Магматизм

1.10 Магматизм

Эндогенные процессы - процессы внутренней динамики Земли, к ним относятся магматизм, в том числе  вулканизм, сейсмические и тектонические процессы.

Под магматизмом понимают явления, связанные с образованием, изменением состава и движением магмы из недр Земли к ее поверхности, обусловленный тепловым и гравитационным полем Земли.

Магма – природный высокотемпературный расплав, образующийся в виде отдельных очагов  в литосфере и верхней мантии (астеносфере). Это сложная многокомпонентная система, представленная кремнеземом SiO2 и химическими эквивалентами силикатов Al, Na, K, Ca. В природе существует несколько типов магм, кроме того, магма, при подъеме расплавляет и ассимилирует вмещающие породы, изменяя тем самым, химический состав. Этим и объясняется многообразие видов магматических пород. На глубине магма представляет собой двухфазную систему, состоящую из расплава, паров воды и газов ( H2S, H2, CO2, HCl и т. д.), составляющих до 12 % от общего содержания. 

При медленном движении магмы к поверхности ее раскристал-лизация начинается еще на глубине и магма превращается в трехфазную систему – расплав, газы и отдельные твердые ми-нералы. Дальнейшее охлаждение приводит к полной раскрис-таллизациии магмы и образованию магматических горных пород.

Процессы магматизма играют исключительно важную роль в формировании земной коры (ЗК), поставляя материал из мантии и наращивая кору, что, в свою очередь приводит к перераспределению вещества внутри самой коры. Магматичес-кие породы составляют основную часть ЗК, составляя 90% ее объема.

Рисунок 12. Строение Земли

Интрузивный магматизм. Если поднимающаяся магма не достигает поверхности Земли, а застывает внутри коры, образуются глубинные магматические тела - интрузивные породы. Существует два основных механизма внедрения магмы во вмещающие породы: по плоскостям напластования и пересекая вмещающую толщу. В первом случае формируются согласные с общим залеганием магматические тела. Они могут поднимать пласты кровли или вызывать прогибание подстилающих пластов. К ним относятся силлы, лакколиты, лополиты и факолиты.

Во втором случае формируются несогласные магматические тела: батолиты, дайки, штоки, жилы.

Рисунок 13. Основные формы магматических тел

Силл – пластообразное интрузивное тело, залегающее по слою, площадь распространения много больше мощности.

Лакколит – имеет плоское основание и куполообразный свод. Образуются при внедрение кислой магмы.

Лополит – чашеобразное тело, вогнутая форма которого обусловлено прогибанием подстилающих пластов.

Факолит – линзообразное тело, залегающее в ядрах антиклинальных или синклинальных складок. Встречаются редко и только в складчатых областях

Дайка - плитообразное тело, мощность которого несоизмеримо меньше его протяженности. Образуются при заполнении магмой трещин. Как правило, сложены породами основного состава

Жила – отличается от дайки меньшими размерами и невыдержанной извилистой формой.

Шток – тело приближающейся цилиндрической формы

Батолит – самое крупное интрузивное тело. Площадь распространения сотни тыс. км2. Чаще сложены кислыми породами

Эффузивный магматизм. Проявляется в обстановке дробления земной коры и образования разломов, по которым магма поднимается и изливается на поверхность Земли. Магма, излившаяся на поверхность, превращается в лаву. Лава отличается отсутствием летучих компонентов, ушедших в атмосферу. Места прорыва на поверхность магмы называются вулканами. Вулканы бывают площадные, трещинные и центральные.

Площадные вулканы имели распространение только на ранних этапах истории Земли, когда ЗК была тонкой и излияния распространялись на большие площади и имели вид морей расплавленной лавы.

Трещинные вулканы приурочены к протяженным глубинным тектоническим трещинам. Этот тип вулканизма также имел максимальное распространение в далеком прошлом, хотя имеет место и сейчас в Исландии.

Большинство современных вулканов относятся к центральному типу и представляют собой конусообразную возвышенность, сложенную продуктами вулканизма.

Рисунок 14. Вулкан площадного типа

Рисунок 15. Вулкан центрального типа

Рисунок 16. Вулкан трещинного типа

Вулканические извержения доставляют на поверхность газообразные, жидкие и твердые продукты

Газы -  химический состав газов определяется стадией деятельности вулкана: от хлористо и фтористоводородных соединений с температурой выше 180 градусов называют фумаролы (лат. Фумус - дым)

Жидкие продукты извержения лавы характеризуются температурами в пределах 600-1200 ос. Химический состав лав зависит от состава исходной магмы. Лавы также бывают двух типов: базальтовые (основные) и гранитные (кислые, риолитовые) . Основные лавы, обедненные кремнеземом, имеют жидкую консистенцию, они подвижны, свободно текут. При их застывании на поверхности образуется корочка, под которой происходит дальнейшее движение жидкости. Образующиеся из базальтовых лав породы имеют темную окраску, значительную плотность. Кислые лавы обогащены кремнеземом. Они сравнительно легкие, вязкие, малоподвижные, содержат большое количество газов, остывают медленно. Образующиеся породы окрашены в светлые тона, имеют меньшую, чем основные лавы, плотность. Формирующиеся из лав на поверхности Земли эффузивные горные породы образуют тела различной формы: купола, потоки, покровы

Рисунок 17. Лавовые потоки

Твердые продукты извержения включают в себя вулканические бомбы, лапилли, вулканический песок и пепел. В момент извержения они вылетают из кратера вулкана со скоростью 500-600 м/с. Вулканические бомбы - крупные куски затвердевшей лавы размером в поперечнике от нескольких сантиметров до 1 м и более. Они образуются при взрывном (эксплозивном) извержении, которое происходит при быстром выделении из магмы содержащихся в ней газов. Лаппили – (лат. - камешек)- сравнительно мелкие обломки шлака величиной 1,5 – 3 см.

Рисунок 18. Вулканические бомбы

Рисунок 19. Вулканический пепел и песок

По ряду признаков, к которым относят: форму вулканических сооружений, характер взрывов, состав и количество извергаемых продуктов, а также целый ряд второстепенных явлений, придающих каждому извержению неповторимый, характер выделены две группы вулканов: щитовые и взрывные.

Щитовые - вулканы  - Гавайского типа образуют огромные плоские возвышенности с пологими склонами. По форме сооружения напоминают лежачий щит, и вулканы называются щитовыми.  Извержение проходит спокойно, без толчков и взрывов, лава основного состава почти без газов (о-ва Самоа, Камчатка).

Взрывные: Стромболианский тип характеризуется значительной подвижностью (меньшей чем гавайский), отличаются ритмичностью. При взрывах образуются большие крученные бомбы. (Ключевская сопка, п-ов Камчатка)

Везувианский тип –мощные выбросы магмы, насыщенной газами, выбросами огромных черных туч пепла. Сопровождаются ливнями  и грязевыми потоками. Лава изливается из боковых трещин (Средиземное море).

Пелейский тип - о-в Мартиника, вул. Мон-Пеле. Извержению предшествуют мощные подземные толчки. Магма вязкая, содержит много газов. В жерле образуется пробка в виде «обелиска».

Тип Кракатау – сильные взрывы и огромное количество пепла. Лава не изливается. (Аляска, о-ва Японии). Лава кислая, вязкая

Маар – происходили в прошлые геологические эпохи, отличались сильными газовыми взрывами и выбросом пепла без излияния магмы.

Трубки взрыва – диатремы. Близки к маарам. Известны в Сибири и Южной Африке. Знаменитые кимберлитовые трубки.

Распространение вулканов.

На земном шаре в настоящее время выявлено свыше 4 тыс. вулканов. Более 800 – действующие.

Обычно деятельность вулкана длится 10-15 тыс лет. Приурочены вулканы к зонам раздробленности литосферы, аномально высоким тепловым потоком и магнитными аномалиями. Наибольшее количество действующих вулканов  (60%) сосредоточено у берегов Тихого океана. Эта область имеет название Большого тихоокеанского кольца. В Альпийско-Гималайском поясе сосредоточено 23% всех вулканов – это Средиземноморско-Альпийско-Гималайское кольцо.

Остальное количество действующих вулканов расположено в области Атлантического океана (Исландия).

К областям вулканизма приурочено до 95% известных ювенильных термальных источников – гейзеров (Исландия, Кольский п-ов) .

Рисунок 20. Гейзер

Рисунок 21. Грязевой вулкан

1.11 Землетрясения

Землетрясение – это резкие импульсные сотрясения участков земной поверхности. Эти сотрясения могут быть вызваны разными причинами, что позволяет по происхождению землетрясения разделять на следующие главные группы:

тектонические, обусловленные высвобождением энергии, возникающей вследствие деформаций толщ горных пород; вулканические, связанные с движением магмы, взрывом и обрушением вулканических аппаратов; денудационные, связанные с поверхностными процессами (крупными обвалами, обрушением сводов карстовых полостей); техногенные, связанные с деятельностью человека (добыча нефти и газа, ядерные взрывы и пр.).

Наиболее частыми и мощными являются землетрясения тектонического происхождения. Напряжения, вызванные тектоническими силами, накапливаются в течение некоторого времени. Затем, когда превышается предел прочности, происходит разрыв горных пород, сопровождающийся выделением энергии и деформацией в виде упругих колебаний (сейсмических волн). Область внутри Земли, где происходит образование разломов и возникновение сейсмических волн, называют очагом землетрясения; очаг является областью зарождения землетрясения. Как правило, главному сейсмическому удару предшествуют предварительные более слабые точки – форшоки (англ. «fore» - впереди + «shock» - удар, толчок), связанные с началом образовании разломов. Затем происходит главный сейсмический удар и следующие за ним афтершоки. Афтершоки – это подземные толчки, следующие за главным толчком из одной с ним очаговой области. Число афтершоков и продолжительность их возникновения возрастает с ростом энергии землетрясения, уменьшением глубины его очага и может достигать нескольких тысяч. Их образование связано с возникновением новых разломов в очаге. Таким образом, землетрясение обычно проявляется в виде группы сейсмических толчков, состоящей из форшоков, главного толчок (сильнейшего землетрясение в группе) и афтерошоков. Сила землетрясения определяется объёмом его очага: чем больше объём очага, тем сильнее землетрясение.

Условный центр очага землетрясения называют гипоцентром, или фокусом землетрясения. Его объём можно очертить по расположению гипоцентров афтершоков. Проекция гипоцентра на поверхность называется эпицентром землетрясения. Вблизи эпицентра колебания земной поверхности и связанные с ними разрушения проявляются с наибольшей силой. Территория, где землетрясение проявилось с максимальной силой, называется плейстосейстовой областью. По мере удаления от эпицентра интенсивность землетрясения и степень связанных с ним разрушений уменьшается. Условные линии, соединяющие территории с одинаковой интенсивностью землетрясения называются изосейстами. От очага землетрясения изосейсты вследствие разной плотности и типа грунтов расходятся в виде эллипсов или изогнутых линий.

По глубине гипоцентров землетрясения делятся на мелкофокусные (0-70 км от поверхности), среднефокуные (70-300 км) и глубокофокусные (300-700 км). Основанная часть землетрясений зарождается в очагах на глубине 10-30 км, т. е. относится к мелкофокусным.

Регистрация и измерение интенсивности землетрясений

Ежегодно на Земле регистрируется несколько сотен тысяч землетрясений, часть из них оказываются разрушительными, часть вообще не ощущается людьми. Интенсивность землетрясений может быть оценена с двух позиций: 1) внешнего эффекта землетрясения и 2) измерения физического параметра землетрясения – магнитуды.

Определение внешнего эффекта землетрясения основано на определении его интенсивности, представляющей собой меру величины сотрясения грунта. Она определяется степенью разрушения построек, характером изменения земной поверхности и ощущениями, которые испытывают люди во время землетрясений. Интенсивность землетрясений измеряется в баллах.

Разработано несколько шкал для определения интенсивности землетрясений. Первая из них была предложена в 1883-1884 гг. М. Росси и Ф. Форелем, интенсивность в соответствии с этой шкалой измерялась в интервале от 1 до 10 баллов. Позднее, в 1902 г. в США была разработана более совершенная 12-балльная шкала, получившая название шкалы Меркалли (по имени итальянского вулканолога). Этой шкалой, несколько видоизменённой, и в настоящее время широко пользуются сейсмологи США и ряда других стран. В нашей стране и некоторых европейских странах используется 12-балльная международная шкала интенсивности землетрясений (MSK-64), получившая название по первым буквам её авторов (Медведев –Шионхойер - Карник).

Шкала MSK-64 (с упрощениями)

Баллы	Критерии
ОДИН БАЛЛ	Людьми такое землетрясение не ощущается, за исключением единичных наблюдателей, находящихся в особо чувствительных местах и занимающих определенные положения. Толчки регистрируются только специальными сейсмографами.
ДВА БАЛЛА	Землетрясение очень слабое. Колебание почвы ощущается немногими людьми, находящимися в покое, главным образом в самых верхних этажах зданий, расположенных в непосредственной близости от эпицентра.
ТРИ БАЛЛА	Землетрясение слабое. Колебания ощущаются в помещениях, главным образом в верхних этажах высотных зданий. Во время этого землетрясения раскачиваются подвешенные предметы, особенно люстры, скрипят и приходят в движение раскрытые двери. Стоящие автомобили начинают слегка раскачиваться на рессорах. Некоторые люди способны оценить длительность сотрясения.
ЧЕТЫРЕ БАЛЛА	Умеренное землетрясение. Оно ощущается многими людьми и особенно теми, кто находится в помещении. Лишь немногие люди могут почувствовать такое землетрясение на открытом воздухе, и только те, кто в данное время находится в покое. Некоторые люди ночью от такого землетрясения пробуждаются. В момент землетрясения раскачиваются подвешенные предметы, дребезжат стекла, хлопают двери, звенит посуда, трещат деревянные стены, карнизы и перекрытия. Заметно покачиваются на рессорах стоящие автомашины.
ПЯТЬ БАЛЛОВ	Ощутимое землетрясение. Оно чувствуется всеми людьми, где бы они ни находились. Просыпаются все спящие. Двери раскачиваются на петлях и открываются самопроизвольно, стучат ставни, захлопываются и открываются окна. Жидкость в сосудах раскачивается и иногда переливается через край. Бьется часть посуды, трескаются оконные стекла, местами в штукатурке появляются трещины, опрокидывается мебель. Маятниковые часы останавливаются. Иногда раскачиваются телеграфные столбы, опорные мачты, деревья и все высокие предметы.
ШЕСТЬ БАЛЛОВ	Сильное землетрясение. Ощущается всеми людьми. Многие люди в испуге покидают помещение. В момент колебания почвы и после них походка становится неустойчивой. Бьются окна и стеклянная посуда. Отдельные предметы падают со стола. Падают картины. Приходит в движение и опрокидывается мебель. Появляются трещины на стенах в кирпичной кладке. Заметно сотрясаются деревья и кусты.
СЕМЬ БАЛЛОВ	Очень сильное землетрясение. Люди с трудом удерживаются на ногах. В испуге инстинктивно выбегают из помещений. Дрожат подвешенные предметы. Ломается мебель. Многие здания получают сильные повреждения. Печные трубы обламываются на уровне крыш. Обваливается штукатурка, плохо уложенные кирпичи, камни, черепица, карнизы и неукрепленные специально парапеты. Появляются значительные трещины в грунте. Происходят оползни и обвалы на каменистых и глинистых склонах. Самопроизвольно звонят колокола. В реках и открытых водоемах мутнеет вода. Из бассейнов вода выплескивается. Повреждаются бетонные оросительные каналы.
ВОСЕМЬ БАЛЛОВ	Разрушительное землетрясение. Типовые здания получают значительные повреждения. Иногда частично разрушаются. Ветхие постройки разрушаются. Происходит отрыв панелей от каркасов. Покачиваются и падают печные и фабричные трубы, памятники, башни, колонны, водонапорные башни. Ломаются сваи. Обламываются ветви на деревьях, возникают трещины во влажном грунте и на крутых склонах.
ДЕВЯТЬ БАЛЛОВ	Опустошительное землетрясение. От действия такого землетрясения возникает паника. Дома разрушаются. Серьезно повреждаются плотины и борта водохранилищ. Рвутся подземные трубопроводы. На земной поверхности появляются значительные трещины.
ДЕСЯТЬ БАЛЛОВ	Уничтожающее землетрясение. Большая часть построек разрушается до основания. Обрушиваются некоторые хорошо построенные деревянные здания и мосты. Серьезные повреждения получают дамбы, насыпи и плотины. На земной поверхности появляются многочисленные трещины, некоторые из них имеют ширину около 1 м. Возникают большие провалы и крупные оползни. Вода выплескивается из каналов, русел рек и из озер. Приходят в движение песчаные и глинистые грунты на пляжах и низменных участках. Слегка изгибаются рельсы на железных дорогах. Ломаются крупные ветви и стволы деревьев.
ОДИННАДЦАТЬ БАЛЛОВ	Катастрофическое землетрясение. Сохраняются только немногие, особо прочные каменные здания. Разрушаются плотины, насыпи, мосты. На поверхности земли появляются широкие трещины, уходящие глубоко в недра. Подземные трубопроводы полностью выходят из строя. Сильно вспучиваются рельсы на железных дорогах. На склонах возникают крупные оползни.
ДВЕНАДЦАТЬ БАЛЛОВ	Сильное катастрофическое землетрясение. Полное разрушение зданий и сооружений. До неузнаваемости изменяется ландшафт, смещаются скальные массивы, оползают склоны, возникают крупные провалы. Поверхность земли становится волнообразной. Образуются водопады, возникают новые озера, изменяются русла рек. Растительность и животные погибают под обвалами и осыпями. Обломки камней и предметов взметаются высоко в воздух.

В соответствии с этой шкалой землетрясения подразделяются на слабые - от 1 до 4 баллов, сильные - от 5 до 7 баллов и сильнейшие - более 8 баллов.

Оценка интенсивности землетрясений, хотя и опирается на качественную оценку эффекта землетрясения (воздействие землетрясения на поверхность), но не позволяет проводить математически точное определение параметров землетрясения.

В 1935 г. американским сейсмологом Ч. Рихтером была предложена более объективная шкала, основанная на измерении магнитуды (эта шкала впоследствии стала широко известна как шкала Рихтера). Магнитуда (от лат. «magnitudo» – величина), согласно определению Ч. Рихтера и Б. Гуттенберга, это величина, представляющая собой десятичный логарифм максимальной амплитуды сейсмической волны (в тысячных долях миллиметра), записанной стандартным сейсмографом на расстоянии 100 км от эпицентра землетрясения.

Хотя в этом определении не уточняется, какие из существующих волн надо принимать в расчет, стало общепринятым измерять максимальную амплитуду продольных волн (для землетрясений, очаг которых располагается вблизи поверхности, обычно измеряется амплитуда поверхностных волн). В целом, магнитуда характеризует степень смещения частиц грунта при землетрясениях: чем больше амплитуда, тем значительнее смещение частиц.

Шкала Рихтера теоретически не имеет верхнего предела. Чувствительные приборы регистрируют толчки с магнитудой 1,2, в то время как люди начинают ощущать толчки только с магнитудой 3 или 4. Наиболее сильные землетрясения, происшедшие в историческое время, достигали магнитуды 8,9 (печально знаменитое землетрясение в Лиссабоне в 1755 г.).

Между интенсивностью землетрясения в эпицентре (I0), которая выражается в баллах, и величиной магнитуды (М) существует зависимость, описываемая формулами

I0 = 1,7М-2,2 и М = 0,6I0+1,2

Соотношение между балльностью и магнитудой зависит от расстояния между очагом и точкой регистрации на поверхности земли. Чем меньше глубина очага, тем больше интенсивность сотрясения на поверхности при одной и той же магнитуде.

Следовательно, землетрясения с одинаковой магнитудой могут вызывать разные разрушения на поверхности в зависимости от глубины очага.

Регистрация землетрясений проводится на сейсмических станциях с помощью специальных приборов – сейсмографов, записывающих даже малейшие колебания грунта. Запись колебаний называют сейсмограммой. Сейсмограммы должны регистрировать колебания грунта в двух взаимоперпендикулярных направлениях в горизонтальной плоскости и колебания в вертикальной плоскости, для чего в состав сейсмографов включены три записывающих устройства (сейсмометра). На основании определения разницы во времени регистрации разных типов сейсмических волн, и зная скорость их распространения, можно определить положение гипоцентра землетрясения. Точность таких определений достаточно высока, особенно с учётом того, что к сегодняшнему дню действует развитая международная сеть сейсмических станций.

Для характеристики землетрясений важное значение имеют также их энергия и ускорение при сотрясении грунта.

Энергия, выделяемая при землетрясении, может быть рассчитана исходя из значения магнитуды по формуле

log Е = 11,5 M,

где: Е – энергия,

  М – магнитуда.

Величина ускорения показывает, с какой скоростью происходит сотрясение грунта. Ускорения, получаемые грунтом, передаются сооружениям, которые начинают раскачиваться и разрушаться. Для измерения ускорения пользуются показаниями специальных приборов - акселерографов, которыми оснащены современные сейсмографы. Ускорения в горизонтальном направлении всегда больше, чем в вертикальном. Так, максимально высокие из зарегистрированных горизонтальных ускорений составляют 1,15g, а максимально высокие вертикальные - до 0,7g. Именно поэтому наиболее опасными считаются горизонтальные толчки.

Размещение сейсмически активных зон

Подавляющее большинство землетрясений приурочены к тектонически активным зонам земной коры, связанным с границами литосферных плит. Так высокосейсмичным районом является обрамление Тихого океана, где океаническая литосфера подвигается под континентальную или более древнюю океаническую литосферу (процесс поддвига океанической плиты называют субдукцией). Зоны поддвига плиты и её погружения в мантию трассируется положением очагов землетрясений, фиксируемых поверхности нижней мантии (граница 670 км, связанная с возрастанием плотности вещества) и иногда глубже. Эти зоны получили название сейсмофокальных зон Беньофа. Ещё одна область активной сейсмичности связана с Альпийско-Гималайским поясом, протягивающимся от Гибралтара до Бирмы. Этот грандиозный складчатый пояс образован в результате столкновения континентальных литосферных плит. В пределах этого пояса очаги землетрясений приурочены главным образом к земной коре (глубинам до 40-50 км) и не образуют выраженных сейсофокальных зон. Их образование связано с процессами скучивания и раскалывания на надвигающиеся друг на друга пластины толщ континентальной литосферы. Очаги землетрясений приурочены и к зонам раздвижения и раскалывания плит. Процесс раздвижения литосферных, сопровождающийся формированием новой океанической коры за счёт мантийных расплавов, активно протекает в зонах срединно-океанических хребтов. Растяжение континентальных литосферных плит (происходящее, например, в Восточной Африке или в районе озера Байкал).

1.12 Тектоника

Тектоника - отрасль геологии, изучающая движения и деформации земной коры, вызываемые эндогенными процессами, а также геологические структуры, возникающие в результате таких движений и деформаций.

В предыдущих разделах курса неоднократно указывалось, что подавляющее большинство rеологических процессов благодаря своим масштабам, длительности и необратимости недоступно для непосредственных наблюдений и о них возможно судить лишь путем изучения  результатов их проявлений, запечатленных в строении земной коры, в характере залегания в ней различных горных пород. Поэтому первой задачей тектоники является изучение форм залегания горных пород и их сочетаний, определяющих структуру земной коры. На основе фактического материала решается вторая важнейшая задача тектоники: выясняются характер, условия проявления  и история движений земной коры, в результате которых геологические структуры формируются, изучаются закономерности их проявления и причины, их вызывающие.

Поверхность Земли никогда не остается в покое. Одни участки воздымаются, другие опускаются, причем эти движения происходят крайне неравномерно, с различными скоростями и размахом.

Быстрые внезапные колебания могут быть выражены в виде подземных толчков – это землетрясения. Мощное длительное сжатие горных пород в пределах складчатых структур (геосинклиналей), приводящее к образованию горных сооружений – это орогенные процессы.

Медленные колебания, которые приводят к отступлению или наступлению моря на сушу (Голландия)- называют колебательными эпейрогеническими движениями. Таким образом по Г. Гильберту тектонические движения подразделяются на эпейрогенические (создающие континент) и орогенические (создающие горы).

Все тектонические движения делятся на 2 группы: вертикальные и горизонтальные. Обычно они проявляются взаимосвязано. Совокупность разнотипных движений называется тектогенезомПо времени проявления выделяют древние (до неогена) новейшие (неоген-четвертичные) и современные (последние 5-6 тыс. лет) тектонические процессы. Все они приводят к различным нарушениям первоначального горизонтального залегания горных пород.

Орогенные колебательные движения делятся на пликативные (складчатые) и дизьюнктивные (разрывные).

Складчатые процессы наиболее характерны для пластичных осадочных и метаморфических пород. Разрывные для более жестких осадочных и магматических пород.

Пликативные нарушения. Складчатые процессы приводят к образованию различного типа складок, которые являются чередованием выпуклых – антиклинальных и вогнутых синклинальных складок.  Существуют складки с наклоном в одну сторону (одного крыла). Такие складки называются моноклиналями.

В строении складок различают несколько основных элементов:

- ядро

- замок

- крылья

- ось

Рисунок 22. Строение складки

Рисунок 23. Типы складок

Дизъюнктивные нарушения. К ним относятся движения толщ горных пород по разрывам или сместителям. Сдвижения могут происходить как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. Образовавшиеся разрывные структуры в зависимости от формы называются: сдвигами, сбросами, взбросами, надвигами. При сложных перемещениях по нескольким разрывам образуются ступенчатые сбросы - горсты, и взбросы – грабены. Примерами грабенов являются: Красное море, оз. Байкал, Телецкое, Большие Африканские озера. Разрывы ЗК без смещения называются трещинами.

Рисунок 24. Формы дизъюнктивных нарушений

1.13 Метаморфизм

Метаморфизм        (греч. - превращение,        преобразование) – один из факторов внутренней динамики Земли, заключающийся в преобразовании горных пород в недрах под действием высоких температур, давлений или циркуляции активных флюидов. К ведущим факторам метаморфизма относят температуру, давление и действие флюидов. Процесс метаморфизма протекает под комплексным воздействием этих эндогенных факторов, но в ряде случаев можно выделить тот или иной фактор в качестве главного.

Температура - важнейший фактор метаморфизма. Она влияет на процессы преобразования и возникновения минералов, повышает скорость химических реакций и интенсивность перекристаллизации. Повышение температуры в тех или иных участках земной коры обусловлено общим возрастанием температуры с глубиной, локальным увеличением температуры в зоне трущихся блоков литосферы, теплом магматических интрузий или горячих флюидов. Возрастание температуры приводит к дегидратации гидроксилсодержащих минералов, к декарбонатизации карбонатов, к образованию новых высокотемпературных минералов

Согласно исследованиям , основной температурный интервал, определяющий метаморфизм горных пород, заключен в пределах 300-400 и 900-1000оС. Нижний предел, в 300оС определяется резким падением скорости химических реакций, приводящим к преобразованию пород. В среднем, этот температурный порог находится на глубине 15 км при геотермическом градиенте равном 20оС на 1 км. Верхний предел, в 1000оС ограничен началом плавления некоторых горных пород; располагается он в основании земной коры. Таким образом, метаморфизм протекает при преимущественно твердом состоянии пород.

Давление приводит к сокращению объема пород, к более плотной «упаковке» минеральных зерен, к переориентации минералов. Кроме того, давление повышает температуру плавления пород, что увеличивает пределы температурного воздействия.

Давление может возрасти за счет увеличения массы вышерасположенных толщ - геостатическое или литостатическое давление. Оно направлено по вертикали и увеличивается с глубиной.

Другая причина увеличения давления - динамическое (направленное, ориентированное) тангенциальное сжатие. Его возникновение связано с тектоническим движением блоков литосферы в горизонтальном (тангенциальном) направлении. Динамическое давление также приводит к переориентации минеральных зерен (длинной стороной перпендикулярно направлению давления), ускоряет или замедляет процессы минералообразования, способствует образованию трещин в породе.

Активные флюиды включают в себя горячие газы (эманации) и горячие растворы. К первым относятся пары воды и углекислый газ. Большую роль играют также водород, азот, хлор и некоторые другие газы. Горячие растворы, содержащие ионы активных химических элементов (натрия, кальция, фтора, бора, серы), мигрируя по трещинам горных пород, оказывают на них метаморфизующее воздействие.

Это выражается  в привносе в породу и выносе из нее химических элементов.

Это явление называется метасоматозом. Особенно велика роль активных флюидов в преобразовании «сухих» пород, лишенных растворов в силу чрезвычайно малого порового пространства. Метаморфизму могут подвергаться не только осадочные и магматические породы, но и ранее образованные метаморфические породы. Такой повторный метаморфизм получил название диафтореза (греч. - разрушаю).

В некоторых случаях метаморфизм протекает с существенным изменением химического состава первичной породы, т. е. метасоматически.

В зависимости от условий протекания процессов метаморфизма и от сочетания факторов метаморфизма выделяют различные его типы. К главнейшим типам метаморфизма относят региональный и локальный, в пределах последнего выделяют, динамометаморфизм, контактовый и гидротермальный.

В качестве преобразующих факторов при региональном метаморфизме выступают давление, температура и химически активные флюиды.

Осадочные породы медленно погружаясь последовательно проходят различные термобарические зоны: эпизону, где происходит переориентация частиц в породе (формируются глинистые сланцы, филлиты).

В мезозое наряду с существенным односторонним давлением, заметна роль температурного фактора и активных флюидов. Возникают новые минералы, перекристаллизуются исходные породы. Возникают слюдистые сланцы, гнейсы и амфибо-литы, кварциты и мраморы.

В катазоне максимально проявляются все три фактора метаморфизма, образуются биотитовые и пироксеновые гнейсы, эклогиты. Происходит полная перекристаллизация горных пород – ультраметаморфизм.

Динамометаморфuзм протекает под действием ориентированного, направленного давления в местах интенсивного складкообразования, чаще всего в зонах взаимодействия литосферных плит. В результате динамаметаморфизма минеральные зерна меняют свою ориентировку перпендикулярно направленному давлению, происходит и их уплощение. Формируются новые чешуйчатые минералы, такие как хлорит, биотит, мусковит, тальк и др. Образуются породы типа гнейсов, сланцев, амфиболитов.  Ориентированное сжатие может вызвать в породах деформацию, скалывания и дробления, а также скольжение минералов по плоскостям спайности. Такой динамометаморфизм, приводящий к механическому разрушению пород, получил название катакластuческого. Он возникает в случаях, когда ориентированное давление превышает предел прочности пород. В зонах катакластичес-кого метаморфизма возникают тектонические брекчии или милониты.

Контактовый метаморфизм протекает близи магматических интрузий. Оснавные факторы контактового метаморфизма высокая температура (550-900 °С) и активные флюиды. Контактоавый метаморфизм охватывает породы, непосредственно прилегающие к  магматическому очагу. Максимальный радиус его действия 2-5 км.

Масштабы его развития предопределяются величиной магматической интрузии: в большей степени они проявляются в ареале батолитов, в меньшей - около даек и силлов. Температурное воздействие выражается в формировании своеобразной зоны обжига, естественного кокса. Обожженные породы спекаются и приобретают повышенную прочность.

Гидротермальный метаморфизм тесно связан с контактовым и протекает под действием горячих подземных вод, обычно ювенильного происхождения. Основной фактор метаморфизма этого типа - метасоматоз, в меньшей степени температура. При гидротермальном метаморфизме возникает много новых минералов - альбит, эпидот, хлорит, пирит, березит, серицит, цеалит и др.

При этом широко развиваются процессы окварцевания (т. е. образования вторичных кварцитов), происходящие при циркуляции кремнистых растворов.

Метаморфические породы сравнительно широко распространены в земной коре. В целом для них характерно рассланцевание и кристаллическая структура.