зависимости от характера перемещения границы плит могут быть   дивергентными,  конвергентными и трансформными.   Движение литосферных плит происходит по  астеносфере.

Лекция 14

Землетрясения. Пликативные и дизъюнктивные  нарушения

Землетрясения и их геологическая  природа.

Представления о сейсмических явлениях как результате текточеских  движений. Очаг, гипоцентр, эпицентр землетрясения. Энергия и сила землетрясений. Методы изучения землетрясений. Сейсмическое районирование. Проблема прогноза землетрясений. Антисейсмическое строительство.

Землетрясения - колебания Земли, вызванные внезапным освобождением потенциальной энергии Земных недр.  Напряжения, вызванные тектоническими силами, накапливаются в течение длительного времени (десятки и сотни лет), а освобождение энергии  происходит за секунды, минуты и  сопровождается  разрывом и смещением твердого вещества в очаге, и упругими деформациями, которые распространяются в виде упругих колебаний. Очаг землетрясения  - область внутри Земли,  где под влиянием внутренних причин внезапно выделяется  потенциальная энергия; это сопровождается необратимыми деформациями. Гипоцентр   землетрясения  - центр области в теле Земли,  называемой очагом  землетрясения, где внезапно освобождается значительное количество энергии,  вызывающей кратковременные колебания земной коры. Эпицентр  - проекция гипоцентра  землетрясения на поверхность Земли. Соответственно, проекция очага землетрясения - эпицентральная область. При землетрясении возникают сейсмические  волны - упругие волны,  возникающие в результате землетрясений,  взрывов,  ударов  и распространяющиеся в виде затухающих колебаний в Земле. По типу деформаций они подразделяются на: продольные, поперечные и поверхностные. Скорость распространения волн зависит от  состава, строения и физического состояния пород:  в плотных породах сейсмические волны распространяются быстрее,  чем в рыхлых, но разрушительная сила землетрясений значительно больше в рыхлых и слабосцементированных, чем в скальных. Волны поперечные  (S-волны) - результат реакции среды на изменение формы. Они не могут распространяться в жидкой и газообразной средах,  поскольку жидкие и газообразные вещества сопротивляются изменению формы,  которой они обладают. Частицы пород колеблются в направлении, перпендикулярном к направлению движения волн. Скорость  распространения речных   колебаний 3-4 км/с. Волны продольные (Р-волны) - реакция среды на изменение объема. Продольные волны распространяются в твердых,  жидких и газообразных телах. Они представляют собой колебательные движения частиц  вещества  в  направлении  распространения  волн  (сжатие - растяжение). Скорость распространения волн 5 - 6 км/с. Волны поверхностные  (L-волны) - упругие волны,  возникают на границе раздела двух сред например, земля-вода. Характеризуются меньшей по сравнению с поперечными и продольными волнами скоростью, быстро  затухают с глубиной и с удалением от эпицентра, но в эпицентре могут приводить к значительным повреждениям.

Изучение и прогноз  землетрясений. Изучают землетрясения с помощью  приборов – сейсмографов. Прогноз землетрясений осуществляется на основании научных наблюдений на специальных полигонах, где регистрируются приборами сейсмические волны и проводятся наблюдения за подземными водами, поведением растений и животных.

Распространение землетрясений: границы литосферных плит (вулканические области), области молодой складчатости и новейших тектонических движений.

Лекция 15.

 Складки и их элементы. Антиклинали и синклинали. Типы склацок. Разрывные дислокации. Элементы разрывные нарушения. Сбросы, взбросы, сдвиги, разавиги, надвиги.

Осадочные породы первоначально залегают горизонтально. Но в результате тектонических  движений они сминаются в складки  различных размеров и формы. Тектонические нарушения могут сопровождаться разрывом сплошности слоев – появлением трещин различного размера, по которым происходит перемещение слоев.  

Складки – волнообразные изгибы слоев. Они возникают в результате пластических деформаций. Выделяют две основные сопряженные (всегда встречаются вместе) складки: выпуклая и вогнутая. Первая – антиклинальная, вторая – синклинальная. Антиклиналь - дугообразно изогнутая складка с более древними породами в ядре и наклоном (падением) слоев в противоположные стороны от оси складки. Синклиналь    - складка,  выгнутая вниз; слои на крыльях наклонены внутрь к оси складки.  Древние породы находятся на крыльях, а более молодые - в ядре. В каждой складке выделяют элементы: Замок складки   - место перегиба слоев горных пород в складки, которое разделяет ее боковые части, называемые крыльями. Осевая плоскость складки  - поверхность,  проходящая через перегибы слоев,  слагающих складку и равноудаленная  от  ее крыльев. По положению осевой поверхности и углам падения крыльев различают: прямые, косые, опрокинутые, перевернутые (ныряющие).  Ось складки   - линия пересечения осевой поверхности складки с горизонтальной или вертикальной  плоскостью  или с поверхностью земли, а также проекция этой линии на плоскость карты. Шарнир складки  - линия, соединяющая точки перегиба какого-либо слоя. В складке имеется столько шарниров, сколько пластов ее слагает. Флексура - коленчатый изгиб моноклинально залегающих слоев,  обычно рассматриваемый как складка с одним крылом. Ядро складки   -  внутренняя  часть складки,  прилегающая к осевой поверхности,  сложенная в антиклинали более древними слоями горных пород сравнительно с возрастом пластов,  составляющих внешнюю часть складки, а в синклинали - более молодыми. Купол  -  антиклинальная складка,  длина купола которой равна ширине или превышает ее не более чем в 2 раза. Мульда  -  изометричная  или овальная  в плане синклиналь, образованная на месте прогиба земной коры.

Разрывные нарушения (дизъюнктивные) проявляются в литосфере под воздействием механических напряжений, превосходящих предел прочности горных пород. Появляющиеся при этом трещины  и системы трещин различны по размеру, форме, происхождению, положению*+  в геологических структурах и пространстве.  Петрогенетические трещины  -  образуются  при формировании магматических и осадочных горных пород. Диагенетические трещины  - образуются при усыхании,  уплотнении, изменении объема и температуры,  это трещины усыхания, первичной отдельности и др.  они невелики по размерам и не выходят за пределы отдельных слоев. Контракционные трещины - трещины стягивания, сжатия, возникают при остывании магмы. Вторичные трещины  формируются в поверхностных  условиях  в результате действия экзогенных процессов и силы тяжести пород. Разлом - крупная дизъюнктивная дислокация земной коры, распространяющаяся на большую глубину и имеющая значительную длину и ширину. Разрыв  (дизъюнктивное нарушение) - общее название тектонических нарушений, сопровождаемых перемещением разорванных частей геологических тел друг относительно друга. К ним относятся: Сброс - нарушение, в котором поверхность разрыва наклонена в сторону опущенного блока пород. Сдвиг - разрыв с вертикальным или наклонным сместителем, по простиранию которого  крылья  смещены друг относительно друга. Сместитель - трещина разрывного нарушения представляет собой поверхность,  на которой наблюдаются зеркала скольжения  с бороздами,  штриховкой и ступеньками,  позволяющими определить направление относительного смещения крыльев. Взброс - разрыв с крутопадающим сместителем, по которому висячее крыло поднято относительно лежачего. Горст   - участок земной коры,  занимающий  приподнятое положение по отношению к окружающим блокам и ограниченный сбросами или взбросами Грабен  - опущенный участок земной коры, отделенный сбросами или взбросами от смежных,  относительно приподнятых участков. Надвиг - разрыв с пологопадающим сместителем (углом менее 45 ⁰).

Лекция 16

 Магматизм. Виды  магматизма. Метаморфизм.

Эффузивный и интрузивный  магматизм.

Вулканизм. Типы вулканических  извержений. Строение вулканических аппаратов. Продукты вулканической деятельности. Вулканические пояса. Полезные ископаемые вулканической деятельности. Интрузивный магматизм и его роль в сформировании земной коры. Форма и состав интрузивных тел. Представления о происхождении магмы. Пегматитовый,  пневматолитовый и гидротермальный процессы и их результаты. Определение возраста интрузивных тел.

Магматизм – это совокупность всех геологических процессов, движущей силой которых является магма и ее производные. В зависимости от характера движения магмы и места ее застывания различают два типа магматизма:  интрузивный и эффузивный. По химическому составу магма подразделяется на кислую, среднюю, основную и ультраосновную.