Вопрос 1.Основные принципы систематики в минералогии.

Систематика минералов, как и любая другая систематика, должна базироваться на общности всех признаков, или тех из них. которые являются сущностными и с которыми все остальные признаки находятся в определенной зависимости. Для минералов такими сущностными признаками являются химизм + структура = конституция минералов.

Большинство систематик в минералогии основано на кристаллохимическом принципе, в том числе и систематика В.С.Соболева и А.А.Годовикова, которой мы будем пользоваться в нашем курсе, и в основе которой, как отмечено в самом начале лекции, лежит конституция минералов. Эта систематика - иерархическая, самой крупной классификационной единицей ее является царство.

Царство минералов - совокупность (или множество) природных химических веществ, обладающих определенной конституцией. Этим царство минералов вычленяется из другого, более обширного множества - множества неорганических химических веществ.

А далее изобразим деление схемой:

Мы видим, что самой крупной единицей после разделения на подцарства является тип. В подцарстве простых веществ тип только один, а в подцарстве соединений их 4. Выделяются они по типу химической связи.

I тип. Минералы, в основе которых лежит атомная структура; структурными единицами являются атомы. Связь в этом случае либо металлическая (она будет гомодесмическая), либо ковалентная + остаточная (т.е. гетеродесмическая) - самородная сера (!).

II тип. Соединения преимущественно с ионно-ковалентным типом связи с преобладанием ковалентной составляющей (хотя условно мы обозначаем их как ионные соединения).

III тип. Окислы и гидроокислы характеризуются тоже ионно-ковалентным типом связи, но с усилением степени ионности.

IV тип. Гетеродесмическая связь. Ковалентная внутри радикалов и ионно-ковалентная между радикалами и катионами.

V тип. Галогенные соединения. Преимущественно ионная связь.

Выделение таксона класс основывается на более узком наборе химических свойств и типов связи. В подцарстве соединений выделение классов основывается на том, какой элемент является анионом или анионообразователем (в сложных анионах). Т.е. химизм начинает выдвигаться на первый план. В пределах типа классы располагаются по мере возрастания силы аниона.

Класс По элементу-анионообразователю.

Подкласс Тип аниона - сложный, простой, с дополнительными анионами, с кристаллизационной водой. Пример: Класс сульфидов - подклассы низших сульфидов, персульфидов, сульфосолей.

Надотдел Дополнительное деление по типам анионов - моноанионные, полианионные...

Отдел По основному типу структуры - координационная, цепочечная, островная...

Подотдел По характеру подчиненного структурного мотива. Пример: островные делятся на субцепочечные и субслоистые.

Ряд химический тип соли: кислые,средние, основные, кристаллогидраты., с дополнительными анионами и т.п.

Группа Однотипный состав и структура, полиморфные модификации.

Подгруппа Однотипный состав и аналогичная структура (часто - разделение полиморфных модификаций).

Род В случае образования непрерывных твердых растворов, например род оливина, род турмалина, род блеклых руд.

Несколько групп или родов, минералы которых близки по составу и структуре и отличаются лишь особенностями, могут объединяться в семейства - промежуточный, более крупный таксон по отношению к роду и группе, например. сем. пироксенов, сем. платиноидов. Наконец, в пределах группы или рода выделяют минеральный вид, принципы выделения которого рассмотрены в первой лекции - постоянство структуры и непрерывность состава. Наименьший таксон - минерал - крайние члены изоморфных рядов - меньше которого могут быть только разновидности.

Вопрос 2. Строение и основные структурные элементы древних и молодых платформ(на примере Сибирской платформы и Западно-Сибирской плиты)

Как древние,так и молодые платформы имеют двухъярусное строение,состоят из фундамента и осадочного чехла.Фундамент древних платформ дорифейский,чехол позднедокембрийско-фанерозойский(плитный комплекс). Фундамент молодых платформ представляет из себя позднедокембрийско-фанерозойские складчатые системы, перекрытые слабодеформированным чехлом более молодых осадков.

Древние платформы представляют собой ядра материков и занимают обширные части их площади (миллионы квадратных километров). Они сложены типичной континентальной корой мощность 35-45 км.

Литосфера в их пределах достигает мощности 150—200 км, а по некоторым данным — до 400 км. Они обладают изометричной, полигональной формой.

Значительные площади в пределах платформ занимает неметаморфизованный осадочный чехол толщиной 3 — 5 км и в наиболее глубоких впадинах до 10 −12 и даже в исключительных случаях (Прикаспийская впадина), до 20-25 км. В состав чехла помимо осадочных формаций, могут входить покровы траппов. Древние платформы, имеющие раннедокембрийский метаморфический фундамент составляют древнейшие и центральные части материков и занимают около 40 % их площади; термин «кратон» применяют только к ним.

Важнейшая роль в строении фундамента древних платформ принадлежит архейским и нижнепротерозойским образованием, имеющим крупноблоковое строение.

На всех щитах древних платформ выделяются три комплекса пород этого возраста:

1. Зеленокаменные пояса представляют собой мощные толщи закономерно перемежающихся пород от ультраосновных и основных вулканитов (от базальтов и андезитов к дацитам и риолитам), к гранитам. Эти пояса протяженность до 1000 км при ширине до 200 км.

2. Комплексы орто — и парагнейсов, образуют в сочетании с гранитными массивами в поля гранитогнейсов. Гнейсы, отвечают по составу гранитам и обладают гнейсовидной текстурой.

3. Гранулитовые (гранулито-гнейсовые) пояса, под которыми понимаются метаморфические породы, сформировавшиеся в условиях средних давлений и высоких температур (7500 −10000 °C) и содержащих кварц, полевой шпат и гранат. Наряду с ареалами «серых гнейсов» раннего архея, три перечисленных выше типа архейских образований слагают преобладающую часть щитов древних платформ.

Структурные элементы поверхности фундамента и осадочного чехла платформ:

Платформы подразделяются на площади выходов на поверхность пород фундамента — щиты и на не менее крупные площади, покрытые чехлом — плиты. Молодые платформы почти целиком представляют собой плиты, а щиты и массивы здесь встречаются в виде исключения. Таким образом, плиты — преобладающий элемент древних и собственно молодых платформ. В пределах плит различают структурные элементы подчиненного (второго) порядка: антиклизы, синеклизы, авлокогены, своды впадины, валы и депрессии.

Кратон (от греч. krátos — сила, крепость) — стабильный участок континентальной коры, архейского возраста. Это древнейшие блоки континентальной коры, они занимают большую часть объема всех континентов.

Фундамент Сибирского кратона выступает на поверхность на юго-востоке, в пределах Алдано-Станового щита. В его структуре различаются два главных тектонических элемента – собственно Алданский мегаблок занимающий северную часть щита и расположенный южнее Становой мегаблок.

Алданская глыба субмеридиональными разломами разбита на три тектонических элемента. Западный Чара-Олекминский и восточный Батомгский представляют собой типичную гранит-зеленокаменную область, а расположенный между ними Центрально-Алданский (Алдано-Учурский) является представителем гранулит-гнейсовых областей.

Особое строение имеет Становой мегаблок, расположенный в южной части Алдано-Станового щита. Наряду с архейскими породами, метаморфизованными, как и на Алданском мегаблоке, в гранулитовой фации, широко распространены гнейсовые и гранитогнейсовые образования амфиболит-гранулитовой фации метаморфизма.

Вторым крупным выходом фундамента на Сибирской платформе является, расположенный на севере Анабарский щит. В его строении принимают участие архейские гранулит-гнейсовые ареалы (Маганский и Далдынский террейны), раннепротерозойские комплексы континентальных окраин (Хапчанский террейн) и коллизионные зоны (Маганская, Котуйканская, Билляхская).

Формированию осадочного чехла на Сибирской платформе, как и на Восточно-Европейской, предшествовал этап вунтриконтинетального рифтогенеза. Рифейские авлакогены образуют в теле Сибирского кратона довольно сложную сеть.

Наиболее ярко выражены системы рифейских грабенообразных впадин на севере платформы субмеридианального простирания: Уджинский, Маймечинский (Котуйский), Турухано-Норильский авлакогены. К девонскому периоду относится образование Вилюйской-Патомской системы грабенов, вытянутых в северо-восточном направлении в основании Вилюйской синеклизы.

В составе плитного комплекса принято выделять несколько структурных ярусов, отвечающих самостоятельным крупным тектоническим этапам его формирования: рифейский, венд-нижнепалеозойский, средне-позднепалеозойский, мезозой-кайнозойский. Каждый из них характеризуется своим структурным планом, особенностями состава слагающих осадочных и магматических комплексов.

Западно-Сибирская плита представляет собой крупнейшую молодую эпипалезойскую плиту которая занимает обширную территорию (около 3,5 млн. км²) Западно-Сибирской низменности, выполненную мощными толщами осадочных пород. Плита имеет двухъярусное строение - разновозрастный (от докебрия до позднего палеозоя) гетерогенный фундамент, обнажающийся в возвышенностях по обрамлению низменности и несогласно перекрывающий его чехол, сложенный мезозойскими и кайнозойскими осадками.

О взаимоотношениях и точной конфигурации различных структурных элементов фундамента плиты нет единого мнения. Однако, совершенно ясно, что в основании Западно-Сибирской плиты находят продолжение структуры ее обрамления. Предполагается, что большая часть Западно-Сибирской низменности подстилается верхнепалеозойскими комплексами, являющимися продолжениями Иртыш-3айсанской и Томь-Колыванской складчатых зон. в строении фундамента Западно-Сибирской плиты три офиолитовых пояса: Нижневартовско-Александровский, Зауральский и Западно-Сургутский.

Позднепалеозойские коллизионные структуры Иртыш-Зайсанской и Томь-Колыванской зон на севере, в районе Обской губы, как предполагается, соединяются с близкими по возрасту складчатыми образованиями внутренних зон Урала, обрамляя, таким образом Ханты-Мансийский древний массив. Этот массив продолжает на север каледонские и более древние образования Центрального Казахстана. Вскрытые там породы представлены кристаллическими сланцами и гнейсами предположительно рифейского возраста, порядка 1000 - 1200 млн. лет. На востоке от Томь-Колыванской зоны под чехлом Западно-Сибирской плиты находят свое продолжение раннепалеозойские аккреционно-коллизионные и островодужные комплексы Кузнецкого Алатау испытавшие сильнейшие деформации в ордовике-силуре и погребенные структуры Минусинских наложенных впадин Алтае-Саянской области. Основание самой восточной части плиты слагает вытянутая вдоль левобережья Енисея Приенисейская зона, являющаяся продолжение байкальских складчатых структур Енисейского кряжа, а далее на север погруженный борт Сибирской платформы, который сложен в этой части, судя по разрезам районов Туруханска и Игарки, довольно мощным существенно карбонатным разрезом верхнего докембрия, нижнего и среднего палеозоя. Наибольшие разногласия существуют по поводу строения фундамента северной части Западно-Сибирской низменности, скрытой под мощным чехлом осадков. Неясны взаимоотношения между погруженным краем Сибирской платформы и герцинидами Урала. Согласно одним взглядам край Сибирской платформы вряд ли проходит далеко на запад и кора в этой части имеет субокеанический тип, согласно другим взглядам принято считать, что древний докембрийский фундамент с палеозойским чехлом распространен под всей северной частью Западно-Сибирской низменности вплоть до п-ова Ямал.

По данным ГСЗ, Западно-Сибирская низменность на большей своей части подстилается континентальной корой. Ее мощность в целом составляет 43-46 км. в западной части (продолжение Уральских структур), 39-43 км. под окраиной Сибирской платформы, 36-37 км в центральной части. Таким образом наблюдается некоторое сокращение мощности от периферии к центральной части низменности, где по современным данным фиксируется достаточно типичная рифтогенная картина глубинного строения с утонением континентальной коры. Как правило палеорифты выражены впадинами глубиной до 2 км., которые ограничены сбросами. Они достаточно надежно устанавливаются по геофизическим данным. Самыми древними породами осадочного чехла являются нижнеюрские отложения (тюменская свита и ее аналоги), выходящие на поверхность в краевых частях плиты. Они резко несогласно перекрывают разновозрастные, гетерогенные комплексы основания. В общем структурном плане плита представляет собой огромную плоскую впадину или синформу с пологомоноклинальными западным, южным и восточным крыльями, более погруженной внутренней - центральной частью и наиболее опущенной северной частью. На фоне крупных тектонических элементов в структуре собственно плитного комплекса вырисовывается множество более мелких структурных форм - брахиформных, нередко коробчатых поднятий и прогибов, флексур, отражающих длительно происходившие смещения блоков фундамента относительно друг друга. Вверх по разрезу отчетливость этих форм и их относительные амплитуды постепенно снижаются. Мощность осадочного чехла в южной (приподнятой) части плиты не превышает 3 км., на севере низменности суммарная мощность отложений чехла достигает 10 — 12 км.