">
Химия Неорганическая химия
Информация о работе

Тема: Общие сведения о минералах

Описание: Другие физические свойства: цвет, блеск, прозрачность; твердость, плотность, спайность, излом и др. свойства. Минералы - этанолы цвета. Классификации объединяют минеральные виды в классы или группы. Особенность китхойского вулканического комплекса.
Предмет: Химия.
Дисциплина: Неорганическая химия.
Тип: Лекции и учебные материалы
Дата: 22.08.2012 г.
Язык: Русский
Скачиваний: 3
Поднять уникальность

Похожие работы:

1 Общие сведения о минералах. Диагностические признаки. Классификация минералов.

На прошлой лекции мы рассмотрели одно из важнейших свойств минералов - кристаллическое строение, симметрию и способность к самоогранению.

Диагностические признаки.

В этой лекции рассмотрим другие физические свойства. К ним относятся: цвет, блеск, прозрачность; твердость, плотность, спайность, излом и др. свойства.

ЦВЕТ минерала определяется его способностью поглощать определенную часть светового спектра. Ферсман выделил 3 рода окрасок минералов по происхождению :

идиохроматическую (своя собственная),

аллохроматическую (алло - чужой),

псевдохроматическую (псевдо - ложный).

Идиохроматическая - в состав минерала входит элемент, дающий окраску- хромофор. Например, железо дает черную или бурую окраску, свинец- серый, медь- зеленый и т. д.

Аллохроматическая - окраска за счет элементов-примесей, изменяющих окраску минерала. Например, кварц бесцветный минерал, а его разновидности аметист, морион окрашены в фиолетовый или черный цвет за счет примесей атомов Fe .

Псевдохроматическа я - обусловлена включениями посторонних минералов. Например, минерал лабрадор обладает темным собственным цветом, но при рассмотрении его под разными углами наблюдается синяя окраска. Она обусловлена тонкими включениями минерала ильменита , который изменяет светопреломление.

Иногда на поверхности минерала появляется радужная окраска, называемая побежалостью - возникает за счет образования тонкой пленки окислов на его поверхности.

МИНЕРАЛЫ - ЭТАЛОНЫ ЦВЕТА

синий - азурит

бурый – лимонит

зеленый - малахит

свинцово-серый – молибденит

красный - киноварь

черный – магнетит

золотисто-желтый - золото

латунно-желтый - халькопирит

ЦВЕТ ЧЕРТЫ – цвет минерала в порошке. Часто цвет черты повторяет цвет минерала, но бывают и отклонения. Например, минералы магнетит и хромит имеют черный цвет, а их цвет в порошке или цвет черты отличаются: у магнетита черта черная, а у хромита - темно-бурая.

ПРОЗРАЧНОСТЬ – способность минерала пропускать свет. По этому признаку минералы разделяются на прозрачные, полупрозрачные и непрозрачные.

БЛЕСК – способность отражать падающий свет. По отражательной способности минералов блеск подразделяется на металлический и неметаллический. Металлический блеск имеют минералы с высокой отражательной способностью. Неметаллический блеск подразделяют на : стеклянный, жирный, перламутровый и т.д.

СПАЙНОСТЬ – способность минералов раскалываться под ударом с образованием ровных поверхностей параллельных граням, ребрам и др. кристаллографическим направлениям. Выделяют спайность :

- весьма совершенная (слюда, тальк),

- совершенная (кальцит, галит),

- средняя (полевые шпаты, роговая обманка),

- несовершенная (оливин, апатит),

- весьма несовершенная (золото, корунд).

ИЗЛОМ – вид поверхности при расколе минерала. Бывает – ровный , ступенчатый, раковистый, занозистый, землистый и т.д.

ПЛОТНОСТЬ – зависит от химического состава и структуры минерала. Все минералы по плотности подразделяются на: легкие (1-3 г/см 3 ), тяжелые (3,5-9 г/см 3 ), очень тяжелые (9-23 г/см3).

ТВЕРДОСТЬ – способность минерала сопротивляться механическому воздействию. Выделяют абсолютную и относительную твердости.

Абсолютную твердость определяют прибором, называемым склерометр в кг /мм 3 .

Относительная твердость определяется сравнительным путем. Для этого берут минерал с известной твердостью и воздействуют им или на него другим минералом. Существует эталонная шкала для определения относительной твердости минералов. Её разработал австрийский минералог Моос в 1824 г., поэтому названа его именем. В ней подобраны 10 минералов, которые располагаются в порядке возрастания твердости и номер эталонного образца в ней означает величину относительной твердости этого минерала.

МИНЕРАЛЫ ШКАЛЫ МООСА

1. Тальк Mg 3 [ Si 4 О10 ] (OH)2

6 . Ортоклаз К [ Al Si2 O8]

2 . Гипс Са SO 4 . 2H2 O

7. Кварц SiO2

3. Кальцит СаСО3

8. Топаз Al2 [ SiO4 ] (F,OH)2

4. Флюорит Са F2

9. Корунд Al2O3

5 . Апатит Ca5 [ PO4 ] 3 (F,OH)

10. Алмаз С

Когда нет под рукой эталонной шкалы, пользуются стеклом, гвоздем, стальным ножом или напильником, т.е. заменителями эталонных минералов.

Кроме перечисленных свойств, которые проявляются у всех минералов, существуют свойства присущие отдельным минералам или группе минералов. Их называют особые свойства и к ним относятся :

Магнитность - определяется по отклонению минералом стрелки компаса;

Люминесценция – любое излучение минералом света без накаливания. Выделяют: флюоресценцию - свечение минерала происходит при облучении ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами, фосфоресценцию - продолжение свечения минерала после прекращения облучения; люминесценция наблюдается у минералов, содержащих в кристаллической решетке примеси ионов. Так минерал шеелит светится бледно-голубым цветом за счет включений МОЛИБДЕНА.

Пьезо - и пироэлектрические. Пьезоэлектричество- это явление, когда под действием давления вдоль полярной оси кристалла на её концах концентрируются положительные и отрицательные заряды. Пироэлектричеств о- тоже явление (появление электрических зарядов) только под действием температуры при нагревании.

Реакция с соляной кислото й - происходит выделение углекислого газа, реакция хорошо наблюдается визуально.

Вкус и запах - некоторые минералы издают запах, при каком - либо воздействии на них (при ударе и т.п.), другие минералы - соленые или горько-соленые на вкус (каменная соль).

Радиоактивность - ею обладают минералы, содержащие радиоактивные элементы.

Все основные свойства проявляются (кроме особых) у каждого минерала. Часто разные по химическому составу минералы бывают внешне похожи по одному или нескольким свойствам. Например, по цвету, блеску, прозрачности минералы кварц и кальцит похожи и их трудно отличить по этим свойствам. Но по другим свойствам - твердости и спайности они резко отличаются друг от друга. Эти свойства для них являются диагностическими признаками . Таким образом, свойства минералов, по которым их можно определить или отличить друг от друга являются их диагностическими признаками.

Все свойства минералов изучают :

макроскопически, т.е. определяют свойства визуально;

с помощью лабораторных исследований с привлечением разнообразных приборов и анализаторов: так химический состав минерала устанавливается после проведения ряда химических или спектральных анализов для определения элементов, входящих в его состав;

строение кристаллической решетки определяют с помощью рентгеноструктурного анализа, основанного на отражении и дифракции рентгеновских лучей от кристаллографических плоскостей. В последнее время для изучения структуры минерала применяют электронный микроскоп;

оптические свойства минералов изучают под микроскопом.

Сейчас создано много приборов, которые позволяют сделать комплекс лабораторных исследований прямо в образце, содержащем исследуемый минерал, т.е. отпадает трудоемкая работа по извлечению минерала в чистом виде, без примесей другого минерала.

Изучение свойств минералов дало толчок экспериментальным исследованиям для получения минералов в лабораторных условиях. Такие исследования позволяют моделировать условия образования минералов, что представляет несомненный научный интерес. Практическое значение таких исследовани й- получение искусственных минералов для ювелирной промышленности, радиоэлектроники и др. отраслей.

О названиях минералов - многие пришли из древних времен:

- на основе физических свойств или химического состава (например - магнетит, никелин),

- по географическому месту открытия (ильменит - в Ильменских горах, арагонит - по испанской провинции);

- по имени великих ученых или деятелей – уваровит (мини стр пр освещения Уваров), шеелит (в честь ученого химика Шееле открывшего элемент W ).

Многие минералы, кроме основного, имеют одно или несколько других названий, называемых синонимами. Например, флюорит- плавиковый шпат, сфалерит- цинковая обманка и т.д.

Процессы минералообразования в природе происходят по законам физической химии и термодинамики. Главными факторами являются химический состав среды, температура и давление. Все они в процессе минералообразования изменяют свои параметры, т.е. являются величинами переменными. Изменение величины концентрации химических элементов, температуры и давления может протекать плавно и постепенно, или скачкообразно резко. При таких условиях минералы могут кристаллизоваться одновременно-последовательно друг за другом: оливин > пироксен > роговая обманка; или одновременно, например, при интенсивном испарении морской воды в лагунах образуются залежи солей, состоящие из минералов: галит > сильвин > карналит > гипс > сера. Такое совместное нахождение минералов, образовавшихся на определенной стадии процесса минералообразования называется ПАРАГЕНЕЗИС МИНЕРАЛОВ. А минералы, образовавшиеся совместно на какой - то определенной стадии минералообразования называются парагенетической ассоциацией. Знание парагенезисов минералов имеет большое научное и практическое значение. Так было теоретически и практически установлено, что в кимберлитовых трубках совместно с алмазами кристаллизуется минерал группы гранатов - ПИРОП. В Якутии по находкам пиропа были открыты месторождения алмазов.

Классификация минералов

Сейчас известно ~ 3000 минералов и каждый год их число увеличивается. Как ориентироваться в этом многочисленном и разнообразном мире минералов? Для этого ученые группируют или систематизируют их на основе каких-то признаков. То есть проводят классификацию. В минералогии были попытки создать классификацию на основе разных признаков: например по твердости, блеску или спайности; по условиям образования или генезису. Но есть минералы, которые могут образоваться совершенно в разных условиях. С середины прошлого столетия минералы стали классифицировать по химическому составу – по доминирующему аниону или анионной группе. Но только после появления рентгеноструктурного анализа и определения с его помощью внутреннего строения минералов стало возможным установить тесную связь между химическим составом минерала и его кристаллической решеткой. Это открытие положило начало принципу кристаллохимической классификации минералов. Впервые это сделали ученые Брэгг и Гольдшмидт для силикатов.

За основную единицу при такой классификации принят минеральный вид , обладающий определенной кристаллической структурой и определенным стабильным химическим составом. Минеральный вид может иметь разновидности. Под разновидностью понимают минералы одного вида, отличающиеся друг от друга по какому-то физическому признаку, например по цвету минерал кварц многочисленными разновидностями (черный – морион, прозрачный – горный хрусталь, фиолетовый – аметист).

В процессе минералообразования минералы одного минерального вида могут отличаться друг от друга внешним обликом – размерами кристаллов или формой. В этом случае каждый минерал одного минерального вида называют минеральный индивид.

Существующие классификации объединяют минеральные виды в классы или группы. Их количество у разных авторов колеблется, по мере усовершенствования классификации и получения новых данных о минеральных видах. Мы рассмотрим восемь классов : самородные карбонаты

сульфиды сульфаты

оксиды и гирооксиды фосфаты

галоиды силикаты

2 В табл. 5.11-5.13 представлены классификации горных пород по буримости для различных способов бурения.

В процессе обобщения опыта бурения различных пород, освоения новых способов бурения, изменения техники и технологии бурения классификации претерпевают определенные изменения и уточнения. Поэтому в ряде классификаций количественный показатель буримости отсутствует, а горные породы отнесены к той или другой группе по их петрографической характеристике.

Таблица 5.11. Классификация горных пород по буримости для механического вращательного бурения скважин

Подробнее...

Таблица 5.12. Классификация горных пород по буримости для механического ударно-канатного бурения

Подробнее...

Таблица 5.13. Классификация горных пород по буримости для шнекового бурения

Категория пород по буримостиГорные породыВремя чистого бурения 1 м, мин

IРастительный слой с небольшой примесью гальки и гравия (до 10%). Иловатые породы. Трепел. Рыхлые: лёсс, песок, супесь, суглинок.0,8

IIПесчано-глинистые породы с примесью до 10% мелкой гальки и гравия. Глины пластичные. Диатомит, сажи. Пески средней плотности.1,5

IIIПесчано-глинистые породы с примесью мелкой гальки, гравия и щебня (от 10 до 30%). Полутвердые супеси, глины и суглинки. Слежавшийся лесс. Рыхлые мергели. Мел слабый. Сухие пески. Уголь бурый.2,0

IVПесчано-глинистые породы со значительной (свыше 30%) примесью гальки, гравия и щебня. Твердые глины, суглинки и супеси. Каолин, гипс, ангидрит, фосфорит, опоки. Каменная соль, каменный уголь. Мел плотный. Пористый известняк-ракушечник. Мерзлые: песок, ил, торф, суглинок.4,1

VМерзлые глины весьма твердые. Глинистый песчаник, крупнозернистый песчаник с примесью галечника. Плотный ил и дресва с ледяными прослойками. Лед.7,2

VIМерзлые галечники с глинистыми или песчаными заполнителями. Твердые глины с включениями сидеритов й доломитов.12,7

Классификация горных пород по составу и механическим свойствам

Генетический тип пород

Группа пород по кислотности и щелочности

Порода

Механические свойства (средние данные)

Категория пород по буримости

Кабр

Рм

Магматические породы

Интрузивные

Ультраосновные

Перидотиты, пироксениты

14

1,1

27

VIII-IX

Абиссальные

Основные

Габбро-диориты

13

1,6

37,2

IX

Средние

Кварцевые диориты

12

1,7

37,2

X

Кислые

Гранодиориты, граниты

10

2,3

43,5

X

Сиениты

8

2

31,6

IX

С повышенной щелочностью

Сиенито-диориты

12

1,3

28,4

IX

Щелочные

Фойяиты-ийолиты

7,5

2,2

33

IX

Гипабис

сальные,

жильные

Основные

Габбро-диабазы

17

1,2

34,7

X

Кислые

Микрограниты

12

1,4

30,6

IX

Пегматиты

4,5

2,5

30

IX

Гранит-порфиры

13

1,5

34,9

IX-X

Щелочные

Мончикиты

15

1,4

36,6

X

Луявриты

6

2,3

28,9

IX

Сиенит-порфиры

14

1,3

30,3

IX

Эффузивные

Основные

Базальты и диабазы

19,4

1.1

35,3

IX

Средние

Андезиты

16,6

0,8

22,7

VIII-IX

Порфирита

17,5

0,8

23,6

VIII-IX

Кислые

Дациты

11,4

1,2

25

IX

Фельзиты

14,7

1,3

33,5

IX-X

Липариты

13,9

1,8

44,3

X

Кварцевые порфиры

14,8

1,7

44

X

Туфы кислых эффузивов

9,4

1,2

21,6

VIII

С повышенной

щелочностью

Кварцевые альбитофиры

9,8

1,3

24,2

IX

Осадочные породы

Обломочные

Аргиллиты

10

0,6

12,3

VII

Аргиллиты окремненные

9,7

1,4

25,8

IX

Алевролиты

12

0,5

10,9

VI-VII

Алевролиты окремненные

3,2

1,2

19,3

VIII

Сланцы глинистые

6,4

0,6

6,6

V-VI

Сланцы песчано-

глинистые

5,6

0,8

6,9

9,5

VI-VII

Сланцы песчаные

8,9

1,1

15,5

VII-VIII

Песчаники слабые

4,3

1,3

10,5

VI-VII

Песчаники

12,1

1,8

28,6

IX

Песчаники кварцевые

10,8

1,3

36,2

X

Конгломераты

13,2

0,6

30,7

IX

Глинистые

Сланцы глинистые

6,4

0,1

6,6

V-VI

Карбонатные

Мергели

4,6

1,2

III

Известняки

8,5

0,4

6,6

V-VI

Карбонатные

измененные

Доломиты

11,3

0,4

8,3

VI

Известняки окремненные

11,6

1,1

23,5

VIII-IX

Доломиты окремненные

20,3

1,2

40

X

Вулкано-генно-осадочные

Туффиты

23,7

1,1

41,6

X

Метаморфические породы

Контактово-метаморфические

Филлиты

8,2

0,9

14,5

VII

Роговики

14,3

2,3

58

X

Роговики биотитовые

33,1

1,9

93,4

XII

Мрамор

6,5

0,4

5,4

VI

Мрамор скарнированный

11

0,8

16,3

VII-VIII

Скарны гранит-пироксеновые

17,2

1,5

43,8

X

Скарны рудные

15,3

1,4

37,2

IX

Кварциты

11,5

2,2

46,6

X

Кварциты вторичные

24,6

2,3

89,7

XII

Регионально метаморфические

Гнейсы

8,2

1,8

29,1

VIII-IX

Сланцы кристаллические

7,5

1,1

16,5

VII-VIII

Амфиболиты

30

0,9

41

IX-X

Железистые кварциты

26,6

1,9

75,8

XI

Джеспилиты

25

2,6

102,2

XII

I. Класс магматических горных пород

План описания горной породы

Общий облик (цвет, видимая моно- или полиминеральность);

Текстура;

Структура;

Минеральный состав (даже в случае неуверенности необходимо eгo называть, сопровождая указаниями: "по-видимому", "вероятно" и т.д. Минералы и компоненты оцениваются и количественно, в процентах, хотя бы ориентировочных: 20-30% и т.п.);

физические свойства (вес, если он заметно отличается от обычного, магнитность, размокаемость в воде, прочие признаки, которые почему-либо важны или характерны, но не вошли в другие пункты)

вторичные изменения (выветрелость, ожелезненность, окисленность, трещиноватость и т.д.);

Генезис

Название породы (может быть однословным, например "кремень", "амфиболит", а лучше - более полным, когда к существительному прибавляется одно или ряд прилагательных, отражающих главные, наиболее характерные свойства породы;

А. Подкласс интрузивных пород.

Гранит, диорит, габбро и т.д.

Б. Подкласс эффузивных пород.

Риолит, обсидиан, базальт, пемза, игнимбрит и т.д.

В. Подкласс пирокластических горных пород.

Вулканический туф.

II. Класс осадочных горных пород

А. Подклассы обломочных (терригенных) и глинистых пород.

Группа грубообломочных пород: брекчия, конгломерат, щебень, дресва, галечник, гравий, гравелит.

Группа песчаных пород: песок, песчаник.

Группа алевритовых пород: алеврит, алевролит, лесс.

Подкласс глинистых пород: глина, аргиллит.

Несортированные песчано-алеврито-глинистые породы: суглинок, супесь.

Б. Подклассы биогенных и хемогенных пород.

Группа карбонатных пород: известняки, мел, мергель, травертин, доломит.

Группа кремнистых пород: диатомит, трепел, опока, яшма.

Группа фосфатных пород: фосфорит.

Группа эвапоритов: гипс, ангидрит, каменная соль.

Группа пород кор выветривания: лимонит, боксит.

Группа каустобиолитов: торф, бурый и каменный уголь.

III. Класс метаморфических горных пород

А. Подкласс пород регионального метаморфизма

Глинистые сланцы, слюдистые сланцы, гнейс, мрамор, кварцит.

Б. Подкласс пород локального метаморфизма

Контактовые породы: Скарны, грейзены, роговики и т.д.

Динамометаморфические породы: катаклазиты, милониты и т.д.

Импактные породы: импактиты и т.д.

Наверх

Каким бы детальным и точным не было бы изучение породы в шлифе..., оно не может заменить изучение ее в образце, ибо только последнее дает представление о породе в целом (включая ее крепость, пористость, цвет и т.д.), к тому же оно получается на основании изучения большого объема породы. Микроскопическое изучение естественно дополняет и углубляет визуальное. Это особенно относится к изучению состава пород и структуры, которые в мелкозернистых, скрытозернистых или некристаллических породах визуально определяются лишь предположительно, а в шлифах большей частью устанавливаются сравнительно просто.

Минералы и горные породы

Горными породами называются закономерные устойчивые ассоциации минералов и иных веществ (вулканического стекла, органического в-ва), слагающие большие объемы земной коры. По минеральному составу выделяются мономинеральные и полиминеральные породы, т.е. состоящие преимущественно из одного минерала (известняки, кварциты) или из нескольих (граниты, гнейсы)

Главные, породообразующие минералы составляют основную часть пород. Количество каждого из главных минералов должно быть более 5%, их присутствие определяет тип горной породы. Так, например, в граните породобразующими минералами являются полевые шпаты, кварц и биотит.

По химическому составу они разделяются на мафические — темноцветные, содержащие много магния и железа, и сиалические - светлые, содержащие много кремния и алюминия. К группе темноцветных относятся оливины, пироксены, амфиболы и слюды; к группе сиалических (светлых) — плагиоклазы, калиевые полевые шпаты, кварц, фельдшпатоиды (нефелин).

Если количество минерала в породе состявляет менее 5%, он относится к второстепенным. Их присутствие не отражается на общем названии породы.

Акцессорные минералы (лат. дополнительный) - редкие минералы. Они находятся в количествах менее 1—5%, но часто составляют характерные для пород примеси (например, хромит для ультрамафитов, монацит для гранитов, эвдиалит для нефелиновых сиенитов).

Кроме породообразующих и второстепенных минералов в магматических породах иногда присутствуют ксеногенные (чуждые), или случайные, минералы. Они попадают в горные породы извне и не связаны с процессом кристаллизации магматического расплава.

Структура и текстура горных пород

Строение пород как понятие охватывает много важных и самостоятельных сторон, которые получили свои названия - термины: структура, текстура и укладка (или упаковка). Нередко все вместе они обозначаются как структура, тогда это синоним термина "строение". Такое нерасчлененное понятие характерно для французской геологии, а в России оно использовалось Ф.Ю. Левинсон-Лессинroм и eгo школой. Однако большинство геолоroв всех стран вслед за Розенбушем и Заварицким в понятии "строение" различают структуру и текстуру, хотя оба эти термина в переводе на русский язык означают одно - строение. Поэтому им приданы разные значения, а в американской и вообще в англоязычной литературе понимают их противоположно тому, как это принято в большинстве других стран: текстуру они называют структурой, а структуру - текстурой, например "косослоистая структура" и "грубозернистая текстура". [Фролов, 1992] Кроме того, англичане применяют для обозначения структуры также термин fabric (сооружение). [Лодочников, 1956]

Структура и текстура являются главнейшими признаками пород, характеризующими их происхождение. Породы различного происхождения имеют обыкновенно различные структуры и текстуры.

Под структурой понимают размеры и форму слагающих породу зерен минералов, стекла и т.д. (крупнокристаллическая, органогенная). Структура отражает строение минерального агрегата, характеризуемое:

а) степенью кристалличности,

б) абсолютной величиной входящих в агрегат элементов (минералов в нашем случае),

в) относительной величиной минералов,

г) формой минералов,

д) степенью огранки минералов, зависящей от взаимного влияния входящих в агрегат элементов и от способности приобретать в разных условиях более или менее правильную огранку.

Структура - это та сторона строения, которая выражает зернистость породы и определяется ею, т.е. это размер, форма и взаимоотношение зерен, а текстура - та сторона строения, которая выражается расположением зерен и определяется им, т.е. это слоистое или неслоистое расположение зерен (текстура в узком смысле слова) и степень сближенности, или сгруженности, зерен (укладка, или упаковка, зерен). В последнее время укладку зерен начинают рассматривать как самостоятельную, третью сторону строения, так как нередки породы с одной текстурой (например, слоистой и неслоистой), но разные по укладке: плотной или рыхлой, с удаленными друг от друга зернами. А это важно различать в нефтяной, инженерной геологии и гидрогеологии.

Под текстурой понимают взаимоотношения частей породы между собой (слоистость, упорядоченность или хаотичность). Текстура есть сложение минерального агрегата, обусловленное способом заполнения им пространства. Одной из наиболее распротраненных текстур является массивная, она же однородная, хаотичная, изотропная.

Распределение окраски по объему породы (равномерное или неравномерное) подчеркивает, а иногда и выявляет скрытую текстуру, например слоистость. Отмечаются пятнистость, полосчатость, ритмичность (кольца Лизеганга, "зебровые" породы). Надо определять и причину окраски, даже в предположительной форме.

Не всегда структуры выражены достаточно ясно, чтобы во всех случаях можно было сказать, что данная структура не гранитная, а бластогранитная, и тем самым определенно решить вопрос о происхождении породы. Иногда даже встречаются затруднения в том, к каким признакам, структурным или текстурным, отнести наблюдаемые явления. Так, например, центрическое расположение минералов шаровидно-округлыми слоями друг около друга представляют собой текстурный признак — это есть известное расположение минералов в пространстве. Между тем иногда такое расположение обусловлено тем же, чем генетически определяются структурные особенности породы, т.е. известным порядком кристаллизации минералов: мы видели, что при кристаллизации с последующим превращением: вначале выделившийся минерал, превращаясь в другой, должен облекаться этим последним, что в действительности и наблюдается достаточно часто. Поэтому говорят как о центрических структурах, так иногда и о текстурах (венчиковые, друзитовые). Такое же центрическое расположение может быть обусловлено только стыком определенных минералов друг с другом и вторичными процессами, протекающими только в этих стыках — келифитовые текстуры изверженных и метаморфических пород. Поэтому одни исследователи вовсе не различают структуру от текстуры, называя и то и другое структурой, другие — и это нельзя считать правильным ни с какой точки зрения — текстурой называют макроструктуру. [Лодочников, 1956]

3 Экзогенные процессы

геологические процессы, обусловленные внешними по отношению к Земле источниками энергии (преимущественно солнечное излучение) в сочетании с силой тяжести. Э. п. протекают на поверхности и в приповерхностной зоне земной коры в форме механического и физико-химического её взаимодействия с гидросферой и атмосферой. К ним относятся: Выветривание, геологическая деятельность ветра (эоловые процессы, Дефляция), проточных поверхностных и подземных вод (Эрозия, Денудация), озёр и болот, вод морей и океанов (Абразия), ледников (Экзарация). Главные формы проявления Э. п. на поверхности Земли: разрушение горных пород и химическое преобразование слагающих их минералов (физическое, химическое, органическое выветривание); удаление и перенос разрыхлённых и растворимых продуктов разрушения горных пород водой, ветром и ледниками; отложение (аккумуляция) этих продуктов в виде осадков на суше или на дне водных бассейнов и постепенное их преобразование в осадочные горные породы (Седиментогенез, Диагенез, Катагенез). Э. п. в сочетании с эндогенными процессами участвуют в формировании рельефа Земли, в образовании толщ осадочных горных пород и связанных с ними месторождений полезных ископаемых. Так, например, в условиях проявления специфических процессов выветривания и осадконакопления образуются руды алюминия (бокситы), железа, никеля и др.; в результате селективного отложения минералов водными потоками формируются россыпи золота и алмазов; в условиях, благоприятствующих накоплению органические вещества и обогащенных им толщ осадочных горных пород, возникают горючие полезные ископаемые.

Лит.: Якушова А. Ф., Динамическая геология, М., 1970; Горшков Г. П., Якушова А. Ф., Общая геология, М., 3 изд., 1973; Общая геология, М., 1974.

Г. П. Горшков, Е. В. Шанцер.

Введение

Общие сведения о рельефе

Генезис рельефа

Возраст рельефа

Факторы рельефообразования

Свойства горных пород и их роль в рельефообразовании

Рельеф и геологические структуры

Рельеф и климат

Эндогенные процессы и рельеф

Землетрясение как фактор эндогенного рельефообразования

Экзогенные процессы и рельеф

Выветривание как экзогенный процесс рельефообразования

Заключение

Список используемой литературы и источников

Введение

Рельеф земной поверхности - одно из важнейших условий обитания человека, его хозяйственной деятельности. Сведения о рельефе накапливались с ранних этапов возникновения и развития человеческого общества.

Общие сведения о рельефе

Рельеф земной поверхности, являющийся объектом изучения геоморфологии, представляет собой совокупность геометрических форм этой поверхности, образующихся в результате сложного взаимодействия земной коры с водной, воздушной и биологической оболочками нашей планеты.

Рельеф любого участка земной поверхности слагается из чередующихся между собой отдельных форм рельефа, каждая из которых состоит из элементов рельефа. По геометрическим признакам выделяются следующие элементы рельефа: грани, или поверхности, ребра (пересечение двух граней) и гранные углы (пересечение трех или более граней).

В природной обстановке наиболее легко выделяются поверхности, ограничивающие ту или иную форму рельефа. Им характерны разные размеры и наклон по отношению к горизонтальной плоскости (уровню моря). По величине наклона их целесообразно разделить на субгоризонтальные поверхности (с углами наклона до 2*) и склоны ( углы наклона 2* и более).

Ребра и особенно гранные углы сохраняют свою геометрическую четкость лишь при определенных условиях. В большинстве случаев под воздействием ряда агентов они теряют морфологическую выраженность и превращаются в округлые сглаженные поверхности. Следствием этого являются часто наблюдаемые плавные переходы (перегибы склонов) как между гранями одной формы, так и смежными формами рельефа.

Формы рельефа могут быть замкнутыми (моренный холм, моренная западина) или открытыми (овраг, балка), простыми или сложными, положительными или отрицательными.

Простые формы обычно невелики по размерам, имеют более или менее правильные геометрические очертания, состоят из элементов рельефа. Сложные формы - это комбинация простых форм. Выделение положительных и отрицательных форм рельефа не вызывает затруднений при сопоставлении соседних простых или относительно простых форм рельефа. Так, балки являются отрицательными формами по отношению к разделяющим их межбалочным пространствам. Это справедливо, например, для Среднерусской возвышенности и расположенной к востоку от нее Окско-Донской равнины. Но если взять всю Среднерусскую возвышенность как форму рельефа в целом, то она вместе с расчленяющими ее отрицательными формами (балками, оврагами, долинами рек) будет выступать как положительная форма рельефа по отношению к Окско-Донской равнине. Понятие «положительные и отрицательные формы рельефа» еще более усложняется при переходе к сопоставлению форм рельефа более высокого таксономического ранга.

Среди форм рельефа, сформированных экзогенными агентами, различают аккумулятивные, образовавшиеся за счет накопления материала, и денудационные (выработанные) формы рельефа, сформировавшиеся за счет выноса материала. Сочетания форм рельефа, обладающих сходным обликом, строением, происхождением и закономерно повторяющихся на определенной территории называют генетическими формами рельефа. Существуют множество типов: холмисто-западинный рельеф ледникового происхождения, долинно-балочный эрозионно-денудационного происхождения и др.

В зависимости от размеров выделяют различные формы рельефа: 1) планетарные; 2) мегаформы; 3) макроформы; 4) мезоформы; 5) микроформы и 6) наноформы.

Планетарные формы занимают площади в сотни тысяч и миллионы квадратных километров. К планетарным формам рельефа относятся: 1) материки, 2) геосинклинальные пояса (переходные зоны), 3) ложе океана, 4) срединно-океанические хребты.

Материки (континенты) - крупнейшие положительные формы рельефа Земли. Большая часть их представляет собой сушу, хотя часть материков находится под водами Мирового океана. Важнейшая особенность материков - сложение земной корой материкового типа.

Ложе океана - основная часть дня Мирового океана, лежащая, как правило, на глубине не более 3 км. и характеризующаяся распространением земной коры океанического типа.

Современные геосинклинальные пояса располагаются на границе между материками и океанами, хотя и не везде.

Срединно-океанические хребты представляют собой крупнейшую горную систему, проходящую через все океаны и существенно отличающуюся от ложа океана строением земной коры.

Мегаформы занимают площади в сотни или десятки тысяч квадратных километров. К ним относятся горные пояса и равнинные страны в пределах материков. Примером мегаформ могут служить впадины Мексиканского залива и Карибского моря, горные системы Альп и Кавказа, Западно-Сибирская равнина и Среднесибирское плоскогорье.

Макроформы являются составными частями мегаформ. Площади, занимаемые ими, измеряются сотнями или тысячами (реже десятками тысяч) квадратных километров. К макроформам относятся отдельные хребты и впадины какой-либо горной страны: например, Главный Кавказский хребет, Куринская низменность.

Мезоформы измеряются обычно несколькими квадратными километрами или десятками квадратных километров. Примером таких форм являются овраги, балки, долины рек, крупные аккумулятивные формы типа барханных цепей или мореных гряд.

Микроформы - это неровности, являющиеся деталями более крупных форм. Таковы, например, карстовые воронки, эрозионные рытвины, береговые валы.

Формами нанорельефа (от греч. nanos - карлик) называют очень мелкие неровности, осложняющие поверхность макро-, мезо- и микроформ. Таковы, например, луговые кочки, сурчины, мелкие эрозионные бороздки, знаки ряби на морском дне и на поверхности эоловых форм рельефа.

Деление форм рельефа по их размерам в значительной степени условно, так как в природе нет четких границ между указанными выше градациями. Однако, несмотря на эту условность, различия в масштабе форм рельефа несут определенную генетическую информацию.

Генезис рельефа

Главным исходным положением современной геоморфологии является аксиома: рельеф формируется и развивается в результате взаимодействия эндогенных и экзогенных сил и процессов. Этот тезис является одновременно наиболее общим определением генезиса рельефа Земли вообще, но он безусловно остается слишком общим и должен быть детализирован при рассмотрении конкретных форм или комплексов форм рельефа.

Как говорилось выше, наиболее крупные формы рельефа - планетарные, мега- и макроформы, а в некоторых случаях и мезоформы - имеют эндогенное происхождение, а более мелкие - экзогенное. Эндогенные и экзогенные процессы формирования рельефа взаимосвязаны. Экзогенные процессы в ходе своей деятельности либо усложняют, либо упрощают рельеф эндогенного происхождения. В одних случаях экзогенные агенты, усложняя эндогенных рельеф, вырабатывают более мелкие мезо- и микроформы, в других - срезают неровности, созданные эндогенными процессами, в третьих - происходит погребение или усложнение эндогенного рельефа за счет образования различных аккумулятивных форм. Характер воздействия экзогенных агентов на рельеф эндогенного происхождения в значительной мере определяется тенденцией развития рельефа, т.е. тем, являются ли господствующими восходящие (положительные) или нисходящие (отрицательные) движения земной коры.

Генезис рельефа определяется преимущественно в ходе полевых наблюдений, на основе которых устанавливаются характерные черты, свойственные различным генетическим типам рельефа, признаки выработанных или аккумулятивных форм рельефа.

Возраст рельефа

Важной задачей геоморфологии наряду с изучением морфографии, морфометрии и генезиса является выяснение возраста рельефа. Как известно, в геологии возраст пород представляет одну из важнейших геологических характеристик, и, по существу, он составляет основное содержание общих геологических карт.

В геоморфологии определение возраста - задача более сложная, так как геологические методы применимы лишь для аккумулятивных форм рельефа и не могут быть использованы для определения возраста выработанного (денудационного) рельефа.

Различают два вида возраста рельефа:

Относительный - это определение стадии его развития по комплексу характерных морфологических и динамических признаков.

Абсолютный возраст рельефа. В последние десятилетия благодаря развитию радиоизотопных методов исследования широко применяется определение возраста отложений и форм рельефа в абсолютных единицах, т.е. в годах. Для этого необходимо знать период полураспада того или иного радиоизотопа; затем определяют соотношение его количества в отложениях с производным. Это достаточно надежный способ определения абсолютного рельефа.

Факторы рельефообразования

Как указывалось выше, исходным положением современной геоморфологии является представление о том, что рельеф формируется в результате взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов. Кроме того, существует ряд факторов, которые непосредственно не участвуют в формировании рельефа, но влияют на его образование, определяя «набор» рельефообразующих процессов, степень интенсивности и пространственную локализацию воздействия тех или иных процессов. К числу таких факторов относятся вещественный состав пород, слагающих земную кору, геологические структуры, созданные тектоническими движениями, климатические условия, биота и, в определенной степени, сам рельеф. Рассмотрим эти факторы.

Свойства горных пород и их роль в рельефообразовании

В формировании рельефа большое морфологическое значение имеет такое свойство горных пород как растворимость. В местах широкого развития этих пород формируются особые морфологические комплексы, обусловленные так называемыми карстовыми процессами.

В рельефе находит отражение и такое свойство горных пород, как просадочность. Этим свойством, выражающимся в уменьшении объема породы при ее намокании, лессы и лёссовидные суглинки. В результате просадки в областях распространения этих пород обычно образуются неглубокие отрицательные формы рельефа.

В конечном счете совокупность физических и химических свойств горных пород приводит к тому, что устойчивые породы образуют, как правило, положительные формы рельефа, менее стойкие - отрицательные.

Рельеф и геологические структуры

Горные породы с характерными для них свойствами находятся в земной коре в разнообразных условиях залегания и в различных соотношениях друг с другом, определяя геологическую структуру того или иного или иного участка литосферы. Благодаря избирательной (селективной) денудации, обусловленной свойствами горных пород, под воздействием экзогенных процессов происходит препарирование геологических структур. В результате возникают формы рельефа, облик которых в значительной мере определен структурами. Такие формы рельефа называются структурными. Таким образом, свойства горных пород, их различная устойчивость по отношению к воздействию внешних сил находят отражение в рельефе через геологические структуры. В этом и заключается роль геологических структур как одного из важнейших факторов формирования рельефа.

Рельеф и климат

Климат - один из важнейших факторов рельефообразования. Взаимоотношения между климатом и рельефом разнообразны. Климат обусловливает характер и интенсивность процессов выветривания, он же определяет в значительной мере характер денудации, так как от него зависят «набор» и степень интенсивности действующих экзогенных сил. Поэтому в разных климатических условиях возникают разные, часто специфические формы рельефа. Различия в формах наблюдается даже в том случае, когда внешние силы воздействуют на однородные геологические структуры, сложенные литологическими сходными горными породами. Климат влияет на процессы рельефообразования как непосредственно, так и опосредственно, через другие компоненты живой природы: гидросферу, почвенно-растительный покров и др.

1 2 3 4 5 6