Эндогенные геологические процессы

1. Эндогенные геологические процессы

Под воздействием внутренних, или эндогенных, и внешних, или  экзогенных, сил земная кора испытывает постоянные изменения, которые называются геологическими процессами. Различают эндогенные (внутри рожденные и экзогенные (извне рожденные) процессы.

Эндогенные процессы определяются глубинными факторами. В результате на поверхности Земли образуются горные хребты и впадины, в земной коре возникают магматические очаги, происходят вулканические извержения и землетрясения. Эндогенные процессы характеризуются сложностью и большим разнообразием.

Экзогенные процессы развиваются  на поверхности Земли, их интенсивностью связана с активностью атмосферных явлений, деятельностью поверхностных и подземных вод, озер, ледников, морей и океанов.

Сформировавшийся под  воздействием эндогенных процессов  рельеф молодых горных областей подвергается действию экзогенных сил, направленное на сглаживание, выравнивание рельефа. Таким образом, эндогенные и экзогенные процессы развиваются одновременно, взаимосвязано и взаимообусловлено. В  этом проявляется диалектический закон единства и борьбы противоположностей в развитии земной коры.

К эндогенным процессам относят  тектонические движения, магматизм и метаморфизм. Все эндогенные процессы тесным образом взаимосвязаны. С одной стороны, тектонические процессы, сопровождающиеся разрывами сплошности земной коры, образованием глубинных разломов, способствуют подъему их недр земли активных интрателлурических – внутриземных растворов, которые, в свою очередь, являются непосредственной причиной метаморфизма и магматизма. С другой стороны, метаморфические и магматические процессы вызывают разуплотнение горных пород в земной коре, в восстановление последнего невозможно без участия тектонических движений.

Совокупность тектонических  движений и деформаций, под воздействием которых формируется геологические  структуры, называется тектоническими процессами, или тектогенезом.

Магматизмом называются явления, связанные с образованием в недрах Земли, изменением и перемещением к ее поверхности жидких силикатных расплавов-магмы. Вещество Земли на больших глубинах в силу господствующих там высоких давлений, несмотря на температуру 1300-1500⁰С и более (температура плавления самых тугосплавных горных пород на поверхности Земли составляют 1100-1350⁰С), находится в твердом состоянии. При нарушении физико-химического равновесия-в первую очередь в зонах глубинах разломов- в сторону снижения давления устремляются легкоподвижные продукты (газы, растворы) внутрипланетарной дифференциации вещества Земли. На уровне глубин с температурами, равными или превышающими температуры плавления, эти газы и растворы могут привести к расплавлению вещества.

Образовавшаяся магма  по тем же ослабленным зонам (глубинным  разломам) внедряется в земную кору, иногда достигая поверхности Земли  и извергаясь на ее поверхность. Соответственно различают интрузивный и эффузивный магматизм.

Интрузивный, или глубинный, магматизм-процессы внедрения и перемещения магмы в пределах земной коры, а эффузивный магматизм-процессы, сопровождающиеся извержением, извлечением магмы на поверхность Земли.

Горные породы, попадая  в результате тетонических движений в иную физико-химическую обстановку по сравнению с первоначальными условиями их формирования, испытывают многообразные минеральные преобразования, именуемые метомарфизмом. Различают два рода таких преобразований:

1. Собственно метаморфизм – перекристаллизация пород с образованием новых минералов, не сопровождающиеся существенным изменением химического состава исходных пород (не считая воды и углекислоты), например, превращение известника в мрамор, песчаника в кварцит и т.п.,
2. Метасоматизм-преобразование горных пород в результате привноса новых веществ, сопровождающиеся изменением химического состава исходных пород, например, образование рудных скарнов по известникам.

Основными факторами метаморфизма являются: температура, давление, воздействие  химически активных веществ (растворов  и газов).

В зависимости от количественного значения важнейших факторов метаморфизма – температуры и давления – продукты его разделяются на группы, именуемые фациями, систему которых разработал финский геолог П. Эскола. Суть системы заключается в том, что в метаморфические фации объединяются породы различного исходного состава, которые были  метаморфизованные в одинаковых физико-химических условиях.

Наиболее широко распространены метаморфические фации, выделяемые на основе систематически наблюдаемых, так называемых генотипических минеральные  ассоциаций:

1. зеленосланцевая ( а – серецит + хлорит + кварц, б – альбит + эпидот + кальцит);
2. эпидот – амфиболитовая (а – мусковит + ставролит + альмандин, б – амфибол + диопсид + андезин);
3. амфиболитовая ( а – биотит + силлиманит + кордиерит, б – амфибол + диопсид + андезин);
4. гранулитовая (а – кордиерит + ортоклаз + санидин, б – гиперстен + энстатит + лабрадор);
5. лавсонит-глаукофановая (а – цоизит + фенгит + кварц, б – глаукофан + лавсонит);
6. эклогитовая (а – кианит + парагонит + кварц, б – омфацит + пироп).

Первые четыре фации последовательно  характеризуют возрастание температуры  от 300 до 900⁰С в условиях умеренных давлений, 5 и 6 – то же при высоких давлениях.

По масштабам проявления и характеру источников энергии, обусловливающей минеральные преобразования, выделяют региональный и локальный  виды метаморфизма.

 

2. Геологическая работа ледников.

Передвигаясь, ледники производят огромную работу по разрушению горных пород, обработке (вспахиванию и  истиранию) поверхности, по которой  они движутся, и переносу разнообразного обломочного материала. Движению ледника  способствует появление воды в его  подошве, образующейся в результате снижения температуры таяния льда при  высоком давлении и выполняющей  роль смазки для ледяного массива.

 

Скорость движения ледника  зависит от многих факторов, главными из которых следует считать массу  льда и уклон поверхности, по которой он течет. При одинаковой массе ледника P (рис. 1) в зависимости от уклона ложа существенно меняются тангенциальная F_t и нормальная F_n составляющие, которые определяют скорость течения и силу давления на ложе.

Рис. 1. Зависимость скорости течения ледникового языка от уклона: а – при небольшом склоне, б – при значительном склоне. 1 – ледниковый язык, 2 – пленка воды в основании ледника, 3 – ложе ледников.

 

Кроме уклона скорость течения  ледника связана изменением климата, условий питания, извилистости ледникового  ложа.  Центральная часть ледника  движется значительно быстрее, чем  боковые части, которые испытывают большее трение о борта долины. Неравномерное движение ледниковой массы обуславливает образование  краевых или боковых трещин. В  теле ледника под действием боковых  напряжений образуются длинные параллельные трещины – кривассы. Другим видом нарушения тела ледника являются поперечные трещины, связанные с деформациями тела ледника при изменении ширины долины или с неровностями в рельефе ложа.

Работа ледника по разрушению и истиранию пород ложа называется ледниковой эрозией. Однако твердость  льда явно недостаточно для разрушения большинства горных пород. Ледниковая эрозия в значительной степени обусловлена обломками горных пород, взмершими в лед, которые и являются главным инструментом разрушения.

При движении льда образуются глубокие борозды, исцарапанные, исштрихованные валуны, выровненные, выположенные формы рельефа. Округлые ассиметричные блоки со следами ледниковой эрозии называются бараньими лбами, а их скопление образуют ландшафт курчавых скал. Долина, по которой движется ледниковый язык с взмершими в лед обломками пород, приобретает корытообразную форму с плоским дном и отвесными боковыми стенками. Такая сформированная языком ледника долина называется трогом. Завершается она некоторым повышением коренных скальных пород, ограничивающих движение ледника и называется ригелем. Обломочный материал, образующийся в результате деятельности ледников, получил название морены. Темноокрашенные обломки пород, образующие морену, хорошо нагреваются солнцем, способствуют плавлению льда и постепенно погружаются в него. Светлоокрашенные морены отображают солнечный свет и образуют грибообразные воздымающиеся над поверхностью льда формы. Поверхность ледника приобретает довольно сложный рельеф, обусловленные неравномерным нагревом и таянием отдельных его участков.

По своему состоянию морены подразделяются на движущиеся и неподвижные. Первые движутся вместе со льдом, а  вторые представляют собой обломочный материал, оставшийся на месте после  таяния ледника. Неподвижные морены подразделяются на конечные и основные. Неподвижная морена, образовавшаяся у нижней границы ледникового  языка, называется конечной.

Как правило, конечные морены ассимитричны. Край, обращенный к ледниковому телу, более крутой, чем внешний край конечной морены (рис. 2). Иногда они образуют сплошные моренные покровы, среди которых выделяют моренные валлы и холмы. При прерывистом отступании ледника может быть несколько конечных морен и каждая из них указывает на положение границы ледника в определенный период.

Рис. 2. Схема образования  конечной морены

 

Основная морена – это  отложения, оставшиеся после таяния ледника на всем протяжении троговой долины. В отличии от конечной морены основная морена образуется при постепенном непрерывном отступании ледника, когда граница ледникового языка не фиксируется надолго в определенном положении. Характерной особенностью отложений конечной и основной морен является отсутствие сортировки обломочного материала.

Среди движущихся морен различают  поверхностные, внутренние и донные (рис. 3).

Поверхностные морены делятся  на поверхностные боковые и поверхностные  серединные. Поверхностные боковые  морены обычно образованы обломками  горных пород, обрушившихся на поверхность  ледника со склонов троговой долины. При слиянии двух ледников из смежных долин боковые морены каждого ледника сливаются и дают начало поверхностной срединной морене.

Обломочный материал находящийся  на поверхности ледника, может проникнуть в трещины или быть перекрытыми  новыми порциями снега. Обломки горных пород, заключенные внутри тела ледника, образуют внутреннею морену, которая  также может быть либо внутренней срединной, либо внутренней боковой.

Обломки, взмершие в подошву ледника, составляют донную морену. Они не только усиливают эрозионную деятельность, но и создают специфические формы ледниковой эрозии: исштрихованные валуны и глубокие борозды в ложе ледника – ледниковые шрамы.

 

 

Рис. 3. Положение движущихся морен различных типов

 

Помимо морен, с деятельностью  ледников связаны флювиоглянциальные отложения. Это отложения водных потоков, образующихся три таяния ледников. Такие водные потоки, как правило, размывают морену и выносят ее за пределы различный обломочный материал. При этом вблизи  границы ледника откладывается грубообломочный материал, далее – более мелкий песчаный и затем глинистый. Таким образом, флювиогляциальные отложения в отличии от моренных характеризуются сравнительной отсторированностью и слоистостью и в этом отношении близки к речным. Однако по сравнению с ними флювиоглянциальные отложения намного хуже окатаны, так как являются составной частью перемытой морены и переносятся водным потоком на незначительные расстояния.

 

 

4. Пермский период и система. Стратиграфические подразделения. Флора и фауна. Основные руководящие ископаемые (дать зарисовки их).

Пермский период - последний геологический период палеозойской эры. Начался 298,9 ± 0,2 млн лет назад, закончился 252,2 ± 0,5 млн лет назад. Продолжался, таким образом, около 47 млн лет. Отложения этого периода подстилаются карбоновыми и перекрываются триасовыми.

В отличие от многих других геологических периодов, пермский период был выделен не на Британских островах, а в России. Отложения этого возраста отсутствуют в Англии, на это время приходится масштабное несогласие.

Пермский период выделен  в 1841 году британским геологом Родериком Мурчисоном в районе города Пермь. Сейчас эта тектоническая структура называется предуральским прогибом. Мурчисон также обнаружил её широкое распространение на Урале и Русской равнине.

Пермский период разделён на верхний и нижний отделы.

Существует несколько  вариантов подразделения пермской системы. В России более распространено подразделение по Восточноевропейской стратиграфической шкале. Соотношения между различными шкалами приведены в таблице 1.

Необходимо отметить, что приведенное  соотношение для китайской шкалы  лишь приблизительно. В частности, граница  между надъярусами чися и маокоу приходится где-то на середину мургабского яруса, а окончание Луодианьского яруса — на середину кубергандинского.

В соответствии с общей стратиграфической  шкалой принятой на конференции в  Казани в 2004 году, в пермской системе  российские геологи выделяют три отдела: нижний (Приуральский), средний (Биармийский) и верхний (Татарский). В состав нижнего (Приуральского) отдела снизу вверх вошли следующие ярусы: ассельский, сакмарский, артинский, кунгурский, уфимский, среднего (Биармийского): казанский, уржумский, верхнего (Татарского): северодвинский и вятский.

Из насекомых в перми существовали жуки, впервые появившиеся в этом периоде — 270 млн лет назад (все или почти все принадлежали к подотряду архостемат) и сетчатокрылые (все виды перешли в триас). Появляются ручейники и скорпионницы. В поздней перми последних насчитывалось 11 семейств, но в триас перешли только 4. В триас переходит единственное семейство ручейников. Существовали и те отряды, которых сейчас уже нет, например, так называемые титаноптеры, в числе самых первых из которых был дейнотитан, найденный в России.

Пермский период закончился пермско-триасовым вымиранием видов, самым масштабным из всех, какие только знала Земля. На границе с триасом исчезло около 90 % видов морских организмов (в том числе последние трилобиты) и 70 % наземных. Одно из объяснений этого вымирания сводится к падению крупного астероида, вызвавшего существенное изменение климата. Согласно другой (более распространённой версии) вымирание было вызвано глобальным усилением вулканической активности в связи с тем, что все материки соединились в один единый континент — Пангею.