Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Антеклиза |
- крупное платформенное поднятие площадью свыше 100 тыс. квадратных километров. |
Антиклиналь |
- форма залегания обычно слоистых, осадочных или эффузивных, в том числе метаморфизованных пород, антиклиналь представляет собой выпуклый изгиб последовательно напластованных слоев, при котором внутренняя часть складки, или ее ядро, сложена более древними породами, а внешняя - более молодыми. Перегиб складки называется замком. При интенсивной дислокации падение крыльев, их форма очень разнообразны. |
Антиклинорий |
крупная линейная складчатая структура протяженностью от нескольких десятков до нескольких сотен километров, осложненная более мелкими складками и разрывами разных порядков и имеющая общее антиклинальное строение (то есть основная часть антиклинория сложена более древними толщами по сравнению с его крыльями). |
Асейсмические районы |
|
Батолит |
крупное секущее интрузивное тело овальной или округлой формы размером от сотен до тысяч квадратных км. Сложены батолиты главным образом гранитами и гранодиоритами. Контакты с вышележащими породами от ровных до весьма сложных. Верхняя (апикальная) часть батолита полая, выпуклая с многочисленными вздутиями и углублениями, часто с ксенолитами кровли. Боковые контакты крутые, обычно наклонены в сторону от центральных частей массивов. Ранее предполагалось, что это "бездонные" тела, непосредственно соединяющиеся с магматическим очагом, но по геофизическим данным установлено, что их нижняя неровная граница располагается на глубине в от 3 - 4 до 6 - 10 км. Выделяются батолиты центрального типа с подводящим каналом, расположенным сбоку. |
Взброс |
- Взброс смещение горных пород по разлому, связанное с поднятием одного блока земной коры относительно другого. |
Вторичная магма |
общ. назв. для силикатных расплавов, образующихся либо в результате дифференциации во вторичных магм. басс. (чаще вблизи поверхности или на месте образования магм. тел сложного состава), либо в результате контаминации и гибридизации |
Вулкан |
(Вулкан бог огня у древних римлян) в точном смысле выводное отверстие, круглое или в виде трещины, через которое время от времени на земную поверхность из глубины поступают лава, вулканокластический материал, горячие газы и пары. Чаще всего под вулканом понимают возвышенность обычно с кратером на вершине, образованную продуктами извержения. В зависимости от формы выводного отверстия В. подразделяются на трещинные и центральные. Те и др. могут быть действующими и потухшими. |
Вулканические бомбы |
обрывки лавы, выброшенные из кратера в пластическом состоянии и получившие определенную форму при выжимании, а затем при вращении во время полета и застывания в воздухе. Внутренняя часть их обычно пористая, а наружная корка стекловатая. В зависимости от вязкости лавы Б. в. обладают разл. формой и скульптурой. Для вязких лав характерны бомбы типа хлебной корки округлые или угловатые куски лавы с сетью открытых трещин на поверхности, напоминающие высохшие корки хлеба, нередки бомбы с полигональным ядром. Жидкие, базальтовые лавы образуют веретенообразные, шарообразные, грушевидные или витые бомбы с оттянутыми концами (хвостатые бомбы). Иногда в них имеется открытая продольная трещина. Очень жидкие лавы, длительное время сохраняющие пластичное состояние, образуют лепешкообразные бомбы, приобретающие свою форму при ударе о землю. Иногда в бомбах ядро представлено инородными п. или ранее затвердевшей лавой. Такие Б. в. называются бомбами обволакивания. |
Вулканический пепел |
один из продуктов измельчения магмы. Состоит из частей пыли и песка менее 2 мм в диаметре. Возникает в процессе извержения вулканов, когда он выбрасывается в воздух, а затем оседает на земле. Может довольное долгое время находится во взвешенном состоянии в атмосфере, вызывая такие явления как гало. После извержения пепел разносится в атмосфере на довольно значительные расстояния, так например во время извержения вулкана Кракатау в Индонезии в 1883 году облако неосевшего вулканического пепла облетело земной шар два раза. |
Вулканический пояс |
крупная тектоническая структура линейной формы, образованная вулканическми зонами. Располагаются, как правило, вдоль границлитосферных плит. Выделяют три типа: пояса, расположенные на границе океанов и континентов. К этому типу относятся Тихоокеанское огненное кольцо, СредиземноморскоИндонезийский и другие пояса. пояса, связанные с рифтовыми долинами срединноокеанических хребтов. Здесь распространены почти исключительно подводные вулканы. Лишь в Исландии и на Гавайских островах вершины вулканов поднимаются над поверхностью океана. пояса, приуроченные к континентальным рифтовым системам. Наиболее крупная рифтовая система восточной Африки. |
Гейзер |
- источник, периодически выбрасывающий фонтаны горячей воды и пара. |
Геологическое тело |
- четко ограниченная часть земной коры, сложенная одной горной породой или комплексом пород одного происхождения и близкого возраста. |
Геосинклинальный магматизм |
связан со стадией геосинклинального погружения или с ранней стадией развития складчатых областей; по Билибину, с начальными и ранними этапами (см. Магматизм начальный ). Иногда (Хаин, 1964) этот термин понимают в более широком смысле: как совокупность магм. проявлений всех стадий развития складчатой области (см. Магматизм складчатой области ). Штилле (Stille, 1937, 1944) четко сопоставил общую тект. последовательность развития геосинклиналей с последовательностью проявлений магматизма, и введенная им терминология получила широкое применение за рубежом. Тект. последовательность Последовательность магматизма 1. Геосинклинальное состояние. 1. Начальный (инициальный) симатический магматизм. 2. Орогения 2. Синорогенный сиалический плутонизм. 3. Квазикратонное (послескладчатое) состояние. 3. Субсеквентный сиалический вулканизм и интерцедентный плутонизм. 4. Вполнекратонное состояние. 4. Конечный (финальный) симатический вулканизм. В СССР принято М. г. понимать как начальный, или инициальный. Он представлен излияниями лав основного состава, б. ч. подводными (кератофир-спилит-диабазовая, спилит-диабазовая форм.), за которыми обычно следуют альпинотипные интрузии ультрабазитов и габбро (габбро-перидотитовая форм.). Для этих магм. образований применяется также термин “магматизм офиолитовый”, представляющий собой наиболее распространенный случай М. г. зон эвгеосинклинального типа. М. г. завершается интрузиями габбро и плагиогранитов (габбро-плагиогранитовая форм.) и излияниями лав с широкой вариацией состава от базальтовых порфиров до дацитов (форм. андезитовых и базальтовых порфиров). Все проявления М. г. объединяются обычно в гр. магм. форм. ранней (собственно геосинклинальной) стадии развития складчатых областей. |
Геотермическая ступень |
- глубина Земли в метрах, на протяжении которой температура увеличивается на 1oС. |
Геотермический градиент |
- нарастание температуры в градусах Цельсия на единицу глубины. |
Глубина очага |
Глубина очага - расстояние от гипоцентра до его проекции на земную поверхность (эпицентра). |
Гипоцентр |
центральная точка очага землетрясения. В случае протяженного очага под гипоцентром понимают точку начала вспарывания разрыва |
Горст |
- приподнятый, обычно вытянутый участок земной коры, ограниченный сбросами или взбросами. |
Грабен |
- вытянутая, относительно пониженная часть земной коры или блок, ограниченный разломами вдоль его длинных сторон. |
Дайка |
- пластинообразное, вертикально стоящее (или близкое к вертикали) геологическое тело, ограниченное параллельными плоскостями и секущее вмещающие породы. |
Деформация |
изменение размеров, формы и конфигурации тела в результате действия внешних или внутренних сил |
Дизъюнктивы |
|
Динамометаморфизм |
структурное и в меньшей степени минерал. преобразование г. п. под воздействием тект. сил при складкообразовательных процессах без участия магмы. Основными факторами Д. являются гидростатическое давление и одностороннее давление (стресс). В зависимости от величин и соотношения гидростатического п одностороннего давлений Д. либо проявляется в частичной или полной перекристаллизации г. п. без нарушения их сплошности, либо приводит к раздроблению, разрушению г. п. Продуктами такого метаморфизма являются катаклазиты , милониты и разл. сланцы. Д. осуществляется гл. обр. в верхних структурных зонах при низких температурах. Однако температурные условия имеют существенное значение, так как именно они определяют характер сопутствующих Д. минерал. и хим. изменений г. п. Син.: метаморфизм дислокационный, катакластический, динамический. |
Древние тектонические движения |
|
Жила |
пластообразное геологическое тело, заполнившее трещину в горной породе. Как правило жилы содержат полезные ископаемые; к ним часто относят и дайки, не выходящие на поверхности. Мелкие жилы называют прожилками. |
Импактный метаморфизм |
процесс преобразования структуры и минерального состава горных пород в результате падения крупных метеоритов на поверхность Земли и не имеет никаких генетических связей со всеми остальными типами метаморфизма. Импактный метаморфизм характеризуется высокими и сверхвысокими температурами и давлениями, а также кратковременностью метаморфических превращений. Породы образующиеся в результате импактоного метаморфизма называются импактитами. Для них характерны такие высокобарные фазы как алмаз, коэсит, стишовит. Импактиты обычно локализуются в пределах астроблем. |
Интенсивность землетрясения |
БАЛЛЬНОСТЬ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ интенсивность землетрясения , выраженная в баллах. В СССР с 1952 г. принята 12-балльная шкала С. В. Медведева. При определении Б. з. по этой шкале учитывается совокупность многих признаков: показания сейсмологических станций, характер повреждений зданий и сооружений (с раздельным учетом типов зданий, степени повреждений и количества поврежденных зданий), остаточные явления в грунтах и изменения режима грунтовых и наземных вод, субъективные ощущения толчков и колебаний. Упрощенная характеристика землетрясений разной балльности: 14 слабые, не вызывают разрушений; 57 сильные, разрушают ветхие постройки; 8 разрушительные, падают фабричные трубы, частично разрушаются прочные здания; 9 опустошительные, разрушается большинство зданий, появляются значительные трещины на поверхности Земли; 10 уничтожающие, разрушаются мосты, разрываются трубопроводы, происходят оползни; 11 катастрофы, разрушение всех сооружений, изменения ландшафта; 12 сильные катастрофы, большие изменения рельефа местности на обширном пространстве. |
Интрузии |
- процесс внедрения расплавленной магмы в толщу земной коры. |
Катагенез (эпигенез) один из выделенных Ферсманом в 1922 г. генетических типов хим. и физ.-хим. процессов в земной коре, протекающих в условиях низких температуры и давления. Отвечает той стадии в жизни осад, п., которая наступает после диагенеза , но предшествует метаморфизму . Та область явлений, которую позже стали именовать поздним диагенезом, или (неправильно) эпигенезом . Ферсман (1939) приводит различные, порой неточные формулировки понятия К., что обусловило возможность другой, .более узкой трактовки этого термина (Вассоевич, 1957), не как стадии литогенеза. По Вассоевичу (1962), катагенез следует за диагенезом и предшествует метагенезу, который он называет собственно метаморфизмом. Вассоевич в К. выделяет 3 этапа: прото-, мезо- и апокатагенез. Мезокатагенез подразделен им на 3 подэтапа, из которых средний отвечает Степени углефикации углей марки “Ж”. По Страхову (1960), стадия катагенеза следует за стадией диагенеза и предшествует стадии протометаморфизма . Стадии катагенеза и протометаморфизма объединяются Страховым понятием метагенез . В настоящее время термин К. завоевывает все большее признание именно как название определенной стадии изменения осад. п. стадии катагенеза, которая характеризуется, по Страхову (1960), интенсивным их уплотнением под влиянием усиливающегося давления и частичным преобразованием устойчивых, гл. обр. терригенных, и частью аутигенных компонентов п. В стадии катагенеза выделяются 2 этапа: ранний, характеризующийся наличием неизмененного глинистого вещества в терригенных и глинистых п., и поздний измененного глинистого вещества и появления структур растворения обломочных зерен под давлением. Для стадии катагенеза характерны нормальные неметаморфизованные осад. п. См. Литогенез , Стадии литогенеза . |
|
Кливаж |
[англ. cleavage раскол] способность п. раскалываться на пластинки и призмы по густо развитой системе параллельных поверхностей, секущих слоистость или согласных с ней. Возникает за счет параллельной ориентировки удлиненных м-лов или образования независимой от такой ориентировки сети параллельных трещин. Нередко маскирует истинную слоистость (напластование) п. Термин введен в лит. Седжвиком (Sedgwick, 1835), применившем его при описании раскалывания п. на тонкие пластинки. Шарп (Sharpe, 1849), рассматривая сланцеватость как разнов. К., связал ее образование с уплощением частиц г. п., ┴ сжимающим силам. Такой механизм был подтвержден экспериментально во второй половине XIX в. Сорби (Sorby 1853), Тиндалем (Tindal, 1856) и Добрэ (Daubree, 1876). Д. Беккер (Becker, 1893) выдвинул представление о К., обязанном своим возникновением системе плоскостей скалывания. На рубеже XIX и XX вв. были подведены итоги изучению К. и создана первая классификация его видов (Van Hise, 189S; Leith, 1905). Она позже дополнена Фурмарье (Fourmarier, 1937), Белоусовым (1948) и Биллингсом (Billings, 1950). В настоящее время принято выделять К. течения и его разнов. сланцеватость, а также К. разлома и его разнов. К. скола. Совр. классификация К. в зависимости от его положения в складчатой структуре в значительной мере разработана Фурмарье (Foumarier, 1937) и Белоусовым (1949). |
Контактный метаморфизм |
- различные изменения вмещающих пород, обусловленные тепловым и химическим воздействием на них интрузивных магматических масс. Различают метаморфизм нормальный (контактовый) и контактово-метасоматический. Первый представляет собой, по Тернеру (1949), почти изохимическое преобразование пород под влиянием высоких температур вблизи интрузивных тел, происходящее обычно в статических условиях. Интенсивность этого вида контактового метаморфизма, характер вызванного им минералообразования зависят от первоначального состава пород, удаленности их от контакта, глубинности процесса, размеров, формы и характера контактов интрузивного тела, состава слагающих его пород, участия в метаморфизме летучих веществ и растворов. Типичными продуктами контактового метаморфизма являются различные роговики. В их составе участвуют такие характерные минералы, как андалузит, кордиерит (в метапелитовых роговиках), брусит, тремолит, актинолит, диопсид, гроссуляр, шпинель, анортит, волластонит (в мраморах), роговая обманка, пироксен, гранат (в основных породах). При метаморфизме карбонатно-мергелистых пород в контактах с гипабиссальными интрузиями могут возникать редкие минералы: ларнит, монтичеллит, мервинит, сперрит, ранкинит, мелилит и другие. Степень преобразования пород убывает в направлении удаления от контакта с интрузией. Сейчас на основе парагенетического анализа минеральных ассоциаций выделяют фации и субфации контактового метаморфизма. Контактово-метасоматический метаморфизм включает разнообразные пневматолитические, главным образом гидротермальные изменения вмещающих пород с привносом вещества из интрузии. Эти изменения обычно накладываются на уже сформированные контактовые роговики. |
Коровое землетрясение |
|
Кровля слоя |
1. В геологии поверхность, ограничивающая пласт (слой) сверху при его нормальном залегании (стратиграфически верхняя поверхность пласта); 2. В горном деле пустые п., расположенные над пластом (жилой, рудной залежью) полезного ископаемого. Син.: крыша. |
Лава |
магма, изливающаяся на земную поверхность при извержениях, а затем затвердевающая. Излияние лавы может происходить из основного вершинного кратера, бокового кратера на склоне вулкана или из трещин, связанных с вулканическим очагом. Она стекает вниз по склону в виде лавового потока. |
Лакколит |
- 1. Грибообразная (караваеобразная) интрузия, у которой как дно, так и кровля согласны со слоистостью вмещающих пород. Кровля лакколита имеет выпуклую форму наподобие свода, а подошва приблизительно горизонтальная. Лакколиты возникают в условиях, когда внедряющаяся магма поднимает вышележащие породы, заполняя образующееся пространство. Лакколиты - типичные гипабиссальные интрузии, размещающиеся в верхнем структурном ярусе или на границе первого и второго ярусов. 2. В геоморфологии - возвышенность, образованная на месте отпрепарированного лакколита. |
Лапилли |
- округлые или угловатые вулканические выбросы размером от горошины до грецкого ореха. Блис [Blyth, 1940] указывает размеры 4-32 мм, а Шифердекер [Schieferdecker, 1959] - от 2 до 50 мм. Состоят из свежей лавы, иногда из старых лав и чуждых вулкану пород. Иногда лапилли представлены одними только кристаллами, например, на Толбачинской сопке - крупными таблитчатыми кристаллами лабрадора, на Везувии - лейцитом и авгитом, на Эребусе - анортоклазом, на Миякошима - анортитом. Накопление больших масс лапиллей на пологих частях склонов вулкана придает этим местам ровный бархатистый вид. |
Ликвация |
[liquatio разжижение] в петрологии процесс разделения магмы при понижении температуры на два несмешивающихся расплава, подобно тому как это наблюдается в металлургических процессах. Одни исследователи (Левинсон-Лессинг, Дени и др.) считали Л. одним из основных способов докристаллизационной дифференциации магмы, др. (Белянкин, Грейг, Фогт и др.), основываясь на экспериментальных данных, допускают, что Л. имеет место только при разделении сульфидно-силикатных расплавов, ведущем к образованию ликвационных сульфидных м-ний. Большинство петрологов сейчас не придает Л. большой петрогенетической роли, полагая, что в однородных силикатных расплавах Л. вообще не происходит. Изучение возможности Л. в силикатных расплавах продолжается. |
Линза |
геол. тело чечевицеобразной формы, быстро выклинивающееся по всем направлениям. Мощн. Л. невелика сравнительно с ее протяженностью. |
Лополит |
- крупное линзовидное интрузивное тело, вогнутое в центральной части наподобие блюдца или чаши. |
Магма |
- расплавленная огненно-жидкая масса (в основном силикатного состава), зарождающаяся в земной коре и верхней мантии и образующая при застывании магматические породы. |
Магма основная |
|
Магнитуда |
|
Метагенез |
- стадия глубокого минералогического и структурного изменения осадочных пород в нижней части стратисферы, происходящая главным образом под влиянием повышенной температуры в условиях повышенного давления в присутствии минерализованных растворов. В эту стадию широко развиваются процессы перекристаллизации ранее образованных аутигенных минералов и глинистого вещества, растворения и кристаллизации под давлением главных породообразующих минералов осадочных пород. На этой стадии появляются метаморфизованные осадочные породы: для раннего метагенеза характерны глинистые сланцы, песчаники, кварциты, кварцито-песчаники, кристаллические известняки и доломиты, тощие угли и антрациты, для позднего метагенеза - аспидные и филлитоподобные сланцы, кварциты, кристаллические и метаморфизованные известняки и доломиты, антрациты и графитизированные антрациты. В глинистых породах и цементе зернистых пород появляется парагенез диоктаэдрической гидрослюды, серицита (иногда мусковита), хлорита, кварца или стильпномелана при непостоянном участии карбонатов. Породы, подвергшиеся метагенетическим изменениям, являются переходными между осадочными и метаморфическими, и называются метаморфизованными осадочными породами. |
Метасоматоз |
- это процесс псевдоморфного замещения неустойчивых минералов в горных породах. Он происходит при резко неравновесной гетерогенной топохимической реакции в кинетической области зоны взаимодействия растворов с горной породой (Франк-Каменецкий, 1967, с. 95; Розовский, 1974. с. 86), которая идет при проникновении привнесенных ионов (I группы) в неустойчивый минерал, где этот ион соудаляется с ионами этого минерала (II группы). Происходит элементарный акт реакции и образуется новый минерал I внутри разлагающегося минерала. Так образуются псевдоморфозы замещения при условии, когда лимитирующей стадией этой реакции является константа её скорости (k) по сравнению со скоростью диффузии проникающего иона (), т.е. реакция идет при k. Так минерал за минералом замещается вся порода при сохранении устойчивых минералов на месте. Появляются псевдоморфные структуры у метасоматитов. При этом процессе происходит привнес ионов I группы и частичный вынос ионов II группы. |
Моноклиналь |
- 1. Структура, в которой слои наклонены в одну сторону. 2. Ступенчатый перегиб, изменяющий горизонтальное или близкое к нему залегание. Существенной особенностью моноклинали является связь между двумя блоками слоистых пород, перемещенных друг относительно друга по вертикали. Обычно устанавливается, что крутопадающая часть претерпела изгиб |
Мощность слоя |
- кратчайшее расстояние между ограничивающими слой сверху и снизу поверхностями: кровлей и подошвой. |
Надвиг |
- Надвиг разрывное нарушение обычно с пологим (до 45o или не более 60o) наклоном сместителя, по которому висячий бок поднят относительно лежачего и надвинут на него. Надвиги обычно сопутствуют линейным складкам, развиваясь в обстановке интенсивного сжатия с с пластическим перераспределением материала и его выжиманием с крыльев в замки складок. Пластические деформации на определенной стадии процесса переходят в разрывные и в скалывания, развивающиеся вдоль пережатых и утоненных крыльев складок. В связи с этим более древние слои ядер антиклиналей надвигаются на более молодые слои замков синклиналей. Поверхность надвигов с глубиной выполаживается, а кверху, наоборот, становится круче, что связано с уменьшением пластичности слоев в этом направлении. |
Неполная складчатость |
|
Несогласие |
|
Несогласная интрузия |
дайки, штоки, батолиты; все они имеют секущие контакты, срезающие структурные элементы вмещающих толщ. |
Несогласные интрузивы |
|
Новейшие тектонические движения |
|
Опрокинутая складка |
|
Орогенез |
- движения, происходящие в орогене под воздействием сжимающих масс (кратогенов). Термин получил широкое распространение и часто применяется как синоним термина "складчатые движения", что не всегда вполне корректно. |
Орогенические движения |
движения, создающие горы, в противоположность эпейрогеническим движениям, создающим континенты и плато, а также океанские и континентальные басс. В дальнейшем Or (Haug, 1907) предложил считать Д. т. о. только движения в пределах геосинклинальных обл. По Штилле (Stille, 1919), самыми характерными чертами Д. т. о. являются их кратковременность, эпизодичность (фазы орогенические ) при большой интенсивности, а также распределение их в пределах ограниченных обл. Бубнов (Bubnoff, 1959) подчеркнул значительные изменения тект. строения регионов, в которых они проявляются, т. е. их необратимость. |
Очаг землетрясения |
область внутри земли, где под влиянием внутренних причин внезапно выделяется потенциальная энергия; это сопровождается разрушением и интенсивными необратимыми деформациями природного материала. За пределами О. з. деформации г. п. имеют преимущественно обратимый характер. Размеры О. з. связаны с энергией Е землетрясения и составляют десятки м при Е ≈ 102 104 дж; сотни м при Е ≈ 105 109 дж; км при Е ≈ 1010 1016 дж и десятки км в случае наиболее разрушительных землетрясений. |
Пенесейсмические районы |
|
Первичная магма |
возникшая в глубоких частях земной коры или верхней мантии при процессах глубинного плавления. Некоторые исследователи считают, что в качестве М. п. может рассматриваться только магма основного или ультраосновного состава. Гранитная магма, возникшая при процессах селективного плавления или палингенеза, считается ими вторичной. Шейнманн (1968) предлагает среди М. п. различать: а) собственно первичные магмы; б) первичные магм. “каши” (магм. жидкости, смешанные с твердой фазой в результате частичного плавления вещества); в) производные первичные магмы (магм. расплавы, изменившие свой состав в результате частичного выделения тугоплавких твердых фаз, происходящего на глубине, в области возможных очагов магмы). |
Петростатическое давление |
является функцией глубины, и возрастание его обычно связано с погружением горных пород в глубь литосферы. Петростатическое давление также повышает температуру плавления минералов. |
Пластичные деформации |
|
Платформенный магматизм |
|
Поверхностное землетрясение |
|
Подошва слоя |
|
Полная складчатость |
|
Предел прочности |
Механическое напряжение σ0, выше которого происходит разрушение материала. |
Прерывистая складчатость |
|
Прогрессивный метаморфизм |
- глубинное преобразование горных пород при активном участии эндогенных процессов, протекающее с сохранением твердого состояния горных пород без полного их растворения или расплавления и сопровождающееся возникновением более высокотемпературных минеральных ассоциаций вместо существовавших ранее низкотемпературных, появлением параллельных структур, перекристаллизацией, выделением из минералов воды и углекислоты. Процессам прогрессивного метаморфизма подвергаются осадочные, магматические и ранее метаморфизованные породы, перемещенные в более глубинные зоны. Прогрессивные метаморфизм противопоставляется регрессивному метаморфизму. |
Пространство |
|
Прямая складка |
|
Региональный метаморфизм |
- процесс метаморфических изменений горных пород, происходящий под влиянием температуры, одностороннего и гидростатического давления и проявляющийся на значительной площади без непосредственной связи с контактами интрузий. |
Регрессия |
-медленное отступание моря от берегов, происходящее вследствие поднятия суши, опускания океанического или уменьшения объема воды в океаническом бассейне. |
Сброс |
разлом, по которому один блок земной коры опускается относительно другого. |
Сдвиг |
разрывное нарушение, перемещение пород по которому происходит в горизонтальном направлении. |
Сейсмичность |
- подверженность Земли или отдельных территорий землетрясениям. Сейсмичность характеризуется территориальным распределением очагов, интенсивностью и другими характеристиками землетрясений. |
Сила землетрясения |
степень проявления землетрясения на земной поверхности; оценивается в баллах. В большинстве стран принята международная 12-балльная шкала, в Японии - 7-балльная. Обычно, сила землетрясения уменьшается по мере удаления от эпицентра. Сила землетрясения зависит также от свойств горных пород, наличия подземных вод и т.д. |
Силл |
интрузивное тело, имеющее форму слоя, контакты которого параллельны слоистости вмещающей толщи. Силлы образуются при внедрении магмы вдоль поверхностей напластования. Протяженность силлов может достигать 300 км при мощности (толщине) в несколько метров. Мощность силлов колеблется от десятков сантиметров до 600 м, но чаще встречаются силлы мощностью от 10 до 50 м. Силлы часто дифференцированы. Силлы являются гипабиссальными интрузиями и сложены, как правило, породами основного состава (диабазами, долеритами, габброидами). Нередко межслойные инъекции магмы образуют серию залежей, расположенных одна над другой и соединенных между собой ответвлениями, секущими вмещающие породы. |
Синклиналь |
вид складчатых изгибов слоёв земной коры, характерный вогнутой формой, наклоном слоев к оси и залеганием более молодых слоёв в осевой части и более древних на крыльях. |
Складка |
|
Сланцеватость |
- одна из разновидностей кливажа в метаморфических породах, в которых плоскости делимости располагаются параллельно таблитчатым, чашуйчатым и вытянутым минералам. |
Слой |
- плоское или изогнутое тело осадочных горных пород с относительно небольшой мощностью и несоизмеримо большими размерами по простиранию и падению. Тело сформировано в процессе седиментации материала, более или менее однотипно по составу, чередуется с ниже- и вышележащими слоями. |
Современные тектонические движения |
|
Согласная интрузия |
|
Согласные интрузивы |
|
Степень метаморфизма |
Степень изменения первичных горных пород |
Ступенчатый сброс |
Система сбросов, когда каждое последующее крыло опущено относительно предыдущего называется ступенчатым сбросом. |
Сундучная складка |
|
- Тектогенез совокупность тектонических движений и процессов, формирующих тектонические структуры земной коры. |
|
Тектонические движения |
- механические движения земной коры под воздействием внутренней (тепловой, радиоактивной, химической) энергии Земли. Тектонические движения приводят к деформации слагающих кору пород. Различают: |
Тектонические деформации |
изменение формы залегания, объёма, внутренней структуры и взаимного расположения тел горных пород под действием глубинных сил Земли, порождающих в земной коре условия местного направленного или всестороннего растяжения, сжатия или сдвига. Наиболее четко Тектонические деформации проявляются в осадочных, вулканических и метаморфических горных породах в виде различных складчатых и разрывных нарушений их первично горизонтального залегания; в магматических породах и кристаллических сланцах Тектонические деформации приводят к переориентировке или перекристаллизации слагающих их минералов |
Тектонический покров |
- пластина горных пород толщиной от первых сотен метров до нескольких километров, перемещенная по пологоволнистой поверхности разрыва на расстояние в несколько десятков километров (иногда более сотни километров). |
Трансгрессия |
-наступление моря на сушу в результате опускания земной коры либо повышения уровня моря. |
Упругие деформации |
деформация, исчезающая после прекращения действий внешних сил. При этом тело принимает первоначальные размеры и форму. Область физики, изучающая упругие деформации, называется теорией упругости. |
Флексура |
- одна из разновидностей складчатых форм. Флексура представляет собой пологий коленообразный изгиб, наблюдаемый как в разрезе, так и в плане. Элементами флексуры являются два параллельных крыла и смыкающего крыло, а так же угол наклона смыкающего крыла и амплитуда флексуры. |
Фумаролы |
- выделения горячего вулканического газа в виде струй и спокойно парящих масс из трещин или каналов, расположенных на дне и в стенках кратера вулкана. |
Хрупкие деформации |
- необратимая деформация твердых тел под действием напряжений с потерей их внутренней связности. Проявляется в природных объектах в виде возникновения трещин, разломов, дробления минеральных зерен и пород, брекчирования и пр. |
Цунами |
это длинные волны, порождаемые мощным воздействием на всю толщу воды в океане или другом водоёме. Причиной большинства цунами являются подводные землетрясения, во время которых происходит резкое смещение (поднятие или опускание) участка морского дна. Цунами образуются при землетрясении любой силы, но большой силы достигают те, которые возникают из-за сильных землетрясений (более 7 баллов). В результате землетрясения распространяется несколько волн. Более 80 % цунами возникают на периферии Тихого океана. Первое научное описание явления дал Хосе де Акоста в 1586 в Лиме, Перу после мощного землетрясения, тогда цунами высотой 25 метров ворвалось на сушу на расстояние 10 км. |
Шарьяж |
пологий надвиг одних масс горных пород на другие (чаще более древних на более молодые) c перекрытием первыми вторых по субгоризонтальной или пологоволнистой поверхности на большой площади и c амплитудой перемещения в десятки - первые сотни км. |
Шток |
интрузивное тело |
Эксплозивный вулканизм |
|
Эндогенные процессы |
|
Эпейрогенические движения |
|
Эпицентр землетрясения |
- место на земной поверхности, расположенное непосредственно над фокусом (гипоцентром) землетрясения. В эпицентре и вокруг него наблюдаются наибольшие разрушения. Эпицентр определяется по записям сейсмических станций. |
Осадочные горные породы (ОГП) горные породы, существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры, и образующиеся в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трех процессов одновременно.
Определение не совсем точное и строгое. Так, например, в «осадочные горные породы» не входит большая группа горных пород, образованная действием на сульфидныегорные породы (называемые «рудами») специфической формы выветривания окисление, и слагающих так называемые зоны окисления. С другой стороны петрографияосадочных пород занимается изучением железистых кварцитов (джеспилитов), образованных в процессе высоко температурного метаморфизма, или различных туфов, являющихся прерогативой специального раздела геологии Вулканологии. Наконец, петрография осадочных пород изучает так называемые «аллиты» (бокситы), являющиеся продуктами метасоматоза, протекающего при низких Р-Т- параметрах. Кроме того оно не соответствует понятию «определение», существующему в теории познания (гносеологии).
Более трёх четвертей площади материков покрыто ОГП, поэтому с ними наиболее часто приходится иметь дело при геологических работах. Кроме того, с ОГП генетически или пространственно связана подавляющая часть месторождений полезных ископаемых.
В ОГП хорошо сохранились остатки вымерших организмов, по которым можно проследить историю развития различных уголков Земли.
Изучением осадочных горных пород занимается наука Литология.
По своему содержанию и методам исследования «Литология» очень близка к такому разделу об осадочных образованиях, как «Седиментология». Неточность определения «Литологии» приводит к путанице во взаимоотношениях её с «Седиментологией». Многие считают «Литологию» частью «Седиментологии». Так по Vatan (1955) «Область седиментологии значительно более обширна, чем область петрографии осадочных пород.» [1]. Другие исследователи, например, [2], [3] процессы седиментологии относят к стадиям литогенеза, то есть рассматривают «Седиментологию» как часть «Литологии». Имеется также третье направление, например П. П. Тимофеев, О. В. Япаскурт и др.
«В их трактовке литогенез начинается диагенезом осадка и распространяется на все постдиагенетические преобразования породы. В данном понимании литогенез (или породообразование) следует за предшествующим ему седиментогенезом (или осадкообразованием). Тем самым противопоставляются две категории природных процессов, которые принципиально разнятся своей сущностью и спецификой исследования, и, вместе с эти, подчёркивается их временная соподчинённость» ([4], С.18). |
Реальные взаимоотношения устанавливаются с позиции дилеммы прямая задача обратная задача.
Прямая задача- определение особенностей формирования осадков, из которых образуются в дальнейшем осадочные горные породы, в различных физико- механических и физико- химических условиях. Большой вклад в решение этой проблемы внёс Н. М. Страхов (19001976) [2], [5].
Обратная задача- на основе анализа наблюдаемых свойств осадочных пород восстановление условий их образования. Существенный вклад в решение этой проблемы внёс Л.В.Пустовалов[6], а также практически все геологи и, в частности, литологи, которые занимаются изучением осадочных пород.
Опираясь на это разделение типов задач, можно утверждать, что «Седиментология» это форма решения прямой задачи, тогда как «Литология» обратной задачи. Несмотря на их близость, это задачи, решения которых направлены в противоположные стороны. Учитывая вышесказанное, можно говорить, чтоконечной целью «Литологии» является определение палеогеографических условий формирования осадочных пород.[7]
[править]Классификация осадочных горных пород
В формировании осадочных горных пород участвуют различные геологические факторы: разрушение и переотложение продуктов разрушения ранее существовавших пород, механическое и химическое выпадение осадка из воды, жизнедеятельность организмов. Случается, что в образовании той или иной породы принимает участие сразу несколько факторов. При этом некоторые породы могут формироваться различным путём. Так, известняки, могут быть химического, биогенного или обломочного происхождения. Это обстоятельство вызывает существенные трудности при систематизации осадочных пород. Единой схемы их классификации пока не существует.
Различные классификации осадочных пород были предложены Ж.Лаппараном (1923 г.), В. П. Батуриным (1932 г.), М. С. Швецовым (1934 г.) Л. В. Пустоваловым (1940 г.), В. И. Лучицким (1948 г.), Г. И. Теодоровичем (1948 г.), В. М. Страховым (1960 г.), и другими исследова телями.
Однако для простоты изучения применяется сравнительно простая классификация, в основе которой лежит генезис (механизм и условия образования) осадочных пород. Согласно ей осадочные породы подразделяются на обломочные, хемогенные, органогенные и смешанные.
[править]Генезис осадочных горных пород
«Осадочные горные породы» объединяют три принципиально различные группы поверхностных (экзогенных) образований, между которыми практически отсутствую существенные общие свойства. Собственно из осадков образуются хемогенные (соли) и механогенные (обломочные, частично терригенные) осадочные породы. Образование осадков происходит на поверхности земли, в её приповерхностной части и в водных бассейнах. Но применительно к органогенным породам довольно часто термин «осадок» не применим. Так если осаждение скелетов планктонных организмов ещё можно отнести к осадкам, то куда отнести скелеты донных, а тем более колониальных, например, кораллов, организмов не ясно. Это говорит о том, что сам термин «Осадочные горные породы» является искусственным, надуманным, он является архаизмом. Вследствие этого В. Т. Фролов пытается заменить его термином «экзолит». Поэтому анализ условий образования этих пород должен происходить раздельно.
В классе механогенных пород первые два понятия являются равнозначными и характеризуют разные свойства этого класса: механогенный отражает механизм образования и переноса,обломочный состав (состоит практически из обломков (понятие строго не определено)). Понятие Терригенный отражает источник материала, хотя механогенными являются и значительные массы обломочного материала, образуемого в подводных условиях.
[править]Механогенные осадочные породы
Основная статья: Механогенные осадочные породы
Эта группа пород включает две главные подгруппы глины и обломочные породы. Глины специфические породы, сложенные различными глинистыми минералами: каолинитом,гидрослюдами, монтмориллонитом и др. Глины, выделившиеся из взвеси, называются водноосадочными глинами в отличие от остаточных глин, присутствующих в сохранившихся корах выветривания.
Обломочная порода главнейшая часть механогенных пород. Среди осадочных пород «обломочные породы» (далее ОП) представляют собой одни из самых распространённых классов горных пород. Объём этого понятия соответствует представлениям ранних периодов становления литологии. Изначально к ним относили породы, содержащие собственно обломки пород и минералов, с одной стороны, и продукты их механического (физического) преобразования окатанные зерна пород и минералов с другой. Но определение «обломка» отсутствует. Такая же ситуация и с антагонистом «брекчии» галькой: что такое галька? Есть узкое определение понятия «галька», по которому галька ограничена в линейных размерах. Однако в литологии есть также объекты, близкие по смыслу гальке, но иных размеров: валуны, гравий и т. д. В широком смысле «галька» (или окатыш по Л. В. Пустовалову) «это окатанные водой обломки горных пород». Имеется существенное генетическое различие между обломками и окатышами. «Обломочные породы» породы, сложенные только обломками материнских пород (минералов). Окатыши не являются обломками в прямом смысле и потому не могут входить в группу «обломочных пород». Они составляют самостоятельную, весьма распространённую группу осадочных образований (конгломероиды), сложенную полностью или преимущественно окатышами различных размеров (галька, гравий, конгломераты, галечники, гравелиты и пр.) [8], [9].
Выделяют следующие особенности состояния породы:
I.Сложение породы - вид представления зерна в породе.
II. Cтроение породы.
Для определения породы использовано понятие о зерне З = (Z = Zerno): это -любой формы и размеров твердое моно- или многофазное образование, имеющее естественную фазовую границу, отделяющую его от других подобных, может быть и сходных по внутренним свойствам, образований. Тогда образец сложен некоторой породой П, если образец твердое, созданное естественным путём, многофазное образование, сложенное зернами З различного состава. В образце, как элементарной части геологического пространства и сложенном множеством зёрен различного состава и размера, возникает новое качество взаимоотношения зерен между собой.
В связи с этим в осадочных горных породах выделяются два уровня свойств:
Свойства единичного зерна- состав, размер, форма и особенности её изменения;
Свойства совокупности зёрен размерность, структура и текстура.
[править]Свойства единичного зерна
Сюда входят: состав, размер, форма и особенности её изменения;рвалопрвалпвалпвлапвалрле======Размер зёрен [10]====== В подавляющем большинстве случаев размер зерен () измеряется в трёх направлениях, согласно приписываемой им виртуальной системе координат. Ориентировка этой системы координат относительно внутренних свойств зёрен не определена. Наибольший размер (длина) обозначается через , средний размер (ширина) и минимальный размер (толщина) . Конкретные величины значений этих измерений колеблются в широких пределах. Порядок изменения этих величин также неизвестн: если произвольно взять два соседний зерна и в упорядоченной по размерам совокупности зёрен, то величина не определена.и прпмлалрлавагпварпадвлопвлаопвапрвларпварпвалпрвал
Поскольку пределы изменения размерных параметроы достаточно велики, то создаются специальные шкалы измерений, в которых указываются минимальные и максимальные пределы изменения размеров зёрен определённой группы, получившие специальные названия (пелиты, алевриты, псефиты (пески) и пр.). В практие это деление (выделение гранулометорическихфракций) осуществляется с помощью «ситового» анализа. Метод сильно искажает реальные размеры и соотношения между ними в зёрнах [11], [12].
[править]Форма зёрен [8]
Наименее изученная часть свойств обломочных пород. Значение формы зерна () определяется её ролью в гидродинамике переноса зёрен водными потоками, влияя на дальность переноса. Из российских учёных в первые об этом, видимо, заговорил И. А. Преображенский ([13], С. 557). Позже этому фактору уделял внимание Ю. А. Билибин [14] на примере изучения морфологиизолотин из россыпей различного типа. К. К. Гостинцев [15] приводит элементы геометрической классификации форм зерен, выделив обобщенные формы: сферы (шаровидные формы), эллипсоиды, параллелепипеды, диски, чешуйки, таблички и др. Классификация форм зёрен приведена в [8], [9].
В „Петрографии осадочных пород“ в качестве аналога формы не обосновано широко используется понятие „окатанность“, как степень округлённости углов в зёрнах. Анализ показал, что „окатанность“ к форме зёрен прямого отношения не имеет, но отражает степень изменения этой формы (физического метаморфизма пород).
Можно выделить основные стадии механогенного метаморфизма:
1. „совершенно не окатанные, остроугольные зерна пород (щебень, хрящ, дресва, каменная крошка, зерна- осколки)“;
2. зерно окатано так, что еще можно установить ее изначальную форму;
эта стадия позволяет проводить дробную классификацию на основе уже существующих представлений об обломочных породах.
3. „вполне окатанные зерна с одинаково сглаженной поверхностью обтекаемой формы“. Начальная форма уже не определима. Конечная форма описывается уравнениями второго порядка.
[править]Состав зёрен [10]
Установлена зависимость состава зёрен от размера зёрен. Эта зависимость проявляется в том, что зёрна, размер которых мм, существенно сложены минералами и их обломками. Зёрна, размер которых мм, сложены существенно породами. Это позволяет всё многообразие рыхлых обломочных пород разделить на минакласты (зёрна сложены преимущественно минералами (миналы)) и литокласты (- преимущественно породами).
В литокластах форма зёрен уже существенно зависит от состава зёрен. Здесь начинают сказываться внутренние свойств пород.
[править]Б.Свойства совокупности зёрен
размерность, структура и текстура.
В определении понятия „горная порода“ выделены две части вещественная и пространственная. К параметрам, связанным с пространственным расположением зерен, относятся: морфологические и линейные характеристики зерен; пространственное расположение центров тяжести зерен (не изучено); пространственные взаимоотношения зерен, обусловленные различиями в размерах и форм зерен. Формирование обломочных пород, как способ формирования некоторой совокупности, или множества, зёрен приводит к появлению новых и существенно важных свойств, таких, как структура и текстура.
Возможны установления определённых отношений между размерными параметрами. В минакластах зёрна не изометричны, их размерные параметры соответствуют неравеству , а это означает возможное наличие функциональных зависимостей между ними. Кроме того выявлены зависимости вида , где -периметр. В этих случаях параметр представляет собой обобщённый коэффициент уплощённости, то есть чем он меньше, тем более уплощённым в среднем является зерно. Так для зёрен алмаза , для кварца , для золотин .
[править]Свойства структур обломочных пород
На практике использование понятия „структура“ в основном свелось к характеристике размерных параметов зёрен. В связи с этим понятие „структура“ в петрографии не соответствует понятию „структура“ в кристаллографии, структурной геологии и других науках о строении вещества. В последних „структура“ больше соответствует понятию „текстура“ в петрографии и отражает способ заполнения пространства.[10]. Если принять, что „структура“ является пространственным понятиям, то следующие структуры нужно считать бессодержательными: вторичные или первичные структуры и текстуры; кристаллические, химические, замещения (разъедания, перекристаллизации и т. д.), деформационные структуры, ориентированные (3-280), остаточные структуры (3-282) и пр. [16] (в скобках- номер тома и номер структуры в списке). Поэтому эти „структуры“ названы „ложными структурами“.
Структура это множество структурных элементов, характеризуемое размерами зерен и их количественными соотношениями.
При проведении конкретных классификаций обычно используются линейные параметры зерна с последовательностью
хотя количественные оценки распространённости осуществляются через площадные (процентные) параметры. Эта последовательность может иметь значительную длину и никогда не строится. Обычно же говорят только о пределах изменения параметров , называя максимальные (max) и минимальные (min) значения размеров зерен.
Одно из направлений представления использование числовых рядов, которые строятся также как и указанная выше последовательность, но вместо () ставиться знак суммы (). Свертка всех последовательностей осуществляется объединением равных элементов и сложением их площадей. Тогда имеем последовательность:
Выражение означает, что измерена площадь , занимаемая всеми сечениями тех зерен , размер которых равен .
Эта особенность зёрен позволяет проводить числовой анализ полученных соотношений. Во- первых, параметр можно рассматривать как значения координатной оси и таким образом строить некоторый график ([11], [12]). Во-вторых, последовательность можно ранжировать, например, по убыванию коэффициентов , в результате получается ряд
Именно этот ряд и называется структурой данного сечения породы, он же является и определением понятия „структура“. Параметр есть элемент структуры, а параметр длина структуры. По построению . Такое представление структуры позволяет проводить сравнение различных структур между собой.
Структура элементарна, если , то есть . Структура совпадает со своим элементом, то есть или %. Тогда порода сложена зернами, размерные параметры которых равны друг другу. Эта структура называется равномерно-зернистой. Множество равномерно-зернистых структур образуют класс равномерно-зернистых структур, в котором каждая структура отличается параметром . Если , то структура образована зернами, размер которых изменяется в некоторых пределах. Это- структуры неравномернозернистые, их множество- класс неравномерно- зернистых структур. В неравномерно-зернистой структуре . Тогда и .
Класс неравномерно-зернистых структур является обобщением класса равномерно-зернистых структур. В классе неравномерно-зернистых структур выделяются подклассы:
1) подкласс собственно неравномерно-зернистых структур;
2) подкласс порфировых структур (или структур включения) класса неравномерно-зернистых структур.
3) подкласс порфировидных структур класса неравномерно-зернистых структур. От предыдущего подкласса отличается тем, что основная масса неравномерно-зернистая и отличие размеров порфировых зерен от размеров зерен основной массы менее резкое.
В петрографии обломочных пород эти подклассы не выделяются, хотя их аналоги распространены широко, например, песчаники с (включениями) гравием, галькой и пр. с образованием структур включения. В этих случаях основная масса называется цементом (базальным).
Подкласс порфировых структур (структур включения) объединяет также структуры, существующие в породах с миндалинами, овоидами, стяжениями и другими формами включений.
Изложенные характеристики структур позволяют получить решение важной в петрографии горных пород задачи: сравнение структур горных пород.
А. Равномерно-зернистые структуры и равны, если и .
Теорема: сложение двух равных равномерно-зернистых структур и дает равную им равномерно-зернистую структуру. Теорема: сложение нескольких равных равномерно-зернистых структур также дает равномерно-зернистую структура, равную структуре составных частей.
Следствие 1. Если образец с равномерно-зернистой структурой разделить на некоторое количество частей, то каждая часть образца породы будет характеризоваться равной ей равномерно-зернистой структурой.
Следствие 2. Если в образце породы с равномерно-зернистой структурой изучена некоторая часть образца породы, то порода этой части образца характеризует и всю породу.
Б. Сравнение неравномерно- зернистых структур. Основой анализа является выделение структур, в которых элементы расположены по убыванию размерных параметров. В этом случае первый элемент определяет название структуры на основе сравнения со специальной классификацией (эталоном).
Совершенно ясно, что с одним и тем же основанием может быть большое количество структур. Выделяются крайние случаи:
а). В обоих рядах порядок элементов одинаковый.
б). Порядок элементов во втором ряду противоположен таковому первого ряда.
Степень близости обоих рядов определяется с помощью представлений теории перестановок [17].
[править]Свойства текстур обломочных пород
Текстура является одной из важнейших понятий в петрографии горных пород. Текстура отражает способ заполнения пространства элементами структуры. Естественно, что расположение элементов структуры в пространстве во многом определяется условиями образования пород [18]. Тем не менее, все текстуры имеют общие свойства, которые позволяют рассматривать текстуры независимо от условий образования пород.
Зерно это элементарный объект горной породы. Размеры зёрен измеряются по осям (на практике обозначаемые как ). Принято, что . Ось , располагающаяся вдоль оси , главная. Плоскость , проходящую через оси и , также главная. Ось . Зёрна отличаются по вещественному составу (), форме () и размерам (от Dimension размерность), то есть . Здесь , , элементы структуры. Кроме того, зёрна в образце находятся в некоторых отношениях друг к другу, то есть .
Если структурный элемент это зерно образца, то пространственная часть образца имеет вид . Таким образом, текстура () это множество зёрен образца, обладающих свойством:
.
Следовательно, текстура является понятием более высокого уровня обобщения, чем структура, поскольку в основу выделения текстур положены не только форма и состав зёрен, но и их структурные признаки.
Смысл выражения зависит от сущности параметра . Элементарные отношения между зёрнами представлены:
I. R- отношение порядка в распределении размерных параметров, то есть , тогда , но . В этом случае характеризует структуру образца, рассмотренную выше.
II. Если , то есть не отражает размерные параметры, то , но . В этом случае характеризует отношения между формами зёрен. Практически не изучена.
III. Между соседними зёрнами З1 и З2 в образце возникает отношение, которое называется “ориентировкой зёрен друг относительно друга». Тогда можно записать З1ORЗ2.
Зёрна в компактном множестве {З} размещаются так, чтобы главные плоскости этих зёрен совпадают. Тогда можно провести плоскости, касательные к поверхностям зёрен как снизу (подошваПД), так и сверху (кровля КР). Если между этими плоскостями располагается по одному зерну, то слой можно назвать монослоем (обозначается через ). Нормальное положение монослоя горизонтальное.
VI. При наличии монослоев с параметрами (ПД1, КР1) и с параметрами(ПД2, КР2) возникает простейшее отношение , которое называется «наслоением (или напластованием) слоев».
Основные типы текстур
Каждый монослой характеризуется параметрами: вещество M(материал), D, SR, OR. Поскольку , то монослои характеризуются параметрами и . Далее эти параметры записываются в виде биекции . Если в соседних монослоях и и , то такие монослои будем называть тождественными (или эквивалентными). В таком случае граница между монослоями отсутствует (то есть ). Если этими свойствами обладают все последовательно наслаиваемые друг на друга монослои, то между ними границы отсутствуют. В этом случае совокупность этих монослоев образуетслой, а порода приобретает монолитную текстуру.
Это тип компактных монолитных текстур. Если же хотя бы один из компонентов свойств не совпадает с соответствующим компонентом свойств , то граница сохраняется (или ).
Если в образце присутствуют несколько монослоёв (слоёв), каждый из которых отличается хотя бы одним элементом текстуры от соседнего монослоя (или слоя), то имеет место слоистая текстура. Это тип компактных слоистых текстур. Эти типы исчерпывают все многообразие основных типов текстур.
Между монолитными текстурами и слоистыми текстурами существует принципиальное различие. В первом случае выявляются отношения между зёрнами породы. При этом устанавливаются признаки, определяющие текстуру самой породы: отношения между размерными параметрами (структура), отношения между формами зерен, ориентировка зерен. Тип монолитных текстур является единственным представителем текстур в породе.
В случае слоистой текстуры появляется новый вид отношения: отношение между слоями (слойками). Кроме вышеназванных признаков, определяющих текстуру породы, выполняющей слой, здесь появляются новые признаки, характеризующие отношения слоёв как геологических тел друг относительно друга: средних ориентировок зёрен одного слоя относительно ориентировок зёрен другого слоя, отношение между самими слоями; отношение между размерными параметрами одного слоя относительно размерных параметров другого слоя. Таким образом, слоистая текстура отражает более высокий уровень организации геологического материала. В породе слоистых текстур нет.
В практике геологических исследований часто фигурирует понятие «слоистая порода» (слоистый песчаник, слоистый алевролит и пр.). Под слоистой породой понимают породу, обладающую слоистой текстурой. В связи с изложенными выше соображениями это понятие необходимо признать не корректным. По определению порода с монолитной текстурой сложена зернами без признаков их пространственного разделения. В «слоистой породе» ситуация совершенно иная. Здесь слоистость обусловлена наличием слоёв (слойков), то есть самостоятельных геологических тел, заполненных породами; в каждом слое порода имеет монолитную текстуру. Следовательно, образец с выявленной слоистой текстурой сложен набором пород, а к набору пород термин «порода» как единичный признак вообще не применим.
Классификация текстур.
I. Тип компактных монолитных текстур.
Выделяются подтипы текстур:
А. Подтип текстур изотропных (массивных). Параметры структурных элементов не изменяются вдоль (эталонных) линий, проходящих через образец в любом направлении. Во всех случаях зёрна располагаются статистически хаотично, беспорядочно в породе с равно- или разнозернистой массой. Это подтип компактных монолитных массивных текстур (текстуры беспорядочная, плотная, неориентированная, однородная и др.).
Б. Подтип текстур анизотропных. Свойства породы изменяются с изменением ориентировки эталонных линий. Выделяются классы текстуры:
Ба. Класс компактных монолитных ориентированных текстур; обусловлен особенностями строения основной массы породы. Сюда относятся текстуры с согласно ориентированными друг относительно друга зёрнами; иногда их называют гломерокристаллическими, сланцевыми, ориентированными текстурами и пр.
Бб. Класс компактных монолитных ориентированных линейных текстур; обусловлен наличием ориентированных единичных структурных элементов при хаотичном расположении зерен вмещающей их массы; сюда относятся породы различных порфировых и порфировидных структур, в которых порфировые (порфировидные) зерна, миндалины и пр. являются единичными структурными элементами. Выделяются подклассы:
Бба. Ориентированные зерна не образуют единого сообщества и разбросаны по образцу бессистемно. По Н. А. Елисееву это параллельно-линейные текстуры.
Ббб. Ориентированные зерна (обычно пластинчатые кристаллы) образуют единое сообщество, проявляемое в виде плоско-параллельного «слоя», создавая видимость слоистой текстуры. По Н. А. Елисееву это плоско-параллельные (ложно слоистые) текстуры.
Бв. Текстуры, обусловленные наличием ориентированных структурных агрегатов, например, шлиров, обломков пород и пр. Это класс компактных агрегативных текстур (текстуры такситовые, атакситовая и пр.). Этот подкласс текстур специально не выделяется. Если же агрегат рассматривать как обобщенное зерно, то здесь также выделяются текстуры, определяемые расположением единичных структурных элементов. Поэтому можно выделить подклассы:
Бва. компактные агрегативные массивные текстуры;
Бвб. компактные агрегативные параллельно-линейные текстуры;
Бвв. компактные агрегативные плоско-параллельные текстуры.
II. Тип слоистых текстур.
За основу анализа взята пара соседних слоёв, имеющих четко выраженные элементы текстуры. Виды текстур, устанавливаемые на основе анализа этой пары, называются элементарными. Здесь уже на сцену выступает форма элементов текстур. Независимо от вида этой формы, их всех объединяет наличие некоторого радиуса Rкр кривизны, на основе которого выделяются крайние подтипы элементарных слоистых текстур: если Rкр = , то имеет место подтип ламинарных слоистых текстур. Если Rкр << то подтип турбулентных (вихревых) слоистых текстур.
А. Подтип ламинарных слоистых текстур. Элементы внутреннего строения располагаются субпараллельно границам слоёв, напоминая ламинарное течение жидкости. Выделяются классы ламинарных слоистых текстур.
Аa. Класс простых ламинарных слоистых текстур. Устанавливаются при анализе внутреннего строения одного слоя. Сюда относятся текстуры слоистая, ленточная, плойчатая, полосчатая, сланцеватая, гнейсовидная, параллельная и др. текстуры. Подклассы:
Ааa. Элементы текстур практически параллельны друг другу.
Аaб. Элементы текстур не строго параллельны друг другу, но они изменяются симбатно друг относительно друга, нигде не пересекаясь.
Аaв. Слои располагаются косо относительно границы слоя. Текстуру часто относят к разновидностям косой слоистой (текстуры косой слоистости).
Аб. Класс сложных ламинарных слоистых текстур. Устанавливается при анализе отношений минимум двух соседних слоёв. Элементы текстуры одного слоя (скажем слоя А) располагаются произвольно относительно границы или элементов текстуры соседнего слоя Б. Возможно выделение подклассов:
Аба. согласных ламинарных слоистых текстур ориентировки элементов текстур обоих слоёв совпадают. Возможно совпадение и мощностей элементов текстур. Но, по крайней мере, в одной граничной точке характеристики ( и пр.) слоёв различны.
Абб. контрастных ламинарных слоистых текстур ориентировки
элементов текстур обоих слоёв существенно различны.
Возможны разновидности текстур:
Абба. Слой А обладает простой ламинарной слоистой текстурой, слой Б косой слоистой текстурой.
Аббб. Оба слоя обладают косой слоистой текстурой, но элементы текстуры слоя А располагается косо к элементам текстуры слоя Б.
Б. Подтип турбулентных (вихревых) слоистых текстур. Такие текстуры обычно называются (собственно) косой слоистостью. Одним из свойств (кроме Rкр) элементов текстур этого подтипа является ограниченность длин слойков в сечении образца. По характеру поведения Rкр можно выделить текстуры:
Ба. Rкр = const. Слой образует эллипсовидное кольцо постоянной формы. Так как мы имеем дело со слоистыми явлениями, то образуется сферическое образование (эллипс, шар и пр.), заполненное слоистым веществом. Сама сфера может быть срезана другими сферическими образованиями. Строго анализа этого вида текстур не существует.
Бб. Rкр ≠ const. Радиус кривизни изменяется не только по длине элемента текстуры, но и от слойка к слойку.
[править]История формирования механогенных пород
Согласно представлениями Н. М. Страхова, являющихся в настоящее время руководящими, процесс формирования механогенной осадочной горной породы называется литогенезом (Страхов, 1960) и состоит из стадий:
образование осадочного материала;
перенос осадочного материала;
седиментогенез накопление осадка;
диагенез преобразование осадка в осадочную горную породу;
катагенез стадия существования осадочной горной породы в зоне стратисферы;
метагенез стадия глубокого преобразования осадочной горной породы в глубинных зонах земной коры.
[править]Образование осадочного материала
Образование осадочного материала происходит за счёт действия различных факторов влияния колебаний температуры, воздействия атмосферы, воды и организмов на горные породы и т. д. Все эти процессы приводят к изменению и разрушению пород и объединяются одним термином выветривание .
[править]Перенос осадочного материала
Осадочный обломочный материал обычно не остается на месте, а переносится под действием различных факторов в те участки земной поверхности, где существуют условия, благоприятные для его на копления и захоронения.
Перенос осуществляется главным образом с помощью воды и ветра; кроме них заметную роль в перемещении осадков играют движущиеся ледники, айсберги и прибрежные льды, свя занные с проявлением силы тяжести оползни, осыпи, обвалы; а также живые организмы. В последние десятилетия существенную геологическую роль начинает играть техногенный перенос материала, связанный с различными строительными работами.
Перенос, или механическая транспортировка зёрен, образовавшихся в результате механического разрушения материнских пород, можно рассматривать как природный гидравлический транспорт (гидротранспорт), поэтому для описания переноса можно использовать представления о гидротранспорте в гидравлике [19]. В основе этих представлений лежит тесная связь между водным (ветровым) потоком и находящейся в нём взвеси твёрдого вещества. При этом скорость перемещения зерна потоком обратно пропорциональна не только размеру перемещаемого зерна, но и плотности (удельному весу) слагающего зерно минерала. При этом происходит разделение минералов как по размерам зёрен, так и по плотности слагающих зёрна минералов. В качественном плане на это явление обращали внимание Л. Б. Рухин (19121959) [20] и Н. М. Страхов [5].
Для близгоризонтальных напорных потоков, которыми являются большинство природных гидросистем, применимо уравнение [19], в практическом плане преобразовано в одну из форм гиперболического выражения
,
где обобщённый линейный параметр; как правило или ; ; .
Это уравнение использовано для определения палеоскоростей движения зёрен в некоторых объектах [21], а сам метод получил название Геоспидометр [22], [23]; [7].
Чаще всего аргументом является величина , говоря о том, что зерно ориентировано поперёк течения воды в потоке; это допустимо при перемещении зёрна перекатыванием.
Это зависимость легко вписывается в импульсный (пульсационный) механизм движения взвеси. Пульсационный механизм перемещения материала позволяет говорить о периодичностипротекания процесса.
Перемещение зерна подчиняется аксиомам:
1. Перемещение осадочного материала осуществляется как в декартовых координатах, так и во времени, то есть , где масса переносимого материала; координата, вдоль которой происходит перемещение материала.
2. Осадочный материал поступает в бассейн осаждения вследствие разрушения некоторого исходного материнского геологического тела, заполненного рыхлым материалом, так, что количество выносимого материала пропорционально количеству материала в исходном геологическом теле. Это, в конечном счёте, приводит к уравнению перемещения вещества [7]:
при преобразовании которого получено простейшее гиперболическое уравнение, или уравнение струны.
[править]Накопление осадка
Транспортируемый осадочный материал осаждается в пониженных участках рельефа. Скорость накопле ния осадка колеблется в очень широких пределах от долей мил лиметра (глубоководные части морей и океанов) до нескольких метров в год (в устьях круп ных горных рек).
Длительное и устойчивое погружение области осадконакопления предопределяет образование мощной, однородной осадочной толщи. В случае частой смены тектонического режима, а также при сезонных изменениях климата происходит переслаивание осадков, различных по составу и строению.
В процессе переноса и осаждения осадочного материала под влиянием механических, химических, биологических и физико-химических процессов происходит его сортировка и избирательный переход в твер дую фазу растворённых и газообразных веществ. Этот процесс называется оса дочной дифференциацией. Образовавшиеся в результате осадочные породы в большин стве своём отличаются от магматических и метаморфических более простым химическим составом, высокой концентрацией отдельных компонентов или более высокой степенью однородности частиц поразмеру.
Следует иметь в виду, что наряду с дифференциацией на поверхности нашей планеты может происходить и смешивание осадочного материала (интеграция), поступающего из разныхисточников сноса. Этот процесс приводит к образованию полиминеральных пород, например, граувакк, слагающихся как разнородными обломочными и минеральными компо нентами, так и биогенным и хемогенным материалом.
Это перемещение называется транспортировкой. Транспортировка, как правило, завершается осаждением материала. Эта стадия стадия преноса и осаждения вещества называется седиментогенезом (сложное явление, включающее механическое, химическое выветривание, дифференциацию продуктов выветривания, образование и разрушение коллоидных и ионныхсистем).
[править]Биогенные породы
Основная статья: Биогенные породы
[править]Хемогенные породы
Основная статья: Хемогенные породы
[править]Диагенез
Осадок, накопившийся на дне водоема или на поверхности суши, обычно представляет собой неравновесную систему, состоящую из твердой, жидкой и газовой фаз. Между составными частями осадка начинается физико-химическое взаимодействие. Активное участие в преобразовании осадков принимают обитающие в иле организмы.
Во время диагенеза происходит уплотнение осадка под тяжестью образующихся выше него слоев, обезвоживание, перекри сталлизация. Взаимодействие составных частей осадка между со бой и окружающей средой приводит к растворению и удалению неустойчивых компонентов осадка и формированию устойчивых минеральных новообразований. Разложение отмерших животных организмов и растений вызывает изменение окислительно-восста новительных и щелочно-кислотных свойств осадка. К концу диагенеза жизнедеятельность бактерий и других организмов почти пол ностью прекращается, а система осадок среда приходит в равновесие.
Продолжительность стадии диагенеза из меняется в широких пределах, достигая десятков и даже сотен тысяч лет. Мощность зоны осадка, в которой протекают диагенетические преобразования, также колеблется в значительном диа пазоне и, по оценке большинства исследователей, составляет 10 50 м, а в ряде случаев, по-видимому, может быть и больше.
[править]Катагенез
В эту стадию осадочные породы претерпевают существенные преобразования, сопровождаемые изменением химико-минералогического состава, строения и физических свойств. Основными факторами преобразования пород являются температура, давление, вода, растворенные в ней соли и газообразные компо ненты, рН, Еh и радиоактивное излучение. Направленность и интенсивность преобразований в значительной степени определяются составом и физическими свойствами пород. В процессе катагенеза происходит уплот нение пород, их обезвоживание, растворение неустойчивых сое динений, а также перекристаллизация и образование новых минералов.
[править]Метагенез
Основная статья: Метагенез (геология)
На этой стадии происходит максимальное уплотнение осадочных пород, меняется их минеральный состав, структура. Преобразование пород происходит под влиянием тех же факторов, что и при катагенезе, но температура более высокая (200300 °C), выше минерализация и газонасыщенность вод, иные значения Еh и рН.
Изменение структуры пород проявляется в укрупнении размера зерен, в упорядочении их ориентировки, перекристаллизации с исчезновением фаунистических остатков. Завершается стадияметагенеза переходом оса дочных пород в метаморфические горные породы.
[править]Условия залегания осадочных горных пород
Большинство осадочных пород залегает в виде пластов, или слоев.
Метаморфические горные породы горные породы, образованные в толще земной коры в результате изменения (метаморфизма) осадочных или магматических горных пород вследствие изменения физико-химических условий. Благодаря движениям земной коры осадочные горные породы имагматические горные породы подвергаются воздействию высокой температуры, большого давления и различных газовых и водных растворов, при этом они начинают изменяться.
Содержание [показать] |
[править]Типы метаморфизма
Одна из последних классификаций метаморфизма [1] приведена в таблице:
Тип метаморфизма |
Факторы метаморфизма |
Метаморфизм погружения |
Увеличение давления, циркуляция водных растворов |
Метаморфизм нагревания |
Рост температуры |
Метаморфизм гидратации |
Взаимодействие горных пород с водными растворами |
Дислокационный метаморфизм |
Тектонические деформации |
Ударный метаморфизм |
Падение крупных метеоритов, мощные эндогенные взрывы (?) |
[править]Состав, текстуры и структуры метаморфических горных пород
[править]Формы залегания метаморфических пород
Так как исходным материалом метаморфических горных пород являются осадочные и магматические породы, их формы залегания должны совпадать с формами залегания этих пород. Так на основе осадочных пород сохраняется пластовая форма залегания, а на основе магматических форма интрузий или покровов. Этим иногда пользуются, чтобы определить их происхождение. Так, если метаморфическая порода происходит от осадочной, ей дают приставку пара- (например, парагнейсы), а если она образовалась за счёт магматической породы, то ставится приставка орто- (например, ортогнейсы).
[править]Состав метаморфических пород
Химический состав метаморфических горных пород разнообразен и зависит в первую очередь от состава исходных. Однако состав может отличаться от состава исходных пород, так как в процессе метаморфизма происходят изменения под влиянием привносимых водными растворами веществ и метасоматических процессов.
Минеральный состав метаморфических пород также разнообразен, они могут состоять из одного минерала, например кварца (кварцит) или кальцита (мрамор), или из многих сложныхсиликатов. Главные породообразующие минералы представлены кварцем, полевыми шпатами, слюдами, пироксенами и амфиболами. Наряду с ними присутствуют типично метаморфические минералы: гранаты, андалузит, дистен, силлиманит, кордиерит, скаполит и некоторые другие. Характерны, особенно для слабометаморфизованных пород тальк, хлориты, актинолит, эпидот,цоизит, карбонаты.
Физико химические условия образования метаморфических пород, определённые методами геобаротермометрии весьма высокие. Они колеблются от 100300 °C до 10001500 °C и от первых десятков баров до 2030 кбаров
[править]Текстуры метаморфических пород
Текстура пород, как пространственная характеристика свойств породы, отражает способ заполнения пространства.
Сланцевая: большое распространение в метаморфических породах получили листоватые, чешуйчатые и пластинчатые минералы, что связано с их приспособлением к кристаллизации в условиях высоких давлений. Это выражается в сланцеватости горных пород, которая характеризуется тем, что породы распадаются на тонкие плитки и пластинки.
Полосчатая чередование различных по минеральному составу полос (например, у циполина), образующихся при наследовании текстур осадочных пород.
Пятнистая наличие в породе пятен, отличающихся по цвету, составу, устойчивости к выветриванию.
Массивная отсутствие ориентировки породообразующих минералов.
Плойчатая когда под влиянием давления порода собрана в мелкие складки.
Миндалекаменная представленная более или менее округлыми или овальными агрегатами среди сланцеватой массы породы.
Катакластическая отличающаяся раздроблением и деформацией минералов.
«Миндалекаменная текстура» не может относиться собственно к текстурам, поскольку не является характеристикой способа заполнения пространства. Она более всего характеризует структурные особенности породы.
«Катакластическая текстура» также не может быть текстурной характеристикой по тем же причинам. Термин «катакластический» отражает только механизм образования зерен, выполняющих породу.
[править]Структуры метаморфических пород
Понятие «структура» не имеет строгого определения и носит интуитивный характер. Согласно практике геологических исследований «структура» больше характеризует размерные (крупно-, средне- или мелкообломочные) параметры слагающих породу зёрен.
Структуры метаморфических пород возникают в процессе перекристаллизации в твёрдом состоянии, или кристаллобластеза. Такие структуры называют кристаллобластовыми. По форме зёрен различают текстуры [1]:
гранобластовая (агрегат изометрических зёрен);
лепидобластовая (агрегат листоватых или чешуйчатых кристаллов);
нематобластовая (агрегат игольчатых или длиннопризматических кристаллов);
фибробластовая (агрегат волокнистых кристаллов).
По относительным размерам:
гомеобластовая (агрегат зёрен одинакового размера);
гетеробластовая (агрегат зёрен разных размеров);
порфиробластовая;
пойкилобластовая (наличие мелких вростков минералов в основной ткани породы);
ситовидная (обилие мелких вростков одного минерала в крупных кристаллах другого минерала).
[править]Наиболее распространённые метаморфические породы
[править]Породы регионального метаморфизма
Здесь приведены породы образовавшиеся в результате регионального метаморфизма (от менее к более метаморфизованным).
Глинистые сланцы представляют начальную стадию метаморфизма глинистых пород. Состоят преимущественно из гидрослюд, хлорита, иногда каолинита, реликтов других глинистых минералов (монтмориллонита, смешаннослойных минералов), кварца, полевых шпатов и других неглинистых минералов. В них хорошо выражена сланцеватость. Они легко раскалываются на плитки. Цвет сланцев: зелёный, серый, бурый до чёрного. Содержат углистое вещество, новообразования карбонатов и сульфидов железа.
Филлиты [греч. филлитес листоватый] плотная темная с шелковистым блеском сланцеватая порода, состоящая из кварца, серицита, иногда с примесью хлорита, биотита и альбита. Образуются при метаморфизме глинистых сланцев, но не содержат глинистых минералов. По степени метаморфизма переходная порода от глинистых к слюдяным сланцам.
Хлоритовые сланцы Хлоритовые сланцы представляют собой сланцеватые или чешуйчатые породы, состоящие преимущественно из хлорита, а также актинолита, талька, слюды,эпидота, кварца и других минералов. Цвет их зелёный, на ощупь жирные, твердость небольшая. Часто содержат магнетит в виде хорошо образованных кристаллов (октаэдров).
Тальковые сланцы агрегат листочков и чешуек талька сланцеватого строения, зеленоватого или белого цвета, мягок, обладает жирным блеском. Встречается изредка среди хлоритовых сланцев и филлитов в верхнеархейских (гуронских) образованиях, но иногда является результатом метаморфизации и более молодых осадочных и изверженных (оливиновых) горных пород. Как примесь присутствуют магнезит, хромит, актинолит, апатит, глинкит, турмалин. Часто к тальку в большом количестве примешиваются листочки и чешуйки хлорита, обусловливающие переход в тальково-хлористовый сланец.
Кристаллические сланцы общее название обширной группы метаморфических пород, характеризующиеся средней (частично сильной) степенью метаморфизма. В отличие от гнейсов в кристаллических сланцах количественные взаимоотношения между кварцем, полевыми шпатами и тёмноцветными минералами могут быть разными.
Амфиболиты метаморфическая горная порода, состоящая из амфибола, плагиоклаза и минералов примесей. Роговая обманка, содержащаяся в амфиболитах, отличается от амфиболов сложным составом и высоким содержанием глинозёма. В противоположность большинству метаморфических пород высоких ступеней регионального метаморфизма амфиболиты не всегда обладают хорошо выраженной сланцеватой текстурой. Структура амфиболитов гранобластовая (при склонности роговой обманки к образованию удлинённых по сланцеватости кристаллов), нематобластовая и даже фибробластовая. Амфиболиты могут образовываться как за счёт основных изверженных пород габбро, диабазов, базальтов, туфови др., так и за счёт осадочных пород мергелистого состава. Переходные разности к габбро называются габбро-амфиболитами и характеризуются реликтовыми (остаточными) габбровыми структурами. Амфиболиты, возникающие за счёт ультраосновных горных пород, отличаются обычно отсутствием плагиоклаза и состоят практически целиком из роговой обманки, богатой магнием (антофиллит, жедрит). Различают следующие виды амфиболитов: биотитовые, гранатовые, кварцевые, кианитовые, скаполитовые, цоизитовые, эпидотовые и др. амфиболиты.
Кварциты зернистая горная порода, состоящая из зерен кварца, сцементированных более мелким кварцевым материалом. Образуется при метаморфизме кварцевых песчаников,порфиров. Встречаются в корах выветривания, образуясь при метасоматозе (гипергенные кварциты) с окислением медноколчеданных месторождений. Они служат поисковым признаком на медноколчеданные руды. Микрокварциты образуются из подводных гидротерм, выносящих в морскую воду кремнезём, при отсутствии других компонентов (железо,магний и др.).
Гнейсы метаморфическая горная порода, характеризующаяся более или менее отчётливо выраженной параллельно-сланцеватой, часто тонкополосчатой текстурой с преобладающими гранобластовыми и порфиробластовыми структурами и состоящая из кварца, калиевого полевого шпата, плагиоклазов и цветных минералов. Выделяют: биотитовые, мусковитовые, двуслюдяные, амфиболовые, пироксеновые и др. гнейсы.
[править]Метаморфические породы образовавшиеся при динамометаморфизме
Это породы, возникающие под действием динамометаморфизма и тектонических нарушений в зоне дробления. Дроблению и деформации подвергаются не только сама порода, но и минералы.
Катаклазиты продукт дислокационного метаморфизма, не сопровождающегося явлениями перекристаллизации и минералообразования. Внутреннее строение характеризуется присутствием сильно деформированных, изогнутых, раздробленных зёрен минералов и часто наличием мелкогранулированной полиминеральной связующей массы (цемента).
Милониты Тонкоперетёртая горная порода с отчётливо выраженной сланцеватой текстурой. Образуются в зонах дробления, особенно по плоскостям надвигов и сбросов. Разорванные блоки горных пород, перемещаясь, дробят, перетирают и одновременно сдавливают породы, вследствие чего она становится компактной и однородной. Для милинитов характерны полосчатые текстуры, расслоёность и флюидальность. От катаклазитов отличается большей степенью раздробленности и развитием параллельной текстуры.
[править]Фации метаморфизма
При метаморфических преобразованиях происходят разнообразные химические реакции. Считается, что они осуществляются в твёрдом состоянии. В процессе этих реакций происходит образование новых или перекристаллизация старых минералов так, что для конкретного интервала температур и давлений этот набор минералов остаётся относительно постоянным. Определяющий набор минералов получил название «фация метаморфизма». Разделение метаморфических пород на фации началось ещё в XIX веке и связано с работами Г. Барроу (1893), А. А. Иностранцева (1877), Г. Ф. Бекера (1893) и других исследователей, и широко применялоссь в начале XX века (Ван-Хайз, 1904; В. М. Гольдшмидт, 1911; П. Эскола, 1920; Ц. Е. Тилли, 1925; и др.). Существенную роль в разработке физико-химической природы минеральных фаций сыграл Д. С. Коржинский (18991985).[2]
Современные представления об основных минеральных фациях метаморфизма приведены в таблице.[1]
Тип метаморфизма |
Фации метаморфизма |
Давление (МПа) |
Температурный интервал (°C) |
Примеры пород |
Метаморфизм погружения |
Цеолитовая |
< (200500) |
< (200300) |
Метаграувакки, метавулканиты |
Пренит-пумпелиитовая |
200500 |
200300 |
||
Лавсонит-глауковановая (голубых сланцев) |
400800 |
300400 |
Глаукофановые сланцы |
|
Эклогитовая |
>800 |
> (400700) |
Эклогиты |
|
Контактовый метаморфизм |
Альбит-эпидотовых роговиков |
|
250500 |
Роговики контактовые, скарны |
Амфиболовых роговиков |
450670 |
|||
Пироксеновых роговиков |
630800 |
|||
Санидиновая |
> (720800) |
|||
Региональный метаморфизм |
Зелёных сланцев |
200900 |
300600 |
Зелёные сланцы, хлорит-серицитовые сланцы |
Эпидот-амфиболитовая |
500650 |
Амфиболиты, слюдяные сланцы |
||
Амфиболитовая |
550800 |
Амфиболиты, биотитовые парагнейсы |
||
Гранулитовая |
> (700800) |
Гранулиты, гиперстеновые парагнейсы |
||
Кианитовые сланцы |
> 900 |
500700 |
Кианитовые сланцы |
|
Эклогитовая |
Эклогиты |
[править]Температуры образования метаморфических горных пород
Температуры образования метаморфических пород всегда интересовали исследователей, поскольку ни позволяли понимать условия, а отсюда и историю механизма образовани этих пород. Ранее до разработки основных методов определения температур образования метаморфических минералов главным методом решения задачи были экспериментальные исследования, основанные на анализе различных диаграмм плавкости. На этих диаграммах устанавливались основные интервалы температур и давлений, в пределах которых выявлялась устойчивость тех или иных минеральных ассоциаций. Далее результаты экспериментов практически механически переносились на природные объекты. Параметры образования конкретных минералов не изучались, что является существенным недостатком подобных исследований.
В последующие годы появились новые методы определения температур образования минералов, к которым относились анализ расплавных включений, изотопные и геохимические геотермометры (см. Геобаротермометрия); эти методы позволили уточнить границы существования тех или иных минеральных ассоциаций в природных условиях и перекинуть мостик между экспериментальными исследованиями и природными явлениями.
В настоящее время все температурные измерения, выполненные с помощью упомянутых выше геотермометров, вызывают сомнение в связи с тем, что в теоретических разработках и методах их использования выявлены существенные методические ошибки.[3][4]
Дальнейшие исследования привели к созданию новых типов изотопных геотермометров, позволивших определять температуру образования конкретных минералов. Некоторые результаты этих исследований приведены в таблице.[3]
Породы |
Регионы |
Минералы |
|||||||
Qw |
Bio |
Il |
Mt |
Kf |
Mus |
Alb |
Grn |
||
Сланцы |
Австрия |
700* |
|
|
|
|
|
|
330 |
Сланцы |
Гренландия |
700* |
|
|
610 |
|
|
|
|
Сланцы |
Гренландия |
700* |
|
|
594 |
|
|
|
|
Метапелит |
Альпы |
670 |
|
604 |
|
|
|
|
|
Метапелит |
Альпы |
|
740 |
|
|
|
|
|
|
Ортогнейс |
Альпы |
650 |
|
620 |
|
550 |
|
|
|
Гнейс |
Альпы |
700* |
|
|
|
|
|
|
320 |
Минералы: Qw кварц; Bio биотит; Il ильменит; Mt магнетит; Kf калиевый полевой шпат; Mus мусковит; Alb альбит; Grn гранат. (*) минерал взят в качестве эталона с указанной температурой. |
Последовательность выделения минералов метаморфитов описывается рядом
(КВ, БИ) > (МТ, ИЛ) > ПЛ40 > МУ > ГР(?)
(ПЛ40 плагиоклаз № 40).
Приведённый ряд обладает следующими особенностями:
1. различие Т кристаллизации метаморфических пород, говорящее о возможной их разновозрастности;
2. для силикатов установлен парагенезис с водой, согласуясь со схемой выделения их из растворов;
(≡Si-O-Si≡) + H2O → 2(≡Si-OH)
3. в образовании рудных минералов ни вода, ни СО2, ни СО участия не принимают. Эти минералы находятся в изотопном равновесии с рутилом в результате образования, например, по уравнению
6FeTiO3 + O2 → 2Fe3O4 + 6TiO2.
4. установлено влияние диффузии компоненты HDO в водосодержащих силикатах на формирование изотопного состава водорода.
[править]Механизм образования минералов в метаморфических породах
Под механизмом выделения минерала понимается химическая реакция, ведущая к кристаллизации этого минерала. Эти задачи являются одними из основных задач петрологии. Примеры подобных реакций приведены в работе Н. А. Елисеева[5]. Очень многие метаморфические минеральные ассоциации подтверждены в экспериментах. Однако в них поведение конкретного минерала не определено, а кроме того реальность этих уравнений в природных условиях не доказана. В обоих случаях наблюдается произвол в составлении уравнений образования минералов. Особенно же одиозны реакции с участием флюидных компонентов. Чаще всего все постулируемые уравнения являются «сочинением на вольную тему». Эти решения являются правдоподобными, но не доказанными. Это мифические решения. Примером не корректно написанной реакции является вывод В. И. Лучицкого[6]: описывая замещение роговой обманки (далее Amp), он приводит реакцию 5Amp + 7W → 2Ep + Chl + Act + Qw + … (Act актинолит, W вода) и пишет, что «Обыкновенно одновременно развивается эпидот Ep (более высокотемпературный) и хлорит Chl (более низкотемпературный)». Но если в окрестности одной точки минералы появляются при разных температурах, значит, они не одновременны. Следовательно, данная реакция должна быть разбита минимум на две реакции.
Примером другой подобной реакции является реакция (Федькин В. В., 1975)
8Stav + 12Qw = 4Grn + Chl + 30Kya.
В этой реакции Grn и Chl образовуются при разных температурах. Эти результаты не учитывают новые данные по геохимии минералов, отражённые в таблице.
Многочисленные аналитические данные позволяют найти ответ на этот вопрос [7].
[править]Гранаты
Изотопных данных ограниченное количество.
Геохимические данные. Это наиболее богатый по количеству анализов минерал. У нас нет выборок, в которых гранат или другой минерал одновременно подвергался бы изотопному и силикатному анализам. Во всех случаях рассчитаны химические реакции обмена элементами Ca, Mg, Fe и Mn между соединениями Grn -Ċ. В качестве Ċ взяты: Ca, Mg, Fe, Ca+2, Mg+2, Fe+2, CaO, MgO, FeO, Fe2O3, Al2O3, пироксены простые (например, MgSiO3) и двойные (например, CaMgSi2O6), биотиты, оливины (простые и двойные), кордиериты, силлиманиты (для пары Fe+3-Al+3), шпинели (в том числе магнетиты), корунд, гематит.
Все изученные гранаты (Grn) находятся в ассоциации преимущественно с биотитом (Bio), кордиеритом (Cor) и плагиоклазом (Pl).
По изотопным данным Bio образованы при Т ≈ 700 °C, плагиоклазы ≈ 500 °C. Температура выделения граната не достаточно ясна. По изотопным данным он выделяется при 300450 °C; результаты анализа ГЖВ дают те же пределы. По официальной точке зрения ≈ 700 °C, но она опирается во многом на геохимические термометры, в использовании которых имеются существенные ошибки. Bio и Grn выделяются в равновесии с водой. О Cor информации нет. По экспериментам (Л. Л. Перчука и др., 1983) при Т = 5501000 °C при совместной кристаллизации ионный обмен между Grn и Cor отсутствует.
Основной версией является равновесие Grn с Cor, часто присутствующим в гнейсах в ассоциации с Grn. Тогда вероятное уравнение образования гранатов имеет вид
… = {Cor + [Grn ]+ H2O]+ ….
Здесь скобки отражают: […] изотопное; {…} геохимическое равновесия.
Интересный материал по интерпретации полученных результатов приведен в работе Н. А. Елисеева[5]. Переход пород фации зеленых сланцев в породы фации эпидотовых амфиболитов осуществляется на основе реакции
Chl + Qw → Grn + H2O
(Chl хлорит). Но, объясняя изотопное равновесие граната с водой, эта реакция не отражает геохимическое равновесие минерала с другими компонентами гнейсов. Описывая происхождение гранатов, Н. А. Елисеев пишет ещё об одной реакций
Chl + Qw → Cor + Ant + H2O
(Ant антофиллит). Эти реакции протекают при разных Р-Т условиях. Но объединение их в средних областях Р-Т- условий приводит к искомой реакции образования минералов:
Chl + Qw → {Cor + [Grn] + H2O],
которая соответствует полученной выше схеме по изотопно-геохимическим данным.
[править]Магнетиты
Изотопные данные. Изучен изотопный состав кислорода в акцессорных Mt и Il кислых метаморфитов (см. таблицу). Равновесие минералов с Н2О, СО2 и СО не подтверждается, зато выявлено равновесие с рутилом, соответствуя образованию системы Mt(Il)-Ru при разложении ферропсевдобрукита или ильменита (П. Я. Ярош, 1955; П. Р. Бусек, К. Келль,1966; и т. д.) по реакции
FeTiO5 → [Il + Ru];
Однако, в магнетитовых месторождениях Кривого Рога (Украина) этот механизм не выявлен, возможно, из-за ошибок в определении изотопного состава кислорода минерала.
Возможно образование Mt за счёт разложения ильменита по реакции
3FeTiO3 + O-2 →[Fe3O4 + 3TiO2].
Тогда Mt находится в изотопном равновесии с рутилом (Ru). В этом случае Mt образуется при Тизот ≈ 450 °C. Такие Тизот(Mt) вполне возможны. Так на рудопроявлении р. Кюэричи жилообразные магнетит-гемоильменитовые руды образованы при Т = 430570 °C (А. Н. Соляник и др., 1984). В метаморфических породах Il и Mt формируются в равновесии с Ru при Тизот= 400500°С. Если же рассматривать Il как продукт разложения ульвошпинели, то в ассоциации с Mt их Тизот = 458 °C. Магнетит не может быть образован за счёт разложения Il, поскольку в противном случае температуры образования (Тизот = 1100 −2000 °C) геологически не реальны.
В месторождения железорудной формации Biwabik (Сев. Миннесота) скарнового типа: по Синякову В. И. (1978), Дымкину А. М. и др. (1975) по результатам декрепитации Тобр(Mt) в скарнах колеблется в пределах 420530 °C. Изучена пара магнетит-кварц. Полученные данные дают температуру образования Mt в 500550 °C при условии равновесия его с СО2. Наиболее вероятным механизмом его образования является распад сидерита по схеме (Perry E.C., Bonnichsen B, 1966)
3FeCO3 + 0,5O2 → Fe3O4 + 3CO2.
В. Н. Загнитко и др. (1989), И. П. Луговая (1973), ссылаясь на эксперименты, приводят реакции, соответствующие изотопным соотношениям:
3FeCO3 → [Fe3O4 + 2CO2] + CO (безводные среды с удалением газа);
6FeCO3→ [2Fe3O4 + 5CO2] + C (медленное удаление газа, наименее вероятная реакция).
Изучены преимущественно магнетиты Украинского щита. При интерпретации учитывались термодинамические данные по пироксенам, оливинам, гранатам, карбонатам и другим соединениям, отмеченным при описании граната. Использованы определяющие отношения (Fe/Mg), (Fe/Mn), (Fe/Ca). Установлено, что исходное уравнение должно иметь вид
… = … + {Px + [Mt] + CO2] + ….
В литературе прямого упоминания о подобных реакциях нет. В работе Н. А. Елисеева (стр. 64)[5] при описании контактовых роговиков упоминается реакция
CaMg(CO3)2 + 2SiO2 = CaMg(SiO3)2 + 2CO2.
Если вместо доломита взять анкерит Ca2Mg,Fe(CO3)4, брейнерит (Mg,Fe)CO3 или сидероплезит (Fe,Mg)CO3, то при метаморфизме карбонатов можем получить реакцию, например,
3Ca2MgFe(CO3)4+ 6SiO2 = 3CaCO3(?) +{3CaMg(SiO3)2(?) + [Fe3O4} + 8CO2] + CO.
О возможности протекания подобных реакций свидетельствует и состав природных карбонатов (И. П. Луговая, 1973): сидерит FeCO3- 98,4 %; MnCO3-3,4 %; MgCO3- 0,7 %; пистолизит- FeCO3 69,6 %; MgCO3 27,3 %; MnCO3 2,8 %; сидероплезит FeCO3- 83,%; MgCO3 11,5 %; MnCO3- 4,4 %. Недостатком реакции является неясность изотопной природы кальцита и пироксена.
Изучение Mt (из Н. М. Бондаревой, 1977, 1978) Одесско-Белоцерковской зоны показало, что для эталонной Т = 500 °C (магнитные свойства [Е. Б. Глевасский и др., 1970], декрепитация) рудный Mt термодинамически геохимически равновесен оливину (Ol) (по соотношению Fe+2, Ca, Mg, Mn) и корунду (Cor) (Fe+3-Al), образуя ассоциацию [Mt-Ol-Cor]. При этом давление оценивается в 1 кбар. По В. И. Михееву (1955) при Т = 1200 °C и Р = 1 атм Mg- хлорит разлагается на шпинель и Ol. Так как Mt это шпинель, то выявленную ассоциацию Mt- Ol- Cor можно связать с разложением сильно железистого хлорита (лепто-, септохлорит) типа кроншдтетита, содержащего Fe+2 и Fe+3.
Метаморфизм (греч. metamorphoómai подвергаюсь превращению, преображаюсь) процесс твердофазного минерального и структурного изменения горных пород под воздействием температуры и давления в присутствии флюида.
Выделяют изохимический метаморфизм при котором химический состав породы меняется несущественно, и не изохимический метаморфизм (метасоматоз) для которого характерно заметное изменение химического состава породы, в результате переноса компонентов флюидом.
По размеру ареалов распространения метаморфических пород, их структурному положению и причинам метаморфизма выделяются:
Региональный метаморфизм который затрагивает значительные объемы земной коры, и распространен на больших площадях.
Метаморфизм сверхвысоких давлений
Контактовый метаморфизм приурочен к магматическим интрузиям и происходит от тепла остывающей магмы.
Динамометаморфизм происходит в зонах разломов, связан со значительной деформацией пород.
Импактный метаморфизм происходит при ударе метеорита о поверхность планеты.
Автометаморфизм
Основные факторы метаморфизма
Основными факторами метаморфизма являются температура, давление и флюид.
С ростом температуры происходят метаморфические реакции с разложением водосодержащих фаз (хлориты, слюды, амфиболы). С ростом давления происходят реакции с уменьшением объема фаз. При температурах более 600 С начинается частичное плавление некоторых пород, образуются расплавы, которые уходят на верхние горизонты, оставляя тугоплавкий остаток рестит.
Флюидом называются летучие компоненты метаморфических систем. Это первую очередь вода и углекислый газ. Реже роль могут играть кислород, водород, углеводороды, соединения галогенов и некоторые другие. В присутствии флюида область устойчивости многих фаз (особенно содержащих эти летучие компоненты) изменяются. В их присутствии плавление горных пород начинается при значительно более низких температурах.
[править]Фации метаморфизма
Метаморфические породы очень разнообразны. В качестве породообразующих минералов в них установлено более 20 минералов. Породы близкого состава, но образовавшиеся в различных термодинамических условиях, могут иметь совершенно разный минеральный состав. Первыми исследователями метаморфических комплексов было установлено, что можно выделить несколько характерных, широко распространенных ассоциаций, которые образовались в разных термодинамических условиях. Первое деление метаморфических пород по термодинамическим условиям образования сделал Эскола. В породах базальтового состава он выделил зеленые сланцы, эпидотовые породы, амфиболиты, гранулиты и эклогиты. Последующие исследования показали логичность и содержательность такого деления.
В дальнейшем началось интенсивное экспериментальное изучение минеральных реакций, и усилиями многих исследователей была составлена схема фаций метаморфизма Р-Т диаграмма, на которой показаны полу- устойчивости отдельных минералов и минеральных ассоциаций. Схема фаций стала одним из основных инструментов анализа метаморфических комплектов. Геологи, определив минеральный состав породы, соотносили её с какой либо фацией, и по появлению и исчезновению минералов составляли карты изоград линий равных температур. В практически современном варианте схема фаций метаморфизма была опубликована группой ученых под руководством В.С. Соболева в Сибирском отделении АН СССР.
[править]Состав метаморфических систем
Протолит
[править]
Магматизм термин, объединяющий эффузивные (вулканизм) и интрузивные (плутонизм) процессы в развитии складчатых и платформенных областей. Под магматизмом понимают совокупность всех геологических процессов, движущей силой которых является магма и её производные.
Магматизм является проявлением глубинной активности Земли; он тесно связан с ее развитием, тепловой историей и тектонической эволюцией.
Выделяют магматизм:
геосинклинальный,
платформенный,
океанический,
магматизм областей активизации.
По глубине проявления:
абиссальный,
гипабиссальный,
поверхностный.
По составу магмы:
ультраосновной,
основной,
кислый,
щелочной.
В современную геологическую эпоху магматизм особенно развит в пределах Тихоокеанского геосинклинального пояса, срединно-океанических хребтов, рифтовых зон Африки и Средиземноморья и др. С магматизмом связано образование большого количества разнообразных месторождений полезных ископаемых.
Пликативные дислокации (складчатые нарушения) это дислокации, которые происходят без разрыва сплошности пластов горных пород .Среди них различают следующие основные виды тектонических нарушений : моноклинали флексуры и складки
Дизъюнктивные дислокации дислокации сопровождающиеся разрывом сплошности пластов горных пород. Они проявляются в виде трещин, по которым происходит смещение пласта. Различают следующие дислокации: сброс, взброс, надвиг, сдвиг, ступенчатый сброс, грабен и горст.
Землетрясение
[править]
Материал из Википедии свободной энциклопедии
У этого термина существуют и другие значения, см. Землетрясение (значения).
Эпицентры землетрясений (1963 - 1998)
Последствия катастрофического землетрясения в Сан-Франциско, США в 1906 году.
Люди осматривают руины после цунами, которое возникло в результате подводного землетрясения.
Последствия землетрясения в Японии - произошёл разлом дороги.
Землетрясе́ния подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами) или искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушением подземных полостей горных выработок). Небольшие толчки могут вызывать также подъём лавы при вулканических извержениях.
Ежегодно на всей Земле происходит около миллиона землетрясений, но большинство из них так незначительны, что они остаются незамеченными. Действительно сильные землетрясения, способные вызвать обширные разрушения, случаются на планете примерно раз в две недели. К счастью, большая их часть приходится на дно океанов, и поэтому не сопровождается катастрофическими последствиями (если землетрясение под океаном обходится без цунами).
Землетрясения наиболее известны по тем опустошениям, которые они способны произвести. Разрушения зданий и сооружений вызываются колебаниями почвы или гигантскими приливными волнами (цунами), возникающими при сейсмических смещениях на морском дне.
Международная сеть наблюдений за землетрясениями регистрирует даже самые удаленные и маломощные из них.[1]
Содержание [показать] |
[править]Введение
Причиной землетрясения является быстрое смещение участка земной коры как целого в момент пластической (хрупкой) деформации упруго напряженных пород в очаге землетрясения. Большинство очагов землетрясений возникает близ поверхности Земли.
[править]Сейсмические волны и их измерение
Скольжению пород вдоль разлома вначале препятствует трение. Вследствие этого, энергия, вызывающая движение, накапливается в форме упругих напряжений пород. Когда напряжение достигает критической точки, превышающей силу трения, происходит резкий разрыв пород с их взаимным смещением; накопленная энергия, освобождаясь, вызывает волновые колебания поверхности земли землетрясения. Землетрясения могут возникать также при смятии пород в складки, когда величина упругого напряжения превосходит предел прочности пород, и они раскалываются, образуя разлом.
Сейсмические волны, порождаемые землетрясениями, распространяются во все стороны от очага подобно звуковым волнам. Точка, в которой начинается подвижка пород называется фокусом, очагом или гипоцентром, а точка на земной поверхности над очагом эпицентромземлетрясения. Ударные волны распространяются во все стороны от очага, по мере удаления от него их интенсивность уменьшается.
Скорости сейсмических волн могут достигать 8 км/с.
[править]Типы сейсмических волн
Сейсмические волны делятся на волны сжатия и волны сдвига.
Волны сжатия, или продольные сейсмические волны, вызывают колебания частиц пород, сквозь которые они проходят, вдоль направления распространения волны, обуславливая чередование участков сжатия и разрежения в породах. Скорость распространения волн сжатия в 1,7 раза больше скорости волн сдвига, поэтому их первыми регистрируют сейсмические станции. Волны сжатия также называют первичными(P-волны). Скорость P-волны равна скорости звука в соответствующей горной породе. При частотах P-волн, больших 15 Гц, эти волны могут быть восприняты на слух как подземный гул и грохот.
Волны сдвига, или поперечные сейсмические волны, заставляют частицы пород колебаться перпендикулярно направлению распространения волны. Волны сдвига также называют вторичными (S-волны).
Существует ещё третий тип упругих волн длинные или поверхностные волны (L-волны). Именно они вызывают самые сильные разрушения.
[править]Измерение силы и воздействий землетрясений
Для оценки и сравнения землетрясений используются шкала магнитуд и шкала интенсивности.
[править]Шкала магнитуд
Шкала магнитуд различает землетрясения по величине магнитуды, которая является относительной энергетической характеристикой землетрясения. Существует несколько магнитуд и соответственно магнитудных шкал: локальная магнитуда (ML); магнитуда, определяемая по поверхностным волнам (Ms); магнитуда, определяемая по объемным волнам (mb); моментная магнитуда (Mw).
Наиболее популярной шкалой для оценки энергии землетрясений является локальная шкала магнитуд Рихтера. По этой шкале возрастанию магнитуды на единицу соответствует 32-кратное увеличение освобождённой сейсмической энергии. Землетрясение с магнитудой 2 едва ощутимо, тогда как магнитуда 7 отвечает нижней границе разрушительных землетрясений, охватывающих большие территории. Интенсивность землетрясений (не может быть оценена магнитудой) оценивается по тем повреждениям, которые они причиняют в населённых районах.
[править]Шкалы интенсивности
Интенсивность является качественной характеристикой землетрясения и указывает на характер и масштаб воздействия землетрясений на поверхность земли, на людей, животных, а также на естественные и искусственные сооружения в районе землетрясения. В мире используется несколько шкал интенсивности: в США Модифицированная шкала Меркалли (MM), в Европе Европейская макросейсмическая шкала (EMS), в Японии шкала Шиндо (Shindo).
[править]Шкала Медведева-Шпонхойера-Карника (MSK-64)
12-бальная шкала Медведева-Шпонхойера-Карника была разработана в 1964 году и получила широкое распространение в Европе и СССР. С 1996 года в странах Европейского союза применяется более современная Европейская макросейсмическая шкала (EMS). MSK-64 лежит в основе СНиП II-7-81 «Строительство в сейсмических районах» и продолжает использоваться в России и странах СНГ. В Казахстане в настоящее время используется СНиП РК 2.03-30-2006 "Строительство в сейсмических районах".
Балл |
Сила землетрясения |
Краткая характеристика |
1 |
Не ощущается. |
Отмечается только сейсмическими приборами. |
2 |
Очень слабые толчки |
Отмечается сейсмическими приборами. Ощущается только отдельными людьми, находящимися в состоянии полного покоя в верхних этажах зданий, и очень чуткими домашними животными. |
3 |
Слабое |
Ощущается только внутри некоторых зданий, как сотрясение от грузовика. |
4 |
Умеренное |
Распознаётся по лёгкому дребезжанию и колебанию предметов, посуды и оконных стёкол, скрипу дверей и стен. Внутри здания сотрясение ощущает большинство людей. |
5 |
Довольно сильное |
Под открытым небом ощущается многими, внутри домов всеми. Общее сотрясение здания, колебание мебели. Маятники часов останавливаются. Трещины в оконных стёклах и штукатурке. Пробуждение спящих. Ощущается людьми и вне зданий, качаются тонкие ветки деревьев. Хлопают двери. |
6 |
Сильное |
Ощущается всеми. Многие в испуге выбегают на улицу. Картины падают со стен. Отдельные куски штукатурки откалываются. |
7 |
Очень сильное |
Повреждения (трещины) в стенах каменных домов. Антисейсмические, а также деревянные и плетневые постройки остаются невредимыми. |
8 |
Разрушительное |
Трещины на крутых склонах и на сырой почве. Памятники сдвигаются с места или опрокидываются. Дома сильно повреждаются. |
9 |
Опустошительное |
Сильное повреждение и разрушение каменных домов. Старые деревянные дома кривятся. |
10 |
Уничтожающее |
Трещины в почве иногда до метра шириной. Оползни и обвалы со склонов. Разрушение каменных построек. Искривление железнодорожных рельсов. |
11 |
Катастрофа |
Широкие трещины в поверхностных слоях земли. Многочисленные оползни и обвалы. Каменные дома почти полностью разрушаются. Сильное искривление и выпучивание железнодорожных рельсов. |
12 |
Сильная катастрофа |
Изменения в почве достигают огромных размеров. Многочисленные трещины, обвалы, оползни. Возникновение водопадов, подпруд на озёрах, отклонение течения рек. Ни одно сооружение не выдерживает. |
[править]Происходящее при сильных землетрясениях
В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. |
Землетрясение начинается с разрыва и перемещения горных пород в каком-нибудь месте в глубине Земли. Это место называется очагом землетрясения или гипоцентром. Глубина его обычно бывает не больше 100 км, но иногда доходит и до 700 км. Иногда очаг землетрясения может быть и у поверхности Земли. В таких случаях, если землетрясение сильное, мосты, дороги, дома и другие сооружения оказываются разорванными и разрушенными[источник не указан 360 дней].
Участок земли, в пределах которого на поверхности, над очагом, сила подземных толчков достигает наибольшей величины, называется эпицентром.
В одних случаях пласты земли, расположенные по сторонам разлома, надвигаются друг на друга. В других земля по одну сторону разлома опускается, образуя сбросы. В местах, где они пересекают речные русла, появляются водопады. Своды подземных пещер растрескиваются и обрушиваются. Бывает, что после землетрясения большие участки земли опускаются и заливаютсяводой. Подземные толчки смещают со склонов верхние, рыхлые слои почвы, образуя обвалы и оползни. Во время землетрясения в Калифорнии в 1906 году образовалась глубокая трещина на поверхности. Она протянулась на 450 километров[источник не указан 360 дней].
Понятно, что резкое перемещение больших масс земли в очаге должно сопровождаться ударом колоссальной силы. За год жители Земли могут ощущать около 10 000 землетрясений[источник не указан 360 дней]. Из них примерно 100 бывают разрушительными[источник не указан 360 дней].
[править]Причины землетрясений
[править]Измерительные приборы
Сейсмограф
[править]Сейсмограф
Основная статья: сейсмограф
Для обнаружения и регистрации всех типов сейсмических волн используются специальные приборы сейсмографы. В большинстве случаев сейсмограф имеет груз с пружинным прикреплением, который при землетрясении остаётся неподвижным, тогда как остальная часть прибора (корпус, опора) приходит в движение и смещается относительно груза. Одни сейсмографы чувствительны к горизонтальным движениям, другие к вертикальным. Волны регистрируются вибрирующим пером на движущейся бумажной ленте. Существуют и электронные сейсмографы (без бумажной ленты).
[править]Станция прогнозирования землетрясений ATROPATENA
Станция Atropatena Кристалл (Kh10) - Технологическая бренд (Азербайджан)
Станция прогнозирования ATROPATENA, автоматически и автономно регистрирующая трехмерные изменения гравитационного поля и передающая эту информацию в Центральную Базу Данных, размещенную в США (La Habra). С 2007 года, после начала работы первой станции ATROPATENA-AZ, краткосрочные прогнозы землетрясений регулярно поступали в Президиум МАН (Международная Академия Наук (Здоровье и Экология)), Австрия, Инсбрук), в Пакистанскую Академию Наук (Исламабад, Пакистан) и Университет Гаджа Мада (Джокьякарта, Индонезия). В 2009 году Глобальная сеть по прогнозированию землетрясений (GNFE) начала полноценно функционировать в режиме краткосрочного прогнозирования землетрясений и оперативной передачи этой информации странам-участникам Глобальной Сети. Этот факт был широко освещен в российской и международной печати. Одним из принципиальных отличий новой технологии прогнозирования землетрясений является то, что во время прогноза указывается не только место, сила и время, но и число прогнозируемых сильных землетрясений. На основе анализа и интерпретации записей «гравитограмм» по специальной методике НИИ прогнозирования и изучения землетрясений выдает краткосрочный прогноз сильных землетрясений (за 3-7 дней до толчка), который помещается на сайте Центральной Базы Данных (GNFE)
[править]Тектометр
Тектометр прибор, разработанный в России и запатентованный в Государственном патентном бюро Японии (регистрационный номер N 07РО369). Согласно патенту прибор позволяет регистрировать землетрясение за 40 часов до момента его начала. Прибор компактен (помещается в дипломат) и лёгок (около 1 кг)[2].
[править]Другие виды землетрясений
[править]Вулканические землетрясения
Вулканические землетрясения разновидность землетрясений, при которых землетрясение возникает в результате высокого напряжения в недрах вулкана. Причина таких землетрясений лава, вулканический газ. Землетрясения этого типа слабы, но продолжаются долго, многократно недели и месяцы. Тем не менее, опасности для людей этого вида землетрясение не представляет.
[править]Техногенные землетрясения
В последнее время появились сведения, что землетрясения могут вызываться деятельностью человека. Так, например, в районах затопления при строительстве крупных водохранилищ, усиливается тектоническая активность увеличивается частота землетрясений и их магнитуда. Это связано с тем, что масса воды, накопленная в водохранилищах, своим весом увеличивает давление в горных породах, а просачивающаяся вода понижает предел прочности горных пород. Аналогичные явления происходят при выемке больших количеств породы из шахт, карьеров, при строительстве крупных городов из привозных материалов.
[править]Обвальные землетрясения
Землетрясения также могут быть вызваны обвалами и большими оползнями. Такие землетрясения называются обвальными, они имеют локальный характер и имеют небольшую силу.
[править]Землетрясения искусственного характера
Землетрясение может быть вызвано и искусственно: например, взрывом большого количества взрывчатых веществ или же при ядерном взрыве. Такие землетрясения зависят от количества взорванного вещества. К примеру, при испытании КНДР ядерной бомбы в 2006 году произошло землетрясение умеренной силы, которое было зафиксировано во многих странах.
[править]Наиболее разрушительные землетрясения
Землетрясение в Лиссабоне в1755 году
23 января 1556 Ганьсу и Шэньси, Китай 830 000 человек погибло, больше чем после любого другого землетрясения в истории человечества
1692 Ямайка Превращен в руины г. Порт-Ройял
1693 Сицилийское землетрясение, погибло 60-100 тыс. жителей, дало начало стилю Сицилийского барокко
1737 Калькутта, Индия 300 000 человек погибло
1755 Лиссабон от 60 000 до 100 000 человек погибло, город полностью разрушен
1783 Калабрия, Италия от 30 000 до 60 000 человек погибло
1811 Нью-Мадрид, Миссури, США город превращен в руины, наводнение на территории в 500 кв.км
1887 Верный (ныне Алма-Ата), Старший жуз, Российская империя Материальные убытки составили порядка 2,5 млн рублей; были разрушены 1799 каменных и 839 деревянных зданий
1896 Санрику, Япония очаг землетрясения был под морем. Гигантская волна смыла в море 27 000 человек и 10 600 строений
1897 Ассам, Индия На площади в 23 000 кв.км.рельеф изменен до неузнаваемости, вероятно крупнейшее за всю историю человечества землетрясение
18 апреля 1906 Сан-Франциско, США 1 500 человек погибло, уничтожено 10 кв.км. города
28 декабря 1908 Сицилия, Италия 83 000 человек погибло, превращен в руины г. Мессина
4 января 1911 (22 декабря 1910 по старому стилю) Верный, южный склон хребта Заилийский Алатау (до 1921 название Алма-Аты), Казахстан, Российская империя Сила составляла 9 баллов (магнитуда 8), почти весь город был разрушен, устояли только единичные постройки, обвалы и запруды на горных реках
16 декабря 1920 Ганьсу, Китай 20 000 человек погибло
1 сентября 1923 Великое землетрясение Канто Токио и Йокогама, Япония (магн. 8.3) 143 000 человек погибло, около миллиона осталось без крова в результате возникших пожаров
6 октября 1939 Внутренний Тавр, Турция 32 000 человек погибло
1948 Ашхабад, Туркменская ССР, СССР Ашхабадское землетрясение, 110 000 человек погибло
5 августа 1949 Эквадор 10 000 человек погибло
1950 Гималаи разворочена в горах территория площадью 20 000 кв.км.
29 февраля 1960 Агадир, Марокко 12 000 15 000 человек погибло
21 мая 1960 Великое Чилийское землетрясение, Чили, около 10 000 погибло, разрушены города Консепсьон, Вальдивия, Пуэрто-Монтт
26 июля 1963 Скопье, Югославия около 2 000 погибло, большая часть города превращена в руины
28 марта 1964 Великое Аляскинское землетрясение, Анкоридж, Аляска, США большая часть города превращена в руины, большие оползни, разрушено 300 км железной дороги
26 апреля 1966 Ташкент, Узбекская ССР, СССР, Ташкентское землетрясение (магн. 5.3) сильно разрушен город, 8 человек погибло.
31 мая 1970 Перу 63 000 человек погибло, 600 000 человек остались без крова
4 февраля 1976 Гватемала более 20 000 человек погибло, более 1 млн человек остались без крова
28 июля 1976 Таншань, Северо-восточный Китай, Таншаньское землетрясение (магн. 8.2) более 655 000 человек погибло
1981 Сицилия разрушения во многих населенных пунктах, начал извергаться вулкан Этна
18 сентября 1985 Мехико, Мексика магнитудой 8.2 более 7 500 человек погибло
7 декабря 1988 Спитакское землетрясение: Армянская ССР, СССР разрушены города Спитак, Ленинакан и множество посёлков, 40 000-45 000 человек погибло. Столько же получило увечья
28 мая 1995 Нефтегорск, Северо-восточный Сахалин (магнитуда 7,5) 1841 человек погиб.
17 августа 1999 Измитское землетрясение: Турция, (магнитуда 7,6) погибло 17 217 человек, 43 959 было ранено, около 500 000 осталось без крова.
26 декабря 2004 Землетрясение в Индийском океане, от последовавшего цунами погибло 225250 тысяч человек.
12 мая 2008 Сычуаньское землетрясение землетрясение в центральном Китае, погибло около 70 000 человек.
12 января 2010 Землетрясение на Гаити, магнитуда 7.0 произошло 21:53:10 UTC - количество погибших 220 тысяч человек, 300 тыс получили ранения, 1.1 млн. лишились жилья.[3]
27 февраля 2010 Сантьяго, Чили магнитуда 8.8 - произошло в 06:34:14 UTC - минимум 799 человек погибло, более 1.5 млн. домов повреждено землетрясением и цунами.[4]
[править]О прогнозе землетрясений
Этот раздел статьи следует викифицировать. Пожалуйста, оформите его согласно правилам оформления статей. |
Многочисленные свидетельства из разных частей света говорят, что многие животные (собаки, куры, свиньи, крысы и т. п.) проявляют признаки беспокойства за несколько часов до землетрясения, местные жители в сейсмоопасных районах доверяют этим признакам.
В конце прошлого века группа известных западных сейсмологов провела сетевые дебаты [5], главным вопросом которых был «Является ли достоверный прогноз индивидуальных землетрясений реалистичной научной целью?». Все участники дискуссии, несмотря на значительные расхождения в частных вопросах, согласились с тем, что
детерминистические предсказания отдельных землетрясений с точностью, достаточной для того, чтобы можно было планировать программы эвакуации, нереальны;
по крайней мере некоторые формы вероятностного прогноза текущей сейсмической опасности, основанные на физике процесса и материалах наблюдений, могут быть оправданы.
Даже если бы точность измерений и несуществующая пока физико-математическая модель сейсмического процесса дали возможность с достаточной точностью определить место и время начала разрушения участка земной коры, магнитуда будущего землетрясения остается неизвестной. Дело в том, что все модели сейсмичности, воспроизводящие график повторяемости землетрясений, содержат тот или иной генератор стохастичности, создающий в этих моделях динамический хаос, описываемый лишь в вероятностных терминах. Более явно источник стохастичности качественно можно описать следующим образом. Пусть распространяющийся во время землетрясения фронт разрушения подходит к участку повышенной прочности. От того, будет разрушен этот участок или нет, зависит магнитуда землетрясения. Например, если фронт разрушения пройдет дальше, землетрясение станет катастрофическим, а если нет, останется небольшим. Исход зависит от прочности участка: если она ниже некоторого порога, разрушение пойдет по первому сценарию, а если выше, по второму. Возникает «эффект бабочки»: ничтожно малое различие в прочности или напряжениях приводит к макроскопическим последствиям, которые нельзя предсказать детерминистически, поскольку это различие меньше любой точности измерений. А предсказание места и времени землетрясения с неизвестной и, возможно, вполне безопасной магнитудой не имеет практического смысла, в отличие от расчёта вероятности того, что сильное землетрясение произойдет.
Тем не менее, китайские учёные, казалось бы, достигли огромных успехов в предсказании землетрясений они в течение нескольких лет мониторили наклон поверхности, уровень грунтовых вод, а также содержание радона (газа) в горных породах. По предположению исследователей, все эти параметры, кроме сезонных изменений, а также многолетнего тренда, должны резко меняться за несколько недель или месяцев перед крупным землетрясением. Учёные предсказали землетрясение 4 февраля 1975 года в густонаселённом Ляонине, жертвами которого могли бы стать миллионы человек. Однако вскоре, как по иронии судьбы, случилось Таншаньское землетрясение(магнитудой 8.2) 27 июля 1976 года, которое предсказано не было, и количество жертв (более 650 тысяч) было одним из самых больших в истории наблюдений.
[править]Обзор грядущих землетрясений
Западная часть границы между США и Канадой, 2008-2018 гг. магн. 9-9.3[6]
Лос-Анджелес и Сан-Франциско в Калифорнии, 2008-2038 гг. магн. 6.7, количество возможных жертв - 5-40 тыс. человек, потенциальный ущерб - $150 млрд.[7]
Чили, 2008-2018 гг. магн. 9-9.3[6]
Токио, 2008-2054 гг. магн. 7, количество возможных жертв - несколько тысяч человек[8]
Сахалин, 2008-2050 гг. магн. 8-9, количество возможных жертв - несколько тысяч человек[9]
Байкало-Монгольский регион (Иркутская и Читинская области, Республика Бурятия, примыкающая к ней часть Монголии), 2009-2015 гг.[10]
Северный Тянь-Шань в районе Киргизского хребта к юговостоку от Бишкека, 2008-2010 гг. 6 баллов [11]
Тегеран, 2008-2050 гг. магн. 6-7.5, количество возможных жертв - несколько миллионов человек [12]
Кашмир, 2008-2018 гг. магн. 9-9.3[6]
Индийский океан возле Андаманских островов, 2008-2018 гг. магн. 9-9.3[6]
Бенгальский залив, 2008-2050 гг. магн. 9.3, количество возможных жертв - 500 тыс. - 1 млн человек [13]