Озера, болота и их геологическая роль

Строение зк.

В первые годы изучения земной коры пашей планеты было принято выделять два основных типа земной коры — континентальный и океанский. По мере поступления нового материала появилась возможность выделить еще два подтипа: субконтинентальный и субокеанский, сопровождающие соответственно переходные зоны от континентов

к океанам и окраинные (а также внутренние) моря континентов.

В пределах континентов обосабливаются равнины и горные сооружения.

В океанах выделяются:

• подводные окраины континентов, включающие шельф (глубина

до 200 м), континентальный склон и континентальное подножие

(до 2, 5-3 км);

• ложе с глубиной 4-6 км и глубоководные желоба (до 11 км);

• средипио-океанские хребты (см. параграфы 12 и 13).

Континентальная земная кора в районах равнин имеет мощность

до 40 км, под горными сооружениями — 60-70 км, причем максимальные

значения выявлены иод Андами и Гималаями (до 75 км). Выделяют в строении континентальной коры две части: верхнюю — осадочную — и нижнюю, сложенную магматическими и метаморфическими породами. Нижняя часть условно делится на так называемые гранитный и базальтовый слои. Граница между ними носит имя Конрада, прослеживается не повсеместно и не везде четко. Из-за этой неопределенности геофизики па своем конгрессе в Париже еще в 1965 г. решили не учитывать это понятие и не употреблять этот термин, однако он все еще продолжает встречаться в геологической литературе. Скорость распространения сейсмических волн в осадочном слое 3~5 км/с, в гранитном (его еще называют гранитогнейсовым) — 5, 5- 6, 5 км/с, в базальтовом (грапулито-базитовом) — 6, 6-7, 2 (7, 4) км/с. На древних щитах осадочного слоя мало или его может не быть вообще, в пределах же континентальных равнин и в крупных прогибах мощность его измеряется километрами — до 10 км и более.

Новейшие геофизические данные и последняя информация самой глубокой скважины в мире — Кольской сверхглубокой (СГ-3), достигшей глубины 12 261 м, позволяют подойти к интерпретации строения земной коры более объективно. Наряду с тем что имеется огромный объем опубликованной информации, паши представления непрерывно меняются по мере поступления новых данных. Особый интерес представляют материалы COCORP (Консорциум по континентальному отраженному профилированию) и других источников. В частности, из них следует важный вывод о крайней неоднородности коры и се участков. Модель простой слоистости коры не отвечает действительности. Одни из глубокозалегающих слоев могут представлять собой захороненные пластины осадочных пород, другие — захороненную океанскую кору и т. п. Одним словом, слоистость земной

коры имеет прерывистый характер (Тейлор, 1988).

Вулканический рельеф

Чаще всего вулканы представлены конусообразными возвышенностями в виде усеченных конусов, широких куполов, массивов и щитов, сложенными лавой, вулканическим пеплом, крупными и мелкими обломками горных пород.

На вершине вулканов находится кратер– чашеобразное или воронкообразное расширение у большинства потухших вулканов в кратерах часто накапливается атмосферная вода в виде небольших кратерных озер. Размеры кратера могут быть различные: от сотен метров до 20-25 км в диаметре и от 40 до 1000 м глубины. Некоторые вулканы имеют несколько кратеров, расположенных на вершине и на склонах. Иногда из обширного кратера древнего вулкана подымается дополнительный конус меньших размеров.

В некоторых случаях вулканической деятельности взрывами газов разрушается внутренняя часть вулканов с образованием пустот. Так же пустоты могут образовываться и при истощении лавы в очаге. В образованные таким образом полости может проседать верхняя часть вулкана, а иногда и весь вулкан вместе с частью прилегающей к нему дневной поверхностью. В таких случаях на поверхности образуются впадины провала с крутыми стенками, называемые кальдеррами. Иногда образование кальдер объясняют процессами воздействия экзогенных факторов.

Склоны вулканов, за редким исключением, слабо вогнутые, средний угол их падения – 14-15º, в верхней части угол может достигать 30-35º.

Накапливающиеся на склонах вулканов рыхлые обломочные продукты обычно смываются дождевыми водами или обрушиваются в виде каменных лавин к подножию вулкана. В результате на склонах остаются лишь разделенные оврагами, отпрепарированные эрозией потоки лавы и склоны приобретают ребристый характер: радиально расположенные овраги чередуются с гребнями, сложенные застывшей лавой. Подобные овраги получили название барранкосов. Барранкосы сильно ветвятся, вследствие чего разделяющие их пространства часто имеют вид гребней.

Действующие вулканы имеют правильную коническую форму со склонами, слабо расчлененными барранкосами. Это объясняется тем, что материал извержений идет почти целиком на построение конуса и, отлагаясь вокруг кратера, засыпает все мелкие неровности рельефа. Потоки лавы застывают на склонах вулканов, образуя поверхности с очень неровным (волнистым или глыбистым) рельефом. Здесь в изобилии встречаются лавовые уступы и другие формы рельефа, обусловленные вулканической деятельностью. У потухших вулканов кратер обычно разрушен, а склоны сильно изрезаны барранкосами. Некоторые потухшие вулканы изрезаны настолько сильно, что от них сохранились только руины в виде изолированных центральных вершин и радиально расходящихся от них отрогов.

). При той же высоте, что и конические, щитовые вулканы занимают значительно большую площадь.°Щитовые вулканы имеют форму слабо выпуклого щита. Их склоны очень пологи (2-10

Наиболее примитивной разновидностью вулканов являются так называемые маары– воронкообразные и реже цилиндрические углубления среди ровной местности: форма их округлая или слегка овальная, иногда они окружены невысоким валом. Маары нередко заполнены водой, представляя собой озера. Размер их поперечника колеблется в широких пределах и достигает 2-3 м.

Недоразвившимися вулканами являются лакколиты. Они поднимаются часто среди равнинной местности в виде возвышенностей, имеющих правильную куполообразную форму. Обычный характер расчленения вулканического рельефа – радиальный.

 

Типы морских осадков

Весь обломочный материал, приносимый в моря и океаны реками, ледниками, ветром, а также обрушающийся в результате абразии разносится внутри водных бассейнов и откладывается.

По генезису выделяется несколько типов морских осадков.

1. Терригенные.

Образуются за счет разрушения горных пород суши и последующего их сноса реками в океан (галька, гравий, песок, глина).

2. Биогенные. Формируются на океаническом дне за счет отмерших организмов, главным образом их скелетов – раковин, радиолярий, диатомовых водорослей и т.д. (известковые, кремнистые).

В океанах присутствует огромное разнообразие организмов. По условиям обитания выделяются три группы организмов. Планктон (от греч. блуждающие) обитает до глубины 200 м. Они не имеют органов передвижения и держатся в воде во взвешенном состоянии, перемещаются волнами и течениями. Среди них выделяют фитопланктон (от греч. растение) – микроорганизмы диатомовые водоросли с кремнистым панцирем и одноклеточные известковые водоросли – кокколитофоры. Зоопланктон – мельчайшие животные фораминиферы с известковой раковиной и радиолярии с кремнистой раковиной. К нектону(от греч. плавающие) относятся свободно плавающие животные – рыбы, головоногие моллюски, морские млекопитающие. Бентос (греч. «бентос» –глубина) – организмы жизнь которых протекает на морском дне. Они подразделяются на прикрепленный бентос – колониальные кораллы, мшанки, губки, брахиоподы, гастроподы, пелициподы и др.; подвижный бентос представлен морскими ежами, червями, морскими лилиями – криноидеями.

Морские организмы в подавляющей массе относятся к бентосу (98 %) и только 2 % из 180 тыс. видов относятся к планктону и нектону. А также в морских водах обитает множество бактерий, играющих важнейшую роль в преобразовании осадков.

3. Хемогенные. Связаны с выпадением из морской воды некоторых химических элементов и соединений. Например, хемогенный известняк (CaCO₃) при высокой t на мелководной отмели, оолитовые фосфориты в пределах шельфа и склона, эвапориты – соли.

Они отлагаются в мелководных заливах в областях жаркого засушливого климата, которые периодически теряют связь с открытым морем, в результате чего увеличивается соленость. Примером в современно время является Красное море и залив Кара Богаз Гол на Каспие. Здесь образуются мирабиллит Na₂SO₄ ^. 2H₂O, бишофит CaNa₂(SO₄)₂, астраханит NaMg(SO₄)₂. При уменьшении поступления воды из Каспия начинает выпадать галит и другие хлориды. В геологической истории Земли известны эпохи существования солеродных бассейнов таких как Ангаро-Ленский, Припятский, Днепрово-Донецкий, Пакестанский, Волго-Уральский, Прикаспийский.

4. Вулканогенные. Накапливаются как в результате извержений на самом вулканическом дне, так и за счет тефры (твердого обломочного материала вулканов), приносимой ветрами после вулканических извержений на суше. Вулканогенные осадки фактически азональны. Они встречаются как в пределах неритовой (батиальной) так и абиссальной зон и образуют ореолы различной ширины вблизи надводных и подводных вулканов.

5. Полигенные. Образуются в результате многих факторов. Например, красная океаническая глина образуется как за счет переотложения глинистого материала суши, так и за счет образования глинистых минералов в океане из соединений Si и Al и обломков костей рыб, вулканических частиц, глинистых минералов эолового происхождения и т.д.

1. Литоральные или прибрежные осадки. (от лат. «литоралис» - берег). Образуются в приливно-отливной или прибойной зонах. Для этой зоны характерны галька, гравий, валуны, разнозернистые пески. На отмели формируются песчаные, реже галечниковые пляжи. Есть берега, затопляемые высокими приливами с болотной травой – марши и илистые побережья – ватты.

В тропиках на низменных берегах появляются мангровые заросли, корни деревьев возвышаются над дном на 1-2 м.

2. Неритовые (от лат. «нерита» - моллюск) или сублиторальные - осадки шельфа. Распространены в зоне глубины до 200, реже – 500 м. Здесь формируются разнообразные терригенные, органические осадки. Вынос материала реками является главным источником поступления терригенного материала в область шельфа (хотя часть его проскакивает шельф и разгружается на континентальном склоне). Исследования 1993 г. на шельфе Северного Ледовитого океана показали, что в морях господствуют не взвешенные, а растворенные формы соединений (в отличие от рек), потребляемые планктоном и переводимые в биогенную взвесь. Исследования Института океана РАН показали, что биогенного вещества в океане в 100 раз больше, чем терригенного, приносимого реками. Это так называемые маргинальные фильтры: по А.П. Лисицыну 93 % взвешенных частиц и 40 % растворенных накапливается на границе река-море, а также в эстуариях.

3. Батиальные осадки. (от греч. «батис» - глубина). Приурочены ко всем элементам континентального склона, включая его подножье, до глубины 2000-3000 м.

Глубоководное терригенное осадконакопление обеспечивается за счет сноса материала от размыва суши. Главными процессами при этом являются транспортировка, отложение и переотложение. Кроме рек терригенный материал попадает в океан за счет таяния айсбергов и попадания на дно ледниковых отложений; разноса пылеватого материала разного генезиса эоловыми процессами. Отложившийся на шельфе материал может перемещаться в более глубоководные части океана за счет сползания осадков с бровки шельфа, лавинной седиментации и гравитационных потоков, которые возникают за счет силы тяжести. Материковый склон по выражению А.П. Лисицына, гигантская фабрика гравипотоков. Среди них различают турбидные потоки, которые образуются в результате землетрясений у подножия континентального склона. Они формируют огромные конусы выноса или фены, распространяющиеся в область абиссальных глубин.

На пассивных континентальных окраинах развиваются осадочные отложения турбидиты – это мощные ритмично построенные флишевые толщи.

Эффузийный магнетизм

Под вулканизмом понимают совокупность процессов и явлений, связанных с перемещением магмы и сопутствующих ей газово-водных компонентов из коры и мантии на поверхность Земли (как суши, так и морей и океанов). В результате формируются вулканы — геологические тела и формы рельефа, сложенные вулканическими горными породами (или вулканитами) и располагающиеся над подводящим каналом, по которому поднимается магматический расплав. Вулканические породы образуются не только па поверхности Земли, но и в подводящих каналах и подземных камерах.

В строении вулканов принимают участие в подчиненных количествах и осадочные отложения (ледниковые, озерные и другие), возникающие в результате различных экзогенных процессов, протекающих на их поверхности. По времени проявления вулканических процессов среди вулканов выделяют действующие, извержения которых происходят в настоящее время или происходили в течение исторического времени (3500 лет), потенциально действующие (или уснувшие), извергавшиеся 3500-13 500лет тому назад, активность которых может возобновиться, и потухшие, сохранившие свою форму, но не проявлявшие никаких признаков активностити в течение голоцена. Кроме того, широким распространениемпользуются палеовулканы, деятельность которых протекала в доголоце-новое время (десятки и сотни тысяч, миллионы, десятки и сотни миллионовлет тому назад) и от которых сохранились лишь фрагмент (руины) вулканических построек В настоящее время насчитывается 947 действующих (на 1980 г. и 1343 уснувших вулкана. Для примерно 600 известны даты извержения. Действующие, уснувшие, потухшие вулканы и палеовулканы распространен в пределах всех материков и океанов (рис. 9.20). При этом они распределены крайне неравномерно. Действующие и уснувшими вулканы сосредоточены в современных вулканических поясах и ареалах Обширные пространства Земли в настоящее время свободны о каких-либо проявлений вулканизма. Наибольшее количество (свыше 380) вулканов размещается вдоль окраин Тихого океана в Тихоокеанском вулканическом поясе («огненном кольце») На суше отдельные действующие и уснувшие вулканы приурочены также к внутриконтинентальным (Восточно-Африканский вулканический

пояс) рифтовым долинам. Многочисленные подводные действующие вулканы на океаническом дне сосредоточены большей частью в пределах асейсмических вулканических хребтов (рис. 9.21), а также тяготеют к океаническим рифтовым долинам.

В зависимости от длительности вулканических процессов выделяют полигенные вулканы, формирующиеся в результате многих последовательных извержений, разделенных периодами относительного покоя, и моногенные, образовавшиеся в результате единого одноактного поднятия на земную поверхность всей массы лавы из впервые открывшегося магматического очага.

По строению магмоподводящего канала различают вулканы центральные с каналом трубообразной формы и трещинные, подводящий канал которых имеет вид трещины и извержения которых происходят или вдоль всей трещины, или в отдельных ее участках. Вулканы центрального типа обычно полигепные, в то время как трещинные в основном моногенные. Относительно кратковременная активность моногенных вулканов, разбросанных на значительной площади, характеризует вулканизм ареалъного типа.

В зависимости от особенностей рельефа вулканической постройки среди вулканов центрального типа выделяют стратовулканы, двойные вулканы типа «Сомма-Везувий», щитовые вулканы, вулканические купола (рис. 9.22) и шлаковые конусы, маары. Кроме того, в областях современного вулканизма широко распространены вулканические плато. Стратовулканы представляют собой сооружения правильной конической формы высотой до нескольких километров, в поперечнике достигающие 10-20 км. В привершинной части падение склонов достигает 30-40°. На вершине конуса располагается кратер, имеющий формуворонки диаметром до 1 км. Тело вулкана сложено лавовыми потоками и накоплениями рыхлого материала. Кратер венчает вертикальный или почти вертикальный подводящий канал, соединяющий магматический очаг с поверхностью вулкана. Верхняя часть этого канала называется жерлом. От жерла могут отходить второстепенные выводные каналы, давая начало боковым (паразитическим) кратерам. К двойным вулканам типа «Сомма-Везувий» относят сложные вулканические сооружения, состоящие из относительно небольшого молодого вулканического конуса, вложенного в кальдеру — циркообразиую впадину с крутыми стенками и более или менее ровным дном. Размеры кальдер в поперечнике достигают 10-15 км и более. Впепшие склоны кальдер представляют остатки разрушенной постройки более древнего вулкана. Окаймляющий кальдеру кольцевой гребень называют соммой, а кольцевую долину между молодым вулканом и соммой — атрио. Кальдера образуется в результате проседания (провала) вершины более древнего вулкана, происходящего после наиболее активной фазы его деятельности. Предполагается, что при наиболее мощных (паро- ксизмальных) извержениях через жерло вулкана выбрасывается огромное количество магматического материала. При этом опустошение магматической камеры идет быстрее, чем заполнение ее материалом из более глубинного источника. Прижерловая часть вулкана оказывается лишенной глубинной опоры и проседает. Щитовые вулканы имеют характерную форму щита с пологими склонами, углы которых в верхней части составляют 7-8°, в нижней — 3-6°. Щитовые вулканы редко достигают в высоту 1000 м, а их поперечник в десятки раз больше высоты. На вершине щитового вулкана располагаются кратеры, имеющие вид широких блюдцеобразных впадин с крутыми, часто вертикальными стенками, на дне которых находятся озера жидкой лавы.

К вулканическим (экструзивным) куполам относят сравнительно небольшие моногенные постройки, имеющие куполообразную форму высотой от нескольких до 700-800 м с довольно крутыми (40° и более) склонами, сложенные преимущественно массивными лавами и окруженные шлейфом грубых обломков. Шлаковые конусы — небольшие самостоятельные моногенные вулканы, образованные шлаками — выброшенными из кратера вулкана и застывшими при полете обрывками пузыристых лав (результат бурного выделения газов из жидких магм). Маары представляют собой относительно плоскодонные кратеры без конуса, иногда окруженные невысоким валом из рыхлых продуктов

извержений и заполненные водой. Диаметр их колеблется от 200 до3000 м, глубина — от 150 до 400 м.

Вулканические плато — обширные приподнятые лавовые равнины, образовавшиеся в результате излияний на земную поверхность огромных масс преимущественно основной лавы. Последняя, вследствие своей текучести, выполняла все неровности довулканического рельефа. При вулканических извержениях на земную поверхность из глубин поступают разнообразные по агрегатному состоянию продукты вулканической деятельности: твердые, лавы и продукты их отвердевания, газы и вода.

Понятия о фациях.

По условиям осадконакопления на поверхности Земли могут быть выделены две главные области: 1) океаны и моря, являющиеся основными областями осадконакопления, и 2) континенты, где преобладают процессы денудации, наряду с которыми в ряде мест происходит формирование континентальных отложений. Каждой зоне моря (океана) присущи свои особенности, определяющие общий облик образующихся осадков. В одно и то же время в различных зонах могут накапливаться отличные друг от друга осадки. Так, при большом поступлении в морские водоемы осадочного материала, приносимого с континента, в области шельфа будут откладываться преимущественно терригенные осадки; в то же время в абиссальной зоне, удаленной от берега, могут накапливаться органогенные и полигенные оаадки. В других случаях в мелководной области шельфа при незначительном поступлении обломочного материала в водоем, высокой температуре воды и ее нормальной солености могут развиваться коралловые рифы. Аналогичная картина наблюдается при континентальном осадконакоплении., В зависимости от климата, рельефа и других факторов формируются различные типы осадков. Для субтропиков, отличающихся большим количеством тепла и пышной-растительностью, дхарактерны своеобразные продукты выветривания — латериты, в которых преобладают водные окислы железа^, алюминия и кремния, в то время как в областях пустынь элювий представлен преимущественно обломочным материалом. Озерные отложения умеренных областей существенно отличаются от осадков озер засушливой зоны.
Следовательно, в природе существует тесная и многосторонняя' связь осадкообразования со средой. Изменяется среда, изменяется и характер осадка и последующего его преобразования. Таким-образом, изучая осадок, его состав, закономерности площадного, распространения и включенную в него ископаемую фауну и флору, можно восстановить условия его образования. Это имеет большое значение для анализа отложений древних геологических периодов и восстановления истории развития земной коры. Более 150 лет назад швейцарский геолог А. Гресли заметил, что отложения одного и того же возраста, но образовавшиеся в различных точках земной поверхности, существенно отличаются друг от друга в связи с отличиями условий их накопления. Для этих изменений он ввел понятие «фация». Таким образом, фация — это осадочная горная порода, возникшая в определенной физико-географической обстановке, на которую указывают ее генетические признаки (литологический состав, текстура, остатки фауны или флоры и др.). Так, среди отложений одного и того же возрас-
та встречаются рифовые известняки, брекчии склонов рифов, состоящие из обломков этих известняков, лагунные отложения, образовавшиеся в лагунах, отделенных от моря барьерными рифами, а с другой стороны рифа — глубоководные глины.
Среди современных и ископаемых фаций различают три крупные группы: 1) морские фации; 2) континентальные фации; 3) переходные фации. Каждая из этих групп может быть разделена на ряд макро- и микрофаций. Так, группа морских фаций, по ¦Л. Б. Рухину, подразделяется на следующие фации: 1) литоральную, или прибрежную; 2) мелководную (соответствующую верхней части шельфа); 3) умеренно глубоководную (отвечающую краевой части шельфа и началу континентального склона) ниже глубины 100 м; 4) батиальную, или глубоководную, и 5) абиссальную, или весьма глубоководную.
К группе континентальных фаций относятся: 1) элювиальная;
2) склоновая, 3) пролювиальная; 4) аллювиальная; 5) эоловая; 6) озерная — пресных озер и озерная — соленых озер; 7) болотная и озерно-болотная; 8) ледниковая; 9) водно-ледниковая, или флю-виогляциальная. В каждой из этих макрофаций (генетический тип отложений, по А. П. Павлову) могут быть выделены отдельные фации или микрофации, по Л. Б. Рухину. Так, в аллювии равнинных рек выделяют три основные фации: русловую, пойменную и старичную.
К группе переходных фаций относятся: 1) фация опресненных лагун; 2) фация засоленных лагун; 3) фация эстуариев и лиманов; 4) фация дельт.
Фациальный анализ — один из основных методов изучения не только физико-географических условий прошлых геологических эпох (палеогеография), но и движений земной коры, поскольку он дает представление о распределении областей поднятия и погружения.
Фациальный анализ древних отложений для каждого отрезка геологического времени включает: 1) детальное изучение состава горных пород, их структурных и текстурных особенностей; 2) изучение остатков фауны и флоры, находящихся в горных породах;
3) изучение закономерностей изменения состава горных пород по площади и по вертикали — фациальных переходов как показателей изменения обстановки осадконакопления.
При фациальном анализе горных пород различного возраста широко используется метод актуализма (лат. «актуалис» — современное, настоящее). Изучая современные процессы, в частности накопление осадков в морских водоемах, речных долинах и физико-географические условия, в которых они возникают, мы получаем основание для суждения об аналогичных процессах, происходивших в прошлые геологические периоды. Английский ученый Ч. Ляйель сформулировал принцип актуализма в 30-х годах XIX столетия: «Настоящее — ключ к познанию прошлого». Н.М.Страхов развил и углубил метод актуализма применительно к осадочным горным породам, разработав сравнительно-литологический метод. Пользуясь этим методом, исследователь не должен, однако, ограничиться механическим сравнением условий современного осадконакопления с прошлым. Сравнение должно проводиться с учетом как сходства, так и возможных отличий в характере геологических процессов, связанных с изменением физико-географических условий в различные этапы геологической истории. Эти отклонения должны быть тем существеннее, чем древнее изучаемые горные породы. Так, в до.кембрийских и нижнепалеозойских осадочных горных породах не встречаются угли, что свидетельствует об отсутствии достаточно развитой наземной флоры. Лишь
с ее развитием в девоне появляются угли, обилие которых отмечается в отложениях каменноугольного и ряда последующих ¦периодов. С другой стороны, для докембрия характерны кварц-магнетитовые или кварц-гематитовые породы, называемые джеспилитами. Такие железисто-кварцевые породы не встречаются в " более молодых, последокембрийских отложениях. Это указывает «а своеобразную физико-географическую обстановку осадконакопления, свойственную лишь данному времени и отличную от •современной.
Влияние колебаний уровня моря и движений земной коры на распределение фаций. В геологической истории наблюдалось частое перераспределение суши и моря и перемещение береговой линии, связанное либо с колебаниями уровня моря (океана), либо с вертикальными движениями земной коры. Происходили трансгрессии— наступание моря на сушу или регрессии — отступание, Вслед за перемещением береговой линии соответственно смещались фации, изменялась и глубина накопления осадков. Так, при> трансгрессии береговая линия перемещается в глубь континента, прежние прибрежные и мелководные участки моря оказываются удаленными от берега и здесь поверх ранее отложившихся грубых осадков мелководной фации будут накапливаться более тонкие осадки другой более глубоководной фации, соответствующей новой физико-географической обстановке.

 

Магматические горные породы

Магматические горные породы образуются в результате затвердевания магмы па глубине или па земной поверхности при вулканических извержениях. Магматические породы также называют изверженными. Магма (от греч. «густая мазь») — огненно жидкий, главным образом силикатный расплав, возникающий в верхней мантии или в земной коре. Магма содержит большое количество растворенных газов и

паров воды (F, CI, СО.,, Н., 0 и др.). На большой глубине магма находится под очень большим всесторонним давлением и обладает высокой температурой.

Поднимаясь вверх, магма оказывается в различных термодинамических условиях. На значительных глубинах при медленном остывании магмы и сохраняющемся большом давлении происходит постепенная, последовательная и полная кристаллизация расплава. Последовательность в кристаллизации магмы связана с существованием минералов с разной температурой плавления. Тугоплавкие минералы кристаллизуются при более высоких температурах, когда другие еще находятся

в расплаве. К тугоплавким относятся минералы, содержащие Fe и M g (железистомагнезиальные силикаты: оливин, авгит, роговая обманка, биотит и др.). При понижении температуры последовательно кристаллизуются и другие минералы. Таким образом, на больших глубинах весь силикатный расплав превращается в агрегат тех или иных минералов, образуется полнокристаллическая горная порода. Долго сохраняющиеся условия высоких температур и давления создают благоприятные условия роста для всех минералов, в результате образуются полнокристаллические и равнокристаллические структуры пород с более или менее одинаковым размером зерен всех минералов. На средних и небольших глубинах условия кристаллизации магмы менее стабильны и более разнообразны. Если масса и температура расплава, внедрившегося на средних глубинах, достаточно велики для прогрева вмещающих пород и давлении является достаточным для удержания в расплаве летучих компонентов, происходит также полная раскристаллизация расплава и образуется полпокристаллическая порода. При этом центральные части получают равнокристаллическое, а краевые — неравнокристаллическое строение в связи с относительно быстрым охлаждением на контакте с вмещающими породами и частичной потерей летучих компонентов. Летучие компоненты для некоторых минералов являются катализаторами и заметно повышают скорость их роста, тогда при полнокристаллическом строении возникает большая разница в размерах зерен разных минералов, могут возникать порфировидные структуры.

На небольших глубинах температура и давление магмы могут быть недостаточными для ее полной кристаллизации. В таких условиях часть магмы успевает раскристаллизоваться и превратиться в минеральные зерна — вкрапленники, а другая часть затвердевает в виде вулканического

стекла — аморфной массы, в которой могут быть зародыши кристалло— микролиты, хорошо различимые только под микроскопом. В этих условиях образуются неполнокристаллические породы.

При вулканических извержениях магма либо изливается на земную поверхность (или на дно водного бассейна) в виде лавы, либо при взрывах выбрасывается в воздух на разную высоту, застывает и падает на поверхность в виде твердых частиц и обломков разного размера (вулканический пепел, песок, лапилли, вулканические бомбы), давая начало нирокластическим горным породам обломочного строения.

Последние образуют особую группу вулканических пород и будут кратко рассмотрены ниже.

Магма, излившаяся на поверхность в виде лавы, попадает в условия резкого понижения температуры и давления и связанной с этим почти полной потери летучих компонентов, что приводит к быстрому затвердеванию лавы. При этом, если расплав поднимается медленно п с больших глубин и до выхода на поверхность в нем произошла частичная кристаллизация, то есть образовались кристаллы минералов, то при затвердевании на поверхности образуются неполнокристаллическис породы. При быстром движении расплав не успевает кристаллизоваться и застывает на поверхности в виде вулканического стекла, образуя

стекловатую породу, в которой кристаллы почти или полностью отсутствуют. По условиям образования магматические горные породы подразделяются на следующие виды.

1. Интрузивные (внедрившиеся):

• глубинные (абиссальные),

• полуглубинные (гипабиссальные).

2. Вулканические:

• эффузивные (излившиеся),

• пирокластические.

Интрузивные, или внедрившиеся (от лат. «интрузио» — внедрение), горные породы образуются при застывании магмы под земной поверхностью и по глубине застывания делятся на глубинные и полу-

глубппные. Глубинные, или абиссальные (от греч. «абиссос» — бездонный), или плутонические, породы формируются на больших глубинах, в условиях длительно сохраняющихся высоких температур и давлений и характеризуются полной раскристаллизацией магматического расплава.

Полуыубипные (гипабиссальные) горные породы, затвердевшие на средних и небольших глубинах, по условиям образования являются промежуточными между глубинными интрузивными и эффузивными. Температура и давление магмы па разных глубинах меняются по-разному, и могут возникать как полно-, так и пеполнекристаллические породы. Излившиеся, или эффузивные, породы (от лат. «эффузио» — излияние)

образуются при излиянии лавы на дневную поверхность, где резко понижаются температура и давление. Эффузивные породы характеризуются неполной кристаллизацией или быстрым затвердеванием

расплава в виде вулканического стекла. Различия в условиях образования магматических пород четко отражаются на их внешнем облике и легко распознаются макроскопически

по характеру структуры и текстуры.

 

 

Зональность морских осадков

Моря являются областями преимущественного накопления осадков, несмотря на то, что в них присутствуют участки, где осадки практически не накапливаются. По сравнению с континентальными, морские осадки отличаются большей выдержанностью. Основная масса осадочного материала поступает в моря с суши, другой источник осадочного материала - вулканические извержения, третий - разрушение пород морского дна, четвертый - жизнедеятельность морских организмов (биогенный источник). Характер отложений зависит от климата, рельефа морского дна и прилежащей суши, а также степени обособленности данного бассейна от океана.

Влияние климата особенно сказывается на карбонатности отложений и облике присутствующих в них организмов. В теплых морях чаще развиты карбонатные осадки, организмы с массивным карбонатным скелетом, коралловые рифы. В зонах влажного жаркого климата накапливаются морские железные руды и бокситы.

Образования осадков разного типа зависит во многом от рельефа морского дна. Различают плоские, мелководные моря, расположенные на платформах, омывающие невысокий, сглаженный континент, и глубоководные, котловинные, окруженные узкими шельфами и часто обрамленные горной сушей. Рельефом дна определяется режим волнений и течений, влияющий на распределение осадков. Рельеф суши сказывается на выветривании - чем более расчленен рельеф суши, тем более грубозернистый материал поступает в море.

Обособление морей от океана ведет к их опреснению или засолению, к изменению органического мира, нарушению нормального газообмена, вплоть до образования застойных вод.

Подразделение морских фаций до недавнего времени проводилось на базе батиметрии с использованием гипсографической кривой. Так выделялись фации неритовые, батиальные и абиссальные. Океанологические исследования последних десятилетий показали несовершенство этого принципа. Дело в том, что абсолютная глубина определяет лишь две фациальные границы - предельную глубину активного волнового воздействия (50-70 м, при катастрофических штормах - до 100 м) и критическую глубину накопления карбонатов (от 3-4 км в умеренных широтах до 5 км на экваторе).

Значительно большее значение имеет относительная глубина, точнее - перепад глубин, определяющийся крупными морфоструктурными элементами Мирового океана (шельф, континентальный склон, абиссальные равнины, срединноокеанические хребты), а также источник поступления осадочного материала. На этом основании в настоящее время выделяют два типа океанического седиментогенеза - приконтинентальный и пелагический. Приконтинентальная и пелагическая области резко различаются по характеру отложений, их составу, мощностям, скоростям накопления и механизмами осаждения.

При приконтинентальном седиментогенезе превалирует осадочный материал, поставляемый с континента - главным образом обломочный, хотя нередки и хемогенные и биогенные осадки. Для приконтинентальной области характерна максимальная контрастность рельефа, наличие разных форм переноса обломочного материала, разнообразных течений и, соответственно, большое разнообразие фаций. Концентрация органического вещества в приконтинентальной области в 4-8 раз выше, чем в пелагической.

При пелагическом седиментогенезе основная часть осадочного материала продуцируется самой водной толщей (пелагиалью), в нем преобладают планктоногенные осадки и глубоководные пелагические полигенные глины. Пелагические осадки менее разнообразны.

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: