Экзогенные процессы минералообразования кратко

Обновлено: 02.07.2024

Разновидности и отличительные особенности экзогенных процессов минералообразования: механическое или физическое, химическое выветривание, осадочные и биохимические процессы. Причины данных явлений и оценка их последствий, роль и значение в природе.

Рубрика	Геология, гидрология и геодезия
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	13.12.2011
Размер файла	8,4 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Экзогенные процессы минералообразования

экзогенный выветривание осадочный биохимический

К экзогенным процессам минералообразования относятся:

1. Механическое или физическое выветривание.

2. Химическое выветривание.

3. Осадочные процессы.

4. Биохимические процессы.

Механическое или физическое выветривание протекает в результате воздействия солнечной энергии, колебаний температуры, воздействия ветра, воды. Все выше перечисленные факторы при воздействии на горные породы образуют обломочный материал в виде щебня, дресвы, гравия, гальки, причем часть материала остается на месте и имеет остроугольную форму, часть транспортируется, приобретая окатанную форму. То есть при данном выветривании меняется лишь внешний облик, но химический и минеральный состав остается тот же самый (в пустынных и высокогорных областях). В процессе транспортировки данный материал может переотлагаться и образовывать своеобразные россыпные месторождения из устойчивых минералов. Например: платина, золото, серебро, магнетит.

Химический процесс выветривания. Основными агентами химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. Вода, проникая вглубь горных пород становится агрессивной, так как в ней увеличивается содержание углекислого газа и кислорода, вследствие чего увеличивается ее растворяющая способность и увеличивается также процесс окисления. В результате химического выветривания происходят следующие реакции: токисление, гидратация, карбонитизация, каолинитизация, лимонитизация.

Например в процессе гидратации ангидрида (СаSО4) образуется гипс (СаSО4 *2Н2О). Вода является прекрасным растворителем калийной соли, гипса, ангидрида, известняка. Процесс гидролиза происходящий при воздействии Н2СО3, разрушающе воздействует на минералы и горные породы. Такой процесс называется карбонитизацией. В процессе гидролиза полевых шпатов образуется каолинит. Такой процесс называется каолинитизацией.

Процессы гидролиза сопровождаются выносом легко растворимых химических элементов, на месте остаются труднорастворимые окислы алюминия и железа, такую зону выветривания называют корой выветривания. Процессы окисления в основном протекают в пределах сульфидных месторождений. Вода, обогащаясь различными химическими элементами, растворяя рудные минералы, частично окисляет железосодержащие, в результате чего в верхней части таких месторождений образуется так называемая железная шляпа, насыщенная гидроокислами железа и имеющая своеобразный цветовой окрас. В зоне цементации или зоне вторичного обогащения могут образоваться руды меди, золота, цинка. Сульфаты металлов реагируют с первичными рудами, в результате чего образуются вторичные сульфиды.

Осадочный процесс. Разрушенные в результате выветривания огромные массы горных пород и минералов перемещаются текучими водами. При этом происходит сортировка материала и его отложений, так образуются механические осадки, имеющие очень широкое распространение. К ним относится главная масса обломочных горных пород (гравий, пески, глины и т.д.) Химическое осаждение минералов может происходить как из глинистых, так и из коллоидных растворов. В озерах и морях возникали такие условия, растворенные вещества не могут больше находиться в растворе и выпадают в осадок. Такое происхождение различных солей, гипса, галита, карналлита и др. Это химические осадки. Накопление солей происходит в условиях сухого климата при испарении морских (реже континентальных) вод. Последовательность осаждения солей определяется их концентрированным составом и температурой морской воды.

Большую роль в разрушении минералов и горных пород и в их образовании играют живые организмы, главным образом различные бактерии. Поэтому можно выделить также и биогенный или точнее биохимический процесс. Установлено участие организмов в образовании фосфоритов, самородной серы, руд железа и марганца. Минералы, образованные при участии организмов называют биолитами. К биолитам можно отнести и породы, например, карбонатные (известняки, мел), которые образуются в результате скопления организмов с известковым скелетом, а также каменный уголь, торф и горючие сланцы.

Важную роль в образовании Экзогенных минералов играют коллоидные растворы. В коллоидах различают растворитель и растворенное вещество. Коллоидные растворы (золи) характеризуются преобладанием растворителя. Когда количество растворителя невелико, образуются студнеподобные массы (гели). Примерами гелей могут служить опал (гель кремнезема) и лимонит (гель гидроокислов железа). Осаждение коллоидов из растворов(коагуляция) происходит от смешения коллоидов различных зарядов, повышения температуры, изменения концентрации раствора и от других причин. Выпавшие из коллоидных растворов гели подвергаются старению, они теряют воду и могут со временем перейти в скрытокристаллические агрегаты (например за счет геля кремнезема образуется халцедон и кварц). Такие образования называются метаколлоидными. В виде метаколлоидов встречаются также окислы и гидроокислы железа и марганца (марказит, сфалерит и д. р.)

Земная кора приобрела современные состав и строение в результате процесса длительного исторического развития. Одновременно с образованием осадочных пород происходила эволюция органического мира, поэтому отдельным периодам истории Земли отвечают определенные группы растений и животных организмов: древним слоям - наиболее примитивные‚ более молодым - более современные. Это создает основу для использования останков животных и растений, захороненных в толщах отложений (так называемых окаменелостях), для определения возраста осадочных горных пород.

Некоторые формы организмов существовали на Земле длительное время и встречаются в толщах пород, отвечающих большому этапу развития планеты, другие исчезли сравнительно быстро и приурочены только к вполне определенным слоям. Такие ископаемые формы носят названиеруководящих. Они позволяют вполне однозначно определить относительный возраст слоев земной коры. Обычно для этой цели используют не отдельные формы, а сообщества форм, что делает выводы более надежными. Метод установления относительного возраста слоев осадочных пород по ископаемым формам животных и растений называется биостратиграфическим.

На основании установления относительного возраста толщ горных пород разработана хронологическая шкала развития Земли, в которой выделяются различные по длительности единицы времени: эра, период, эпоха, век. Этим отрезкам времени соответствуют группы, системы, отделы и ярусы, на которые подразделяются толщи горных пород.

Абсолютный возраст отложений вначале был приближенно определен по мощности толщ и времени образования слоя единичной толщины, а позднее по содержанию в породе радиоактивных элементов, параметры и время распада, а также конечные продукты превращения которых известны.

Для инженера-геолога возраст пород (относительный или абсолютный) имеет большое значение, так как он во многом определяет особенности строения толщ горных пород, их прочность и деформативные характеристики. Например, древнейшие породы архейской, протерозойской и палеозойской групп отличаются значительно большей плотностью и прочностью, чем соответствующие им по составу породы мезозойской и кайнозойской групп.

По положению в толщах осадочных отложений того или иного возраста устанавливают возраст более молодых прорвавших их интрузий или залегающих ниже осадочного чехла более древних изверженных и метаморфических пород. В метаморфических породах, образовавшихся из осадочных, иногда также находят окаменелости, позволяющие определить относительный возраст исходного осадка.

Подобные документы

Исследование особенностей образования минералов в природе. Характеристика процессов роста кристаллов в переохлажденном расплаве. Анализ влияния числа центров кристаллизации на структуру агрегата. Схема последовательной кристаллизации гомогенной жидкости.

реферат [2,5 M], добавлен 05.01.2014

Изучение структуры, текстуры и форм залегания осадочных горных пород. Классификация метаморфических горных пород. Эндогенные геологические процессы. Тектонические движения земной коры. Формы тектонических дислокаций. Химическое и физическое выветривание.

контрольная работа [316,0 K], добавлен 13.10.2013

Кольцевые, цепочечные и слоистые типы структур кристаллов. Рентгеновские методы исследования минералов. Гидротермальные процессы минералообразования. Катакластический, ударный метаморфизм и автометаморфизм - процессы преобразования горных пород.

контрольная работа [6,1 M], добавлен 03.08.2009

История развития и становления рельефа на юге Ивановской области. Геоморфология территории: ледниковые формы рельефа и морфология речных долин. Характерные проявления экзогенных геологических процессов и факторов, влияющих на них. Карстовые процессы.

дипломная работа [141,5 K], добавлен 13.03.2011

Типы каменных осыпей и обвалов, которые образуются в горах в результате разрушения скальных массивов. Выветривание коренных горных пород. Эоловая деятельность на Камчатке. Минеральные источники и геологическая деятельность поверхностных текучих вод.

курсовая работа [45,6 K], добавлен 12.01.2012

Характеристика физико-географических условий северной части Среднего Поволжья. Понятие опасных экзогенных геологических процессов и факторов, влияющих на их интенсивность. Рассмотрение опасных геологических процессов на территории города Нижнекамск.

курсовая работа [4,8 M], добавлен 08.06.2014

Характеристика экзогенных геологических процессов и их геологических результатов. Физико-механические свойства гранита, кварцевого порфира, вулканического стекла. Инженерно-геологическая классификация кислых пород. Определение плотности частиц грунта.

Минералообразование это процесс образования минералов который представляет собой результаты химических или физических перегруппировки соединений, в результате которых образуются новые соединения. Разделяют на эндогенные, экзогенные, магматические процессы и т.д. Также этому способствуют внутренняя тепловая энергия, разрушение водой и в новь образование в других местах.

Примером может быть служить образование группы корунда, в следствие высокого давления и температуры из природного Al2O3 образуется корунд.

Что такое минералообразование

Все геологические процессы, приводящие к образованию минералов и горных пород, по источнику энергии, за счет которой они произошли, делятся на две большие генетические группы: эндогенные и экзогенные.

Эндогенные процессы

Это процессы, протекающие за счет внутренней тепловой энергии земного шара. Минералы, образующиеся в результате этих процессов, являются продуктами магматической деятельности. Минералы возникают либо непосредственно при раскристаллизации магмы, либо из газов и растворов, выделяющихся из магмы и поднимающихся по порам и трещинам горных пород при своем движении через толщу земной коры к поверхности земли. Процессы образования минералов протекают на разных глубинах в большом интервале температур.

Экзогенные процессы

Это процессы внешние, связанные с лучистой энергией Солнца, происходящие на поверхности земли или вблизи от неё. Процессы протекают обычно при невысоких температурах и нормальных давлениях, близких к атмосферному. Минералообразование протекает в условиях взаимодействия атмосферы, биосферы, гидросферы и земной коры. Основным источником вещества при экзогенном минералообразовании служит литосфера — обнажающиеся на поверхности земли минералы и горные породы. Возникают новые минералы и горные породы, устойчивые в поверхностных условиях.

Минералообразование при магматическом процессе

В этом случае образуются глубинные, или интрузивные, магматические горные породы. Например, гранит, габбро и др. Если; магма по тектоническим трещинам или через жерло вулкана поднимается до поверхности земли и растекается в виде лавы, которая быстро остывает, то возникают особые породы, называемые излившимися или эффузивными магматическими горными породами. Примерами ,могут служить базальт, обсидиан и др.

При внедрении магмы в земную кору и ее застывании на глубине говорят о глубинном, или интрузивном, магматизме. В случае излияния магмы в виде лавы на поверхность земли говорят о эффузивном магматизме, называемом также вулканизмом. Магма, внедрившаяся в земную кору, претерпевает сложную эволюцию — она постепенно остывает и подвергается дифференциации.

Состав свойства магмы

О составе и свойствах магмы можно судить по изливающейся лаве различных вулканов, а также по конечным продуктам извержения — магматическим горным породам. Известно, что магматические горные породы характеризуются большим разнообразием: встречаются разности, богатые кремнеземом, называемые кислыми и ультракислыми породами; наблюдаются породы, бедные кремнеземом, именуемые основными и ультраосновными разностями.

Известны также породы со средним содержанием кремнезема — средние породы. Состав изливающейся лавы также характеризуется меняющимся содержанием кремнезема. Отсюда возникает вопрос о том, существует ли на глубине единая родоначальная магма, которая впоследствии подвергается дифференциации, или существует несколько разнообразных магм, из которых формируются кислые, средние, основные и ультраосновные горные породы. Вопрос этот до сих пор не решен однозначно.

Некоторые ученые, как, например, В. Н. Лодочников, предполагают, что имеется несколько магм, отвечающих по составу различным группам горных пород. Другие (Ф. Ю. Левинсон-Лессинг) считают, что существует две магмы — кислая и основная. Большинство исследователей (Р. О. Дели, Н. Л. Боуэн, А. Н. Заварицкий и др.) полагают, что имеется одна родоначальная магма основного базальтового состава. Магма при застывании подвергается разделению по составу, или дифференциации. Процесс дифференциации магмы очень длительный, проходящий миллионы и сотни миллионов лет. Принято выделять два типа дифференциации: магматическую и кристаллизационную.

Магматическая дифференциация

Протекает в жидком состоянии и предшествует кристаллизационной дифференциации. Процесс магматической дифференциации подразделяют на ликвацию и ассимиляцию. Ликвация — это процесс расслоения расплава на две или несколько несмешивающихся жидкостей. Его можно сравнить с доменной плавкой, когда при остывании металлического расплава происходит отделение шлака (он всплывает наверх) от штейна, накапливающегося в нижней части домны.

О возможности дифференциации магмы за счет ликвации высказывались такие крупные ученые, как Левинсон-Лессинг, Дели и др. Экспериментальные работы Дж. Грейга показали, что ликвация происходит в расплавах, насыщенных кремнеземом. Д. П. Григорьев экспериментальным путем доказал возможность ликвации в расплавах, близких по составу к основным горным породам, в присутствии летучих компонентов. За счет ликвации образуется группа магматических месторождений, в частности, медно-никелевые месторождения в основных и ультраосновных горных породах.

В процессе магматической дифференциации происходит также расплавление и растворение посторонних включений и горных пород стенок магматической камеры. Этот процесс называется ассимиляцией. В процессе ассимиляции может меняться состав магмы. Некоторые ученые полагают, что при ассимиляции магмой богатых кремнеземом пород могут образовываться граниты по периферии массивов основных горных пород. Нередко в составе массивов различных магматических горных пород наблюдаются обломки чуждых горных пород, называемых ксенолитами.

Кристаллизационная дифференциация

Считается наиболее вероятным фактором, обуславливающим все разнообразие встречаемых горных пород. Теория кристаллизационной дифференциации подробно разработана Н. Боуэном. Интересно, что на возможность образования различных групп горных пород путем кристаллизационной дифференциации указывал еще Ч. Дарвин. При охлаждении магматического очага в магме возникают центры кристаллизации различных минералов, возникающих в определенной последовательности, соответствующей температуре образования тех или иных минералов.

Установлено, что из силикатного расплава первым выделяется оливин, затем выпадают кристаллы пироксена и основного плагиоклаза. Кристаллы оливина, имеющие больший удельный вес по сравнению с расплавом, опускаются на дно магматического очага. Остающийся на месте расплав делается более кислым, и при значительном выделении оливина из базальтового состава первоначальной магмы могут возникнуть и кислые породы гранитного состава. Исследование условий образования минералов из расплава позволило Боуэну установить последовательность выделения темноцветных и светлых минералов, которая получила название ряда Боуэна.

Кристаллизационный ряд Брауна

(Последовательность выделения минералов из магмы)

В выделенном ряду имеются две ветви: минералы магнезиально-железистые, темноцветные, называемые также фемическими, составляют одну (левую на схеме) ветвь и минералы светлые, известково-щелочные, называемые также салическими (кремний и алюминий играют в них ведущую роль), составляют другую ветвь (правую на схеме).

Эксперименты, проведенные Боуэном, показали, что температура кристаллизации оливина (форстерита) равна 1890°. Таким образом, оливин устойчив при высоких температурах. Он устойчив и при низких температурах, если нет химически активных реагентов. Например, если расплав содержит кремнезем, то при температуре 1570° С оливин с ним реагирует и переходит в ромбический пироксен. Известны и дальнейшие процессы преобразования ромбических пироксенов в моноклинные пироксены, последних — в роговые обманки. Данная ветвь завершается образованием биотита, в который входят летучие компоненты и щелочи.

Другая ветвь кристаллизационного ряда Боуэна начинается с образования анортита. Температура кристаллизации анортита при обычном давлении 1550° С. При понижении температуры из расплава выделяются плагиоклазы с повышенным содержанием альбитовой молекулы, а плагиоклазы, богатые анортитовой молекулой, становятся неустойчивыми. Происходят процессы мета-соматического замещения основных плагиоклазов кислыми.

Температура кристаллизации альбита примерна соответствует температуре выделения биотита. Ветвь завершается калиевым полевым шпатом, кварцем и мусковитом. Приведенная схема последовательности выделения минералов и соответствие в ней определенных минералов правого ряда определенным минералам левого ряда позволяют установить возможные парагеиезисы минералов в магматических породах.

Рис. 65. Формы залегания магматических горных пород:
1 — вулканический очаг; 2 — жерло вулкана; 3 — конус (купол) вулкана; 4 — лавовые потоки; 5 — покровы; 6 — батолит; 7 — дайки; 8 — лакколит; 9 — силлы (пластовые жилы); 10— шток; 11 — лополит; 12—факолиты

Так, возможно совместное нахождение оливинов и пироксенов с анортитом и натрово-известковыми плагиоклазами, роговая обманка ассоциирует с известково-натровыми плагиоклазами, биотит — с кислыми плагиоклазами, калиевым-полевым шпатом и кварцем.

Магма в процессе своего застывания образует магматические горные породы — интрузивные и эффузивные —весьма разнообразных форм (рис. 3). Эти формы в значительной степени определяются местом их образования: при излиянии магмы на поверхность земли в виде лавы возникают потоки, покровы, купола. При застывании на глубине форма интрузивных тел будет зависеть от тех каналов, по которым внедряется магма, и глубины, на которой она застывает.

Интрузивы, возникающие на больших глубинах от поверхности земли, называются абиссальными, а застывшие на меньших глубинах — гипабиссальными. Абиссальные горные породы залегают в виде батолитов и штоков. Гипабиссальные интрузивные породы представлены лакколитами, лополитами, факолитами, силлами, дайками и др.

Текстура горных пород

Магматические горные породы характеризуются определенными особенностями, главнейшие из которых — структура и текстура.

Структурой горной породы называют особенности строения горной породы, обусловленные размерами, формой и взаимоотношениями составных частей.

Текстурой горной породы называют соотношение отдельных участков, слагающих горную породу и характеризующих степень однородности ее сложения. Текстура характеризует способ заполнения пространства составными компонентами. Текстура отражает особенности внешнего облика породы крупного масштаба: пористость, слоистость, сланцеватость и др.

Представители абиссальных и гипабиссальных горных пород отличаются друг от друга по структурным и текстурным признакам. Например, для абиссальных горных пород характерна так называемая полнокристаллическая структура, когда все слагающие горную породу компоненты — минералы — имеют хорошо выраженное кристаллическое строение, и массивная текстура, так как раскристаллизация горной породы происходила в условиях господства высоких давлений, способствовавших плотному прилеганию выпадающих из расплава кристаллов.

Гипабиссальные горные породы имеют порфировидную структуру, для которой типичны крупные кристаллы, вкрапленные в основную массу горной породы, состоящей из кристаллов примерно одинаковых размеров. Иногда среди этих пород можно видеть и порфировую структуру, когда на фоне скрытокристаллической или мелкозернистой массы выделяются вкрапленники каких-либо минералов.

Эффузивные горные породы по степени изменения принято делить на две группы: кайнотипные — малоизмененные, свежие и палеотипные — сильно измененные.

Магматические горные породы интрузивного и эффузивного происхождения обычно хорошо различаются по структуре и текстуре. Интрузивные горные породы большей частью имеют полнокристаллическую структуру и массивную текстуру. Эффузивные горные породы, как правило, характеризуются неполнокристаллической структурой, часто стекловатой, и пористой или пузырчатой текстурой.

Магматические горные породы подразделяются по содержанию в них кремнезема на кислые (при содержании кремнезема более 65%), средние (65—55%), основные (55—45%), ультраосновные ( Классификация магматических горных пород

Состав породы		Породы интрузивные	Породы эффузивные
Состав породы		Породы интрузивные	изменённые	свежие
Кислые пород SiO₂>65%	Только кварц и полевые шпаты	Аляскит	—	—
Кислые пород SiO₂>65%	Кварц, калиевый полевой шпат, кислый плагиоклаз, слюда, реже другие темноцветные мин-лы	Гранит	Кварцевый порфир	Липарит
Средние породы SiO₂ 65-55%	Щелочной полевой шпат, кислый плагиоклаз, немного темноцветных минералов	Сиенит	Ортоклазовый порфир	Трахит
Средние породы SiO₂ 65-55%	Средний плагиоклаз и темноцветный минерал	Диорит	Порфирит	Андезит
Основные породы SiO₂ 55-45%	Основной плагиоклаз и темноцветный минерал, (в том числе иногда оливин)	Габбро	Диабаз, авгитовый, порфит	Базальт
Ультраосновные

Статья на тему Минералообразование

Похожие страницы:

Краткий курс минералогии и петрографии, с начальными сведениями по кристаллографии В.В. Критский, С.Д. Четверников СОДЕРЖАНИЕ I. Основные сведения по кристаллографии 1.

Содержание статьи1 МАГМАТИЧЕСКОЕ МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЕ1.1 МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЕ В ОБЛАСТИ КОНТАКТОВ1.2 ГИДРОТЕРМАЛЬНОЕ МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЕ1.3 МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЕ В ПНЕВМАТОЛИТОВЫХ ЖИЛАХ И ПЕГМАТИТАХ МАГМАТИЧЕСКОЕ МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЕ МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЕ НЕПОСРЕДСТВЕННО.

Содержание статьи1 ПЕТРОГРАФИЯ1.1 РОЛЬ РУССКИХ И СОВЕТСКИХ УЧЕНЫХ В РАЗВИТИИ ПЕТРОГРАФИИ1.2 МАГМАТИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ1.2.1 а) ОБЩИЕ СВОЙСТВА МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД ПЕТРОГРАФИЯ.

Содержание статьи1 ОБРАЗОВАНИЕ МИНЕРАЛОВ В ПРИРОДЕ1.1 Выветривание горных пород1.2 МАГМА И ЕЕ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЕ МИНЕРАЛОВ В ПРИРОДЕ а) ЗЕМНАЯ КОРА.

Содержание статьи1 ЧТО ТАКОЕ МАГМАТИЧЕСКИЕ ПОРОДЫ1.1 ПРИЧИНЫ РАЗНООБРАЗИЯ МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД1.2 РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД1.3 НОВЫЕ ИДЕИ В ПЕТРОГРАФИИ1.4 ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЕ ПРОВИНЦИИ.

Содержание статьи1 Пегматитовое минералообразование в природе1.1 Послемагматическое минералообразование1.2 Минералообразование при гипергенезе и осадочном процессе1.3 Седиментогенез1.4 Диагенез1.5 Эпигенез1.6 МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЕ ПРИ МЕТАМОРФИЗМЕ.

Под процессами минералообразования понимается способ и условия образования минералов в природе. Среди них различают следующие типы: эндогенный, экзогенный, метаморфогенный и космогенный.
Эндогенные процессы. Эндогенные процессы минералообразования связаны с глубокими недрами земли, где они протекают при сравнительно высоких температурах. Магмы, являющиеся источником эндогенных образований, состоят из тугоплавких (силикатных или рудных) составных частей, которые в них явно преобладают (на их долю приходится более 90% всего состава), а также летучих веществ, среди которых главным является вода. Последние находятся в магмах в подчиненных количествах (менее 10%). На различных стадиях развития магматического процесса, в зависимости от охлаждения, роль труднолетучих и легколетучих составных частей различна, вследствие чего в эндогенном процессе выделяются три стадии: собственно магматическая, пегматитовая и пневматолитово-гидротермальная (постмагматическая). Роль давления заключается главным образом в том, что благодаря ему в растворе или в расплаве задерживаются летучие компоненты, независимо от температуры их кристаллизации. Это обусловливает возможность образования соединений с летучими компонентами.
Собственно магматическая стадия. Активным веществом, за счет которого происходит минералообразование при собственномагматическом процессе, является магма. Представление о составе магмы дают химические анализы различных изверженных горных пород. Однако, как показывают вулканические извержения, в магме, кроме тех составных частей ее, которые наблюдаются в образованной этой магмой породе, содержатся еще растворенные газы, выделяющиеся при остывании и кристаллизации. Таким образом, валовой химический состав горной породы лишь с некоторым приближением отражает химический состав магмы, из которой эта порода произошла.
По условиям залегания породы делятся на интрузивные, застывшие на глубине и поэтому имеющие явнокристаллическую структуру, и эффузивные, излившиеся на земную поверхность в виде лавы и вследствие быстрого остывания ее не полностью раскристаллизованные. Кроме того, выделяются еще жильные образования.
Магма представляет собой главным образом силикатный расплав. Из такой магмы по мере ее охлаждения первыми образуются отдельные кристаллы минералов, имеющие наиболее высокую температуру плавления. К ним относятся главным образом железо-магнезиальные силикаты, бедные кремнекислотой. Кристаллы этих минералов, плавая в охлаждающейся магме, имеют возможность свободного роста, поэтому они принимают ту форму, которая им свойственна. По мере дальнейшего охлаждения расплава количество кристаллизующихся из магмы минералов прогрессивно возрастает и выпадание их принимает массовый характер. Здесь уже отдельные кристаллы не могут развиваться свободно. Идет борьба за свободное пространство. Граница многих минералов уже определяется формой соседних или ранее выпавших кристаллов. Степень выраженности у минералов своих собственных ограничений называется идиоморфизмом (от греч. идиос — собственный и морфе — форма).
Принято считать, что температура кристаллизации лежит в пределах 900—700° С в интрузивных условиях и 1200—1000° С в лавах.
Пегматитовая стадия. По мере кристаллизации минералов магма все больше обогащается газообразными летучими компонентами, в результате чего возникает обогащенный ими остаточный силикатный расплав.
В состав летучих компонентов, кроме воды, которая преобладает по количеству, входят CO2, HCl, HF, CO, H2S, SO2, N2, H2S, CH4, H3BO3, H3PO4.
Влияние летучих веществ проявляется в резком понижении вязкости и температуры кристаллизации богатого ими силикатного расплава. Летучие вещества делают остаточный расплав достаточно подвижным. В конце процесса застывания магматических масс расплав под давлением летучих веществ проникает в оболочку материнской интрузии или в боковые породы, продвигаясь далеко от интрузии не только по открытым, но и по наиболее тонким трещинам, где из него происходит кристаллизация так называемых пегматитов (от греческого пегматос — крепкая связь). Так объясняет образование пегматитов А.Е. Ферсман.
Как правило, пегматиты приурочены к верхней части магматических массивов и их минералы кристаллизуются в своей главной массе в температурном интервале от 700 до 350° С.
В образовании пост магматических комплексов главная роль принадлежит содержащимся в магме летучим веществам. По мере кристаллизации количества этих веществ становятся избыточными в сравнении с предельным содержанием и они уже не могут оставаться в гомогенном растворе — расплаве. Начинается выделение минералов за счет летучих веществ в газовой фазе, которые реагируют между собой и с возникшими ранее минералами. Это так называемая пневматолитовая (от греч. пневматос — пар, дыхание) подстадия постмагматического процесса. Она наблюдается при вулканических эксгаляциях. При охлаждении газовой фазы ниже критической температуры воды (374° С для чистой H2O) она постепенно переходит в состояние сжатого горячего раствора, который дает начало минералам гидротермальной подстадии (от греч. гидор — вода и термэ — тепло).
При постмагматическом минералообразовании важная роль принадлежит как отложению вещества из растворов в результате нарушения химического равновесия, так и отложению в процессе метасоматоза.
Под метасоматозом (от греч. мета — между и сома — тело) принято понимать процесс, в результате которого один минерал комплекса замещается другим минералом или минеральным агрегатом иного химического состава. Замещение происходит в ходе реакции твердого тела с расплавом, газовым веществом или растворами.
Экзогенные процессы. Экзогенные процессы минералообразования совершаются на земной поверхности. Их продукты всегда являются вторичными, т. е. происходят за счет разрушения ранее существовавших пород и минералов.
При экзогенных процессах важное значение имеет выветривание, а также отложение минералов в водных бассейнах. Поэтому среди экзогенных образований выделяют две группы: 1) минералы, образовавшиеся в процессе выветривания, и 2) осадочные.
Выветривание. Процессы выветривания проявляются как в постепенном раздроблении первичного материала (физическое выветривание), так и в его химической переработке с образованием новых минералов (химическое выветривание).
При физическом выветривании главная роль в разрушении горных пород и минералов принадлежит колебаниям температуры, замерзанию воды, а также кристаллизации солей. В ряде случаев выветривание тесно связано с жизнедеятельностью организмов и продуктами их разложения после смерти. Исключительная роль принадлежит микроорганизмам, в особенности при почвообразовании.
При химическом выветривании главными факторами являются кислород, углекислота и вода, а также органические кислоты.
В результате физического и химического выветривания на разнообразных горных породах и месторождениях формируется кора выветривания.
В коре выветривания возникают два типа образований: а) твердые фазы, остающиеся на месте и собственно образующие кору выветривания, и б) растворы ряда компонентов, которые выносятся из выветривающегося комплекса и мигрируют за его пределы или вмываются (инфильтруются) в него, откладывая на своем пути растворенные компоненты. В соответствии со сказанным среди минеральных месторождений, возникающих в процессе выветривания, можно выделить остаточные и инфилыпрационные месторождения. Из них особое значение принадлежит месторождениям зоны окисления и зоны обогащения.
Осадочные процессы. Продукты выветривания захватываются поверхностными водами (реками) и переносятся в водоемы. Продукты выветривания труднорастворимые переносятся механическим путем во взвешенном состоянии, а те, которые перешли в растворы (истинные или коллоидные), — в растворенном состоянии. Форма переноса оказывается для различных веществ довольно специфической.
В осадочном минералообразовании важную роль играют также биохимические процессы.
Среди минеральных месторождений осадочного происхождения выделяют три группы: 1) механические осадочные месторождения, 2) химические осадочные месторождения и 3) биохимические осадочные месторождения.
Механические осадочные месторождения возникают в результате переноса поверхностными водами обломков продуктов выветривания, содержащих химически устойчивые минералы, и позднейшего их отложения. В результате образуются аллювиальные россыпи (русловые, долинные, террасовые), а также прибрежные морские и озерные россыпи (рис. 79).

Химические осадочные месторождения образуются путем осаждения растворенных веществ в водах морей, озер, болот и рек. Это типичные химические осадки, выпадающие из истинных или коллоидных растворов.
Осадочные биохимические месторождения возникают главным образом в результате жизнедеятельности организмов.
Метаморфогенные процессы. Метаморфогенные процессы — это процессы сложного преобразования эндогенных и экзогенных продуктов при изменении термодинамических условий, обусловленном внедрением магматических тел.
Среди метаморфогенных процессов выделяют контактовые и региональные. Первые развиваются непосредственно в зоне контакта минеральных комплексов с магматическими телами, а вторые захватывают значительные территории.
Контактовые метаморфогенные процессы обычно связаны с небольшими магматическими телами, застывшими на небольшой глубине и часто минералообразование имеет метасоматический характер. Возникающие таким путем метаморфогенные комплексы носят название контактово-метасоматических.
Региональные метаморфогенные процессы обусловлены подъемом больших магматических масс, находящихся на значительной глубине. Этот процесс происходит при больших давлениях.
Для метаморфогенного процесса характерен привнос тепла в диапазоне температур от 1100—850° до 400—300° С и при давлении от одной до 20 000 атм.
С метаморфогенными процессами связано образование так называемых жил альпийского типа. Они возникают путем выполнения трещин веществом, содержащимся во вмещающих породах. Образование жил альпийского типа происходило в конечную стадию метаморфизма за счет пропитавшей породу горной влаги.
Космогенные процессы. Космогенные процессы происходят в космическом пространстве. О них мы получаем представление по минералам метеоритов, а теперь и образцов пород Луны. Можно полагать, что этот процесс по своим условиям близок к собственномагматическому: некоторые особенности минералов метеоритов свидетельствуют о том, что они образовались также при кристаллизации расплавов.

Прежде чем написать о том, что содержится в моей курсовой работе, я хотела бы рассказать, почему я выбрала именно эту тему. Просматривая первый раз предложенные темы курсовой работы, я сразу же обратила внимание на тему под номером 52. В этой теме меня привлекло то, что мы всю жизнь сталкиваемся с экзогенными процессами, но мало кто из нас когда-либо задумывался о том, каковы причины их возникновения, какова их деятельность и какое значение они имеют в нашей жизни?

Содержание

Вложенные файлы: 1 файл

Курсовая работа.Е.Г. Колесникаова.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автомное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

Геолого-географический факультет

Кафедра Общей и исторической геологии

Колесникова Елена Геннадьевна

Экзогенные процессы минералообразования

КУРСОВАЯ РАБОТА

Студентки 1 курса направления 020700-Геология

Научный руководитель-

доц. к.г.-м. н. Попов Юрий Витальевич

Ростов-на-Дону-2012

Содержание

1.Введение…………………………………………………… ………4-5 стр.

2.Основная часть…………………………………… ………………5-42 стр.

2.1.Выветривание…………………………………… …………5 стр.

2.1.1.Физическое выветривание……………………………5-8 стр.

2.1.3.Коры выветривания……………………………………. 12-15 стр.

2.2.Геологическая деятельность ветра…………………16 стр.

2.2.1.Дефляция и корразия…………………………………… 16-17 стр.

2.2.2. Перенос материала ветром…………………………..17-18 стр.

2.2.3.Аккумуляция и эоловые отложения………………19-20 стр.

2.3.Геологическая деятельность поверхностных текучих вод………………………………………………………..20- 21 стр.

2.3.1.Плоскостной склоновый сток……………………… 21-22 стр.

2.3.2.Деятельность временных русловых потоков… .23-24 стр.

2.3.3.Аккумулятивная деятельность русловых потоков…………………………………………………………… …24-26 стр.

2.3.4.Деятельность рек……………………………………………26 стр.

2.3.5.Эрозионная деятельность рек……………………… .26-28стр.

2.3.6.Перенос материала реками……………………………28 стр.

2.4.Геологическая деятельность подземных вод……………………………………………………………………… .29 стр.

2.4.1.Виды вод в горных породах……………………………29-30 стр.

2.4.2.Происхождение подземных вод……………………..30 стр.

2.4.3.Классификация подземных вод……………………..31-33 стр.

2.4.4.Химический состав подземных вод……………….33-34 стр.

2.4.5. КАРСТОВЫЕ ПРОЦЕССЫ ……………………………………..35 стр.

2.4.6. Карстовые формы………………………………………….35-36 стр.

2.5.Геологическая деятельность ледников………………………………………………………… …37-38 стр.

2.5.1. Типы ледников………………………………………………38 стр.

2.7. Геологическая деятельность озер…………………………………………………………………… .39 стр.

2.7.1.Происхождение озерных котловин…………………39-40 стр.

2.7.2. Осадконакопление в озерах…………………………41-42стр.

3.Заключение……………………………………………… …………….43 стр.

4.Список используемой литературы…………………………………..44 стр.

1. Введение

Экзогенные процессы - геологические процессы, обусловленные внешними по отношению к Земле источниками энергии (преимущественно солнечное излучение) в сочетании с силой тяжести. Экзогенные процессы протекают на поверхности и в приповерхностной зоне земной коры в форме механического и физико-химического ее воздействия с гидросферой и атмосферой. К ним относятся: выветривание, геологическая деятельность ветра (эоловые процессы, дефляция), текучих поверхностных и подземных вод (эрозия, денудация), озер и болот, вод морей и океанов (абразия), ледников (экзарация). Главные формы проявления экзогенных процессов на поверхности Земли: разрушение горных пород и химическое преобразование слагающих их минералов (физическое, химическое выветривание); удаление и перенос разрыхленных и растворимых продуктов разрушения горных пород водой, ветром и ледниками, отложения (аккумуляция) этих продуктов в виде осадков на суше или на дне водных бассейнов и постепенное их преобразование в осадочные горные породы (седиментогенез, диагенез, катагенез). Экзогенные процессы в сочетании с эндогенными процессами участвуют в формировании рельефа земли. В образовании толщ осадочных горных пород и связанными с ними месторождений полезных ископаемых. Так, например, в условиях проявления специфических процессов выветривания и осадконакопления образуются руды алюминия (бокситы), железа, никеля и др.; в результате селективного отложения минералов водными потоками формируются россыпи золота и алмазов; в условиях, благоприятствующих накоплению органических веществ и обогащенных ими толщ осадочных горных пород, возникают горючие полезные ископаемые.

Итак, я считаю, что тему для курсовой работы надо выбирать такую, чтобы она, в первую очередь, интересовала того, кто ее пишет. А во вторую, была бы интересна и полезна тем, кто будет ее слушать. Я думаю, что то, о чем я написала в своей работе не только интересно, но и полезно.

2.Основная часть

2.1. ВЫВЕТРИВАНИЕ

Выветривание -это совокупность сложных процессов физического разрушения, химического и биохимического разложения минералов и горных пород. Эти процессы вызываются рядом факторов: суточными и сезонными колебаниями температуры; механическим воздействием замерзающей воды, разрастающейся корневой системы растений и т.п.; химическим воздействием воды и газов-кислорода и углекислот; биохимическим воздействием органических кислот и других продуктов, образующихся при жизни растений и животных, а также при их отмирании и разложении.

2.1.1 ФИЗИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ

Физическое выветривание вызывается разнообразными факторами. В зависимости от природы воздействующего фактора характер разрушения горных пород при физическом выветривании различен. В одних случаях процесс разрушения происходит внутри самой горной породы без участия внешнего механически действующего агента. Сюда относится изменение объема составных частей породы, вызываемое колебанием температуры. Такое явление может быть названо температурным выветриванием. В других случаях горные породы разрушаются под механическим воздействием посторонних агентов. Такой процесс может быть условно назван механическим выветриванием.

Физическое выветривание подразделяется на температурное и морозное:

Температурное выветривание – разрушение горных пород и минералов на поверхности Земли под влиянием колебаний температуры. Известно, что при нагревании и охлаждении твёрдые тела изменяют свой объём. Не являются исключением горные породы и минералы. В результате суточных колебаний температуры в массиве горных пород возникают напряжения двух типов. Напряжения первого типа (называемые объёмно-градиентными) связаны с неравномерным нагреванием поверхностной и более глубоких частей массива; различие температур (и, соответственно, различное расширение) в этих частях массива приводят к образованию трещин, направленных параллельно его поверхности. Вследствие этого происходит шелушение и отслаивание пород, называемое десквамацией. Второй тип напряжений в пределах объёма породы и минерала связан с различием коэффициентов теплового расширения-сжатия минералов. Напряжения этого типа приводят к раскалыванию до уровня минеральных зерен и далее, по трещинам спайности, до образования частиц размером до сотых долей мм. Быстрее разрушаются темноокрашенные минералы и породы, а также крупнокристаллические полиминеральные породы с большими различиями коэффициентов расширения составляющих их минералов.

Так в процессе температурного выветривания массив разрушается с образованием обломочных пород различного размера – от щебня до алевритового материала. Суточные колебания температуры проявляются до глубины 1 м, что определяет максимальную мощность возникающих таким путём обломочных отложений.

Наиболее активно температурное выветривание протекает в пустынях и, в несколько меньшей степени, в нивальных областях и в высокогорных районах, не покрытых снегом. Этому способствует сочетание двух факторов: 1) резкие суточные колебания температуры, достигающие 50оС и 2) обнажённость горных пород ввиду отсутствия растительного покрова и почвенного слоя.

Морозное выветривание – разрушение горных пород в результате периодического замерзания попадающей в трещины воды.

Попадая в трещины, в холодное время суток вода замерзает – превращается в лёд, объём которого, как известно, значительно выше, чем исходный объём воды. Кристаллизующийся лёд оказывает на стенки трещин весьма существенно давление, достигающее 1000 кг/см3 и более, что значительно выше прочности большинства горных пород. Давление льда приводит к расширению трещин и раскалыванию пород на крупные обломки размером от десятков сантиметров до метров в диаметре. Отсутствие более мелкого материала обусловлено тем, что свободная вода не способна проникать в микротрещины.

Наиболее активно морозное выветривание протекает в холодных и умеренных областях с резкими суточными колебаниями температуры, а также в области развития вечной мерзлоты и в зоне деятельности ледников.

Образующиеся в ходе физического и химического выветривания продукты разрушения могут быть перемещены с места своего образования под действием водных потоков, ветра, движущихся ледников и других экзогенных факторов (процесс перемещения продуктов разрушения горных пород называется денудация) или остаться на месте своего образования. Продукты выветривания, залегающие на месте своего образования, называются элювий. К элювию относят продукты выветривания, не смещённые за пределы площади развития материнских пород (субстата за счёт которого они образовались).

Характерным ландшафтом зон физического выветривания являются каменистые пустыни, или, как их называют в Сахаре, гаммады. Гаммады представляют собой нагромождения глыб и щебня, образующиеся за счёт выветривания горизонтально лежащих платов горных пород и выноса ветром пылеватых и песчаных продуктов их разрушения. Краю пластов часто расчленены на останцы конусовидной формы, понижения между которыми заполнены россыпями каменных глыб и щебнем.

Говоря о физическом выветривании необходимо подчеркнуть, что оно приводит к механической дезинтеграции пород и минералов, но не приводит к их химическому преобразованию.

2.1.2 ХИМИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ

Одновременно с физическим выветриванием в областях с промывным типом режима увлажнения происходят и процессы химического изменения с образованием новых минералов. При механической дезинтеграции плотных горных пород образуются макротрещины, что способствует проникновению в них воды и газа и, кроме того, увеличивает реакционную поверхность выветривающихся пород. Это создает условия для активизации химических и биогеохимических реакций. Проникновение воды или степень увлажненности не только определяют преобразование горных пород, но и обусловливают миграцию наиболее подвижных химических компонентов. Это находит особенно яркое отражение во влажных тропических зонах, где сочетаются высокая увлажненность, высокотермические условия и богатая лесная растительность. Последняя обладает огромной биомассой и значительным спадом. Эта масса отмирающего органического вещества преобразуется, перерабатывается микроорганизмами, в результате в большом количестве возникают агрессивные органические кислоты (растворы). Высокая концентрация ионов водорода в кислых растворах способствует наиболее интенсивному химическому преобразованию горных пород, извлечению из кристаллических решеток минералов катионов и вовлечению их в миграцию.

К процессам химического выветривания относятся окисление, гидратация, растворение и гидролиз.

Окисление. Особенно интенсивно протекает в минералах, содержащих железо. В качестве примера можно привести окисление магнетита, который переходит в более устойчивую форму - гематит (Fe204 Fе203). Такие преобразования констатированы в древней коре выветривания КМА, где разрабатываются богатые гематитовые руды. Интенсивному окислению (часто совместно с гидратацией) подвергаются сульфиды железа. Так, например, можно представить выветривание пирита:

FeS2 + mO2 + nН2О FeS04 Fе2(SО4) Fе2O3.nН2О

Лимонит (бурый железняк)

На некоторых месторождениях сульфидных и других железных руд наблюдаются "бурожелезняковые шляпы", состоящие из окисленных и гидратированных продуктов выветривания. Воздух и вода в ионизированной форме разрушают железистые силикаты и превращают двухвалентное железо в трехвалентное.

Читайте также: