На головну

Склад і будова літосфери

  1.  II. Будова і хімічний склад хромосом еукаріотичної клітини
  2.  III. Ринок цінних паперів, як складова частина фінансового ринку.
  3.  IV. АНАЛІЗ СКЛАДУ І СТРУКТУРИ пасивів балансу.
  4.  VII. Управлінське рішення як важлива складова управлінської діяльності.
  5.  XV. Вимоги до складання меню для організації харчування дітей різного віку
  6.  А) Синдром порушення динамічної (кінетичної) складової рухів і дій при ураженні заднелобних відділів мозку.
  7.  А. Будова мікроспороцітов. Мікроспорогенез

Сейсмічні дослідження свідчать про те, що при землетрусах виникають різні сейсмічні хвилі, що поширюються в породах Землі з різними швидкостями. Найбільш швидкі з них - первинні, або Р - хвилі, - поширюються подібно звуковим, з коливаннями, що збігаються з напрямком поширення (поздовжні хвилі). Найбільш повільні сейсмічні хвилі, так звані S-хвилі, або вторинні, за характером коливання подібні світловим. Вони мають коливання, перпендикулярні до напрямку поширення. У 1926 р югославський А. Мохоровичич виявив різке збільшення швидкостей Р і S хвиль на глибині близько 50 км. Цю межу розділу їхали називати поверхнею Мохоровичича, або, скорочено Мохо.

Оболонку твердої літосфери, що лежить вище поверхні Мохе, прийнято називати земною корою, а що лежить нижче потужну оболонку - Мантією. Потужність кори під континентами значно більше, ніж під океаном.

Земна кора складена магматичними і осадовими породами, а також метаморфічними породами, що утворилися за рахунок тих і інших.

Гірські породи - це природні мінеральні агрегати певного складу і будови, що сформувалися в результаті геологічних процесів і залягають в земній корі у вигляді самостоятельнихтел. Склад, будова і умови залягання гірських порід зумовлені особливостями формують їх геологічних процесів, які відбуваються в певній обстановці всередині земної кори або на земній поверхні. Залежно від характераглавних геологічних процесів розрізняють три генетичних классагорних порід: осадові, магматичні і метаморфічні.

 магматичні гірські породи - це природні мінеральні агрегати, що виникають при кристалізації магми (силікатних, а іноді і несилікатного розплавів) в відрах Землі або на її поверхні. Класифікація магматичних порід відображає існування двох головних груп, що розрізняються за умовами утворення і залягання: плутонічних (глибинних) і вулканічних, що сформувалися на поверхні Землі або поблизу неї. За змістом кремнезему магматичні породи діляться на кислі (SiO2 близько 70-90%), середні (SiО2 близько 60%), основні (SiO2 близько 50%) і ультраосновних (SiО2 менше 40%). Прикладом магматичних порід служать вулканічна основна порода і граніт (кисла Плутонічні порода).

 осадові гірські породи - це ті породи, які існують в термодинамічних умовах, характерних для поверхневої частини земної кори, і утворюються в результаті перевідкладення продуктів вивітрювання і руйнування різних гірських порід, хімічного і механічного випадання осаду з води, життєдіяльності організмів або всіх трьох процесів одночасно. Багато осадові породи є найважливішими корисними копалинами. Прикладами осадових порід служать пісковики, які можна розглядати як скупчення кварцу і, отже, концентратори кремнезему (SiО2), І вапняки - концентратори СаО. До мінералів найбільш поширених осадових порід відносяться кварц (SiO2) ортоклаз (KAlSi3O8) Каолинит (Al4Si4O10(OH)8), Кальцит (СаСО3), Доломіт CaMg (CO3)2 та ін. '

Іл, пил і піщані відкладення утворюються головним чином за рахунок вивітрювання - руйнування і зміни твердої породи. Ці відкладення зазвичай переносяться річками в океани. У морській воді вони занурюються на дно, де в результаті фізичних процесів і хімічних реакцій перетворюються в осадові породи, які з часом знову стають сушею, зазвичай в процесі утворення гір.

 метаморфічними називають породи, основні особливості яких (мінеральний склад, структура, текстура) обумовлені процесами метаморфізму, тоді як ознаки первинного магматичного походження частково або повністю втрачені. Метаморфічні породи - сланці, грануліти, еклогіти і ін. Типові для них мінерали - слюда, польовий шпат і гранат соответственна. Породи, які відчувають метаморфизм, перетворюються, прагнучи до хімічного або фізичного рівноваги з новими для них температурними і бароіческімі умовами. Відбуваються при цьому хімічні реакції управляються законами термодинаміки. Так, реакції з негативними значеннями ізобарно-ізотермічного потенціалу (?G) супроводжуються виділенням водяної пари через його великий ентропії. Закономірне будова метаморфічних комплексів і відповідність в цілому складу багатьох метаморфічних порід принципам термодинаміки є підтвердженням того, що для метаморфічних порід досягається (хоча і не завжди) майже повне хімічне рівновагу. Для більшості з них типова грубозерниста структура (виняток становлять сланці, роговики і ін.)

Речовина земної кори складено в основному легкими елементами (по Fe включно), а елементи, які прямують у періодичної системи за залізом, в сумі складають лише долі відсотка. Відзначається також, що елементи, які мають парне значення атомної маси, значно переважають: вони утворюють 86% загальної маси земної кори. Слід зазначити, що в метеоритах це відхилення ще вище і становить в металевих метеоритах 92%, в кам'яних - 98%. Середній хімічний склад земної кори, за даними різних авторів, наведено в таблиці 6.

Її аналіз дозволяє зробити наступні важливі висновки:

1) земна кора складена в основному з восьми елементів: О, Si, Fe, Ca, Mg, Na, К; 2) на частку інших 84 елементів припадає менше одного відсотка маси кори; 3) серед найголовніших по pacпространенності елементів особлива роль в земній корі належить кисню.

Особлива роль кисню полягає в тому, що його атоми складають 47% маси кори і майже 90% обсягу найважливіших породоутворюючих мінералів.

Є ряд геохімічних класифікацій елементів. В даний час набуває поширення геохимическая класифікація, згідно з якою всі елементи земної кори діляться на п'ять груп: літофільні, халькофільних, сідерофільние, атмофільние і біофільние (табл. 7).

Таблиця 6 Хімічний склад земної кори, мас. %

 Елементи і оксиди  Кларк, 1924  Фугт, 1937  Гольдмшмідт, 1954  Полдерваатр,  Ярошевський, 1971
 SiO2  59,12  64,88  59,19  55,20  57,60
 TiO2  1,05  0,57  0,79  1,6  0,84
 Al2O3  15,34  15,56  15,82  15,30  15,30
 Fe2O3  3,08  2,15  6,99  2,80  2,53
 FeO  3,80  2,48  6,99  5,80  4,27
 MnO  0,12 - -  0,20  0,16
 MgO  3,49  2,45  3,30  5,20  3,88
 CaO  5,08  4,31  3,07  8,80  6,99
 Na2O  3,84  3,47  2,05  2,90  2,88
K2O  3,13  3,65  3,93  1,90  2,34
P2O5  0,30  0,17  0,22  0,30  0,22
H2O  1,15 -  3,02 -  1,37
 CO2  0,10 - - -  1,40
S  0,05 - - -  0,04
 Cl - - - -  0,05
C - - - -  0,14

Табліца7

Варіант геохимическом класифікації елементів

 літофільні  Халькофільіие  сидерофільні  Лтяофмльйие  біофільние
 Li, Be, В, О, F, Na, Mg, Al, Si, Cl, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Br, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, I, Cs, Ba, La, Hf, Ta, W, Th, U, рідкісні землі  S, Fe, CoNi, Сі, Zn, Ga, As, Se Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sb, Te, Hg, TI, Pb, Bi  С, Р, Fе, Со, Ni, Ge Mo, Ru, Rh Pb, Sn, Та, Re, Os, Ir, Pt, Au  H, C, N, O, Cl, Br, He, Ne, Ar, Cr, Xe, Rn  O, C, H, Р, N, S, Fе, Са
   

літофільні - це елементи гірських порід. На зовнішньої оболочкеіх іонів знаходиться 2 або 8 електронів. Літофільні елементи важко відновлюються до елементарного стану.

Зазвичай вони пов'язані з киснем і складають основну масу силікатів і алюмосилікатів. Зустрічаються також у вигляді сульфатів, фосфатів, боратів, карбонатів і галогенідів.

халькофільних елементи - це елементи сульфідних руд. На зовнішній оболонці їх іонів розташовується 8 (S, Se, Ті) або 18 (у інших) електронів.

У природі зустрічаються у вигляді сульфідів, селенидов, теллуридов, а також в самородному стані (Сі, Hg, Ag, Pb, Zn, As, Sb, Bi,S, Se, Te, Sn).

сидерофільні елементи - це елементи з добудовувати електронними d- і f-оболонками. Вони виявляють специфічна спорідненість до миш'яку та сірки (PtAs2, FeAs2, NiAs2, FeS, NiS, MoS2 і ін.), а також до фосфору, вуглецю, азоту. Майже всі сідерофільние елементи зустрічаються також і в самородному стані.

Атмофільние елементи - це елементи атмосфери. Більшість з них має атоми із заповненими електронними оболонками (інертні гази).

До атмофільним відносять також азот і водень. Внаслідок високих потенціалів іонізації атмофільние елементи з праці вступають в з'єднання з іншими елементами і тому в природі знаходяться (крім H) головним чином в елементарному (самородноном) стані.


біофільние елементи - це елементи, що входять до складу органічних компонентів біосфери (С, H, N, О, Р, S). З цих (в основному) і інших елементів утворюються складні молекули вуглеводів, білків, жирів і нуклеїнових кислот.

В даний час в різних організмах встановлено понад 60 елементів. Елементи та їхні сполуки, що вимагаються організмам в порівняно великих кількостях, часто називають макробіогеннимі елементами. Елементи ж і їх сполуки, які хоча і необхідні для життєдіяльності біосистем, але потрібні в дуже малих кількостях, називають мікробіогенние елементами. Для рослин, наприклад, важливі 10 мікроелементів: Fe, Mn, Cu, Zn, B, Si, Mo, Cl, W, З. По функціях ці елементи можна розділити на три групи:

1. Мn, Fe, C1, Zn, V - необхідні для фотосинтезу;

2. Mo, В, Fe - необхідні для азотного обміну;

3. Мn, В, З, Сі, Si - необхідні для інших метаболічних функцій.

Всі ці елементи, крім бору, потрібні і тваринам. Крім того, тваринам можуть вимагатися селен, хром, нікель, фтор, йод, олово. Між макро- і мікроелементами можна провести чітку однакову для всіх груп організмів кордон. В. І. Вернадський показав, що елементи, постійно присутні в живих організмах, виконують цілком певні життєві функції. А зміст їх в організмах залежить від хімізму середовища проживання, біологічної специфіки, екологічних особливостей організму та ін.

Важливим компонентом літосфери є підземні води вони вносять істотний внесок в загальний водний баланс біосфери в цілому. Не випадково підземні води відносять ще й до гідросфери, і називаючи їх «Підземної гідросферою». Оскільки мова йде про підземні води, то природно, чтоих присутність, властивості, розподіл багато в чому визначаються властивостями порід, такими, як порістост', водопроникність, вологоємність, водоносність. Формально все породи по відношенню до води можна розділити на водопроникні і водонепроникні. Однак в геологічному масштабі простору і часу водотривких порід в природі не існує. Навіть такі жорсткі породи, як базальт і граніт, дають мікротріщини вже при незначних рухах сейсмічного порядку.

Вода в породах може перебувати у вільному і зв'язаному стані. У вільному стані в просторі між частинками порід вона підпорядковується силам земного тяжіння (гравітації) або частково утримується в капілярах порід менісковий силами. Образно це можна порівняти з водою, що просочує губку.

У зв'язаному стані вода в породах може бути або в плівковому, або в адсорбованому вигляді, утримуючись між зернами порід адсорбційними силами. Говорячи про пов'язаної воді, слід мати на увазі дві форми її зв'язку: фізично пов'язану і хімічно пов'язану. Хімічно зв'язана вода - це так звана кристаллизационная вода. Вона міцно пов'язана з кристалами мінералів хімічними силами і входить до складу мінералу. Прикладом може служити мідний купорос CuSО4 * 5H2О. Фізично зв'язана вода, в свою чергу, може бути як прочносвязанной з породами, так і рихлосвязанной.

Прочносвязанная вода утримується фізичними законами - величезними тисками в надрах. Рихлосвязанная вода обволікає частинки породи. Вона володіє підвищеною в'язкістю, може дуже повільно пересуватися по поверхні частинок породи, як рідина. На цю воду не впливає гравітація, і замерзає вона не при нулі, а при мінус 1,5 ° С. Кількість фізично і хімічно пов'язаних вод у складі мінералу може бути іноді дуже значним, досягаючи 60 - 65 мас.%.

Важливими характеристиками, пов'язаними з відношенням порід до води, є вологоємність і водовіддача.

Влагоемкост'ю називають здатність гірських порід вміщати і утримувати певну кількість води. Високою вологоємністю володіють глини, середньої, - дрібні піски, слабкою - галечники. Вологоємність залежить від розміру часток: чим менше їх розмір, тим більше вологоємність.

Водовіддача - це відношення кількості води, яке може віддати порода, до загального вмісту води в ній. Тут залежність зворотна: відсоток водоотдачи тим більше, чим більше частки породи. Вода, що заповнює пори, тріщини і порожнечі порід, може перебувати в них у всіх трьох фазах - твердої, рідкої і газоподібної, з яких перша найбільш характерна для зон вічної мерзлоти. У пароподібному щодо підземна вода може конденсуватися до рідини і переходити з рідини в пар. Вона пересувається з областей з підвищеними тиском і температурою в області з більш низькими їх значеннями.

Пересування гравітаційних підземних вод відбувається головним чином трьома шляхами: флюаціей, дифузією і фільтрацією.

 Флюаціей називається «вливання» води в будь-яку ємність в породах. Наприклад, в вапняках в результаті вилуговування в земної поверхні утворюються, воронки, які тривають вглиб численної системою трубок, каналів, каверн і пустот, іноді навіть печер. Стікає з поверхні дощова і тала через ці воронки буде проникати в породи. Флюація відбувається переважно під впливом сили тяжіння.

 дифузія зводиться до переміщення підземних водних розчинів з місць з більшою концентрацією в місця з меншою. Швидкість цього процесу, хоча і невелика, але все ж реально відчутна в геологічному масштабі часу. Сюди ж слід віднести і iосмос - повільне проникнення однієї рідини в іншу через | напівпроникні перегородки.

фільтрація - Це просочування води по дрібним порам породи. Саме таким чином дощова вода проникає в пісок. Фільтрація протікає під впливом гравітації, а також може відбуватися в бік зниження тиску і температури. Під впливом тиску порід і газів вона може протікати і від низу до верху. Що стосується швидкості фільтрації, то вона значно вище швидкості дифузії і залежить від багатьох факторів (пористості порід, в'язкості водногораствора, градієнта тиску і т. Д.).




 H.B. Гусакова |  Еволюція атмосфери і походження життя |  гідросфера |  ГЛАВА 1. Фізико-хімічні процеси в атмосфері |  склад атмосфери |  Мікрокомпонентного домішки в атмосфері |  геохімічні джерела |  Біологічні джерела. |  антропогенні джерела |  Радіоактивне забруднення атмосфери |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати