Контрольная работа по "Геологии"

Среди излившихся пород заметное место  занимают вулканические стекла: почти  безводный аморфный черный или красно-бурый  обсидиан; мелкопористый светло-серый или коричневый перлит с содержанием до 3 - 4% воды; зеленоватый или бурый смоляной камень (пехштейн) кристаллитного строения с большим количеством воды. В последние десятилетия из вулканических стекол получают вспученный перлит — легкий и пористый материал с хорошими звуко и теплоизоляционными свойствами, а также применяют в виде заполнителей в легких бетонах, фильтрующих и изоляционных материалах; как сырье для получения высококачественных стекол. Самые крупные их месторождения находятся в Армении.

 

 

8

Особой разновидностью вулканических  стекол является пемза, образовавшаяся при быстром остывании средних  и кислых лав на поверхности воды или влажной почвы, сопровождаемом бурным выделением паров и газообразных компонентов. Она отличается высокой  пористостью до 60 - 80% и легкостью (средняя плотность в пределах 300 - 900 кг/м3), малым пределом прочности при сжатии от 1,5 до 6 МПа и теплопроводностью 0,12 - 0,20 Вт/(м - К) - пемза негигроскопична, характеризуется достаточной морозостойкостью и огнестойкостью. Используется как заполнитель в легких бетонах и гидравлическая добавка в производстве цемента. Месторождения ее известны на Северном Кавказе, в Армении, Средней Азии и на Камчатке.

К вулканогенным породам относят  рыхлые вулканические пеплы, пески  и сцементированные — вулканические туфы, туфовые лавы.

Вулканические пеплы — мелкие порошкообразные массы частиц неправильной формы, выброшенные во время извержений и осевшие на поверхности лавовых потоков, а также вокруг вулканических конусов. Они состоят из мельчайших обломков вулканического стекла и кристаллических зерен некоторых минералов, особенно кварца. Размеры частиц вулканических пеплов колеблются от 0,1 до 2 мм. В пеплах содержится свыше 65% частиц мельче 0,15 мм преимущественно кремнистого состава. Рыхлые массы, сложенные более крупными частицами (до 5 мм), называются вулканическими песками. Вулканические пеплы являются активными минеральными добавками при производстве цементов. Их месторождения распространены в Крыму (Карадаг).

Вулканические туфы образуются путем цементации и уплотнения вулканических пеплов и другого твердого материала, Цементом служат вулканический пепел, кремнезем, глина и продукты разложения пепла. Они различны по строению и характеризуются непостоянными химическими и физико-механическими свойствами. Наиболее ценными считаются камневидные туфы липаритового состава с повышенным содержанием растворимого кремнезема — трассы, употребляемые в качестве гидравлических добавок к цементу. Рыхлые землистые разновидности их называются пуццоланами. Месторождения вулканических туфов известны в Армении, Крыму (Карадаг).

Туфовые лавы образуются при быстром  вспенивании изливающихся лав при  резком падении давления и одновременном  примешивании к ней разнообразного вулканического материала. Количественное соотношение лавы и твердого обломочного материала в ней варьирует в широких пределах с образованием многочисленных разновидностей, различных по составу, строению, окраске и физико-механическим свойствам. Как и вулканические туфы, они обладают большой пористостью и стекловатой структурой.

 

9

Представителем этих пород является артикский туф — декоративный и стеновой материал розово-фиолетового  цвета со средней плотностью 750 - 1400 кг/м3 и плотностью около 2,6 г/см3, пористостью от 45 до 70% и теплопроводностью 0,55... 0,62 Вт/(м - К).

 

2. Колебательные тектонические движения земной коры. источник энергии, причины возникновения, факторы, геологический результат.        

Механические движения земной коры, вызываемые силами, которые действуют в земной коре и главным образом в мантии Земли, приводящие к деформации, слагающих кору пород связаны, как правило, с изменением химического состава, фазового состояния (минерального состава) и внутренней структуры подвергающихся деформации горных пород охватывают одновременно очень большие площади. Геодезические измерения показывают, что практически вся поверхность Земли находится непрерывно в движении, однако скорость невелика, изменяясь от сотых долей до первых десятков мм/год, и только накопления этих движений в ходе очень продолжительного (десятки — сотни млн. лет) геологического времени приводят к крупным суммарным перемещениям отдельных участков земной коры.        

 Американский геолог  Г. Джильберт предложил (1890 г), а немецкий геолог

Х. Штилле развил (1919 г) классификацию с разделением их на эпейрогенические. Выражающиеся в длительных поднятиях и опусканиях крупных участков земной поверхности, и орогенические, проявляющиеся эпизодически (орогенические фазы) в определённых зонах образованием складок и разрывов и ведущие к формированию горных сооружений. Эта классификация применяется до сих пор, но её основной недостаток — объединение в единое понятие орогенеза двух принципиально различных процессов — складко и разрывообразования, с одной стороны, и горообразования — с другой. Поэтому были предложены др. классификации. Одна из них (советские геологи А. П. Карпинский, М. М. Тетяев и др.) предусматривала выделение колебательных складко и разрывообразующих, другая (немецкий геолог Э. Харман и голландский учёный Р. В. ван Беммелен) — ундационных (волновых) и ундуляционных (складчатых). Стало ясным, что весьма разнообразны как по форме проявления, так и по глубине зарождения, а также, очевидно, по механизму и причинам возникновения. По др. принципу были разделены ещё М. В. Ломоносовым на медленные (вековые) и быстрые. Быстрые движения связаны с землетрясениями и, как правило, отличаются высокой скоростью, на несколько порядков превышающей скорость медленных движений.

 

 

10

Смещения земной поверхности во время землетрясений составляют несколько м, иногда более 10 м. Однако такие смещения проявляются эпизодически и в сумме дают эффект, не намного превышающий эффект медленных движений.        

 Существенное значение  имеет подразделение на вертикальные (радиальные) и горизонтальные (тангенциальные), хотя оно и носит в большей мере условный характер, ибо эти движения взаимосвязаны и переходят одни в другие. Поэтому правильнее говорить о преобладающей вертикальной или горизонтальной компонентой.  Преобладающие вертикальные движения обусловливают поднятия и опускания земной поверхности, в том числе образование горных сооружений. Они являются основной причиной накопления мощных толщ осадочных пород в океанах и морях, а отчасти и на суше. Горизонтальные движения наиболее ярко проявляются в образовании крупных сдвигов отдельных блоков земной коры относительно других с амплитудой в сотни и даже тысячи км. В их надвигах с амплитудой в первые сотни километров, а также (спорно) в образовании океанических впадин шириной в тысячи км в результате раздвига глыб континентальной коры отличаются определённой периодичностью или неравномерностью, которая выражается в изменениях знака и (или) скорости во времени.  Относительно короткопериодические вертикальные движения с частой переменой знака (обратимые) называются колебательными. Горизонтальные движения обычно длительно сохраняют свою направленность и являются необратимыми. Колебательные вероятно, служат причиной трансгрессий и регрессий моря, образования морских и речных террас. По времени проявления выделяют новейшие, которые непосредственно отражаются в современном рельефе Земли и поэтому распознаются не только геологическими, но и геоморфологическими методами, и современные, которые изучаются также и геодезическими методами (повторные нивелировки и пр.). Они составляют предмет исследования неотектоники отдалённого геологического прошлого, устанавливаются по распространению трансгрессий и регрессий океана, по суммарной толщине (мощности) накопившихся осадочных отложений, по распределению их фаций и источников обломочного материала, снесённого в депрессии. Таким способом выясняется вертикальная компонента перемещения верхних слоев земной коры или поверхности консолидированного фундамента, расположенного под осадочным чехлом. В качестве репера используется уровень Мирового океана, который считают почти постоянным, с возможными отклонениями до 50 — 100 м при таянии или образовании ледников, а также более значительными отклонениями — до нескольких сот м в результате изменения ёмкости океанических впадин при их разрастании и образовании срединно-океанических хребтов.       

 

11 

Крупные горизонтальные перемещения, которые признаются не всеми учёными, устанавливаются как по геологическим  данным, путём графического выпрямления  складок и восстановления надвинутых толщ горных пород в первоначальном положении, так и на основании изучения остаточной намагниченности горных пород и изменений палеоклимата. Считается, что при достаточном количестве палеомагнитных и геологических данных можно восстанавливать былое расположение материковых глыб и определять скорость и направление перемещений, происходивших в последующее время, например с конца палеозойской эры.        

 Скорость горизонтальных  перемещений определяется сторонниками  мобилизма по ширине новообразованных океанов (Атлантического, Индийского). По палеомагнитным данным, указывающим на изменения широты и ориентировки по отношению к меридианам, и по ширине образующихся при разрастании океанического дна полос магнитных аномалий различного знака, которые сопоставляются с длительностью эпох различной полярности магнитного поля Земли. Эти оценки, как и скорость современных горизонтальных движений, измеренная геодезическими методами в рифтах (Восточная Африка), складчатых областях (Япония, Таджикистан) и на сдвигах (Калифорния), составляют 0,1 — 5 см/год. На протяжении миллионов лет скорость горизонтальных движений изменяется незначительно, направление остаётся почти постоянным.         

 Вертикальные движения  имеют, напротив, переменный, колебательный  характер; повторные нивелировки показывают, что скорость опускания или поднятия на равнинах обычно не превышает 0,5 см/год, поднятие в горных областях (например, на Кавказе) достигает 2 см/год. В то же время средние скорости вертикальных, определяемые для больших интервалов времени (например, за десятки млн. лет), не превышают 0,1 см/год в подвижных поясах и 0,01 см/год на платформах. Это различие в скоростях, измеренных за малые и большие промежутки времени, указывает на то, что в геологических структурах фиксируется лишь интегральный результат вековых вертикальных движений, накапливающийся при суммировании колебаний противоположного знака. Сходство повторяющихся на одних и тех же тектонических структурах, позволяет говорить об унаследованном характере вертикальных. Обычно не относят перемещения горных пород в приповерхностной зоне (десятки километров от поверхности), вызванные нарушениями их гравитационного равновесия под влиянием экзогенных (внешних) геологических процессов, а также периодические поднятия и опускания земной поверхности, обусловленные твёрдыми приливами Земли вследствие притяжения Луны и Солнца.  

 

 

 

12

Спорным является отнесение к процессов, связанных с восстановлением изостатического равновесия, например, поднятий при сокращении крупных ледниковых покровов типа антарктического или гренландского. Локальный характер носят движения земной коры, вызванные деятельностью вулканов. Причины до сих пор достоверно не установлены; в этом отношении высказываются различные предположения. По мнению ряда учёных (О. Ампферер. 1906, P. Швиннер. 1919; и др.), глубинные вызваны системой крупных конвекционных течений, охватывающих верхние и средние слои мантии Земли. С такими течениями, по-видимому, связано растяжение земной коры в океанах и сжатие в складчатых областях, над теми зонами, где происходит сближение и погружение встречных течений вниз. Другие учёные (В. В. Белоусов. 1954) отрицают существование замкнутых конвекционных течений в мантии, но допускают подъём разогретых в низах мантии и более лёгких продуктов её дифференциации, вызывающий восходящие вертикальные движения коры. Охлаждение этих масс служит причиной её опусканий.        

 При этом горизонтальным  движениям не придаётся существ.  значения и они считаются производными  от вертикальных. При выяснении  природы движений и деформаций земной коры некоторые исследователи отводят определённую роль напряжениям, возникающим в связи с изменениями скорости вращения Земли, другие считают их слишком незначительными.

 

№3.

а) Определить истинную мощность пласта (Ми), если горизонтальная мощность пласта (Мг) – 19 м; угол падения пласта - 60°.

б) Изобразить положение  пласта в горизонтальной плоскости  в масштабе 1 : 500, если азимут падения  СЗ 284°; угол падения 43°; Ми – 16 м.

в) Изобразить в горизонтальной плоскости периферийную часть линейной антиклинальной складки. 

г) Изобразить в вертикальной плоскости согласный сброс и несогласный надвиг.      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лит.: Хаин В. Е.. Общая геотектоника, 2 изд., М.. 1973; Белоусов В. В.. Основы геотектоники, М.. 1975.         

П. Н. Кропоткин.