- •1. Понятие о Вселенной и представления об ее образовании.
- •2. Галактики во Вселенной. Галактика Млечный путь.
- •3. Образование Солнечной системы (солнце и планеты).
- •4. Эволюция солнца – прошлое, настоящее, будущее.
- •5. Гипотезы различия химического состава планет земной группы и планет-гигантов.
- •6. Луна, гипотезы происхождения. Приливы и отливы.
- •Возникновение Солнечной системы
- •Рассмотрение гипотез
- •Гипотеза центробежного отделения
- •Гипотеза захвата
- •Гипотеза совместного формирования (совместной аккреции)
- •Гипотеза испарения
- •Гипотеза многих лун
- •Гипотеза столкновения
- •Заключение
- •История
- •Терминология
- •Физика прилива Современная формулировка
- •7. Строение Земли. Внутренние сферы, их параметры, состав и свойства. Строение Земли
- •Химический состав
- •Внутреннее строение
- •Земная кора
- •Мантия Земли
- •Ядро Земли
- •Тектонические платформы
- •Географическая оболочка
- •8. Океаническая и континентальная кора, их состав, параметры и свойства.
- •Океаническая кора
- •Континентальная кора
- •Состав верхней континентальной коры
- •9. Понятие об астеносфере и ее роли в эволюции облика Земли.
- •10. Атмосфера и гидросфера – генезис и эволюция. Ледниковые периоды. Колебания уровня океана.
- •Ледниковые эры в истории Земли
- •Кайнозойская ледниковая эра
- •Хронология кайнозойских оледенений
- •11. Магнитосфера – генезис, эволюция, инверсии.
- •12. Статиграфия: история становления, стратиграфическая шкала, Эры, периоды.
- •13. Импактная гипотеза Альваресов. Роль импактов в эволюции органического мира на Земле. Прогнозы.
- •14. Дрейф континентов по Вегенеру и теория тектоники литосферных плит.
- •15. Срединно-океанические хребты, рифты, спрединг – их характеристики и механизм действия.
- •16. Субдукция, зона Беньоффа – характеристика и влияние на катастрофические события
- •17. Землетрясения, их причины. Понятия: эпицентр, гипоцентр, форшоки, афтершоки. Примеры современных катастрофических событий.
- •Введение
- •Сейсмические волны и их измерение
- •Типы сейсмических волн
- •Шкала магнитуд
- •Шкалы интенсивности
- •Шкала Медведева-Шпонхойера-Карника (msk-64)
- •Процессы, происходящие при сильных землетрясениях
- •Измерительные приборы Сейсмограф
- •Другие виды землетрясений Вулканические землетрясения
- •Техногенные землетрясения
- •[Править]Землетрясение в Японии (2011)
- •О прогнозе землетрясений
- •18. Балльность и магнитуда землетрясений. Примеры.
- •Примеры: Сычуаньское землетрясение
- •[Править]Землетрясение в Японии (2011)
- •20. Крупные и средние литосферные плиты. Прогноз изменения их положения.
- •21. Местонахождение полезных ископаемых в свете теории тектоники литосферных плит
- •22. Понятие о горных породах. Особенности формирования магматических, метаморфических и осадочных пород.
- •Связь цвета магматических горных пород и их химического состава
- •Температуры образования минералов магматических пород
- •Механизм образования минералов
- •Кислые магматические породы
- •Основные и ультраосновные породы
- •Температуры образования метаморфических горных пород
- •Механизм образования минералов в метаморфических породах
- •Образование осадочного материала
- •Перенос осадочного материала
- •Накопление осадка
- •23. Основные породообразующие минералы.
- •24. Основные отличительные диагностические свойства сульфидов, оксидов, силикатов и солей.
- •25. Магматические гп. Их генезис, классификация и диагностические признаки. Общие сведения
- •Классификация магматических горных пород
- •Карбонатиты
- •26. Интрузивные и эффузивные магматические породы. Особенности образования и примеры пород.
- •27. Осадочные породы, их генезис и характеристика. Примеры пород.
- •Механогенные осадочные породы
- •Свойства структур обломочных пород
- •28. Факторы метаморфизма.
- •29. Представления о региональном метаморфизме, законы регионального метаморфизма и примеры пород.
- •Породы регионального метаморфизма
- •30. Представления о дислокационном и контактовом метаморфизме.
- •31. Представления о почвах и почвообразовании. Появление и эволюция почв на Земле. Роль почвы в биосфере.
- •Первичное почвообразование
- •Антропогенное почвообразование
- •Значение почв в природе Почва как среда обитания живых организмов
- •Геохимические функции
- •Регуляция состава атмосферы
- •32. Учение Докучаева о факторах почвообразования.
- •33. Понятие о почвенном профиле и почвенных горизонтах. Примеры.
- •Типы строения
- •Группировка по соотношению горизонтов
- •Генетические типы профилей
- •34. Понятие об индексации почвенных горизонтов и почвенных формулах. Примеры. Индексация почвенных горизонтов
- •35. Минеральная и органическая часть почвы, их состав, состояние и свойства Минеральная часть почвы Минеральный состав
- •Гранулометрический состав
- •Органическая часть почвы
- •36. Морфологические свойства почв, их диагностические значения, методы определения.
- •37. Гранулометрический состав почв. Полевые методы его определения.
- •Фракции частиц при гранулометрическом анализе почв
- •Классификации почв по гранулометрическому составу
- •Влияние гранулометрического состава на свойства почв и пород
- •Методы определения (гранулометрия)
- •Способы выражения
- •Влияние гранулометрического состава на продуктивность растений
- •38. Понятие «структура почв». Типы почвенной структуры. Их оценка с агропроизводственных позиций.
- •Классификация структурных отдельностей
- •40. Основные морфологические критерии оценки плодородия почв.
Температуры образования минералов магматических пород
В настоящее время основными методами определения температур образования минералов являются физический (анализ расплавных (главным образом) и газово-жидких включений) и термодинамические методы, основанные на анализе распределений между минералами изотопов (изотопные геотермометры) и собственно элементов (геохимические геотермометры).
Механизм образования минералов
Под механизмом выделения минерала понимается химическая реакция, ведущая к кристаллизации этого минерала. Эти задачи являются одними из основных задачпетрологии. Пример подобной реакции приведён выше. Эти решения являются правдоподобными, но не доказанными, хотя в эксперименте они установлены. Это мифические решения. Они не учитывают новые данные по геохимии минералов. Так установлено, что в гранитоидах альбит выделяется в равновесии с водой, но в реакции это не отражено. В ультраосновных породах пироксен равновесен (по изотопным данным кислорода) СО2, а по геохимическим данным - гранату, но в реакции это также не отражено.
Кислые магматические породы
При решении этой задачи приняты аксиомы:
Минералы выделяются в изотопном и геохимическом равновесиях с некоторыми соединениями;
Минералы образуются в результате распада некоторого исходного материнского вещества. Только в таком случае объяснимо наличие термодинамических (изотопных и геохимических) равновесий между минералами.
Все силикатные минералы в гранитоидах выделяются в геохимическом равновесии с водой (по кислороду). Это говорит, что вместе с минералом одновременно выделяется и вода в свободном состоянии. При кристаллизации водных минералов (Bio, Mus, Amp) на величину δD влияет диффузии воды в виде компоненты HDO.
Выделение силикатов сопровождается разложением гидратированных комплексов (+4Si – O – H)распл; их формирование осуществляется по схеме (+4Si – O – Si+4)+6распл→ 2(H- O- Si+4)+3распл. В окрестности точки Ткрист полимеризация сиботаксической группы (+4Si – O – H)распл приводит к образованию ассоциата H4SiO4 и дальнейшему разложению его по схеме
H4SiO4 → SiO2 + 2H2O.
К такому представлению близка реакция образования альбита по схеме [6],[7].
Al(OH)-4 + 3H4SiO4 + Na+1 → NaAlSi3O8 + 8H2O.
Однако, учитывая её несогласованность по изотопам водорода, более приемлемой представляется реакция [8].
Al+3 + 3Si(OH)6-2 + Na+1+ 2Н+1 → NaAlSi3O8 + 8H2O + 2OH-1.
Близкий механизм может быть предложен для калиевого полевого шпата, слюд, гранатов и пр.
Несколькой иная ситуация с рудными минералами (магнетит и ильменит). Оба минерала изотопно (по кислороду) равновесны рутилу, что возможно по гипотетическим реакциям разложения ульвошпинели или ильменита (скобка [...] - отражает наличие изотопного равновесия между компонентами внутри её):
6Fe2TiO4 → [6FeTiO3 + 2Fe3O4];
FeTiO5 → Fe2TiO4 + TiO2.
В совокупе эти данные не подтверждают существование сиботаксита типа ((OH)- Me- Si+4)распл, предполагаемого В.Н. Анфилоговым[9]
Основные и ультраосновные породы
Гранаты, весьма широко распространённый минерал в этих породах. Вывлено, что практически все минералы геохимически (использованы Ca, Mg, Fe+2, Mn) равновесны пироксенам. Связь граната с пироксеном генетическая: они образуются при разложения некоего протовещества. Оценка его состава опирается на данные количественных измерений соотношений Pyr/CPX в реальных объектах, чаще всего Pyr/CPX ≈1.0. Тогда
Mg3Al2Si3O12 + CaMgSi2O6 = CaMg4Al2Si5O18 - это кордиерит.
Пироксены по изотопным данным равновесны СО2, причём выявляется влияние диффузии газа на формирование изотопного состава кислорода в пироксене. Таким образом, поставщиком 18О в минералы, вероятно, является CO2, согласуясь с хорошей растворимостью СО2 в ультраосновных расплавах высоких давлений за счёт образования гипотетического соединения Si(CO3)4−4. Вероятный эффект описывается уравнением
2Mg+2 + Si(CO3)4-4 = Mg2SiO4+ 4CO2.
Именно это обстоятельство объясняет присутствие углекислоты в высокотемпературных расплавных включениях. При переносе кремния вероятно CO2 играет роль транспорта. В этом случае роль СО2 аналогична роли воды в кислых расплавах.
При анализе влияния СО2 на плавление силикатов рассматривались реакции карбонатизации пироксенов (энстатит Ens) и оливинов под давлением[10]:
(1) Ol + Dio + СО2 → Ens + Dol;
(2) Ol + Dol + СО2 → Ens + Mgt (магнезит);
(3) Opx + Dol + СО2 → Mt + Qw.
Полученные результаты показывают сомнительность этих уравнений. Во-первых, реально СО2 присутствует только в правой части уравнений. Во- вторых, ортопироксены (Ens) изотопно равновесны только СО2, а магнетиты – только рутилу, в то время как кварц всегда находится в равновесии с водой. По изотопным данным магнетит с кварцем (Qw) в равновесии никогда не находится. Эти данные можно понять, если рассматривать, например, уравнение (1) в виде Ens + Dol → Ol + Dio + СО2. Однако это ведёт к гипотезе, что ультраосновные породы –продукт переработки энстатит - доломитовых пород (т.е. каких-то мраморов или скарнов?).
По геохимическим данным для части пироксенов устанавливается равновесие с гранатом, т.е. уравнение выделения минерала должно имеет вид (скобка {...} -отражает геохимическое равновесие между компонентами в скобках):
… = … {Gr + [Px} + CO2] + …
Экспериментальные данные для этой системы не установлены.
Возможное образование Шпинелидов (герциниты, шпинели, хромшпинелиды и хромиты) соответствует Т= 1200оС и Р ≈ 25-30 кбар для реакций обмена:
FeCr2O4 + Mg = MgCr2O4 + Fe.
0.5MgAl2O4 + Cr = 0.5MgCr2O4 + Al.
Присутствие элементов в свободном состоянии не совсем понятно. По экспериментам [11] при ударном воздействии на Bi и флогопит образуются Fe и шпинелиды.