Современная кристаллография и минералогия
Методическое пособие - Геодезия и Геология
Другие методички по предмету Геодезия и Геология
ература составляет лишь 230 С, а не 300 С, как это можно было предполагать по величине геотермического градиента.
Экваториальный радиус земного шара составляет 6378,245 км, а полярный - 6356,863 км. Таким образом, Земля сплюснута у полюсов. Давление в центральных зонах земного шара достигает 350 млн кПа.
О внутреннем строении земного шара мы судим по ряду объективных данных, имеющихся в распоряжении ученых. Так, средняя плотность земного шара, вычисленная по траектории его движения вокруг Солнца, равна 5,517 г/см3, в то время как плотность земной коры не превышает 2,4 - 2,9 г/см3. Сравнение этих величин дает основания предполагать, что к центральным зонам земного шара приурочены расплавленные или твердые массы очень высокой плотности.
Информацию о внутреннем строении земного шара дает глубинное бурение скважин, а также тщательное изучение падающих на поверхность Земли метеоритов, которые, по предположению, являются обломками одной из планет солнечной системы. Как известно, метеориты бывают железо-никелевые и железо-каменные, они содержат сульфиды. Очевидно, что эти составляющие входят и в состав различных зон земного шара.
Наконец, огромную информацию дают методы сейсмической разведки, с помощью которых оказывается возможным определение толщины и плотности зон, слагающих земной шар.
Внешняя сфера земного шара - земная кора - это силикатная оболочка земли толщиной до 70 - 80 км со средней плотностью 2,74 г/см3. Верхняя зона коры состоит из осадочных пород, образующихся при разрушении и переотложении продуктов разрушения нижележащих слоев, а также при отложении осадков на дно водоемов, морей и океанов. Этот слой относительно тонок, а местами отсутствует совсем. Под ним располагаются слой гранита - продукта кристаллизации кислой магмы, содержащей 65 - 75 % SiO2, и базальтовый слой, образующийся при кристаллизации более основной магмы (40 - 55 % SiO2). Под океанами земная кора тонка (4-8 км); на континентах она в 3 - 10 раз толще. В районе самых высоких гор (Памир, Гималаи) толщина земной коры достигает 70 - 80 км.
Большая часть земной коры находится в твердом состоянии. Нижняя граница этой геосферы называется поверхностью Мохоровичича, в честь открывшего ее в 1909 г. известного югославского ученого С. Мохоровичича. Ниже этой поверхности располагается мантия земли, суммарная толщина которой достигает 2830 - 2999 км.
Моря, океаны, реки и озера покрывают в наше время 71 % поверхности земли. Уровень океана в истории планеты неоднократно менялся. Установлено, что 400 - 500 млн. лет назад уровень океана был на 300 - 350 м выше современного. Около 200 млн. лет назад в триасовом периоде мезозойской эры этот уровень снизился. В настоящее время за счет таяния льдов Антарктиды и Гренландии уровень мирового океана ежегодно повышается на 2 мм.
Осадочные породы
Рис. 2.1 Структура земной коры под материками и океанами. Вертикальные и наклонные линии - разломы и трещины (рифты) в земной коре
В земной коре вода заполняет поры и трещины, пустоты, фильтруется в определенных направлениях на огромных участках коры. Кроме того, вода входит в состав гидратов в виде так называемой кристаллизационной воды. Наконец, водяные пары в большом количестве растворены в расплавленной магме.
Магмой называется природный, преимущественно силикатный расплав, находящийся в глубинах земного шара. Химический состав магмы меняется в широких пределах. Кроме SiO2, А12О3, СаО, МgО, Na2O, К2O, FeO и Fe2O3 магма содержит в своем составе много газов (в том числе и водяных паров), растворимость которых в силикатных расплавах при огромных давлениях, характерных для недр земного шара, велика. Кроме того, в общем случае в магме присутствуют и сульфиды. Процессы формирования магмы, происходящие на больших глубинах, недоступны прямому исследованию или наблюдению. Однако мы можем судить о ее свойствах и составе по продуктам кристаллизации магмы и по составу изливающейся из вулкана лавы, температура которой составляет обычно 1100 - 1300 С.
Генезис минералов в основном можно свести к следующим процессам:
Минералообразование, связанное с процессами остывания магмы. К этой группе относятся:
. Процессы интрузивные, происходящие в глубине земной коры. Застывание магмы происходит при условиях высокого давления и высокой температуры. Минеральные вещества - минералы и горные породы, образующиеся при этих процессах, обычно именуются также интрузивными, или глубинными. Вследствие медленности охлаждения минералы горных пород этого типа обладают кристаллическим строением и имеют в большинстве случаев равномерно-зернистый вид.
. Процессы эффузивные связаны с излиянием магматических масс в поверхностные части земной коры, где процессы застывания идут при относительно низкой температуре и обыкновенном атмосферном давлении. Минералы и горные породы этих процессов именуются эффузивными, или излившимися. Вследствие того, что эти процессы часто сопровождаются вулканическими извержениями, эффузивные породы нередко называют еще вулканическими. Характер структуры минеральных веществ при этом весьма разнообразен, большей частью эффузивные породы обладают или тонкокристаллическим сложением, или имеют вид аморфной массы.
Остывание магмы происходит при наличии весьма сложных физико-химических процессов, изучение которых связано со специальными курсами петрографии и геохимии. Вся совокупность относящихся сюда процессов объединяется общим выражением процессов дифференциации магмы, когда идет распад, или расщепление, ее на р