7.Процессы формирования полезных ископаемых

основная масса эндогенных полезных ископаемых в континен­тальной коре могла формироваться только благодаря действию мно­гоступенчатого процесса обогащения коры рудными элементами. При этом первая ступень обогащения земной коры рудными элемен­тами происходит в рифтовых зонах на океаническом дне. В гидротермальных системах рифтовых зон в гидросферу выно­сятся гигантские массы эндогенного вещества, в том числе халько­фильных рудных элементов и кремнезема. Выносится из мантии и сера, образующая сульфиды этих рудных элементов, хотя заметная часть данных веществ рифтовых зон попадает благодаря восстанов­лению сульфатной серы океанических вод на метане и водороде из этих же зон по реакциям:

MgSO₄ + CH₄ = MgCO₃ + H₂S + Н₂О + 11,35 ккал/моль. Освобождающийся сероводород является исключительно агрес­сивным минерализатором (выделяющим при реакциях большую энергию), поэтому он тут же восстанавливает железо и другие руд­ные металлы (медь, цинк, свинец) до сульфидов, буквально вытя­гивая их из базальтов и ультраосновных пород океанической коры.

Помимо гидротермального обогащения океанической коры руд­ными элементами обычно возникают залежи магматогенных и хро­митовых полосчатых руд. Их происхождение связано с прямой диф­ференциацией мантийного вещества в магматическом очаге под риф­товыми зонами. Иногда эти руды представляют собой отстой плотной фазы — хромитовых кумулатов базальтовых сплавов, опустившихся на дно магматического очага. Экзогенные процессы выветривания и накопления осадков сильно влияют на перераспределение элементов в пределах самой земной коры. Яркими примерами служат осадочные толщи фосфо­ритов, карбонатов, песчано-глинистых и других отложений, обла­дающих специфической, характерной минерализацией. Например, в глинистых осадках Русской платформы по сравнению с составом мантии олова в 11 раз больше, свинца — в 20, калия — в 200–250, редкоземельных элементов — в несколько сотен раз, рубидия — в 500–700, бария — до 1500, а урана — в 3000–3500 раз больше. Другой пример влияния экзогенных факторов на формирование залежей полезных ископаемых — это гидротермальные месторож­дения, которые формируются либо за счет мобилизации поверхнос­тных и грунтовых вод, либо за счет освобождения остывающей маг­мой растворенной в ней воды. Однако наибольшие скопления нефти и газа возникают в пред­горных прогибах, когда островные дуги и окраины андийского типа надвигаются на пассивные окраины континентов атлантического типа с их мощными осадочными толщами, накопившимися на этих окраи­нах за время существования океана.

8. Геоэкологические процессы и явления в литосфере.

Процессы и явления в литосфере приводят к изменениям в био­сфере, поэтому их можно назвать геоэкологическими. Одни из них, затрагивающие в основном поверхность литосферы и протекающие обычно на относительно небольшой глубине, называются экзоген­ными, или процессами внешней динамики Земли, другие относятся к эндогенным процессам, т. е. к процессам внутренней динамики.

1. Проявления вулканизма представляют собой один из наиболее характерных и важных геологических процессов. В настоящее время в пределах суши и на островах известно свыше 500 вулканов, в той или иной мере проявляющих свою де­ятельность. Распределение вулканов по поверхности Земли весьма неравно­мерно. Огромные пространства совершенно лишены каких-либо проявлений вулканической деятельности (как, например, евро­пейская часть России, Западная Сибирь и др.). Другие же области богаты вулканами и характеризуются исключительной их актив­ностью. Наибольшее количество вулканов — свыше 60% — сосре­доточено на побережье и на островах Тихого океана, это так на­зываемое Тихоокеанское вулканическое кольцо. Причиной развития вул­канизма в приповерхностных условиях является динами­ческая активность магмати­ческих систем, возникающая как следствие выделения из расплава кристаллических и газовых фаз. В свою очередь сам процесс расплавления и образования магматических расплавов является следс­твием воздействия на твердое вещество земной коры вос­ходящих тепломассопотоков, образующихся при дегазации Земли в разломах.

Спокойное излияние ха­рактерно для жидких ба­зальтовых лав, образующих обширные эффузивные пок­ровы, пологие конусы, назы­ваемые щитовыми вулканами, лавовые озера, а иногда и фонтаны.

2. Землетрясением (от греч. сейсмос — трясение) называется вся­кое колебание земной поверхности, вызванное естественными при­чинами, среди которых основное значение принадлежит тектоничес­ким процессам. Землетрясение происходит в результате внезапного, быстрого смещения крыльев образующегося или уже существующего раз­рыва. До момента смещения силы сцепления удерживают крылья разлома от проскальзывания, и зона разлома испытывает постепенно возрастающую сдвиговую деформацию. При достижении последней некоторого значения, превосходящего предел прочности геологичес­кой среды, происходит «вспарывание» разлома и смещение его кры­льев. Объем среды, где снимается часть тектонических напряжений и освобождается некоторая доля накопленной потенциальной энер­гии, называется очагом землетрясения. Точка, где началось вспа­рывание разлома в очаге землетрясения, называется его гипоцент­ром, а проекция гипоцентра на поверхность Земли — эпицентром землетрясения. Энергия землетрясения черпается из окружающего очаг объема пород. Существует прямо пропорциональная зависимость между энергией землетрясения и объемом пород, отдающих свою упругую энергию во время землетрясения, при этом промежуток времени между последовательными сильными землетрясениями будет воз­растать с увеличением энергии (магнитуды) землетрясения. К последствиям землетрясений, кроме явлений тектонического характера (образование трещин, сбросов и сдвигов), относятся:

1) различные изменения топографии местности, вызванные пе­ремещениями поверхности по сбросам, оползнями, обвалами, под­пруживанием рек и образованием озёр;

2) извержение газов, воды и грязи, напоминающее деятельность грязевых потоков;

3) разрушение искусственных сооружений.

При землетрясениях смещение блоков в океане может привести к резкому провалу дна. В эпицентре такого землетрясения образу­ются волны — цунами (с японского — прибрежная волна), которые расходятся и движутся со скоростью до 800 км/ч. В начале движения гребень волны поднимается над общим уровнем всего на 30...60 см. По мере приближения к суше, когда волны достигают мелководья, они начинают стремительно расти. Высота цунами доходит до 15 м и более.

3. Движение обломочного материала в форме свободного падения на крутых склонах (крутизной более 30 ˚) может привести к камне­падам в виде обвалов и осыпей.

Осыпи — разновидность камнепадов, они происходят с медлен­ной скоростью. Практически это оползание материала, образовавше­гося в результате выветривания вниз по склону.

Обвалы отличаются от камнепадов не просто большим объемом, но сплоченностью облака обрушивающегося материала, что меняет характер его движения. Скорость движения обвалов на отдельных участках достигает 300 км/ч, длина пути — несколько километров.

Причиной крупных обвалов служат землетрясения. Горный склон как бы вскипает и приходит в движение. Процессы оползания всегда гидрогеологически обусловлены. Они возникают в случае, если водопроницаемые породы подсти­лаются горизонтом водоупорных пород, чаще всего глин. Оползню предшествует подготовка пород к подвижке: образование трещин, формирование зон дробления и др. Время, необходимое для подго­товки с учетом времени на релаксацию напряжений от предыдущей подвижки, называется средней продолжительностью межоползне­вого интервала.

Оползни возникают вследствие следующих причин:

1. нарушение равновесия пород, вызванное увеличением кру­тизны склона в результате подмыва водой;

2. ослабление прочности пород при выветривании;

3. переувлажнение осадками и подземными водами;

4. воздействие сейсмических толчков;

хозяйственная деятельность, проводимая без учета геологи­ческих условий местности.

4. Под карстом понимается комплексный геологический процесс, обусловленный растворением подземными и (или) поверхностными водами горных пород, проявляющийся в их ослаблении, разруше­нии, образовании пустот и пещер, изменении напряженного состо­яния пород, динамики, химического состава и режима подземных и поверхностных вод, в развитии суффозии (механической и хими­ческой), эрозий, оседаний, обрушений и провалов грунтов и земной поверхности.

Суффозия — это процесс разрушения и выноса подземными во­дами отдельных компонентов и крупных масс дисперсных и сцемен­тированных обломочных пород, в том числе слагающих структур­ные элементы скальных массивов.

Карстово-суффозионные процессы представляют собой взаимо­связанное развитие карста и суффозии.

5. Под подтоплением понимается процесс подъема уровня грунто­вых вод выше некоторого критического положения, а также форми­рования верховодки и (или) техногенного водоносного горизонта, приводящий к ухудшению инженерно-геологических условий тер­ритории, агромелиоративной и экологической обстановки.

Подтопление обусловлено превышением приходных статей вод­ного баланса над расходными под влиянием комплекса природных и техногенных факторов. Подтопление ведет к заболачиванию и засо­лению почв. Длительное подтопление резко нарушает структуру и состав фито- и зооценозов, ухудшает санитарное состояние зон под­топления, причиняет хозяйственный ущерб.