Вещественный состав литосферы. Основные положения теории литосферных плит. Границы литосферных плит проходят в океанах по срединно-океаническим хребтам, а на материках – по горным поясам

Литосфера – внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. В настоящее время земной корой принято считать верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы Мохоровичича. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву.

Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы. Преобладающие элементы химического состава литосферы: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.

Земная кора – наиболее неоднородная оболочка Земли, образованная различными минеральными ассоциациями в виде осадочных, изверженных и метаморфических горных пород, различных форм залегания.

В настоящее время под земной корой понимают верх­ний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейс­мической границы. Эта граница находится на разных глу­бинах, где отмечается резкий скачок скорости сейсмиче­ских волн, возникающих при землетрясении.

Выделяют два типа земной коры – континентальный и океаниче­ский. Континентальный отличается более глубоким зале­ганием сейсмической границы. В настоящее время чаще используется термин литосфера, предложенный еще Э. Зюссом, под которым понимают более обширную, чем земная кора, область.

Литосфера – это верхняя твердая оболочка Земли, име­ющая большую прочность и переходящая в менее прочную астеносферу. Литосфера включает земную кору и верхнюю мантию до глубины примерно 200 км.

Строение земной коры имеет неровный характер. Гор­ные системы чередуются с равнинами на материках. Ма­терики, в свою очередь, представляют собой приподнятые над уровнем моря участки земной коры. Пространствен­ное расположение материков на планете В.И. Вернадский назвал «диссиметрией планеты». Если разделить земной шар по тихоокеанскому побережью на две половины, то получится как бы два полушария: континентальное, где сосредоточены все материки с Атлантическим и Индийским океанами, и океаническое, которое займет площадь всего Тихого океана. Это связано со строением и составом земной коры в пределах континентального и океаниче­ского полушарий. Разная толщина земной коры в области континентов и океанов связана с различием состава сла­гающих ее горных пород. Океаническая кора сложена в основном базальтовым материалом, континентальная – материалом, близким по составу к граниту. Гранитные породы содержат больше кремневой кислоты и меньше железа, чем базальтовые.

Общий химический состав земной коры определяют не­многие химические элементы. Всего лишь восемь элемен­тов: кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, на­трий, магний, калий распространены в земной коре в весо­вом количестве более 1%. Ведущим, наиболее распростра­ненным элементом земной коры, является кислород, составляющий едва ли не половину массы (47,3%) и 92% ее объе­ма. Таким образом, в количественном отношении земная кора – это «царство кислорода», химически связанного с другими элементами.

Распространенность химических элементов в земной, коре неодинакова и повторяет в определенной мере кос­мическую распространенность. Преобладают легкие эле­менты четырех порядковых номеров, составляющих пер­вые четыре периода таблицы Менделеева. Преобладаниекислорода среди химических элементов земной коры оп­ределяет ведущее значение распространения минералов, в состав которых он входит. Используя данные о распрос­траненности элементов в земной коре, можно рассчитать соотношение слагающих ее минералов, обычно называе­мых породообразующими.

Поверхность континентов на 80% занята осадочными породами, а океаническое дно – почти полностью свежи­ми осадками как продуктами сноса материала континен­тов и деятельности морских организмов. Земная кора первоначально возникла как продукт выплавления первич­ной мантии, который затем был переработан в биосфере под влиянием воздуха, воды и деятельности живых орга­низмов.

Континентальная часть земной коры в течение длитель­ной геологической истории находилась в области биосферы, что наложило свой отпечаток на облик, состав и распростра­ненность осадочных пород и сосредоточенность в них полез­ных ископаемых в виде угля, нефти, горючих сланцев, крем­нистых и карбоновых пород, связанных в прошлом с жизне­деятельностью организмов. В связи с этим континенталь­ная земная кора имеет прямое отношение к биосфере Зем­ли.

Геосфе́ры (от греч. гео-Земля, и сфера - шар) - географические концентрические оболочки (сплошные или прерывистые), из которых состоит планета Земля .

Выделяются следующие геосферы:

атмосфера , гидросфера , литосфера , земная кора , мантия и ядро Земли.

Литосфера (от греч. - камень и шар, сфера)- внешняя твердая оболочка Земли, которая включает всю земную кору с частью верхней мантии Земли и состоит из осадочных, изверженных и метаморфических пород. Толщина литосферы на континентах и под океанами различается и составляет в среднем соответственно 25- 200 и 5-100км.

Ниже коры находится мантия , которая отличается составом и физическими свойствами- она более плотная, содержит в основном тугоплавкие элементы. Разделяет кору и мантию граница Мохоровичича , или сокращённо Мохо, на которой происходит резкое увеличение скоростей сейсмических волн . С внешней стороны большая часть коры покрыта гидросферой , а меньшая находится под воздействием атмосферы .

Земную кору составляет сравнительно небольшое число элементов. Около половины массы земной коры приходится на кислород, более 0,25 - на кремний . Всего 18 элементов: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, H, Ti, C, Cl, P, S, N, Mn, F, Ba- составляют 99,8 % массы земной коры

Литосфера под океанами и континентами значительно различается. Литосфера под континентами состоит из осадочного, гранитного и базальтового слоев общей мощностью до 80 км. включает твердое минеральное вещество горных пород, в том числе органического происхождения, воду или другие жидкие компоненты (например, жидкие углеводороды), газы, присутствующие в порах и трещинах твердой фазы или растворенные в подземных водах.

Литосфера под океанами состоит в основном из базальтового слоя.

Поверхностная и приповерхностная части литосферыявляются средой обитания человека, всеобщим средством его труда. Здесь он живет и осуществляет хозяйственную деятельность: строит наземные и подземные сооружения, из недр добывает разнообразные твердые, жидкие и газообразные компоненты, проводит мелиорацию земель и т. д.

Решение экологических проблем невозможно без изучения литосферы – внешней оболочки Земли. Литосфера является материальной основой биосферы – сферы живого вещества. Именно в литосфере формируются почвы, ландшафты, биосообщества.

В настоящее время литосфера существенно изменяется в процессе хозяйственной деятельности человека.

18. Рекультивация земель.

Рекультивация земель это:

Искусственное воссоздание плодородия почвы и растительного покрова нарушенное вследствие горных разработок, строительства дорог, плотин и т.д.

Она включает:

Восстановление рельефа (засыпку оврагов, карьеров, уничтожение отвалов горных пород и т. д.;

Восстановление почв и растительности;

Лесовосстановление;

Создание новых ландшафтов.

Выполнение выше перечисленных мероприятий позволяет вернуть не пригодные земли для возделывания сельскохозяйственных культур.

Рекультивация земель - это комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и хозяйственной ценности земель, а также на улучшение условий окружающей среды.

Нарушенными считают земли, утратившие первоначальную природно-хозяйственную ценность и, как правило, являющиеся источником отрицательного воздействия на окружающую среду.

Нарушают земли при выполнении открытых и подземных горных работ, складировании промышленных, строительных и коммунально-бытовых отходов, строительстве линейных сооружений, а также при проведении геологоразведочных, изыскательских, строительных и других работ. При этом, как правило, нарушается почвенный покров, изменяются гидрогеологический и гидрологический режимы, образуется техногенный рельеф, а также происходят другие качественные изменения, ухудшающие экологическую обстановку в целом.

Литосфе́ра (от греч. λίθος - камень и σφαίρα - шар, сфера) - твёрдая оболочка Земли. Состоит из земной коры и верхней части мантии, до астеносферы, где скорости сейсмических волн понижаются, свидетельствуя об изменении пластичности пород. В строении литосферы выделяют подвижные области (складчатые пояса) и относительно стабильные платформы.

Блоки литосферы - литосферные плиты - двигаются по относительно пластичной астеносфере. Изучению и описанию этих движений посвящен раздел геологии о тектонике плит.

Литосфера под океанами и континентами значительно различается. Литосфера под континентами состоит из осадочного, гранитного и базальтового слоев общей мощностью до 80 км. Литосфера под океанами претерпела множество этапов частичного плавления в результате образования океанической коры, она сильно обеднена легкоплавкими редкими элементами, в основном состоит из дунитов и гарцбургитов, её толща составляет 5-10 км, а гранитный слой полностью отсутствует.

Земная кора сложена минералами и горными породами.

Минералы – это достаточно устойчивые химические соединения и самородные элементы, имеющие строго конкретное, только им присущее внутреннее строение.

В природе существуют твердые (алмаз, кварц), жидкие (вода, нефть, ртуть) и газообразные (все газы) минералы. Твердые минералы могут быть кристаллическими (галит, кварц) и аморфными (опал, все смолы). Кристаллические состоят из множества структурных элементов, представляющих собой многогранники-кристаллы, аморфные кристаллов не имеют. Строение минералов определяет их свойства. Один и тот же химический элемент (или соединение) может образовывать разные кристаллические формы, т.е. разные минералы. Так, алмаз и графит состоят из углерода (С), пирит и марказит – из сульфида железа (FeS2), кальцит и арагонит – из карбоната кальция (CaCO3) и т.д.

Магматические горные породы . Магматические горные породы, как и слагающие их минералы, формируются из магматического расплава при застывании магмы в недрах (интрузивные) и на поверхности (эффузивные) Земли.

Метаморфические горные породы. Метаморфические горные породы образуются в результате сложных преобразований в составе и строении горных пород в связи с воздействием на них высоких температур и давлений.

Осадочные горные породы . Осадочные горные породы формируются на поверхности Земли или чуть глубже из продуктов выветривания, жизнедеятельности организмов, посредством химической садки солей из перенасыщенных растворов

Обломочные породы сложены преимущественно продуктами физического выветривания и подразделяются по величине слагающих их обломков

Глинистые породы состоят преимущественно из продуктов химического выветривания и сложены частицами размером 0,01-0,001 мм и мельче.

Горючие полезные ископаемые (каустобиолиты) образуют два генетических ряда: угля и нефти

Ландша́фт (нем. Landschaft, вид местности, от Land - земля и schaft - суффикс, выражающий взаимосвязь, взаимозависимость) - конкретный индивидуальный ПТК, как неповторимый комплекс, имеющий географическое название и точное положение на карте.

Виды:-Городской, или селитебный, ландшафт; - Горнопромышленный ландшафт; - Ирригационно-технический ландшафт; - Сельскохозяйственный ландшафт; - Военный ландшафт

Разрушение ландшафта - процесс нарушения природных экологических связей и целостности в системе ландшафных компонентов. Разрушение ландшафта чаще всего происходит в результате различных видов промышленной деятельности, а также других антропогенных воздействий.

Уже сегодня воздействие человека на литосферу приближается к пределам, переход которых может вызвать необратимые процессы почти по всей поверхностной части земной коры. В процессе преобразования литосферы человек (по данным на начало 90-х гг.) извлек 125 млрд. т. угля, 32 млрд. т. нефти, более 100 млрд. т. других полезных ископаемых. Распахано более 1500 млн. га земель, заболочено и засолено 20 млн. га. Эрозией за последние сто лет уничтожено 2 млн. га, площадь оврагов превысила 25 млн. га. Высота терриконов достигает 300 м, горных отвалов - 150 м, глубина шахт, пройденных для добычи золота, превышает 4 км. (Южная Африка), нефтяных скважин - 6 км.

Экологическая функция литосферы выражается в том, что она является “базовой подсистемой биосферы: образно говоря, вся континентальная и почти вся морская биота опирается на земную кору. Например, техногенное разрушение минимального слоя горных пород на суше или шельфе автоматически уничтожает биоценоз.

Сложена минералами и горными породами. Минералы — это достаточно устойчивые химические соединения и самородные элементы, имеющие строго конкретное, только им присущее внутреннее строение. Минералы образуются в результате эндогенных и экзогенных процессов, а также могут выращиваться в лабораториях, на заводах (драгоценные камни) и на морских фермах (жемчуг).

В природе существуют твердые (алмаз, кварц), жидкие (вода, нефть, ртуть) и газообразные (все газы) минералы. Твердые минералы могут быть кристаллическими (галит, кварц) и аморфными (опал, все смолы). Кристаллические состоят из множества структурных элементов, представляющих собой многогранники-кристаллы, аморфные кристаллов не имеют. Строение минералов определяет их свойства. Один и тот же химический элемент (или соединение) может образовывать разные кристаллические формы, т.е. разные минералы. Так, алмаз и графит состоят из углерода (С), пирит и марказит — из сульфида железа (FeS 2), кальцит и арагонит — из карбоната кальция (CaCO 3) и т.д.

Известно более 2500 минералов, а если учесть и их разновидности — около 4000, однако только немногим больше 50 (до1%) из них имеют породообразующее значение. Современная классификация минералов основывается на их составе и строении.

Горные породы — минеральные агрегаты с более или менее постоянным минеральным составом. Они могут быть мономинеральными, т.е. состоящими из одного , как, например, каменная соль (из галита), или из нескольких минералов, как, например, гранит (из полевых шпатов, кварца, биотита, амфибола). Многие мономинеральные породы носят такие же названия, как и слагающие их минералы: нефть, вода, слюда, глина, ангидрит, гипс и т.д. Сыпучие, жидкие и пластичные горные породы нередко называют геологическими образованиями.

По генезису (происхождению) горные породы классифицируют на магматические, метаморфические и осадочные. Из них только магматические породы являются первичными. Метаморфические и осадочные породы образовались за счет изменения и разрушения магматических пород.

Магматические горные породы . Магматические горные породы, как и слагающие их минералы, формируются из магматического расплава при застывании в недрах (интрузивные) и на поверхности (эффузивные) Земли. Большинство магматических пород сложено силикатными минералами и по содержанию в них кремнекислоты (SiO 2) делятся на кислые, средние, основные и ультраосновные.

Интрузивные магматические горные породы формируются при застывании магмы на глубине. Процесс этот идет достаточно медленно, и времени оказывается достаточно для роста кристаллов, поэтому интрузивные породы имеют кристаллическое строение. Эффузивные магматические породы образуются при быстром остывании вырвавшейся на земную поверхность магмы (лавы), и кристаллы не успевают сформироваться, поэтому породы имеют стекловатое (т.е. некристаллическое) строение. Особую группу магматических образований представляют собой жильные породы, с которыми связаны месторождения железа, меди, цинка, олова, золота, серебра, драгоценных камней и многих других полезных ископаемых. Таким образом, интрузивные породы отличают от эффузивных по их внутреннему строению, а кислые, средние, основные и ультраосновные — по окраске, которая отражает содержание в породе SiO 2 , а для интрузивных пород — их минеральный состав.

Метаморфические горные породы . Метаморфические горные породы образуются в результате сложных преобразований в составе и строении горных пород в связи с воздействием на них высоких температур и давлений. С каждым типом метаморфизма (региональным, дислокационным, контактном и ударном) связаны определенные породы. С региональным, типичным для обширных платформенных территорий, связан наиболее обширный спектр пород. Ближе к поверхности (но на достаточной глубине!) образуются породы так называемой зеленокаменной фации, содержащие много зеленого минерала хлорита. Наиболее типичны для этой зоны сланцы — породы со сланцеватым строением и серпентиниты. Глубже, т.е. при более высоких температурах и , формируются более плотные кристаллические сланцы, гнейсы, амфиболиты и, как результат частичного переплавления амфиболитов, — мигматиты. На больших глубинах, близ границы раздела с мантией, возникают гранулиты и эклогиты — своеобразные плотные кристаллические породы с набором метаморфических минералов.

Динамометаморфизм (дислокационный) сопровождается образованием материала разрушения материнской породы, в котором присутствуют метаморфические новообразования (хлорит, тальк, слюда). Эти рыхлые породы называются милонитами. Уплотняясь, милониты приобретают сланцеватое строение. В этой уже крепкой породе все минеральные зерна и их агрегаты расплюснуты. Такие породы называют бластомилонитами.

При контактовом типе метаморфизма преобразованию подвергаются породы, контактирующие с внедрившейся интрузией. Если вмещающей породой являются известняки, а из магмы выделяется большое количество горячих минерализованных и паров воды, в зоне контакта образуется разнокристаллическая своеобразная порода, называемая скарном. Скарны — породы, являющиеся настоящей природной кладовой промышленных скоплений железа, вольфрама, олова, цинка и многих драгоценных камней. При простом обжиге пород в контактной зоне образуются роговики.

Падение на Землю вызывает процесс ударного метаморфизма. Разумеется, степень метаморфизма в таких зонах () максимальна в точке удара и конусовидно сокращается с глубиной. Породы, возникшие в результате ударного типа метаморфизма, объединены общим названием — импактиты. С ними связаны месторождения алмазов и гранатов.

Таким образом, метаморфические горные породы очень и очень разнообразны. Различать их может помочь знание особенностей строения и набора типично метаморфических минералов.

Осадочные горные породы . Осадочные горные породы формируются на поверхности Земли или чуть глубже из продуктов , жизнедеятельности организмов, посредством химической садки солей из перенасыщенных растворов. Особую группу пород составляют горючие . Осадочные породы покрывают около 75% поверхности континентов, и подавляющая их часть образовалась из морских . По генетическому признаку их делят на четыре классификационные группы: обломочные; глинистые; химические и органогенные; каустобиолиты.

Обломочные породы сложены преимущественно продуктами физического выветривания и подразделяются по величине слагающих их обломков на: грубообломочные (валуны, щебень, галька, гравий — рыхлые, конгломераты и брекчии — сцементированные); среднеобломочные (пески и песчаники); мелкообломочные (алевриты и алевролиты). Нижний предел размера частиц, слагающих обломочные материалы, — 0,01 мм.

Глинистые породы состоят преимущественно из продуктов химического выветривания и сложены частицами размером 0,01-0,001 мм и мельче. Кроме того, глинистые породы сложены глинистыми минералами, имеющими специфические свойства. Глинистые породы составляют около 50% массы всех осадочных пород. Окаменелая глина называется аргиллитом.

В четвертичных отложениях, особенно происхождения, присутствуют песчано-глинистые (больше глины, чем песка) и глинисто-песчанистые (больше песка, чем глины), которые при содержании меньшей составной части около 30% называются суглинками и супесями соответственно.

Химические и органогенные породы по происхождению либо являются химически осажденными, либо сформированы скелетными фрагментами организмов. Некоторые породы этой группы могут быть как химического, так и органогенного генезиса (карбонатные, кремнистые, фосфатные).В специфических морских обстановках образуются железо-марганцевые, фосфоритовые, баритовые конкреции, арагонитовые иглы и оолиты и другие минеральные образования. В водоемах аридных (засушливых) зон формируются залежи хлоридных (каменная и калийная), сульфатных (гипс, ангидрит, барит), карбонатных (известняк, доломит) и других солей.

Горючие полезные ископаемые (каустобиолиты) образуют два генетических ряда: угля и нефти. Ряд угля включает торф, лигнит, бурый и , антрацит. В нефтяной ряд входят все углеводородные газы, нефть, озокерит (горный воск), асфальт. Однако, антрацит, как и относящиеся к этой группе пород горючие сланцы, По-существу, являются метаморфическими породами и к осадочным отнесены условно.