З чого складається земна кора? Деревна кора Земна кора складається з порід

ЗЕМНА КОРА, верхня тверда оболонка Землі, обмежена знизу Мохоровичіча кордоном. Термін «земна кора» виник у 18 столітті у роботах М. У. Ломоносова й у 19 столітті у працях Ч. Лайеля; з розвитком контракційної гіпотези в 19 столітті набув певного значення відповідно до ідеї охолодження Землі доти, доки не утворилася кора (Дж. Дана). В основі уявлень про склад, структуру та фізичні властивості земної корилежать геофізичні дані про швидкості поширення сейсмічних хвиль (в основному поздовжніх, V p), які на межі Мохоровичіча при переході до пород мантії Землі стрибкоподібно зростають з 7,5-7,8 км/с до 8,1-8,2 км/ с. Природа нижньої межі земної кори, мабуть, обумовлена ​​зміною хімічного складупорід (основні породи - ультраосновні) або фазовими переходами(У системі габро - еклогіт).

Для земної кори характерна горизонтальна неоднорідність (анізотропія), що виражається у відмінності складу, будови, потужності та інших характеристик кори в межах її окремих структурних елементів: континентів і океанів, платформ і складчастих поясів, западин та піднятий та ін. Виділяють два головні типи земної кори - континентальну та океанічну.

Континентальна кора, поширена в межах континентів та мікроконтинентів в океанах, має середню потужність 35-40 км, яка зменшується до 25-30 км на континентальних околицях (на шельфі) та в областях рифтогенезу та зростає до 45-75 км у областях гороутворення. У континентальній корі розрізняють осадовий (V p до 4,5 км/с), «гранітний» (V p 5,1-6,4 км/с) та «базальтовий» (V p 6,1-7,5 км/с) с) шари. Осадовий шар відсутній на щитах і менших підняттях фундаменту стародавніх платформ, а також в осьових зонах складчастих споруд. У западинах молодих і стародавніх платформ, передових та міжгірських прогинах складчастих споруд потужність осадового шару досягає 10 км (рідко 20-25 км). Він складний переважно континентальними та мілководноморськими осадовими породами, вік яких менше 1,7 мільярда років, а також платобазальтами (траппами), силлами магматичних порід основного складу, туфами. Назви «гранітного» та «базальтового» шарів умовні та історично пов'язані з виділенням кордону Конрада (V p 6,2 км/с), що розділяє шари, в яких швидкості поздовжніх сейсмічних хвиль відповідають швидкостям у граніті та базальті. Наступні дослідження (у тому числі надглибоке буріння) поставили під сумнів існування чіткого сейсмічного кордону, тому обидва шари об'єднують у консолідовану кору. «Гранітний» шар виступає на поверхню в межах щитів та масивів платформ та в осьових зонах складчастих споруд; він також розкритий свердловинами надглибокого буріння (у тому числі Кольською надглибокою свердловиною на глибину понад 12 км). Його потужність на платформах 15-20 км., у складчастих спорудах 25-30 км. У межах щитів стародавніх платформ до складу цього шару входять гнейси, різні кристалічні сланці, амфіболіти, мармури, кварцити та гранітоїди, тому його часто називають гранітно-гнейсовим (V p 6-6,4 км/с). У фундаменті молодих платформ і в межах молодих складчастих споруд верхній шар консолідованої кори складений менш метаморфізованими породами і містить менше гранітів, у зв'язку з чим його називають гранітнометаморфічним (V p 5,1-6 км/с). Пряме вивчення «базальтового» шару континентальної кори неможливе. Значення швидкостей сейсмічних хвиль, за якими він виділений, можуть задовольняти як магматичні породи основного складу (базити), так і породи, що зазнали високий ступіньметаморфізму (грануліти), тому нижній шар консолідованої кори іноді називають грануліт-базитовим. Віднесення до земної кори або верхньої мантії порід зі швидкостями поздовжніх сейсмічних хвиль понад 7 км/с спірне. Вік найдавніших порід консолідованої кори сягає 4 мільярдів років.

Основні відмінності океанічної кори від континентальної - відсутність «гранітного» шару, суттєво менша потужність (в середньому 5-7 км), молодший вік (юра, крейда, кайноза; менше 170 мільйонів років), більша латеральна однорідність. Океанічна кора, будова якої вивчена глибоководним бурінням, драгуванням, спостереженням з підводних апаратів у стінках розломів, складається з трьох шарів. Перший шар, або осадовий, складається з пелагічних крем'янистих, карбонатних та глинистих опадів (V p 1,6-5,4 км/с). У напрямку континентальних підніжжя його потужність зростає до 10-15 км. Осадовий шар може бути відсутнім в осьових зонах серединно-океанічних хребтів. У глибоководних западинах задукових басейнів, частина з яких підстилається океанічною корою, товщина осадового шару, що зазвичай включає турбідити, може досягати 15-20 км. Другий шар (V p 4,5-5,5 км/с) у верхній частині складений базальтами (часто з подушечною окремістю - пілоу-базальтами) з рідкими прошарками пелагічних опадів; у нижній частині шару розвинений комплекс паралельних дайок долеритів (загальна потужність 1,2-2 км). Третій шар (V p 6-7,5 км/с) у верхній частині складається з масивних габро, у нижній - з розшарованого комплексу, в якому габро чергуються з ультраосновними породами (загальна потужність 2-5 км). У межах внутрішніх піднятий океанів земна кора потовщена до 25-30 км рахунок збільшення потужності другого і третього шарів. Стародавнім аналогом океанічної кори на континентах є офіоліти.

Океанічна кора формується на дивергентних кордонах літосферних плит(Протягуються вздовж осьових частин серединно-океанічних хребтів), на яких відбувається підйом до поверхні та застигання базальтової магми. Континентальна кора утворюється у процесі переробки океанічної кори активних континентальних околицях.

Крім двох основних типів земної кори, виділяють перехідні типи. Субокеанічна кора є утонненою в результаті рифтогенезу до 15-20 км континентальну кору, пронизану дайками і силлами основних магматичних порід; розвинена вздовж континентальних схилів та підніжжів, а також підстилає глибоководні западини деяких задугових басейнів. Субконтинентальна кора (недостатньо консолідована, потужність менше 25 км) спостерігається у вулканічних острівних дугах, де океанічна кора перетворюється на континентальну.

Земна кора відчуває горизонтальні та вертикальні тектонічні рухи. У ній розташовані осередки землетрусів, формуються магматичні осередки, породи локально чи великих площах піддаються метаморфізму. Тектонічні рухи земної кори і ендогенні процеси, що протікають у ній, обумовлені існуванням у надрах Землі частково розплавленої астеносфери. Під дією тектонічних рухівта деформацій, магматичної діяльності, метаморфізму, екзогенних процесів (переміщення льодовиків, зсуви, карст, річкова ерозія та ін.) гірські породи земної кори залучаються до складчастих та розривних дислокацій тектонічних. Вплив на породи земної кори атмо-, гідро- та біосфери призводить до їх вивітрювання.

Про еволюцію земної кори протягом геологічної історії дивись у статті Земля.

Хаїн Ст Е., Ломізе М. Г. Геотектоніка з основами геодинаміки. 2-ге вид. М., 2005; Хаїн Ст Є., Короновський Н. В. Планета Земля від ядра до іоносфери. М., 2007.

Верхня тверда оболонка Землі складається з різноманітних мінералів та гірських порід. Давайте розберемося, чим відрізняються гірські породи та мінерали?
1. Мінерали - Однорідні за своїми властивостями речовини.
Справді, мінерали бувають різної твердості. Самийм'який – тальк – такий м'який, що його легко подряпати нігтем.
Повна протилежність -алмаз, він твердіше за всіх мінералів. Є мінерали, які називаютьсяслюдою. Вони мають незвичайну властивість - від них можна обережно відокремити тонку пластинку, від якої можна відокремити ще більш тонку.
Чи можна їсти каміння? Звичайно, існують мінерали, придатні для харчування –кухонна сіль,графіт – у олівцях
Висновок (вчитель та учні):У світі є близько 3000 мінералів. Більшість мінералів зустрічаються у твердому стані. Мінерали можуть бути і в рідкому та газоподібному стані.
Всі вони відрізняються один від одного за кольором, формою, щільністю, твердістю.
Мінерали зустрічаються у твердій оболонці Землі як самостійно, так і у поєднанні один з одним

Гірські породи – природні тіла, які з кількох мінералів.
(граніт – польовий шпат, слюда, кварц)

Усі гірські породи та мінерали відрізняються. Чим? Чому?

ДП: магматичні, осадові, метаморфічні.
Магматичні гірські породиутворюються при застиганні
магми мантії, що піднімається із глибин Землі.
Якщо вилив магми відбувається в глибині, то такі гірські породи називаютьсяглибинні , їх остигання відбувається повільно, і утворюються великокристалічні породи (граніт )

Якщо відбувається виливання на поверхню, то такі гірські породи називаютьсявилилися, їх остигання відбувається швидко і кристали утворюються дрібні, (базальт, без кристалів – обсидіан).

Осадові гірські породи.Як тільки утворилися магматичні гірські породи, за них беруться зовнішні силиземлі:вітер, текучі води, сонце, мікроорганізми.За їхніми законами земна поверхня має бути ідеально рівною та гладкою. Тому вони починають руйнувати гори, скелі, їх уламки подрібнювати та переносити на різні ділянки земної поверхні, заповнювати западини та низини на суші; облягати на дні океанів і морів та інших водойм.
Одні виникли внаслідок життєдіяльності організмів і утворилися із залишків рослин та тварин, що відкладаються на дні водойм. На них можна побачити залишки стародавніх рослин та комах. Їх назвалиорганічними ( вапняк – черепашник, торф, крейда, кам'яне вугілля)

Походження інших пов'язане з неживою природоютому вони отримали назвунеорганічні: У свою чергу їх розділили ще на дві групи: ті, що утворилися з уламків зруйнованих скель, осіли у западинах та ущільнились у гірські породи, назвалиуламковими (щебінь, галька,пісок) А ті, що утворилися з хімічних речовин, що містяться у воді морів та океанів, ущільнились, осіли на дно та перетворилися на гірські породи, назвалихімічними (гіпс,кам'яна сіль)

Метаморфічні. Гірські породи мають міцність, але при попаданні в інші умови їх склад і властивості починають змінюватися. Так, в результаті тектонічних рухів гірські породи можуть бути переміщені з поверхні землі до її глибин. Під тиском пластів інших порід, впливу високих t глибин Землі, нових потоків магми гірські породи змінюються і перетворюються на зовсім інші, які називаютьсяметаморфічними(З грецького "метаморфоз" - перетворення).Граніт - гнейс, вапняк - мармур

Вивчення внутрішньої будови планет, зокрема нашої Землі, — надзвичайно складне завдання. Ми не можемо фізично «пробурити» земну кору аж до ядра планети, тому всі знання, отримані нами на даний момент, — це знання, отримані «на дотик», причому буквально.

Як працює сейсморозвідка на прикладі розвідки нафтових родовищ. «Продзвонюємо» землю і «слухаємо», що принесе нам відбитий сигнал

Справа в тому, що найбільш простий і надійний спосіб дізнатися, що ж знаходиться під поверхнею планети і входить до складу її кори - це вивчення швидкості поширення сейсмічних хвильу надрах планети.

Відомо, що швидкість поздовжніх сейсмічних хвиль зростає в щільніших середовищах і навпаки, зменшується в пухких ґрунтах. Відповідно, знаючи параметри різних типівпороди та маючи розрахункові дані про тиск і т.п., «слухаючи» отриману відповідь, можна зрозуміти через які шари земної кори пройшов сейсмічний сигнал і як вони знаходяться під поверхнею.

Вивчення будови земної кори за допомогою сейсмохвиль

Сейсмічні коливання можуть бути спричинені джерелами двох видів: природнимиі штучними. Природними джерелами коливань є землетруси, хвилі яких мають необхідну інформацію про щільність порід, крізь які вони проникають.

Арсенал штучних джерел коливань ширший, але насамперед штучні коливання викликаються звичайним вибухом, проте є й «тонкі» способи роботи — генератори спрямованих імпульсів, сейсмовібраторів тощо.

Проведенням вибухових робіт та вивченням швидкостей сейсмічних хвиль займається сейсморозвідка- Одна з найважливіших галузей сучасної геофізики.

Що дало вивчення сейсмічних хвиль усередині Землі? Аналіз їх поширення виявив кілька стрибків зміни швидкості під час проходження через надра планети.

Земна кора

Перший стрибок, за якого швидкості зростають з 6,7 до 8,1 км/с, як вважають геологи, реєструє підошву земної кори. Ця поверхня розташовується у різних місцях планети різних рівнях, від 5 до 75 км. Кордон земної кори та нижньої оболонки - мантії, отримала назву «поверхні Мохоровичича», на ім'я югославського вченого А. Мохоровичича, що вперше встановив її.

Мантія

Мантіязалягає на глибинах до 2900 км і ділиться на дві частини: верхню та нижню. Кордон між верхньою та нижньою мантією також фіксується по стрибку швидкості поширення поздовжніх сейсмічних хвиль (11,5 км/с) і розташовується на глибинах від 400 до 900 км.

Верхня мантія має складну будову. У її верхній частині є шар розташований на глибинах 100-200 км, де відбувається загасання поперечних сейсмічних хвиль на 0,2-0,3 км/с, а швидкості поздовжніх хвиль, по суті, не змінюються. Цей шар названий хвилеводом. Його товщина зазвичай дорівнює 200-300 км.

Частина верхньої мантії та кора, що залягають над хвилеводом, називаються літосферою, а сам шар знижених швидкостей - астеносферою.

Таким чином, літосфера є жорсткою твердою оболонкою, що підстилається пластичною астеносферою. Передбачається, що у астеносфері виникають процеси, викликають рух літосфери.

Внутрішня будованашої планети

Ядро Землі

У підошві мантії відбувається різке зменшення швидкості поширення поздовжніх хвиль із 13,9 до 7,6 км/с. На цьому рівні лежить кордон між мантією та ядром Землі, Глибше якої поперечні сейсмічні хвилі вже не поширюються.

Радіус ядра досягає 3500 км, його об'єм: 16% об'єму планети, а маса: 31% маси Землі.

Багато вчених вважають, що ядро ​​знаходиться в розплавленому стані. Його зовнішня частина характеризується різко зниженими значеннями швидкостей поздовжніх хвиль, у внутрішній частині (радіусом 1200 км) швидкості сейсмічних хвиль знову зростають до 11 км/с. Щільність порід ядра дорівнює 11 г/см 3 і вона обумовлюється наявністю важких елементів. Таким тяжким елементом може бути залізо. Найімовірніше, залізо є складовоюядра, так як ядро ​​чисто залізного або залізо-нікелевого складу повинно мати щільність, що на 8-15% перевищує існуючу щільність ядра. Тому до заліза в ядрі, мабуть, приєднані кисень, сірка, вуглець та водень.

Геохімічний метод вивчення будов планети

Є ще один шлях вивчення глибинної будови планет - геохімічний спосіб. Виділення різних оболонок Землі та інших планет земної групиза фізичними параметрами знаходить досить чітке геохімічне підтвердження, засноване на теорії гетерогенної акреції, згідно з якою склад ядер планет та їх зовнішніх оболонок в основній своїй частині є різним і залежить від раннього етапу їх розвитку.

В результаті цього процесу в ядрі концентрувалися найважчі ( залізо-нікелеві) компоненти, а у зовнішніх оболонках - легші силікатні ( хондритові), збагачені у верхній мантії летючими речовинами та водою.

Найважливішою особливістю планет земної групи ( , Земля, ) є те, що їх зовнішня оболонка, так звана кора, і двох типів речовини: « материкового» - польовошпатового та « океанічного»- базальтового.

Материкова (континентальна) кора Землі

Материкова (континентальна) кора Землі складена гранітами чи породами, близькими їм у складі, т. е. породами з великою кількістю польових шпатів. Утворення «гранітного» шару Землі обумовлено перетворенням більш давніх опадів у процесі гранітизації.

Гранітний шар слід розглядати як специфічнуоболонку кори Землі - єдиної планети, на якій набули широкого розвитку процеси диференціації речовини за участю води та має гідросферу, кисневу атмосферу та біосферу. На Місяці і, мабуть, планетах земної групи континентальна кора складається габро-анортозитами - породами, що з великої кількості польового шпату, щоправда, трохи іншого складу, ніж у гранітах.

Цими породами складено найдавніші (4,0-4,5 млрд. років) поверхні планет.

Океанічна (базальтова) кора Землі

Океанічна (базальтова) кораЗемлі утворена в результаті розтягування і пов'язана із зонами глибинних розломів, що зумовили проникнення до базальтових осередків верхньої мантії. Базальтовий вулканізм накладається на раніше сформовану континентальну кору і є щодо молодшим геологічним освітою.

Прояви базальтового вулканізму усім планетах земного типу, очевидно, аналогічні. Широкий розвиток базальтових «морів» на Місяці, Марсі, Меркурії, очевидно, пов'язане з розтягуванням та утворенням внаслідок цього процесу зон проникності, якими базальтові розплави мантії прямували до поверхні. Цей механізм прояву базальтового вулканізму є більш-менш подібним всім планет земної групи.

Супутниця Землі - Місяць також має оболонкову будову, що загалом повторює земну, хоча і має разючу відмінність за складом.

Тепловий потік Землі. Найгаряче в районі розломів земної кори, а холодніше — в районах стародавніх материкових плит

Метод вимірювання теплового потоку вивчення будови планет

Ще один шлях вивчення глибинної будови Землі – це вивчення її теплового потоку. Відомо, що Земля гаряча зсередини віддає своє тепло. Про нагрів глибоких горизонтів свідчать виверження вулканів, гейзери, гарячі джерела. Тепло – головне енергетичне джерело Землі.

Приріст температури з поглибленням від Землі загалом становить близько 15° З на 1 км. Це означає, що на межі літосфери та астеносфери, розташованої приблизно на глибині 100 км, температура має бути близькою до 1500° С. Встановлено, що за такої температури відбувається плавлення базальтів. Це означає, що астеносферна оболонка може бути джерелом магми базальтового складу.

З глибиною зміна температури відбувається за складнішим законом і залежить від зміни тиску. Згідно з розрахунковими даними, на глибині 400 км температура не перевищує 1600 ° С і на межі ядра та мантії оцінюється в 2500-5000 ° С.

Встановлено, що виділення тепла відбувається постійно на всій поверхні планети. Тепло – найважливіший фізичний параметр. Від ступеня нагрівання гірських порід залежать деякі їх властивості: в'язкість, електропровідність, магнітність, фазовий стан. Тому за термічним станом можна судити про глибинну будову Землі.

Вимірювання температури нашої планети на великий глибині- завдання технічно складне, оскільки вимірам доступні лише перші кілометри земної кори. Однак внутрішня температура Землі може бути вивчена непрямим шляхом вимірювання теплового потоку.

Незважаючи на те, що основним джерелом тепла на Землі є Сонце, сумарна потужність теплового потоку нашої планети перевищує 30 разів потужність всіх електростанцій Землі.

Вимірювання показали, що середній тепловий потік на континентах та океанах однаковий. Цей результат пояснюється тим, що в океанах більша частина тепла (до 90%) надходить з мантії, де інтенсивніше відбувається процес перенесення речовини потоками, що рухаються. конвекцією.

Конвекція - процес, у якому розігріта рідина розширюється, стаючи легше, і піднімається, а холодніші шари опускаються. Оскільки мантійна речовина ближча за своїм станом до твердому тілуКонвекція в ньому протікає в особливих умовах, при невисоких швидкостях течії матеріалу.

Яка ж теплова історія нашої планети? Її початковий розігрів, мабуть, пов'язані з теплом, утвореним при зіткненні частинок та його ущільненні у своїй полі сили тяжкості. Потім тепло стало результатом радіоактивного розпаду. Під впливом тепла виникла шарувата структура Землі та планет земної групи.

Радіоактивне тепло у Землі виділяється і зараз. Існує гіпотеза, згідно з якою на межі розплавленого ядра Землі продовжуються і досі процеси розщеплення речовини з виділенням величезної кількості теплової енергії, що розігріває мантію.

Фігура «груша» характеризується вузькими плечима, невеликими грудьми та широкими стегнами. Якщо це ваш тип фігури, перевірте, що варто носити, а чого слід уникати. Ми порадимо вам, як акцентувати увагу на найкращому. Але також вміло приховувати будь-які недоліки фігури.

Фігура груші для багатьох далеко не рідкість. Однак достатньо знати кілька простих прийомів, завдяки яким ми підкреслимо правильні пропорції фігури. Перш ніж ви поїдете на шопінг, прочитайте ці поради стилістів.

Фігура груша - характеристика

Фігура груші є одним із найпопулярніших типів фігури, на думку чоловіків. Мають її, зокрема, Дженніфер Лопес, Шакіра, Кеті Холмс, Ріанна.Ось риси, характерні для фігури груші:

• маленькі груди,
• вузька талія,
• широкі та масивні стегна,
• стрункі ікри.

Фігура груша – що носити?

Однією з найчастіших помилок за такої постаті носіння широких тунік чи светрів. Якщо досі робите цю помилку, то саме час змінити гардероб.

Фігура груші, так само як і фігура, пісочний годинник характеризується вузькою талією. Як наслідок вона вважається найкращим жіночим козирем. Саме тому люди такого типу форм мають носити відповідний одяг.

Крім того, ви повинні носити спідниці (бажано з високою талією), сукні до колін або довші, високі підбори.

Однак, варто звернути увагу на деталі. Блузки пристібається на гудзики, оборки на декольті, вирізи круглі, квадратні та в човен, вишиті аплікації. Бісер та намистини — це матеріали, які без проблем можна носити.

Фігура груші – чого слід уникати?

Якщо у вас фігура груші, вам варто відмовитись:

• блузки та куртки, що досягають лінії стегон,
• короткі спідниці,
• обтягуючі шорти,
• вузькі джинси,
• пальто до щиколоток.

  У 80-х роках минулого століття американський вчений Кларк поставив за мету визначити середній хімічний склад земної кори. Для цього він зібрав усі хімічні аналізи відомих у його час гірських порід та вивів із них середнє. Звичайно, Кларк знав, що різні гірські породи, пухкі і м'які, подібні до піску або глині, і тверді, на зразок граніту або базальту, поширені на поверхні Землі дуже нерівномірно: деякі гірські породи складають великі ділянки земної поверхні, інші ж зустрічаються рідко і тільки в у вигляді маленьких плям. Наприклад, більше половини площі Канади, майже вся Швеція та вся Фінляндія вкриті суцільними виходами на земну поверхню гранітів. Величезні площі складають граніти та подібні до них гірські породи в Африці, Південній Америці, Індії, Австралії та інших місцях. У той же час існують такі гірські породи (наприклад, лужні, що містять підвищені кількості калію або натрію), які можна знайти на поверхні Землі лише у вигляді окремих дрібних плям, Загальна площаяких для всіх материків не перевищить кількох сотень тисяч квадратних кілометрів.

  Але Кларк, роблячи свої підрахунки, виходив з припущення, що чим частіше та чи інша гірська порода зустрічається на земній поверхні, тим більше зразків її зазнавало хімічного аналізу і тому відносна кількість хімічних аналізів для кожної гірської породи досить добре відображає відносну поширеність порід на поверхні .

  Згодом багато вчених вказували на те, що це сміливе припущення Кларка не може вважатися правильним: деякі найрідкісніші гірські породи піддавалися хімічним дослідженням непропорційно часто саме тому, що через свою рідкість і незвичайність вони більше привертали увагу геологів. Як показали пізніші дослідження, дані, отримані Кларком, як середні з 6000 аналізів, для найпоширеніших хімічних елементіввиявилися все ж таки близькими до істини. Величини ж, які він отримав для менш поширених елементів, надалі значно змінилися. Щоб відзначити заслугу Кларка, який уперше познайомив нас, хоча б приблизно, із загальним хімічним складом земної поверхні, вчені домовилися називати відсотковий вміст елемента в земній корі «кларком» цього елемента. Таблиця Кларка була опублікована 1889 р.

  Фінський геолог Седерхольм зробив спробу обчислити середній хімічний склад земної кори, враховуючи відносний розмір площі, яку займає кожна гірська порода. Він не міг цього зробити для всього земної куліта обмежив свої підрахунки лише територією Фінляндії. Розбіжність із даними Кларка вийшла досить великою. Так, наприклад, середній вміст кремнезему (SiO 2) гірських породахФінляндії у Седерхольма вийшло рівним 67,70%, тоді як у Кларка середній вміст кремнезему в породах усього світу дорівнював 60,58%. Навпаки, вміст глинозему (Al 2 O 3), полуторного окису заліза (Fe 2 O 3), оксидів кальцію (CaO), магнію (MgO), натрію (Na 2 O) виявилося значно меншим, ніж це припускав Кларк.

  З того часу багато великих вчених займалися уточненням даних про хімічний склад земної кори: за кордоном - Вашингтон, Фохт, І. і В. Ноддакі, Гольдшмідт, Гевеші та ін, в нашій країні - В. І. Вернадський, А. Є. Ферсман, У. Р. Хлопін, А. П. Виноградов та інших. Особливо точні таблиці кларків всіх елементів було складено радянським академіком А. Є. Ферсманом.

  У таблиці наведено зміст (у вагових відсотках) елементів, найпоширеніших у земній корі. Їх тут лише 12; решта 80 елементів утворюють нікчемну частку ваги земної кори.

  Середній склад земної кори (за А. Є. Ферсманом)

  Вагові відсотки

  Справді, якби ми привели кларки всіх елементів, то перше, що впало б нам у вічі, це нерівномірність їхнього поширення. Кількість кисню роду, найбільш поширеного елемента, досягає 49,13% (за вагою), а протактінія всього 7∙10 -11 %. Найпоширеніші елементи мають кларки в мільярди разів вищі, ніж рідкісні елементи. Ця нерівномірність поширення хімічних елементів може бути ілюстрована й інакше. Якщо ми розташуємо елементи в порядку зменшення їх кларків, то побачимо, що перші три елементи (кисень, кремній та алюміній) складають за вагою 82,58%, перші дев'ять елементів становлять уже 98,13%, а перші дванадцять - 99,29% . Те саме можна висловити і графічно.

  Отже, ми бачимо, що земна кора за вагою майже наполовину складається з кисню, приблизно на чверть - з кремнію, на тринадцяту частину - з алюмінію, на двадцять четверту частину - із заліза і т. д. Зважаючи на великі розміри атомів кисню, можна сказати, що земна кора як із цегли побудована з атомів кисню і лише в проміжках між ними, як цементуючи їх, розташовані інші елементи.

  За середнім змістом елементів неважко розрахувати їх абсолютні маси, що містяться в тому чи іншому обсязі, що відповідає за своїм складом середнього складу земної кори. Так, можна визначити, що в 1 км 3 гірських порід буде в середньому утримуватися: заліза 130 10 6 т, алюмінію 230 10 6 т, міді 260 000 т, олова 100 000 т і т. д.

  Елементи, що становлять земну кору, перебувають у різноманітних з'єднаннях між собою. Ці сполуки, що утворилися внаслідок природних процесів, називаються мінералами. Усього відомо кілька тисяч мінералів, але найбільшим поширенням користуються лише кілька десятків їх. Тут ми знову бачимо таку ж диспропорцію у поширенні різних мінералів, як і поширенні окремих елементів.

  Переважання в земній корі кисню, кремнію та алюмінію визначає те, що більшість мінералів відноситься до розряду силікатіві алюмосилікатів, Т. е. є солями крем'яних і алюмо - кремнієвих кислот. Крім того, серед мінералів поширені сульфіди, сульфати та оксиди.

  Прикладом алюмокремневої кислоти (не існуючої у вільному вигляді), служить з'єднання H 2 Al 2 Si 2 O 8 або (якщо написати у формі комбінації оксидів) H 2 O ∙ Al 2 O 3 ∙ 2SiO 2 . Серед крем'яних кислот виділяють: ортокремневу кислоту H 4 SiO 4 або 2H 2 O ∙ SiO 2 і метакремневу кислоту H 2 SiO 3 або H 2 O ∙ SiO 2 .

  При заміщенні водню алюмокремневої кислоти калієм, натрієм або кальцієм виходять мінерали, які називаються польовими шпатами. Прикладом польового шпату є мінерал ортоклаз, що має склад До 2 О ∙ Al 2 O 3 ∙ 6SiO 2 .

  Водні алюмосилікати утворюють різні слюдияк світлі (що містять калій або натрій), так і темні (з магнієм і залізом). Наприклад, світла слюда або мусковіт має склад: До 2 О ∙ 3Al 2 O 3 ∙ 6SiO 2 ∙ 2H 2 O.

  При заміщенні водню кремнієвих кислот магнієм залізом та кальцієм виходять темнокольорові мінерали. олівини, піроксениі амфіболи.

  Статистика показує, що найпоширеніші серед мінералів у земній корі польові шпати (55,0%). Мета-і орто-силікати утворюють 15%, а кварц (SiO 2) - 12%. Серед інших мінералів щодо поширені слюди (3%) та магнетит (Fe 3 O 4) спільно з гематитом (Fe 2 O 3) (3%). Решту мінералів у складі земної кори значно менше. Більшість мінералів має кристалічний додавання.

  Мінерали у земній корі розподілені не безладно. Вони групуються в деякі природні асоціації, що утворюють так звані гірські породи. Породою є, наприклад, граніт, що характеризується певною асоціацією мінералів, серед яких переважають польові шпати, кварц та слюди. Трапляються породи, що складаються майже або повністю з одного мінералу. Такий, наприклад, кварцит, що складається майже з кварцу, або мармур, складений майже виключно одним кальцитом. Найчастіше, проте, у породі бере участь кілька мінералів, більш менш рівномірно поширених у ній у певному кількісному взаємовідношенні.

  Породи, що складають земну кору, поділяються на групи залежно від їхнього походження. Здебільшого земна кора складена гірськими породами магматичного походження, що утворилися в результаті впровадження в земну кору з глибини або виливання на поверхню та застигання розплавлених кам'яних мас. У цю групу входять багато гірських пород: граніт, базальт, андезит, діорит та ін.

  На кілька відсотків земна кора складена осадовими гірськими породами, що утворилися в результаті осадження та накопичення мінерального матеріалу на поверхні Землі, переважно на дні морських басейнів, але також на дні озер, річкових потоків, у болотах і просто на поверхні суші.

  Зрештою, у земній корі поширені метаморфічні гірські породи, що являють собою результат хімічної та фізичної зміни осадових порід під впливом високої температури та великого тиску. Такі зміни осадові гірські породи зазнають там, де вони опустилися на велику глибинупри прогинанні земної кори і, будучи поховані під важкими товщами пізніших порід, опинилися в зоні високих температур та під великим тиском. Крім того, метаморфічні породи утворюються в тих місцях, де розплавлена ​​магма впроваджується в осадові породи та впливає на них своєю температурою, а також хімічно.

  Приналежність гірської породи до тієї чи іншої генетичної групи кладе відбиток її мінералогічний склад і внутрішнє складання.

  Гірські породи магматичного походження у свою чергу діляться на породи, що впровадилися, або інтрузивні, і породи, що вилилися, або ефузивні. Гірські породи, що впровадилися, є результатом застигання розплавленої мінеральної речовини на тій чи іншій глибині під поверхнею Землі. Ми можемо їх бачити тільки після того, як розмивом будуть знищені вищележачі гірські породи і масив породи, що впровадилася (так звана інтрузія) оголиться на поверхні. Гірські породи, що впровадилися, характеризуються, як правило, щільним крупнокристалічним додаванням, причому розміри кристалів різних мінералів зазвичай близькі за своїм розміром: від 0,2 до 1 см. Типовою гірською породою цієї групи є граніт - взагалі найбільш поширена порода серед тих, що впровадилися.

  Вилилися гірські породи, серед яких найбільш поширений базальт, характеризуються або скловатим, аморфним додаванням, або тонкокристалічним, що утворився в результаті розкристалізації з часом вулканічного скла. Швидке застигання після виливу на поверхню заважає утворенню в породах, що вилилися, великих кристалів.

  За своїм складом магматичні гірські породи, що впровадилися і вилилися, діляться на кислі, середні, основні та ультраосновні залежно від вмісту в них кремнезему.

  У кислих породах кремнезему понад 65%, у середніх – від 52 до 65%, в основних – від 40 до 52%, а в ультраосновних – менше 40%. Цікаво, що серед гірських порід, що впровадилися, різко переважає кисла порода - граніт, тоді як серед вилилися панує основна порода базальт. Середні породи поширені щодо мало. Зазвичай виділяють також лужні породи, збагачені калієм та натрієм.

  Осадові гірські породи поділяються зазвичай на три генетичні групи: уламкові, органогенні та хімічні. Перші з них є продуктами механічного руйнування інших порід, переміщення та перевідкладення їх уламків. Іноді (наприклад, у брекчіях і галечниках) ми маємо справу з накопиченням великих уламків, що залишилися незграбними або зазнали окочування. В інших випадках уламкова гірська порода складена дрібними уламками мінералів, як у піщанику. Нарешті, часто уламки мінералів виявляються зіпсованими в дуже тонку масу, що утворює після свого перевідкладення водою глину. Мінералогічний склад уламкових порід залежить від складу вихідної гірської породи, а також від міцності окремих мінералів, від їхньої опірності перетирання та розчинення під час перенесення. Оскільки найбільш міцним мінералом, з-поміж широко поширених, є кварц, значна частина уламкових порід складається з великих або дрібних уламків кварцу.

  Органогенні осадові породи утворені накопиченням решток організмів. Головну роль у своїй грають скелети організмів. У морських організмів вони бувають переважно вапняними; це - раковини, членики, оболонки, голки тощо. З накопичення вапняних скелетів організмів утворюються вапняки. Залишки деяких організмів мають інший склад: крем'янистий, фосфатний, залізистий та ін. Відповідно до цього органогенні породи мають різний склад, поряд з вапняками зустрічаються крем'янисті діатоміти та опоки, фосфорити та ін.

  До органогенних осадових пород відносяться також вугілля, горючі сланці і нафта, що є продуктами перетворення в землі залишків рослинної та тваринної м'якої речовини.

  Хімічні породи у своїй освіті пов'язані переважно з хімічним осадженням солей з водних розчинів. З насичених розчинів, що зустрічаються в деяких озерах та морських лагунах, випадають кухонна сіль, гіпс, кальцит, сульфатні та хлорні солі магнію, кальцію, калію, а також різні солі складного складу.

  Метаморфічні гірські породи утворюються при зіткненні в земній корі гірських осадових порід з розплавленою магмою. Вони виникають у глибоких зонах земної кори, де повсюдно панує висока температура. Появі метаморфізму сприяє одночасне зминання гірської породи або її розтріскування під впливом тиску, що діє у земній корі. У метаморфічних порід залежно від ступеня метаморфізму виявляється склад, проміжний між осадовими та магматичними породами. При сильному нагріванні осадової породи та при впливі на неї тиск відбувається перш за все перекристалізація породи. Аморфні складові переходять в. кристалічний стан, дрібні кристали поєднуються і укрупнюються. Типовим прикладом є перетворення вапняку на мармур - щільну крупнокристалічну кальцитову породу.

  При перекристалізації відбувається перегрупування деяких іонів та утворення нових сполук, які раніше в осадовій породі відсутні. Так, наприклад, при метаморфізації вапняку, що містить домішка кварцу (зазвичай у вигляді піщин або у вигляді крем'яних включень), нерідко утворюється мінерал волластон - силікат кальцію (CaSiO 3).

  З магми, що діє на осадову породу, виділяються гази і рідини, які, проникаючи в навколишні породи, можуть викликати різні хімічні зміни. У цих умовах осадова порода може, наприклад, зазнати окварцювання, тобто просочитися кварцом, коли гази або розчини приносять кремнезем.

  Тиск, що розвивається в земній корі під впливом тектонічних сил (див. нижче), змінює гірські породи. В результаті породи часто набувають сланцюватої будови - поділяються на тонкі паралельні пластинки або плитки. Цей процес зазвичай супроводжується утворенням нових плоских мінералів (слюди, хлориту та ін.). Так утворюються різноманітні метаморфічні сланці.

  Слід сказати кілька слів про рудні мінерали. Так називаються мінерали, у яких вміст тих чи інших металів достатньо практично вигідного їх виділення. Залізна руда- це мінерали з досить високим вмістом заліза, молібденова руда; - мінерали з досить високим вмістом молібдену і т. д. корі. У деяких випадках видобуток виробляється там, де вміст потрібного металу у руді вимірюється невеликими частками відсотка, в інших випадках потрібні десятки відсотків вмісту металу, щоб руда привернула увагу геологів. Змінюються вимоги до якості руди та в міру того, як удосконалюється техніка її видобутку та збагачення.

  За своїм хімічним складом рудні мінерали бувають дуже різні: багато з них належать до групи сульфатів (наприклад, реальгар HgS - руда ртуті), інші є окислами (наприклад, гематит Fe 2 O 3 - руда заліза), силікатами, карбонатами або мають складний склад .

  Крім хімічного складу рудних мінералів, вкрай важлива концентрація великої кількостіїх усередині того чи іншого обсягу гірських порід. Якщо поодинокі рудні мінерали розсіяні у великому обсязі гірської породи далеко один від одного, видобуток таких мінералів вкрай невигідна або просто неможлива. Інша справа, якщо вони розташовані тісно, ​​густою масою, і їх порівняно неважко видобути у великій кількості, споруджуючи шахти та штольні. Нагромадження рудних мінералів, які вигідно розробляти, називаються рудними родовищами.

  Скупчення рудних мінералів ( рудні родовища) утворюються в земній корі різними способами. Багато з них виникають при підйомі з глибини магматичних гірських порід і гарячих водних розчинів, що їх супроводжують, інші зосереджені в осадових гірських породах, треті зустрічаються в метаморфічних породах. Надалі, при розгляді процесів, що розвиваються в земній корі, ми коротко розповімо про умови утворення рудних та інших корисних копалин.