Билет 1. Происхождение Вселенной. Идеи и доказательства. Эволюция Вселенной (стр. 18 )

Горячие источники, или термы, широко распространены в областях современного и новейшего (плиоцен-четвертичного) вулканизма. Однако не все термы связаны с вулканами, так как с глубиной температура увеличивается и в районах с повышенным геотермическим градиентом циркулирующая атмосферная вода нагревается до высоких температур. Горячие источники вулканических областей, например в Йеллоустонском парке США, в Италии, Новой Зеландии, на Камчатке, на Кавказе, обладают изменчивым составом воды и разной температурой, поскольку грунтовые воды смешиваются в разной пропорции с вулканическими газами и по-разному реагируют с вмещающими породами, через которые они просачиваются на глубину. Воды бывают натриево-хлоридными, кислыми сульфатно - .хлоридными, кислыми сульфатными, натриево - и кальциево бикарбонатными и др. Нередко в термальных водах содержится много радиоактивных веществ, в частности радона. Горячие воды изменяют окружающие породы, откладывая в них окислы и сульфиды железа и изменяя их до глины, превращающейся в кипящую грязь, как, например, в районе Паужетки на Камчатке, где известны многочисленные булькающие “котлы” с красноватой грязью температурой около +100ОС. Часто вокруг источников накапливаются отложения кремниевой накипи - травертина, а если воды содержат карбонат кальция, то откладывается известковый туф.

Гейзеры - это горячие источники, вода которых периодически фонтанирует и выбрасывается вверх на десятки метров. Свое название такие источники получили от Великого Гейзера в Исландии, струя которого 200 лет назад била вверх на 60 м каждые полчаса. Ряд гейзеров несомненно связан с вулканическими районами, например, в Исландии, на Камчатке, в Индонезии, Кордильерах Северной Америки, Японии и других местах. Высота фонтана у гейзеров, так же как и температура воды на выходе, сильно различается, но последняя обычно колеблется в пределах от +75 до +100ОС. Характерной чертой гейзеров является их короткая жизнь, часто они “умирают” за счет обвалов стенок канала, понижения уровня грунтовых вод и т. д. Наиболее грандиозным гейзером был Уаймангу ( что значит «Крылатая вода») в Новой Зеландии, существовавшей всего 5 лет и выбрасывавший мощный фонтан почти на полкилометра вверх. Интервалы между извержениями у гейзеров варьируют от первых минут до многих часов и дней. Большое количество растворенных веществ в горячей воде гейзеров откладывается вокруг их устья, образуя скопления гейзеритов.

Рис. 15.7.3. Гидрогеологическая и гидрохимическая модель гидротермальной системы

кальдеры Узон: зоны: 1 – растворов сульфатно-хлоридно-натриевого состава, 2 -

сульфатных вод, 3 – растворов сульфатно - хлоридно-бикарбонатного состава, 4 –

хлоридно-сульфатных растворов, 5 – пресных инфильтрационных вод, 6 – ртутно-

сурьмяно-мышьякового оруденения; 7 – граница зоны разных гидрохимических типов

вод, 8 – уровень грунтовых вод, 9 – разломы, 10 – пути миграции глубинных флюидов,

11 – пути инфильтрации вадозовых вод, 12 – источники: а – газирующие «холодные»

углекислые; б – термальные

Каким образом действует гейзер? Наиболее удовлетворительный механизм его функционирования, предложенный еще в прошлом веке, заключается в том, что в трубообразном канале, заполненном водой, нижняя часть ее столба нагревается выше точки кипения (рис. 15.7.4). Однако вес столба воды предотвращает вскипание. Наконец, кипение все же начинается в каком-то месте и ряд расширяющихся пузырей вытолкнет часть воды из столба, что сразу же вызовет падение давления внизу столба воды и мгновенно начнется бурное кипение. Процесс идет лавинообразно, пока вся вода не превратится в пар и он не вытолкнет вверх всю горячую воду. Затем канал вновь наполнится водой, она нагреется и процесс начнется сначала. Рис. 15.7.4. 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 Геотермальная энергия - это важная сторона использования вулканического тепла. Электростанции, работающие на естественном перегретом паре, действуют в Италии

(Лардерелло в Тоскане), Исландии (около Рейкьявика), Калифорнии, на Северном острове

Новой Зеландии, в районе Паужетки на Южной Камчатке и в ряде других мест. Сочетание

благоприятных для выработки электроэнергии условий - высокое давление пара,

температура выше точки кипения воды, большой ее приток - встречается не так уж часто.

Проблемы возникают и из-за очень быстрой коррозии металлических труб агрессивными

горячими водами, которые к тому же откладывают на стенках труб карбонат кальция и

кремнезем, закупоривая их. Горячие воды используются для обогрева жилищ, парников и

теплиц__

Билет 57.58. Интрузивный магматизм и типы интрузивов, особенности структуры, характерные элементы.

Первичные магмы, образуясь на разных глубинах, имеют тенденцию скапливаться в большие массы, которые продвигаются в верхние горизонты земной коры, где литостатическое давление меньше. При определенных геологических и, в первую очередь, тектонических условиях магма не достигает поверхности Земли и застывает

(кристаллизуется) на различной глубине, образуя тела разной формы и размера - интрузивы.

Любое интрузивное тело, будучи окруженное вмещающими породами или рамой, взаимодействуя с ними, обладает двумя контактовыми зонами.

Влияние высокотемпературной, богатой флюидами магмы на окружающие интрузивное тело породы приводит к их изменениям, выражающимся по-разному - от слабого уплотнения и дегидратации до полной перикристаллизации и замещения первичных пород. Такая зона шириной от первых сантиметров до десятков километров, называется зоной экзоконтакта, т. е. внешним контактом (рис).

Рис. Характер контактов в интрузивном массиве гранитов: 1 – собственно интрузивный массив гранитов, 2 – вмещающие породы, 3 – зона экзоконтакта (изменение вмещающих пород), 4 – зона эндоконтакта (изменение гранитов), 5 – провесы кровли

С другой стороны, сама внедряющаяся магма, особенно краевые части магматического тела, взаимодействуя с вмещающими породами и быстрее охлаждаясь, частично ассимилируют породы рамы, в результате чего изменяются состав магмы, ее структура и текстура. Такая зона измененных магматических пород в краевой части интрузива называется зоной эндоконтакта, т. е. внутренней зоной.

В зависимости от глубины формирования интрузивные массивы подразделяются на приповерхностные или субвулканические - от первых сотен метров до 1,0-1,5 км; среднеглубинные или гипабиссальные , - до 1- 3,0 км и глубинные, или абиссальные ,- глубже 3,0 км.

Глубинные породы, застывавшие медленно, обладают полнокристаллической структурой, а приповерхностные, в которых падение температуры было быстрым,- порфировой, очень похожей на структуру вулканических пород.

По отношению к вмещающим породам интрузивы подразделяются на конкордантные или согласные и дискордантные – несогласные (рис).

Рис. 15.2.2. Формы интрузивных тел: 1 – дайки, 2 – штоки, 3 – батолит, 4 – гарполит, 5 – многоярусные силлы, 6 –

лополит, 7 – лакколит, 8 – магматический диапир, 9 – факолит, 10 – бисмалит

Согласные интрузивы обладают разнообразной формой. Наиболее широко среди них распространены силлы или пластовые тела, особенно в платформенных областях, где отложения залегают почти горизонтально. Мощность силлов колеблется от первых десятков см до сотен метров. На Сибирской платформе они образуют т. н. трапповую формацию (трап - лестница, шведск.). Т. к. силлы более прочные, чем вмещающие породы, они выделяются в рельефе в виде «ступеней гигантской лестницы» Силлы часто дифференцированы, и тогда в их подошве скапливаются более тяжелые минералы, образовавшиеся раньше более легких. Поэтому и состав пород силла на разных уровнях становится различным - более основным в низу и более кислым - в верху. Для того, чтобы магма внедрялась в слои, наподобие ножа в листы книги, необходимы условия тектонического растяжения.

За счет внедрения в слоистую толщу множества силлов, увеличение ее мощности может достигать сотен метров и даже первых км. При этом слои вмещающих пород не деформируются, а лишь перемещаются по вертикали, как бы «разбухая».

Лополлит (лопос - чаша, греч.) - чашеобразный согласный интрузив, залегающий в синклинальных структурах и также как и силл, образующийся в условиях тектонического растяжения Размеры лополитов в диаметре могут достигать десятков километров, а мощность - многих сотен метров. Чашеобразная форма лополитов связана еще и с явлением проседания субстрата, под весом внедрившейся магмы.

Лакколиты в классическом виде представляют грибообразные тела, что свидетельствует о сильном гидростатическом давлении магмы, превышающем литостатическое в момент ее внедрения. Магма приподнимает вышележащие слои, «накачиваясь» в межслоевое пространство. Обычно лакколиты относятся к малоглубинным интрузивам, т. к.«приподнять» мощную толщу пород даже для большой порции магмы затруднительно. Только в верхней части таких «капель» - магматических диапиров, слои залегают согласно с кровлей интрузива, а далее вниз он их пересекает, т. е. становится несогласным по отношению к вмещающим породам.

Несогласные интрузивы пересекают, прорывают пласты вмещающих пород. К наиболее распространенным несогласным интрузивам относятся дайки (дайк, дейк - забор, шотл.), тела, длина которых во много раз превышает их мощность, а плоскости контактов практически параллельны. образование даек связано с внедрением магмы по трещинам в условиях тектонического растяжения. они ориентированы по простиранию рифтовой зоны. Многократное внедрение даек приводит к увеличению ширины зоны на суммарную мощность даек. Чем вязкость магмы больше, тем дайка толще. Дайки могут быть одиночными либо группироваться в кольцевые или радиальные рои параллельных даек. Комплексы параллельных даек развиты в современных срединно-океанских хребтах, в зонах спрединга, т. е. там, где активно происходит тектоническое растяжение земной коры. От даек следует отличать магматические жилы, имеющие неправильную, ветвистую форму и гораздо меньшие размеры.