Строение и состав верхней мантии Земли

                                                                                            магния

      Дальнейший  процесс окисления и гидратации может привести к образованию  гидроокислов железа (Fе₂O₃·nН₂O).

      Гидратация — это процесс, заключающийся в присоединении воды к первичным минералам горных пород и образовании новых минералов. Можно привести следующие примеры гидратации: 1. Переход ангидрита в гипс по реакции СаSO₄+2H₂OÛCaSO₄-2H₂O (реакция обратима при изменении условий). 2. Переход гематита в гидроокислы железа: Fе₂О₃+nН₂ОÛFе₂О₃·nН₂О. При гидратации объем породы увеличивается и покрывающие отложения деформируются.

      Растворение. Под влиянием воды, содержащей углекислоту, происходит растворение горных пород. Растворение особенно интенсивно проявляется в осадочных горных породах — хлоридных, сульфатных и карбонатных. Наибольшей растворимостью отличаются хлориды: соли натрия, калия и др. За хлоридами по степени растворимости стоят сульфаты, в частности гипс, за которыми следуют карбонатные породы: известняки, доломиты, мергели. В результате растворяющей деятельности поверхностных и подземных вод на поверхности растворимых пород образуются карстовые формы рельефа.

      Гидролиз. Сложный процесс гидролиза особенно большое значение имеет при выветривании силикатов и алюмосиликатов. Он заключается в разложении минералов, выносе отдельных элементов, а также в присоединении гидроксильных ионов и гидратации. В ходе гидролиза первичная кристаллическая структура минерала нарушается и перестраивается и может оказаться полностью разрушенной и заменена новой, существенно отличной от первоначальной и соответствующей вновь образованным гипергенным минералам. В ряде случаев гипергенное преобразование силикатов и алюмосиликатов под влиянием воды, углекислоты и органических кислот протекает стадийно с образованием различных глинистых минералов. В качестве примера можно привести схему разложения полевых шпатов (полевой шпат®промежуточный минерал®каолинит):   

      K[AlSi₃O₈]®(К, Н₂0) А1₂ (ОН)₂[A1Si₄O₁₀]·nH₂0®A1₄ (ОН)₈[A1Si₄O₁₀]

      ортоклаз            гидрослюда                                         каолинит.

      каолинит

      При образовании  из полевых шпатов каолинита происходит несколько превращений и реакций: 1. Все катионы К, Na, Са при взаимодействии с углекислотой образуют истинные растворы карбонатов (СаСО₃, Na₂CО₃, К₂СОз) и бикарбонатов. В условиях влажного и теплого климата карбонаты выносятся за пределы; места их образования. В условиях сухого климата и недостатка влаги карбонаты остаются на месте, образуя твердую корку, или выпадают из раствора на некоторой глубине от поверхности. Такой процесс образования карбонатов называется карбонатизацией.

      2. Каркасная структура полевых  шпатов превращается в слоевую,  свойственную каолиниту и другим  глинистым минералам.

      3. Часть растворенного кремнезема  выносится водой, что подтверждается  наличием в твердом стоке речных  вод в среднею около 11% SiO₂. Значительная часть выносимого кремнезема быстро переходит в коллоидальное состояние и выпадает в виде аморфного гидратированного осадка SiO₂·nН₂O, который при высыхании и частичной потере воды превращается в опал. Часть SiO₂ остается прочно связанной в каолините.

      4. Присоединение гидроксильных ионов в каолините. В результате выветривания магматических и метаморфических горных .пород, богатых алюмосиликатами (гранитов, гранодиоритов, гнейсов и др.), образуются месторождения каолина. Каолинит в условиях земной поверхности достаточно устойчивый минерал. Но при благоприятных условиях — высокой температуре, большом количестве атмосферных осадков и огромном растительном отпаде—происходит дальнейшее разложение и образуются наиболее устойчивые соединения — гидроокислы алюминия, такие, как гиббсит, или гидраргиллят, А10(ОН)з—один из рудоносных минералов основной алюминиевой руды — боксита. Иногда гидроокислы алюминия распространены в виде пятен в каолинитах.

      При выветривании полиминеральных горных пород наряду с гидроокислами алюминия на конечных стадиях образуются гидроокислы железа, иногда марганца, титана. Наибольшая интенсивность химического выветривания проявляется в железисто-магнезиальных минералах (оливин, пироксены, амфиболы) и основных плагиоклазах. 

4. Формы залегания осадочных  горных пород. Слой и его элементы.

 Первичной формой залегания осадочных горных пород является слой, или пласт. Пластом (слоем) называется геологическое тело, сложенное однородной осадочной породой, ограниченное двумя параллельными поверхностями напластования, имеющее примерно постоянную мощность и занимающее значительную площадь. Ряд слоев или пластов,  перекрывающих (налегающих) и подстилающих друг друга и объединяющихся по какому-либо признаку (геологическому возрасту, происхождению, петрографическому признаку и т.д.), называют  свитой. Слои горных пород можно наблюдать в обнажениях. Обнажением слоев (пластов) горных пород называется выход их на поверхность Земли. Название пласта обычно определяется составом слагающих его пород. Например, пласт известняка, пласт песчаника и т. д

     Осадочная толща земной коры состоит из различных  слоев горных пород. Под слоем  понимается геологическое тело, представленное в основном однородной горной породой  и ограниченное более или менее  ровными и параллельными поверхностями. По этим поверхностям слои соприкасаются  друг с другом, образуя слоистые толщи. Слоистость, т. е. чередование  слоев, — одно из самых характерных  свойств осадочной оболочки. Горизонтальные слои являются первичной формой залегания осадочных горных пород; вследствие тектонических движений земной коры они могут быть наклонены, смяты в складки и разорваны, образуя при этом различные структурные формы. Верхняя поверхность слоя называется кровлей, нижняя — подошвой.

     Каждый  слой характеризуется мощностью. Различают  истинную, вертикальную и горизонтальную мощности. Истинная мощность — кратчайшее расстояние между кровлей и подошвой, вертикальная мощность — расстояние между кровлей и подошвой, замеренное по вертикали, горизонтальная —по горизонтали. О форме слоя можно судить, если известно положение в пространстве хотя бы одной из его граничных  поверхностей. Положение поверхности  слоя в пространстве определяется по замеру горным компасом направлений  двух линий, лежащих на поверхности  слоя, - линии простирания и линии  падения, а также угла наклона  линии падения к горизонту. Этот угол называется углом падения.

     Линия простирания — это линия пересечения кровли или подошвы пласта (слоя) с горизонтальной плоскостью. Линией падения называется линия, перпендикулярная к линии простирания и лежащая на пласте. Угол падения — вертикальный угол между линией падения и ее проекцией на горизонтальную плоскость. Азимутом простирания (падения) называется горизонтальный угол между меридианом и линией простирания (падения). Азимут падения, азимут простирания и угол падения составляют элементы залегания пласта (слоя) , которые наносятся на специальные карты особыми знаками. По этим картам судят о структурной форме слоев. 
 
 
 

5. Гранулометрический  состав осадочных  пород

      Гранулометрический  состав - это распределение зёрен (кусков) по крупности в массивах горной породы, горной массы, почве или искусственном продукте, характеризуемое выходом в процентах от массы или количества зёрен.

     Гранулометрический  состав — важный показатель физических свойств и структуры материала. Общепринятой классификации по данным гранулометрического состава не существует, что связано с различием  целей и объектов, для которых  производится определение гранулометрического состава. В геологии применяют различные классификации и шкалы классов (фракций) крупности. Классы (фракции) обычно обозначают в мм, в обогащении полезных ископаемых классы крупнее и мельче данного размера — знаками плюс и минус соответственно.

     В геологии при оценке осадочных горных пород различают: валуны крупные (свыше 500 мм), валуны средние (500-250 мм), валуны мелкие (250-100 мм), гальку (100-10 мм), гравий крупный (10-5 мм), гравий мелкий (5-2 мм), песок  грубый (2-1 мм), песок средний (0,5-0,25 мм), песок мелкий (0,25-0,1 мм), алеврит (0,1-0,05 мм), пыль (0,05-0,005 мм), глину (до 0,005 мм). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6.   Заключение.

     О геологии наверняка знает каждый, несмотря на то, что она является, пожалуй, единственной естественнонаучной дисциплиной, не изучаемой в школьном курсе. Развитие «геологических» знаний сопутствовало развитию человечества на всех этапах его истории. Достаточно вспомнить, что общая периодизация истории основана на характере используемых для производства орудий труда материалов: каменный, бронзовый и железный век. Добыча и совершенствование технологии обработки полезных ископаемых неизбежно  связаны с увеличением знаний о свойствах минералов и горных пород, выработкой критериев поиска месторождений и совершенствованием способов их разработки. Технологический  прогресс, в том числе и на современном  этапе развития цивилизации, немыслим без использования природных  ресурсов.