Определение и описание метаморфических горных пород.

Изучите породы и опишите их, используя раздаточный материал «Описание осадочных и метаморфических горных пород».

4.1 Мрамор имеет полнокриталлическую структуру, бурно реагирует с соляной кислотой HCl с выделением пузырьков углекислого газа, т.к. состоит из минерала кальцита - Ca CO3. Образуется при метаморфизме карбонатных пород – известняков, доломитов и др.

Знакомство с коллекцией полезных ископаемых.

Полезные ископаемые — природные минеральные образования земной коры неорганического и органического происхождения, которые могут эффективно использоваться в хозяйстве.

По физическому состоянию полезные ископаемые делятся на следующие группы:

- твёрдые (угли ископаемые, горючие сланцы, торф, рудные и нерудные полезные ископаемые);

- жидкие (нефть, минеральные воды);

- газообразные (газы природные горючие и инертные газы).

Полезные ископаемые находятся в земной коре в виде скоплений различного характера (жил, штоков, пластов, гнёзд, россыпей). Скопления полезных ископаемых образуют месторождения, а при больших площадях распространения — районы, провинции и бассейны.

Полезные ископаемые разделяются на металлические, неметаллические, горючие и гидроминеральные.

1) Металлические (рудные) - это полезные минеральные массы, из которых извлекаются металлы. К ним относятся:

• руды чёрных металлов - железо, марганец, хром;
• руды цветных металлов:

ü тяжелых металлов – медь, цинк, свинец, олово, никель;

ü легких металлов - алюминий, титан, магний;

• благородные металлы - золото, серебро, платина.

2) Неметаллические (нерудные) - это минералы, горные породы, которые используются целиком. К ним относятся:

• строительные материалы (известняк, песок, глина и др.), строительные камни (гранит);
• горнохимическое сырьё - апатит, фосфаты, минеральные соли, барит, бораты;
• камнесамоцветное сырьё - яшма, родонит, агат, оникс, халцедон, чароит, нефрит и др. и драгоценные камни - алмаз, изумруд, рубин, сапфир.

3) Горючие – используются для получения энергии. К ним относятся: нефть, природный газ, горючие сланцы, торф, уголь.

4) Гидроминеральные - подземные минеральные и пресные воды.

Генезис полезных ископаемых.

Полезные ископаемые формировались вследствие эндогенных и метаморфогенных процессов в недрах Земли, а также благодаря экзогенным процессам на её поверхности.

При эндогенных процессах полезные ископаемые возникали вследствие кристаллизации магмы и выделяющихся из неё горячих газовых и жидких минерализованных растворов.

При внедрении и остывании в земной коре магматических расплавов образуются магматические месторождения полезных ископаемых, залегающие внутри интрузивных массивов и составляющие часть этих массивов.

С интрузивами основного состава связаны хромовые руды, железные руды, титановые руды, никелевые руды, медные руды, кобальтовые руды, платиновые руды.

К щелочным массивам магматических пород приурочены руды фосфора (апатитовые руды), танталовые руды, ниобиевые руды и редкометалльные руды.

С гранитными пегматитами (с кислыми магматическими породами) генетически связываются месторождения слюд, полевых шпатов, драгоценных и поделочных камней, бериллиевые руды, литиевые руды, руды цезия, ниобия, тантала, частично олова, урана и редкоземельных элементов.

В карбонатитах, ассоциированных с ультраосновными щелочными и метаморфогенными породами, накапливаются руды железа, меди, ниобия, тантала, редкоземельных элементов, а также апатита и слюд.

В альбититах формируются залежи урановых руд, ниобия, циркония, ториевых руд, лития, бериллия и редкоземельных элементов.

В скарновых месторождениях находятся промышленные скопления руд железа, меди, кобальта, свинца, цинка (свинцово-цинковые руды), вольфрамовые руды, молибденовые руды, оловянные руды, руды бериллия, урана, золотые руды, борные руды, горный хрусталь, графит и другие полезные ископаемые.

Большое количество полезных ископаемых концентрируется в пневматолитовых месторождениях и гидротермальных месторождениях, образующихся при температурах от 700 до 50°С из горячих газовых и жидких водных растворов, выделяющихся в процессе кристаллизации и остывания гранитных и базальтовых магм. Среди них главное значение имеют месторождения руд меди, никеля, кобальта, цинка, свинца, висмутовые руды, руды молибдена, вольфрама, олова, лития, бериллия, тантала, ниобия, мышьяковые руды, сурьмяные руды, ртутные руды, руды кадмия, индия, селена, серные руды, руды золота, серебра, урана, радия, кварц, баритовые руды, флюоритовые руды, асбест и другие полезные ископаемые.

В колчеданных месторождениях вулканогенно-осадочного и вулканогенно-метасоматического происхождения сосредоточены запасы меди, цинка, свинца и барита.

В стратиформных месторождениях среди известняков, песчаников и сланцев находятся руды меди, цинка, свинца, сурьмы, ртути и флюорита.

При экзогенных процессах на поверхности Земли возникали осадочные, россыпные и остаточные месторожденияполезных ископаемых.

Осадочные полезные ископаемые накапливались на дне древних морей, озёр, рек и болот, образуя пластовые залежи во вмещающих их осадочных породах.

Среди них выделяются механические, химические и биохимические (органогенные) осадки.

К механическим осадкам относятся гравий, песок и глина.

К химическим осадкам — некоторые известняки, доломиты, соли (калийные соли, каменная соль), а также руды алюминия (бокситы), железа, марганцевые руды, местами руды меди и других цветных металлов.

К биохимическим осадочным отложениям принадлежат, по мнению большинства учёных, месторождения нефти и горючего газа, а также угля, горючих сланцев, диатомитов, некоторых разновидностей известняков и других полезных ископаемых.

Россыпи формировались при накоплении в прибрежных океанических, морских и озёрных, а также речных песках химически устойчивых тяжёлых ценных минералов (золота, платины, алмазов, титановых, циркониевых, ториевых, оловянных и вольфрамовых минералов).

Остаточные полезные ископаемые сосредоточены в древней и современной коре выветривания при выщелачивании из них грунтовыми водами легкорастворимых соединений и накопления в остатке ценных минералов, а также за счёт происходящего при этом переотложения некоторой части минеральной массы. Их представителями могут служить залежи серы самородной, гипса, каолина, магнезита, тальковых руд, руд никеля, железа, марганца, алюминия (бокситы), меди и урана.

Метаморфизм приводил к возникновению полезных ископаемых, обязанных перегруппировке минерального вещества вследствие высоких давлений и температур в глубине Земли. При процессах метаморфизма возникают метаморфизованные и метаморфические полезные ископаемые.

Метаморфизованные месторождения полезных ископаемых образуются за счёт изменения ранее существовавших эндогенных и экзогенных скоплений полезных ископаемых. К ним принадлежат имеющие крупнейшее промышленное значение месторождения железных руд докембрийского возраста (например, Криворожский железорудный бассейн, Курская магнитная аномалия в Pоссии, озеро Верхнее в США и др.), а также месторождения марганца Индии и других стран.

Метаморфические месторождения полезных ископаемых возникают при метаморфизме различных горных пород за счёт перегруппировки и концентрации некоторых компонентов, входящих в состав этих горных пород (некоторые месторождения графита и высокоглинозёмистых минералов — кианита, силлиманита).

Под геолого-промышленными типами месторождений полезных ископаемых понимаются такие, которые зарекомендовали себя как основные поставщики данного вида минерального сырья для промышленности. Далеко не все рудные формации могут иметь промышленное значение и включать геолого-промышленные типы месторождений.

Принято считать, что к основным мировым геолого-промышленным типам следует относить такие, на долю которых приходится не менее 1 % мировой добычи.

Значение отдельных геолого-промышленных типов месторождений в сырьевой базе тех или иных полезных ископаемых разное, в связи с чем, среди них выделяются главные, на которые приходится выше 5 — 10 % запасов (или добычи) соответствующего полезного ископаемого, и второстепенные — обычно менее 2 — 2,5%.

При этом нужно иметь в виду, что в минерально-сырьевой базе отдельных государств ведущими геолого-промышленными типами могут служить такие, которые в мировом балансе запасов и добычи существенной роли не играют, и наоборот.

Например, если в мировой минерально-сырьевой базе на долю стратиформных свинцово-цинковых месторождений в карбонатных формациях приходится 15,6 % запасов свинца и 17 % цинка, то в России только около 2,5 % запасов как свинца, так и цинка.

Таблица 11 - Диапазон промышленных кондиций для некоторых руд

Определение по геологическим, геоморфологическим, физико-географическим картам форм и элементов форм рельефа, относительного возраста пород

Физическая карта представляет собой общегеографическую карту определенной территории, которая передает все ее характерные особенности – рельеф, транспортную сеть, расположение населенных пунктов и их названия, гидрографию, растительность, объекты, административные границы.

Обязательным элементом физической карты является рельеф. Его отображают с помощью определенных условных знаков и цветом, когда насыщенность тона привязывается к высоте местности над уровнем моря.

На основании гипсометрического подхода и в зависимости от преобладания абсолютных и характера относительных высот выделяется рельеф низменный (0 - 200 метров) и возвышенный.Возвышенный рельеф подразделяется на:

- возвышенности (200 — 500 метров);

- плато (около 500 метров);

- плоскогорья (до 1000 метров);

- нагорья - высоко поднятые на тектоническом цоколе относительно слабо расчлененные территории (более 1000 метров);

- горы— обширные сильно расчлененные поднятия:

1) низкие (около 1000 метров);

2) средние (1000 - 3000 метров);

3) высокие (более 3000 метров).

Геоморфологическая карта отображает рельеф земной поверхности, его происхождение, возраст, формы и их размеры. Приведем основные понятия, используемые в геоморфологических картах.

Элементами рельефа являются простейшие его составляющие: точки, линии и поверхности. К таковым относятся горные вершины, днища конусообразных воронок, тальвеги, водоразделы, бровки, тыловые швы, горизонтальные и субгоризонтальные поверхности, склоны.

Водораздельная линия - линия, которая проходит по грани­це пересечения двух поверхностей, наклоненных в разные стороны. Эта линия соединяет точки с наибольшими отметка­ми высот.

Линия тальвега - линия, соединяющая самые низкие точки балки, оврага, долины, русла временного потока на склоне; она обозначает линию стока.

Бровки - линии, где склон резко меняет свою крутизну - от меньшей к большей. Линии бровок проходят по границам оврагов, балок, долин рек.

Подошвенные линии - это линии, где склон переходит от большей крутизны к меньшей. Они проходят у подножия склонов, по дну широких лощин, котловин

Формы рельефа — конкретные неровности земной поверхности, представляющие собой поверхность, облекающую трёхмерное объёмное тело и состоящие из элементов рельефа или более простых форм рельефа. Морфоструктура - структура земной коры, выраженная в современном рельефе.

Формы рельефа могут быть самыми различными по величине. В зависимости от их размеров выделяют: планетарные формы рельефа, мегаформы, макроформы, мезоформы, микроформы и формы нанорельефа.

Таблица 12 – Формы рельефа

Горная система — горы (или их крупная часть), объединённые территориально, имеющие общую причину происхождения и обладающие морфологическим единством^[1]. Горная система состоит из совокупности горных хребтов, горных массивов, нагорий, межгорных впадин и долин.

Равнины - участки поверхности суши, дна океанов и морей, характеризующиеся малыми уклонами и незначительными колебаниями высот. На суше различают равнины, лежащие ниже уровня моря, низменные (высота до 200 м), возвышенные (200-500 м) и нагорные (свыше 500 м).

Впадина (синоним депрессия) — понижение в рельефе различной формы и происхождения.

Долина - удлиненное понижение в рельефе различного происхождения (речная долина, ледниковая долина, эрозионная долина и т.д,).

Котловина - понижение в рельефе изометричной формы различного происхождения (ледниковая котловина, эрозионная котловина и т.д.)

Холм – небольшая (от сотен метров до первых километров по протяженности и первых

Седловина - понижение между двумя соседними вершинами.

Хребет – сложно построенная хорошо выраженная (превышения более 500 м) положительная вытянутая форма рельефа крупных размеров (5-50 км в поперечнике).

Комплекс (тип) рельефа — это совокупность форм рельефа, сходных по какому-либо признаку: внешне (морфологически), по происхождению (генетически), по возрасту.

Различают общие геоморфологические карты широкого содержания и частные, составляемые по отдельным признакам рельефа.

Общие геоморфологические карты характеризуют рельеф по совокупности показателей, важнейшими из которых являются морфология, возраст и генезис рельефа (отчасти отражается на них и современная динамика).

Частные геоморфологические карты создаются на основе какого-либо одного показателя, характеризующего рельеф. В соответствии с этим, к категории частных карт могут быть отнесены морфометрические карты (карты углов наклона склонов, карты экспозиции склонов и др.), морфографические (отражающие только качественные характеристики рельефа: равнины плоские, пологоволнистые, пологохолмистые), морфоструктурные (отражающие проявление в рельефе геологического строения), хронологические (карты возраста рельефа), морфодинамические (на них подробно характеризуются современные геоморфологические процессы) и т. п.

По масштабу геоморфологические карты (как и другие географические карты) подразделяются на мелкомасштабные (масштаб мельче 1:1 000 000), среднемасштабные (от 1:200 000 до 1:1 000 000 включительно) и крупномасштабные (крупнее 1:200 000). Масштабы 1:5 000 и крупнее (детальные) относятся к геоморфологическим планам.

По степени обобщения информации о рельефе территорий геоморфологические карты подразделяются на аналитические и синтетические (в первую очередь это относится к общим геоморфологическим картам).

Аналитические карты обычно бывают крупно- или среднемасштабными, а синтетические – средне- или мелкомасштабными.

На аналитических картах объектами непосредственного изображения служат элементы и/или относительно малые формы рельефа. Элементы рельефа, формы рельефа читаются на таких картах, главным образом, как сочетание поверхностей, ограниченных каркасными линиями рельефа.

Геологическая карта - это графическое изображение на топографический основе особенностей геологического строения определенной территории. Геологические карты составляются на топографической основе, где рельеф отображается с помощью горизонталей. Горизонтали изображаются коричневым цветом и подписываются абсолютными отметками (превышениями над уровнем моря).

На геологических картах в первую очередь фиксируется воз­раст пород, выходящих на дневную поверхность с подразделением их на оса­дочные, вулканические, интрузивные и метаморфические. Стратиграфические подразделения показываются с помощью раскраски, индексов, крапа. При этом, возраст стратиграфических подразделений отображается цветом и индексом, состав – крапом. Цветовые обозначения стратифицированных образований должны соответствовать цветам раскраски, принятым для подразделений геохронологической шкалы.

Цвет геохронологических (стратиграфических) подразделений.