Контрольная работа по "Геологии"

1. Тепловое поле земли.

Источниками теплового поля Земли являются процессы, протекающие  в ее недрах, и тепловая энергия  Солнца. К внутренним источникам тепла относят радиогенное тепло, которое создается благодаря распаду рассеянных в горных породах изотопов урана, тория, калия и иных радиоактивных элементов, и тепло, обусловленное различными процессами, протекающими в Земле (гравитационной дифференциацией, плавлением, химическими реакциями с выделением или поглощением тепла, деформацией за счет приливов под действием Луны и Солнца и некоторыми другими). Тепловая энергия перечисленных источников, высвобождающаяся на земной поверхности в единицу времени, значительно выше энергии тектонических, сейсмических, гидротермальных процессов.

Внутреннее тепловое поле отличается высоким постоянством. Оно  не оказывает влияния на температуру  вблизи земной поверхности или климат, так как энергия, поступающая  на земную поверхность от Солнца, в 1000 больше, чем из недр. Вместе с тем  среднее тепловое воздействие Солнца не определяет теплового состояния  Земли и способно поддерживать постоянную температуру на поверхности Земли  около 0 С. Фактически же благодаря изменению  солнечной активности температура  приповерхностного слоя воздуха, а  с некоторым запаздыванием и  температура горных пород изменяются.

Суточные, сезонные, многолетние  и многовековые вариации солнечной  активности приводят к соответствующим  циклическим изменениям температур воздуха. Чем больше период цикличности, тем больше глубина их теплового  воздействия. Например, суточные колебания  температуры воздуха проявляются  в почвенном слое глубиной 1 - 1,5 м. Это связано с переносом солнечного теплового потока за счет молекулярной теплопроводности пород и конвекции  воздуха, паров воды, инфильтрирующихся  осадков и подземных вод. Сезонные (годовые) колебания вызывают изменения  температур на глубинах до 20 - 40 м. На таких  глубинах теплопередача осуществляется в основном за счет молекулярной теплопроводности, а также движения подземных вод. На глубинах 20 - 40 м располагается  нейтральный слой (или зона постоянных годовых температур). В нем температура  остается практически постоянной и  в каждом районе в среднем на 3,7 С выше среднегодовой температуры воздуха. Многовековые климатические изменения сказываются на вариациях температур сравнительно больших глубин. Например, похолодания и потепления в четвертичном периоде влияли на тепловой режим Земли до глубин 3 - 4 км.

Таким образом, если не учитывать  многовековых климатических изменений, то можно считать, что ниже зоны постоянных температур (на глубинах свыше 40 м) влиянием цикличности солнечной активности можно пренебречь, а температурный  режим пород определяется глубинным  потоком тепла и особенностями термических свойств пород.

 

2. Складки и их элементы и параметры.

Складками принято называть волнообразные изгибы плоскостных  текстур горных пород, а также  изгибы уплощённых или удлинённых геологических  тел, образующиеся при пластических деформациях. Складки могут быть образованы телами с первичной стратификацией, псевдостратифицированными телами интрузивных метаморфических и метасоматических пород, пластообразными нерасслоенными телами различного генезиса, тектоническими чешуями и пластинами. В зависимости от размера в профильном сечении выделяются: мегаскладки – размер складки (длина полуволны) 1000 м и более; макроскладки – 50-1000 м; мезоскладки – 0.1-50 м; микроскладки (малые и мелкие) – < 0.1 м. Складка, очерченная одной поверхностью, называется частной. А когда речь идёт о складке, образованной геологическими телами, её принято называть общей складкой.

Совокупность складок  составляет складчатость. Она является результатом пластических деформаций горных пород и развивается только в слоистых породах или породах  обладающих структурными плоскостными элементами. При отсутствии тех и  других, т.е. в однородной породе, пластические деформации реализуются в других формах, а не в складках.

Знания о складках и  о причинах складкообразования базируются:

● на очень большом эмпирическом материале о формах складчатых пластов, полученном многими поколениями  геологов (на изучении геометрии складчатых пластов и т.д.);

● на экспериментах, воспроизводящих складкообразование;

● на изучении взаимосвязи  складок с другими структурами, особенно с разрывами;

● на изучении взаимосвязи  складчатых поясов с другими главными тектоническими единицами земной коры;

● на изучении микроструктур, развитых в складчатых породах.

Складки могут образоваться как в результате проявления гипогенных, так и гипергенных процессов. В любом случае процесс образования складок сопровождается перемещением пород и смещением слоёв при изгибе вдоль поверхностей наслоения.

Среди складок выделяются элементарные типы складок – антиклинальные и синклинальные (рис. 3.1), нейтральные, а так же антиформы и синформы (рис.3.2).

Антиклинальными складками  или антиклиналями называются изгибы, в центральных частях которых  располагаются наиболее древние  породы относительно их краевых частей. Синклинальными складками или синклиналями называются изгибы, в которых центральные  части сложены более молодыми породами, чем их краевые части. Складки, в которых элементы залегания  осевой поверхности (ОП) и шарнира  совпадают, называются нейтральными. Это возможно: а) при вертикальном залегании пород, шарнира и ОП складки; б) при наклонном залегании пород в крыльях складки и горизонтальном – ОП и шарнира; в) при наклонном залегании пород и одинаково наклонном – ОП и шарнира. В сильно деформированных толщах, где невозможно определить кровлю и подошву слоёв, складки, обращенные выпуклостью вверх, называются антиформами, а обращённые выпуклостью вниз, – синформами (рис. 3.2).

 

 

Рис. 3.1. Антиклинальная (а) и  синклинальная (б) складки  

 

 

 

Рис. 3.2. Антиформы (а) и синформы (s) в пересечении с эрозионной поверхностью РР.

Элементы складки.

В складке выделяются следующие  элементы – замок или свод, крылья, осевая поверхность, осевая линия или  ось складки, шарнир складки, гребень  и киль, гребневая и килевая  поверхность, линия перегиба или  медианная линия, поверхность перегиба, ядро, замыкание .

 

Рис. 3.3. Элементы складок:

1-2 – замок антиклинали  (седло); 3-4 – замок синклинали (мульда); 5 – крылья;  1-6-2 – угол складки; 6-7 – биссектриса угла складки  или осевая линия; 8 – ось или  шарнир складки; 9 – гребень; 10 – киль.  

 

Рис. 3.4. Осевые элементы складок:

1 – ось или шарнир  складки; 2 – осевая поверхность; 3 – осевая линия.  

Замок или свод складки  – место перегиба слоёв, в котором  их поверхности, примыкающие к перегибу, образуют между собой угол или  более сложные фигуры

 

 

 

 

 

3. Типы ледников.

Различают ледники горно-долинные (так как они связаны с горным рельефом, занимая долины с характерным  корытообразным поперечным профилем, так называемые троги), покровные и шельфовые.

Горно-долинные ледники, среди  которых встречаются и висячие, и каровые (см. Кар), и переметные, распространены практически повсеместно, от Килиманджаров Африке и сверкающих гребней Анд в Южной Америке до вершин Гималаев, Гиндукуша, Памираи Тянь-Шаня. Крупнейший из горных ледников — Федченко ледник. В России наиболее крупные горные ледники сосредоточены на Кавказе. Однако их площадь редко превышает 30 км2, а длина 10 км.

К покровным ледникам можно  отнести ледниковый щит Антарктиды, если его рассматривать как единый покровный ледник. В пределах единого  покрова выделяют отдельные ледяные  потоки, направленные от центра материка к периферии. Крупнейший среди них  — ледник Бидмора (длина 200 км, ширина до 40 км). Значительно меньше по своим размерам покровные ледники Арктики.

Шельфовые ледники являются плавучим продолжением материковых  покровных ледников. Самый крупный  из них — Росса шельфовый ледник.

1. Образование ледников.

У ледников выделяют области  питания (аккумуляции) и абляции. В  первой из них снег превращается в  фирн, а затем в лед, и происходит увеличение массы льда, переносимого в область абляции, где эта  масса уменьшается в результате таяния, откалывания, испарения и  сдувания снега ветром. Размеры ледников весьма разнообразны. Если они имеют  площадь менее 0,1 км2, то называются малыми. Наиболее крупные могут достигать многих млн. км2. Например, ледниковый щит Антарктиды достигает почти 14 млн. км2, а его максимальная толщина превышает 4,7 км.

Косвенным показателем гигантских размеров ледников могут служить  крупные айсберги. Столкновение с  айсбергом стало причиной величайшей морской катастрофы 20 в. — гибели «Титаника». Наиболее крупные айсберги, имеющие длину 170 км и объем до 5 тыс. км3, встречаются близ Антарктиды.

Масса ледников изменяется во времени, главным образом в  связи с изменением климата. В  геологическом прошлом неоднократно бывали периоды, когда ледники занимали значительно большую площадь, чем сейчас.

 

 

 

 

4. Характеристика минералов класса самородных минералов. Обломочные осадочные породы.

Саморо́дные элеме́нты — класс единой кристаллохимической классификации минералов. Этот класс объединяет минералы, являющиеся по своему составу несвязанными в химические соединения элементами таблицы Д. И. Менделеева, образующиеся в природных условиях в ходе тех или иных геологических (а также космических) процессов.

Нахождение в природе.

В самородном состоянии в  природе известно около 45 химических элементов, но большинство из них  встречается очень редко. По подсчетам  В. И. Вернадского на долю самородных элементов, включая газы атмосферы, приходится не более 0,1% веса земной коры. Нахождение элементов в самородном виде связано со строением их атомов, имеющих устойчивые электронные  оболочки.

Графит — C

Типичны примеси различных  газов (СО2, СО, Н, СН4), иногда Н2О, битумов, также Si, Al, Mg, Ca и др. Название от греч. «графо» – «пишу».

Характерные признаки.

 Кристаллографически правильные выделения (шестиугольные таблички) крайне редки. Обычно тонкочешуйчатые агрегаты реже шестоватые и волокнистые массы, иногда радиально-лучистые звездчатые сростки. Цвет железо-черный до стально-серого. Черта черная, блестящая. Блеск металловидный, у скрытокристаллических разновидностей матовый. Спайность весьма совершенная, параллельно уплощению пластинок. Тв. 1. Жирен на ощупь. Пачкает руки и бумагу. Уд. вес 2,2. Хороший проводник электрического тока. Кислотоупорен.

Разновидность: шунгит — скрытокристаллический агрегат; уд. вес. 1,8—2,0.

Условия образования и  нахождения.

 Широко распространенный  минерал. Происхождение метаморфическое,  магматическое, также в пегматитах. Метаморфические месторождения  образуются за счет каменных  углей или битуминозных отложений,  подвергшихся воздействию высокой  температуры (например, при соприкосновении  с лавами или трапповыми интрузиями).

В качестве породообразующего  минерала встречается в метаморфических  сланцах и гнейсах со слюдами, полевыми шпатами, кварцем, кианитом и  др. Магматические месторождения  представлены скоплениями сплошных масс мономинерального графита. Здесь  он ассоциирует с магматическими минералами — микроклином, нефелином  и др. В пегматитах и кварцевых  жилах находки графита представляют обычно лишь минералогический интерес.

В СHГ имеется около 400 месторождений различных типов. Наиболее важны из них метаморфические: на Украине — Волынь, Киевщина, левый берег Буга, Криворожье и др.; в Приамурье — хр. Малый Хинган; в Сибири — Красноярский край (р. Курейка). Графит в магматических породах (сиенитах) известен в Вост. Саяне (Батагольское месторождение).

Диагностика.

 По цвету и низкой  твердости. При процессах выветривания  не изменяется. От сходного молибденита  отличается более темной окраской, отсутствием голубоватого оттенка и более слабым блеском.

Практическое значение. Применяется  для производства графитовых тиглей, необходимых для плавки цветных  металлов и некоторых специальных  сортов стали, изготовления электродов и щеток электромашин, как смазочный  материал, а также для изготовления красок, карандашей.

Алмаз — C

По химическому составу  чистому углероду соответствует  лишь бесцветный алмаз. Цвет обусловлен примесями Si, Mg, Са, Al, Fe, Ti и др. Название от греч. «непобедимый, непреодолимый».

Характерные признаки.

 Октаэдрические, реже ромбододекаэдрические, кубические или тетраэдрические кристаллы. Грани октаэдра либо гладкие и ровные, либо имеют углубления треугольной и шестиугольной формы. Нередко грани искривлены, покрыты параллельной или черепитчатой скульптурой; плоскости куба часто матовые и шероховатые. Особенно характерны кристаллы с выпуклыми гранями вплоть до шарообразных. Нередки сложные сростки неправильной формы.

Бесцветен и иногда совершенно прозрачен; часто минерал окрашен  в различные оттенки желтого, серого и бурого цветов, реже зеленого (дрезденский алмаз), красного и синего (флорентийский алмаз) и весьма редко  черного (савойский алмаз). В Якутии встречаются алмазы разных оттенков:сиреневого и фиолетового цвета.

Блеск сильный. Излом раковистый. Спайность ясная по октаэдру. По условной шкале—тв. 10. В действительности алмаз в 1000 раз тверже кварца и в 150 раз — корунда. Хрупок. Уд. вес 3,5. Весьма значительное светопреломление, неодинаковое для лучей с разной длиной волны обусловливает очень эффектную «игру цветов». Под действием солнечных лучей приобретает фосфоресцентные свойства.

Электричества не проводит, при трении о сукно электризуется. В кислороде воздуха сгорает, превращаясь в угольную массу. При  прокаливании в отсутствии воздуха переходит в графит.

Разновидности: баллас — шарообразные сростки радиально-лучистого и скорлуповатого сложения; карбонадо — разность, по цвету и сложению напоминающая кокс; борт — серые и черные непрозрачные зернистые сростки.

Условия образования и  нахождения.

 Редок, особенно в коренных месторождениях, несколько чаще встречается в россыпях. Происхождение магматическое (вероятно, в условиях весьма высоких температур и больших глубин), генетически связан с ультраосновными изверженными породами — перидотитами, кимберлитами и др. В коренных магматических месторождениях (кимберлитовых трубках) и в россыпях спутниками являются гранат (пироп), ильменит, графит, оливин, хромшпинелиды, магнетит, гематит и др. (Якутия; ЮАР). Нередко эти минералы присутствуют в виде включений в алмаз. В россыпях алмазы встречаются также на Урале, на Украине и в Сев. Казахстане (преимущественно очень мелкие).