Современные представления о строении и составе Земли, ее образовании и возрасте

Степень выраженности контактового процесса зависит от состава внедряющейся магмы и окружающих горных пород. Массивы основных горных пород, образовавшихся из магмы, содержащей сравнительно небольшое количество летучих компонентов, обычно сопровождаются умеренным развитием контактовых явлений.

Рис. 11. Схема строения скарна:

1 – вмещающие горные породы (известняки); 2 – гранитная интрузия;

3 – эндоконтактная зона; 4 –  экзоконтактная зона; 5 – рудные тела

Кислая магма богата легкоподвижными компонентами, поэтому для массивов гранитов и гранодиоритов типичны хорошо развитые зоны контактового минералообразования.

Кварцсодержащие горные породы (песчаники, граниты и др.) при контактном воздействии изменяются сравнительно слабо. Глинистые породы на контактах изменяются главным образом под воздействием температуры. При этом происходит перестройка кристаллохимических структур глинистых силикатов в структуры силикатов типа андалузита, дистена, силлиманита, гранатов. Кварцево-силикатные породы, измененные контактовыми процессами, называются роговиками. Более сильному преобразованию подвергаются изверженные породы основного состава. Но особенно интенсивно преобразуются известняки и другие карбонатные породы.

Легкоподвижные компоненты, в виде газов и растворов поступающие из остывающего интрузивного массива, в результате взаимодействия с этими легко реагирующими породами образуют мощные метасоматические тела, которые носят название скарнов. Минералогический состав скарнов весьма своеобразен. Преобладающие минералы в них – кальциевые гранаты (обычно андрадит, реже гроссуляр), кальциевые пироксены (главным образом диопсид), эпидот; распространены также лучистые роговые обманки (актинолит, тремолит), кальцит, кварц, хлорит, магнетит, гематит, сульфиды и многие другие.

Иногда заметно зональное строение скарнов. В непосредственной близости от интрузивного тела скарны сложены наиболее высокотемпературными минералами (магнетитом, гематитом, андрадитом, диопсидом). Дальше от интрузива преобладают эпидот, лучистые амфиболы, хлориты, сульфиды. Для периферических участков типичны кварц, кальцит, иногда флюорит и барит.

По мнению Д.С.Коржинского, образование скарнов происходит в результате процесса биметасоматоза – диффузионного обмена инертных компонентов между известняками и изверженными породами под воздействием послемагматических растворов, богатых подвижными компонентами.

Со скарнами связаны многочисленные рудные месторождения меди, свинца и цинка, молибдена и вольфрама, кобальта и других металлов. Широкой известностью пользуются железорудные скарновые месторождения Урала – горы Магнитная, Благодать. Скарновым является также крупное молибденово-вольфрамовое месторождение Тырныауз на Северном Кавказе7.

3. Батиметрическая зональность дна Мирового океана. Особенности процессов осадкообразовании для каждой зоны

Одним из самых важных геологических процессов, которые наблюдаются в пределах Мирового океана, является накопление или аккумуляция осадков. Обломочный материал приносится с суши реками, ветром или образуется в результате абразионной деятельности самого моря. Однако кроме обломочного материала в морских бассейнах накапливаются хемогенные и биогенные осадки. Сложнейший процесс осадконакопления называют седиментацией, или седиментогенезом. Методика исследований морских осадков и отложений этого важнейшего раздела геологии позволяет на основе изучения состава и закономерностей распространения современных морских и океанских осадков восстанавливать физико-географические условия и палеогеографическую обстановку геологического Прошлого. По историко-геологическим и палеогеографическим данным территория современных материков неоднократно покрывалась эпиконтинентальными и окраинными морями, а на месте современных горных хребтов и горных массивов в геологическом прошлом существовали океанские просторы. В их пределах протекали интенсивные процессы аккумуляции осадков, которые впоследствии сохранились в виде толщ разнообразных осадочных пород.

Процесс осадкообразования в морях и океанах начинается с подготовки осадочного материала на просторах континентов, которые являются основными источниками сноса обломочного материала, т. е. областями преимущественной денудации. Подготовка материала к транспортировке в бассейны стока, каковыми являются моря и океаны, начинается с процессов выветривания, деятельности поверхностных и подземных вод, эоловых процессов, деятельности ледников и других геологических факторов. Следующим этапом формирования осадков является перенос или транспортировка обломочного и растворенного материала. При этом частичное отложение происходит на пути переноса обломочного материала.

По данным А. П.Лисицына, с континентов ежегодно в Мировой океан поступает 25,33 млрд т осадочного материала. В их число входят: твердый сток рек – 18,53 млрд т, сток растворенных веществ – 3,2 млрд т, ледниковый сток – 1,5 млрд т, эоловый материал, т.е. полученный в результате деятельности ветра, – 1,6 млрд т, материал, полученный в результате абразии берегов и дна, – 0,5 млрд т.

Как видно из приведенных данных, основными поставщиками осадочного материала в моря и океаны являются реки. При этом около 7 млрд т ежегодно поставляется реками преимущественно тропических областей. Это реки Ганг, Амазонка, Брахмапутра, Миссисипи, Хуанхэ, Янцзы и др. Примерно одинаковое количество обломочного материала разной величины приносится в моря и океаны ледниками и ветром.

Однако кроме обломочного материала в Мировой океан попадает и вулканогенный пирокластический материал, особенно пепел. Ориентировочно его поступает около 2 млрд т ежегодно. Вулканогенный материал поступает в Мировой океан в результате действия наземных и особенно подводных вулканов.

Важную роль в процессах седиментогенеза играют биогенные процессы. Живущие в морях и океанах организмы строят свои скелеты из растворенных солей, поступающих с суши и главным образом из СаС03 и кремнезема. Биогенный вклад в баланс осадочного материала в Мировом океане оценивается примерно в 1,7-1,8 млрд т ежегодно. Вместе с тем не надо забывать, что в Мировой океан поступает и космогенный материал в виде метеоритной пыли. Количество космогенного материала оценивается в 0,01-0,08 млрд т в год. Таким образом, суммарный баланс осадочного материала, поступающего разными путями в Мировой океан, ежегодно составляет около 30 млрд т8.

Генетические типы донных осадков Мирового океана. По происхождению и вещественному составу выделяют несколько типов морских осадков:

• терригенные, образовавшиеся за счет разрушения горных пород суши и сноса их в морские водоемы;
• хемогенные, осаждающиеся непосредственно из морских вод химическим путем;
• биогенные, или органогенные, возникшие на дне моря в результате скопления органических остатков;
• вулканогенные, образовавшиеся за счет продуктов извержения надводных и подводных вулканов;
• полигенные – осадки, возникшие в результате совместной деятельности вышеперечисленных процессов.

При формировании донных осадков в морских бассейнах существуют определенные закономерности в их распределении. На образование одних из них влияют глубины морских бассейнов и рельеф дна, на другие воздействуют гидродинамические обстановки (волнения, приливно-отливные явления, поверхностные, глубинные и донные течения), состав третьих определяется вещественным составом поступающего осадочного материала, накопление четвертых строго определяется биологической продуктивностью, а пятые связаны с деятельностью вулканов.

По данным морских геологов и океанологов состав и взаимоотношения донных осадков определяются:

• климатической зональностью;
• вертикальной зональностью, связанной с изменением глубины;
• циркумконтинентальной зональностью, вызванной удаленнно-стью от континента или крупных островных поднятий.

Каждая климатическая зона характеризуется как температурными условиями и темпом водообмена между атмосферой и океаном, так и формированием определенного состава осадков. Так, в условиях полярного (холодного) климата преобладают грубые ледниковые и айсберговые (акваморенные) отложения. В тропическом и экваториальном поясах, где на окружающей океаны и моря суше в условиях высоких температур и влажности протекают интенсивные процессы химического выветривания и реками выносится тонкий пелитовый (глинистый) материал, формируются глинистые, хемогенные и биогенные осадки. Распределение и главное – состав биогеных осадков на дне морей и океанов также в своем большинстве связаны с климатической зональностью.

Вертикальная зональность проявляется в изменении размера обломочного материала. По мере увеличения глубины и ослабления Подвижности вод размер материала уменьшается. В значительной степени вертикальная зональность обусловливает особенности карбонатных и иных биогенных осадков. В частности, карбонатные осадки могут распространяться только до определенных глубин. Ниже критической глубины, которая носит название глубины карбонатной компенсации, карбонатные осадки растворяются.

Циркумконтинентальная зональность определяет интенсивность поступления осадочного материала в различные части морского водоема, учитывая степень удаленности континента. Чем ближе континент и чем сложнее и выше его рельеф, тем большее количество обломочного вещества доставляется реками.

Терригенные осадки образуются из обломочного материала, в котором слагающие его зерна или обломки имеют разную величину. Этот материал приносится с континентов различными экзогенными факторами. Наиболее широко терригенные осадки распространены вдоль морских побережий, в пределах подводных окраин и на континентальном склоне, но присутствуют в том или ином количестве во всех Частях Мирового океана, даже в его центральных абиссальных частях.

При поступлении обломочного материала в Мировой океан происходит его механическая дифференциация, которая заключается в распределении обломочных частиц в соответствии с существующими гидродинамическими условиями, глубиной и расстоянием от суши. Она выражается в смене размерности осадков по крупности зерен от грубых песчано-гравийно-галечных до тонких песчано-гли-нистых и существенно глинистых.

В зависимости от размера выделяют:

• грубообломочные осадки или псефиты (от греч. «пс&фос» – камешек) – глыбы, валуны, галька, галечники, гравий;
• песчаные осадки или псаммиты (от греч. «псамос» – песок);
• алевритовые (от греч. «алевра» – пшеничная мука);
• глинистые осадки или пелиты (от греч. «пелос» – глина).

В зависимости от физико-географической обстановки, определяющей степень поступления и распределения осадочного материала и развития органической жизни, морские осадки принято делить на несколько групп:

• осадки прибрежные, или литоральные (от лат. «литоралис» – берег);
• осадки области шельфа, или сублиторальные; эту область также называют неритовой (по названию очень часто встречающегося в этой части моллюска Nerita);
• осадки материкового склона и его подножия, или батиальные (от греч. «батис» – глубина);
• осадки ложа Мирового океана, или абиссальные (от греч. «абис-сос» – бездна).

Достаточно часто наблюдается следующая картина распределения обломочных осадков. Грубообломочные осадки распространены в литоральной зоне, их сменяют в сублиторальной области песчаные и песчано-алевритовые осадки, затем следуют алевропелитовые в батиальной зоне, а самые тонкие пелитовые распространены в абиссальной. Однако такая схема является идеальной и действительное распределение морских осадков может существенноотличаться от нее. Распределение терригенных осадков зависит от гидродинамических условий подводного и наземного рельефа, климата, глубины. В местах распространения низменных побережий, небольшой глубины шельфа и весьма слабого гидродинамического режима в пределах пляжа вместо грубообломочных и песчаных осадков могут распространяться глинистые осадки, а песчаные осадки могут встречаться даже в батиальной области, т.е. на больших глубинах в местах действия сильных глубинных и придонных течений.

Довольно часто идеальная схема механической дифференциации осложняется многими факторами, среди которых главными являются:

• неровности рельефа в области шельфа;
• принос реками в различных климатических зонах неодинакового по составу и объему осадочного материала;
• действие морских течений и волнения моря;
• гравитационные подводные процессы – оползни и мутьевые потоки.

Крупные подводные оползни возникают периодически на материковом склоне, в результате чего в его нижней части и особенно в пределах материкового подножия возникают мощные оползневые тела с холмисто-западинным типом рельефа.

Мутьевые (суспензионные) потоки являются весьма мощным динамическим фактором подводного перемещения осадочного материала. Они слагаются разжиженными иловыми осадками, которые в силу слабого сцепления с дном на склонах подводных гор, хребтов и особенно материкового склона не удерживаются и устремляются вниз в виде придонных осадков. Скорость перемещения таких осадков тем больше, чем круче склон. Мутьевые потоки устремляются по подводным долинам и каньонам, которые в большом количестве прорезывают материковый склон, а местами и глубокую часть шельфа. По мере движения мутьевые потоки производят сильную донную и боковую эрозию, а там, где их скорость затухает, в выровненной части склона и у подножия материкового склона начинается аккумуляция переносимых ими осадков. Особенно интенсивно аккумулируется обломочный материал на материковом подножии. Осадки аккумулируются у подножия материкового склона и прилегающей части ложа Мирового океана в форме конусов выноса. Они представлены глубоководными тонкими пелитовыми или органогенными осадками. Это хорошо отсортированные алевритовые и слегка песчаные илы с характерной градационной слоистостью. В этом случае пласты слагаются тонкими чередующимися слоями. Как правило, внизу располагаются более крупные по размерности частицы, а вверху более тонкие. Отложения мутьевых потоков называют турбидитами. Такие осадки формируются в абиссальных частях Мирового океана и в глубоководных желобах9.