- kompleksi pitkälle erikoistuneita soluja ja kudoksia, jotka sijaitsevat kambiumin ulkopuolella ja suorittavat suojaavia ja johtavia tehtäviä. Kuoren johtavat elementit kuljettavat lehtiin muodostuneita ravinteita. Puunkuori suojaa puuta eläinten, puuta tuhoavien hyönteisten ja lahoamista aiheuttavien organismien aiheuttamilta vaurioilta.

Se myös suojaa kambiumia kosteuden häviämiseltä. Puunkuori eroaa rakenteeltaan ja koostumukseltaan merkittävästi puusta (ksyleemi). Puun vihreiden osien - lehtien ja neulojen - erityinen rooli, joka liittyy kasvien, myös puumaisten, elinprosessien varmistamiseen, johtaa myös niiden kemiallisen koostumuksen ja rakenteen tiettyihin ominaisuuksiin.

Puun kuoren rakenne

Se muodostaa merkittävän osan (6 - 25 %) puun kokonaistilavuudesta, ei vain puulajista, vaan myös puun iästä ja kasvuolosuhteista. Mitä suurempi rungon halkaisija, sitä enemmän puun kuorta. Iän myötä puunkuoren suhteellinen tilavuus pienenee. Kasvuolosuhteiden huonontuminen johtaa puunkuoren osuuden kasvuun.

Aikuisen puun kuori koostuu kahdesta osasta, jotka eroavat anatomisesta rakenteesta ja toiminnoista: sisempi - floemi ja ulompi - kuori. Näiden kuoren osien suhteellinen pitoisuus ei riipu pelkästään puulajista, vaan vaihtelee saman lajin yksittäisten puiden välillä ja jopa yksittäisen puun sisällä. Ränikudokset johtavat mehuja (orgaanisten aineiden liuoksia) runkoa pitkin ja varastoivat vararavinteita. Kuorikudos suojaa ulkoisilta vaikutuksilta. Havupuiden kuori on rakenteeltaan yksinkertaisempi kuin lehtipuiden kuori.

Puun kuoren rakenne liittyy sen kudosten muodostumiseen kahdesta toissijaisesta meristeemistä - kambiumista ja korkkikambiumista (phellogeeni). Kambiumsolujen jakautuessa ksyleemisolujen muodostumisen yhteydessä ilmaantuu floemisoluja, jotka ksyleemisolujen tavoin erilaistuvat suorittamaan erilaisia ​​toimintoja. Floeemissa, kuten ksyleemissäkin, on havaittavissa heikompia kasvurenkaita, joiden leveys on 0,1...0,7 mm, itse floeemin leveys vaihtelee yleensä 3...10 mm.

Floemissa on kolmen tyyppisiä soluja ja vastaavia kudoksia: seulaelementit, jotka muodostavat johtavia kudoksia; parenkyymisolut, jotka muodostavat varastokudoksia; sklerenchymasolut ovat mekaanisia kudoksia. Lisäksi ksyleemiin verrattuna suurempi osa koostuu elävistä soluista.

Floemin tärkein johtava kudos koostuu seulaelementeistä - havupuissa seulasoluista ja lehtipuissa seulaputkista. Seulasolut ovat kapeita, pitkiä soluja, jotka muodostavat pitkittäisiä rivejä ja kommunikoivat keskenään päissään soluseinissä olevien huokoisten seulakenttien kautta. Sytoplasmiset filamentit kulkevat pienten lukuisten huokosten läpi.

Lehtipuiden rinteen johtava järjestelmä on kehittyneempi. Ne muodostavat segmenttiensä soluista seulaputkia, jotka ovat yhteydessä toisiinsa huokoisten (suurempien huokosten) seulalevyjen kautta poikittaisseinillä. Siten havupuiden floeemin johtavat elementit muistuttavat varhaisia ​​trakeideja ja lehtipuiden suonet, mutta toisin kuin trakeidit ja suonet, seulaelementit sisältävät elävän protoplastin (ydin ja jotkut muut organellit vain tuhoutuvat siinä) ja niiden seinät eivät ole ruskea. Seulaelementit kuolevat yleensä kasvukauden loppua kohden ja litistyvät, ja seuraavan kauden aikana muodostuu uusia elementtejä.

Toinen rinikudoksen tyyppi on floemiparenkyymi, joka suorittaa johtavia ja varastointitoimintoja ja muodostaa suurimman osan floemikudoksesta. Parenkyymisolut, joissa on ohuet, lignifioitumattomat seinämät, muodostavat floemisäteitä, jotka ovat jatkoa ydinksyleemisäteille, ja pystysuoran floemiparenkyymin. Joidenkin lajien (esimerkiksi kuusen) niinisäteissä on vaakasuuntaisia ​​hartsikäytäviä.

Mekaanisen toiminnon suorittavat sklerenkyymisolut, jotka sisältävät niinikuituja ja sklereidejä. Ränikuidut ovat pitkiä soluja, joissa on terävät päät ja paksut seinämät, jotka muistuttavat libriformisia kuituja, mutta pidempiä. Niiden soluseinät ovat yleensä ligniiniä, mutta vähemmän kuin puukuitujen, eikä niissä välttämättä ole ligniiniä. Niinikuitupitoisuus vaihtelee suuresti puulajista riippuen. Niitä on yleensä havupuiden floemissa vähemmän lehtipuihin verrattuna, mutta poikkeuksiakin löytyy.

Joissakin ei-puumaisissa koppisiemenissä (pellava, rami) niinikuidut ovat erittäin pitkiä (useita senttejä ja ramissa joskus jopa 50 cm). Sklereidit, pääasiassa kivisolut, ovat lyhyitä, leveitä soluja, jotka muodostuvat parenkyymisoluista soluseinien paksuuntumisen ja merkittävän lignifikaation seurauksena.

Tällaisten solujen pitoisuus on korkeampi havupuiden kuoressa kuin lehtipuiden. He ottavat tukitehtävän. Sklereidien muoto vaihtelee melko paljon eri puulajeissa.

SISÄÄN puun kuori, kuten puussa, ensisijaisia ​​kudoksia ilmaantuu ensin, ja sitten sekundääristen meristeemien - kambium ja korkkikambiumin - solujen jakautumisen aikana muodostuu sekundäärisiä kudoksia, jotka myöhemmin kuolevat. Ulkoinen osa puun kuori- kuori - koostuu pääasiassa kuolleesta kudoksesta ja on siksi fysiologisesti inaktiivinen.

Puun kasvun alussa primaarisesta apikaalisesta meristeemistä primaarisen lateraalimeristeemin - prokambismin - kanssa muodostuvat primaariset integumentaarikudokset - orvaskesi ja sen alla oleva primäärinen puumainen kuori, joka koostuu kollenkyymin ja parenkyymin kerroksista. Nuorten puiden ja versojen orvaskesi koostuu yhdestä rivistä epidermaalisia soluja, jotka on päällystetty ulkopuolelta hydrofobisella vahamaisella aineella, nimeltään kutiini. Collenchyma koostuu soluista, joissa on paksuuntuneet, ei-lignifioituneet seinämät ja jotka suorittavat tukevan (mekaanisen) toiminnon. Prokambiumista muodostuu solunjakautumisen seurauksena primaarinen floeemi ja primaarinen ksyleemi.

Ensimmäisen kasvukauden lopussa alkaa toissijainen kasvu. Prokambiumista muodostuu toissijainen lateraalinen meristeemi - kambium, ja siitä puolestaan ​​​​sekundaarinen ksyleemi ja floeemi. Orvaskeden alle ilmestyy ohut kerros korkkikambiumia (phellogeenia), jonka solujen jakautumisen seurauksena muodostuu uutta peridermaalista kudosta. Orvaskesi tuhoutuu vähitellen ja korvautuu lopulta kokonaan peridermilla, jolloin syntyy puunkuoren ulompi peittävä kerros. Peridermi koostuu kolmesta kerroksesta: korkkikambium (phellogeeni); korkkiparenkyyma (phelloderm); korkkikangas (phellema). Fellodermi muodostuu sisäpuolella olevien phelogeenisolujen jakautumisen seurauksena, ulkopuolelta afeleli. Phelloderm-solut ovat parenkyymisoluja, jotka ovat samankaltaisia ​​​​kuin emäparenkyymisolut. Fellodermi on vähemmän kehittynyt kuin helmi.

Peridermin muodostumisprosessi on monipuolinen. Useissa puulajeissa flogeeni jatkaa toimintaansa pitkään varmistaen helmikerroksen tasaisen kasvun, mikä johtaa paksun korkkikerroksen muodostumiseen tyypillisen kuoren sijaan, kuten myös korkkitammessa. kuten Douglas kuusessa, tai sileän elastisen ulkokerroksen muodostumiseen puun kuori, kuten esimerkiksi koivussa, haavassa, kuusessa. Korkin (phellema) soluseinillä on erityinen rakenne ja koostumus. Niissä on kolme kerrosta. Ulompi kerros on lignifioitu, sisäkerros koostuu lähes puhtaasta selluloosasta ja keskikerros sisältää korkkikankaalle ominaista ainetta - suberiinia (katso alla), ja suberiinikerrokset vuorottelevat korkkivahakerrosten kanssa, mikä varmistaa korkin hydrofobisuuden. . Koivukorkkikudoksen soluseinät sisältävät betuliinia, joka antaa tuohon ulommalle kerrokselle - koivun kuorelle - sen ominaisen valkoisen värin.

Useimmissa puulajeissa korkkikudoskerros kuolee tietystä iästä alkaen ja syvältä puun kuori uudet peridermikerrokset asetetaan. Floemissa tapahtuu ikääntymiseen liittyviä muutoksia ja ne muistuttavat jossain määrin sydänpuun muodostumisprosessia. Floemin ulkoosassa havaitaan ns. obliteraatio - seulasolujen tai putkien litistyminen ja niiden huokoisten levyjen tukkeutuminen, minkä seurauksena primaarinen floemi kuolee kokonaan.

Häivytetty sekundaarinen floeemi katkaisee esiin nousevat uuden peridermin kerrokset, joilla on epäsäännöllinen muoto. Tässä prosessissa filogeenisoluja muodostuu floeemin elävien parenkyymisolujen jakautuessa, jotka palaavat meristemaattiseen toimintaan. Uusi fellogeenikerros puolestaan ​​synnyttää uusia phellodermi- ja phellemikerroksia, mitä seuraa korkkisolujen kuolema jne. Tämän prosessin seurauksena muodostuu monimutkainen heterogeeninen kudoskompleksi, joka koostuu pääasiassa kuolleista soluista, kuoren uloimmasta pääosasta (rhytidome). Tällä kerroksella on tyypillinen ulkonäkö, halkeamien leikkaama. Eri tyyppisissä mäntyissä kuori muodostaa suomuja ulkopuolelle. Puiden kasvaessa paksuudeksi ulkokuori irtoaa vähitellen.

Viime vuosisadan 80-luvulla amerikkalainen tiedemies Clark päätti määrittää maankuoren keskimääräisen kemiallisen koostumuksen. Tätä varten hän keräsi kaikki aikansa tunnetut kivien kemialliset analyysit ja johti niistä keskiarvon. Clark tietysti tiesi, että erilaiset kivet, löysät ja pehmeät, kuten hiekka tai savi, ja kovat, kuten graniitti tai basaltti, ovat jakautuneet hyvin epätasaisesti maan pinnalle: jotkut kivet muodostavat suuria alueita maan pinnasta, kun taas toiset ovat harvinaisia ​​ja vain pieninä täplinä. Esimerkiksi yli puolet Kanadan pinta-alasta, lähes koko Ruotsi ja koko Suomi on peitetty jatkuvalla graniittipaljastolla maan pinnalla. Graniiteista ja vastaavista kivistä muodostuu valtavia alueita Afrikassa, Etelä-Amerikassa, Intiassa, Australiassa ja muissa paikoissa. Samanaikaisesti on kiviä (esim. runsaasti kaliumia tai natriumia sisältäviä emäksisiä kiviä), jotka löytyvät maan pinnasta vain yksittäisinä pieninä täplinä, joiden kokonaispinta-ala on kaikilla mantereilla. ei ylitä useita satoja tuhansia neliökilometrejä.

Mutta Clark, tehdessään laskelmiaan, lähti olettamuksesta, että mitä useammin tietty kivi löytyy maan pinnalta, sitä useammalle näytteelle siitä tehtiin kemiallinen analyysi ja että siksi kunkin kiven kemiallisten analyysien suhteellinen lukumäärä kuvastaa melko hyvin. pinnalla olevien kivien suhteellinen runsaus.

Myöhemmin monet tutkijat huomauttivat, että tätä Clarkin rohkeaa oletusta ei voitu pitää oikeana: jotkut harvinaisimmista kivistä joutuivat kemialliseen tutkimukseen suhteettoman usein juuri siksi, että harvinaisuutensa ja epätavallisuutensa vuoksi ne herättivät geologien huomion enemmän. Kuten myöhemmät tutkimukset osoittivat, Clarkin saamat tiedot yleisimmistä kemiallisista alkuaineista keskimäärin 6000 analyysinä osoittautuivat lähellä totuutta. Hänen saamiaan arvoja vähemmän yleisille elementeille muutettiin myöhemmin merkittävästi. Kunnioittaakseen Clarkin ansioita, joka esitteli meille ensimmäisenä ainakin suunnilleen maan pinnan yleisen kemiallisen koostumuksen, tiedemiehet sopivat kutsuvan alkuaineen prosenttiosuutta maankuoressa tämän alkuaineen "clarkiksi". Clarkin taulukko julkaistiin vuonna 1889.

Suomalainen geologi Cederholm yritti laskea maankuoren keskimääräistä kemiallista koostumusta ottaen huomioon kunkin kiven miehittämän alueen suhteellisen koon. Hän ei voinut tehdä tätä koko maapallolla ja rajoitti laskelmansa vain Suomen alueelle. Ero Clarkin tietojen kanssa osoittautui melko suureksi. Esimerkiksi Söderholmin keskimääräinen piidioksidipitoisuus (SiO 2) Suomen kivissä oli 67,70 %, kun taas Clarkin keskimääräinen piidioksidipitoisuus kivissä ympäri maailmaa oli 60,58 %. Päinvastoin, alumiinioksidin (Al 2 O 3), rautaseskvioksidin (Fe 2 O 3), kalsiumoksidien (CaO), magnesiumin (MgO), natriumin (Na 2 O) pitoisuus osoittautui huomattavasti pienemmäksi kuin Clark oletti. .

Siitä lähtien monet tunnetut tutkijat ovat selvittäneet tietoja maankuoren kemiallisesta koostumuksesta: ulkomailla - Washington, Vokht, I. ja V. Noddaki, Goldschmidt, Geveshi jne., maassamme - V. I. Vernadsky, A. E. Fersman , V. G. Khlopin, A. P. Vinogradov ja muut Erityisen tarkat taulukot kaikista elementeistä on laatinut Neuvostoliiton akateemikko A. E. Fersman.

Taulukossa on esitetty maankuoressa yleisimpien alkuaineiden pitoisuus (painoprosentteina). Niitä on täällä vain 12; loput 80 alkuainetta muodostavat merkityksettömän osan maankuoren painosta.

Maankuoren keskimääräinen koostumus (A. E. Fersmanin mukaan)

Painoprosentti

Todellakin, jos toisimme kaikkien alkuaineiden clarke-arvot, ensimmäinen asia, joka kiinnittäisi huomiomme, on niiden jakautumisen epätasaisuus. Hapen, yleisimmän alkuaineen, määrä on 49,13 % (painosta) ja protaktiinumia on vain 7∙10 -11 %. Yleisimmillä elementeillä on clarke-arvot miljardeja kertoja korkeammat kuin harvinaisimpien elementtien. Tämä kemiallisten alkuaineiden epätasainen jakautuminen voidaan havainnollistaa toisella tavalla. Jos järjestämme elementit niiden clarken laskevaan järjestykseen, näemme, että kolmen ensimmäisen alkuaineen (happi, pii ja alumiini) osuus on 82,58 painoprosenttia, ensimmäisten yhdeksän alkuaineen osuus on 98,13 prosenttia ja ensimmäisten kahdentoista - 99,29 prosenttia. Sama voidaan ilmaista graafisesti.

Näemme siis, että maankuoren paino on lähes puolet happea, noin neljäsosa piitä, kolmastoista alumiinia, kahdeskymmenesneljäsosa rautaa jne. Ottaen huomioon happiatomien suuren koon voidaan sanoa, että maankuoressa on mm. tiilet, on rakennettu happiatomeista ja vain niiden välisissä tiloissa, ikään kuin sementoimalla niitä, on muita elementtejä.

Alkuaineiden keskimääräisen pitoisuuden perusteella ei ole vaikeaa laskea niiden absoluuttisia massoja, jotka sisältyvät tiettyyn tilavuuteen, jonka koostumus vastaa maankuoren keskimääräistä koostumusta. Siten voidaan määrittää, että 1 km 3 kiviä sisältää keskimäärin: rautaa 130 ∙ 10 6 tonnia, alumiinia 230 ∙ 10 6 tonnia, kuparia 260 000 tonnia, tinaa 100 000 tonnia jne.

Maankuoren alkuaineet löytyvät erilaisista yhdistelmistä keskenään. Näitä luonnollisten prosessien seurauksena muodostuneita yhdisteitä kutsutaan mineraaleja. Kaiken kaikkiaan tunnetaan useita tuhansia mineraaleja, mutta vain muutama kymmenkunta niistä on levinneimpiä. Tässä taas nähdään eri mineraalien jakautumisessa sama epäsuhta kuin yksittäisten alkuaineiden jakautumisessa.

Hapen, piin ja alumiinin hallitsevuus maankuoressa määrää sen, että useimmat mineraalit kuuluvat tähän kategoriaan. silikaatit Ja alumiinisilikaatit ts. se on pii- ja alumiinipiihappojen suola. Lisäksi sulfidit, sulfaatit ja oksidit ovat yleisiä mineraalien joukossa.

Esimerkki alumiinipiihaposta (jota ei ole vapaassa muodossa) on yhdiste H 2 Al 2 Si 2 O 8 tai (jos se on kirjoitettu oksidien yhdistelmänä) H 2 O ∙ Al 2 O 3 ∙ 2SiO 2 . Piihapoista ovat: ortospiihappo H 4 SiO 4 tai 2H 2 O ∙ SiO 2 ja metapiihappo H 2 SiO 3 tai H 2 O ∙ SiO 2.

Korvaamalla alumiinipiihapon vety kaliumilla, natriumilla tai kalsiumilla saadaan mineraaleja ns. maasälpät. Esimerkki maasälpästä on mineraaliortoklaasi, jonka koostumus on K 2 O ∙ Al 2 O 3 ∙ 6SiO 2.

Vedelliset alumiinisilikaatit muodostavat erilaisia kiille, sekä vaalea (sisältää kaliumia tai natriumia) että tumma (magnesiumia ja rautaa sisältävä). Esimerkiksi vaalean kiillen tai muskoviitin koostumus on: K 2 O ∙ 3Al 2 O 3 ∙ 6SiO 2 ∙ 2H 2 O.

Kun piihappojen vety korvataan magnesiumilla, raudalla ja kalsiumilla, saadaan tummanvärisiä mineraaleja - oliviinit, pyrokseenit Ja amfibolit.

Tilastot osoittavat, että maankuoren yleisimmät mineraalit ovat maasälpää (55,0 %). Meta - ja ortosilikaatit muodostavat 15 % ja kvartsia (SiO 2) - 12 %. Muista mineraaleista kiille (3 %) ja magnetiitti (Fe 3 O 4) yhdessä hematiitin (Fe 2 O 3) (3 %) kanssa ovat suhteellisen yleisiä. Maankuoressa on huomattavasti vähemmän muita mineraaleja. Useimmilla mineraaleilla on kiteinen koostumus.

Maankuoren mineraalit eivät ole jakautuneet satunnaisesti. Ne on ryhmitelty joihinkin luonnollisiin yhdistyksiin, jotka muodostavat ns kiviä. Kivi on esimerkiksi graniittia, jolle on ominaista tietty mineraalien yhdistelmä, joista vallitsevat maasälpät, kvartsi ja kiille. On kiviä, jotka koostuvat lähes tai kokonaan yhdestä mineraalista. Tällainen on esimerkiksi kvartsiitti, joka koostuu lähes kokonaan kvartsista, tai marmori, joka koostuu lähes yksinomaan kalsiitista. Useimmiten kivessä on kuitenkin mukana useita mineraaleja, jotka ovat jakautuneet siihen enemmän tai vähemmän tasaisesti tietyssä määrällisessä suhteessa.

Maankuoren muodostavat kivet jaetaan ryhmiin alkuperänsä mukaan. Suurin osa maankuoresta koostuu magmaista alkuperää olevia kiviä, joka muodostuu tunkeutumisesta maankuoreen syvyydestä tai valumisesta pintaan ja sulan kivimassojen jähmettymisen seurauksena. Tähän ryhmään kuuluu monia kiviä: graniitti, basaltti, andesiitti, dioriitti jne.

Useita prosentteja maankuoresta on taittunut sedimenttikivilajeja, joka muodostuu mineraalimateriaalin laskeutumisen ja kertymisen seurauksena maan pinnalle, pääasiassa merialtaiden pohjalle, mutta myös järvien, jokien, soiden pohjalle ja yksinkertaisesti maan pinnalle.

Lopuksi laajalle levinnyt maankuoressa metamorfisia kiviä, jotka ovat seurausta kemiallisista ja fysikaalisista muutoksista sedimenttikivissä korkean lämpötilan ja korkean paineen vaikutuksesta. Sedimenttikivet käyvät läpi sellaisia ​​muutoksia, joissa ne upposivat suuriin syvyyksiin maankuoren vajoamisen aikana ja hautautuessaan myöhempien kivikerrosten alle, joutuivat korkeiden lämpötilojen ja korkean paineen vyöhykkeelle. Lisäksi metamorfisia kiviä muodostuu paikkoihin, joissa sula magma tunkeutuu sedimenttikiviin ja vaikuttaa niihin lämpötilallaan ja myös kemiallisesti.

Kiven kuuluminen johonkin geneettiseen ryhmään jättää jäljen sen mineralogiseen koostumukseen ja sisäiseen koostumukseen.

Magmaista alkuperää olevat kivet jaetaan vuorostaan ​​tunkeutuviin eli tunkeutuviin ja ekstruusiviin eli effusiivisiin kiviin. Tunkeutuvat kivet ovat seurausta sulan mineraaliaineen kiinteytymisestä eri syvyyksissä maan pinnan alapuolella. Näemme ne vasta sen jälkeen, kun pinnalla olevat kivet ovat tuhoutuneet eroosion vaikutuksesta ja sisääntunkeutuneen kiven massa (ns. intruusio) paljastuu pinnalle. Sisääntunkeutuneille kiville on yleensä ominaista tiheä karkeakiteinen koostumus, ja eri mineraalien kidekoot ovat yleensä kooltaan lähellä: 0,2 - 1 cm Tyypillinen tämän ryhmän kivi on graniitti - yleensä yleisin kivi tunkeutuneiden kivien joukossa.

Purkautuneille kiville, joista basaltti on yleisin, on ominaista joko lasimainen, amorfinen koostumus tai hienojakoinen koostumus, joka muodostuu vulkaanisen lasin kiteytymisen seurauksena ajan myötä. Nopea jähmettyminen pinnalle purkauksen jälkeen estää suurten kiteiden muodostumisen purkautuneisiin kiviin.

Magmaiset kivet, tunkeutuneet ja purkautuneet, jaetaan koostumuksensa mukaan happamiin, keskilaatuisiin, emäksisiin ja ultraemäksisiin piioksidipitoisuutensa mukaan.

Happamissa kiveissä on yli 65% piidioksidia, keskisuurissa kivissä - 52 - 65%, emäksissä - 40 - 52% ja ultraemäksisissä kivissä - alle 40%. On mielenkiintoista, että sisääntunkeutuneiden kivien joukossa on jyrkästi hallitseva hapan kivi, graniitti, kun taas valuneiden kivien joukossa pääkivi, basaltti, hallitsee. Keskikokoiset rodut ovat suhteellisen harvinaisia. Myös kaliumilla ja natriumilla rikastettuja alkalikiviä eristetään yleensä.

Sedimenttikivet jaetaan yleensä kolmeen geneettiseen ryhmään: klastisiin, organogeenisiin ja kemiallisiin. Ensimmäiset niistä ovat muiden kivien mekaanisen tuhoutumisen, niiden fragmenttien liikkumisen ja uudelleenlaskeutumisen tuotteita. Joskus (esimerkiksi brecsoissa ja kivissä) on kyse suurten, kulmikkaan muotoisten tai pyöristyneiden sirpaleiden kerääntymisestä. Muissa tapauksissa klastinen kivi koostuu pienistä mineraalipalasista, kuten hiekkakivessä. Lopuksi usein mineraalien palaset kuluvat erittäin ohueksi massaksi, joka veden uudelleensaostumisen jälkeen muodostaa savea. Klastisten kivien mineraloginen koostumus riippuu alkuperäisen kiven koostumuksesta sekä yksittäisten mineraalien lujuudesta ja niiden kulutuksenkestävyydestä ja liukenemisesta kuljetuksen aikana. Koska kvartsi on kovin ja runsain mineraali, merkittävä osa klastisista kivistä koostuu suurista tai pienistä kvartsin palasista.

Organogeeniset sedimenttikivet muodostuvat organismien jäänteiden kerääntymisestä. Päärooli tässä on organismien luurangoilla. Meren eliöissä ne ovat pääasiassa kalkkipitoisia; nämä ovat kuoria, segmenttejä, kuoria, neuloja jne. Kalkkikivet muodostuvat organismien kalkkipitoisten runkojen kerääntymisestä. Joidenkin organismien jäännökset ovat koostumukseltaan erilaisia: piipitoisia, fosfaattisia, rautapitoisia jne. Tämän mukaisesti organogeeniset kivet ovat koostumukseltaan erilaisia, samoin kuin kalkkikivet, piipitoiset piimaat ja opoka, fosforiitit jne.

Orgaanisiin sedimenttikiviin kuuluvat myös kivihiili, öljyliuske ja öljy, jotka ovat kasvi- ja eläinpehmeän aineen jäännösten muuttumisen tuotteita.

Kemialliset kivet niiden muodostumisessa liittyvät ensisijaisesti suolojen kemialliseen saostukseen vesiliuoksista. Joissakin järvissä ja merilaguuneissa esiintyvistä kyllästetyistä liuoksista putoaa pöytäsuola, kipsi, kalsiitti, sulfaatti ja kloori magnesium-, kalsium-, kaliumsuolat sekä erilaiset monimutkaisen koostumuksen suolat.

Metamorfiset kivet muodostuvat, kun maankuoren sedimenttikivet joutuvat kosketuksiin sulan magman kanssa. Niitä syntyy myös maankuoren syvillä vyöhykkeillä, joissa korkea lämpötila vallitsee kaikkialla. Metamorfismiilmiötä helpottaa kiven samanaikainen murskautuminen tai sen halkeilu maankuoreen vaikuttavan paineen vaikutuksesta. Metamorfisilla kivillä on muodonmuutoksen asteesta riippuen koostumus, joka on sedimentti- ja magmakivien välissä. Kun sedimenttikiveä kuumennetaan voimakkaasti ja siihen kohdistetaan painetta, tapahtuu ensimmäisenä kiven uudelleenkiteytyminen. Amorfiset komponentit siirtyvät. kiteisessä tilassa pienet kiteet yhdistyvät ja kasvavat. Tyypillinen esimerkki on kalkkikiven muuttuminen marmoriksi, tiheäksi, karkeakiteiseksi kalsiittikiveksi.

Uudelleenkiteytymisen aikana tapahtuu joidenkin ionien uudelleenjärjestymistä ja uusien yhdisteiden muodostumista, joita sedimenttikivessä ei aiemmin ollut. Esimerkiksi kvartsia sisältävän kalkkikiven metamorfoosin aikana (yleensä hiekkajyvien tai piisulkeutumien muodossa) muodostuu usein mineraali wollastoniittia - kalsiumsilikaattia (CaSiO 3).

Sedimenttikiveen vaikuttavasta magmasta vapautuu kaasuja ja nesteitä, jotka tunkeutuessaan ympäröiviin kiviin voivat aiheuttaa niissä erilaisia ​​kemiallisia muutoksia. Näissä olosuhteissa sedimenttikivi voi esimerkiksi silikoitua, eli kyllästyä kvartsilla, kun kaasut tai liuokset tuovat piidioksidia.

Maankuoressa tektonisten voimien vaikutuksesta kehittyvä paine (katso alla) murskaa kiviä. Tämän seurauksena kivet saavat usein liuskekivirakenteen - ne jaetaan ohuiksi yhdensuuntaisiksi levyiksi tai laatoiksi. Tähän prosessiin liittyy yleensä uusien litteiden mineraalien (kiille, kloriitti jne.) muodostuminen. Näin muodostuu erilaisia ​​metamorfisia liuskoja.

Muutama sana on sanottava malmimineraaleista. Tällä nimellä kutsutaan mineraaleja, joissa tiettyjen metallien pitoisuus on riittävä niiden käytännön eristämiseen. Rautamalmi on mineraaleja, joissa on melko korkea rautapitoisuus, molybdeenimalmi on mineraaleja, joissa on melko korkea molybdeenipitoisuus jne. Metallin prosenttiosuus, joka vaaditaan tietyn mineraalin katsomiseksi malmiksi, on erittäin erilainen eri metalleille, kuten myös eri metalleille. olosuhteet niiden esiintymiselle maankuoressa. Joissakin tapauksissa tehdään louhintaa, jossa halutun metallin pitoisuus malmissa mitataan pieninä prosenttiosina, toisissa tapauksissa tarvitaan kymmeniä prosentteja metallipitoisuudesta, jotta malmi kiinnittäisi geologien huomion. Myös malmin laatuvaatimukset muuttuvat sen louhinta- ja rikastustekniikan parantuessa.

Malmimineraalit ovat kemialliselta koostumukseltaan hyvin erilaisia: monet niistä kuuluvat sulfaattien ryhmään (esimerkiksi realgar HgS - elohopeamalmi), toiset ovat oksideja (esim. hematiitti Fe 2 O 3 - rautamalmi), silikaatteja, karbonaatteja. tai niiden koostumus on monimutkainen .

Malmimineraalien kemiallisen koostumuksen lisäksi niiden suuren määrän pitoisuus tietyssä kivitilavuudessa on erittäin tärkeää. Jos yksittäisiä malmimineraaleja on hajallaan suuressa määrässä kiviä kaukana toisistaan, tällaisten mineraalien louhinta on erittäin kannattamatonta tai yksinkertaisesti mahdotonta. Eri asia on, sijaitsevatko ne lähekkäin, tiheässä massassa, ja niitä on suhteellisen helppo poimia suuria määriä rakentamalla kaivoksia ja kaivoksia. Kaivoksen kannalta kannattavia malmimineraalien kertymiä kutsutaan malmiesiintymiksi.

Malmimineraalien kertymiä (malmiesiintymiä) muodostuu maankuoreen eri tavoin. Monet niistä syntyvät, kun magmaiset kivet ja niihin liittyvät kuumat vesiliuokset nousevat syvyydestä, toiset keskittyvät sedimenttikiviin ja toiset ovat metamorfisissa kivissä. Jatkossa maankuoressa kehittyviä prosesseja pohdittaessa puhutaan lyhyesti malmien ja muiden mineraalien muodostumisen edellytyksistä.

Suunnitelma:

Johdanto 2

1. Yleistä maapallon rakenteesta ja maankuoren koostumuksesta 3

2. Maankuoren muodostavat kivityypit 4

2.1. Sedimenttikiviä 4

2.2. Magmakiviä 5

2.3. Metamorfiset kivet 6

3. Maankuoren rakenne 6

4. Maankuoressa tapahtuvat geologiset prosessit 9

4.1. Eksogeeniset prosessit 10

4.2. Endogeeniset prosessit 10

Johtopäätös 12

Viitteet 13

Johdanto

Kaikki tieto maankuoren rakenteesta ja kehityshistoriasta muodostaa aiheen, jota kutsutaan geologiaksi. Maankuori on maan ylempi (kivinen) kuori, jota kutsutaan myös litosfääriksi (kreikaksi "valettu" tarkoittaa kiveä).

Geologia tieteenä on jaettu useisiin itsenäisiin osastoihin, jotka tutkivat tiettyjä kysymyksiä maankuoren rakenteesta, kehityksestä ja historiasta. Näitä ovat: yleinen geologia, rakennegeologia, geologinen kartoitus, tektoniikka, mineralogia, kristallografia, geomorfologia, paleontologia, petrografia, litologia sekä mineraaligeologia, mukaan lukien öljy- ja kaasugeologia.

Yleisen ja rakennegeologian perusperiaatteet ovat pohjana öljyn ja kaasun geologian asioiden ymmärtämiselle. Öljyn ja kaasun etsinnän taustalla puolestaan ​​ovat teoreettiset perusperiaatteet öljyn ja kaasun alkuperästä, hiilivetyjen kulkeutumisesta ja niiden kertymien muodostumisesta. Öljyn ja kaasun geologiassa tarkastellaan myös erityyppisten hiilivetyjen kertymien sijaintimalleja maankuoressa, jotka toimivat pohjana tutkittavien alueiden ja alueiden öljy- ja kaasupotentiaalin ennustamiselle ja joita käytetään etsinnässä ja öljyn ja kaasun etsintä.

Tässä työssä tarkastellaan maankuoreen liittyviä kysymyksiä: sen koostumusta, rakennetta, siinä tapahtuvia prosesseja.

1. Yleistä tietoa maan rakenteesta ja maankuoren koostumuksesta

Yleensä planeetalla Maa on geoidin tai ellipsoidin muotoinen, joka on litistetty navoista ja päiväntasaajasta, ja se koostuu kolmesta kuoresta.

Keskellä on ydin(säde 3400 km), jonka ympärillä sijaitsee vaippa syvyysalueella 50-2900 km. Ytimen sisäosan oletetaan olevan kiinteää, rauta-nikkelikoostumusta. Vaippa on sulassa tilassa, jonka yläosassa on magmakammioita.

120 - 250 km syvyydessä mantereiden ja 60 - 400 km valtamerten alla on vaippakerros ns. astenosfääri. Tässä aine on lähellä sulamistilaa, sen viskositeetti pienenee huomattavasti. Kaikki litosfäärilevyt näyttävät kelluvan puolinestemäisessä astenosfäärissä, kuten jäälautat vedessä.

Vaipan yläpuolella on Maankuori, jonka teho vaihtelee jyrkästi mantereilla ja valtamerillä. Mannerten alla olevan kuoren pohja (Mohorovicin pinta) on keskimäärin 40 km:n syvyydessä ja valtamerten alla 11-12 km:n syvyydessä. Siksi valtamerten alla olevan kuoren keskimääräinen paksuus (miinus vesipatsas) on noin 7 km.

Maankuori koostuu vuoristoporosJoo, eli geologisten prosessien seurauksena maankuoreen syntyneet mineraaliyhteisöt (polymineraaliaggregaatit). Mineraalit- luonnolliset kemialliset yhdisteet tai alkuaineet, joilla on tiettyjä kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia ja jotka syntyvät maapallolla kemiallisten ja fysikaalisten prosessien seurauksena. Mineraalit on jaettu useisiin luokkiin, joista jokainen sisältää kymmeniä ja satoja mineraaleja. Esimerkiksi metallien rikkiyhdisteet muodostavat sulfidien luokan (200 mineraalia), rikkihapon suolat muodostavat 260 sulfaattiluokan mineraalia. Mineraaliluokkia on: karbonaatit, fosfaatit, silikaatit, joista jälkimmäiset ovat levinneimpiä maankuoressa ja muodostavat yli 800 mineraalia.

2. Maankuoren muodostavat kivityypit

Joten kivet ovat luonnollisia mineraalien aggregaatteja, joilla on enemmän tai vähemmän vakio mineraloginen ja kemiallinen koostumus ja jotka muodostavat itsenäisiä geologisia kappaleita, jotka muodostavat maankuoren. Mineraalirakeiden muoto, koko ja suhteellinen sijainti määräävät kivien rakenteen ja rakenteen.

Koulutusehtojen mukaan (syntymä) erottaa: kerrostunut,magmaisia ​​ja metamorfisia kiviä.

2.1. Sedimenttikivilajeja

Genesis sedimenttikivilajeja- joko olemassa olevien kivien tuhoutumisen ja uudelleenlaskeutumisen tulos tai vesiliuosten saostuminen (eri suolat) tai - organismien ja kasvien elintärkeän toiminnan tulos. Sedimenttikiville tyypillinen piirre on niiden kerrostuminen, joka heijastaa geologisten sedimenttien laskeumien muuttuvia olosuhteita. Ne muodostavat noin 10 % maankuoren massasta ja peittävät 75 % maan pinnasta. Sedimenttikiviin liittyy St. 3/4 mineraalivarat (hiili, öljy, kaasu, suolat, rautamalmit, mangaani, alumiini, kulta, platina, timantit, fosforiitit, rakennusmateriaalit). Lähdemateriaalista riippuen sedimenttikivet jaetaan klassinen (terrigeneettinen), kemogeeninen, organogeeninen (biogeeninen) ja sekoitettu.

Klastiset kivet muodostuvat tuhoutuneiden kivien fragmenttien kerääntymisen vuoksi, ts. Nämä ovat kiviä, jotka koostuvat vanhojen kivien ja mineraalien fragmenteista. Sirpaleiden koon perusteella ne erotetaan karkeisiin (harkkokivi, murskatut, sora, kivi), hiekkaiset (hiekkakivet), silttiset (aleikivet, aleikivet) ja savikivet. Maankuoren yleisimpiä kiviä ovat hiekka, hiekkakivet, aleurikivet ja savet.

Kemogeeniset kivet ovat kemiallisia yhdisteitä, jotka muodostuvat vesiliuosten saostumisen seurauksena. Näitä ovat: kalkkikivet, dolomiitit, kivisuolat, kipsi, anhydriitti, rauta- ja mangaanimalmit, fosforiitit jne.

Orgaaniset kivet kerääntyä eläinten ja kasvien kuoleman ja hautaamisen seurauksena, ts. organogeeniset kivet (elinten ja kreikkalaisten geeneistä - synnyttävät, syntyneet) (biogeeniset kivet) - sedimenttikivet, jotka koostuvat eläin- ja kasviorganismien jäännöksistä tai niiden aineenvaihduntatuotteista (kalkkikivi-kuorikivi, liitu, fossiiliset hiilet, öljyliuske jne.). ) .

Rotuja sekalaista alkuperää pääsääntöisesti muodostuvat kaikkien edellä käsiteltyjen tekijöiden erilaisista yhdistelmistä. Näitä kiviä ovat hiekka- ja savikalkkikivet, merimerkit (erittäin kalkkipitoiset savet) jne.

2.2. Tuliperäiset kivet

Genesis tuliperäiset kivet- Magman jähmettymisen tulos syvyydessä tai pinnalla. Magma, joka on sulanut ja kyllästetty kaasumaisilla komponenteilla, valuu ulos vaipan yläosasta.

Magman koostumus sisältää pääasiassa seuraavia alkuaineita: happi, pii, alumiini, rauta, kalsium, magnesium, natrium, kalium, vety. Magma sisältää pieniä määriä hiiltä, ​​titaania, fosforia, klooria ja muita alkuaineita.

Maankuoreen tunkeutuva magma voi jähmettyä eri syvyyksillä tai valua pintaan. Ensimmäisessä tapauksessa ne muodostuvat tunkeilevia kiviä, toisessa - ylitsevuotava. Kuuman magman jäähtyessä maankuoren kerroksissa muodostuu eri rakenteellisia (kiteisiä, amorfisia jne.) mineraaleja. Nämä mineraalit muodostavat kiviä. Esimerkiksi suurilla syvyyksillä, kun magma jähmettyy, muodostuu graniitteja, suhteellisen matalissa syvyyksissä - kvartsiporfyyrejä jne.

Ekstruusiiviset kivet syntyy, kun magma jähmettyy nopeasti maan pinnalle tai merenpohjaan. Esimerkkejä ovat tuffit ja vulkaaninen lasi.

Tunkeutuvat kivet- magman jähmettymisen seurauksena maankuoren paksuudessa muodostuneita magmakiviä.

Magmaiset kivet jaetaan SiO 2 -pitoisuutensa (kvartsi ja muut yhdisteet) perusteella: happamiin (SiO 2 yli 65 %), keski - 65-52 %, emäksisiin (52-40 %) ja ultraemäksisiin (alle 40 %). % Si02). Kivien väri muuttuu kivien kvartsipitoisuuden mukaan. Happamat ovat yleensä vaaleita, kun taas emäksiset ja ultraemäksiset ovat tummista mustiin. Happamia kiviä ovat: graniitit, kvartsiporfyyrit; keskimmäisiin: syeniitit, dioriitit, nefeliinisyeniitit; tärkeimmät: gabbro, diabaasi, basaltit; ultraemäksisiin: pyrokseenit, peridotiitit ja duniitit.

2.3. Metamorfiset kivet

Metamorfiset kivet muodostuvat korkeiden lämpötilojen ja paineiden vaikutuksesta toisen primaarisen syntyperän (sedimentteihin tai magmaisiin) kiviin, eli kemiallisten muutosten seurauksena metamorfian vaikutuksesta. Metamorfisia kiviä ovat: gneisset, kideliuskeet, marmori. Esimerkiksi marmori muodostuu primaarisen sedimenttikiven - kalkkikiven - muodonmuutoksen vuoksi.

3. Maankuoren rakenne

Maankuori on perinteisesti jaettu kolmeen kerrokseen: sedimentti-, graniitti- ja basalttikerrokseen. Maankuoren rakenne näkyy kuvassa. 1.

1 – vesi, 2 – sedimenttikerros, 3 – graniittikerros, 4 – basalttikerros, 5 – syvät siirrokset, vulkaaniset kivet, 6 – vaippa, M – Mohorovicic-pinta (Moho), K – Conradin pinta, OD – saarikaari, SH - valtameren keskiharju

Riisi. 1. Kaavio maankuoren rakenteesta (M.V. Muratovin mukaan)

Jokainen kerros on koostumukseltaan heterogeeninen, mutta kerroksen nimi vastaa vallitsevaa kivityyppiä, jolle on tunnusomaista vastaavat seismisten aaltojen nopeudet.

Yläkerros on edustettuna sedimenttikivilajeja, jossa pitkittäisten seismisten aaltojen kulkunopeus on alle 4,5 km/s. Keskimmäiselle graniittikerrokselle on ominaista luokkaa 5,5-6,5 km/s olevat aallonnopeudet, mikä vastaa kokeellisesti graniitteja.

Sedimenttikerros on valtamerissä ohut, mutta mantereilla sen paksuus on merkittävä (esim. Kaspianmeren alueella sen oletetaan geofysikaalisten tietojen mukaan olevan 20-22 km).

graniitti kerros poissa valtameristä, joissa sedimenttikerros on suoraan päällä basaltti. Basalttikerros on maankuoren alempi kerros, joka sijaitsee Conradin pinnan ja Mohorovicin pinnan välissä. Sille on ominaista pitkittäisten aaltojen etenemisnopeus 6,5-7,0 km/s.

Mantereilla ja valtamerillä maankuoren koostumus ja paksuus vaihtelee. Mannerkuori vuoristorakenteiden alla on 70 km, tasangoilla - 25-35 km. Tässä tapauksessa ylempi kerros (sedimentti) on yleensä 10-15 km, lukuun ottamatta Kaspian aluetta jne. Alla on graniittikerros, jonka paksuus on jopa 40 km, ja kuoren pohjassa on basalttikerros. myös jopa 40 km paksu.

Kuoren ja vaipan välistä rajaa kutsutaan Mohorovicin pinta. Siinä seismisten aaltojen etenemisnopeus kasvaa äkillisesti. Yleisesti ottaen Mohorovicin pinnan muoto on peilikuva litosfäärin ulkopinnan kohokuviosta: valtamerten alla se on korkeampi, mannertasankojen alla matalampi.

Conrad pinta(nimetty itävaltalaisen geofyysikon W. Conradin mukaan, 1876-1962) - Mannerkuoren "graniitti"- ja "basaltti"-kerrosten välinen rajapinta. Pitkittäisten seismisten aaltojen nopeus Conradin pinnan läpi kulkiessaan kasvaa äkillisesti noin 6:sta 6,5 ​​km/s:iin. Monissa paikoissa Conradin pinta puuttuu ja seismisten aaltojen nopeudet kasvavat vähitellen syvyyden myötä. Joskus päinvastoin havaitaan useita pintoja, joissa nopeus kasvaa äkillisesti.

Valtameren kuori on ohuempaa kuin mannermainen kuori ja sillä on kaksikerroksinen rakenne (sedimentti- ja basalttikerrokset). Sedimenttikerros on yleensä löysä, useita satoja metrejä paksu, basaltinen - 4-10 km.

Siirtymäalueilla, joissa on reunameriä ja saaren kaaria, ns siirtyminenkuoren tyyppi. Tällaisilla alueilla mannerkuori muuttuu valtamereksi, ja sille on ominaista keskimääräinen kerrospaksuus. Samaan aikaan reunameren alla ei yleensä ole graniittikerrosta, mutta saarikaaren alla se voidaan jäljittää.

Saaren kaari- vedenalainen vuorijono, jonka huiput kohoavat veden yläpuolelle kaarevan saariston muodossa. Saarikaarit ovat osa siirtymäaluetta mantereesta valtamereen; joille on ominaista seisminen aktiivisuus ja maankuoren pystysuuntaiset liikkeet.

Valtameren keskiharjanteet- maailman valtamerten pohjan suurimmat kohokuviomuodot, jotka muodostavat yhden vuoristorakenteiden järjestelmän, jonka pituus on yli 60 tuhatta km, suhteellinen korkeus 2-3 tuhatta m ja leveys 250-450 km (joissakin alueet jopa 1000 km). Ne ovat maankuoren kohoumia, joissa on pitkälle leikattuja harjuja ja rinteitä; Tyynellämerellä ja arktisella valtamerellä valtameren keskiharjanteet sijaitsevat valtamerten reunaosissa, Atlantilla - keskellä.

4. Maankuoressa tapahtuvat geologiset prosessit

Koko geologisen historian aikana maan pinnalla ja maankuoren sisällä on tapahtunut ja tapahtuu erilaisia ​​geologisia prosesseja, jotka vaikuttavat mineraaliesiintymien muodostumiseen.

Sedimenttikerrokset ja mineraalit, kuten kivihiili, öljy, kaasu, öljyliuske, fosforiitit ja muut, ovat seurausta elävien organismien, veden, tuulen, auringonvalon ja kaiken muun niihin liittyvän toiminnasta.

Esimerkiksi öljyn muodostumiseksi on ensinnäkin välttämätöntä kerätä valtava määrä fossiilisia jäänteitä sedimenttikerroksiin, jotka uppoavat huomattavaan syvyyteen, jossa tämä biomassa muuttuu korkeiden lämpötilojen ja paineiden vaikutuksesta öljyä tai maakaasua.

Kaikki geologiset prosessit on jaettu eksogeeninen (pinta) ja endogeeninen (sisäinen).

4.1. Eksogeeniset prosessit

Eksogeeniset prosessit- tämä on kivien tuhoamista maan pinnalla, niiden fragmenttien siirtymistä ja kerääntymistä meriin, järviin ja jokiin. Maaston koholla olevat alueet (vuoret, kukkulat) tuhoutuvat enemmän, ja tuhoutuneiden kivien fragmentteja kertyy päinvastoin alemmilla alueilla (paanemat, säiliöt).

Eksogeeniset prosessit tapahtuvat ilmakehän ilmiöiden vaikutuksesta (sade, tuuli, jäätiköiden sulaminen, eläinten ja kasvien elämä, jokien ja muiden vesivirtojen liike jne.).

Kivien tuhoutumiseen liittyviä pintaprosesseja kutsutaan myös rapautumiseksi tai denudaatioksi. Sään vaikutuksesta kohokuvio näyttää tasaantuvan, minkä seurauksena eksogeeniset prosessit heikkenevät ja joissain paikoissa (tasangoilla) ne käytännössä kuolevat pois.

4.2. Endogeeniset prosessit

Myös öljynmuodostuksessa tärkeitä ovat endogeeniset prosessit, jotka sisältävät erilaisia ​​maankuoren osien liikkeitä (vaaka- ja pystysuuntaiset tektoniset liikkeet), maanjäristykset, tulivuorenpurkaukset ja magman (nestemäisen tulisen laavan) vuodot maan pinnalle, merien ja valtamerten pohjalle sekä syvälle virheet maankuoressa, tektoniset häiriöt, taittuminen jne. Eli Endogeeniset prosessit sisältävät maapallon sisällä tapahtuvia prosesseja.

Maankuoreen on geologisen historian aikana kohdistunut sekä pystysuuntaisia ​​värähtelyliikkeitä että litosfäärilevyjen vaakasuuntaisia ​​liikkeitä. Nämä maapallon kivikuoren globaalit muutokset vaikuttivat epäilemättä öljyn ja kaasun kertymien muodostumisprosesseihin.

Pystysuorista liikkeistä johtuen muodostui suuria painaumia ja kouruja, joihin kertyi paksuja sedimenttikerroksia.

Jälkimmäinen puolestaan ​​voisi tuottaa hiilivetyjä (öljyä ja kaasua). Muilla alueilla päinvastoin syntyi suuria nousuja, jotka ovat kiinnostavia myös öljyn ja kaasun kannalta, koska ne voivat kerätä hiilivetyjä.

Litosfäärilevyjen vaakasuuntaisten liikkeiden myötä jotkut maanosat sulautuivat ja toiset jakautuivat, mikä vaikutti myös öljyn ja kaasun muodostumis- ja kertymisprosesseihin. Samaan aikaan tietyillä maankuoren alueilla syntyi suotuisat olosuhteet merkittävien hiilivetypitoisuuksien kerääntymiselle.

Endogeeniset prosessit sisältävät myös metamorfia ts. kivien uudelleenkiteytyminen korkeiden lämpötilojen ja paineiden vaikutuksesta. Metamorfismi on jaettu kolmeen tyyppiin.

Alueellinen metamorfismi- tämä on muutos suuriin syvyyksiin upotettujen ja korkealle lämpötilalle ja paineelle alttiina olevien kivien koostumuksessa.

Toinen laji - dynamometamorfismi syntyy, kun tektoninen sivupaine vaikuttaa kiviin, jotka murskautuvat, halkeavat laatoiksi ja saavat liuskekiven ulkonäön.

Magman tunkeutumisen aikana kiviin, kontaktin muodonmuutos, minkä seurauksena jälkimmäisen osittainen uudelleensulatus ja uudelleenkiteytyminen tapahtuu lähellä magmaattisten sulamien kosketusvyöhykettä isäntäkivien kanssa.

Johtopäätös

Öljyn ja kaasun potentiaalin ennustaminen, öljyn ja kaasun etsintä ja etsintä perustuvat öljyn ja kaasun geologian tuntemukseen, joka puolestaan ​​nojaa vahvalle pohjalle - yleiseen ja rakennegeologiaan.

Yleisgeologian aiheita ovat muun muassa maankuoren kerrosten geologisen iän, kuoren muodostavien kivien koostumuksen, Maan geologisen historian sekä maan sisällä ja pinnalla tapahtuvien geologisten prosessien tutkiminen. planeetta.

Rakennegeologia tutkii maankuoren rakennetta, liikettä ja kehitystä, kivien esiintymistä, syitä niiden esiintymiseen ja kehitykseen.

On tarpeen tietää kivien esiintymisolosuhteet, jotta voidaan oikein lähestyä mineraaliesiintymien tunnistamista, mukaan lukien esiintymien ja öljyn ja kaasun kertymien löytäminen. Tiedetään, että suurin osa öljyn ja kaasun kertymistä sijaitsee antikliineissä, jotka ovat hiilivetyloukkuja. Siksi rakenteellisten öljy- ja kaasuloukkujen etsintöjä tehdään tutkimusalueilla maankuoren rakenteellisten ominaisuuksien tutkimisen perusteella.

Luettelo käytetystä kirjallisuudesta:

Mstislavskaya L.P., Pavlinich M.F., Filippov V.P., "Öljyn ja kaasun tuotannon perusteet", Kustantaja "Oil and Gas", Moskova, 2003

Mikhailov A.E., "Rakennegeologia ja geologinen kartoitus", Moskova, "Nedra", 1984

RAKENNETAAN maapalloa...

1. Sisäinen rakenne Maat (4)

   Tiivistelmä >> Geologia

   Vaippa. Hän, kuten maallinen haukkua, on monimutkainen rakenne.1800-luvulla tuli... Maan ulkoisia ja sisäisiä voimia. Rakenne maanpäällinen haukkua heterogeeninen (kuva 19). Ylempi... aallot ovat pieniä. Riisi. 19. Rakenne maanpäällinen haukkua Alla, maanosien alla, on graniitti...

Planeettojen, mukaan lukien maamme, sisäisen rakenteen tutkiminen on erittäin vaikea tehtävä. Emme voi fyysisesti "porata" maankuoreen suoraan planeetan ytimeen asti, joten kaikki tällä hetkellä hankkimamme tieto on "kosketuksella" saatua tietoa ja mitä kirjaimellisimmalla tavalla.

Kuinka seisminen etsintä toimii öljykenttien tutkimuksen esimerkin avulla. "Soitamme" maapallolle ja "kuuntelemme", mitä heijastunut signaali tuo meille

Tosiasia on, että yksinkertaisin ja luotettavin tapa selvittää, mikä on planeetan pinnan alla ja on osa sen kuorta, on tutkia etenemisnopeutta seismiset aallot planeetan syvyyksissä.

Tiedetään, että pitkittäisten seismisten aaltojen nopeus kasvaa tiheämmässä väliaineessa ja päinvastoin laskee löysässä maaperässä. Näin ollen, kun tiedät eri tyyppisten kivien parametrit ja laskemalla paineita jne., "kuuntelemalla" saatua vastausta, voit ymmärtää, minkä maankuoren kerrosten läpi seisminen signaali kulki ja kuinka syvällä ne ovat pinnan alla. .

Maankuoren rakenteen tutkiminen seismisten aaltojen avulla

Seismiset värähtelyt voivat johtua kahdentyyppisistä lähteistä: luonnollinen Ja keinotekoinen. Luonnollisia värähtelyn lähteitä ovat maanjäristykset, joiden aallot kuljettavat tarvittavan tiedon niiden kivien tiheydestä, joiden läpi ne tunkeutuvat.

Keinotekoisten värähtelylähteiden arsenaali on laajempi, mutta ensinnäkin keinotekoiset tärinät johtuvat tavallisesta räjähdyksestä, mutta on myös "hienoisempia" toimintatapoja - suunnattujen pulssien generaattorit, seismiset täryttimet jne.

Räjäytystyöt ja seismisten aallonopeuksien tutkiminen seisminen tutkimus- yksi modernin geofysiikan tärkeimmistä aloista.

Mitä maan sisäisten seismisten aaltojen tutkimus antoi? Niiden jakautumisen analyysi paljasti useita hyppyjä nopeuden muutoksessa kulkiessaan planeetan suoliston läpi.

Maankuori

Ensimmäinen hyppy, jossa nopeudet nousevat geologien mukaan 6,7 km/s:sta 8,1 km/s:iin, kirjataan maankuoren pohja. Tämä pinta sijaitsee eri paikoissa planeetalla eri tasoilla, 5-75 km. Maankuoren ja alla olevan kuoren, vaipan, välistä rajaa kutsutaan "Mohorovicic pinnat", joka on nimetty sen ensimmäisenä perustaneen jugoslavian tiedemiehen A. Mohorovicin mukaan.

Vaippa

Vaippa sijaitsee jopa 2 900 km:n syvyydessä ja on jaettu kahteen osaan: ylä- ja alaosaan. Ylä- ja alavaipan välinen raja rekisteröidään myös pitkittäisten seismisten aaltojen etenemisnopeuden hyppyllä (11,5 km/s), ja se sijaitsee 400-900 km:n syvyyksissä.

Ylävaipan rakenne on monimutkainen. Sen yläosassa on 100-200 km:n syvyydessä sijaitseva kerros, jossa poikittaiset seismiset aallot vaimenevat 0,2-0,3 km/s eivätkä pitkittäisaaltojen nopeudet olennaisesti muutu. Tämä kerros on nimetty aaltoputki. Sen paksuus on yleensä 200-300 km.

Aaltoputken yläpuolella olevaa ylemmän vaipan ja kuoren osaa kutsutaan litosfääri, ja itse alentuneiden nopeuksien kerros - astenosfääri.

Siten litosfääri on jäykkä, kiinteä kuori, jonka alla on muovinen astenosfääri. Astenosfäärissä oletetaan tapahtuvan prosesseja, jotka aiheuttavat litosfäärin liikettä.

Planeettamme sisäinen rakenne

Maan ydin

Vaipan pohjassa pitkittäisten aaltojen etenemisnopeus laskee jyrkästi 13,9:stä 7,6 km/s:iin. Tällä tasolla on raja vaipan ja Maan ydin, jota syvemmälle poikittaiset seismiset aallot eivät enää etene.

Ytimen säde on 3500 km, sen tilavuus: 16% planeetan tilavuudesta ja massa: 31% Maan massasta.

Monet tutkijat uskovat, että ydin on sulassa tilassa. Sen ulommalle osalle on ominaista jyrkästi pienentyneet pitkittäisten aaltojen nopeuksien arvot sisäosassa (säteellä 1200 km) seismisten aaltojen nopeudet nousevat jälleen 11 km/s:iin. Ydinkivien tiheys on 11 g/cm 3 ja sen määrää raskaiden alkuaineiden läsnäolo. Tällainen raskas elementti voisi olla rauta. Todennäköisimmin rauta on olennainen osa ydintä, koska puhtaan rauta- tai rauta-nikkelikoostumuksen ytimen tiheyden tulisi olla 8-15% suurempi kuin ytimen nykyinen tiheys. Siksi happi, rikki, hiili ja vety näyttävät kiinnittyneen ytimessä olevaan rautaan.

Geokemiallinen menetelmä planeettojen rakenteen tutkimiseen

On toinenkin tapa tutkia planeettojen syvärakennetta - geokemiallinen menetelmä. Maan ja muiden maanpäällisten planeettojen eri kuorien tunnistaminen fysikaalisten parametrien mukaan saa varsin selkeän geokemiallisen vahvistuksen heterogeenisen akkretion teorian perusteella, jonka mukaan planeettojen ytimien ja niiden ulkokuorten koostumus on suurimmaksi osaksi aluksi erilaisia ​​ja riippuu niiden varhaisimmasta kehitysvaiheesta.

Tämän prosessin seurauksena raskaimmat keskittyivät ytimeen ( rauta-nikkeli) komponentit ja ulkokuorissa kevyempi silikaatti ( kondriitti), ylempi vaippa on rikastettu haihtuvilla aineilla ja vedellä.

Maaplaneettojen (Maan) tärkein ominaisuus on, että niiden ulkokuori, ns. haukkua, koostuu kahdesta ainetyypistä: " mantereelle" - maaspaattinen ja " valtamerellinen"- basaltti.

Maan mannermainen kuori

Maan mannermainen (mannermainen) kuori koostuu graniiteista tai niitä vastaavista kivistä, eli kivistä, joissa on paljon maasälpää. Maan "graniittikerroksen" muodostuminen johtuu vanhempien sedimenttien muuttumisesta granitisoitumisprosessissa.

Graniittikerrosta tulisi pitää erityisiä Maankuoren kuori - ainoa planeetta, jolla on kehitetty laajasti aineen erilaistumisprosesseja veden mukana ja jossa on hydrosfääri, happiatmosfääri ja biosfääri. Kuulla ja luultavasti maanpäällisillä planeetoilla mannerkuori koostuu gabro-anoortosiitteista - kivistä, jotka koostuvat suuresta määrästä maasälpää, vaikka niiden koostumus on hieman erilainen kuin graniiteissa.

Näistä kivistä koostuvat planeettojen vanhimmat (4,0-4,5 miljardia vuotta) pinnat.

Maan valtamerinen (basaltinen) kuori

Oceanic (basalttic) kuori Maa muodostui venytyksen seurauksena ja liittyy syvien vikojen vyöhykkeisiin, jotka johtivat ylemmän vaipan basalttikeskusten tunkeutumiseen. Basalttivulkanismi on aiemmin muodostuneen mannerkuoren päällä ja on suhteellisen nuorempi geologinen muodostuma.

Basalttivulkanismin ilmentymät kaikilla maanpäällisillä planeetoilla ovat ilmeisesti samanlaisia. Basaltti "meren" laajalle levinnyt kehittyminen Kuussa, Marsissa ja Merkuriuksessa liittyy ilmeisesti venymiseen ja tämän prosessin seurauksena läpäisevyysvyöhykkeiden muodostumiseen, joita pitkin vaipan basalttisulat ryntäsivät pintaan. Tämä basalttivulkanismin ilmentymismekanismi on enemmän tai vähemmän samanlainen kaikilla maanpäällisillä planeetoilla.

Maan satelliitilla Kuulla on myös kuorirakenne, joka yleensä jäljittelee Maan kuorirakennetta, vaikka sen koostumuksessa onkin silmiinpistävä ero.

Maan lämmön virtaus. Lämpimintä on maankuoren murtumien alueilla ja kylmintä muinaisten mannerlaattojen alueilla

Lämpövirran mittausmenetelmä planeettojen rakenteen tutkimiseksi

Toinen tapa tutkia maan syvärakennetta on tutkia sen lämpövirtausta. Tiedetään, että sisältä kuuma maa luopuu lämmöstään. Syvien horisonttien kuumenemisesta todistavat tulivuorenpurkaukset, geysirit ja kuumat lähteet. Lämpö on maapallon tärkein energialähde.

Lämpötilan nousu maapallon syvyyden myötä on keskimäärin noin 15°C kilometriä kohden. Tämä tarkoittaa, että litosfäärin ja astenosfäärin rajalla, joka sijaitsee noin 100 km:n syvyydessä, lämpötilan tulisi olla lähellä 1500 °C. On todettu, että tässä lämpötilassa tapahtuu basalttien sulamista. Tämä tarkoittaa, että astenosfäärikuori voi toimia basalttikoostumuksen magman lähteenä.

Syvyyden myötä lämpötila muuttuu monimutkaisemman lain mukaan ja riippuu paineen muutoksesta. Laskettujen tietojen mukaan 400 km:n syvyydessä lämpötila ei ylitä 1600 °C ja ytimen ja vaipan rajalla 2500-5000 °C.

On todettu, että lämpöä vapautuu jatkuvasti koko planeetan pinnalla. Lämpö on tärkein fyysinen parametri. Jotkut niiden ominaisuuksista riippuvat kivien kuumenemisasteesta: viskositeetti, sähkönjohtavuus, magnetismi, faasitila. Siksi lämpötilan perusteella voidaan arvioida Maan syvärakenne.

Planeettamme lämpötilan mittaaminen suurista syvyyksistä on teknisesti vaikea tehtävä, koska vain ensimmäiset kilometrit maankuoresta ovat käytettävissä mittauksiin. Maan sisälämpötilaa voidaan kuitenkin tutkia epäsuorasti lämpövirtamittauksilla.

Huolimatta siitä, että maan päälämmönlähde on aurinko, planeettamme lämpövirran kokonaisteho on 30 kertaa suurempi kuin kaikkien maan päällä olevien voimaloiden teho.

Mittaukset ovat osoittaneet, että keskimääräinen lämpövirta mantereilla ja valtamerillä on sama. Tämä tulos selittyy sillä, että valtamerissä suurin osa lämmöstä (jopa 90%) tulee vaipasta, jossa aineen siirtoprosessi liikkuvien virtojen avulla on voimakkaampaa - konvektio.

Konvektio on prosessi, jossa kuumennettu neste laajenee, tulee kevyemmäksi ja nousee, kun taas viileämmät kerrokset uppoavat. Koska vaippaaine on tilassaan lähempänä kiinteää kappaletta, tapahtuu siinä konvektiota erityisolosuhteissa, materiaalin alhaisilla virtausnopeuksilla.

Mikä on planeettamme lämpöhistoria? Sen alkukuumeneminen liittyy luultavasti hiukkasten törmäyksen ja niiden tiivistymisen omassa painovoimakentässä syntyvään lämpöön. Lämpö johtui sitten radioaktiivisesta hajoamisesta. Lämmön vaikutuksesta Maan ja maanpäällisten planeettojen kerrosrakenne syntyi.

Radioaktiivista lämpöä vapautuu edelleen maapallolla. On olemassa hypoteesi, jonka mukaan Maan sulan ytimen rajalla aineen halkeamisprosessit jatkuvat tähän päivään saakka vapauttaen valtavan määrän lämpöenergiaa, joka lämmittää vaippaa.

Ennen kuin puhumme siitä, mistä maankuori koostuu, voimme muistaa, mikä on oletettavasti kaiken osatekijä - koska ihminen ei ole vielä kyennyt tunkeutumaan tätä maankuorta syvemmälle maan keskelle. Jopa koko kuoren paksuus voitiin vain "marinoida".

Tiedemiehet olettavat ja rakentavat hypoteeseja fysiikan, kemian ja muiden tieteiden lakeihin perustuen, ja näiden tietojen perusteella meillä on tietty kuva koko planeetan rakenteesta sekä siitä, mistä suurista elementeistä maankuori koostuu. Luokkien 6-7 maantiede esittelee opiskelijoille juuri näitä teorioita kypsymättömälle mielelle yksinkertaistetussa muodossa.

Pienen osuuden dataa ja suuren matkatavaran ansiosta erilaisia ​​lakeja aurinkokunnan planeettojen mallit ja jopa meistä kaukana olevat tähdet rakennetaan samalla tavalla. Mitä tästä seuraa? Pääasiassa, että sinulla on ehdoton oikeus epäillä tätä kaikkea.

Maapallon kerrokset

Sen lisäksi, että on olemassa kerroksia, koko maapallo koostuu myös kolmesta kerroksesta. Eräänlainen kerroksellinen kulinaarinen mestariteos. Ensimmäinen on ydin; siinä on kiinteä osa ja nestemäinen osa. Nestemäisen osan liike ytimessä oletettavasti aiheuttaa sen täällä kuumana - lämpötilat nousevat jopa 5000 celsiusasteeseen.

Toinen on vaippa. Se yhdistää ytimen ja maankuoren. Vaipassa on myös useita kerroksia, nimittäin kolme, ja ylempi, maankuoren vieressä, on magma. Se liittyy suoraan kysymykseen siitä, mistä suurista elementeistä maankuori koostuu, koska hypoteettisesti nämä suurimmat elementit "kelluvat" sillä. Voimme puhua sen olemassaolosta enemmän tai vähemmän suurella todennäköisyydellä, koska tulivuorenpurkausten aikana tämä kuuma aine tulee pintaan ja tuhoaa kaiken tulivuoren rinteessä sijaitsevan kasvi- ja eläinelämän.

Ja lopuksi, maan kolmas kerros on maankuori: planeetan kiinteä kerros, joka sijaitsee Maan kuuman "sisäpuolen" ulkopuolella, jolla olemme tottuneet kävelemään, matkustamaan ja elämään yleensä. Maankuoren paksuus verrattuna maan kahteen muuhun kerrokseen on mitätön, mutta siitä huolimatta on mahdollista luonnehtia, mistä suurista alkuaineista maankuori koostuu, sekä ymmärtää sen koostumus.

Mitkä kerrokset ovat ominaisia ​​maankuorelle. Sen tärkeimmät kemialliset alkuaineet

Maankuori koostuu myös kerroksista - on basalttia, graniittia ja sedimenttiä. On mielenkiintoista, että 47% maankuoren kemiallisesta koostumuksesta on happea.

Aine, joka on olennaisesti kaasu, yhdistyy muiden alkuaineiden kanssa ja muodostaa kiinteän kuoren. Muut elementit tässä tapauksessa ovat pii, alumiini, rauta ja kalsium; loput alkuaineet ovat läsnä pieninä murto-osina.

Jaa osiin paksuuden mukaan eri alueilla

On jo sanottu, että maankuori on paljon ohuempi kuin alempi vaippa tai ydin. Jos lähestymme kysymystä siitä, mistä suurista elementeistä maankuori koostuu, juuri paksuuden suhteen, voimme jakaa sen valtamereen ja mannermaiseen. Nämä kaksi osaa eroavat toisistaan ​​huomattavasti paksuudeltaan, valtameren osa on noin kolme kertaa ja paikoin kymmenen kertaa (jos puhumme keskiarvoista) ohuempi kuin mannerosa.

Miten muuten manner- ja valtameren kuori eroavat toisistaan?

Lisäksi maa- ja valtamerivyöhykkeet eroavat kerroksista. Eri lähteet tarjoavat erilaisia ​​tietoja, annamme yhden vaihtoehdon. Joten näiden tietojen mukaan mannerkuori koostuu kolmesta kerroksesta, joiden joukossa on basalttikerros, graniittikerros ja kerros sedimenttikiviä. Maan mannerkuoren tasangot saavuttavat 30-50 km:n paksuuden vuoristossa nämä luvut voivat nousta 70-80 kilometriin. Saman lähteen mukaan valtameren kuori koostuu kahdesta kerroksesta. Graniittipallo putoaa ulos jättäen vain ylemmän sedimentin ja alemman basaltin. Maankuoren paksuus valtamerialueella on noin 5-15 kilometriä.

Yksinkertaistettu ja keskiarvotettu data harjoittelun perustana

Nämä ovat yleisimmät ja yksinkertaisimmat kuvaukset, koska tiedemiehet työskentelevät jatkuvasti tutkiakseen ympäröivän maailman piirteitä, ja viimeaikaiset tiedot osoittavat, että maankuoren rakenne eri paikoissa on paljon monimutkaisempi kuin tavallinen maapallon vakiokaavio. kuori, jota opiskelemme koulussa. Monissa paikoissa mantereen kuorella on esimerkiksi toinen kerros - dioriitti.

On myös mielenkiintoista, että nämä kerrokset eivät ole täysin tasaisia, koska ne on kuvattu kaavamaisesti maantieteellisissä atlasissa tai muissa lähteissä. Jokainen kerros voidaan kiilauttaa toiseen tai sekoittaa johonkin leikkaukseen. Periaatteessa ei voi olla ideaalimallia maapallon kaaviosta samasta syystä kuin tulivuorenpurkaukset: siellä, maankuoren alla, jokin on jatkuvasti liikkeessä ja sen lämpötila on erittäin korkea.

Kaikki tämä voidaan oppia, jos yhdistät elämäsi geologian ja geofysiikan tieteisiin. Voit yrittää seurata tieteellistä kehitystä tieteellisten lehtien ja artikkeleiden kautta. Mutta ilman tiettyä osaamista tämä voi osoittautua erittäin vaikeaksi tehtäväksi, minkä vuoksi on olemassa tietty peruste, jota kouluissa opetetaan ilman mitään selitystä, että tämä on vain likimääräinen malli.

Oletettavasti maankuori koostuu "paloista"

Tiedemiehet 1900-luvun alussa esittivät teorian, jonka mukaan maankuori ei ole monoliittinen. Näin ollen on mahdollista saada selville, mistä suurista alkuaineista maankuori tämän teorian mukaan koostuu. Oletetaan, että litosfääri on seitsemän suurta ja useita pieniä levyjä, jotka kelluvat hitaasti magman pinnalla.

Nämä liikkeet synnyttävät katastrofaalisia ilmiöitä, joita tapahtuu maapallollamme suurella intensiteetillä tietyissä paikoissa. Litosfäärilevyjen välissä on alueita, joita kutsutaan "seismisiksi vyöhykkeiksi". Juuri näillä alueilla ahdistus on niin sanotusti korkein. Maanjäristys ja kaikki sen seuraukset ovat yksi selkeimmistä osoitusmerkeistä

Litosfäärilevyjen liikkeiden vaikutus reliefin muodostumiseen

Se, mistä suurista elementeistä maankuori koostuu, mitkä liikkuvat osat ovat vakaampia ja mitkä liikkuvampia, vaikuttivat sen muodostumiseen koko maan kohokuoren luomisen ajan. Litosfäärin rakenne ja seismisen järjestelmän ominaisuudet jakavat koko litosfäärin vakaille alueille ja liikkuville vyöhykkeille. Ensin mainituille on ominaista tasaiset tasot ilman valtavia painaumia, kukkulat ja vastaavat kohokuviot. Niitä kutsutaan myös abyssal tasangoksi. Periaatteessa tämä on vastaus kysymykseen, mistä suurista elementeistä maankuori koostuu ja mitä vakaita perusesineitä muodostuu. Maankuori on kaikkien maanosien perusta. Näiden laattojen rajat näkyvät helposti vuorenmuodostuksen vyöhykkeiden sekä maanjäristysten voimakkuuden perusteella. Planeettamme aktiivisimmat paikat, joissa on maanjäristyskeskuksia ja monia aktiivisia tulivuoria, ovat Japani, Indonesian saaret, Aleuttien saaret ja Etelä-Amerikan Tyynenmeren rannikko.

Ovatko maanosat suurempia kuin luulimme?

Toisin sanoen yksinkertaisesti sanottuna maankuori koostuu litosfäärin paloista, jotka liikkuvat suuremmassa tai pienemmässä määrin magman läpi. Ja näiden "kappaleiden" rajat eivät aina ole samat maanosien rajojen kanssa. Teknisesti ne eivät useimmiten koskaan täsmää. Lisäksi olemme tottuneet kuulemaan, että valtamerten osuus pinta-alasta on noin 70 % ja mannerkomponentti vain 30 %. Maantieteellisesti tämä on totta, mutta mielenkiintoista on, että geologian kannalta mantereiden osuus on noin 40%. Kymmenen prosenttia mannerkuoresta on meri- ja valtamerten peitossa.