Тема 2. Эндогенные геодинамические процессы
Лекция 8. Общие представления о геодинамических процессах. Магматизм – ведущий эндогенный процесс
План
1. Общие понятия о динамической геологии и геодинамических процессах.
2. Магматизм – ведущий эндогенный процесс. Понятие о магме и лаве. Вулканизм и плутонизм.
3. Интрузивный магматизм и типы интрузивных тел.
4. Эволюция и дифференциация магм. Причины многообразия магматических пород и полезные ископаемые, связанные с ними.
5. Стадии магматического процесса.
Рис. 18. Пластовая контракционная отдельность в Столбовском штоке кварцевых сиенитов. Окрестности г. Красноярска (фото С.А. Ананьев).
Рис. 19 . Карьер в теле гранитного пегматита. Горизонтальная жила залегает среди массива габбро. Прибайкалье (фото С.А. Ананьева).
Рис. 20. Жила редкометального пегматита. Енисейских кряж, Енашиминское поле (фото С.А. Ананьева).
Лекция 9. Вулканизм
План
1. Вулканизм – эффузивный магматизм. Вулканы и их строение.
2. Категории и типы вулканов.
3. Продукты извержения – жидкие, твердые, газообразные. Типы лав по химизму и их различия в свойствах. Поствулканическая деятельность.
4. Закономерности распределения вулканов. Особенности вулканизма различных структурно-тектонических зон земной коры.
Рис. 21. Извержение Ключевского вулкана (Камчатка), самого высокого вулкана Европы и Азии. Извержение происходит на дне огромного кратера диаметром около 600 м (фото Ю.В. Демянчука).
Рис. 22 . Строение вулканических аппаратов: 1 – кратер; 2 – побочные кратеры; 3 – жерло (канал); 4 – сомма; 5 – кальдера; 6 – маар
(из работы Г.П. Горшкову, А.Ф. Якушовой, 1962).
Рис. 23. Возникновение кальдеры. Начинается извержение, магма устремляется к поверхности (А, В), магма в виде шлаков и тефры выбрасывается в атмосферу, под конусом образуется свободное пространство (С), куда вдоль разлома проваливается часть конуса (Д). Депрессия заполняется водой и возникает кальдеровое озеро (Е) (из работы З. Кукала, 1985).
Рис. 24. Столбчатая отдельность в лавовом потоке на о. Итуруп (фото С.А. Ананьева).
Рис. 25. Вулканическая бомба «мозговичек». Остров Итуруп,
Курильская гряда (фото С.А. Ананьева).
Рис. 26. Проявления поствулканической деятельности. Сольфатарные поля на склонах вулканов о.Итуруп, Курильская гряда (фото С.А.Ананьева)
Рис. 26. Грязевый котел в окрестностях вулкана Баранского, о. Итуруп
(фото С.А.Ананьева).
Рис. 27 . Механизм действия гейзера. Нагретая вода превращается в пар на уровне 1. Пар выталкивает вверх воду с уровня 2 и, когда гидростатическое давление на уровне 2 уменьшается хотя бы немного, вода вскипает при меньшей Т и устремляется вверх в виде столба пара и воды (из работы Н.В. Короновский, 2002).
Рис. 28. Долина гейзеров. Камчатка (фото. Ю.В. Демянчука).
Рис. 29. Расположение действующих вулканов на земном шаре. Черные кружки – вулканы (из работы Н.В. Короновскому 2002).
Лекция 10. Колебательные и складчатые геотектонические движения
План
1. Геотектонические движения земной коры и их результаты.
2. Колебательные (эпейрогенические) геотектонические движения.
3. Складчатые нарушения залегания горных пород. Элементы залегания. Складки и их элементы.
4. Классификационные типы складок
Рис. 30. Примеры несогласий различных типов (по А.А. Богданову): а - параллельное несогласие; б - скрытое несогласие; в - угловое несогласие; г - параллельное прилегание; д - несогласное прилегание (из работы Г.П. Горшкова, А.Ф. Якушовой, 1962).
Рис. 31. Куэстовый рельеф (а); б – обрушенный куэстовый карниз, затем задернован. Южный борт котловины оз. Шира (из работы Г.А. Иванкина, 1979).
Рис. 32. Складчатые деформации слоистых известняков на берегу р. Енисей
(фото Ю.А.Задисенского).
Рис. 33. Складчатые деформации в гнейсовых толщах Ю-З. Памира
(фото С.А. Ананьева).
Рис. 34. Основные элементы складки: 1 – крыло складки, 2 – осевая поверхность складки, 3 – угол при вершине складки, 4 – ось складки (линия пересечения осевой поверхности с горизонтальной плоскостью), 5 – шарнирная линия складки, 6 – замок (мульда) складки (из работы Н.В.Короновского , 2002).
Рис. 35. Антиклинальная (А) и синклинальная складки (Б). В ядре антиклинали располагаются более древние породы, в синклинали – наоборот (по Н.В. Короновскому, 2002).
Рис. 36. Классификация складок по наклону осевой поверхности и крыльев (складки изображены в поперечном разрезе). 1 – прямая, 2 – наклонная, 3 – опрокинутая, 4 – лежачая, 5 – ныряющая (по Н.В.Короновскму, 2002).
Рис. 37. Формы складок (в поперечном сечении): а – дуговая; б – гребневидная; в – сундучная (коробчатая); г – веерообразная; д – косая; е – флексура; ж – опрокинутая; з - лежачая (из работы Г.П. Горшкова, А.Ф. Якушовой, 1962).
Рис. 38. Линейные (цилиндрические) складки. А – линейная складка с осью, расположенной горизонтально. Б – линейная складка с осью, наклоненной к горизонту: 1 - периклинальное окончание (в плане) погружающейся антиклинали; 2 – центриклинальное окончание (в плане) погружающейся синклинали (из работы Г.Д. Ажгирея, 1966).
1.
Рис. 39. Периклинальное замыкание вскрытое в береговых уступах р. Лена
(фото С.А Ананьева)
Рис. 40. Генетические типы складчатости.: А – продольного изгиба, Б – поперечного изгиба, В - нагнетания (пластического течения). Стрелками показано направление движения масс (из работы Н.В. Короновскому, 2002).
Рис. 41. Дисгармоничная микроскладчатость в железистых кварцитах Курской магнитной аномалии (по А.С. Егорову) (из работы Г.Д. Ажгерея, 1966).
Рис. 42. Схема антиклинория (А) и синклинория (Б) в вертикальном поперечном разрезе (по А. Гейму) (из работы Г.Д. Ажгерея, 1966).
Лекция 11. Разрывные геотектонические движения
План
1. Тектонические нарушения и трещины.
2. Разрывы и их элементы.
3. Типы разрывных нарушений.
4. Комбинации разрывных нарушений.
5. Глубинные разломы и рифты.
Рис. 43. Геометрические элементы сброса: а1 – истинная амплитуда; а2 – вертикальная; а3 – горизонтальная; а4 – стратиграфическая; I – висячее крыло; II – лежачее крыло; ff – сместитель.
Рис. 44. Типы разрывов: а – сброс; б – взброс; в – сдвиг; г – сбросо-сдвиг; д – шарнирный разрыв с вращением блоков, при котором меняется простирание
и падение слоев (из работы А. Аллисон, Д. Пальмер, 1984).
Рис. 45. Схемы, иллюстрирующие различие в плане между сбросом (а) и сдвигом (б), смещающим антиклинальныю складку (периклинальное замыкание)
(из работы А.Е. Михайлова, 1973).
Рис. 46. Различные виды надвигов: а – крутой, б – пологий, в – горизонтальный,
г - ныряющий (из работы А.Е. Михайлова, 1973).
Рис. 47. Различные тектонического покрова:
А – аллохтон, Б – автохтон, В – тектонический останец, Г – тектоническое окно
(из работы Н.В.Короновского, 2002).
Рис. 48. Схемы строения грабена и горста: а – грабен – опущенный блок между двумя сбросами; б – горст – поднятый блок между двумя сбросами
(из работы А. Аллисон, Д. Пальмер, 1984).
Рис. 48. Классический пример рифтовой структуры – Байкальский рифт. Показан поперечный разрез (по В.П. Солоненко и Н.А. Флоренсову) ( из работы Ю.М. Пущаровского, 1976).
Лекция 12. Землетрясения
План
1. Землетрясения – определение и основные понятия.
2. Типы сейсмических волн. Шкалы интенсивностей землетрясений.
3. Моретрясение и цунами.
5. Геологические причины землетрясений.
6. Проблема прогноза землетрясений. Сейсмическое районирование и антисейсмическое строительство.
Рис. 49. Положение эпицентра относительно очага землетрясения.
1 – гипоцентр; 2 – эпицентр; 3 – антиэпицентр; 4 – плейстосейстовая область;
5 – изосейсты в баллах (из работы В.С. Мильничука, М.С. Арабаджи, 1989).
Рис. 50. Четыре типа сейсмических волн: а – продольная волна; б – поперечная волна; в – волна Рэлея; г – волна Лява (из работы Д. Браун, А. Массет, 1984).
Рис. 51. Соотношение магнитуды землетрясений и выделившейся энергии
(из работы Н.В. Короновского, 2002).
Рис. 52. Схема образования цунами при подводном землетрясении с возникновением на дне океана провалов (грабенов) (рисунок В.Н. Сальникова).
Рис. 53 . Схема образования цунами при подводном извержении вулкана (рисунок В.Н. Сальникова).
Таблица 5
Сильнейшие цунами в 1992-1994 г.г.
Дата
Магниту-
да
Район
Высота волны, м
Число убитых, раненых
Другая
информация
2.09.92
12.12.92
12.07.93
21.01.94
2.06.94
4.10.94
8.10.94
14.11.94
М=7,2
М=7,5
М=7,8
М=7,2
М=7,2
М=8,1
М=6.9
М=7.1
Никарагуа (восточная часть Тихого Океана
Острова Флорес (Индонезия)
о.Окушири (Япония)
о. Халмахера
(Индонезия)
Ява
(Индонезия)
Южные Курилы
о. Оби
(Индонезия)
Миндоро (Филиппины)
10,7
31,5
13,3
10,8
7,2
170 убитых, >500 раненых
2080 убитых
(50% от цунами), 2144 раненых
330(?)убитых, 240 раненых
9 убитых, 300 раненых (возможно, землетрясением)
222 убитых, 17 пропавших без вести, 440 раненых
11 убитых, более 200 серьезно раненых
1 убитый, 12 серьезно и 40 легко раненых
78 убитых, 248 раненых, 9 пропавших без вести
Тревога не была объявлена
Несколько деревень полностью разрушены
Полностью разрушены 700 домов
Повреждено
более 2000 домов и 800 судов;
Разрушено 1426 домов, 278 судов затонуло
Сильнейшее землетрясение в этом столетии в данном районе
113 домов серьезно повреждены, 364 частично
800 домов разрушены полностью, 3288 частично
Рис. 54. Перед наступлением цунами море ушло и отдыхающие спокойно смотрят на горизонт, где видна наступающая волна цунами (сайт в Интернете).
Рис. 55. Цунами уже возле берега, люди убегают (сайт в Интернете)
Рис. 56. Разрушения от цунами в городе Банда Ачех провинции Ачех в Индонезии (фото С.С. Бондиной).
Рис. 57. Часть города Банда Ачех в провинции Ачех в Индонезии осталась затопленной (фото С.С. Бондиной).
Рис. 58. Сейсмичность Земли (области, где происходят землетрясения с магнитудой > 6, заштрихованы) (из работы А.Е. Шейдеггера, 1981).
Лекция 13. Метаморфизм
План
1. Метаморфизм, агенты метаморфизма.
2. Главные типы метаморфизма и их продукты.
3. Ультраметаморфизм и магматизм в глубинных зонах земной коры. Понятие о гранитизации.
Рис. 59. Круговорот горных пород (из работы Н.В.Короновского, 2002)
Рис. 60. Тело метаморфогенного пегматита с обломком (ксенолитом) мигматита. Ю-З. Памир (фото С.А. Ананьева).
Рис. 61. Цикл образования пород (из работы К. Гиллена, 1984).
Рис. 62. Основные фации метаморфизма (из работы Н.В.Короновского, 2002).
Рис. 63. Толщи мигматитов, обнаженные склонами Шагдаринского хребта
Ю-З. Памира (фото С.А. Ананьева).
Рис. 64. Складчатые мигматиты в гнейсовой толще Ю-З. Памира (фото С.А.Ананьева).