Презентация Литосфера. Физико-химические процессы в литосфере онлайн

Содержание слайда: ЛИТОСФЕРА. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ЛИТОСФЕРЕ

Содержание слайда: Строение литосферы и структура земной коры Согласно Гуттенбергу ядро состоит из трех слоев слой G (внутреннее ядро), слой F — переходный слой, слой Е — внешнее ядро. Эти три слоя простираются от глубины 2900 до 6370 км.

Содержание слайда: Ближе к поверхности Земли располагаются слои D, C, B (Гуттенберга) которые называются мантией Земли. Ближе к поверхности Земли располагаются слои D, C, B (Гуттенберга) которые называются мантией Земли. Верхний слой (слой А) называется земной корой. Переходная граница от земной коры (А) к мантии (В), называется поверхностью Мохоровича. Внешняя твердая оболочка Земли, включающая в себя земную кору и слой В называется литосферой.

Содержание слайда: Толщина литосферы (слои А+В) неодинакова и колеблется от 50 до 200 км. толщина земной коры (А) На равнинах она составляет 30–40 км, в горных районах 50–75 км, в районах морей и океанов 5–6 км. земная кора состоит: осадочный слой, гранитный слой базальтовый слой.

Содержание слайда: Химический состав земной коры Наиболее распространены след. элементы: кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, натрий, калий и магний ( в виде оксидов и солей) Содержание элементов принято выражать в кларках (обозначается буквой К).

Содержание слайда: Содержание элементов в кларках представляет собой усредненное количество химических элементов в земной коре, выраженное в объемных или массовых процентах. Содержание кислорода в земной коре составляет 47 кларков (масс. %), кремния — 30, алюминия — 8, железа — 4, кальция — 3, натрия — 2,5, калия — 2,5, магния — 2.

Содержание слайда: Оказалось, что рассеянные элементы распределены в земной коре очень неравномерно. Поэтому для оценки распространенности элементов на отдельных участках земной коры, помимо усредненных кларков элемента, Вернадский ввел понятие кларк концентрации.

Содержание слайда: Кларк концентрации вычисляется по соотношению: Кларк концентрации вычисляется по соотношению: Кк = А/К, где Кк — кларк концентрации, А — содержание элемента в данном регионе, масс. %, К — кларк элемента в земной коре, масс. %.

Содержание слайда: Минералы и горные породы Однородные по составу и строению природные химические соединения или однородные структуры, возникающие при различных химических и физико-химических процессах в земной коре, принято называть минералами.

Содержание слайда: Минералы встречаются в твердом, жидком и газообразном состояниях Характерна внутренняя однородность, определенные физические свойства и признаки,

Содержание слайда: Известно более 3 000 минералов около 100 минералов имеют практическое значение, только 30 относятся к породообразующим минералам.

Содержание слайда: Минералы находятся в виде комплексных минеральных агрегатов — горных пород, - геологических тел

Содержание слайда: Горные породы (ГП) ГП принято делить на: магматические, осадочные и метаморфические. Магматические породы возникают при затвердевании магматического расплава на поверхности или в глубинах земной коры. При этом образуются глубинные (интрузивные) или поверхностные (эффузивные) породы. Осадочные породы образуются путем отложения материала разрушенных или растворенных горных пород любого генезиса как на суше, так и в море. Метаморфические породы формируются путем преобразования магматических или осадочных пород в глубинах земной коры под воздействием высоких температур и давлений.

Содержание слайда: Магматические породы Магматические породы образуются из магмы. Магма — сложный расплав силикатного состава, в котором преобладают те же главные элементы, что и в земной коре. Если магма в процессе извержения не достигает земной поверхности и застывает на глубинах нескольких десятков километров, то образуются интрузивные породы - гранит, диорит, габбро, перидотит. Если достигает, то образуются эффузивные породы

Содержание слайда: Классификация магматических пород

Содержание слайда: По минералогическому составу эффузивные породы сходны с интрузивными (магмы одни и те же), но кристаллическая структура разная. Эффузивные породы состоят из мелких кристаллов (скорость застывания высока) Иногда вся масса породы оказывалась аморфной, стекловидной. Подобные породы называют вулканическими стеклами.

Содержание слайда: Осадочные породы По составу и происхождению осадочные породы подразделяются на обломочные, хемогенные и биогенные. Обломочные горные породы — это продукты механического разрушения коренных, исходных пород. Независимо от их минерального состава, формы и происхождения делят на глины (размер частиц менее 0,02 мм), песок (0,02–2,0 мм), гравий, гальку, щебень (2,0–200 мм), глыбы, валуны (размер более 200 мм).

Содержание слайда: Глины Каолин, глина, суглинок, мергель, сланцевая глина. Глины обладают низкой водопроницаемостью для грунтовых вод и образуют водоупорные слои.

Содержание слайда: Хемогенные породы Образуются из естественных растворов в процессе осаждения находящихся в них соединений в результате выпаривания. Классифицируют по химическому составу. К ним относятся: каменная соль (NaСl), ангидрит (СаSO4), гипс (СаSО4 · 2Н2O), известняки (СаСО3) и др.

Содержание слайда: Биогенные горные породы Формируются в результате жизнедеятельности живых организмов (например, фосфориты). По химическому составу подразделяются на: карбонатные, кремнистые фосфатные.

Содержание слайда: Метаморфические породы Метаморфиты, или метаморфические породы, образуются путем глубокого преобразования — метаморфизма — магматических или осадочных горных пород. Эти преобразования (перекристаллизация без изменения химического состава) совершаются под воздействием высоких давлений и температур в недрах земной коры, причем вся масса породы сохраняет твердое агрегатное состояние.

Содержание слайда: Структурная организация силикатов Бóльшая часть земной коры состоит из силикатов (т. е. полевых шпатов и кварца), которые кристаллизуются из магмы или образуются в процессе метаморфизма. Силикаты состоят в основном из кремния (Si) и кислорода (О), обычно в сочетании с другими металлами. Основной структурной единицей силикатов является тетраэдр SiO4, в котором кремний расположен в середине тетраэдра из четырех ионов кислорода. Ион кремния Si4+ отличается от большинства других ионов. Высокий заряд и небольшой ионный радиус делают этот катион поляризуемым, поэтому его связи с атомами кислорода О2– искривляются, что приводит к существенной доле ковалентности в Si–О-связи.

Содержание слайда: Метаморфиты Различают метаморфизм двух типов: контактный, вызванный внедрением магматических масс друг в друга, и региональный, обусловленный давлением вышележащих мощных толщ горных пород и тепловыми потоками из глубины Земли. К наиболее распространенным относятся сланцы (получаются из мягкой сланцевой глины), гнейсы, кварциты (из песчаников), мрамор (из известняков).

Содержание слайда: Мономерные силикаты. Они построены из отдельных тетраэдров SiO4, связанных с металлами, как в оливине или гранате. Эти минералы имеют четыре атома кислорода, не входящих в мостики, и известны также как орто-силикаты. Цепочечные силикаты. Если каждый тетраэдр SiO4 имеет два обобщенных атома кислорода, образуются цепочки соединенных тетраэдров. В группу пироксенов входят наиболее важные цепочечные силикаты, например энстатит (MgSiO3). Силикаты с двойной цепочкой. Структуру с двойной цепочкой имеют минералы группы амфиболов, например тремолит Ca2Mg5[Si8O22](OH)2.

Содержание слайда: Слоистые силикаты. Следующей ступенью полимеризации является такое соединение цепочек в непрерывные, наполовину ковалентно связанные листы, что каждый тетраэдр имеет три обобщенных атома кислорода с соседним тетраэдром. В этой структуре имеется один не входящий в мостики атом кислорода, и общее отношение Si : О равно 4 : 10, что дает общую формулу Si4O10. В гексагональных кольцах, образующихся при перекрещивании цепочек, могут помещаться дополнительные анионы, обычно гидроксилы (ОН–). Эта структура является основным каркасом для группы слюд, например мусковита Mg3[Si4O10](OH)4, и всех глинистых минералов. Таким образом, эти минералы представляют собой множество листов, придающих им «пластинчатый» вид.

Содержание слайда: Каркасные силикаты. В этом классе силикатов каждый атом кислорода тетраэдрической группы обобщается между двумя тетраэдрами, и образуется наполовину ковалентная трехмерная решетка. Не входящих в мостики атомов кислорода нет, общее отношение Si : О равно 1 : 2, как в простейшей формуле минерала этого класса кварца (SiO2). Замещение алюминием некоторых тетраэдрических позиций (ионный радиус алюминия достаточно невелик) обусловливает огромное разнообразие алюмосиликатных минералов, включая группу полевых шпатов, наиболее распространенную группу минералов в коре. Замещение четырехвалентного кремния трехвалентным алюминием вызывает дисбаланс заряда в структуре, который нейтрализуется присоединением других двухвалентных или одновалентных катионов, например в полевом шпате ортоклазе (KAlSi3O8) одна из четырех тетраэдрических позиций занята алюминием вместо кремния.

Содержание слайда: Состав и структура глинистых минералов (ГМ) ГМ состоят из кислорода, кремния и алюминия. ГМ — это слоистые силикаты, построенные из слоев атомов в тетраэдрической (О, Si) и октаэдрической координации (O, Al). ГМ - тетраэдрические и октаэдрические сетки.

Содержание слайда: Тетраэдрические сетки представляют собой слои тетраэдров SiО4, которые имеют три общих кислорода с соседними тетраэдрами. Четвертый (апикальный) кислород каждого тетраэдра располагается на перпендикуляре, проходящем через центр базального кислородного треугольника.

Содержание слайда: Октаэдрическая сетка построена из катионов, обычно алюминия, железа или магния, расположенных на равных расстояниях от шести анионов кислорода, в связи с чем сетка несет отрицательный заряд. Алюминий является распространенным катионом, и идеальный октаэдрический слой имеет состав гидроксида алюминия (Аl(OН)3) — минерала гиббсита. Если октаэдрические позиции заполняются трехвалентным алюминием, для достижения электронейтральности занимаются только две из каждых трех позиций и сетка классифицируется как диоктаэдрическая. Если двухвалентные катионы заполняют октаэдрические позиции, все доступные позиции заняты и сетка классифицируется как триоктаэдрическая. В результате сочетания этих трех сеток образуется основная структура глинистых минералов.

Содержание слайда: Структура глинистых минералов 1 : 1. Простейшим расположением тетраэдрических и октаэдрических сеток являются слои 1 : 1. В состав таких 1 : 1 минералов входит серпентин-каолинитовая группа глинистых минералов, из которых каолинит является, вероятно, наиболее известным. В каолините пакеты 1 : 1 удерживаются вместе водородными связями, образующимися между ОН‑группами верхнего слоя октаэдрической сетки и базальными кислородными атомами вышележащей тетраэдрической сетки. Водородные связи достаточно сильны, чтобы удерживать пакеты 1 : 1 вместе, не позволяя катионам проникать между слоями