Основные типы согласных и несогласных интрузивных тел и их связь с составом магмы

Согласные интрузивы обладают разнообразной формой. Наиболее широко среди них распространены силлы или пластовые тела, особенно в платформенных областях, где отложения залегают почти горизонтально. Базальтовые силлы, широко развиты по краямобширной впадины - Тунгусской синеклизы на Сибирской платформе, где они образуютмногоэтажные системы плоских линзовидных интрузивных тел, соединенных тонкимиподводящими каналами. Мощность силлов колеблется от первых десятков см до сотенметров. На Сибирской платформе они образуют т.н. трапповую формацию (трап -лестница, шведск.). Т.к. силлы болеепрочные, чем вмещающие породы, они выделяютсяв рельефе в виде «ступеней гигантской лестницы»

Лополлит (лопос - чаша, греч.) - чашеобразный согласный интрузив, залегающий всинклинальных структурах и также как и силл, образующийся в условиях тектоническогорастяжения, когда магма легко заполняет ослабленные зоны, не деформируя сильновмещающие слои.. Размеры лополитов в диаметре могут достигать десятков километров, амощность - многих сотен метров. Крупнейшие дифференцированные лополиты -Бушвельдский в Южной Африке,площадью в 144 000 км2 и Сёдбери в Канаде.Чашеобразная форма лополитов связана еще и с явлением проседания субстрата, подвесом внедрившейся магмы.

Лакколиты в классическом виде представляют грибообразные тела, что свидетельствуето сильном гидростатическом давлении магмы, превышающем литостатическое в моментее внедрения. Магма приподнимает вышележащие слои,«накачиваясь» в межслоевоепространство. Обычно лакколиты относятся к малоглубинным интрузивам, т.к«приподнять» мощную толщу пород даже для большой порции магмы затруднительно.Идеальные грибовидные лакколиты встречаются не так уж и часто.

Несогласные интрузивы пересекают, прорывают пласты вмещающих пород. К наиболее распространеннымнесогласным интрузивам относятся дайки (дайк, дейк - забор, шотл.), тела, длина которых во много раз превышает их мощность, а плоскости контактов практически параллельны. Дайки обладают длиной от десятков метров до многих сотен км. Естественно предположить, что образование даек связано с внедрением магмы по трещинам в условиях тектонического растяжения. Иными словами, они ориентированы по простиранию рифтовой зоны.Многократное внедрение даек приводит к увеличению ширины зоны на суммарную мощность даек. Магма, внедряясь снизу в толщу пород, действует на них как гидравлический клин, раздвигая породы в стороны, причем распирающие напряжения быстро уменьшаются к вершине клина.

Существуют и другие менее распространенные формы интрузивных тел.

Факолит (факос.- чечевица, греч.) - линзовидные тела, располагающиеся в сводах антиклинальных складок, согласно с вмещающими породами.

Гарполит (гарпос - серп, греч.) - серпообразный интрузив, по существу, разновидность факолита.

Хонолит – интрузив неправильной формы, об-ся в наиболее ослабленной зоне вмещающих пород, как бы заполняющий «пустоты» втолще.

Бисмалит - грибообразный интрузив, похожий на лакколит, но осложненный цилиндрическим горстообразным поднятием, как бы штампом в центральной части. Все эти интрузивы, как правило, малоглубинные и развиты в складчатых областях.

Батолиты - крупные гранитные интрузивы значительной мощности и площадью во многие сотни и тысячи км2. Обладают вертикальной мощностью в первые километры и отнюдь не «бездонны». От батолитов, обладающих неправильной формой, часто отходят апофизы - более мелкие ветвящиеся интрузивы, использующие ослабленные зоны в раме батолита. Батолиты – это абиссальные интрузивы, как и многие штоки, в то время как дайки являются приповерхностными или малоглубинными образованиями.

Важную роль играет и гидростатическое давление магмы, ее напор ирасклинивающее воздействие, как например, в случае даек. Под воздействием напорамагмы приподнимаются и деформируются пласты горных пород. Сильное смятие пластоввмещающих толщ хорошо наблюдается в экзоконтактовых зонах интрузивных тел. Таким

образом, активное, или «силовое», воздействие магмы на вмещающие породынесомненно имеет место.

Существенными являются процессы ассимиляции, когда агрессивная магма как бы«усваивает» часть пород из рамы интрузива, сама изменяясь при этом с образованиемгибридных пород. Однако все эти явления для объяснения проблемы пространстваогромных батолитов, сложенных «нормальными», преимущественно биотитовыми

гранитами, имеют явно ограниченное значение. Главную роль в этом случае играютпроцессы магматического замещения, когда вмещающие породы преобразуются подвоздействием потоков трансмагматических растворов. При воздействии последнихосуществляются вынос химических компонентов, избыточных по отношению к эвтектике,и усвоение компонентов, стоящих близко к эвтектическому составу гранитной магмы.При таком процессе вмещающие породы перерабатываются на месте, что решаетпроблему пространства батолитов. Граниты, залегающие на месте генерации магмы,называются автохтонными, а граниты, связанные с перемещением магмы, - аллохтонными. Формирование аллохтонных гранитов зависит от состава вмещающихпород и происходит в несколькофаз внедрения. При этом ранние внедренияхарактеризуются более основным составом.Внутреннее строение интрузивов устанавливается по форме их контактов и поориентированным первичным текстурам, возникающим в магматическом теле еще тогда,когда оно находилось в жидком состоянии, связанных с ориентировкой минералов, струй

магмы различного состава и вязкости, направленной кристаллизации и т.д. Как правило,они параллельныэкзоконтактам. При остывании магматических интрузивных телвозникают трещины, которые располагаются вполне закономерно по отношению кпервичным текстурам течения. Изучая эти трещины, удается восстановить первичнуюструктуру интрузива, даже если не видно его контактовых зон.

 

27. Состав оболочек Земли и сейсмические границы раздела

Толщина Земной коры (внешней оболочки) изменяется от нескольких километров (в океанических областях) до нескольких десятков километров (в горных районах материков). Сфера земной коры очень небольшая, на ее долю приходится всего около 0,5% общей массы планеты. Основной состав коры - это окислы кремния, алюминия, железа и щелочных металлов. В составе континентальной коры, содержащей под осадочным слоем верхний (гранитный) и нижний (базальтовый), встречаются наиболее древние породы Земли, возраст которых оценивается более чем в 3 млрд. лет. Океаническая же кора под осадочным слоем содержит в основном один слой, близкий по составу к базальтовым. Возраст осадочного чехла не превышает 100-150 миллионов лет.

От низлежащей мантии земную кору отделяет во многом еще загадочный Слой Мохо (назван так в честь сербского сейсмолога Мохоровичича, открывшего его в 1909 году), в котором скорость распространения сейсмических волн скачкообразно увеличивается.

На долю Мантии приходится около 67% общей массы планеты. Твердый слой верхней мантии, распространяющийся до различных глубин под океанами и континентами, совместно с земной корой называют литосферой - самой жесткой оболочкой Земли. Под ней отмечен слой, где наблюдается некоторое уменьшение скорости распространения сейсмических волн, что говорит о своеобразном состоянии вещества. Этот слой, менее вязкий и более пластичный по отношению к выше и ниже лежащим слоям, называют астеносферой. Считается, что вещество мантии находится в непрерывном движении, и высказывается предположение, что в относительно глубоких слоях мантии с ростом температуры и давления происходит переход вещества в более плотные модификации. Такой переход подтверждается и экспериментальными исследованиями.

В нижней мантии на глубине 2900 км отмечается резкий скачок не только в скорости продольных волн, но и в плотности, а поперечные волны сдесь исчезают совсем, что указывает на смену вещественного состава пород. Это внешняя граница ядра Земли.

Земное ядро открыто в 1936 году. Получить его изображение было чрезвычайно трудно из-за малого числа сейсмических волн, достигавших его и возвращавшихся к поверхности. Кроме того, экстремальные температуры и давления ядра долгое время трудно было воспроизвести в лаборатории. Земное ядро разделяется на 2 отдельные области: жидкую (ВНЕШНЕЕ ЯДРО) и твердую (BHУTPEHHE), переход между ними лежит на глубине 5156 км. Железо - элемент, который соответствует сейсмическим свойствам ядра и обильно распространен во Вселенной, чтобы представить в ядре планеты приблизительно 35% ее массы. По современным данным, внешнее ядро представляет собой вращающиеся потоки расплавленного железа и никеля, хорошо проводящие электричество. Именно с ним связывают происхождение земного магнитного поля, считая, что, электрические токи, текущие в жидком ядре, создают глобальное магнитное поле. Слой мантии, находящийся в соприкосновении с внешним ядром, испытывает его влияние, поскольку температуры в ядре выше, чем в мантии. Местами этот слой порождает огромные, направленные к поверхности Земли тепломассопотоки - плюмы.

ВНУТРЕННЕЕ ТВЕРДОЕ ЯДРО не связано с мантией. Полагают, что его твердое состояние, несмотря на высокую температуру, обеспечивается гигантским давлением в центре Земли. Высказываются предположения о том, что в ядре помимо железоникелевых сплавов должны присутствовать и более легкие элементы, такие как кремний и сера, а возможно, кремний и кислород. Вопрос о состоянии ядра 3емли до сих пор остается дискуссионным. По мере удаления от поверхности увеличивается сжатие, которому подвергается вещество. Расчеты показывают, что в земном ядре давление может достигать 3 млн. атм. При зтом многие вещества как бы металлизируются - переходят в металлическое состояние. Существовала даже гипотеза, что ядро Земли состоит из металлического водорода.

 

24. Сравнительная характеристика внутренних и внешних планет

Внутренние планеты. Меркурий - одна из самых маленьких безатмосферных планет с D ~ 0,38 Земли;

плотностью 5,42 г/см ³, с Т от -170 ^О С до + 450^О. Поверхность Меркурия покрыта многочисленными ударными кратерами, диаметром до 1300 км.

Венера по своим размерам и массе очень близка к Земле, но вращается она в другую сторону, по сравнению с остальными планетами. Венера окутана очень плотной атмосферой, состоящей из углекислого газа, а в верхних слоях из серной кислоты. Давление в атмосфере на поверхности очень велико и Т +500^О С. Такие условия неблагоприятны для существования воды. Наличие плотной атмосферы выравнивает температурные различия дня и ночи. На Венере нет магнитного поля, значит ядро Венеры отличается от земного ядра.

Марс. Это четвертая от Солнца планета ее радиус составляет 0,53 земных. Сутки длятся на Марсе 24 часа 37 мин., а плоскость его экватора наклонена по отношению к орбите также как на Земле, что обеспечивает смену климатических сезонов. На Марсе существует весьма разреженная углекислая атмосфера. Низкое давление не позволяет существовать воде, которая должна испариться, либо замерзнуть. Температура на Марсе на полюсах может достигает -140^ОС, а днем на экваторе до +25^О С. Атмосфера Марса содержит белые облака из СО₂ и Н₂О. Несколько миллиардов лет назад на Марсе шли дожди и снег, существовали реки и озера. На Марсе могла существовать жизнь в виде прокариотов, цианобактерий. Вода Марса сосредоточена в виде льда но под верхним слоем пород. У Марса есть 2 маленьких спутника.

Земля́ — третья от Солнца планета Солнечной системы, крупнейшая по диаметру, массе и плотности среди внутренних планет. Научные данные указывают на то, что Земля образовалась около 4,54 млрд лет назад, и вскоре приобрела свой спутник — Луну. Она является причиной приливов, стабилизирует осевой наклон и немного замедляет вращение планеты. Считается, что жизнь на Земле появилась 3,5 миллиарда лет назад. Приблизительно 71% поверхности планеты покрыто водой, остальную часть поверхности занимают континенты и острова. Земля делает вокруг Солнца полный оборот ~ за 365,26 дней. Ось вращения Земли наклонена на 23.4 ° относительно её орбитальной плоскости, это вызывает сезонные изменения на поверхности планеты. Внешние планеты располагающиеся за поясом астероидов планеты внешней группы сильно

отличаются от планет внутренней группы. Они имеют огромные размеры, малую плотность, большие массы, быстрее вращаются, имеют мощную атмосферу, газово-жидкие оболочки и небольшое силикатное ядро. Внутренние планеты так же отличаются малым числом спутников или отсутствием их. Поскольку планеты-гиганты находятся далеко от Солнца, их температура очень низка: на Юпитере –145 С, на Сатурне –180 С, на Уране и Нептуне ещё ниже. А температура у планет земной группы значительно выше(на Венере до 500⁰С).

Рис. Возможное строение планет внешней группы(Земля дана в масштабе):

1 - жидкий молекулярный водород;2 – жидкий металлический водород;3 – лед воды, метана и аммония;4 – твердые породы, железо (у Сатурна есть циферка 3 - её не видно)

Масса Юпитера в 314 раз больше массы Земли. Атмосфера Юпитера достигает 1000 км. В центре планеты небольшое силикатное ядро. Магнитное поле Юпитера в 10 раз превышает по напряженности магнитное поле Земли, кроме того Юпитер окружен мощными радиационными поясоми. Магнитное поле может быть обусловлено Быстрым вращением(~10 часов). У юпитера 4 кольца и 16 спутников

Сатурн – вторая по размерам планета, но имеет очень малую плотность. Сатурн в большей степени газовая планета. Атмосфера состоит, в основном, из Н и Не и обладает мощностью в несколько тысяч км. Силикатное (каменное) ядро Сатурна, радиусом в 10 тыс. км, окружено слоем льда до 5 тыс. км. Сатурн известен своими кольцами диаметром до 400 тыс. км, а мощность всего 100 м! у Сатурна 17 спутников, малые неправильной формы.

Уран превосходит по размерам Землю в 4 раза и в 14,5 раз по массе. Это

третья планета - гигант, вращается в сторону противоположной вращению большинству планет. Ось вращения Урана расположена почти в плоскости орбиты. В атмосфере Урана. как и на других планетах - гигантах, преобладают Н и Не, но присутствуют частицы льда метана. Уран окружен системой тонких колец. У Урана 26 спутников.

Нептун - самая маленькая из планет - гигантов, обладает самой большой среди них плотностью. В атмосфере Нептуна, как и на Юпитере, просматриваются крупные вихревые структуры, изменчивые во времени. У Нептуна существует система колец и 8 спутников на поверхности которых имеются следы водно-ледяного вулканизма.

Плутон – девятая планета от Солнца, сильно отличается от

планет-гигантов. У Плутона очень вытянутая эллипсовидная орбита, пересекающая орбиту Нептуна при вращении Плутона вокруг Солнца. Он имеет разреженную атмосферу, окружающую ледяную поверхность планеты. Крупный спутник Харон (диаметр 1172 км), состоит из смеси льда и силикатов и в своем вращении вокруг Плутона на всегда обращен к планете одной и той же стороной. В настоящее время считается, что Плутон с Хароном могут принадлежать поясу Койпера расположенному за орбитой Нептуна.