Головні структурні елементи земної кори

Міністерство освіти і науки України

Львівський національний університет імені Івана Франка

Геологічний факультет

 

Кафедра

екологічної та інженерної

 геології і гідрогеології

 

Головні структурні елементи земної кори

/реферат /

 

 

 

Виконала :  ст.  групи ГЛЕ-42

         Бохінська Наталія

Перевірила :    доц. Сливко Є. М..

                     

 

 

 

Львів 2013

Зміст

       Вступ…………………………………………………………………………..3

1. Поняття «земна кора»…………………………………………………..5
2. Типи земної кори………………………………………………………..8

1. Континентальна земна кора………………………………………..8

2. Океанічна земна кора……………………………………………….9
3. Перехідні типи земної кори………………………………………...9

3. Головні структурні елементи земної кори……………………………11

       Висновки………………………………………………………………………16

       Список  використаної літератури…………………………………………….17

 

Вступ

Людство завжди цікавило, що насправді міститься всередині Землі. Досі ніхто не спромігся побувати там. Навіть найглибша бурова свердловина світу сягає тільки 12 км. Але це незначна глибина порівняно з розмірами нашої планети. Якщо уявити Землю у вигляді яблука, то ця надглибока свердловина навіть не порушить його шкірку.

Згідно з науковими даними у будові нашої планети розрізняють три основні частини: ядро, мантію та земну кору (рис. 1).

Ядро — наймасивніша (найщільніша) внутрішня частина Землі. Воно складається з речовин, що мають властивості металів. Радіус ядра становить близько 3 500 км. Температура в ядрі досягає 4 000 - 5 000°С.

Мантія — найбільша за об'ємом частина планети (4/5 об'єму Землі). Речовина мантії перебуває в твердому стані. Тільки на глибині близько 150 — 200 км від поверхні у верхній частині мантії є в'язкий шар — астеносфера. Температура речовини мантії з наближенням до поверхні Землі знижується від 4000° до 1 000°С.

Вище від мантії лежить земна кора — верхня тверда оболонка літосфери. Товща земної кори становить 5 — 10 км під океанами, 70 — 80 км — у горах  на суходолі. Порівнявши її із товщею мантії та ядра, можна сказати, що - це наче тонка плівка. [5]

 

Рис. 1 Будова планети Земля

Земна кора складена різними за походженням групами гірських порід (магматичними, метаморфічними, осадовими), які, в свою чергу, складені мінералами, а останні хімічними елементами. Таким чином, виходячи з концепції ієрархічної організації природної речовини, про склад земної кори можна судити через послідовне вивчення хімічних елементів, мінералів і гірських порід. [1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Поняття «земна кора»

Земна кора (рис.2)  – це верхній шар нашої планети, одна зі структурних оболонок планети, як ядро, мантія. Земна кора є твердим утворенням що становить 0,1-0,5% радіуса Землі. Простежується до глибини 5-10 км в океанах без (без урахування води), до 30-40 км у рівнинних платформних областях і до 50-75 км у гірських районах.  Від мантії земна кора, здебільшого, відділена досить різкою сейсмічною межею, де швидкості повздовжніх хвиль збільшуються від 6,5-7,0 до 8,0 км/с. Цю межу виявив 1909 р. сербський сейсмолог Мохоровичич, тому її називають поверхнею Мохоровичича (Мохо, М). Отже, можна сказати, що земна кора – це зовнішня тверда оболонка Землі, розташована вище межі М. [6]

  Земна кора в хімічному відношенні з усіх внутрішніх геосфер Землі вивчена найбільш детально. Але і в її межах достовірні дані про хімічний склад гірських порід отримані лише для самої верхньої, доступної для спостережень частини материків, тобто до глибини 10-15 км. Перші відомості про хімічний склад земної кори належать американському вченому Ф. Кларку, який базуючись на результатах 6000 хімічних аналізів різних гірських порід у 1889 році вирахував і опублікував середні вмісти 50 основних хімічних елементів земної кори.

Найпоширенішими хімічними елементами в земній корі, кларки яких перевищують одиницю або близькі до неї, є кисень,  кремній, алюміній, залізо, кальцій, натрій, магній, калій та водень. Вони складають більше 98% земної кори, при цьому близько 80% припадає на долю кисню, кремнію та алюмінію. [1]

Земна кора складається з мінералів і гірських порід, яких у природі існує кілька тисяч видів. Мінерали й гірські породи різняться між собою кольором, твердістю, будовою, температурою плавлення, розчинністю у воді та іншими властивостями. Багато з них людина широко використовує, наприклад, як паливо, у будівництві, для отримання кольорових і чорних металів.

Різноманітність мінералів і гірських порід зумовлена головним чином різними умовами їх утворення. За походженням їх поділяють на магматичні, осадові і метаморфічні.

Рис. 2 Будова земної кори

На тематичній карті «Будова земної кори» показано розташування літосферних плит та напрямки і швидкість їх руху. На плитах виділено кольором платформи і області складчастості. Вони краще вивчені і більш достовірно показані на суходолі. Як видно з карти, ядра сучасних материків утворюють здебільшого давні докембрійські платформи. Їх обрамляють молоді платформи та області складчастості, що утворилися в наступні ери. Часто на карті «Будова земної кори» наводиться спеціальна шкала – геохронологічна таблиця, що відображає відтинки геологічного часу (геологічні ери, періоди), яким відповідає певний етап формування земної кори (епохи горотворення).

На карті на дні морів і океанів позначено океанічні платформи, серединноокеанічні хребти, глибоководні жолоби, зони розломів. Штриховкою та значками відмічені зони землетрусів і вулкани. На місцезнаходження родовищ різних за походженням (осадових, магматичних, метаморфічних) корисних копалин вказують типові значки. [3]

У будові земної кори виділяють три шари: осадовий (верхній), складений неметаморфізованими осадовими породами; гранітний (гранітогнейсів), складений магматичними, багатими на кремнезем породами, а також метаморфічними, близькими за складом до гранітів; базальтовий, складений основними магматичними і щільними метаморфічними породами, що збагачені магнієм та залізом. Проте всі ці назви є умовними. Вони ґрунтуються на зіставленні швидкостей проходження сейсмічних хвиль зі швидкостями поширення пружних коливань, які були визначені для зазначених порід – базальтів і гранітів – експериментальним шляхом. Швидкості проходження поздовжніх  хвиль у шарах земної кори відповідають у середньому таким значенням, км/с: в осадовому шарі 3-5, у гранітному 5-6 (6,5), у базальтовому 6,5-7,2.

Осадовий шар складений осадовими породами, які є продуктами перевідкладення матеріалу нижніх (давніше утворених) шарів. Він хоча і покриває всю поверхню Землі, проте місцями є надзвичайно тонким, іноді його нема,  а деколи він досягає потужності  в десятки кілометрів.

Гранітний шар утворений метаморфічними і магматичними породами. Тут переважають відміни порід, багаті на кремнезем (кислі породи). Потужність шару досягає 15-20 км, а інколи й більше. В межах океанських плит та деяких континентальних глибоких депресій його нема, або ж він розвинутий слабко.

Базальтовий шар складений переважно гранулітобазитовими високометаморфізованими та магматичними породами. Вміст кремнезему тут менший (переважно основні породи), а їхня густина вища.Цей шар розвинутий в основі в основі земної кори в усіх частинах земної кулі, а також ним складене ложе Світового океану. [6]

 

 

2. Типи земної кори

Виділяють декілька типів земної кори, головними серед яких за геофізичними, геохімічними та геологічними ознаками є континентальний  і океанський два головні типи земної кори. [6] Материкова земна кора складається з трьох шарів (осадового, гранітного, базальтового).  Океанічна земна кора утворена лише двома шарами (осадовим і базальтовим) і дуже тонка. Такий тип кори є лише під западинами океанів.

2.1 Континентальна земна кора

Континентальна земна кора ( рис.3) займає меншу площу ( близько 40% поверхні Землі), але має складну будову і набагато більшу потужність. Під високими горами її товщина вимірюється 60-70 кілометрами. Будова кори континентального типу має тричленний характер – базальтовий, гранітний і осадовий шари.

Гранітний шар виходить на поверхню на ділянках, іменованих щитами. Наприклад, Балтійський щит, частину якого займає Кольський півострів, складений породами гранітного складу. Саме тут велося глибоке буріння, і Кольська надглибока свердловина досягла позначки 12 км. Але спроби пробурити весь гранітний шар наскрізь виявилися невдалими.

Шельф — підводна окраїна материка — також має континентальну кору. Те ж відноситься і до великих островів — Нової Зеландії, островів Калімантан, Сулавесі, Нова Гвінея, Гренландія, Сахалін, Мадагаскар і іншим. Окраїнні моря і внутрішні моря, такі як Середземне, Чорне, Азовське, розташовані на корі континентального типу.

Базальтовий шар межує з поверхнею Мохо. Верхній осадовий шар змінює свою товщину в залежності від рельєфу поверхні. Так, в гірських районах він тонкий або взагалі відсутній, так як зовнішні сили Землі переміщують пухкий матеріал вниз по схилах. Зате в передгір’ях, на рівнинах, в улоговинах і западинах він досягає значних потужностей. [2]

Рис.3 Континентальна кора

2.2 Океанічна земна кора

Океанічна земна кора - земна кора, розповсюджена під дном океанів та морів.

     Відрізняється від континентальної земної кори відсутністю гранітного шару і значно меншою потужністю — від 5 до 10 км (макс. 20-25 км), зокрема зменшеною товщиною осадового шару.

Як і континентальна, характеризується тришаровою будовою:

• верхній осадовий шар, потужністю від дек. сотень м до 1 км, складається з крихких розсипчастих порід, швидкість поширення сейсмічних хвиль в яких 2,0—2,5 км/с;
• середній шар, потужністю 1,0-3,0 км, складений базальтами з прошарками карбонатних та кременистих порід (швидкість сейсм. хвиль 3,5—4,5 км/с);
• нижній (базальтовий) шар, потужністю 3,5-5,0 км, складений основними та ультраосновними породами (швидкість сейсм. хвиль 6,3-6,5 км/с, в окремих випадках — до 7,0—7,4 км/с). [4]

2.3 Перехідні типи земної  кори

Крім цих головних типів земної кори, виділяють також перехідні – субокеанський і субконтинентальний. Субокеанський за будовою ближчий до океанського, але відрізняється від нього значною потужністю осадового шару ( від 4-10 до 15-20 км). Його виявлено у великих прогинах окраїнних та внутрішньоконтинентальний морів ( Каспійське, Чорне, Середземне, Японське, Охотське, Карибське, Мексиканська затока), де під осадовими породами безпосередньо залягає базальтовий шар потужністю 5-8 км. Загальна потужність земної кори становить тут 20 км і більше.

  Субконтинентальний тип розвинутий у межах острівних дуг (Алеутська Курильська)  і мілководних плато. За складом він відповідає материковому типу, проте зменшеної потужності (20-30 км). Його особливістю є нечітке розмежування гранітогнейсового і базальтового шарів (межа Конрада). [6]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Головні структурні елементи земної кори

Найбільш структурними елементами земної кори, які не тільки відрізняються за характером її будови, але й чітко простежуються на поверхні, є континенти і океани. Проте відразу слід зазначити, що не весь простір заповнений водами океанів є океанською структурою. Периферійні частини океанів характеризуються наявністю шельфових зон, для яких властивий континентальний тип кори і їх вважати складовими океанських структур було б помилкою, так само як і внутрішньоконтинентальні моря з океанічним типом кори не можна відносити до континентальної структури. Окрім того,  різниця між цими двома структурними елементами земної кори не зводиться тільки до типу земної кори, а охоплює цілу низку відмінностей у будові, складі, фізичному стані речовини тощо, не лише земної кори, але й літосфери і навіть верхньої мантії. В даному випадку важливим критерієм, який підкреслює неоднорідність літосфери, є сейсмічність, оскільки  в межах земної кулі спостерігається різка нерівномірність проявлення сейсмічної активності. Виділяються широкі ділянки земної поверхні континентів і ложа океанів практично асейсмічні, і відносно вузькі зони, в межах яких зосереджені всі осередки землетрусів і вулканічної діяльності, тобто сейсмічно активні. Такими зонами є серединно-океанічні хребти, зони поєднання острівних дуг або окраїнних гірських хребтів і глибоководних жолобів на периферії океанів, а також гірський пояс, який простягається від Гібралтара через Північну Африку, Південну Європу та Центральну Азію до Індонезії.

Такі зони виконують роль своєрідних швів між відносно стійкими і внутрішньо монолітними ділянками літосфери, які називаються літосферними плитами. На сучасному етапі вивченості літосфери в її структурі виділяється сім великих і тринадцять малих плит, які об’єднують континенти та прилеглі до них ділянки океанів. Наприклад, Африканська плита окрім однойменного континенту та його підводної окраїни включає також південно-східну частину Атлантичного океану,  західну частину Індійського океану аж до їх серединно-

океанічних хребтів, а також південно-східну частину Середземного моря. Існують також чисто океанічні плити, і прикладом таких може бути Тихоокеанська. Причина поєднання ділянок континентальної і океанічної кори в одну плиту полягає, перш за все, у їх динамічному зв’язку, а саме в тому, що вони рухаються разом, як єдине ціле.

Головними структурними елементами океанів є серединно-океанічні хребти, які являють собою своєрідні рухливі пояси з їх осьовими рифтами, і океанські плити, яким відповідають абісальні улоговини та підводні підвищення, що їх ускладнюють.

На континентах до основних структур належать гірські споруди, або орогени (грецк. “орос” – гора), в межах яких подібно до серединно-океанічних хребтів спостерігається підвищена ендогенна активність (землетруси, вулканічні прояви, тощо), що сприяє виникненню та розвитку інтенсивних вертикальних і горизонтальних рухів, а також платформи, до яких належать тектонічно спокійні, здебільшого асейсмічні та авулканічні, майже до ізометричної форми ділянки континентів значних розмірів, які в геоморфологічному відношенні відповідають, зазвичай, рівнинним областям. Характерною властивістю платформ є практично субгоризонтальне залягання осадових порід, а іноді базальтових лав. Області земної кори з активним тектонічним режимом, до яких відносяться насамперед орогени, ще називають

геосинкліналями, або за термінологією В.Ю.Хаїна, рухливими геосинклінальними поясами. Вперше поняття про геосинкліналі в геологію запровадив у 1873 році американський геолог Д.Дена,  а ще раніше (1857 р.) його співвітчизник Дж.Холл, сформулював своєрідну концепцію, згідно з якою гірсько-складчасті області виникли на місці заповнених морськими відкладами прогинів у земній корі. Враховуючи, що загальна форма цих прогинів мала вигляд синкліналей, а масштаби їх прояву (значна протяжність, потужність відкладів, яка свідчила про великі глибини), їх назвали геосинкліналями.  Здебільшого вони виникають і розвиваються в зоні переходу від континенту до океану і їх еволюція сприяє формуванню потужної земної кори. Зміст розвитку геосинкліналі зводиться до утворення в земній корі прогину. Цей процес супроводжується формуванням системи глибинних розломів, активною вулканічною діяльністю і заповненням прогину теригенними, теригенно-карбонатними та кременистими відкладами. Пізніше виникають локальні підняття, структура прогину ускладнюється. Процес підняття окремих ділянок

прогину інтенсифікується і висхідні рухи переважають над низхідними. Це призводить до виникнення нових розривних порушень у корі і поновлення старих, а по розломах відбувається підняття свіжих порцій магми, яка вкорінюючись в товщу осадових та вулканогенних порід застигає, утворюючи інтрузивні тіла. В кінцевому результаті всі відклади, які виповнювали первинний прогин, внаслідок вертикальних рухів, а також вкорінення магми зминаються в складки і на місці геосинкліналі виникає складчаста гірська область. На периферії таких областей, а також поміж гірськими хребтами виникають понижені ділянки рельєфу, зайняті здебільшого алювіальними низинами, або мілководними морями, в яких відбувається накопичення потужних товщ грубоуламкових продуктів, які утворилися в процесі руйнування гір різноманітними екзогенними процесами. Такі прогини та западини відповідно називають передгірськими та міжгірськими, а теригенні відклади, які їх виповнюють – моласами.

Внутрішня будова таких гірських споруд дуже складна. Вони характеризуються широким розвитком складок, тектонічних покривів і розривних порушень різних типів. Вся товща осадових і вулканогенно-осадових порід пронизана інтрузіями гранітів і дайками магматитів основного складу. Результати геологічних досліджень свідчать, що всі сучасні гірські споруди є результатом проявлення новітніх тектонічних рухів впродовж олігоцен – антропогенового часу. Проте в будові одних гірських областей, таких як Карпати, Кавказ, Копетдаг, частково Памір, беруть участь морські відклади палеогену та неогену, а інші складені значно древнішими породами –

ранньомезозойськими, палеозойськими і докембрійськими. Отже гірські споруди другої групи, які складені до кайнозойськими породами зазнали складчасто-насувних деформацій і були вперше підняті у вигляді гір задовго до неоген-четвертинного часу. Пізніше ці первинні гірські хребти були денудовані, нерідко до самого підніжжя, а в кайнозої зазнали повторного піднімання.

Таким чином, серед гірських споруд Землі виділяються молоді гори, і гори, які зазнали відродження. Перші називають первинними, або епігеосинклінальними (грец. “епі” – після), а другі – вторинними, або епіплатформеними. Прикладом останніх можуть бути Тянь-Шань, Алтай, Саяни, гірські хребти Прибайкалля. Для первинних орогенів типовими є склепінні структури, а для вторинних – склепінно-брилові, або брилові, які накладені на складну складчасто-насувну первинну структуру.  Другою ознакою первинного віку гірських споруд є метаморфізм і гранітизація. Древніші гори складені сильніше метаморфізованими і гранітизованими породами в порівнянні з породами молодих орогенів. Не всі древні складчасті споруди підлягають новітньому гороутворенню. Значна їх частина після денудаційного нівелювання переходить до відносно спокійного платформового

тектонічного режиму і на їх місці утворюються неглибокі моря в яких відбувається накопичення малопотужних осадків. Так започатковуються платформи характерною властивістю яких є наявність двоповерхової будови. Нижній поверх, або як його здебільшого називають фундамент платформ складений сильно дислокованими, метаморфізованими і прорваними гранітоїними тілами породами, які на доплатформеному етапі розвитку складали складчасті споруди, що були в подальшому денудованими до рівня моря. На породах фундаменту, з кутовим і стратиграфічним неузгодженням, субгоризонтально залягають породи верхнього структурного поверху, який називають осадовим чохлом платформи. Складений він практично недислокованими, неметаморфізованими, малопотужними ( в середньому 3-5 км) осадовими відкладами мілководно-морських, лагунних і континентальних фацій.

Платформи складені структурними елементами вищих порядків, серед яких основне місце належить щитам і плитам (ці плити не слід утотожнювати з літосферними або океанськими).

Щити – це виходи на поверхню фундаменту платформи, який впродовж усього платформового етапу розвитку перебував в стані піднімання. Плитами називаються частини платформи, які перекриті осадовим чохлом і протягом усієї історії її розвитку мали тенденцію до опускання. Плити, в свою чергу, складені більш дрібними структурними елементами, серед яких розрізняють синеклізи і антеклізи. Синеклізи – це широкі, близької до ізометричної форми западини, під якими фундамент прогнутий, а антеклізи, навпаки – пологі, склепіннеподібні, з припіднятим фундаментом і менш потужним у порівнянні з

синеклізами чохлом. В основі (так би мовити “на дні”) синекліз часто бувають поховані під товщею осадових порід рифтоподібні структури, в розрізі яких значне місце належить вулканогенним породам. Це так звані авлакогени. Нерідко антеклізи і синеклізи ускладнюються другорядними структурами, такими як вали і плакантикліналі. В периферійних частинах платформ, там де вони межують зі складчастими поясами, утворюються глибокі западини, які називаються перикратонними, тобто ті які виникли на краю кратону або платформи. Над зонами розломів у фундаменті, де мають місце вертикальні переміщення блоків, утворюються так звані флексури – вигини верств порід чохла без розриву їх суцільності і зі збереженням паралельності крил. Всі платформові структури дуже пологі, що загалом надає верствам порід вигляд субгоризонтального залягання.  Серед платформ розрізняють древні, або як їх ще називають кратони, фундамент яких складений метаморфізованими докембрійськими породами, а чохол відкладами фанерозою, і молоді платформи з палеозойським, рідко, мезозойським фундаментом та мезокайнозойським, або кайнозойським чохлом.  [1]

 

 

 

Висновки

Отже, земна кора – це зовнішня тверда оболонка Землі. У будові земної кори виділяють три шари: осадовий (верхній), складений неметаморфізованими осадовими породами; гранітний (гранітогнейсів), складений магматичними, багатими на кремнезем породами, а також метаморфічними, близькими за складом до гранітів; базальтовий, складений основними магматичними і щільними метаморфічними породами, що збагачені магнієм та залізом .

Найбільш структурними елементами земної кори, які не тільки відрізняються за характером її будови, але й чітко простежуються на поверхні, є континенти і океани.

Головними структурними елементами океанів є серединно-океанічні хребти і океанські плити.

На континентах до основних структур належать гірські споруди, або орогени та платформи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список використаної літератури

1. http://geology.lnu.edu.ua/GEO/E-books/Sivoronov_gen-geo/.pdf

2. http://planetkazemlya.ru/litosfera/kontinentalna-kora/

3. http://ukrmap.su/uk-g7/798.html

4. http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%BA%D0%

5. Скуратович О. Я. , Коваленко Р.Р., Круглик Л.І. Географія, 6 клас

6. Смішко Р. М. Геологія  з основами геоморфології / Навчальний  посібник. – Львів: Видавничий центр  ЛНУ імені Івана Франка, 2005 р.