Возраст Земли и методы его определения. Геохронология

Складчатые структуры после потери пластичности слагающими их горными породами могут быть разорваны сбросами (взбросами). В результате в земной коре возникают антиклинальные и синклинальные нарушенные структуры.

В отличие от колебательных движений дислокационные движения не являются повсеместными. Они характерны для геосинклинальных областей и слабо представлены или совсем отсутствуют на платформах.

Геосинклинальные области и платформы — главнейшие тектонические структуры, находящие отчетливое выражение в современном рельефе.

Тектонические структуры — закономерно повторяющиеся в земной коре формы залегания горных пород.

Геосинклинали — подвижные линейно вытянутые области земной коры, характеризующиеся разнонаправленными тектоническими движениями высокой интенсивности, энергичными явлениями магматизма, включая вулканизм, частыми и сильными землетрясениями.

На ранней стадии развития в них наблюдаются общее погружение и накопление мощных толщ горных пород. На средней стадии, когда в геосинклиналях накапливается толща осадочно-вулканических пород мощностью 8-15 км, процессы погружения сменяются постепенным поднятием, осадочные породы подвергаются складкообразованию, а на больших глубинах — метаморфизации, по трещинам и разрывам, пронизывающим их, внедряется и застывает магма. В позднюю стадию развития на месте геосинклинали под влиянием общего поднятия поверхности возникают высокие складчатые горы, увенчанные активными вулканами; впадины заполняются континентальными отложениями, мощность которых может достигать 10 км и более.

Тектонические движения, ведущие к образованию гор, называются орогеническими (горообразовательными), а процесс горообразования - орогенезом. На протяжении геологической истории Земли наблюдался ряд эпох интенсивного складчатого горообразования (табл. 9, 10). Их называют орогеническими фазами или эпохами горообразования. Наиболее древние из них относятся к докембрийскому времени, затем следуют байкальская (конец протерозоя — начало кембрия), каледонская (кембрий, ордовик, силур, начало девона), герцинская (карбон, пермь, триас), мезозойская, альпийская (конец мезозоя — кайнозой).

 

Таблица 9.

Распределение геоструктур различного возраста по материкам и частям света

Геоструктуры	Материки и части с пета
	Европа	Азия	Северная Америка	Южная Америка	Африка	Австралия	Антарктида
Кайнозойские	+	+	+	+	+		+
Мезозойские		+	+
Герцинские	+	+	+	+	+	+
Каледонские	+	+	+
Байкальские		+		+
Добайкальские	+	+	+	+	+	+	+

 

 

Таблица 10.

Типы геоструктур и их отражение в рельефе

Типы геоструктур		Формы рельефа
Мегантиклинории, антиклинории		Высокие глыбово-складчатые, иногда с альпийскими формами рельефа и вулканами, реже средние складчато-глыбовые горы
Предгорные и межгорные прогибы	незаполненные	Низкие равнины
	заполненные и приподнятые	Высокие равнины, плато, плоскогорья
Срединные массивы	опущенные	Низкие равнины, впадины внутренних морей
	приподнятые	Плато, плоскогорья, нагорья
Выходы на поверхность складчатого основания		Низкие, реже средние складчато-глыбовые горы с выровненными вершинами и нередко крутыми тектоническими склонами
Щиты	приподнятые части	Гряды, плато, плоскогорья
	опущенные части	Низкие равнины, озерные котловины, прибрежные части морей
Плиты	с антеклизами	Возвышенности, плато, низкие складчато-глыбовые горы
	с синеклизами	Низкие равнины, прибрежные части морей

 

 

Самые древние горные системы, существующие сейчас на Земле, сформированы в каледонскую эпоху складчатости.

С прекращением процессов поднятия высокие горы медленно, но неуклонно разрушаются, пока на их месте не образуется холмистая равнина. Гсосинклинальный цикл достаточно длителен. Он не укладывается даже в рамки одного геологического периода.

Пройдя геосинклинальный цикл развития, земная кора утолщается, становится устойчивой и жесткой, не способной к новому складкообразованию. Геосинклиналь переходит в иной качественный блок земной коры — платформу.

 

Вопрос №3: Понятие о коре выветривания. Формирование коры выветривания в различных природных зонах. Стадии выветривания.  

 

Внешняя часть литосферы, сложенная продуктами выветривания, называется

корой выветривания. За нижнюю границу выветривания следует принимать

уровень грунтовых вод в данной местности. Выше уровня грунтовых вод имеются

благоприятные условия для развития процессов выветривания – горные породы

здесь периодически смачиваются атмосферными осадками, а в порах и пустотах

пород циркулирует воздух.

   Мощность коры  выветривания колеблется обычно  от единиц до нескольких

десятков метров, а в тропиках – иногда и до 100-200 м.

   Формирование коры  выветривания происходило и в отдалённые геологические

эпохи. Местами она сохранилась до настоящего времени и в отличие от

современной называется ископаемой корой выветривания.

 

 

Понятие о гипергенезе (выветривании)

 

   На поверхности  континентов горные породы попадают  в обстановку, которая

более или менее от условий их образования.

   Дневная поверхность, как геологи называют границу  земной коры и

атмосферы, характеризуется небольшими величинами давления и температуры - в

сотни и тысячи раз меньше тех величин, при которых возникают магматогенные

или метаморфогенные минералы. Давление и особенно температура на

поверхности суши испытывают значительные колебания в течении суток и года.

Мощным фактором воздействия является жидкая вода, содержащая растворённые

химически активные соединения. На горные породы здесь также действует целая

серия сложных процессов, связанных с развитием живых организмов и

почвообразованием. Всё это обуславливает неустойчивость минералов,

возникших в иных условиях, и возникновение новых минералов.

   Выветриванием называется  сумма физических, химических и физико-

химических процессов преобразования горных пород и слагающих их минералов

на поверхности суши под влиянием факторов и условий географической среды.

Не следует думать, что выветривание связано с деятельностью ветра. Ветровая

деятельность имеет весьма отдалённое отношение к процессам выветривания.

Чтобы избежать этой неясности смыслового и буквального значения термина

”выветривание”, А.Е.Ферсман в 1922г предложил процессы преобразования

горных пород и минералов на поверхности обозначить термином “гипергенез”

(от греч hyper – сверху, над).

   Процесс выветривания  очень сложен и включает многочисленные  частные

процессы и явления – механические, физико-химические, химические,

биогеохимические.

   Чисто физические (механические) явления приводят  к дезинтеграции  горных

пород: к механическому их измельчению без изменения минералогического и,

следовательно, химического состава. Механическая дезинтеграция пород

происходит в результате неодинакового объёма и линейного расширения

породообразующих минералов под влиянием сезонного  и суточного колебания

температуры. Порода рассекается густой сетью тонких и тончайших трещин. В

эти трещины поступает вода , вследствие чего в них возникает капиллярное

давление. Его величина достигает значительной величины. Например, в трещины

шириной 0,001мм капиллярное давление составляет около 1,5кг/см (при обычной

температуре), а в трещинах толщиной в тысячу раз более тонких(1*10мм)-

около1500кг/см. При расширении трещин начинают действовать явления

замерзания -размерзания воды с изменением объёма.

   В итоге массивная  кристаллическая порода, сохраняя  свой исходный состав,

теряет монолитность и начинает разрушаться. В первую очередь проявляются

скрытые напряжение , возникшие при образовании разрушающейся породы, и

проявляются отдельности – участки породы, ограниченные трещинами и

обладающие определённой формой. Особенно эффективно проявляются округлые

концентрически-скорлуповатые отдельности, образующиеся при выветривании

некоторых эффузивных и гипабиссальных пород.

   Механическая дезинтеграция  плотных горных пород приводит  к образованию

обширных развалов, глыб и россыпей щебня (курумов), коллювиальных скоплений

(от лат colluvio-скопление) щебня у подножия обрывов, протяжённых каменных

потоков по склонам. Это типично для полярных, пустынных и высокогорных

ландшафтов.

   Дезинтеграция плотных  горных пород, обрзование в них системы трещин и

микрощелей обуславливает, с одной стороны, их хорошую водопроницае- мость,

а с другой – резко увеличивает реакционную поверхность выветривающихся

пород. Это создаёт условия для активизации разнообразных физико-химических,

химических и биогеохимических реакций. Осуществление этих реакций возможно

только при наличии свободной жидкой воды.

   В зависимости  от состава растворённых в  них соединений почвенные и

грунтовые воды оказывают растворяющее действие на минералы горных пород.

При этом в результате химических реакций обмена возникают новые минералы.

Примером является метасамотическое образование смитсонита при

взаимодействии вод, содержащих хорошо растворимый сульфат цинка, с

известняками.

   Под воздействием  воды происходит гидратация минералов, т.е. закрепление

молекул воды на поверхности отдельных участков кристаллохимический

структуры минерала. В результате образуется гидратированные разновидности.

Например, гётит переходит в гидрогётит:

 

   Весьма важное значение имеют реакции гидролиза, т.е. полного разрушения

кристаллохимической структуры минерала под воздействием молекул воды. При

этом также образуются новые минералы. Так, серпентин в результате гидролиза

распадается на оксиды магния и кремния. Частично эти соединения удаляются

грунтовыми водами, но в значительном количестве остаются на месте. Оксиды

кремния входят в состав аморфного апала, а магний при наличии в воде

углекислоты образует магнезит:

 

   Гидролиз силикатов  со сложной кристаллохимической  структурой

сопровождается не полным её разрушением, а распадом на отдельные блоки, из

которых затем возникают новые минералы. Часто этот процесс протекает

стадийно с последовательным возникновением нескольких минералов. Так. При

гипергенном преобразовании полевых шпатов возникают гидрослюды, которые

затем преврвщаются в минералы группы каолинита или галлуазита:

 

   Механизм этих  реакций во многом ещё неясен. В их осуществлении наряду  с

чисто химическими принимают участие биологические процессы. Особенно важное

значение имеет непосредственное воздействие  животных и растительных

организмов на минералы, а действие продуктов их жизнедеятельности. Состав и

растворяющие свойства почвенно-грунтовых вод в значительной мере

обусловлены этими продуктами. Ещё более зависит от жизнедеятельности состав

газов (кислорода, сероводорода, углекислого газа и д.р.) происходят

окислительно-восстановительные реакции и возникают крупные скопления

оксидов железа и марганца, сульфидов железа и других металлов.

   Все перечисленные  процессы действуют на исходные  породы вместе и

одновременно, так что действие одного из них невозможно отделить от

действия остальных. Поэтому неправильно расчленять сложный, но единый

процесс выветривания на химическое , физическое выветривание и т.п. Можно

лишь говорить о химических, физических и других частных процессах,

происходящих при выветривании, и о преобладании одних из них в конкретных

условиях тех или иных участков земной поверхности.

   Разные минералы  обладают неодинаковой устойчивостью  при выветривании.

Степень гипергенной устойчивости наиболее распространенных магматических

минералов обратна последовательности их кристаллизации из магматического

расплава и в значительной мере обусловлена их кристаллохимической

структурой. Наиболее легко разрушаются силикаты с изолированными

кремнекислордными тетраэдрами (оливин). Более устойчивы минералы, имеющие

цепочечную или ленточную структуру (амфиболы и пироксены). Довольно легко

происходит гипергнное преобразование железомагнезиальных слюд. Устойчивость

полевых шпатов зависит от их состава: кальциевые плагиоклазы выветриваются

так же легко, как пироксены, а натриевые и калиевые полевые шпаты

выветриваются с трудом. Наиболее устойчив кварц, структура которого состоит

исключительно из кремнекислородных тетраэдров. Как следует из приведённых

данных, состав продуктов выветривания в значительной мере обусловлен