Смежные с геологией науки, которые изучают Землю своими методами: геофизика, геохимия, палеонтология.

ПАЛЕОНТОЛОГИЯ - наука на стуке геологии и биологии(наука об организмах, существовавших в прошлые геологические периоды и сохранившихся в виде ископаемых останков, а также следов их жизнедеятельности.)

ГЕОФИЗИКА - наука на стуке геологии и физики(Спутниковые технологии в изучении гравитационного поля и рельефа Земли)

ГЕОХИМИЯ - наука на стуке геологии и химии (наука о химическом составе Земли и планет (космохимия), законах распределения и движения элементов и изотопов в различных геологических средах, процессах формирования горных пород, почв и природных вод.)

17. Методы определения относительного возраста горных пород. Палеонтологический метод, как основной для определения относительного возраста осадочных и вулканогенно-осадочных пород. Геохронологическая шкала: крупные стратиграфические и геохронологические подразделения.

В основе метода-определения видового состава ископаемых остатков древних организмов и представления об эволюционном развитии органического мира, согласно которого в древних отложениях находятся остатки простых организмов, а в более молодых - организмысложного строения. Эта особенность используется для определения возраста пород.

Для геологов важным моментом является то, что эволюционные изменения в организмах и появление новых видов происходит в определенный промежуток времени. Границы эволюционных преобразований - это границы геологического времени накопления осадочных слоев и горизонтов. Чтобы избежать ошибок, наряду с этим методом используется метод палеонтологических комплексов. В этом случае используется весь комплекс вымерших организмов, встреченный в исследуемой толще.

На геологических картах горные породы подразделяются по их относительному возрасту. Поэтому при составлении геологических карт необходимо прежде всего детально изучить возрастную (геохронологическую) последовательность пород, участвующих в строении изучаемого. Общие сведения о геологических картах и разрезах района. В связи с этим важнейшей задачей является определить относительный возраст горных пород, установить, какие породы образовались раньше и какие позднее и к какой гсохроиологической единице они относятся.

Стратиграфический метод заключается в изучении взаимоотношений слоев друг с другом, прослеживании их на площади и установлении последовательности образования слоев во времени. Обычно в природе слой или пласт, находящийся внизу, является более древним, чем вышележащий. Поэтому стратиграфический метод не всегда дает однозначные результаты и его приходится дополнять другими методами.

При решении задач по расчленению и сопоставлению горных пород в настоящее время все в более широком масштабе применяются методы абсолютной геохронологии, то есть измерения геологического времени и времени образования и преобразования (метаморфизма) горных

пород и минералов в обычных астрономических единицах — годах.

Для изображения па геологических картах выделенным подразделениям были присвоены определенные цвет и индекс (буквенно-цифровое обозначение). Наиболее крупное геохропологическое подразделение было названо эрой, соответствующее эре стратиграфическое подразделение — группой. Вся геологическая история Земли подразделялась па четыре эры:

архейскую или археозойскую (от греч. «архсос» — древнейший, «зоо» — жизнь) — эра древнейшей жизни, индекс А, цвет темно-розовый;

• палеозойскую (от греч. «палеос» — древний) — эра древней жизни, индекс Pz;

• мезозойскую (от греч. «мезос» — средний) — эра средней жизни, Mz;

• кайнозойскую (от греч. «кайнос» — новый) — эра повой жизни, Kz.

Эры подразделялись на периоды, соответственно группы — па системы; периоды — на эпохи, системы — на отделы; эпохи — на века, отделы — на ярусы. Группы, системы, ярусы имеют те же названия, что и соответствующие им эры, периоды, века.

 

18. Определение изотопного возраста геологических образований. Важнейшие изотопно-радиометрические методы: уран-торий-свинцовый, калий-аргоновый, рубидий-стронциевый, самарий-неодимовый, радиоуглеродный. Возраст Земли и пород земной коры.

Методы ядерной геохронологии в наше время являются наиболее точными для определения абсолютного возраста горных пород, в основе их лежит явление самопроизвольного превращения радиоактивного изотопа одного элемента в стабильный изотоп другого. Суть методов состоит в определении соотношений между количеством радиоактивных элементов и количеством устойчивых продуктов их распада в горной породе. По скорости распада изотопа, которая для определенного радиоактивного изотопа есть величина постоянная, количеству радиоактивных и образовавшихся стабильных изотопов, рассчитывают время, прошедшее с начала образования минерала (соответственно и породы).

Разработано большое число радиоактивных методов определения абсолютного возраста: свинцовый, калиево-аргоновый, рубидиево-стронциевый, радиоуглеродный и др. (возраст Земли 4,6 млрд лет установлен с применением свинцового метода).

Урано-свинцовые методы и ториево-свинцовый используются для определения возраста основных магматических и метаморфических пород. Калий-аргоновый метод применяется наиболее широко, он может быть использован для любых магматических, метаморфических и многих осадочных пород. Радиоуглеродный метод применяется для расчленения толщ четвертичных осадков и определения возраста молодых отложений, а также в археологии.

Возраст Земли - время, которое прошло с момента образования Земли как самостоятельной планеты. Возраст Земли составляет 4,54 миллиардов лет(4,54·109 лет ±1%). Эти данные базируются на радиоизотопной датировке не только земных образцов

ВОЗРАСТ ЗЕМНОЙ КОРЫ

— радиологические методы позволяют оценить В. з. к. или, точнее, возраст древнейших участков земной поверхности. Наиболее детально этот вопрос рассматривался в связи с происхождением и эволюцией рудного свинца, изотопный состав которого не остается постоянным во времени В. з. к. составляет ~ 4·10⁹ лет.

 

Определение процесса вулканизма. Продукты вулканической деятельности: жидкие, твердые и газообразные. Наземные и подводные извержения. Типы вулканов по характеру вулканической постройки: центрального типа (стратовулканы, шлаковые конусы, щитовые), трещинного типа.

ПОД ВУЛКАНИЗМОМ ПОНИМАЮТ СОВОКУПНОСТЬ ПРОЦЕССОВ, СВЯЗАННЫХ С ЗАРОЖДЕНИЕМ, ДВИЖЕНИЕМ И ИЗЛИЯНИЕМ МАГМАТИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ НА ПОВЕРХНОСТЬ ЗЕМЛИ.

Под вулканом понимают вулканическую постройку, возвышающуюся над поверхностью Земли и магмаподводящий канал

При извержении вулкана выделяются продукты вулканической деятельности, которые могут быть жидкими, газообразными и твердыми.

Газообразные - фумаролы и софиони, играют важную роль в вулканической деятельности. Во время кристаллизации магмы на глубине выделяющиеся газы поднимают давление до критических значений и вызывают взрывы, выбрасывая на поверхность сгустки раскаленной жидкой лавы. Также при извержении вулканов происходит мощное выделение газовых струй, создающих в атмосфере огромные грибовидные облака.

Состав газовых выделений во многом зависит от температуры. Различают следующие типы фумарол:

a) Сухие - температура около 5000с, почти не содержит водяных паров; насыщен хлористыми соединениями.

b) Кислые, или хлористоводородно-сернистые - температура приблизительно равна 300-4000с.

c) Щелочные, или аммиачные - температура не больше 1800с.

d) Сернистые, или сольфатары - температура около 1000с, главным образом состоит из водяных паров и сероводорода.

e) Углекислые, или моферы - температура меньше 1000с,преимущественно углекислый газ.

 

Жидкие - характеризуются температурами в пределах 600-12000с. Представлена именно лавой.

Твердые продукты включают в себя вулканические бомбы, лапилли, вулканический песок и пепел. В момент извержения они вылетают из кратера со скоростью 500-600м/c. Вулканические бомбы - крупные куски затвердевшей лавы размером в поперечнике от нескольких сантиметров до 1м и более, а в массе достигают нескольких тонн. Лапилли - сравнительно мелкие обломки шлака величиной 1,5-3см, имеющие разнообразные формы. Вулканический песок - состоит из сравнительно мелких частиц лавы (і 0,5 см)

Наземные вулканы обычно представляют собой отдельные конусовидные горы (вулканические конусы) с центральным кратером, сложенные продуктами извержений. Размеры вулканов зависят от их гипсометрического положения.

Наиболее интенсивный вынос вулканического материала (около 4 км³ в год) происходит вдоль рифтовых зон срединно-океанических хребтов. Вулканизм здесь проявляется в виде спокойных лавовых трещинных излияний на глубине 3—4 км и практически недоступен непосредственному наблюдению

Вулканы центрального типа имеют центральный подводящий канал, или жерло, ведущее к поверхности от магматического очага. Жерло оканчивается расширением, кратером, который по мере роста вулканической постройки перемещается вверх. У вулканов центрального типа могут быть побочные, или паразитические, кратеры, которые располагаются на его склонах и приурочены к кольцевым или радиальным трещинам. Нередко в кратерах существуют озёра жидкой лавы. Если магма вязкая, то образуются купола выжимания, которые закупоривают жерло, подобно «пробке», что приводит к сильнейшим взрывным извержениям, когда поток газов бу

Щитовидные вулканы, или «щитовые вулканы». Образуются в результате многократных выбросов жидкой лавы. Эта форма характерна для вулканов, извергающих базальтовую лаву низкой вязкости: она длительное время вытекает как из центрального жерла, так и из боковых кратеров вулкана. Лава равномерно растекается на многие километры; постепенно из этих наслоений формируется широкий «щит» с пологими краями. Пример — вулкан Мауна-Лоа на Гавайях, где лава стекает прямо в океан; его высота от подножия на дне океана составляет примерно десять километров (при этом подводное основание вулкана имеет[6] длину 120 км и ширину 50 км).

Шлаковые конусы. При извержении таких вулканов крупные фрагменты пористых шлаков нагромождаются вокруг кратера слоями в форме конуса, а мелкие фрагменты формируют у подножия покатые склоны; с каждым извержением вулкан становится всё выше. Это — самый распространённый тип вулканов на суше. В высоту они — не больше нескольких сотен метров. Пример — вулкан Плоский Толбачик на Камчатке, который взорвался в декабре 2012 года.квально вышибает «пробку» из жерла.

Формы вулканов центрального типа зависят от состава и вязкости магмы

Трещинные вулканы. Они проявляются в излиянии лавы на земную поверхность по крупным трещинам или расколам. В отдельные отрезки времени, в основном на доисторическом этапе, этот тип вулканизма достигал довольно широких масштабов, в результате чего на поверхность Земли выносилось огромное количество вулканического материала - лавы.

20. Строение вулканических аппаратов центрального типа: конус, жерло, кратер, бокки, сомма, кальдера, баранкосы. Виды вулканов по характеру извержений (эффузивные, эксплозивные, промежуточного типа). Поствулканическая деятельность. Образование фумарол, сольфатар, мофет, гейзеров, термальных источников.

Жерло вулкана – вертикальный или почти вертикальный канал, соединяющий магматический очаг вулкана с поверхностью земли, где жерло заканчивается кратером.Логичнее называть жерлом вулкана только верхнюю часть подводящего канала. Форма жерл вулканов центрального типа близка к цилиндрической. От магмоподводящего канала в теле вулкана могут отходить второстепенные выводные каналы в стороны, давая начало боковым кратерам. Жерло вулкана может быть сложено туфами, лавой, кластолавой, а также частично или полностью кристаллическими магматическими породами. И это столбообразное тело называется некком.

Конус вулканический – вулканическая постройка, имеющая форму конуса со срезанной вершиной, сформированная вокруг жерла из вулканических пород. Крутизна склона конуса обусловлена соотношением эффузивных и эксплозивных пород и их составом. Выделяются пирокластические или эксплозивные лавовые конусы, экструзивные (иглы, обелиски и др.) купола и сложные или комбинированные конусы. Сложные конусы, называемые также стратовулканами, состоят из перемежающихся слоёв лавы и пирокластического материала. На склонах главного конуса могут быть мелкие дополнительные или паразитические конуса.

Кратер вулканический – впадина в виде чаши или воронки, образовавшаяся в результате активной, преимущественно эксплозивной деятельности вулкана. Кратер тесно связан с жерлом и вообще вулканическим каналом и генетически неотделим от них. Первичная форма кратера, в которой соединяются понятия вулкана и кратера называется мааром, т.е. это зарождающиеся вулканы, представленные кратером взрыва с пологим дном, которые не имеют ещё конуса, либо конус очень маленький Поперечник кратера редко превышает 2-2.5 км, а глубина – от нескольких десятков до нескольких сотен метров. На дне кратера, засыпанном пирокластическим материалом, могут находиться бокки (отверстия на дне кратера, откуда происходят слабые извержения), фумаролы (выходы из трещин горячего вулканического газа и пара в виде струй или спокойно парящих масс), сольфатары (источники пара, содержащие сероводород или сернистый газ) и горячие источники.

Кальдера – циркообразная впадина с крутыми стенками и с более или менее ровным дном, образовавшаяся не в результате активной деятельности вулкана, а после неё вследствие провала вершины вулкана, а иногда и прилегающей местности. Образуются кальдеры в результате уменьшения давления или истощения магматической камеры и последующего проседания накопленных вулканогенных образований обычно по кольцевым разломам. Размеры кальдер до 10-15 км и более в поперечнике. Они подразделяются на кальдеры оседания, обрушения и провальные. Кроме того, выделяются кальдеры взрывные, когда явления обрушения и оседания имеют второстепенное значение, и кальдеры-вулканы, образовавшиеся на месте древнего вулкана.

Кальдеры, образовавшиеся в современное время, бывают окружены валом, называемым соммой. Она сложена вулканическими породами и имеет пологую внешнюю и крутую внутреннюю поверхности. Кольцевые долины (депрессии) в кальдере, обусловленные кольцевыми разломами и расположенные между соммой и молодым вулканом у двойных вулканов называются атрио.

1. Эффузивные наземные извержения характеризуются господством лавы в составе продуктов и отсутствием сильных взрывов; связаны с рифтовыми структурами; изливают подвижную базальтовую (основную) лаву. Исландский (трещинный) тип извержений характеризуется тем, что магма приближается к поверхности по узким и длинным трещинам. Гавайский тип извержений очень близок к трещинным, но подъем лавы здесь происходит через трубообразный канал.

2. Эффузивные подводныеизвержения являются самыми многочисленными и наименее изученными. Они также приурочены к рифтовым структурам, отличаются господством базальтовых лав. На дне океана при глубине 2 км и более давление воды столь велико, что взрывов не происходит, а значит, и пирокластов не возникает

ПРОЦЕССЫ ПОСТВУЛКАНИЧЕСКИЕ совокупность минералообразующих процессов, которые следуют за магм

Фумаролы- небольшие отверстия и трещинки, по к-рым поднимаются струи горячих водных паров и газов (H₂O, HCl, HF, SO₂, CO₂, H₂S, H₂ и др.), выделяющихся из магмы и ещё не остывших лавовых потоков и пироклас-тич. отложений расположены в кратере, на склонах и y подножия вулканов. C понижением темп-ры пары воды переходят в жидкое состояние; в зависимости от термодинамич. условий в ней растворяются нек-рые совместно выделяющиеся газы, a также газы и вещества, возникающие в результате реакций c боковыми породами и захваченные по пути движения к поверхности Земли.

 

Сольфатары — испарения сернистого газа и паров воды с примесью углекислого газа, сероводорода и других веществ, которые выделяются из трещин и каналов на стенках и дне вулканического кратера, а также на склонах вулканов. Температура сольфатар достигает 100 — 300°С.Это явление характерно для потухших или близких к этому вулканов; как и фумаролы и гейзеры, сольфатары являются примером вторичной вулканической активности.

Мофеты— трещины и отверстия в вулканических районах, выделяющие струи углекислого газа с примесью водяного пара и других газов (азота, водорода, метана). Температура выделяемых газов не превышает 100 °С.

Ге́йзер— источник, периодически выбрасывающий фонтаны горячей воды и пара. Гейзеры являются одним из проявлений поздних стадий вулканизма, распространены в областях современной вулканической деятельности.