Введение

 

Минерал – природное тело, являющееся приблизительно однородным по своим физическим свойствам и химическому составу. Может состоять из нескольких химических элементов, иногда более десяти, или из одного. Кристалл – форма минерала, обладающая упорядоченной симметричной структурой расположения молекул или атомов и соответствующей внешней формой.

Черный кварц (мороион) SiO2. Казахстан

Пирит FeS2. Казахстан

Кальцит CaCO3. Казахстан

Друза (12х9см): вольфрамит (черный), кварц, флюорит (розовый), мусковит (мелкие светлые кристаллы внизу). Центральный Казахстан. Webmineral.ru

Оливин (Mg,Fe)2 SiO4 основной минерал верхней мантии наряду с пироксеном. Пакистан

Шпинель MgAl2O4 основной минерал нижней мантии наряду с ильменитом и перовскитом. Танзания

Агат - разновидность кварца. 24см. Восточный Казахстан. Коллекция Детков П.Я.

Бертрандит и дымчатый кварц. 10х4,5см. Центральный
Казахстан

Диоптаз Сu6[Si6O18]×6H2O. Центральный Казахстан

Родохрозит MnCO3. Центральный Казахстан. Коллекция Миронов С.М.

 

 

Гранит-пегматитовый массив Акжайляу в Тарбагатае. Восточный Казахстан. Фото Пономаренко В.В. Здесь найден кристалл серого просвечивающего кварца длиной 7,5м и шириной 1,6м и кристалл черного кварца 5,8м х 1,5м. (Крупнейший кристалл кварца в Казахстане длиной 13м, найден в Северном Прибалхашье)

Кристаллы морионов на полевом шпате (длина 4,8см). Центральный Казахстан. Бектау Ата. Insminerals.ru

Самородок меди весом 320кг. Восточный Казахстан. Геологический музей им. Вернадского. Москва

Самородок меди весом 842кг. Центральный Казахстан. Каркаралинский район. Горный музей. Санкт-Петербург. Фото Михаил Каймирасов

Дендриты самородной меди длиной от 4 до 6см. Центральный Казахстан. Джезказганский район. Коллекция В.Е. Бакарасов

 

Дендриты самородной меди длиной от 3 до 12см. Центральный Казахстан. Джезказганский район. Фото Webmineral.ru

 

Горная порода – природная минеральная смесь. Может состоять из одного минерала, как например, известняк (порода, состоящая из минерала кальцита (СаСО3) с примесью глинистых и песчаных частиц); а также из множества минералов, как например, серпентинит, в состав которого входят десятки родственных минералов.
В составе земной коры известно около 3000 минералов. 80 % массы коры составляют силикаты – класс важнейших породообразующих минералов, который включает более 500 минералов. Основная структурная единица силиката – кремнекислородный тетраэдр – SiO4. В класс силикатов входят главным образом полевые шпаты, слагающие около 50% объёма земной коры (альбит, андезин, анортит, лабрадор, микроклин, олигоклаз, ортоклаз, плагиоклаз и другие).
Состав мантии и ядра предполагается исходя из геофизических исследований. В мантии это минералы группы оливина и группы пироксена, которые с глубины примерно 670км, из-за увеличения давления, переходят в шпинель и ильменит, а ещё глубже в перовскит. Внешнее ядро состоит из смеси окиси железа, никеля, кремния и серы; внутреннее - из сплава железа и никеля.

Магматические горные породы – породы, образовавшиеся из магматического расплава (магмы). Магма может образоваться как в мантии с последующим вторжением в земную кору, так и внутри коры. Магматические породы подразделяются на интрузивные (плутониты) и эффузивные (вулканиты).
Интрузивы образуются на глубине, где магма медленно остывает, и минералы имеют достаточное время для кристаллизации, то есть зерна горной породы растут до хорошо видимых размеров, порода приобретает полнокристаллическую структуру. Наиболее распространенными интрузивными породами являются гранит, гранодиорит, диорит, габбро, перидотит. В этом ряду содержание кварца (кремнезем, двуокись кремния - SiO2) уменьшается, в то время как содержание темноцветных минералов, а также их плотность – увеличивается. Гранит – светлая, хотя и пестрая порода, тогда как перидотит уже зеленовато-черный.
Эффузивы образуются из той же магмы, что и интрузивные породы. Разница между ними заключается в глубине застывания магматического расплава. Эффузивы застывают на небольших глубинах и поэтому их раскристаллизация при более низкой температуре вмещающих пород, проходит быстрее, чем у интрузивов. По минеральному составу эффузивы очень близки к интрузивам и основное различие между этими группами пород заключается в их структуре. Значительная часть кристаллов эффузивной магмы не успевает вырасти и остаются не различимы невооруженным глазом, однако нередко кристаллы некоторых минералов вырастают до крупных размеров и тогда структура породы называется порфировой.
Кроме того эффузивные породы прямо изливаются на земную поверхность в виде лавы или осаждаются в виде пепла и обломков при извержениях вулканов. Такие породы называют вулканогенно-осадочными или изверженными, а эффузивы, сформированные без выхода на поверхность, называют субвулканическими. Некоторые лавы, излившись на поверхность, остывают с такой скоростью, что кристаллы не успевают возникнуть вообще, и порода приобретает аморфный вид – образуется вулканическое стекло.
Все эффузивные породы имеют свой минералогический аналог среди интрузивных пород. Главными представителями эффузивов являются: риолит, дацит, андезит, базальт. В этом ряду аналогично ряду интрузивных пород содержание темноцветных минералов и плотность возрастает, а содержание кварца убывает.

Гранитный массив Бектау Ата. Центральный Тянь-Шань

Полнокристаллическая крупнозернистая структура граносиенита. Казахстан

e

Гранодиорит с ксенолитом (включением) габбро и кварц-полевошпатовой жилой. Центральный Тянь-Шань

Лабрадорит. Основная интрузивная порода из семейства габброидов. Казахстан

Габбро. Заилийский Алатау

Контакт гранита и габбро. Заилийский Алатау

Порфировая структура риолита. Казахстан

Андезит. Порфировые выделения черных кристаллов пироксена и белых кристаллов плагиоклаза. Центральный Казахстан

e

Магматизм

Разнообразие вулканических пород в Чарынском каньоне

e

Вулканический ландшафт в кальдере Бетпак. Бугуты. Юго-восточный Казахстан

Туфолава. Поздний карбон. Юго-восточный Казахстан

e

Вулканические бомбы в лаве. Катутау. Юго-восточный Казахстан

Лавопад в океан. Остров Гавайи. Hawaiian Volcano Observatory

Трещинное излияние на Гавайах. wired.com

Базальтовая лава. Гавайи

e

Башня Дьявола в США сложена базальтом. mytravelmag.com

e

Извержение в Андах. Фото Patrick Taschle

Туф (вулканогенная осадочная порода). Архей. ~2,7 млрд лет. Кольский полуостров. Геологический музей. Москва

e

Дайки - трещины заполненные затвердевшей магмой. Антарктида. Земля Мод. Norwegian Polar institute

e

Слой гранита (силл) в осадочных породах. Джунгарский Алатау

Осадочные горные породы – образуются путем разрушения (выветривания) и последующего осаждения, уплотнения, дегидратации и цементации любых горных пород, а также химического (каменная соль) и органического (ракушечники, угли) осаждения. Например, гранит разрушается до песка и затем цементируется до песчаника. Осадочные породы составляют 25% состава земной коры и покрывают 75% земной поверхности. Характерной чертой залегания осадочных пород является слоистость. Границы слоев образуются при временном перерыве осаждения пород или смене характера осадконакопления, а также при разрушении ранее отложившихся пород и последующем отложении на них новых осадков.

e

Река Или. Реки - один из важнейших факторов осадконакопления

e

Речной яшмовый конгломерат. Палеоген. Илийская долина

e

Поющий бархан - высочайший бархан Казахстана - 130м. Рсположен на правом берегу Или у палеовулкана Калкан. На дальнем плане река Или и горы Бугуты

e

Аккегершин. Меловые скалы. Северо-Каспийская низменность. Фото Федор Сараев

Известняк со срезом раковин моллюсков. Алматинское метро

Антрацит - высокоуглеродистый уголь. Горная порода, состоящая на 95% из углерода. Центральный Казахстан

Бентонитовые холмы. США. Юта

Ледники - мощный фактор рельефообразования и разрушения горных пород. Северо-западная Канада. Фото Ken Heaton

e

Реки активно преобразуют рельеф. Таримская впадина. Западный Китай

 

 

 

 

 

 

 

 

Марсианские вихри разносят углеродную пыль, оставшуюся после таяния льда окиси углерода, погребенного под песками. Фото NASA. Mars Reconnaissance Orbiter

Марс. Оползень на краю плато после удара метеорита. Фото NASA. Mars Reconnaissance Orbiter

Слои осадочных пород на краю марсианского кратера. NASA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Метаморфические горные породы. Метаморфизм – процесс существенного изменения структуры и минерального и химического состава любых горных пород под воздействием температуры, давления и химической активности глубинных растворов.
Различают: региональный метаморфизм – когда горные породы под действием температуры, давления многокилометровых толщ вышележащих пород в течении продолжительного времени (миллионы и миллиарды лет) изменяют свою структуру, минеральный и химический состав. Например – песчаники превращаются в гранулиты, известняк – в мрамор;
динамометаморфизм – преобразование горных пород под воздействием тектонических движений, происходящее с разрушением, раздроблением, истиранием и перекристаллизацией породообразующих минералов;
метасоматоз – процесс замещения одних минералов другими с существенными изменениями химического состава горных пород, но с сохранением их объема и твердого состояния при воздействии жидких (гидротермальных) и газовых (пневматолитовых) растворов с высокой химической активностью;
регрессивный метаморфизм происходит, когда в условия умеренных и малых давлений и температур попадают некоторые горные породы, образовавшиеся при высокой температуре и давлении. Например ультраосновные эффузивные породы превращаются в метаморфическую породу серпентинит, который затем может перейти в асбест.
Наиболее распространенными метаморфическими породами являются породы регионального метаморфизма – гнейсы, различные сланцы, кварциты, мраморы, амфиболиты, гранулиты, метасоматического метаморфизма – вторичные кварциты и продукты регрессивного метаморфизма – серпентиниты, имеющие широкое распространение в океанической коре и являющиеся самыми сложными горными породами на Земле: в состав серпентинитов могут входить десятки минералов (серпентины, карбонаты, гранаты, оливин, пироксены, амфиболы, тальк, магнетит, хромит и другие) и до 14 химических элементов.

Серпентинит. Центральный Казахстан

Гнейс. Архей. ~3 млрд лет. Памир

Гранулит возрастом 2,5 млрд лет. Заилийский Алатау

Слюдяной сланец. Киргизский хребет. Южный Казахстан. 1,7млрд лет

Железистый кварцит. Северный Казахстан. 1 млрд лет. Коллекция Шершаков А.В.

Мигматит. 1 млрд лет. Центральный Тянь-Шань

Амфиболит. pilon-stone.ru

Зеленый сланец. Алтай. altai-slate.simbius.ru

Различные виды мрамора. Казахстан

 

Метасоматическая зона контакта мощностью 2м, образованная при внедрении магмы в карбоновом периоде в ордовикские граниты. Справа граниты; слева вулканиты. Граниты изменили цвет на зеленый с изменением минералогического состава (березитизация). Чарынский каньон. Казахстан

 

Тектоника – раздел геологии, изучающий развитие структуры земной коры и мантии, их изменения под влиянием тектонических движений, а также природу происхождения этих движений, связанных с развитием Земли в целом. В сравнении с историей Земли, жизнь человека настолько коротка, что в её пределах изменения земной поверхности почти не заметны, как будто секундная стрелка геологического времени остановилась. На самом деле в масштабах существования планеты, а это 4 миллиарда 600 миллионов лет, лик Земли неоднократно менялся самым кардинальным образом. На месте океанов поднимались горы с обледенелыми вершинами, там, где произрастали непроходимые джунгли, появлялись бескрайние песчаные пустыни. Хватило примерно 40 миллионов лет, чтобы со дна морского поднялись высочайшие в истории Земли горы – Гималаи, и такого же промежутка времени хватит на их полное разрушение до самого основания.
Земная литосфера, состоящая из верхнего слоя (земной коры) и нижнего слоя (самого верхнего твердого слоя мантии) раздроблена на плиты. Эти плиты плавают по вязкой мантии как лед в полярных морях. Материки – древние плиты возникшие миллиарды лет назад, имеют очень сложное строение. Они перемещаются среди тонких недолговечных океанических плит, раскалывая и подминая их под себя. Океанические плиты имеют более простое строение и имеют максимальный возраст около 180 млн. лет, так как все более древние океанические плиты погрузились в глубины мантии и полностью там переплавились. Иногда океаническая плита наползает на континентальную плиту или приваривается к ней и становится частью континента в виде экзотических комплексов – офиолитов. Когда сталкиваются континенты, они также сминаются и раскалываются. Не редко они надвигаются или привариваются друг к другу. Бывает, одна континентальная плита погружается под другую и, подобно океаническим плитам, навсегда исчезает в глубоких недрах Земли.
Мы видим, как растения взламывают асфальт и раздвигают камни. Под постоянным направленным давлением вне представимых человеческому разуму геологических масштабах времени, камень ведет себя подобно пластилину, то есть он достаточно мягок, чтобы сминаться, и достаточно тверд, чтобы трескаться и ломаться. Так или почти так растут многие горы и долины. Сминаются любые породы, но особенно это характерно, как показано на фото, для осадочных и метаморфических пород.

Западный Кунь-Лунь. Таджикистан

Конгломерат недеформированный и такой же конгломерат деформированный. Памир. Геологический музей. Москва

Складчатость. Зеравшанский хребет. Таджикистан

"Художества" тектоники в Таримской впадине

Синклинальная складка в Монголии. Гоби

Складчатость в Иране

Складчатость в Восточном Тянь-Шане. Фото arsniae

Складки морских отложений силура и разлом. Западный берег Балхаша

Тектоника льда на озере в Тибете

Складчатость и эрозия. Фото photogeographic.ru

Вулканическое разноцветье. Анды. Аргентина. Фото Hugo Cuevas

Западная Канада. AGS

Высочайшая стена Солнечной системы в каньоне Маринер. Марс

Величайшая тектоническая структура в Солнечной системе – каньон Маринер на Марсе. Длина образования 4500 км (четверть окружности планеты), ширина – до 200 км, глубина – до 11 км

Картина тектоники на Марсе не уничтожена эрозией

 

Тектоника водяного льда на Европе спутнике Юпитера

 

 

Ядро Земли — центральная часть планеты, геосфера, находящаяся под мантией Земли и, предположительно, состоящая из железо-никелевого сплава с примесью кислорода, кремния и серы. Глубина залегания — 2900 км. Средний радиус сферы — 3500 км. Разделяется на твердое внутреннее ядро радиусом около 1220 км и жидкое внешнее толщиной около 2250 км, между которыми иногда выделяется переходная зона. Температура на поверхности внутреннего ядра предположительно достигает 5400 °C. В центре ядра плотность может составлять около 12,5 т/м³, давление до 3,7 млн атм (375 ГПа). Существование было доказано в 1897 году немецким сейсмологом Э. Вихертом, а глубина залегания (2900 км) определена в 1910 году американским геофизиком Б. Гутенбергом. Известно о ядре очень мало — вся информация получена косвенными геофизическими методами. Из доступных материалов наиболее близки по составу к земному ядру железные метеориты, которые представляют собой фрагменты ядер астероидов и протопланет. Магнитное поле Земли образуется за счет движения электропроводящей жидкости во внешнем ядре.

Разрез железного метеорита, 4,5 млрд лет. Геологический музей, Москва

Мантия Земли — геосфера, расположенная непосредственно под корой и выше ядра. В ней находится большая часть вещества Земли. Мантия есть и на других планетах земной группы. Земная мантия находится в диапазоне от 30 до 2900 км от земной поверхности. Мантия занимает около 80% объёма Земли. Границей между корой и мантией служит граница Мохоровичича. На ней происходит резкое увеличение сейсмических скоростей — от 7 до 8 км/с. Находится эта граница на глубине от 7 (под океанами) до 70км (под складчатыми поясами). Мантия Земли подразделяется на верхнюю мантию и нижнюю мантию. Границей между этими геосферами служит слой Голицына, располагающийся на глубине около 673 км.
Отличие состава земной коры и мантии — следствие их происхождения: исходно однородная Земля в результате частичного плавления разделилась на легкоплавкую и лёгкую часть — кору и плотную и тугоплавкую мантию.

Мантия Земли недоступна непосредственному исследованию: она не выходит на земную поверхность и не достигнута глубинным бурением. Поэтому большая часть информации о мантии получена геохимическими и геофизическими методами. Часть магматических горных пород образуются в результате частичного плавления мантии. Мантия сложена главным образом ультраосновными породами:  перидотитами и эклогитами, находящимися в микрокристаллическом состоянии. Также среди мантийных пород установлены редкие разновидности пород, не встречающиеся в земной коре — это различные флогопитовые и гранатовые перидотиты, гроспидиты, карбонатиты.

Кимберлитовая брекчия с ксенолитом гранатового перидотита из верхней мантии (розового цвета вверху), Якутия. Геологический институт, Москва

Литосфера Земли состоит из земной коры и верхней части мантии, до астеносферы, где скорости сейсмических волн понижаются, свидетельствуя об изменении пластичности пород. В строении литосферы выделяют подвижные области - складчатые пояса и относительно стабильные платформы. Блоки литосферы — литосферные плиты — двигаются по относительно пластичной астеносфере.

 

История Земли, возраст которой был определен в 4 миллиарда 520 миллионов лет измеряется геохронологической шкалой. Геохронологическая шкала – это шкала времени. Ее подразделения – эон, эра, период, эпоха, век. Стратиграфическая шкала – это шкала комплексов горных пород, образованных в соответствующий отрезок времени геохронологической шкалы. Ее подразделения – эонотема, эратема, система, отдел, ярус. Существует Международная геохронологическая (стратиграфическая) шкала и шкалы отдельных стран.

Геохронологическая таблица криптозоя (докембрия). Принято в Казахстане и России

Международная хроностратиграфическая таблица фанерозоя и докембрия

Шкала эволюции организмов

Строение Земли по усредненным данным

Географическая схема ландшафтов

 

Мангышлак и край плато Устюрт. Западный Казахстан

Каркаралинские горы. Центральный Казахстан

Кокшетау. Северный Казахстан

Заилийский Алатау

 

Северо-Западный Алтай

Центральный Тянь-Шань. Хан Тенгри - 7010м

Илийский Актау. Юго-восточный Казахстан. Фото Михаил Королев

Чарынский каньон. Юго-восточный Казахстан

Озерные отложения. Нагорье Данксия между Гоби и Наньшанем в Западном Китае. Автор?

Внутри ледника. Камчатка. Фото Денис Будков

"Разрез времени". Шотландия. mtbstravaiger73.blogspot.com

Гранд Каньон. Плато Колорадо

Каньон Брайс. Юта. Фото Ashwin Rao

Спуск в пещеру Эллисон. Джорджия. США. Фото Стивен Алварез

Пещера Лечугилла. Нью-Мексико. Фото Dave Bunnel

Исландские ученые внутри жерла исландского вулкана. Исландский университет

Извержение в Андах. Чили. Фото Francisco Negroni

Гигантские кристаллы в пещере Найка. Мексика. Фото Carsten Peter & speleoresearch

Ледник на вершине Килиманджаро в Восточной Африке. Высота 5800м. Третий градус южной широты. Фото Jean Robert

Тираннозавр рекс. Музей Филда. Чикаго

Тарбозавр. Копия оригинала из Монголии. Музей природы. Алматы. Казахстан

Ио - самая геологически активная планета системы Юпитера

Затмение Луны и Марс

Венера - одна из самых активных планет Солнечной системы

   

 

© 2011 - 2020 Александр Бабкин babkin.ag65@gmail.com
Использование материалов разрешается при условии ссылки на сайт