Магматические процессы и рельефообразование

 

Содержание

Введение

Глава I. Морфотектонические процессы и их роль в образовании рельефа

1. Энергетические движения и мегарельеф
2. Складчатые деформации на платформах и геосинклиналях
3. Разрывные дислокации и мезоформы рельефа

Глава II. Магматизм и его роль в образовании рельефа земной поверхности

2.1. Интрузивный магматизм и его выражение рельефа

2.2 . Эффузивный магматизм и вулканический рельеф

Заключение

Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 Актуальность: Тема магматические процессы и рельефообразования достаточно плотно рассматривается в вузах, на географических и геологических специальностях. В 6 классе данная тема рассматривается на уроках «Горы» и «Равнины». И так же на протяжении всего школьного курса географии на уроках, связанных с темой «Рельеф». 
 Цель: выявление особенностей магматического процесса и рельефообразования. 
 В процессе исследования были поставлены и решены следующие задачи:

1. Выявить  основные предпосылки и причины плейстоценового оледенения

2. Рассмотреть основные этапы  оледенения

3. проанализировать литературные источники

Объектом исследования является распространение магматических процессов и рельефообразование на Земле.

 

Предмет исследования: структуры сформированные в результате магматических процессов и рельефа.

Курсовая работа состоит из введения, 2 глав, заключения и списка литературы, из 11 источников. Содержит  1 таблицу и  16 рисунков.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава I. Морфотектонические процессы и их роль в образовании рельефа

1.1.  Энергетические движения  и мегарельеф.

Земная кора постоянно испытывает движения, чаще всего медленные, но при землетрясении они очень быстрые, почти мгновенные. Это явление было подмечено еще в далекой древности Пифагором. Известно много мест на земном шаре, где целые города оказались сейчас на дне моря, а некоторые портовые сооружения, наоборот, на суше. Примерами служат поселения древнегреческих колоний на Черноморском побережье: Созополь в Болгарии, Диоскурия в районе современного Сухуми (рис.1) и др.

Рис. 1 Диоскурия в районе современного Сухуми

 

Также Земная кора испытывает перемещения, скорость которых составляет несколько сантиметров в год. Иными словами, земная кора как бы «дишит», постоянно находясь в замедленном движении.

То есть по современным представлениям, выделяются два типа тектонических движений - вертикальные и горизонтальные; вертикальные в свою очередь делятся на колебательные и направленные. Оба типа движений могут происходить как самостоятельно, так и во взаимосвязи друг с другом, нередко один тип движений порождает другой. Движения сопровождаются изменениями в залегании горных пород и деформациями. Проявляются вертикальные и горизонтальные перемещения крупных блоков земной коры в вертикальном и горизонтальном направлениях, в образовании складчатых (пликативных), разрывных (дизъюнктивных) и инъективных (внедрение магмы) дислокаций.

Можно привести множество примеров современных вертикальных движений. Согласно высокоточным инструментальным методам установлено, что Малый Кавказ поднимается сейчас со скоростью от 8 до 13,5 мм в год, а горные сооружения Восточных Карпат растут  со скоростью 1,5 -1,7 мм/год.  Балтийский щит в Скандинавии растет вверх со скоростью 8-10 мм/год. В Байкальской рифтовой зоне скорость современных вертикальных движений составляет 10-20 мм/год. Во многих районах происходят современные опускания. Хорошо известно, что южное побережье Балтийского моря медленно опускается и для того, чтобы защитить его от морских волн, в Нидерландах с давних пор построены дамбы. сегодня сама суша располагается на десятки метров ниже уровня моря. Черноморское побережье Кавказа погружается со скоростью до 12 мм/год, берег западнее г. Одессы - 4,5 мм/год. Давно обращено внимание на то, что особенностью современных вертикальных движений является их унаследованность от более древнего сруктурного-тектонического плана региона. Такая прямая корреляция установлена для Восточно-Европейской равнины и Карпато-Балканского регионов. Подобная унаследованность свидетельствует о том, что древние разломы, складки разного типа, валы и т. д. "живут" и в настоящее время.

Геофизические и геодезические методы позволяют точно фиксировать и горизонтальные смещения земной коры. На западе Северной Америки, в Калифорнии расположен сейсмоактивный разлом Сан-Андреас, прослеживающийся более чем на 1000 км при ширине до 20 км. Ввиду частых и сильных землетрясений в этом густо населенном районе США за поведением разломов ведется пристальное наблюдение вот уже в течение полувека. Разлом Сан-Андреас представляет собой сложную тектоническую зону, состоящую из многочисленных кулисообразных разрывов, по которым в целом устанавливается смещение со скоростью 30-80 мм/год и даже более. Однако по различным сдвигам в разных местах смещения происходят с неодинаковой скоростью, причем она в разные периоды времени также меняется. Мало того, может изменяться и направление перемещения, но суммарно это правый сдвиг, для которого измерения со спутников дали в 1978 г. скорость около 94 мм/год. По одним участкам смещение происходит непрерывно, по другим скачкообразно. Смещаются дороги, изгороди заборов, русла оврагов, бетонные желоба для воды. Изучение подобных смещений очень важно для прогноза сейсмической опасности. На Украинском щите в Криворожском железорудном бассейне раннепротерозойского возраста длительное время наблюдают крупный разлом-сдвиг, смещения по которому за 24 года составили в среднем 10-20 мм/год. Важные результаты были получены в последние годы с помощью космической геодезии. Лазерные измерения со спутников, в частности с американского "Лагеосат", доказали горизонтальное перемещение крупных литосферных плит. Так, Австралия движется навстречу Тихоокеанской плите со скоростью 46 мм/год. Южная Америка сближается с Австралией со скоростью 28 мм/год; Южная и Северная Америка в районе Карибского бассейна движутся навстречу друг другу - 8 мм/год; Тихоокеанская плита перемещается навстречу Южной Америке - 5 мм/год и т. д. Эти данные очень хорошо совпадают со скоростями движения литосферных плит, вычисленными по линейным магнитным аномалиям океанов. Спутниковые методы позволили достаточно убедительно показать, что крупные литосферные плиты перемещаются по поверхности Земли с довольно большой скоростью.

 

 

1.2. Складчатые деформации на  платформах и геосинклиналях

Всех побывавших в горах, всегда поражают пласт горных пород, смятые, как  листы бумаги в причудливые складчатые узоры. Не редко слои как будто "разрезаны" гигантским ножом, причем одна часть слоев смещается относительно другой. Каким же образом и под влиянием каких сил горные породы могут принимать столь причудливый облик? Можно ли наблюдать этот процесс и как быстро он происходит?

В большинстве случаев осадочные породы, образующиеся в океанах, морях, озерах, обладают первично горизонтальным или почти горизонтальным залеганием. Если мы видим, что слои залегают наклонно, или вертикально, или смяты в складки, т.е. их первичное  горизонтальное залегание изменено, обычно говорят, что слои подверглись действию сил, причина возникновения которых может быть разнообразна. Чаще всего имеют ввиду силы, приложенные к пластам горных пород либо вертикально, либо горизонтально. Такие силы называются поверхностными, так как они приложены к какой-то поверхности пласта горных пород - нижней или боковой.

Однако в природе кроме поверхностных важную роль играют и объемные силы. Горная порода, например, Каменная соль будучи легче окружающих горных пород, всплывает очень медленно, но в течении миллионов лет ее перемещение может исчисляться десятками и сотнями метров.

Когда мы говорим о складках и разрывах, то подразумеваем, что горные породы выведены из своего первичного залегания в результате деформаций, которые, в свою очередь, обусловлены действием сил на эти породы. Напряжения, возникающие в горных породах, могут вызвать изгибание пластов, а могут привести к их разрушению, разрыву. Все эти процессы изучает механика сплошной среды. Силы, прилагаемые к породе, могут относиться либо к поверхности какого-либо ее объема, например к кровле, или подошве пласта, тогда они называются поверхностными. Если же сила воздействует на определенный объем горной породы, она называется объемной. Все силы, действующие на горную породу, обладают не только величиной, но и определенным направлением. Причины деформаций могут быть различными: это и приложенная по какому-то направлению механическая сила; это и сила тяжести, наиболее универсальная из всех сил; это и влияние температуры; увеличение объема за счет пропитывания породы водой и др. Любая деформация в горных породах зависит от времени, а в геологических процессах оно может быть очень велико.

Под деформацией понимается изменение объема и формы тела. Деформации подразделяются на однородные и неоднородные (рис. 2). В первом случае величина деформации одинакова в каждом участке деформированного тела. Так, балка, будучи сжатой, изменит свою форму, но в каждом месте измененной балки деформация будет одинаковой. Во втором случае, если мы эту же балку начнем изгибать, то, очевидно, что ближе к ее верхней части будет наблюдаться растяжение, убывающее к центру, а в нижней половине балки будет происходить сжатие. Среди однородных деформаций выделяют сжатие - растяжение и сдвиг. Для сдвига необходимо действие двух противоположно направленных сил, или пары сил.

 

Рис. 2. Виды деформации твердого тела (по В.В. Белоусову): Однородные деформации: 1- сжатие, 2- простой сдвиг, 3- чистый сдвиг; неоднородная деформация: 4- изгиб; эллипсоид деформации: 5- первоначальная форма тела (шар), 6- после деформации шар превратился в эллипсоид. Оси эллипсоида - главные оси деформации

 

Деформации подразделяются на упругие и пластические. Упругая деформация характеризуется тем, что после снятия нагрузки тело вновь принимает исходную форму. Упругое тело всегда оказывает противодействие внешней приложенной силе, которая, будучи отнесенной, к какой-либо единице площади, называется напряжением. В деформируемом теле напряжение изменяется в разных его сечениях, поэтому мы говорим о поле напряжений данного тела, имея в виду все напряжения.  Характеризовать деформацию тела удобно, используя "эллипсоид деформации". Согласно теории упругости, три взаимно перпендикулярные оси отвечают главным осям напряжений в данном теле. При однородной деформации, а с ней и имеют дело в геологии, с главными осями напряжений совпадают главные оси деформаций. Именно с этими осями совпадают удлинение и сокращение тела. Наиболее обычный пример, иллюстрирующий сказанное - это сжатие шара. Первоначально в нем все оси одинаковы и равны диаметру шара, но при деформации шара, скажем его сжатии, он сплющивается и превращается в трехосный эллипсоид. Размеры осей этого эллипсоида и их отличия от первоначального диаметра шара соответствуют величине деформации по трем осям.

Полное напряжение, т.е. силу, приложенную к какой-либо площади, можно разложить на нормальное напряжение, ориентированное по нормали к площади, и тангенциальное, или касательное, действующее в плоскости выбранной площади. Зависимость упругой деформации от напряжения выражается законом Гука: , где - величина деформации, - напряжение, а Е - коэффициент пропорциональности, или модуль Юнга.  Пластической деформацией называют некоторую ее остаточную величину, которая сохраняется после снятия приложенной нагрузки. Во время упругой деформации она увеличивается прямо пропорционально напряжению, но при достижении некоторой величины, называемой пределом упругости, тело начинает пластически деформироваться, в то время как напряжение остается постоянным. Иногда пластическое состояние горной породы называют предельным состоянием, при котором она может деформироваться неограниченно. Важным понятием является вязкость, свойство, которое определяется тем, что частицы породы могут сопротивляться смещению и это сопротивление прямо пропорционально скорости смещения. Вязкость сильно зависит от температуры и давления, измеряется в Паскалях в секунду и для литосферы определяется как 1023 - 1024 Па.с, в то время как вязкость астеносферы на несколько порядков ниже.  Эти понятия из основ механики деформирования материалов широко используются, когда описывают деформацию горных пород, особенно их прочность, превышение предела которой ведет к разрушению породы. Существуют хрупкие и пластичные тела. Горные породы принадлежат в основном к хрупким телам, которые разрушаются, не испытав остаточных деформаций. Пластичные тела перед разрушением подвергаются пластическим деформациям. Представления о вязком и хрупком разрушении горных пород базируются на механизме разрыва сплошности. Вязкому разрушению предшествует длительное пластическое течение пород, а хрупкое обусловлено лавинообразным нарастанием трещиноватости. Горные породы могут разрушаться путем отрыва или путем скалывания, и благодаря тому, что они состоят из разнообразных по величине и форме зерен, в них развивается внутреннее трение, которое приводит к сосредоточению деформаций в локальных зонах, где и происходит разрушение горных пород, т.е. образование тектонического разрыва.

Растяжение горных пород чаще всего ведет к образованию хрупкого отрыва, в то время как сжатие - к вязкому скалыванию. В геологии важную роль играет время действия напряжений. При очень длительном воздействии последних горные породы могут разрушаться, хотя величина напряжений не очень велика. Крайняя медленность осуществления деформаций в природных условиях делает невозможным их воспроизведение путем эксперимента. Поэтому при моделировании тектонофизических процессов используют "теорию подобия", которая может учесть и время, и размеры тела. Проблемами, связанными с деформациями горных пород и полями напряжений, занимается тектонофизика, ветвь геотектоники.

 

СКЛАДЧАТЫЕ НАРУШЕНИЯ

Складкой называется изгиб слоя без разрыва его сплошности. В природе наблюдается большое разнообразие складок. Классифицировать их можно по разным признакам, но сначала следует остановиться на элементах единичной складки, часть которых может быть определена достаточно строго, а часть носит условный характер (рис.3). В складке выделяются: крылья-пласты, боковые части складки, располагающиеся по обе стороны перегиба или свода; ядро - внутренняя часть складки, ограниченная каким-либо пластом; угол при вершине складки - угол, образованный продолжением крыльев складки до их пересечения; замок, или свод,- перегиб пластов; осевая поверхность - поверхность, делящая угол при вершине складки пополам; шарнир - точка перегиба в замке, или своде складки; шарнирная линия - линия пересечения осевой поверхности с кровлей или подошвой пласта в замке или своде складки. Осевая линия, или ось - линия пересечения осевой поверхности складки с горизонтальной поверхностью. Гребень - высшая точка складки, не совпадающая с шарниром в случае наклонных или лежачих складок.

Рис.3. Основные элементы складки

 

Выделяются два основных типа складок: антиклинальная, в ядре которой залегают древние породы, и синклинальная, в ядре которой располагаются более молодые породы по сравнению с крыльями (рис.4). Эти определения не меняются даже в том случае, если складки оказываются перевернутыми или опрокинутыми. Если невозможно определить кровлю или подошву слоев, например, в глубоко метаморфизованных породах, для определения изгиба слоев используют термины: антиформа, если слои изогнуты вверх, и синформа, если они изогнуты вниз.

Рис. 4. Складки: 1- антиклинальная складка, 2- синклинальная складка, 3- периклинальное замыкание антиклинали (в плане), 4- центриклинальное замыкание синклинали (в плане).v