Виды земной коры таблица: Типы земной коры материковой и океанической (Таблица)

Содержание

Виды земной коры

Оболочка Земли включает земную кору и верхнюю часть мантии. Поверхность земной коры имеет большие неровности, главные из которых — выступы материков и их понижения — огромные океанические впадины. Существование и взаимное расположение материков и океанических впадин связано с различиями в строении земной коры.

Материковая земная кора. Она состоит из нескольких слоев. Верхний — слой осадочных горных пород. Мощность этого слоя до 10-15 км. Под ним залегает гранитный слой. Горные породы, которые его слагают, по своим физическим свойствам сходны с гранитом. Толщина этого слоя от 5 до 15 км. Под гранитным слоем располагается базальтовый слой, состоящий из базальта и горных пород, физические свойства которых напоминают базальт. Толщина этого слоя от 10 км до 35 км. Таким образом, общая толщина материковой земной коры достигает 30-70 км.

Океаническая земная кора. Она отличается от материковой коры тем, что не имеет гранитного слоя или он очень тонок, поэтому толщина океанической земной коры всего лишь 6-15 км.

Для определения химического состава земной коры доступны только ее верхние части — до глубины не более 15-20 км. 97,2% от всего состава земной коры приходится на: кислород — 49,13%, алюминий — 7,45%, кальций — 3,25%, кремний — 26%, железо — 4,2%, калий — 2,35%, магний — 2,35%, натрий — 2,24%.

На другие элементы таблицы Менделеева приходится от десятых до сотых долей процента.

Большинство ученых полагают, что сначала на нашей планете появилась кора океанического типа. Под влиянием процессов, происходивших внутри Земли, в земной коре образовались складки, то есть горные участки. Толщина коры увеличивалась. Так образовались выступы материков, то есть начала формироваться материковая земная кора.

В последние годы в связи с исследованиями земной коры океанического и материкового типа создана теория строения земной коры, которая основана на представлении о литосферных плитах. Теория в своем развитии опиралась на гипотезу дрейфа материков, созданную в начале XX века немецким ученым А. Вегенером.

Виды земной коры — География — справочник

ВИДЫ ЗЕМНОЙ КОРЫ

Материковая земная кора. Она состоит из нескольких слоев. Верхний — слой осадочных горных пород. Мощность этого слоя до 10-15 км. Под ним залегает гранитный слой. Горные породы, которые его слагают, по своим физическим свойствам сходны с гранитом. Толщина этого слоя от 5 до 15 км. Под гранитным слоем располагается базальтовый слой, состоящий из базальта и горных пород, физические свойства которых напоминают базальт. Толщина этого слоя от 10 км до 35 км.

Таким образом, общая толщина материковой земной коры достигает 30-70 км.

Океаническая земная кора. Она отличается от материковой коры тем, что не имеет гранитного слоя или он очень тонок, поэтому толщина океанической земной коры всего лишь 6-15 км.

Строение материковой и океанической земной коры.

На другие элементы таблицы Менделеева приходится от десятых до сотых долей процента.

Типы и строение земной коры

Услуги специалиста

Земная кора — верхняя часть литосферы. В масштабах всего земного шара её можно сравнить с тончайшей плёнкой — столь незначительна её мощность. Но даже эту самую верхнюю оболочку планеты мы знаем не очень хорошо. Как же можно узнать о строении земной коры, если даже самые глубокие скважины, пробуренные в коре, не выходят за первый десяток километров? На, помощь учёным приходит сейсмолокация. Расшифровывая скорость прохождения сейсмических волн через разные среды, можно получить данные о плотности земных слоёв, сделать вывод об их составе.

Под континентами и океаническими впадинами строение земной коры различно.

ОКЕАНИЧЕСКАЯ КОРА

Океаническая земная кора более тонкая (5—7 км), чем континентальная, и состоит из двух слоёв — нижнего базальтового и верхнего осадочного. Ниже базальтового слоя находится поверхность Мохо и верхняя мантия. Рельеф дна океанов очень сложен. Среди разнообразных форм рельефа особенно выделяются огромные срединно-океанические хребты. В этих местах происходит зарождение молодой базальтовой океанической коры из вещества мантии. Через глубинный разлом, проходящий вдоль вершин по центру хребта — рифт, магма выходит на поверхность, растекаясь в разные стороны в виде лавовых подводных потоков, постоянно раздвигая в разные стороны стенки рифтового ущелья. Этот процесс называется спредингом.

Их называют трансформными. Рифтовые зоны — самые неспокойные сейсмические зоны Земли. Базальтовый слой перекрывают толщи морских осадочных отложений — илов, глин разного состава.

КОНТИНЕНТАЛЬНАЯ КОРА

Континентальная земная кора занимает меньшую площадь (около 40% поверхности Земли — прим. от geoglobus.ru), но имеет более сложное строение и гораздо большую мощность. Под высокими горами её толщина измеряется 60—70 километрами. Строение коры континентального типа трёхчленное — базальтовый, гранитный и осадочный слои. Гранитный слой выходит на поверхность на участках, именуемых щитами. Например, Балтийский щит, часть которого занимает Кольский полуостров, сложен породами гранитного состава. Именно здесь велось глубокое бурение, и Кольская сверхглубокая скважина достигла отметки 12 км. Но попытки пробурить весь гранитный слой насквозь оказались неудачными.

Шельф — подводная окраина материка — также имеет континентальную кору. То же относится и к крупным островам — Новой Зеландии, островам Калимантан, Сулавеси, Новая Гвинея, Гренландия, Сахалин, Мадагаскар и другим. Окраинные моря и внутренние моря, такие как Средиземное, Чёрное, Азовское, расположены на коре континентального типа.

Говорить о базальтовом и гранитном слоях континентальной коры можно лишь условно. Имеется в виду, что скорость прохождения сейсмических волн в этих слоях сходна со скоростью прохождения их в породах базальтового и гранитного состава. Граница гранитного и базальтового слоев выделяется не очень чётко и изменяется по глубине. Базальтовый слой граничит с поверхностью Мохо. Верхний осадочный слой меняет свою толщину в зависимости от рельефа поверхности. Так, в горных районах он тонкий или вообще отсутствует, так как внешние силы Земли перемещают рыхлый материал вниз по склонам — прим. от geoglobus.ru. Зато в предгорьях, на равнинах, в котловинах и впадинах он достигает значительных мощностей. Например, в Прикаспийской низменности, которая испытывает погружение, осадочный слой достигает 22 км.

ИЗ ИСТОРИИ КОЛЬСКОЙ СВЕРХГЛУБОКОЙ СКВАЖИНЫ

С момента начала бурения этой скважины в 1970 году ученые ставили сугубо научную задачу этого эксперимента: определить границу между гранитным и базальтовым слоями. Место было выбрано с учетом того, что именно в районах щитов гранитный слой, не перекрытый осадочным, может быть пройден «насквозь», что позволило бы прикоснуться к породам базальтового слоя, увидеть разницу. Ранее предполагалось, что такая граница на Балтийском щите, где на поверхность выходят древние магматические породы, должна находиться на глубине примерно 7 км.

За несколько лет бурения скважина неоднократно отклонялась от заданного вертикального направления, пересекая пласты с разной прочностью. Иногда буры ломались, и тогда приходилось начинать бурение заново, обходными стволами. Материал, который доставлялся на поверхность, исследовался разными учеными и постоянно приносил удивительные открытия. Так, на глубине около 2 км были найдены медно-никелевые руды, а с глубины 7 км был доставлен керн (так называется образец породы из бура в виде длинного цилиндра — прим. от geoglobus.ru), в котором были обнаружены окаменевшие остатки древних организмов.

Но, пройдя более 12 км к 1990 году, скважина так и не вышла за пределы гранитного слоя. В 1994 году бурение было остановлено. Кольская сверхглубокая — не единственная в мире скважина, которую закладывали для глубокого бурения. Подобные эксперименты велись в разных местах несколькими странами. Но только Кольская достигла таких отметок, за что была занесена в Книгу рекордов Гиннесса.

Услуги специалиста

Типы земной коры циркумполярной Арктики

Приводятся результаты обобщения сейсмических исследований вариаций типов земной коры для различных тектонических структур Циркумполярной Арктики. Составлена корреляционная схема типов земной коры, различающихся скоростными, плотностными параметрами, строением и общей толщиной земной коры, на ее основе построена схематическая карта распространения типов земной коры в структурах Циркумполярной Арктики. Изучение разных типов коры и закономерностей их распространения по площади в зависимости от типов геологических структур представляет несомненный интерес с точки зрения истории формирования и преобразования земной коры в целом. Корреляционная схема и карта типов земной коры отражают фундаментальные геодинамические процессы возникновения и развития континентальной коры и деструкцию ее вплоть до появления новообразованной океанической коры в ходе циклического развития нашей планеты.

Ключевые слова: глубинные сейсмические исследования, океаническая и континентальная земная кора, Циркумполярная Арктика.

Современные представления о типах земной коры. Глубинные сейсмические исследования, проведенные в различных регионах мира, на континентах и в океанах, дают возможность выделить основные особенности скоростных моделей земной коры и их изменчивость в зависимости от тектонической ситуации и истории развития региона. Изучению типовых особенностей скоростных моделей земной коры, их связи с тектоническим строением и историей развития различных геоструктур посвящено много работ [9, 21, 22, 35, 48, 49, 51 и др.].

На раннем этапе глубинных сейсмических исследований представления о типичных особенностях континентальной земной коры складывались на основании данных по наиболее изученным территориям. Так, при сейсмических исследованиях в Западной Европе сформировалось представление о том, что для континентальной земной коры типичны мощность порядка 30-35 км и двухслойное строение её консолидированной части со скоростями сейсмических волн 5,8-6,3 в верхнем слое и 6,4-6,7 км/с в нижнем. Эти слои получили название «гранитный» и «базальтовый», а разделяющая их граница — граница Конрада. Двухслойная модель оставалась основной в течение многих лет [49, 52], особенно среди геологов. С развитием метода отраженных волн (МОВ-ОГТ) она была дополнена еще одной характеристикой: нижний слой коры во многих регионах отличается повышенной расслоенностью. Долгое время эта особенность считалась типичной для всей коры, и даже появился термин «нижняя кора», к которой относилась именно расслоенная часть консолидированной коры [35].

Однако исследования в других регионах мира, главным образом на территории СССР [9, 21, 22, 26], показали, что для континентальной коры характерны гораздо большие мощности (40-50 км), и, кроме осадочного чехла, ее консолидированная часть описывается тремя слоями со скоростями Р волн 5,8-6,4, 6,5-6,7 и 6,8-7,2 км/с [4, 16]. Позже эти данные были подтверждены материалами ГСЗ на других континентах [48, 51]. Многочисленные исследования МОВ-ОГТ показали, что степень гетерогенности коры меняется сложным образом [28, 37 и др.], и расслоенной может оказаться любая часть кристаллической коры.

Дальнейшими сейсмическими исследованиями на континентах в Северной Америке и Евразии, а затем в Южной Америке и Австралии [35 и др. ] установлено, что мощность земной коры меняется в широких пределах (от 16–20 км в Треугольнике Афара и Северо-Восточной Африке до 75 км к югу от Тибетского плато). Особенно изменчива мощность консолидированной части коры в глубоких впадинах.

Однако в среднем, для разных видов континентальной коры, типовой моделью является трехслойная модель ее консолидированной части. Параметры этих слоев в настоящее время детально изучены: это скорости не только продольных (Р), но и поперечных (S) волн, а также их отношения (Vp/Vs), средняя мощность и плотность. Три основных слоя характеризуются следующими параметрами: верхняя коpа (скоpости P волн Vp = 5,8–6,4, скорости S-волн Vs = 3,5–3,7 км/с, Vp/Vs = 1,69–1,73), средняя коpа (Vp = 6,3–6,7, Vs = 3,7–4,0 км/с, Vp/Vs = 1,73–1,75) и нижняя коpа (Vp = 6,6–7,2, Vs = 4,0–4,2 км/с, Vp/Vs = 1,75–1,77). Континентальная кора имеет среднюю мощность около 40 км, плотность 2,84 г/см³.

Достаточно детальные данные о сейсмических скоростях в основных слоях континентальной коры дают возможность более обоснованно подойти к определению состава выделенных слоев и степени метаморфизма слагающих их пород. Так, данные сверхглубокого бурения и изучение ксенолитов вместе с лабораторными исследованиями скоростей сейсмических волн для разного типа пород при высоких РТ условиях [12, 44] позволяют следующим образом оценить средний состав основных слоев. Верхний слой континентальной коры действительно является гранито-гнейсовым, средняя кора, согласно данным по Кольской сверхглубокой скважине, тоже сложена в основном кислыми породами амфиболитовой фации метаморфизма. Нижняя кора, по данным исследований ксенолитов, гранулит-базитовая, т.е. она представлена базитами гранулитовой фации метаморфизма, но в ней могут присутствовать и кислые породы.

Надо подчеркнуть, что установить по геофизическим данным состав вещества, слагающего нижние слои земной коры, по-прежнему весьма проблематично. Это объясняется тем, что вариации сейсмических скоростей в выделенных слоях определяются не только различием их состава, но и изменением физических свойств вещества с глубиной (в соответствии с ростом давления и температуры), его пористости, флюидонасыщенности и других свойств. Поэтому в настоящее время используются нейтральные названия выделенных основных слоев земной коры — верхняя, средняя и нижняя кора.

Глубинные сейсмические зондирования в океанах выявили совершенно другой тип земной коры: ее толщина меняется в узких пределах, от 5 до 10-12 км. Обычно в ней выделяются три слоя: верхний осадочный — пелагические осадки, второй — базальты, третий слой — в основном перидотиты и габбро. Два верхних слоя имеют малую мощность (до 2 км). Консолидированная часть океанической коры характеризуется скоростями сейсмических волн 6,6-7,2 км/с.

На основе обобщения результатов глубоководного бурения в океанах предполагается, что для океанической коры в основном характерны толеитовые базальты, ниже которых залегают габбро, перидотиты и амфиболиты [5].

Различия в составе океанической и континентальной коры очевидны и при сопоставлении их скоростных моделей, построенных по данным многоволновых сейсмических исследований. Оказалось, что океаническая и континентальная кора весьма существенно отличается по значениям отношения продольных и поперечных волн Vp/Vs [42]. В консолидированной коре континентальной части отношение Vp/Vs редко превышает 1,75, в то время как во втором и третьем океанических слоях Vp/Vs составляет 1,85-1,90. В осадочном слое океанической и континентальной части Vp/Vs меняется в широких пределах, в основном превышая значения 1,9-2,0. Эти данные подтверждены многочисленными исследованиями ГСЗ в океанах, выполненными с донными станциями, обеспечивающими регистрацию поперечных и обменных волн [31, 47, 51 и др.]. Учитывая связь между суммарным содержанием кремнезема в кристаллических горных породах и отношением Vp/Vs [1], эти различия представляются вполне закономерными и свидетельствуют о различной основности океанической и континентальной земной коры.

Обобщенные данные о строении и скоростных параметрах океанической и континентальной земной коры можно представить следующим образом (табл. 1). В отличие от континентальной коры в океанической отсутствует верхняя (кислая) кора, что наиболее надежно фиксируется по отношению Vp/Vs. Из-за существенного перекрытия значений скорости продольных волн во втором океаническом слое и в верхней части консолидированной континентальной коры отличить океаническую кору от континентальной по абсолютным значениям скоростей Р волн существенно сложнее. Однако скорости во втором океаническом слое редко достигают значений больше 6,0 км/с, поэтому такая задача в какой-то мере может решаться и при отсутствии информации об отношении Vp/Vs.

Другой отличительной особенностью океанической коры является слабая изменчивость ее мощности и средней скорости на огромных пространствах океанов: например, в пределах глубоких и обширных океанических впадин, таких как Ангольская и Бразильская с глубиной океана 4-5 км, или в пределах срединно-океанических хребтов [7 и др. ]. Нужно отметить, что кора срединно-океанических хребтов (СОХ) существенно отличается от коры абиссальных равнин структурой магнитного поля и характеризуется ярко выраженным полосчатым рисунком магнитных аномалий.

Глубинные сейсмические исследования и глубоководное бурение показали, что наряду со стандартной маломощной океанической корой в океанах распространены поднятия, отличающиеся значительно более мощной корой. Это Исландско-Фарерский порог в Северной Атлантике [8, 30], многочисленные поднятия в Индийском океане и восточной части Тихого океана [33]. Следует отметить, что мощность коры Исландско-Фарерского порога сопоставима с континентальной корой, поэтому в геологической литературе долгое время продолжалась дискуссия, считать ли эту кору изначально континентальной или она целиком океаническая. Толщина слоя со скоростями 5,7-6,3 км/с составляет здесь около 5 км. В конце концов многолетние исследования в Исландии показали [23], что по составу слагающих эту структуру пород её нельзя отнести к континентальной.

Утолщенная океаническая кора наблюдается чаще всего вблизи континентов или крупных островов, т.е. на относительном мелководье. Примером может служить океаническая кора в районах Северной Атлантики, вокруг Африканского шельфа и у подножия восточного склона Северной Америки [45]. Она также встречается на небольших участках локальных прогибов, главным образом в глубоких частях окраинных и внутренних морей (например, во внутренней части Японского и Филиппинского морей).

Мощная океаническая кора выявлена также в районах т. н. горячих точек, где в результате активного магматизма формируются океанические поднятия. Отличительная особенность коры таких поднятий — наличие в ее основании мощного слоя со скоростями сейсмических волн до 7,6 км/с. Включение этого слоя в состав коры проблематично, поскольку он может быть частью верхней мантии, разуплотненной и частично расплавленной за счет высокой температуры. Океанические поднятия, на которых не отмечается вулканической деятельности, таких «корней» не имеют.

Детальные сейсмические исследования на окраинах континентов показали, что по мощности и внутренней структуре континентальная кора латерально изменчива. Кроме нормальной, широко распространена кора промежуточного типа мощностью от 10 до 30 км с существенно сокращенным или полностью отсутствующим «гранито-гнейсовым» слоем. Этот тип земной коры наиболее распространен в переходных зонах от континентов к океанам, но встречается и внутри континентов.

Наблюдаемые различия в типах земной коры систематизированы В.В. Белоусовым и Н.И. Павленковой в 1989 г. [4]. Ими выделены три основных подтипа континентальной коры с разной мощностью (утолщенная кора 50 км и более, нормальная 35-45 и тонкая менее 35 км) и разной толщиной нижней коры (рис. 1, а). Была сделана попытка выявить взаимосвязь между этими подтипами коры и тектоническими структурами. По мощности и структурной приуроченности кора океанического типа была разделена на два подтипа: тонкую (до 5 км) и утолщенную (6–12 км). Тонкая океаническая кора наблюдается в Ангольской и Бразильской глубоководных котловинах с глубиной океана 4-5 км [7]. Отличительная особенность этого типа океанической коры — выдержанная ее толщина на огромных пространствах океанов.

В проведенной авторами типизации коры большое внимание уделяется её промежуточным типам, включая кору глубоких впадин. Для промежуточных типов использованы названия «субконтинентальная» и «субокеаническая» кора. Субконтинентальная кора отличается от нормальной континентальной сокращенной мощностью (20-30 км) и меньшей толщиной верхней коры (до 5 км). Субокеаническая характеризуется еще меньшей мощностью и отсутствием верхнего «гранитогнейсового» слоя. Континентальная кора глубоких осадочных бассейнов по сейсмическим параметрам (мощности и средним скоростям) часто сходна с океанической корой. Наиболее типичные примеры: Южно-Баренцевская и Южно-Каспийская впадины [6]. Мощность консолидированной коры в этих впадинах сокращена до 8-10 км, скорость увеличена до 7,0 км/с, все вышележащие слои континентальной коры выклиниваются (тип 11 на рис. 1, а). Для упомянутых впадин характерна изометричная в плане форма с крутыми склонами и уплощенным дном.

В обобщающей работе В.Д. Муни [51] выделено более десяти типов континентальной коры, согласующихся с различным возрастом геоструктур и историей их формирования (структур растяжения или коллизии, орогенных или платформенных и т. д.) (рис. 1, б). Отличаются эти типы только по мощности земной коры. Все они представлены трехслойными моделями, причем скорости в слоях коры почти во всех структурах одинаковые.

Целесообразно рассмотреть структуру земной коры в Циркумполярной Арктике и предложить ее типизацию на основе имеющихся данных, включая последние высокоширотные арктические экспедиции.

Строение земной коры Циркумполярной Арктики. Структура земной коры Арктического бассейна и прилегающих континентов достаточно полно изучена глубинными сейсмическими исследованиями (рис. 2). В океанической части выполнено несколько трансектов, которые пересекают все главные структуры океана. Окружающие континенты также изучены достаточно полно, хотя и неравномерно по площади. Наибольший объем работ проведён на территории России и Западной Европы. Менее изучены северная часть Канады и Гренландия.

Земная кора Северной Евразии по строению наиболее разнообразна. Здесь выделяются все основные типы континентальной коры (типы 1-3 на рис. 1, а). Сейсмический разрез по профилю «Кварц», представленный на рис. 3, отражает все эти типы. Профиль пересекает древнюю Восточно-Европейскую платформу, молодые Тимано-Печорскую и Западно-Сибирскую плиты и Уральский орогенный пояс. Для Восточно-Европейской платформы и Западно-Сибирской плиты характерен нормальный тип континентальной земной коры мощностью около 40 км с тремя основными слоями консолидированной коры примерно одинаковой мощности. В пределах Тимано-Печорской плиты наблюдается менее мощная, фактически двухслойная кора, так как нижняя кора со скоростями более 6,8 км/с обычно отсутствует. Этот тип коры характерен (как показано выше) и для Западной Европы, и для окраин Евразийского континента. Земная кора Урала отличается повышенной мощностью как в целом, так и нижнего высокоскоростного слоя (рис. 3).

Кора Северо-Американского континента изучена крайне неравномерно. Большое число сейсмических профилей отработано в Канаде южнее 60 °с.ш., тогда как северная часть материка практически не изучена. О структуре коры этой части можно высказать лишь самые общие соображения. По данным сейсмических исследований, южнее 60 °с. ш. земная кора Канады несколько отличается от описанной для Евразийского континента сокращенной общей мощностью (в основном 36-37 км) и значительно меньшей мощностью или даже отсутствием нижнего высокоскоростного слоя [34, 36]. По аналогии с окраинами других континентов можно предположить, что в северном направлении толщина земной коры Канады ещё меньше, и по своему типу последняя близка к коре Евразийской окраины (тип 3 на рис. 1, а).

Структура земной коры глубоководной части Арктического бассейна изучена несколькими сейсмическими профилями. Типичная океаническая кора мощностью 5-7 км со средней скоростью в кристаллической коре 6,0-6,5 км/с выделена лишь в пределах Норвежско-Гренландского (рис. 4), Евразийского и Баффин-Лабрадорского океанических бассейнов [30, 41, 47 и др.]. Она отличается малой мощностью и отсутствием «гранито-гнейсового» слоя. На рис. 5 в качестве примера представлена скоростная модель земной коры области сочленения континент–океан по профилю 5-99 в Северо-Восточной Атлантике [50]. Океаническая и континентальная кора весьма существенно различается по значениям отношения Vp/Vs. В консолидированной коре континентальной части отношение Vp/Vs не превышает 1,75, в то время как во втором и третьем океанических слоях Vp/Vs составляет 1,85-1,90. В осадочном слое и в океанических, и в континентальных областях это отношение меняется в широких пределах и в целом превышает 1,9-2,0. Многочисленные исследования ГСЗ в океанах, выполненные в последние годы с донными станциями, обеспечивающими регистрацию поперечных и обменных волн, показали, что отмеченные различия типичны как для океанической, так и для континентальной коры во многих регионах мира [31, 47, 50 и др.].

Утолщенная океаническая кора, наблюдаемая в пределах Исландско-Фарерского порога (рис. 6), сопоставима по мощности с континентальной корой, но сам тип коры отличается [30]. Увеличение мощности коры происходит за счет третьего океанического слоя толщиной свыше 15 км.

Целый ряд сейсмических геотраверсов выполнен в области Центрально-Арктических поднятий [20]. Скоростная модель земной коры [46] вдоль одного из них представлена на рис. 7. По этому разрезу видно, как меняется строение земной коры при переходе от мелководного Сибирского шельфа к глубоководной части котловин Подводников и Макарова. Мощность земной коры в котловинах уменьшается почти в два раза, меняется и внутренняя структура коры: толщина верхней части консолидированной коры с пластовой скоростью 6,1–6,5 км/с («гранито-гнейсовый» слой) сокращается от 15-20 на шельфе до 5 км в котловинах. В глубоководной части существенно увеличивается скорость в нижней коре до 7,0-7,2 км/с (на шельфе она не превышает 6,7-7,0 км/с). Т.е. в центральной части Арктического бассейна наблюдается другой тип континентальной коры. По сравнению с нормальной континентальной корой эта кора имеет сокращенную мощность с повышенными пластовыми скоростями.

Другой важный трансект, иллюстрирующий переход от шельфа Восточно-Сибирского моря к поднятию Менделеева, представлен на рис. 8. На сводном разрезе, составленном по материалам опубликованных моделей по профилям 5-АР [14] и Арктика-2005 [20], также четко видна смена типа земной коры при переходе от континентального шельфа через мощный осадочный бассейн к глубоководному поднятию Менделеева. На суше и в шельфовой части наблюдается нормальная континентальная кора мощностью 32–35 км с толстой верхней частью (мощность «гранито-гнейсового» слоя 15-20 км и более). В пределах поднятия Менделеева мощность земной коры практически не уменьшается, но существенно уменьшается толщина верхней коры. Этот тип коры (с нормальной или несколько уменьшенной мощностью, но существенно увеличенной толщиной нижней коры) редко встречается на континентах, но характерен для большинства Центрально-Арктических поднятий [20, 38, 43].

Специфический тип коры наблюдается и в Канадском бассейне (рис. 9). Общая мощность земной коры здесь чуть больше 20 км, при этом мощность осадочного чехла превышает 10 км, т. е. такая кора не типична ни для океанического, ни для континентального типов. Однако именно этот тип коры характерен для глубоких впадин с мощным осадочным выполнением [6].

Таким образом, земная кора в пределах Арктического бассейна и окружающих континентов существенно изменяется не только по мощности, но и по типам. Изученность региона позволяет определить и показать на карте, как эти типы земной коры распределены по площади.

Закономерности пространственного распределения типов земной коры Циркумполярной Арктики. На рис. 10 представлена схематическая карта типов земной коры Циркумполярной Арктики, составленная на основе обобщения всех сейсмических материалов по этому региону и с учетом ранее составленной карты мощности земной коры Арктики (рис. 11). На схеме выделено восемь основных типов коры, которые делятся на ряд подтипов (табл. 2). Два типа характерны для океанической коры, один тип (редуцированная кора глубоких впадин) не может быть пока однозначно отнесен к океанической или континентальной коре, остальные пять включены в состав континентальной коры.

Два типа океанической коры (типы 1 и 2 на рис. 10), различаются в основном мощностью коры. Тонкая кора (менее 10 км) распространена в Норвежско-Гренландском и Евразийском бассейнах. Она представлена двумя океаническим слоями (2- и 3-й), перекрытыми маломощными осадками. В Баффин-Лабрадорском океаническом бассейне показана более толстая кора, до 15-17 км. Причем увеличение мощности происходит прежде всего за счет появления в низах коры коромантийного комплекса (magmatic underplating) со скоростями продольных волн 7,4-7,6 км/с.

В особый тип на карте выделена кора Канадского бассейна (тип 3 на рис. 10). Он отличается большой мощностью осадков (более 10-15 км) и однослойной 10-километровой кристаллической корой [29, 56]. Традиционно считается, что Канадский бассейн сформировался на океанической коре [40, 51]. Однако если сравнивать модели земной коры Канадского бассейна с моделями Южно-Баренцевской, Прикаспийской и других глубоких впадин на континенте, консолидированная кора которых характеризуется скоростями более 6,8 км/с (типы 10, 11 на рис. 1) [6], то возможны две принципиально разные интерпретации. По одной кристаллическая кора под этими впадинами — это третий океанический слой, и тогда мы имеем дело действительно с океанической корой. Но многие исследователи придерживаются другой точки зрения, считая, что мощные толщи осадков в этих впадинах залегают на редуцированной (утоненной) континентальной коре, лишенной верхнего слоя. Такую же природу может иметь и кора Канадского бассейна. Решить эту проблему только на основании скоростных моделей продольных волн невозможно. Дальнейшие исследования поперечных сейсмических волн и глубоководное бурение предоставят, будем надеятся, убедительные аргументы в пользу одной из существующих точек зрения на природу консолидированной коры таких структур.

В отдельный тип выделена «утоненная кора подводных рифтов и котловин», свойственная котловинам Подводников и Макарова (тип 4 на рис. 10). По опубликованным результатам интерпретации материалов ГСЗ, вдоль профилей Трансарктика-1989-1991, Трансарктика-1992, Арктика-2000 [20] в верхней части консолидированной коры по записям Pg волн выделяется комплекс со скоростями 6,1-6,3 км/с, типичными для континентальной коры (рис. 7). Несмотря на малую мощность, соизмеримую с мощностью океанической коры (12-15 км), земная кора этих котловин интерпретируется нами как подтип утоненной континентальной коры.

Континентальная земная кора, охватывающая большие площади изучаемого региона, отнесена к пяти основным типам, объединенным в две группы. В первую включены типы 6-8 (рис. 10). Это нормальная трехслойная континентальная кора переменной мощности. Вторая группа (типы 4 и 5, рис. 10) резко отличается от первой не только сокращенной мощностью коры, но и существенно сокращенной толщиной верхней коры («гранитогнейсового» слоя). Такая кора характерна для Центрально-Арктических хребтов и поднятий. К этой группе отнесены два подтипа — «утоненная кора» и «кора средней мощности». Утоненная кора этого типа характерна для хр. Ломоносова, кора средней мощности для поднятия Альфа-Менделеева (табл. 2) [19, 20]. Результаты зарубежных исследований хр. Ломоносова опубликованы в работе [43], поднятия Альфа в работе [38]. По этим данным мощность земной коры в названных структурах колеблется от 15-17 до 30-35 км, кристаллическая кора представлена маломощной верхней и мощной нижней корой, причем на поднятии Альфа, по данным канадских исследователей, выделяется и коромантийный комплекс.

Континентальная природа земной коры хр. Ломоносова в настоящее время признается большинством исследователей Арктики, а в отношении коры поднятия Альфа-Менделеева дискуссия продолжается. В частности, канадские исследователи считают, что кору поднятия Альфа следует классифицировать как утолщенную кору океанического плато (кора горячих точек). Российские же данные показывают, что с шельфа Восточно-Сибирского моря на поднятие Менделеева прослеживаются основные осадочные комплексы и несогласия в них, промежуточный комплекс и кристаллические комплексы земной коры, и следовательно, поднятие Менделеева можно рассматривать как погруженную окраину Евразийского континента. И хотя вопрос о характере сочленения систем поднятия Альфа-Менделеева остается открытым, на сегодняшнем уровне знаний, с учетом подобия скоростных моделей, земная кора хр. Ломоносова, поднятия Альфа-Менделеева и Чукотского плато включены на карте типов коры в область утоненной континентальной коры.

Нормальная континентальная кора (типы 6-8 на рис. 10) характерна для большей части площади континентов. Её маломощная разновидность (тип 6, рис. 10) наблюдается и в шельфовых морях; она занимает практически всю мелководную часть Северного Ледовитого океана со стороны Евразии и Берингова моря. Здесь встречается как трехслойная [54], так и двухслойная [14, 55] консолидированная кора. Мощность осадочного чехла варьирует от первых метров вблизи островов до 15 км и более в Северо-Баренцевской и Северо-Чукотской впадинах. Общим для этого типа коры является относительно небольшая выдержанная суммарная мощность земной коры в пределах 30-35 км.

Континентальная кора мощностью 40-45 км — это кора платформ и складчатых систем (тип 7, рис. 10), она занимает более 55% территории Циркумполярной Арктики и охватывает практически всю сушу. Несмотря на то, что на схеме типов земной коры она показана одним цветом, в ней существует достаточно большое разнообразие скоростных моделей [3, 9, 11, 21, 22, 24, 26 и др.] (типовые колонки земной коры, табл. 2). Это могут быть блоки как с трехслойной, так и с двухслойной кристаллической корой, перекрытой осадками различной мощности от нескольких метров до 10 км и более. Причем в разрезах с двухслойной корой может отсутствовать как нижняя высокоскоростная кора (например, в Мезенском блоке), так и средняя кора, а в осадочном слое могут быть широко представлены базальты (траппы Тунгусской синеклизы). Однако средняя мощность земной коры, как правило, лежит в пределах 40-45 км, и повсеместно выделяется верхняя кора мощностью более 10-15 км со скоростями 5,8-6,4 км/с.

Утолщенная континентальная кора (тип 8, рис. 10) характерна для щитов и коллизионных областей (Уральский пояс, Фенноскандинавский щит и др.). Это лишенная осадочного слоя кристаллическая кора мощностью более 50-55 км, в нижней её части часто предполагаются коромантийные комплексы со скоростями 7,2-7,6 км/с [10, 37, 55].

Таким образом, сейсмические исследования в Арктике выявили существенную неоднородность структуры земной коры и наличие большого числа новых её типов и подтипов. Выполненные построения (рис. 10, табл. 2) показали необычные для океанов свойства земной коры этого региона. Характерная для большей части океанов кора наблюдается лишь в небольшой области (срединно-океанический хр. Гаккеля и прилегающие глубоководные котловины Евразийского бассейна). Гораздо большая часть Арктического бассейна представлена континентальной корой, которая по мощности и внутреннему строению отличается от нормальной континентальной коры. Она гораздо тоньше (20-30 км) и в ней существенно сокращен верхнекоровый слой со скоростью сейсмических волн 5,8-6,4 км/с («гранито-гнейсовый» слой). Природа и история формирования областей с такой корой до сих пор является загадкой, достойной отдельного обсуждения.

Основное отличие составленной нами новой схемы типов земной коры Циркумполярной Арктики от схемы В.Д. Муни (рис. 12) и других зарубежных публикаций [40, 51] в том, что новые российские данные (Трансарктика-1989-1991, Трансарктика-1992, Арктика-2000, Арктика-2005 и Арктика-2007 [20]) позволяют рассматривать весь блок Центрально-Арктических поднятий — хр. Ломоносова и поднятие Альфа-Менделеева вместе с разделяющими их котловинами Подводников и Макарова как единую крупную мегаструктуру, являющуюся естественным продолжением материковой окраины Евразийского континента.

В согласии с этим положением находятся особенности магнитного поля Арктики. Практически над всей областью Центрально-Арктических поднятий наблюдается интенсивное, сильно дифференцированное аномальное магнитное поле, характерное для континентальной коры (рис. 13). Это поле оконтуривает обширную область утолщенной до 25-30 км земной коры, по своим свойствам наиболее близкую к континентальной коре.

Происхождение своеобразной земной коры Арктики можно объяснить по-разному. Не исключено, что такая кора была создана изначально благодаря особому геодинамическому режиму. В [15, 16] отмечается, что нормальная континентальная кора с большим содержанием кислых пород формировалась из мантийного материала, насыщенного флюидами. Не исключено, что область Арктики была областью с низким потоком глубинных флюидов и в ней формировался другой тип коры с сокращенной мощностью и небольшим объемом кислого материала.

Одним из возможных объяснений специфики земной коры Арктики может быть ее преобразование из нормальной континентальной коры за счет процессов базификации и эклогитизации [2, 18]. В результате базификации (термин предложен В.В. Белоусовым) кора насыщается основным материалом, выплавившимся из мантии, за счет этого увеличивается мощность нижней коры и сокращается верхняя. Для процесса насыщения выплавками низов коры используется часто термин «андерплейтинг». Но он больше применим к процессу утолщения океанической коры. Для переработки континентальной коры более важны насыщение основным материалом её верхней части за счет рифтогенеза и интрузивной деятельности и сокращение в результате мощности гранито-гнейсового слоя. Эклогитизация приводит к сокращению мощности коры за счет перехода основных пород нижней коры в эклогиты, которые по сейсмическим скоростям не отличаются от мантийного вещества, т.е. нижняя кора становится частью мантии. Возможность такой трансформации земной коры доказана геохимическими исследованиями, и широкое развитие этого процесса продемонстрировано на ряде примеров разных регионов мира, в частности, для переходной зоны континент–океан в восточной части Тихого океана [18, 25].

Эклогитизация земной коры имеет и другие важные с геодинамической точки зрения последствия. Эклогиты характеризуются высокой плотностью, выше плотности мантийного материала, и их формирование могут вызвать погружение земной коры и формирование глубоких впадин. Если предположить, что особый тип коры ряда структур Центральной Арктики образовался с участием процесса эклогитизации, то это может означать, что формирование Арктического бассейна стало результатом соответствующего преобразования нормальной континентальной коры.

Процессы базификации и эклогитизации требуют дополнительного тепла. Предполагая их развитие на большой площади Арктического бассейна, необходимо признать, что вся эта площадь была в течение длительного геологического времени областью тектонической активизации, прогрева и флюидной проработки. Судя по закономерному распределению типов коры, можно предположить, что активизация и интенсивность процесса перестройки земной коры были неравномерны по латерали. Наиболее активные области располагались ближе к краям континентов, а в центре Арктического бассейна эти преобразования были не столь интенсивны, в результате получился центральный блок с утолщенной корой (область Центрально-Арктических поднятий). Процесс эклогитизации коры охватывал, по всей видимости, не только площадь Арктического океана, но и окружающие его края континентов и шельфовые зоны. Этим можно объяснить сокращение здесь мощности земной коры за счет сокращения толщины нижней коры.

Таким образом, различные типы коры Циркумполярной Арктики формируют глобальную структуру, одним из центров которой является Амеразийский блок относительно утолщенной коры.

Процессы базификации и эклогитизации земной коры свойственны континентальному типу. Зоны объемного растяжения, области внутриплитного базитового магматизма (меловая провинция HALIP) [27, 53] и погружения мелководных вулканических структур на батиальные глубины (до 3,5 км) [32] при отсутствии ярковыраженных спрединговых структур с характерными линейными магнитными аномалиями не позволяют отнести структуры области Центрально-Арктических поднятий к океаническому типу.

Масштабные геофизические исследования, проведенные в последнее время в Арктическом бассейне, дали возможность детально изучить структуру земной коры этого региона и построить достаточно обоснованные структурные схемы и карты геофизических полей для всей Циркумполярной области. Выполненные построения и их совместный анализ с геофизическими данными по окружающим континентам показали существенную изменчивость внутреннего строения (типа) земной коры этой области. Эти изменения носят регулярный характер. Мощность земной коры постепенно уменьшается при переходе от внутренних частей континентов к их окраинам и шельфовым зонам. В центральной части Арктического бассейна меняется тип коры.

Наиболее важные результаты работ свидетельствуют о том, что земная кора Арктического бассейна относится к континентальному типу, но она сокращена по мощности и имеет сокращенный по толщине гранито-гнейсовый слой. Этот тип коры сочетается с сильнодифференцированным магнитным полем, характерным для континентов. Предполагается, что такой тип коры мог образоваться за счет процессов базификации и эклогитизации нормальной континентальной коры. Для более точного определения её природы и соотношения с океанической корой необходимо провести исследования ее состава, например, на основе новых сейсмических наблюдений с использованием не только продольных, но и поперечных волн, и ее изучение геологическими методами.

Авторы благодарят заместителя руководителя Федерального агентства по недропользованию А.Ф. Морозова за содействие в проведении исследований, своих коллег Т.П. Литвинову, В.А. Поселова, Г.Э. Грикурова, В.Ю. Глебовского за плодотворные идеи по методике построения карты типов земной коры, Е.А. Андросова и Л.Д. Ручейкову за разработку и создание электронной версии карты, представителей геологических служб Норвегии, Канады, США и Дании H. Brekke, R. Jackson, D. Hatchinson и T. Funck за доброжелательное обсуждение предварительных вариантов карты и за материалы зарубежных сейсмических исследований.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алейников А.Л., Немзоров Н.И., Кашубин С.Н. Способ определения типа горных пород по сейсмическим данным. – Авт. свид. № 1642416 А1 кл. G 01 V1/30, 1991.

2. Артюшков Е.В., Посёлов В.А. Образование глубоководных впадин в российском секторе Амеразийского бассейна в результате эклогитизации нижней части континентальной коры // Докл. РАН. 2010. Т. 431. № 5. С. 680-684.

3. Атлас региональных сейсмических профилей Европейского Севера России / Э.В. Исанина, Н.В. Шаров и др. — СПб.: Росгеофизика, 1995.

4. Белоусов В.В., Павленкова Н.И. Типы земной коpы Евpопы и Севеpной Атлантики // Геотектоника. 1989. № 3. С. 3-14.

5. Блюман Б.А. Земная кора океанов. По материалам международных программ глубоководного бурения в Мировом океане. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2011. 344 с.

6. Вольвовский Б.С., Вольвовский И.С. Структуры континентов с «безгранитным» типом земной коры // Геодинамические исследования № 12. Проблемы глубинной геологии территории СССР. М., 1988. С. 169-187.

7. Глубинное сейсмическое зондирование литосферы на Анголо-Бpазильском геотpавеpсе / Под pед. С.М. Звеpева, И.П. Косминской, Ю.В. Тулиной. М.: ОИФЗ PАН, Нац. геофиз. комитет PАН, 1996. 150 с.

8. Глубинное стpоение Исландии и Исландско-Фаpеpско-Шотландского pегиона по pезультатам сейсмических исследований (НАСП-72) / С.М. Звеpев, И.П. Косминская, Г.А. Кpасильщикова, Г.Г. Михота // Бюл. МОИП. Отд. геол. 1975. № 3. С. 15-23.

9. Глубинное строение территории СССР / Отв. ред. В.В. Белоусов, Н.И. Павленкова, Г.И. Квятковская. М.: Наука, 1991. 224 с.

10. Дружинин В.С., Каретин Ю.С., Кашубин С.Н. Глубинное геокартирование Уральского региона по данным ГСЗ // Регион. геология и металлогения. 2000. № 10. С. 152-161.

11. Егоркин А.В. Строение земной коры по сейсмическим геотраверсам // Глубинное строение территории СССР / Ред. В.В. Белоусов, Н.И. Павленкова. М.: Наука, 1991. С. 118-135.

12. Кpеменецкий А.А., Овчинников Л.Н. Модель химического состава пеpвичной коpы континентов // ДАН СССP. 1983. Т. 270. № 6. С. 1462-1467.

13. Карта мощности земной коры Циркумполярной Арктики / С.Н. Кашубин, О.В. Петров, Е.А. Андросов и др. // Регион. геология и металлогения. 2011. № 46. С. 5-13.

14. Комплексные геолого-геофизические исследования на опорном профиле 5-АР в Восточно-Сибирском море / Т. С. Сакулина, М.Л. Верба, Т.В. Кашубина и др. // Разведка и охрана недр. 2011. № 10. С. 17-23.

15. Летников Ф.А. Флюидные фации континентальной литосферы и проблемы рудообразования // Смирновский сборник-99. М., 1999. С. 63-98.

16. Лутц Б.Г. Магматическая геотектоника и проблемы формирования континентальной и океанической коры на Земле // Регион. геология и металлогения. 1994. № 3. С. 5-14.

17. Павленкова Н.И. Развитие представлений о сейсмических моделях земной коры // Геофизика. 1996. № 4. С. 11-19.

18. Перчук Л.Л. Базификация как магматическое замещение // Очерки физико-химической петрологии. Вып. 14. М.: Наука, 1987. С. 39-64.

19. Поселов В.А., Верба В.В., Жолондз С.М. Типизация земной коры Центрально-Арктических поднятий Северного Ледовитого океана // Геотектоника. 2007. № 4. С. 48-59.

20. Российские арктические геотраверсы / Под ред. В.А. Поселова, Г.П. Аветисова, В.Д. Каминского. СПб.: ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга, 2011. 172 с.

21. Сейсмические модели литосфеpы основных геостpуктуp теppитоpии СССP / Отв. pед. С.М. Звеpев, И.П. Косминская. М.: Наука, 1980. 184 с.

22. Строение и динамика литосферы Восточной Европы. Результаты исследований по программе EUROPROBE / Под ред. А.Ф. Морозова, Н.В. Межеловского, Н.И. Павленковой. Вып. 2. М.: ГЕОКАРТ, ГЕОС, 2006. 735 с.

23. Строение земной коры Исландии по сейсмическим данным / Под ред. В.В. Белоусова и С.М. Зверева. М.: МГК АН СССР, 1985. 220 с.

24. Структура и строение земной коры Магаданского сектора России по геолого-геофизическим данным / Под ред. А.С. Сальникова. Новосибирск: Наука, 2007. 173 с.

25. Фpолова Т.И., Буpикова И.А. Магматические формации современных геотектонических обстановок. М.: Изд-во МГУ, 1997. 320 с.

26. Физика Земли. 1999. № 7/8 (специальный выпуск).

27. Филатова Н.И., Хаин В.Е. Структуры Центральной Арктики и их связь с мезозойским арктическим плюмом // Геотектоника. 2009. № 6. С. 24-51.

28. BABEL Working Group. Deep seismic reflection/ refraction interpretation of crustal structure along BABEL profiles A and B in the southern Baltic Sea. // Geophys. J. Int. 1993. Vol. 112. P. 325–343.

29. Baggeroer A.B., Falconer R. Array Refraction Profiles and Crustal Models of the Canada Basin // J. Geophys. Res. 1982. Vol. 87. P. 5461-5476.

30. Bohnhoff M., Makris J. Crustal structure of the Southeastern Iceland–Faeroe Ridge (IFR) from wide aperture seismic data // J. of Geodynamics. 2004. Vol. 37. Is. 2. P. 233-252.

31. Breivik A.J., Mjelde R., Grogan P. et al. Caledonide development offshore–onshore Svalbard based on ocean bottom seismometer, conventional seismic, and potential field data // Tectonophysics. 2005. Vol. 401. P. 79-117.

32. Brumley K. Tectonic geomorphology of the Chukchi Borderland: constraint for tectonic reconstruction models. Thesis for the Degree of Master of Science. Fairbanks: University of Alaska, 2009. 116 p.

33. Choi D.R. Continental crust under the northwestern Pacific // J. Petroleum Geology. 1987. Vol. 10. P. 425-440.

34. Clowes R.M., Hammer P.T.C., Fernandez-Viejo G., Welford J.K. Lithospheric structure in northwestern Canada from Lithoprobe seismic refraction and related studies: a synthesis // Can. J. Earth Sci. 2005. Vol. 42. P. 1277-1293.

35. Continental Lithosphere: deep seismic reflection / Eds. R. Meissner, L. Brown, H.J. Durbaum, W. Frauke, K. Fucks, E. Seifert // Geodinamic Series. 1991. Vol. 22. Am. Geophys. Union, Washington, D.C.

36. Cook F.A., White D.J., Jones A.G. еt al. How the crust meets the mantle: Lithoprobe perspectives on the Mohorovičić discontinuity and crust–mantle transition // Can. J. Earth Sci. 2010. Vol. 47. P. 315–351.

37. Finnish Reflection Experiment FIRE 2001–2005 / Kukkonen, Ilmo T. & Lahtinen, Raimo (Eds.). Geological Survey of Finland. Special Paper 43. 2006. 247 p.

38. Funck T., Jackson H.R., Shimeld J. The crustal structure of the Alpha Ridge at the transition to the Canadian Polar Margin: Results from a seismic refraction experiment // J. Geophys. Res. 2011. Vol. 116. B12101.

39. Gaina C., Werner S., Saltus R., Maus S. and the CAMP-GM group. Circum-Arctic Mapping Project: New Magnetic and Gravity Anomaly Maps of the Arctic. Arctic Petroleum Geology // Geological Society. London: Memoirs, 2011. Vol. 35. P. 39-48.

40. Grantz A., Scott R.A., Drachev S. et al. Map, showing the sedimentary successions of the Arctic Region that may be prospective for hydrocarbons, 2009.

41. Hermann T., Jokat W. Crustal structures of the Boreas Basin and the Knipovich Ridge, North Atlantic // Geophys. J. Int. 2013. P. 1-16.

42. Hyndman R.D. Poisson’s ratio in the oceanic crust — a review // Tectonophysics. 1979. Vol. 59. P. 321-333.

43. Jackson H.R., Dahl-Jensen T., the LORITA working group. Sedimentary and crustal structure from the Ellesmere Island and Greenland continental shelves onto the Lomonosov Ridge, Arctic Ocean // Geophys J. Int. 2010. Vol. 182. P. 11-35.

44. Kern H.M. Physical properties of crustal and upper mantle rocks with regards to lithosphere dynamics and high pressure mineralogy // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 1993. Vol. 79. P. 113-136.

45. LASE Study Group, 1986. Deep structure of the US East Coast passive margin from large aperture seismic experiments (LASE) // Marine and Petroleum Geology. Vol. 3. August. P. 234-242.

46. Lebedeva-Ivanova N.N., Gee D.G., Sergeyev V.B. Crustal structure of the East Siberian continental margin, Podvodnikov and Makarov basins, based on refraction seismic data (TransArctic 1989-1991). Arctic Petroleum Geology // Geological Society. London: Memoirs, 2011. Vol. 35. P. 395-411.

47. Ljones F., Kuwano A., Mjelde R. et al. Crustal transect from the North Atlantic Knipovich Ridge to the Svalbard Margin west of Hornsund // Tectonophysics. 2004. Vol. 378. P. 17-41.

48. McNutt M., Caress D.W. Crust and Lithospheric Structure – Hot Spots and Hot-Spot Swells / Eds. B. Romanowicz & A. Dziewonski // Treatise on Geophysics. Vol. 1: Seismology and Structure of the Earth. Elsevier, 2007. P. 445-478.

49. Meissner R. The continental crust, a geophysical approach // International Geophys. Series. Academic Press, INC, Orlando, 1986. Vol. 34. 426 p.

50. Mjelde R., Faleide J.I., Breivik A.J., Raum T. Lower crustal composition and crustal lineaments on the Vøring Margin, NE Atlantic: A review // Tectonophysics. 2009. Vol. 472. P. 183-193.

51. Mooney W.D. Crust and Lithospheric Structure — Global Crustal Structure / Eds. B. Romanowicz & A. Dziewonski // Treatise on Geophysics. Vol. 1: Seismology and Structure of the Earth. Elsevier, 2007. P. 361-417.

52. Mueller St. A new model of the continental crust // Am. Geophys. Un. Mon. 1977. Vol. 20. P. 289-317.

53. Mukasa S., Andronikov A., Mayer L., Brumley K. Geochemistry and geochronology of the first intraplate lavas recovered from the Arctic Ocean // Portland GSA Annual Meeting (18-21 October 2009). Paper No. 2009. P. 138-11.

54. Ritzmann O., Jokat W., Czuba W. et al. A deep seismic transect from Hovgard Ridge to northwestern Svalbard across the continental-ocean transition: A sheared margin study // Geophys. J. Int. 2004. Vol. 157. P. 683-702.

55. Roslov Yu.V., Sakoulina T.S., Pavlenkova N.I. Deep seismic investigations in the Barents and Kara Seas // Tectonophysics. 2009. Vol. 472. P. 301-308.

56. Stephenson R.A., Coflin К.C., Lane L.S., Dietrich J.R. Crustal structure and tectonics of the southeastern Beaufort Sea continental margin // Tectonics. 1994. Vol. 13. P. 389-400.

Kashubin S.N., Pavlenkova N.I., Petrov O.V., Milshtein E.D., Shokalsky S.P., Erinchek Yu.M.

Crustal types in the Circumpolar Arctic

The paper presents results of generalization of seismic survey made in the Circumpolar Arctic in terms of crustal type variations for various tectonic structures of the area. Correlation pattern of the crustal types, which differ in velocity and density parameters, the structure and total thickness of the crust has been compiled and a working map of the crustal types distribution in structures of the Circumpolar Arctic has been constructed on its basis. The study of different crustal types and patterns of their distribution over the area depending on types of geological structures is of great interest from the viewpoint of the history of the crust formation and transformation as a whole. The correlation pattern and the crustal types map reflect fundamental geodynamic processes of the origin and development of the continental crust, the destruction of the latter until the appearance of the newly-formed oceanic crust during cyclical development of our planet.

Keywords: deep seismic studies, oceanic and continental crust, the Circumpolar Arctic.

Заполните таблицу : |Тип земной коры | Мощность в км | Из каких слоев состоит |

помогите пожалуйста СРочНооо❤️❤️Почему пустыни Намиб и Атакама находится на побережье океанов? *•потому, что не течет река•потому, что в океане теплое … течение•потому, что жарко•потому, что в океане течет холодное течениеПочему озеро Чад, Лобнор, Эйр-Норд показаны на картах пунктирной линией? *•потому, что глубокие•потому, что соленые•потому, что пресноводные•потому, что с непостоянной береговой линиейКак переводится «Анды» с индейского языка? *•медные горы.•оловянные горы•серебрянные горы•железные горыГде в Африке образовались глубочайшие впадины вследствие разломов земной коры, многие из которых заполнены водой? *•Восточно — Африканское плоскогорье.•Эфиопское нагорье•Драконовые горыСовокупность неровностей земной поверхности, различающихся по размерам, возрасту и происхождению *•рельеф•климат•плита•желобЛинии, соединяющие точки с одинаковой температурой воздуха. *•изогиеты•изотермы•изобаты•изолинииНаивысшая точка Австралии – это … *•г. Большой Бактыбай;•г. Косцюшко;•г. Килиманджаро•г. Мак-Кинли;Самая глубокая впадина Тихого океана … *•Курильский желоб•Марианская впадина;•Впадина Пуэрторико;•Впадина Курасио;Самая большая группа вулканических островов Тихого океана – это.. *•Японские острова•Алеутские острова;•Курильские острова;•Гавайи;Какой учёный впервые вычислил радиус Земли? *•Страбон•Геродот•Эратосфен•АрхимедНазовите самую северную точку Евразии *•мыс Дежнёва•мыс Челюскин•мыс Флигели•мыс НордкапКакая из перечисленных стран не граничит с Алжиром? *•Марокко•Мавритания•Нигер•ЧадБразильское название влажных, периодически затопляемых лесов экваториального пояса *•Гевея•Сельва•Пампа•ДжунглиСубтропические степи на равнинах Южной Америки *•вади•крики•прерия•пампаКонтуры каких островов представлены ниже, назовите их. *•Подпись отсутствует•Новая Гвинея•Исландия•Гаити•КалимантанВыберите теплое течение в Мировом океане. *3. Перуанское2. Куросио КанарскоеКакая из перечисленных стран не граничит с Чехией? *•Словакия•Польша•Румыния•АвстрияОпредели регион Азии по короткому описанию: Страны этого региона омываются Индийским и Тихим океанами. *•Юго-Западная•Юго-Восточная•Центральная Азия•Южная АзияКакое море Индийского океана является самым теплым и соленым? *•Красное•Южно-Китайское•Андаманское•АравийскоеЧто является особенностью географического положения Атлантического Океана? *в районе экватора он наиболее широкширокое водное сообщение с арктическими и антарктическими водами.Слабое сообщение с водами Северного Ледовитого Океана.форма ромбаКакой природной зоне мира соответствуют приведённые ниже характеристики? Укажите в ответе название этой природной зоны.1) Образует три основных массива: в Африке, Южной Америке и Азии.2) Отсутствует смена сезонов года, жарко и влажно круглый год.3) Деревья образуют много ярусов, ветви и стволы деревьев обвиты лианами.4) Некоторые растения имеют воздушные корни, поглощающие влагу прямо из воздуха.5) Большинство животных приспособлено к жизни на дерьевьях *•Тайга•Саванна•Влажные экваториальные леса•Пустыни•Никогда не используйте формы

Хто склав гімн України

Мне очень Срочнооо !!!

б) Охарактеризуйте секторы экономики Казахстана согласно плану. Тапсырма:

Помогите пожалуйста 4. Фамилия мореплавателя, именем которого названа высшая точка Кубы и пролив.

3.Объясни смысл казахских пословиц ( своими словами,как понимаешь):

СРОЧНО!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Основная территория этого государства располагается на двух крупных островах. Первым европейцем, достигшим берегов этой ст … раны, был голландский мореплаватель, чьим именем назван крупный остров, принадлежащий соседнему государству. С 1788 года территория страны была провозглашена колонией одной из европейских стран-метрополий. Большую часть одного из островов занимает крупная цепь горных хребтов, а высочайшая точка и пролив между крупнейшими островами названы именем мореплавателя, который вторым достиг берегов этого архипелага. В этой стране официальный статус имеют три языка. Один из них – местный язык жестов, второй достался стране от страны-метрополии, а третий является языком коренного народа, известного своими «воинственными» танцами. Численность населения страны чуть меньше численности населения Санкт-Петербурга. Крупнейший город с населением более 1 млн. человек находится на севере страны. Но столицей является город с населением 400 тыс. человек, названный в честь полководца, победителя битвы при Ватерлоо. Символ страны – небольшая птичка, которая является эндемиком архипелага. В стране располагаются три объекта Всемирного природного наследия ЮНЕСКО. После того как красота этих объектов Всемирного наследия была показана в знаменитой кинотрилогии, снятой в начале XXI века, в стране начался настоящий туристический бум, и сейчас туризм приносит стране около 10% от общего дохода государства. Самым знаменитым уроженцем этой страны является путешественник, первым покоривший Эверест. Определите и напишите Название страны Фамилию голландского мореплавателя Название европейской страны-метрополии Фамилию мореплавателя, именем которого названа высшая точка страны и пролив Язык страны-метрополии Коренной народ архипелага Название крупнейшего по численности населения города страны Название столицы страны Птицу, которая является символом страны Название кинотрилогии Фамилию знаменитого уроженца страны

3. Розташуйте найбільші морські порти Америки з півночіна південь регіону.А. Нью-Йорк.O9Б. Колон.В. Ванкувер.Г. Лос-Анджелес.

льодовики що вкривабть вершини гір заглиблення на їх силах і долини гір вище снігової лінії є а)бічними. б)гірськими. в)покривними. г)айсбергами

Подкресліть п’ять найважливіших, на вашу думку, проблем, пов’язаних ідипливом людей на навколишнє середовище: забруднення повітря килом таси частинкам … и, забруднення води та грунтів пестицидами, забрудненняводойм, радіоактивні відходи, парниковий ефект, озонові дірки, загроза тло-бального потепління, проблема утилізації відходів, зменшення чисельностіжевих організмів, демографічна криза, зміна природних комплексів люди-ною, вирубка лісів, шум, нераціональне використання природних ресурсів,хімічне та біологічне забруднення, нестача прісної води, небезпечні захворю-вання, епідемії.Дослідіть найпоширеніші і найнебезпечніші джерела забруднення СвітовогоОкеану колиски життя на Землі і домівки половини існуючих нині типіворганізмів. Згадайте враження від плавання через океан відомого норвезь-кого мандрівника Тура Хеєрдала, який зазначав, що океан за 20 років (1950 —1970) перетворився на смітник: «… ми обганяли пластикові посудини, вироби знейлону, пусті бляшанки, пляшки та консервні банки. Проте особливо кидав-ся в очі мазут».Джерелами забруднення Світового океану є:s4е4

Типы земной коры: отличия, строение, схема

Земная кора

Океаническая кора

Срединно-океанические хребты возвышаются над дном океанов на несколько километров, а их протяженность достигает 80 тыс. км. Хребты рассекаются параллельными поперечными разломами. Их называют трансформными. Рифтовые зоны — самые неспокойные сейсмические зоны Земли. Базальтовый слой перекрывают толщи морских осадочных отложений — илов, глин разного состава.

Континентальная кора

ИЗ ИСТОРИИ КОЛЬСКОЙ СВЕРХГЛУБОКОЙ СКВАЖИНЫ

Наиболее существенными чертами земной коры в морях и океанах служат ее небольшая толщина и отсутствие в ее строении гранитного слоя.

По соотношению глубинного строения коры с крупными морфологическими чертами океанического дна можно различать следующие типы строения океанической коры.

Окраинно-материковый тип коры распространен на пространствах материковой отмели (шельфе), представляет прямое продолжение материковых структур в пределы шельфа.

Толщина ее от 25 до 35 км. В строении коры здесь выражены осадочный, гранитный и базальтовый слои. От материковых платформ в отдельных случаях она отличается более мощным осадочным покровом.

Морской геосинклинальный тип коры присущ морским геосинклинальным впадинам различных геосинклинальных морей (внутриматериковых, межматериковых, окраинно-материковых). Такого типа кора подстилает моря Средиземное, Карибское, Черное, Каспийское, Японское, Охотское, Берингово.

Она характеризуется большой толщей осадочного покрова и поверхностных рыхлых отложений, составляющих в совокупности осадочную толщу до 20 км и более. Эта толща залегает непосредственно на базальтовом слое. Указанное строение свойственно центральным частям глубоководных морских впадин. На склонах этих впадин породы, относящиеся к гранитному слою, постепенно выклиниваются, что сопровождается крутым падением слоев осадочных пород (мезозойского и кайнозойского возрастов), слагающих прилегающие пространства.

Субокеанический тип коры распространен в пределах материкового склона.

Мощность морских рыхлых осадков по мере увеличения глубины резко возрастает, достигая вблизи основания материкового склона 2—3 км. В других частях материкового склона, где фундамент резко расчленен, структурно обусловленные неровности его постепенно выравниваются толщей осадков.

По мере увеличения глубины на материковом склоне толщина гранитного слоя постепенно уменьшается и угол падения отложений на нем, нередко имеющих трансгрессивный характер залегания, увеличивается. С уменьшением гранитного слоя и покрывающих его отложений толщина коры в нижней части склона уменьшается до 10 км. Характер залегания фундамента и покрывающих его осадочных пород ближе всего отвечает структуре материковой флексуры. В этом случае наиболее прогнутая часть материкового склона (у его основания), заполненная мощными рыхлыми отложениями, представляет растущий геосинклинальный прогиб.

В большинстве случаев он компенсирован накоплением снесенных со склона рыхлых отложений. В других случаях вдоль материкового склона простираются линии глубинных разломов, выраженные в рельефе материкового склона. Они могут определять дальнейшее развитие геосинклинального прогиба между краем материка и дном океана.

Тип абиссальных океанических равнин структуры земной коры распространен на преобладающей части дна океанических бассейнов с глубинами более 4500—5000 м.

Для коры такого типа характерны отсутствие гранитного слоя и наименьшая ее общая мощность (от 2—3 до 10—12 км). Рыхлые океанические осадки, нередко содержащие в своем составе слои вулканических пород, непосредственно залегают на базальтовом слое. Среди абиссальных равнин по признаку мощности верхнего слоя осадков можно различать абиссальные вулканические равнины и абиссальные аккумулятивные равнины. Первым свойственна сравнительно небольшая мощность осадочных отложений (не более 400—500 м) и, что особенно важно, отдельные слои вулканических пород.

Абиссальные аккумулятивные равнины отличаются большой мощностью поверхностного рыхлого покрова, достигающего 2.5—3 км (как правило, более 1 км). Считается наиболее вероятным, что большая мощность рыхлых осадков в коре этого типа связана с мутьевыми потоками. В то же время очевидно, что таким путем столь значительные осадки могли отлагаться лишь в условиях устойчивого прогибания. Таким образом, различные условия накопления отложений осадочного покрова на дне океанов отражают их неотектоническое развитие.

Тип океанических хребтов и поднятий

Структуры этого типа имеют громадную протяженность и сложно расчлененный рельеф с большим участием в его формировании разломов и движений по ним (рифтовые долины).

К этому типу следует отнести срединные океанические хребты и океанические горные страны (например, в Тихом океане), а также отдельные значительные горы и возвышенности на океаническом дне, нередко служащие фундаментом океанических островов.

Данному типу структуры океанической коры свойственна значительная общая мощность, достигающая 20—30 км. В строении такой коры поверхностную часть разреза слагают осадочно-вулканические породы, на глубине их сменяют породы базальтового слоя, которые в сравнении с другими частями структуры коры дна океанов обладают существенно иными свойствами.

В основании океанических горных хребтов и гор эти породы отличаются большей плотностью, которую объясняют смешением базальтов с породами мантии. Поверхность раздела М под океаническими хребтами значительно понижается. Близкий к этому характер глубинного строения имеют и подводные хребты морских геосинклинальных впадин.

Они отличаются только большим сходством пород поверхностной части разреза с породами прилегающих материковых структур.

Тип абиссальных океанических желобов. Для структур коры данного типа характерна совсем небольшая мощность коры при резком погружении поверхности раздела М.

Приуроченность абиссальных желобов к линиям глубинных разломов, их современная сейсмичность, вулканизм, условия осадконакопления — все это свидетельствует об их принадлежности к современным значительным геосинклинальным прогибам, развитие которых продолжается.

В некоторых желобах известны осадочные породы большой мощности, например в желобе Пуэрто-Рико (8 км). В других желобах (Японском, Тонга) известны породы, относящиеся к гранитной оболочке коры. Осадочная толща залегает на базальтовом слое небольшой мощности. Наиболее обоснованным в данном случае является представление о растяжении земной коры под океаническими желобами, за счет которого уменьшается толщина базальтового слоя. Отрицательные аномалии силы тяжести здесь связаны с отложениями рыхлых осадков большой мощности.

Континентальный тип земной коры

Мощность континентальной земной коры изменяется от 35-40 (45) км в пределах платформ до 55-70 (75) км в молодых горных сооружениях.

Континентальная кора состоит из трех слоев.

1) Первый — самый верхний слой представлен осадочными горными породами, мощностью от 0 до 5 (10) км в пределах платформ, до 15-20 км в тектонических прогибах горных сооружений.

Скорость продольных сейсмических волн (Vp) меньше 5 км/с.

2) Второй — традиционно называемый «гранитный» слой на 50% сложен гранитами, на 40% — гнейсами и другими в разной степени метаморфизованными породами.

Исходя из этих данных, его часто называют гранитогнейсовым. Его средняя мощность составляет 15-20 км (иногда в горных сооружениях до 20- 25 км). Скорость сейсмических волн (Vp) — 5,5-6,0 (6,4) км/с.

3) Третий, нижний слой называется «базальтовым».

По среднему химическому составу и скорости сейсмических волн этот слой близок к базальтам. Правильнее называть этот слой гранулито-базитовым. Его мощность изменяется от 15-20 до 35 км. Скорость распространения волн (Vp) 6,5-6,7 (7,4) км/с.

Граница между гранитогнейсовым и гранулито-базитовым слоями получила название сейсмического раздела Конрада.

7 Континентальная и субконтинентальная земная кора.

Континентальный тип земной коры

Континентальная кора состоит из трех слоев.

Скорость продольных сейсмических волн (Vp) меньше 5 км/с.

2) Второй — традиционно называемый «гранитный» слой на 50% сложен гранитами, на 40% — гнейсами и другими в разной степени метаморфизованными породами. Исходя из этих данных, его часто называют гранитогнейсовым.

Его средняя мощность составляет 15-20 км (иногда в горных сооружениях до 20- 25 км). Скорость сейсмических волн (Vp) — 5,5-6,0 (6,4) км/с.

3) Третий, нижний слой называется «базальтовым». По среднему химическому составу и скорости сейсмических волн этот слой близок к базальтам. Правильнее называть этот слой гранулито-базитовым. Его мощность изменяется от 15-20 до 35 км. Скорость распространения волн (Vp) 6,5-6,7 (7,4) км/с.

Субконтинентальный тип земной коры-По строению аналогичен континентальному, но стал выделяться в связи с нечетко выраженной границей Конрада.

Океанический и субокеанический типы земной коры

Океанская кора — имеет трехслойное строение при мощности от 5 до 9(12) км, чаще 6-7 км.

Некоторое увеличение мощности наблюдается под океанскими островами.

1. Верхний, первый слой океанской коры — осадочный, состоит преимущественно из различных осадков, находящихся в рыхлом состоянии. Его мощность от нескольких сот метров до 1 км. Скорость распространения сейсмических волн (Vp) в нем 2,0-2,5 км/с.

Второй океанский слой, располагающийся ниже, по данным бурения, сложен преимущественно базальтами с прослоями карбонатных и кремнистых пород. Мощность его от 1,0-1,5 до 2,5-3,0 км. Скорость распространения сейсмических волн (Vp) 3,5-4,5 (5) км/с.

3. Третий, нижний высокоскоростной океанский слой бурением еще не вскрыт — сложен основными магматическими породами типа габбро с подчиненными ультраосновными породами (серпентинитами, пироксенитами).

Его мощность по сейсмическим данным от 3,5 до 5,0 км. Скорость сейсмических волн (Vp) от 6,3-6,5 км/с, а местами увеличивается до 7,0 (7,4) км/с

Субокеанский тип земной коры — приурочен к котловинным частям (с глубиной выше 2 км) окраинных и внутриконтинентальных морей (Охотское, Японское, Средиземное, Черное и др.).

По строению этот тип близок к океанскому, но отличается от него повышенной мощностью (4-10 и больше км) осадочного слоя, располагающегося на третьем океанском слое мощностью 5-10 км.

9 Относительная и абсолютная геохронология. Характеристика геохронологической и стратиграфической шкал.

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ГЕОХРОНОЛОГИЯ

стратиграфия — одна из ветвей геологической науки, в задачу которой входят расчленение толщ осадочных и вулканогенных пород на отдельные слои и их пачки; описание содержащихся в них остатков фауны и флоры; установление возраста слоев; сопоставление выделенных слоев данного района с другими; составление сводного разреза отложений региона и разработка стратиграфической шкалы не только для отдельных регионов — региональных стратиграфических шкал, но и единой или международной стратиграфической шкалы для всей Земли.

1) литологический метод – любой разрез отложений должен быть расчленен на отдельные слои или их пачки.

2) палеонтологический — основан на выделении слоев, содержащих различные комплексы органических остатков.

3) микропалеонтологический метод, объектом которого являются остатки известковых и кремнистых скелетов простейших организмов.

4) спорово-пыльцевой метод, основанный на изучении остатков спор и зерен пыльцы, которые чрезвычайно устойчивы и не разрушаются, разносясь ветром на большие расстояния в огромном количестве.

Рассмотренные палеонтологические методы применимы лишь к слоистым осадочным отложениям.

Однако большие пространства на земном шаре сложены магматическими и метаморфическими породами, лишенными органических остатков. Кним этот метод неприменим.

5) палеомагнитный метод, основанный на способности горных пород сохранять характер намагниченности той эпохи, в которую они образовались. Следует отметить, что палеомагнитный метод чрезвычайно широко используется для определения перемещений литосферных плит в геологическом прошлом.

Абсолютная геохронология

1) радиометрические методы, основанные на постоянстве скорости распада радиоактивных изотопов (см.таблицу).

Пока вещество находится в жидком состоянии (жидкая магма, например) его химический состав переменчив: происходит перемешивание, диффузия, многие компоненты могут улетучиваться и т.

д. Но когда минерал затвердевает, он начинает вести себя как относительно замкнутая система. Это значит, что присутствующие в нём радиоактивные изотопы не вымываются и не улетучиваются из него, и уменьшение их количества происходит только за счёт распада, который идёт с известной постоянной скоростью.

2) Люминесцентные методы абсолютной датировки основаны на способности некоторых широко распространённых минералов (например, кварца и полевого шпата) накапливать в себе энергию ионизирующего излучения, а затем, при определённых условиях, быстро отдавать её в виде света.

Ионизирующее излучение не только прилетает к нам из космоса, но и генерируется горными породами в ходе распада радиоактивных элементов.

3) Метод электронно-парамагнитного или электронно-спинового резонанса тоже основан на изменениях, постепенно накапливающихся в кристалле под воздействием радиации. Только в данном случае речь идёт не о количестве „возбуждённых“ электронов, способных „успокаиваться“ с излучением света, а о количестве электронов с изменившимся спином.

4) аминокислотный метод, основанный на том, что „левые“ аминокислоты, из которых построены белки всех живых организмов, после смерти постепенно рацемизируются, то есть превращаются в смесь „правых“ и „левых“ форм.

Метод применим только к образцам очень хорошей сохранности, в которых сохранилось достаточное количество первичного органического вещества.

5) Дендрохронологический метод, или датирование по древесным кольцам, в большой чести у археологов. Этот метод позволяет датировать только самые молодые отложения (возрастом до 5–8 тысяч лет), зато с очень высокой точностью, вплоть до одного года! Нужно лишь, чтобы в раскопе обнаружилось достаточное количество древесины.

В стволах большинства деревьев образуются годовые кольца, ширина которых колеблется в зависимости от погодных условий соответствующего года.

Этот метод позволяет датировать только самые молодые отложения (возрастом до 5–8 тысяч лет), зато с очень высокой точностью, вплоть до одного года! Нужно лишь, чтобы в раскопе обнаружилось достаточное количество древесины. В стволах большинства деревьев образуются годовые кольца, ширина которых колеблется в зависимости от погодных условий соответствующего года.

Тектонические движения земной коры

Колебательные движения.

Колебательные движения — важное звено в сложной цепи разнообразных геологических процессов. Они теснейшим образом связаны со складкообразующими и разрывообразующими движениями, ими в значительной степени обусловлен ход трансгрессии и регрессии моря, изменения в очертаниях материков, характер и интенсивность процессов осадконакопления и денудации и т.д.

Другими словами, колебательные движения — ключ к палеогеографическим построениям, они дают возможность понять физико-географическую обстановку прошедших времен и генетически увязать между собой ряд геологических событий.

Некоторые общие свойства колебательных движений:

1) Множественность периодов колебательных движений.

2) Широкое площадное распространение колебательных движений. Колебательные движения распространены всюду.

3) Обратимость колебательных движений.

Это явление смены знака движения: поднятие в одном и том же месте со временем сменяется опусканием и т.д. Но каждый цикл не является повторением предыдущего, он изменяется, усложняется.

4) Колебательные движения не сопровождаются развитием линейной складчатости и разрывов.

5) Колебательные движения и мощность осадочных толщ. При изучении колебательных движений важнейшее значение имеет анализ мощностей осадочных толщ. Мощность данной серии осадков в общих чертах суммарно соответствует глубине погружения участка коры, в пределах которого накопилась данная толща.

6) Колебательные движения и палеогеографические реконструкции.

Тектонические движения — движения земной коры, вызванные процессами проходящими в ее недрах.

Основной причиной тектонических движений считаются конвективные течения в мантии, возбуждаемые теплом распада радиоактивных элементов и гравитационной дифференциацией ее вещества в сочетании с действием силы тяжести и стремлением литосферы к гравитационному равновесию по отношению к поверхности астепосферы.

1.Вертикальные тектонические движения.

Любой участок земной поверхности с течением времени неоднократно испытывал восходящие и нисходящие тектонические движения.

Поднятия.

Морские отложения часто можно обнаружить высоко в горах. Они накапливались первоначально ниже уровня моря, но позже были подняты на большую высоту. Амплитуда подъема в ряде случаев может достигать 10 км.

2.Горизонтальные тектонические движения.

Проявляются в двух видах: сжатия и растяжения.

Сжатия. Собранные в складки осадочные слои указывают на уменьшение горизонтальных расстояний между отдельными точками, происходившие перпендикулярно осям складок.

Объяснение сжатия основывалось на наблюдающейся потере Землей тепла и возможным ее остыванием, что должно обусловливать сокращение ее объема.

Растяжение.

При растяжении возникают трещины, через которые на поверхность поступает огромное количество базальтовой магмы, образующей дайки и потоки.

13 Основные виды разрывных нарушений

Главнейшие виды разрывных нарушений — это сброс, надвиг и сдвиг.

Сброс — лежачее крыло поднято, висячее опущено. Сместитель падает в сторону опущенного крыла. Угол падения чаще всего составляет 40-60¦, но может быть любым. Сброс — деформация растяжения.

Крупные сбросы оконтуривают впадины Байкала, Телецкого озера, Красного моря и др.

Надвиг — лежачее крыло опущено, висячее поднято. Сместитель падает в сторону поднятого крыла. Угол падения чаще всего составляет 40-60¦. Надвиг — деформация скалывания в условиях сжатия. Гадвиги с очень крутым сместителем, более 60¦, называются взбросами.

Сдвиг — тектонический разрыв с перемещением крыльев в основном в горизонтальном направлении вдоль простирания сместителя.

Ориентирован, как правило, под углом к направлению тектонических сил и обладает крутым или вертикальным сместителем.

В природе возможны комбинации различных типов указанных разрывных нарушений (сбросо-сдвиговые, сдвиго-надвиговые и др.). По характеру взаимоотношения сместителя с простиранием пластов в складчатой структуре выделяют продольные, поперечные, косые, согласные и несогласные нарушения.

14 Магматизм и магматические горные породы

Магма — это вещество Земли в расплавленном жидком состоянии.

Она образуется в Земной коре и верхней мантии в интервалах глубин 30-400 км.

Характеристике магматических пород.

1. Минеральный состав — минералы подразделяют на породообразующие (главные и второстепенные) и акцессорные.

Породообразующие минералы — составляют>90% объема породы и представлены главным образом силикатами:

полевые шпаты, кварц, нефелин — светлоокрашенные,

пироксен, оливин, амфиболы, слюды — темноцветные.

В разных по химическому составу породах один и тот же минерал может быть главным или второстепенным.

Акцессорные минералы составляют, в среднем ~1% объема породы, и представляют: апатит, магнетит, циркон, рутил, хромит, золото, платину и др.

Классификация магматических пород

В основу классификации положены признаки — химический состав и генезис.

По химическому составу и в частности по содержанию кремнезема SiO 2 все породы делятся на :

ультраосновные SiO2 >45%

основные SiO2 до 45-52%

средние SiO2 до 52-65%

кислые SiO2 до 65-75%

В свою очередь среди этих групп каждая подразделяется по генезису на интрузивные и эффузивные.

15 ИНТРУЗИВНЫЙ МАГМАТИЗМ

I. Интрузивный магматизм — процесс внедрения магмы в вышележащие толщи и ее кристаллизация в земной коре не достигая поверхности на разных глубинах.

Для этого процесса характерно медленное снижение температуры и давления, кристаллизация в замкнутом пространстве. Магматические породы состоят из полностью раскристаллизованных зернистых агрегатов породообразующих минералов.

Такие магматические породы называются интрузивными .

В зависимости от глубины формирования интрузивные массивы подразделяются на приповерхностные, или субвулканические (последнее слово означает, что магма почти подошла к поверхности, но все-таки не вышла на нее, т.е.

образовался «почти вулкан» или субвулкан) — до первых сотен метров; среднеглубинные, или гипабиссальные,- до 1-1,5 км и глубинные, или абиссальные,- глубже 1-1,5 км.

К глубинным относятся секущие и пластовые жилы. а)секущие жилы пересекают слой горных пород под различными углами, называются дайками. Образуются в результате растяжения горных пород и заполнения пространства магмой.

Породы: порфириты, гранит – порфиры, диабазы, негматиты. б) пластовые жилы – силлы – залегают согласно с вмещающими породами, образуются в результате раздвигания магмой этих пород.

К глубинным также относятся:

лополит (чаша) S = 300 км2, m – 15 км.

в поперечнике, характерен для платформ.

факолит (чечевица) – образуется одновременно со складками; S ~ 300 км2, m ~ 10 км.

лакколит – грибообразный, верхние слои приподняты; S – 300 км2, m – 10 – 15 км.

Различают глубинные формы такие как:

батолиты – крупные гранитные интрузии, S – сотни и тысячи км2, в глубину – неопределено.

штоки – столбообразные тела, изометричные, S < 100 – 150 км2.

Типы строения земной коры

При изучении земной коры было обнаружено ее неодинаковое строение в разных районах.

Обобщение большого фактического материала позволило выделить два типа строения земной коры — континентальный и океанический.

Континентальный тип

Для континентального типа характерна весьма значительная мощность коры и присутствие гранитного слоя.

Граница верхней мантии здесь расположена на глубине 40—50 км и больше. Мощность толщи осадочных горных пород в одних местах достигает 10—15 км, в других — толща может полностью отсутствовать. Средняя мощность осадочных пород континентальной земной коры составляет 5,0 км, гранитного слоя — около 17 км (от 10—40 км), базальтового — около 22 км (до 30 км).

Как упоминалось выше, петрографический состав базальтового слоя континентальной коры пестрый и скорее всего в нем преобладают не базальты, а метаморфические породы основного состава (гранулиты, эклогиты и т.п.).

По этой причине некоторые исследователи предлагали этот слой называть гранулитовым.

Мощность континентальной земной коры увеличивается на площади горно-складчатых сооружений. Например, на Восточно-Европейской равнине мощность коры около 40 км (15 км — гранитный слой и более 20 км — базальтовый), а на Памире — в полтора раза больше (около 30 км в сумме составляют толща осадочных пород и гранитный слой и столько же базальтовый слой).

Особенно большой мощности достигает континентальная кора в горных областях, расположенных по краям материков. Например, в Скалистых горах (Северная Америка) мощность коры значительно превышает 50 км. Совершенно иным строением обладает земная кора, слагающая дно океанов. Здесь мощность коры резко сокращается и вещество мантии подходит близко к поверхности.

Гранитный слой отсутствует, мощность осадочной толщи сравнительно небольшая.

Строение земной коры и планетарные формы рельефа

Выше упоминались формы мега-, макро- и мезорельефа, образование которых обусловлено деятельностью эндогенных процессов (см. гл. 5, 6, 7). Самые крупные формы рельефа —планетарные — также обязаны своим происхождением внутренним силам Земли, лежащим в основе образования различных типов земной коры.

Данные геофизики и, в частности, глубинного сейсмического зондирования свидетельствуют о том, что земная кора под материками и океаническими впадинами имеет неодинаковое строение. Различают материковый и океанический типы земной коры (рис. 19).

Строение земной коры материков и океанов

Кора материкового типа характеризуется большой мощностью — в среднем 35 км, местами до 70 км. Она состоит из трех «слоев». Сверху залегает осадочный слой, образованный осадочными породами различного состава, возраста, генезиса и степени дислоцированности. Мощность его изменяется от нуля до 20 км. Ниже залегает «гранитный» слой, состоящий главным образом из кислых пород, близких по составу к граниту. Наибольшая мощность гранитного слоя отмечается под молодыми высокими горами, где она достигает 30 км и более. В пределах равнинных участков материков мощность гранитного слоя уменьшается до 15—20 км.

Под гранитным слоем залегает «базальтовый» слой, получивший свое название также условно: сейсмические волны проходят через него с такими же скоростями, с которыми в экспериментальных условиях они проходят через базальты и близкие к ним породы. Истинный состав «базальтового» слоя в пределах материков до сих пор остается неизвестным. Мощность его 15—20 км.

Кора океанического типа резко отличается от материковой. На большей части площади дна океана мощность ее колеблется от 5 до 10 км. Своеобразно и ее строение: под осадочным слоем мощностью от нескольких сотен метров до нескольких километров залегает промежуточный слой переменной мощности, нередко называемый просто «вторым слоем». Сейсмические волны распространяются в нем с большими скоростями, чем в осадочном, но меньшими, чем в гранитном слое. Предполагают, что промежуточный слой состоит из базальтовых лав и уплотненных осадочных пород. Под ним залегает «базальтовый» слой мощностью 4—7 км. Результаты глубоководного бурения и геофизических исследований показывают, что этот слой состоит из таких основных пород, как габро, нориты, базальты и некоторых ультраосновных пород. Таким образом, важнейшей специфической особенностью океанической коры являются малая мощность и отсутствие гранитного слоя.

Особое строение земная кора имеет в областях перехода от материков к океанам — в современных геосинклинальных поясах, где она отличается пестротой и сложностью строения. На примере западной окраины Тихого океана можно видеть, что окраинные геосинклинальные области обычно состоят из трех основных элементов — котловин глубоководных морей, островных дуг и глубоководных желобов’. Пространства, соответствующие глубоководным впадинам морей (Карибского, Японского и др.), имеют кору, по своему строению напоминающую океаническую. Здесь отсутствует гранитный слой, однако мощность коры значительно больше за счет увеличения толщины осадочного слоя. Крупные массивы суши, граничащие с такими морями (например, Японские острова), сложены корой, близкой по строению к материковой. Характерными особенностями переходных областей являются также сложное взаимосочетание и резкие переходы одного типа коры в другой, интенсивный вулканизм и высокая сейсмичность. Такой тип строения земной коры можно назвать геосинклинальным.

Своеобразными чертами характеризуется земная кора под срединно-океаническими хребтами. Она выделяется в особый, так называемый рифтогенный тип земной коры..Детали строения коры этого типа еще не совсем ясны. Ее важнейшая особенность — залегание под осадочным или промежуточным слоем пород, в котором упругие волны распространяются со скоростями 7,3—7,8 км/с, т. е. намного большими, чем в базальтовом слое, но меньшими, чем в мантии. Полагают, что здесь происходит смешение вещества коры и мантии. Это мнение в1974 г. получило дополнительное подтверждение в результатах глубоководного бурения, проведенного на Срединно-Атлантическом хребте.

Каждому из перечисленных выше типов земной коры соответствуют наиболее крупные, планетарные формы рельефа (рис. 20). Материковому типу земной коры соответствуют материки. Они образуют основные массивы суши. Значительные площади материков затоплены водами океанов. Эти части материков получили название подводной окраины материков. В геофизическом и геоморфологическом смысле границами материков следует считать самую нижнюю границу подводной окраины материков, где выклинивается гранитный слой и кора материкового типа сменяется океанической.

Схема соотношения различных типов земной коры и планетарных форм рельефа

Океаническому типу земной коры соответствует ложе океана. Сложно построенная кора геосинклинального типа находит отражение в рельефе геосинклинальных поясов или зон перехода от материков к океанам. Ниже для краткости мы будем именовать их переходными зонами. Рифтогенный тип земной коры соответствует в рельефе планетарной системе срединно-океанических хребтов.

Каждая планетарная форма рельефа характеризуется своеобразием присущих ей форм мега- и макрорельефа, в подавляющем большинстве случаев также обусловленных различиями в структуре земной коры.

Переходя к описанию мегарельефа крупнейших планетарных форм рельефа Земли, следует подчеркнуть, что при приведенном выше выделении планетарных морфоструктур береговая линия теряет свое значение как важнейшая физико-географическая граница, отделяющая сушу от морского дна. Однако роль ее безусловно велика, так как условия рельефообразования на морском дне и на суше существенно различны.

Следует также отметить, что на материках, являющихся весьма сложными образованиями, наряду с древними и молодыми платформами широко распространены совсем молодые морфоструктуры, обязанные своим происхождением альпийским горообразовательным движениям и еще не утратившие полностью черты, свойственные геосинклинальным областям. Однако эти морфоструктуры характеризуются уже сформировавшейся материковой земной корой.

В связи с указанными обстоятельствами дальнейшее описание форм мегарельефа суши дается по возможности отдельно от мегарельефа морского дна. Соответственно обзор мегарельефа материков включает в себя общую характеристику равнин и гор суши, в том числе эпигеосинклинальные горные сооружения. При обзоре переходных зон основное внимание уделяется морским (океаническим) элементам этой мегаморфоструктуры.

Земная кора

Регионы Земли

Во-первых, давайте рассмотрим строение Земли. Планета состоит из трех основных оболочек: очень тонкой, хрупкой коры, мантии и ядра. Ядро составляет только 15 процентов объема Земли, тогда как мантия занимает 84 процента. Корочка составляет оставшийся 1 процент. Состав коры сильно отличается от состава Земли в целом. Тяжелые элементы отделены к центру, а более легкие — к поверхности.

Состав

Наиболее распространены минералы, имеющие химический состав состоит из общих элементов, содержащихся в их среда.

Земная кора на 95% состоит из магматических и метаморфических пород. породы, 4% сланца, 0,75% песчаника и 0,25% известняка. В континентальная кора имеет средний состав, приблизительно равный гранодиорит (от среднего до кремнистого магматического камня), тогда как океанический кора имеет средний состав, который является базальтовым (с низким содержанием кремнезема вулканическая порода).

Элемент	Вес%	Атом.%	Объем%
O	46,60	62,55	~ 94
Si	27,72	21,22	~ 6
Al	8,13	6,47
Fe	5,00	1,92
Ca	3.63	1,94
Na	2,83	2,34
К	2,59	1,42
мг	2,09	1,84
Всего	98,59	100,00	100

Как видно из таблицы выше, кислород является наиболее распространенным минералом в коре, а наиболее распространенными минералами являются силикаты.(Мы поговорим об этом в следующий раз.)

Карбонаты также очень важны на поверхности Земли, потому что эти минералы образуются прямо или косвенно из углекислого газа в атмосфере.

Кора

Породы, составляющие кору, можно разделить на три типа.

Осадочные породы — породы, которые образуются в результате литификации отложений, химического осаждения или прямого биогенного осаждения. Некоторые распространенные типы — песчаник, сланец, уголь, известняк и коралл.
Магматические породы — камни, которые охлаждаются от магмы. Два самых распространенных типа — это гранит и базальт.
Метаморфические породы — породы, которые были изменены под воздействием высоких давлений, температур и / или химической реакции, еще находясь в твердом состоянии. Двумя распространенными типами являются мрамор, который получают из известняка, и сланец, получаемый из сланца.

Мантия

Мантия состоит в основном из силикатов железа и магния. Температура увеличивается с глубиной от 870 до 2200 градусов Цельсия.

Ядро

Ядро в основном состоит из горячего (выше 5000 ° C!) Металлического никеля и железа. Внешнее ядро жидкое, но внутреннее твердое из-за более высокого давления.

Минеральный состав: плотная упаковка

Во многих минералах ионы имеют плотноупакованную структуру. То есть более крупные ионы, обычно анионы, упаковываются как можно плотнее, чтобы минимизировать пустое пространство. Ионы меньшего размера, обычно катионы, занимают дырки в структуре. Плотноупакованные структуры начинаются с гексагонально упакованного слоя.Представьте себе, что каждый анион — это сфера. Вокруг него упакованы 6 других анионов.

В любом плотноупакованном массиве ионов есть как октаэдрические, так и тетраэдрические дырки, в которых могут находиться ионы меньшего размера.

На этом рисунке изображены три слоя ионов. Посмотрите на первый слой. Есть отверстия, окруженные 3 из этих анионов.

Мы добавляем второй слой (красный), чтобы каждый ион помещался в углубление в слое под ним. Некоторые дыры в первом слое закрыты другим ионом во втором слое.Это четырехгранные отверстия. Другие отверстия не закрываются таким образом. Катион большего размера мог бы поместиться в эти октаэдрические отверстия, которые окружены 3 анионами из одного слоя и 3 из другого слоя.

Третий слой покрывает эти октаэдрические отверстия в наслоении ABC кубической плотноупакованной структуры (ccp). Если бы третий слой находился в положении, идентичном первому, структура имела бы гексагональную плотную упаковку (ГПУ).

Наименьшей единицей, которая при повторении дает структуру материала, является элементарная ячейка.Ниже представлены три элементарные ячейки гексагональной плотноупакованной (ГЦК) структуры. Элементарная ячейка обозначена прямоугольником. Вы можете видеть, что нижний и верхний слои одинаковы для этой упаковки ABA …

Слои в элементарной ячейке кубической плотноупакованной структуры труднее увидеть, поскольку они расположены по диагонали ячейки. В одной вершине находится один атом из слоя A, а в противоположной вершине — другой атом из следующего слоя A, поэтому элементарная ячейка содержит части слоев ABCA.

Прочие сооружения

Некоторые минералы образуют менее компактные структуры, чем два указанных выше. Кубические структуры имеют один слой непосредственно поверх другого. Объемноцентрированная кубическая упаковка анионов подобна кубической упаковке с дополнительным анионом в каждом кубическом отверстии. Наименьшей единицей, которая при повторении дает структуру материала, является элементарная ячейка. Элементарная ячейка для кубической, объемно-центрированной кубической и гранецентрированной кубической показана ниже. Гранецентрированный кубик — это еще одно название кубического плотноупакованного куба.

Элементарные ячейки можно классифицировать по их размерам (высота, ширина, длина; a, b, c) и углам.

Назад Компас Индекс Вступление Facebook Следующий

Состав земной коры — химические элементы, минералы, горные породы

Кора — это самый удаленный по составу внешний скальный слой Земли. Из чего сделана корочка? Ответ на этот вопрос зависит от того, хотим ли мы знать, из каких химических элементов, минералов или типов горных пород он состоит.Это может быть удивительно, но около дюжины химических элементов, минералов или типов горных пород — это все, что нужно для описания примерно 99% коры. Эта статья об этих действительно распространенных и, возможно, немного менее распространенных, но заслуживающих внимания строительных блоках земли под нашими ногами.

Породы обыкновенные в земной коре. Магматические породы в первом ряду: гранит, габбро, базальт. Метаморфические породы второго ряда: гнейсы, сланцы, амфиболиты. Осадочные породы в третьем ряду: песчаник, сланец, известняк.

Наиболее распространенными химическими элементами в коре являются кислород (46,6%), кремний (27,7), алюминий (8,1), железо (5,0), кальций (3,6), калий (2,8), натрий (2,6) и магний. (2.1).

Эти цифры различаются в разных исследованиях, потому что у нас нет возможности узнать наверняка.

Это оценка химического состава земной коры, основанная на нашем понимании относительных пропорций различных типов горных пород в коре и их среднего состава.

Наше понимание наверняка ограничено, потому что средняя континентальная кора имеет толщину более 40 км, но у нас нет возможности взять ее непосредственно. Самые глубокие шахты достигают всего 4 км, а самая глубокая скважина — 12 км.

Элемент	Массовый процент	Минералы обыкновенные	Камни обыкновенные
Кислород	46,6	Силикаты, оксиды и т. Д. Кислород чрезвычайно широко распространен в земной коре и очень реакционноспособен.Объемно незначительная часть всех минералов не содержит кислорода.	Почти все обычные породы содержат кислород. Только сульфидные рудные тела и пласты эвапоритов почти не содержат кислорода, но в объемном отношении они относительно незначительны.
Кремний	27,7	Кремний содержит большую группу минералов, известных как силикаты. Кора более чем на 90% состоит из силикатных минералов. Кремний и кислород — два самых распространенных химических элемента в коре, которые также очень нравятся друг другу.Чистый оксид кремния известен как минеральный кварц, который составляет 12% корки. Нет ни одного обычного несиликатного минерала, содержащего кремний — кремний всегда соединяется с кислородом.	Силикатные минералы являются строительными блоками наиболее распространенных типов горных пород (базальт, гранит, сланец, гнейс, песчаник и т. Д.). Карбонатные породы (известняк, доломитовая порода) и эвапориты (гипсовая порода, каменная соль) являются заметными исключениями. Они не содержат кремний, если они чистые. Непрозрачные рудные минералы (оксиды и сульфиды) часто являются второстепенными компонентами большинства типов пород.Они также не содержат кремния.
Алюминий	8,1	Очень широко распространен в силикатных минералах (полевой шпат, глинистые минералы, слюда). Гидроксиды алюминия (бемит, диаспор, гиббсит) экономически важны как минералы алюминиевой руды.	Полевой шпат — очень распространенный минерал в коре, более половины (51%) корки состоит из этой группы минералов. Также распространены слюда и глинистые минералы, оба составляют около 5% корки. Следовательно, алюминий также чрезвычайно широко распространен.Однако обычно он не очень концентрирован в силикатных минералах. Алюминий из силикатных пород добывают очень редко. Боксит, который представляет собой богатый алюминием латерит, образующийся во влажных горячих областях, содержит гидроксиды алюминия и в основном добывается для получения алюминия. Алюминий в боксите — это остаток химического выветривания силикатных пород.
Утюг	5,0	Железо — широко распространенный элемент в минералах. Известными силикатными минералами, богатыми железом, являются пироксены, амфиболы, оливин, биотит черной слюды, гранат и т. Д.Железо также является важным элементом в осадочных породах. Он, как и алюминий, трудно растворить и унести с водой. Железо часто встречается в латеритной почве и образует минеральный оксид железа гематит цвета ржавчины. Гематит отвечает за красную окраску многих минералов и пород. Оксид железа магнетит распространен как акцессорный минерал в метаморфических и магматических породах. Пирит сульфида железа — самый распространенный сульфидный минерал. Железо также встречается в карбонатах (сидерит, анкерит), глинистых минералах (глауконит, хлорит).Железо — сильный хромофорный элемент, оно придает темную окраску минералам-хозяевам. Вот почему большинство пироксенов и амфиболов имеют черный цвет.	Железо на самом деле является самым распространенным химическим элементом на всей Земле, но большая его часть находится в ядре. Базальт, габбро, амфиболит, зеленый сланец и т. Д. — самые известные породы земной коры, содержащие много железа. Существует большое количество типов горных пород, которые содержат значительное количество железа, но большая часть добываемого железа поступает из метаморфизованных осадочных пород, известных как BIF (полосчатая формация железа).
Кальций	3,6	Кальций также очень широко распространен. Он всегда присутствует в полевых шпатах плагиоклаза (39% корки), но количество кальция там варьируется. Наиболее важные пироксены и амфиболы (авгит и роговая обманка) содержат кальций. Кальций содержится во многих других силикатных минералах, таких как гранат, эпидот, волластонит, титанит и т. Д. Кальций является составной частью кальцита, который является очень важным минералом, главным образом в осадочных средах. Апатит фосфата кальция также является распространенным минералом.Гипс является основным минералом эвапорита, который представляет собой химически гидратированный сульфат кальция. Фторид кальция известен как минеральный флюорит.	Одинаково успешно встречается в магматических, осадочных и метаморфических породах. Особенно известным кальцийсодержащим типом породы является известняк. Его метаморфический эквивалент — мрамор. Мрамор, как и известняк, состоит из кальцита. Кальцит — замечательный минерал. Существует даже магматическая порода, состоящая из чистого кальцита. Он известен как карбонатит, но очень редко встречается по сравнению с известняком и мрамором.Кальций обычно входит в состав минералов, таких как плагиоклаз, пироксены и амфиболы, в магматических породах. Основная кальцийсодержащая метаморфическая порода — амфиболит (метаморфизованный базальт, кальций содержится в роговой обманке и плагиоклазе). Фосфорит — еще одна важная осадочная порода, содержащая кальций (кальций содержится в фосфатном минерале апатите). Кальций также встречается в эвапоритах в виде минерального гипса.
Натрий	2,8	Натрий широко распространен в силикатных минералах.Это важный компонент как щелочного полевого шпата, так и плагиоклаза. Натрийсодержащие пироксены относительно редки. В амфиболах натрий встречается несколько шире, но не в такой степени, как кальций. Известный натрийсодержащий силикатный минерал — турмалин. Натрий является важным компонентом фельдшпатоидов, но как фельдшпатоиды, так и минералы группы турмалина встречаются относительно редко. Основным натрийсодержащим минералом в осадочных средах является галит (NaCl).	Магматические и метаморфические породы, содержащие полевой шпат.Большая часть натрия из выветрившихся магматических и метаморфических пород растворена в морской воде. Каменная соль — важнейшая осадочная порода, содержащая натрий.
Калий	2,6	Калий и натрий — подобные химические элементы как химически, так и геологически. Калий — важный компонент щелочного полевого шпата. Большинство щелочных полевых шпатов содержат намного больше калия, чем натрия, и поэтому их часто называют калиевыми полевыми шпатами. Важными калийсодержащими силикатными минералами являются слюды (5% корки).Биотит и мусковит — самые важные слюды, и оба они содержат калий. Наиболее важным осадочным минералом, содержащим калий, является сильвит (KCl).	Щелочные полевые шпаты и слюды являются обычными породами в силикатных магматических и метаморфических породах (гранит, гнейс, сланец и т. Д.). Большая часть калия из выветрившихся магматических и метаморфических пород растворена в морской воде. Сильвит не так распространен эвапоритом, как галит (каменная соль), потому что для осаждения сильвита требуется гораздо более высокая скорость испарения.
Магний	2,1	Магний очень широко распространен в мантии под корой. Оливин и пироксен являются наиболее важными минералами, содержащими магний, и эти минералы также входят в состав некоторых горных пород земной коры, особенно темных магматических пород. Амфиболы также содержат магний, но меньше, чем пироксены. Ион магния по размеру похож на железо и поэтому может легко заменить железо в решетке минералов. Так обстоит дело с оливином, пироксенами, амфиболами и даже слюдами (флогопит — это богатая магнием разновидность биотита).Важными минералами, богатыми магнием, в метаморфических породах являются тальк и серпентин. Магний в осадочной среде встречается в основном в карбонатах, доломите и магнезите. В морской воде растворено много магния. Магний добывается из морской воды.	Важными магнезиальными магматическими породами являются ультраосновные породы (перидотит, пироксенит). Породы, содержащие много пироксенов, такие как базальт и габбро, также содержат Mg, но в меньшей степени. Метаморфические магнезиальные породы представлены серпентинитами и тальковыми сланцами.Наиболее важной осадочной породой, содержащей магний, является доломитовая порода, которая представляет собой бывший известняк, преобразованный в доломит богатой магнием метеорной водой, просачивающей известняк.
Прочие	1,5	Другими общими элементами земной коры являются титан, водород, фосфор, марганец, фтор и т. Д. Их присутствие несколько более ограничено, но все они являются важными элементами в минералах и горных породах. Водород на самом деле является чрезвычайно распространенным компонентом широкого спектра минералов, но это самый легкий химический элемент, и поэтому он не составляет значительной части коры по массе.

Более 90% земной коры состоит из силикатных минералов. Самыми распространенными силикатами являются полевые шпаты (плагиоклаз (39%) и щелочной полевой шпат (12%)). Другими распространенными силикатными минералами являются кварц (12%), пироксены (11%), амфиболы (5%), слюды (5%) и глинистые минералы (5%). Остальная часть силикатного семейства составляет 3% корки. Только 8% корки состоит из несиликатов — карбонатов, оксидов, сульфидов и т. Д.

Если эти минералы действительно настолько распространены, мы все должны быть более чем знакомы с ними.Да, думаю, да. Даже если мы не знаем, как их назвать, мы наверняка их видели. Для большинства людей упомянутые выше силикаты настолько скучны и банальны, что мы, вероятно, не замечаем их и не обращаем на них внимания. Ниже представлена подборка фотографий, на которых показаны эти минералы в их естественной среде обитания (обнажения пород и образцы рук). Я намеренно показываю минералы в породах, потому что именно так они встречаются в коре. На красивые образцы с идеальными гранями кристалла приятно смотреть, но они редко встречаются в коре.Я не ценю такие кристаллы как учебный материал. Самостоятельно их найти крайне маловероятно, и поэтому они мало нас учат.

Плагиоклаз — важнейший минерал земной коры. Это обычное явление в основных магматических породах, таких как образец диабаза выше. Белые удлиненные вкрапленники в более мелкой основной массе базальта представляют собой кристаллы плагиоклаза. Черные кристаллы относятся к пироксену (минерал авгит). И авгит, и плагиоклаз встречаются также в тонкозернистой основной массе.Перед извержением магмы медленно образовывались крупные кристаллы, а остальные быстро затвердевали. Плагиоклаз настолько распространен, потому что базальтовые породы и их метаморфические эквиваленты очень широко распространены. Большая часть океанической коры состоит из базальтовых пород. Образец взят из Тенерифе, Канарские острова. Ширина образца 14 см.

Еще один образец базальтовой породы, но на этот раз с большим количеством оливина. Оливин (зеленый) плотнее плагиоклаза и пироксена (оба присутствуют в основной массе) и поэтому опускается на дно лавовых потоков, где образуются оливиновые кумулятивные породы.Этот образец оливинового базальта был добыт на острове Оаху, Гавайи. Ширина образца 6 см.

Глиняные минералы слишком малы, чтобы их можно было показать по отдельности. Даже в световой микроскоп вы увидите только грязь или пыль в зависимости от того, влажные или сухие эти минералы. Глинистые минералы — это силикаты, которые являются продуктами выветривания других силикатных минералов, в основном полевых шпатов. Снимок сделан в глиняном карьере в Эстонии.

Биотит — один из двух основных минералов слюды.Другой — светлый мусковит. Образец из Эвье, Норвегия. Ширина образца 11 см.

Породы делятся на три большие группы: магматические, метаморфические и осадочные породы. Океаническая кора в основном состоит из базальтовых магматических пород, покрытых тонким слоем отложений, наиболее толстых у окраин континентальных массивов суши. Континентальная кора намного толще и старше. Континентальная кора также гораздо более изменчива и структурно очень сложна.Практически все типы горных пород, известные человеку, встречаются в континентальной коре. Даже метеориты, ксенолиты из мантии и офиолиты (фрагмент бывшей океанической коры) являются составными частями континентальной коры, потому что именно там мы их нашли.

Примерно три четверти континентальной коры покрыто осадочными породами, и почти вся она покрыта рыхлыми отложениями (почвой, песком, грязью и т. Д.). Скорее всего, мы встретим эти материалы, но важно понимать, что, несмотря на то, что они настолько широко распространены на поверхности, они составляют лишь около 8% от всей массы корки.Осадки консолидируются в осадочные породы после захоронения. Песок превращается в песчаник, известковая грязь — в известняк, глина — в аргиллит. Осадочные породы устойчивы только в верхних частях коры. Высокое давление и температура в более глубоких частях метаморфизируют их (минералы перекристаллизовываются) в различные метаморфические породы. Основная часть континентальной коры состоит из метаморфических пород. Магматические породы также распространены на поверхности в вулканически активных регионах, но они также встречаются и глубже в земной коре в виде гранитных (в основном) интрузий.

Важные отложения — это песок, глина, ил (влажная смесь глины и мелкого песка) и известковый ил. Распространенными осадочными породами являются известняк (2% коры по объему), песчаник (1,7%), аргиллиты (4,2%), которые представляют собой литифицированные версии рыхлых отложений, упомянутых ранее. Химические отложения, такие как галит и гипс, также важны, но их общий объем явно меньше 1% корки. Важными магматическими породами являются гранит, гранодиорит, габбро, базальт, диорит, андезит и др.Очень сложно сказать, каков процент этих пород. Важные метаморфические породы представляют собой метаморфизованные эквиваленты широко распространенных осадочных и магматических пород. Обычные метаморфические породы — это сланец (метаморфизованный аргиллит), сланец (мет. Аргиллит, более высокое содержание, чем сланец), кварцит (мет. Песчаник), мрамор (мет. Известняк), гнейс (мет. Вулканическая порода или осадочные породы), амфиболит (мет. базальтовые породы).

Отложения и осадочные породы

Большая часть карбонатных пород когда-то была карбонатной грязью на морском дне.Эта грязь состоит из крошечных карбонатных панцирей фораминифер, кокколитофорид, брюхоногих моллюсков и т. Д. Этот образец представляет собой коралловый песок с Бермудских островов, состоящий из кусочков коралловых рифов и коралловых раковин. Ширина обзора 32 мм.

Песчаник — это литифицированный песок. Этот образец песка представляет собой дюнный песок из пустыни Гоби, Монголия. Ширина обзора 10 мм.

Известняк обычно состоит из известняковых остатков морских живых форм. Иногда они бывают достаточно большими, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.Это окаменелый известняк из Эстонии (ордовик) с окаменелостями трилобитов, брахиопод, мшанок и др. Ширина образца 16 см.

Гипс — это эвапоритовый минерал. Эвапориты — это водорастворимые химические отложения, которые кристаллизуются из концентрированной (высокой солености) морской воды в лагунах. Снимок сделан на Кипре.

Песчаник — это литифицированный песок. Красноватый цвет обусловлен тонким порошком гематита (оксида железа), который покрывает зерна кварца, составляющие большую часть осадка.Обнажение девонского песчаника в Эстонии.

Известняк в большинстве случаев представляет собой литифицированную известковую грязь. Обнажение силурийского известняка на Сааремаа, Эстония.

Аргиллит (альтернативные названия — сланец, аргиллит и аргиллит) — это литифицированный ил. Обнажение в Шотландии. Молоток для масштабов. Аргиллиты — самые распространенные осадочные породы.

Аргиллиты в большинстве случаев образуются при движении быстро движущейся подводной лавины илистой воды с континентального склона.Такой поток осадка известен как поток мутности. Последовательность мутности обычно состоит из множества чередующихся слоев алевролита (очень мелкого песчаника) и ила. Ил оседает быстрее, чем глинистые минералы, и поэтому каждое течение состоит из двух отдельных слоев (их может быть даже больше). Вот изображение темного аргиллита и светлого алевролита под ним. Эти образцы взяты из мутного потока из Испании. Образцы взяты из одного обнажения, но там их не было рядом.Ширина образцов около 20 см.

Обнажение турбидита в Марокко. Подобные осадочные толщи ранее были известны как флиш. Этот термин в настоящее время используется редко, потому что объяснение того, как образуется флиш, явно устарело. Раньше это было неотъемлемой частью геосинклинальной теории, которая пыталась объяснить процесс горообразования до того, как мы поняли, что существует гораздо лучшее объяснение, известное как тектоника плит.

Магматические породы

Магматические породы классифицируются по содержанию кремнезема.Камни, содержащие много кремнезема, обычно светлые. Наиболее важные минералы — полевой шпат и кварц. Эти породы называются кислыми породами (полевой шпат + кремнезем). Обычные кислые породы — гранит и риолит. В основных породах мало кремнезема, но относительно много магния и железа. Они имеют темный цвет и названы основными породами (магний + железо). Однако, независимо от того, кислые они или основные, эти породы всегда содержат гораздо больше кремния, чем магния или железа. Важными минералами в основных породах являются пироксен, плагиоклаз, а иногда также оливин или амфибол.Встречаются также породы промежуточного состава (диорит и андезит).

Магматические породы далее подразделяются на интрузивные (плутонические) и экструзивные (вулканические). Интрузивные породы представляют собой крупно- и экструзионные породы мелкозернистые. Гранит, диорит и габбро — интрузивные породы. Риолит, андезит и базальт — вулканические породы. Фельзитовые породы гораздо более вязкие и поэтому относительно редко выходят на поверхность. Обычно они затвердевают в виде интрузивных пород. Следовательно, гранит является очень распространенным типом горных пород, в то время как риолит не является редкостью, но нигде не так широко распространен, как гранит.С мафическими породами дело обстоит иначе. Базальтовая магма менее вязкая и относительно легко выходит на поверхность. Базальт — очень распространенный тип горных пород, особенно в верхней части океанической коры. Андезит находится где-то посередине. Это довольно распространенный тип пород, связанный с вулканизмом зоны субдукции, но не такой распространенный, как базальт.

Кстати, средний состав континентальной коры — андезитовый. Следовательно, мы считаем, что это дает нам представление о том, как формировалась континентальная кора.Именно вулканизм зоны субдукции создает промежуточную по составу лаву, менее плотную, чем базальтовые породы океанической коры, и поэтому не может нырять обратно в мантию. Таким образом, континентальная кора не перерабатывается конвейерной лентой океанической коры и со временем может только становиться все больше и больше.

Риолит — вулканический эквивалент гранита. Образец из Шотландии шириной 8 см.

Габбро — основная интрузивная порода.Образец с Кипра (из офиолита Троодос, который представляет собой бывшую океаническую кору) имеет ширину 7 см.

Базальт — вулканический эквивалент габбро. Образец из Северной Ирландии шириной 8 см.

Андезит — обычная вулканическая порода, которая по составу занимает промежуточное положение между основными и кислыми породами. Белый минерал — плагиоклаз. Ширина образца с Санторини — 7 см.

Метаморфические породы

Этот тип породы когда-то был песчаником, но он был похоронен настолько глубоко, что зерна кварца слились вместе и образовали прочную метаморфическую породу, известную как кварцит.Образец из Ирландии.

Мрамор представляет собой метаморфизованный известняк. Он состоит из кальцита. Обнажение находится в Карелии, Россия.

Сланец — метаморфическая порода с сильным слоистым слоем, скорее всего, метаморфизованный аргиллит. Фотография сделана в Шотландии.

Ручной образец сланца из Испании. Ширина образца 9 см.

Хлоритовый сланец — это метаморфизованная основная магматическая порода, которая богата железосодержащим зеленым листовым силикатным минералом хлоритом, который дает сланцевую трещину в породе.Ширина образца 13 см.

Гнейс — очень распространенная метаморфическая порода. Возможно, до пятой части коры сложено гнейсовидными породами. Карелия, Россия. Этот образец имеет состав обычного гранита: розовый калиевый полевой шпат, серый кварц и черный биотит. Ширина образца 11 см.

Marshall, Clare P. & Fairbridge, Rhodes W. (Eds.). Энциклопедия геохимии (серия Энциклопедия наук о Земле). Springer.

Элементы земной коры

Это таблица, которая показывает элементный химический состав земной коры.Имейте в виду, что это приблизительные цифры. Они будут варьироваться в зависимости от способа их расчета и источника. Земная кора на 98,4% состоит из кислорода, кремния, алюминия, железа, кальция, натрия, калия и магния. На все остальные элементы приходится примерно 1,6% объема земной коры.

Основные элементы земной коры

Элемент	Объемные проценты
кислород	46.60%
кремний	27,72%
алюминий	8,13%
утюг	5,00%
кальций	3,63%
натрий	2,83%
калий	2,59%
магний	2,09%
титан	0,44%
водород	0.14%
фосфор	0,12%
марганец	0,10%
фтор	0,08%
барий	340 страниц в минуту
углерод	0,03%
стронций	370 частей на миллион
сера	0,05%
цирконий	190 страниц в минуту
вольфрам	160 страниц в минуту
ванадий	0.01%
хлор	0,05%
рубидий	0,03%
хром	0,01%
медь	0,01%
азот	0,005%
никель	след
цинк	след

Минеральный состав

Кора химически похожа на андезит.Самыми распространенными минералами в континентальной коре являются полевой шпат (41%), кварц (12%) и пироксен (11%).

Имейте в виду, что элементный состав земной коры не совпадает с составом Земли. Мантия и ядро составляют значительно большую массу, чем кора. В мантии около 44,8% кислорода, 21,5% кремния и 22,8% магния, а также железа, алюминия, кальция, натрия и калия. Считается, что ядро Земли состоит в основном из никелево-железного сплава.

Источники

Хейнс, Уильям М. (2016). «Изобилие элементов в земной коре и в море». CRC Справочник по химии и физике (97-е изд.). Тейлор и Фрэнсис. ISBN 9781498754286.
Кринг, Дэвид. Состав континентальной коры Земли по составу пластов ударного расплава. Луна и планетология XXVIII.

Восемь наиболее распространенных элементов в земной коре

Обновлено 4 марта 2020 г.

Розанн Козловски

Рецензент: Лана Бандойм, Б.S.

Самая удаленная поверхность Земли называется литосферой, или земной корой. Этот жесткий слой содержит как океаны, так и суши. Большинство элементов содержится в земной коре лишь в следовых количествах, но некоторые из них имеются в большом количестве.

Элементы и соединения

В природе 92 элемента, от водорода до урана, и земная кора содержит почти все из них.

Напомним, что элемент — это вещество, которое не может быть разрушено химическими средствами.Атомы определенного элемента имеют одинаковое количество протонов в ядре. В периодической таблице элементы обозначены символом, например O для кислорода.

Когда два или более элемента объединяются, образуется соединение. Примером является тетраоксид кремния SiO ₄, соединение кислорода и кремния.

Кислород: самый распространенный элемент в земной коре

Кислород , O ₂, безусловно, самый распространенный элемент в земной коре ( 46).6 процентов , почти половина массы корки.

Кислород — это элемент с высокой реакционной способностью, способный соединяться со многими другими элементами с образованием соединений. Он легко соединяется с кремнием (Si) с образованием силикатных минералов или с железом (Fe) с образованием различных соединений железной руды.

Кремний: второй по численности элемент в земной коре

Кремний , Si, представляет собой металлоид, второй по распространенности элемент в земной коре, и на его долю приходится 28 процентов массы коры.

В сочетании с кислородом образует силикатные материалы, такие как диоксид кремния, SiO ₂. Песок состоит в основном из диоксида кремния, а кварц и другие кристаллические породы образованы из других силикатных материалов. Кремний также является важным материалом при производстве электроники и компьютерных микросхем.

Алюминий: самый распространенный металл после перехода

Алюминий , Al, является третьим по распространенности элементом в земной коре с 8,1% массы коры.

Весь земной алюминий соединяется с другими элементами, образуя соединения, и он никогда не встречается как одинокий элемент. Оксид алюминия (Al ₂ O ₃), гидроксид алюминия (Al (OH) ₃) и сульфат алюминия калия (KAl (SO ₄) ₂) являются распространенными соединениями алюминия. Алюминий и алюминиевые сплавы находят множество применений — от кухонной фольги до производства ракет.

Железо: переходный металл

Железо , Fe, является четвертым по распространенности элементом в земной коре, составляя более 5 процентов массы коры.

Железо в основном получают из минералов гематита и магнетита. Из всего рафинированного металла в настоящее время 90 процентов составляет железо, в основном для производства стали, сплава углерода и железа. Железо также является важным питательным веществом в организме человека.

Кальций: самый распространенный щелочноземельный металл в земной коре

Кальций , Са, является самым распространенным щелочноземельным элементом в земной коре и составляет примерно 3,6 процента земной коры.

Этот пятый по распространенности элемент в земной коре является химически активным элементом, который легко образует соединения с кислородом и водой и не встречается в природе в свободном виде. Производители используют соединения кальция во многих областях, включая гипсокартон (гипсокартон), мел и зубную пасту.

Натрий: самый распространенный щелочной металл в земной коре

Натрий , Na, является самым распространенным щелочным металлом в земной коре и составляет 2,8% земной коры.

Шестой по распространенности элемент наиболее известен как часть соединения, из которого производится поваренная соль, хлорида натрия (NaCl). Натрий обладает высокой реакционной способностью и не встречается в качестве одиночного элемента. Он входит в состав многих полезных соединений, таких как пищевая сода, каустическая сода и бура. Натриевые лампы излучают яркий желто-оранжевый свет и широко используются для освещения дорог и парковок.

Калий: щелочной металл

Калий , K, составляет около 2,6 процента земной коры и является седьмым по распространенности элементом.

Этот чрезвычайно реактивный элемент никогда не встречается в природе в свободном виде и образует многочисленные соединения. Некоторые соединения калия используются в производстве удобрений, мыла, моющих средств и некоторых видов стекла.

Магний: щелочноземельный металл

Магний , восьмой по распространенности элемент в земной коре, составляет примерно 2,1 процента массы коры.

В природе магний встречается только в составе соединений, а не как одиночный элемент.Магний имеет множество применений: в домашних условиях он может использоваться как антацидное и слабительное средство, а также является важным ингредиентом английской соли. В промышленности магниево-алюминиевый сплав используется в конструкции самолетов и других областях, где требуются прочные легкие металлы.

PhysicalGeology. Лекции 3-4

Я могу представить себе, что в классе есть ученики, которые не изучали химию в старшей школе или не перевели ее из другого колледжа. Потребуются некоторые фундаментальные знания химии, а лекции и текст должны предоставить вам достаточный фон.Не паникуйте, если это новый материал. Читайте тексты, прочтите это резюме и задавайте вопросы! Обычно эти аннотации не содержат столько «текста», сколько содержится в этом. Это связано с тем, что прошлый опыт подсказывает, что в этом разделе необходим дополнительный материал, чтобы подвести всех примерно к одинаковому уровню понимания. Одна из целей — познакомить вас с некоторыми важными материалами Земли; Показанные выше кристаллы аметиста высоко ценились за их эстетическое качество. [Иллюстрация — http: // www.нет mil / planet_earth / photos.html]

Состояния вещества

Все, что имеет массу и занимает пространство, является материей. Следующая классификация поможет определить состояния, в которых может находиться материя.

Твердое вещество — твердое вещество, которое сохраняет свою форму, если оно не искажается силой
- Кристаллическое твердое тело — как указано выше, а структура (распределение компонентов) очень регулярная и повторяющаяся — дальний порядок
- Некристаллическое твердое тело — как указано выше, но структура демонстрирует ближний порядок — стекло является некристаллическим или аморфным твердым телом
Жидкость — легко течет и принимает форму своего контейнера — ближний порядок
Газ — легко течет и расширяется, заполняя свой контейнер — неупорядоченный структура

Минералы

Прочтите этот материал, пока не дойдете до раздела, посвященного камням.

Минерал:

— кристаллическое твердое вещество
— встречается в природе
— неорганическое — не образуется как часть жизненного процесса
имеет фиксированный химический состав или состав, который варьируется в известной степени

Вся материя состоит из химических элементов, каждый из которых состоит из частиц, называемых атомами. Довольно грубая, но полезная картина атома — это жесткая сфера. Радиусы этих атомов составляют несколько Ангстрем (где Ангстрем составляет 10-10 см.Есть 92 так называемых естественных элемента, 89 из которых могут быть обнаружены на Земле в настоящее время. Вам остается подумать о том, что случилось с «пропавшей тройкой».

Эти сферы содержат центральное ядро, которое содержит два типа частиц:

протонов, несущих положительный заряд, и
нейтронов, которые являются нейтральными (без заряда)

Атомный номер — это количество протонов в ядре атома. Атомное массовое число — это количество протонов и нейтронов в ядре.Все атомы элемента имеют одинаковое количество протонов — следовательно, один и тот же атомный номер; например, все атомы водорода имеют в ядре один протон. Каждому элементу присвоен символ — H для водорода. Вы должны выучить символы для восьми самых распространенных элементов в земной коре (кислород (O), кремний (Si), алюминий (Al), кальций (Ca), железо (Fe), магний (Mg), натрий ( Na) и калий (K).

Если бы мы могли взвесить отдельные атомы водорода, мы бы обнаружили некоторое изменение их массы; это должно быть связано с вариациями в количестве атомов водорода. нейтроны в своем ядре, как и все, должны иметь одинаковое количество протонов.Атомы с одинаковым атомным номером, но разными массовыми числами — это изотопов . Например, все атомы углерода имеют порядковый номер 6, но есть три изотопа углерода -12, 13 и 14. (Сколько нейтронов у каждого изотопа?)

Помимо частиц в ядре есть отрицательно заряженные частицы — электронов, , которые «вращаются» вокруг центрального ядра. Признание того, что распределение электронов вокруг ядра не является случайным, было одним из величайших достижений физиков 1920-х годов — квантовой механики.Электроны занимают «уровни», которые отделены от каждого из них некоторым объемом пространства, через которое электроны могут проходить, но не оставаться. Фактически, большая часть объема атома состоит из пустого пространства. [Я помню, как Супермен мог проходить сквозь твердые объекты!] Электроны «притягиваются» к ядру (притягиваются положительные и отрицательные заряды). Первичное деление этих уровней называется главным квантовым числом. Первый уровень (К) наиболее близок к ядру. По мере увеличения главного числа 1…2 …. 3 …. 4 количество электронов, которые могут находиться на уровне, увеличивается.

Уровень электронов

1 = К 2
2 = L 8
3 = М 18
4 = N 32

Максимальная вместимость = 2n2 (дважды n в квадрате)

В нейтральном атоме количество отрицательных частиц равно количество положительных частиц (электроны = протоны).

Полезное упражнение — начать с первого элемента (водорода) с одним протоном и одним электроном и добавить один протон и один электрон, чтобы создать оставшиеся химические элементы.Процесс наращивания работает следующим образом. Начнем с одного электрона — он занимает пустое место. ближайший к ядру уровень. второй электрон переходит на первый уровень (атомарный гелий) и оболочка К) заполнена. Собственно, внутри основного уровня есть подуровни (кроме К-оболочка).


Максимальное количество электронов субоболочки

с 2
стр. 6
d 10
ж 14

Для элемента 11 (Натрий — Na) есть 11 электронов и 11 протонов. Два электрона находятся в оболочке K, 8 — в оболочке L и один — в оболочке M.Самый дальний электрон (ы) называют валентными электронами. Если бы один электрон был удален каков баланс между положительными и отрицательными зарядами? An Ион — заряженный атом; то есть есть избыток положительных ( катион ) или отрицательный заряд ( анион ). Если удалить электрон, катион сформирован. Если добавить электрон, образуется анион. Из восьми наиболее распространенных элементов в земной коре только кислород образует анионы; остальные образуют катионы, теряя один или несколько электронов.Когда есть 8 самых внешних электронов в s- и p-подоболочках, атом имеет тенденцию сопротивляться изменениям, и ионы образуются с большим трудом, если вообще образуются.

Орбитали основного уровня

  K 1 с (макс. = 2) Всего = 2
  L 2с (макс = 2), 2р (макс = 6) Всего = 8
  M 3s (max = 2), 3p (max = 6), 3д (max = 10) Всего = 18

Химическая связь — большинство элементов на Земле вступают в реакцию с образованием соединений, хотя некоторые из них стабильны как элементы (например, золото). Существует несколько «моделей склеивания», которые необходимо обобщить.

Ионная связь — Элемент 11 (натрий) имеет единственный валентный электрон, который может быть относительно легко потерян, поскольку он относительно далеко от положительных зарядов в ядре. Потребность кислорода (атомный номер 8) требует двух электронов, чтобы дать ему полные s- и p-подоболочки. Соединение Na2O состоит из двух катионов натрия и одного аниона кислорода. Каждый натрий вносит один электрон в кислород, придавая ему заряд -2. Это соединение «скреплено» ионными связями.
Ковалентная связь — Углерод содержит 6 электронов, 4 из которых находятся на самом внешнем уровне (L-уровень).Два атома углерода могут соединиться, поделившись своими четырьмя электронами, что создаст полные s- и p-подоболочки в L-основной оболочке. Ковалентная связь предполагает обмен электронами.
Металлическое соединение — Металлы известны своей способностью проводить поток электронов. Металлическая связь включает в себя «размытие» валентных электронов атомов металла. Эти электроны легко перемещаются.
Ван-дер-Ваальсова связь Атомы углерода в графите связаны между собой конвалентными связями, образуя слои из атомов углерода.Листы удерживаются вместе слабыми силами притяжения.

Периодическая таблица обеспечивает основу для размещения химические элементы, так что их сходство распознается. Посмотрите на свойства кислорода и кремния — двух элементов, наиболее распространенных в земной коре, — щелкнув по их символам в Периодической таблице.

Признание того, что элементы могут быть организованы систематическим образом, чтобы подчеркнуть взаимосвязь между атомами, было крупным прорывом в истории химии.Например, все элементы в первом столбце (щелочные металлы) имеют один внешний электрон в своей самой внешней подоболочке (s-подоболочке). Все эти элементы могут потерять один электрон, образуя катион с зарядом +1. Все элементы в крайнем правом столбце (инертные или нобелевские газы) имеют два s-электрона и восемь p-электронов на своем внешнем уровне (называемом валентным уровнем). Обратите внимание, что Периодическая таблица имеет форму искаженной буквы «H». Вертикальные полосы (стороны H) содержат элементы группы A.Центральная полоса содержит «переходные» элементы. Внизу страницы два ряда — «Лантаноиды» и «Актиниды». Посмотрите, где эти строки вписываются в букву «H». Если бы эти строки, которые показаны в правильном положении, Периодическая таблица была бы менее компактной.

Вопросы

Что такое атом?
Ничья поперечное сечение атома и найдите эти три частицы.
8 самых распространенных элементов, из которых состоит Земля корочка? Сколько здесь катионов? Сколько анионов? Какой самый большой? Какой самый маленький? Обратите внимание (из текста и из класса), что кислород и кремний составляют 75% веса земной коры.
Как этот список соотносится с наиболее распространенными элементами в … Вселенная … атмосфера Земли … вся Земля.
Опишите связывание … ионное … ковалентное … другие типы

Подумайте о утверждении, что кислород занимает 95% объема земной коры. Если бы кислород был кубиками, их можно было бы собрать вместе, чтобы заполнить пространство. Однако предполагается, что атомы кислорода являются сферами, и вы не можете упаковать сферы одинакового размера, чтобы заполнить все пространство; некоторые открытые пространства останутся внутри каркаса, созданного кислородом.В эти открытые пространства вписываются и другие ионы. В общем, эти пространства «правильные». Один из распространенных типов пространства — это пространство, которое создается, когда есть три атома кислорода внизу и один вверху. Это называется «четырехгранная пустота». (Тетраэдр — это правильное твердое тело, состоящее из четырех граней, каждая из которых представляет собой равносторонний треугольник.) Чем больше ион, тем больше предпочтительное место. Координационное число катиона — это число ближайших соседних анионов. Кремний, за одним исключением, предпочитает «сидеть» в тетраэдрической пустоте, образованной упаковкой анионов кислорода вместе.Таким образом, кремний обычно имеет координационное число 4. Координационные числа используются для получения структурной формулы. Помните, что нижние индексы указывают количество ионов в одной формульной единице, а числа над химическими символами — координационные числа.

Кварцевый
4
SiO2

Стишовит
6
SiO2

Кварц и стишовит — это полиморфов (много форм). Они имеют одинаковый химический состав, но различаются по структуре и, следовательно, по физическим свойствам. Увеличение давления способствует большему координационному числу.Температура имеет обратный эффект. Если бы большой метеорит столкнулся с кварцем, то мог бы образоваться стишовит (если бы давление было достаточно высоким).

Другие полиморфы

алмаз и графит (оба углерода)
кальцит и арагонит (оба карбонат кальция)

В определении минерала было отмечено, что минерал имеет фиксированный состав (например, кварц) или состав, который изменяется в пределах предел. Рассмотрим два минерала форстерит и фаялит.

Форстерит
6 4
Mg2SiO4

Фаялит
6 4
Fe2SiO4

Обратите внимание, что два минерала различаются по химическому составу: один содержит Mg (магний), а другой — Fe (железо). В остальном химические формулы идентичны. Обратите внимание, что и Mg, и Fe находятся в 6-кратных сайтах (октаэдрических). Размеры этих двух ионов почти идентичны, заряд на обоих составляет +2, а связи Mg-O и Fe-O имеют преимущественно ионную природу. Когда происходит такое сходство, ионы могут замещать друг друга, образуя твердый раствор серии .Последовательность между этими двумя концевыми элементами называется серией оливина . Составы варьируются от чистого форстерита до чистого фаялита. Не все серии твердых растворов являются полными; некоторые демонстрируют ограниченное количество замещения.

Практически все обычные минералы, с которыми мы будем работать, относятся к серии твердых растворов. Кварц — заметное исключение.

Классификация минералов

Широчайшая классификация почти 3500 известных минералов основана на химическом составе.Таким образом, мы распознаем природные элементы (отдельные химические элементы), карбонаты (содержащие группу CO3, силикаты (содержащие кремний и кислород) и другие широкие химические группы.

Химически силикаты очень сложны, и не было достигнуто большого прогресса в понимании, пока не была разработана структурная классификация. Самый распространенный «структурный элемент» — кремний / кислородный тетраэдр. Простейший структурный класс силикатов — это те соединения (минералы), которые состоят из отдельных одиночных тетраэдров — несосиликатов.Тетраэдры могут делить между собой атомы кислорода. Два, три и четыре атома кислорода на тетраэдр могут быть общими, а в некоторых структурах существуют две или более схемы совместного использования. Ниже перечислены наиболее распространенные минералы. (имейте в виду, что все они содержат Si и О. многие также содержат Al).

Минерал	Структурный тип	Состав
Оливин	Изолированный	Богатый Fe и Mg
Пироксен	Одиночные цепи	Ca, Fe и Mg с высоким содержанием
Амфибол	Двойные цепи	Богатые Ca, Fe, Mg и K (с «OH»)	Слюда	Листовые силикаты	K, богатые Na (с «ОН»)	Плагиоклаз	Тектозикаты	Ca и Na богатые	Щелочной полевой шпат	Тектосиликаты	Обогащенные Na и K	Кварц	Тектосиликаты	Si

Кроме того, важны следующие минеральные группы — особенно в осадочных породах

Карбонаты
Сульфаты
Соли

Силикатная структурная классификация .[затем вернитесь на эту страницу]

Вопросы

Используйте раздел Properties , чтобы ответить на следующие вопросы.

Различают трещину и скол
Что такое блеск?
Кварц имеет твердость 7, а тальк — 1. Кварц в семь раз тверже талька? Объясните, что такое шкала шкалы Мооса и как ею пользоваться. Как алмаз «ограняется»?
Что такое удельный вес? Удельный вес континентальной коры равен 2.6, тогда как удельный вес океанической коры равен 3,0.
Кварц и полевой шпат — два самых распространенных минерала в земной коре. Как это согласуется со списком самых распространенных элементов в земной коре?
- Континентальная кора — щелочной полевой шпат
- Океаническая кора — плагиоклаз

Хороший индекс минералов и драгоценных камней доступен для студентов Университета Висконсина .

Если вам нравится рассматривать образцы минералов, вы, вероятно, захотите взглянуть на некоторые изображения из Смитсоновской коллекции минералов Smithsonian Minerals

Вернуться к списку литературы по Physical Geology

Вернуться на главную страницу Physical Geology

Содержание элементов в земной коре

Железо

Элемент	Символ	Атомный номер	% по массе в Солнечной системе	Процент на Земле	Процент в теле человека
Водород	H	1	70.6	0,14	9,5
Гелий	He	2	27,5	След	След
Углерод	C	6	0,30	0,017
Азот	N	7	0,11	След	3,3
Кислород	O	8	0,59	47	65
Натрий	Натрий	0.0033	2,8	0,2
Магний	Mg	12	0,0069	2,1	0,1
Фосфор	P	15	Trace	0,07	Сера	S	16	0,0396	0,03	0,3
Хлор	Cl	17	След	0.01	0,2
Калий	K	19	След	2,6	0,4
Кальций	Ca	20	0,006	3,6	1,5
Fe	26	0,12	5	След

Проценты даны в процентах по массе указанных элементов. Значения для солнечной системы получены от Арнетта, см. Ниже.Видно, что состав человеческого тела заметно отличается от содержания элементов в земной коре. Элементы, на которых основана жизнь, часто обозначают комбинацией CHONPS, углерода, водорода, кислорода, азота, фосфора и серы. Обратите внимание, что азот редко встречается на Земле, но является основным компонентом белков, рабочих молекул жизни.

Index

Tables

Data Reference
Audesirk & Audesirk
Ch 2, Table 2-1

% PDF-1.6 % 1049 0 объект >] / PageLabels 1015 0 R / Pages 1018 0 R / Тип / Каталог >> эндобдж 492 0 объект > поток 2011-11-01T11: 53: 15-05: 00Adobe Acrobat 10.02011-11-17T18: 02: 08-06: 002011-11-17T18: 02: 08-06: 00application / pdfuuid: d69ecff4-9bef-4304-b604- f94ba0ef77ecuuid: 7e9f7031-28ad-4a8d-bfe9-f73c726043c1default1

convertuuid: ce67bd47-9b8d-4e9c-ae39-e56e388c3451 преобразовано в PDF / A-1bPreflight2011: 9013-11-06T

преобразовано в uuid: c4d03347-9a16-46c7-9821-76113c80ba91 преобразовано в PDF / A-1bPreflight2011-11-17T18: 00: 54-06: 00

Adobe Acrobat 10.0 Paper Capture Plug-in1B

http://ns.adobe.com/pdf/1.3/pdfAdobe PDF Schema

internal Объект имени, указывающий, был ли документ изменен для включения информации о треппинге TrappedText

http://ns.adobe.com/xap/1.0/mm/xmpMMXMP Схема управления носителями

Внутренний идентификатор на основе UUID для конкретного воплощения документа InstanceIDURI

внутренний — Общий идентификатор для всех версий и представлений документа.Оригинальный документ IDURI

http://www.aiim.org/pdfa/ns/id/pdfaidPDF/A ID Schema

internalPart of PDF / A standardpartInteger

внутренняя Поправка к стандарту PDF / A amdText

внутренний Уровень соответствия стандарту PDF / A Текст

конечный поток эндобдж 1439 0 объект > эндобдж 1015 0 объект > эндобдж 1018 0 объект > эндобдж 1019 0 объект > эндобдж 1025 0 объект > эндобдж 1031 0 объект > эндобдж 1037 0 объект > эндобдж 1038 0 объект > эндобдж 1039 0 объект > эндобдж 1040 0 объект > эндобдж 1041 0 объект > эндобдж 1042 0 объект > эндобдж 1043 0 объект > эндобдж 1044 0 объект > эндобдж 1045 0 объект > эндобдж 1046 0 объект > эндобдж 456 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 460 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 464 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 468 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 472 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 476 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 480 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 2414 0 объект > поток HWko [_q / Uj ;.

РубрикаРазное

Виды земной коры таблица: Типы земной коры материковой и океанической (Таблица)