Các quá trình địa chất là các quá trình làm thay đổi thành phần, cấu trúc, địa hình và cấu trúc sâu của vỏ trái đất. Các quá trình địa chất, trừ một số ngoại lệ, được đặc trưng bởi quy mô và thời gian dài (lên tới hàng trăm triệu năm); so với họ, sự tồn tại của loài người chỉ là một đoạn rất ngắn trong cuộc đời của Trái đất. Về vấn đề này, phần lớn các quá trình địa chất không thể quan sát được trực tiếp. Chúng chỉ có thể được đánh giá dựa trên kết quả tác động của chúng lên một số vật thể địa chất - đá, cấu trúc địa chất, các kiểu địa hình của lục địa và đáy đại dương. Tầm quan trọng lớn là những quan sát về các quá trình địa chất hiện đại, theo nguyên tắc của chủ nghĩa hiện thực, có thể được sử dụng làm mô hình cho phép chúng ta hiểu các quá trình và sự kiện trong quá khứ, có tính đến tính biến đổi của chúng. Hiện nay, một nhà địa chất có thể quan sát các giai đoạn khác nhau của cùng một quá trình địa chất, điều này tạo điều kiện thuận lợi rất nhiều cho việc nghiên cứu của họ.
Tất cả các quá trình địa chất xảy ra bên trong và trên bề mặt Trái đất được chia thành nội sinh Và ngoại sinh. Các quá trình địa chất nội sinh xảy ra do nội năng của Trái Đất. Theo các khái niệm hiện đại (Sorokhtin, Ushakov, 1991), nguồn năng lượng chính của hành tinh này là sự phân biệt trọng lực của vật chất trên trái đất. (Các thành phần có trọng lượng riêng tăng, dưới tác dụng của lực hấp dẫn, có xu hướng hướng về tâm Trái đất, còn các thành phần nhẹ hơn tập trung ở bề mặt). Kết quả của quá trình này là một lõi sắt-niken dày đặc đã được giải phóng ở trung tâm hành tinh và các dòng đối lưu xuất hiện trong lớp phủ. Nguồn năng lượng thứ cấp là năng lượng phân rã phóng xạ của vật chất. Nó chỉ chiếm 12% năng lượng được sử dụng cho sự phát triển kiến tạo của Trái đất và tỷ lệ phân biệt trọng lực là 82%. Một số tác giả cho rằng nguồn năng lượng chính cho các quá trình nội sinh là sự tương tác giữa lõi ngoài của Trái đất, ở trạng thái nóng chảy, với lõi bên trong và một chiếc áo choàng. Các quá trình nội sinh bao gồm kiến tạo, magma, khí nén-thủy nhiệt và biến chất.
Các quá trình kiến tạo là những quá trình chịu ảnh hưởng của sự hình thành các cấu trúc kiến tạo của vỏ trái đất - các vành đai nếp gấp núi, trũng, chỗ trũng, đứt gãy sâu, v.v. Sự chuyển động theo chiều dọc và chiều ngang của vỏ trái đất cũng thuộc các quá trình kiến tạo.
Các quá trình magma (magmatism) là tổng thể của tất cả các quá trình địa chất gắn liền với hoạt động của magma và các dẫn xuất của nó. dung nham- một khối chất lỏng nóng chảy bốc lửa hình thành trong lớp vỏ trái đất hoặc lớp phủ trên và biến thành đá lửa khi đông cứng. Theo nguồn gốc, magma được chia thành xâm nhập và phun trào. Thuật ngữ “magma xâm nhập” kết hợp các quá trình hình thành và kết tinh của magma ở độ sâu với sự hình thành các vật thể xâm nhập. Magma phun trào (núi lửa) là tập hợp các quá trình, hiện tượng gắn liền với sự chuyển động của magma từ độ sâu lên bề mặt cùng với sự hình thành các cấu trúc núi lửa.
Một nhóm đặc biệt được phân bổ các quá trình thủy nhiệt.Đây là các quá trình hình thành khoáng chất do sự lắng đọng của chúng trong các vết nứt hoặc lỗ rỗng của đá từ dung dịch thủy nhiệt. Thủy nhiệt – dung dịch nước nóng ở dạng lỏng tuần hoàn trong vỏ trái đất và tham gia vào quá trình vận chuyển và lắng đọng các khoáng chất. Thủy nhiệt thường được làm giàu ít nhiều về chất khí; nếu hàm lượng khí cao thì các dung dịch như vậy được gọi là thủy nhiệt khí nén. Hiện nay, nhiều nhà nghiên cứu cho rằng thủy nhiệt được hình thành bằng cách trộn nước ngầm tuần hoàn sâu và nước non hình thành trong quá trình ngưng tụ hơi nước magma. Thủy nhiệt di chuyển qua các vết nứt và khoảng trống trong đá về phía áp suất thấp - hướng tới bề mặt trái đất. Là dung dịch yếu của axit hoặc kiềm, thủy nhiệt được đặc trưng bởi hoạt động hóa học cao. Do sự tương tác của chất lỏng thủy nhiệt với đá chủ, các khoáng chất có nguồn gốc thủy nhiệt được hình thành.
Sự biến thái – phức hợp các quá trình nội sinh gây ra sự thay đổi cấu trúc, thành phần khoáng vật và hóa học của đá trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cao; Trong trường hợp này, sự tan chảy đá không xảy ra. Các yếu tố chính của sự biến chất là nhiệt độ, áp suất (thủy tĩnh và một chiều) và chất lỏng. Những thay đổi biến chất bao gồm sự phân hủy các khoáng chất ban đầu, sắp xếp lại phân tử và hình thành các khoáng chất mới ổn định hơn trong các điều kiện môi trường nhất định. Tất cả các loại đá đều trải qua quá trình biến chất; đá tạo thành được gọi là biến chất.
Quá trình ngoại sinh – các quá trình địa chất xảy ra do các nguồn năng lượng bên ngoài, chủ yếu là Mặt Trời. Chúng xuất hiện trên bề mặt Trái đất và ở phần trên cùng của thạch quyển (trong vùng ảnh hưởng của các yếu tố sự tăng sinh hoặc thời tiết). Các quá trình ngoại sinh bao gồm: 1) nghiền đá cơ học thành các hạt khoáng cấu thành, chủ yếu dưới tác động của sự thay đổi nhiệt độ không khí hàng ngày và do phong hóa băng giá. Quá trình này được gọi là phong hóa vật lý; 2) tương tác hóa học của các hạt khoáng với nước, oxy, carbon dioxide và các hợp chất hữu cơ, dẫn đến sự hình thành các khoáng chất mới – hóa chất phong hóa; 3) quá trình di chuyển của các sản phẩm phong hóa (còn gọi là chuyển khoản ) dưới tác dụng của trọng lực, do nước di chuyển, sông băng và gió trong khu vực trầm tích (lưu vực đại dương, biển, sông, hồ, vùng trũng bồi); 4) sự tích lũy
các lớp trầm tích và sự biến đổi của chúng do quá trình nén và khử nước thành đá trầm tích. Trong các quá trình này, các trầm tích khoáng trầm tích được hình thành. Sự đa dạng của các hình thức tương tác giữa các quá trình ngoại sinh và nội sinh quyết định sự đa dạng về cấu trúc của vỏ trái đất và địa hình bề mặt của nó. Các quá trình nội sinh và ngoại sinh có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. Về cốt lõi, các quá trình này đối kháng nhau nhưng đồng thời không thể tách rời và toàn bộ quá trình phức hợp này có thể được gọi một cách có điều kiện. dạng địa chất của sự chuyển động của vật chất. Cô ấy cũng ở trong gần đây
bao gồm các hoạt động của con người. Vì thế kỷ trước Vai trò ngày càng tăng của yếu tố công nghệ (con người) trong toàn bộ quá trình địa chất phức tạp.– tập hợp các quá trình địa mạo do hoạt động sản xuất của con người gây ra. Dựa trên trọng tâm của chúng, hoạt động của con người được chia thành nông nghiệp, khai thác các mỏ khoáng sản, xây dựng các công trình khác nhau, quốc phòng và các hoạt động khác. Kết quả của sự phát triển công nghệ là sự giải tỏa về mặt công nghệ. Ranh giới của thế giới công nghệ không ngừng mở rộng. Vì vậy, độ sâu khoan dầu khí trên đất liền và ngoài khơi ngày càng tăng. Việc lấp đầy các hồ chứa ở khu vực miền núi có nguy cơ địa chấn cao gây ra động đất nhân tạo trong một số trường hợp. Việc khai thác đi kèm với việc thải ra một khối lượng lớn đá “phế thải” lên bề mặt ban ngày, dẫn đến việc tạo ra cảnh quan “mặt trăng” (ví dụ, ở khu vực Prokopyevsk, Kiselevsk, Leninsk-Kuznetsky và các thành phố khác của Kuzbass). Các bãi thải từ các mỏ và các ngành công nghiệp khác, các bãi rác tạo ra các hình thức cứu trợ công nghệ mới, chiếm giữ ngày càng nhiều diện tích đất nông nghiệp. Việc khai hoang những vùng đất này được thực hiện rất chậm.
Như vậy, hoạt động kinh tế của con người giờ đây đã trở thành một phần không thể thiếu trong mọi quá trình địa chất hiện đại.
Ngoại sinh (từ tiếng Hy Lạp éxo - bên ngoài, bên ngoài) là các quá trình địa chất được gây ra bởi các nguồn năng lượng bên ngoài Trái đất: bức xạ mặt trời và trường hấp dẫn. Chúng xảy ra trên bề mặt địa cầu hoặc ở vùng gần bề mặt của thạch quyển. Chúng bao gồm tăng sinh (phong hóa), xói mòn, mài mòn, hình thành trầm tích, v.v.
Ngược lại với các quá trình ngoại sinh, các quá trình địa chất nội sinh (từ tiếng Hy Lạp éndon - bên trong) gắn liền với năng lượng phát sinh ở độ sâu của phần rắn của địa cầu. Nguồn chính của các quá trình nội sinh được coi là sự phân biệt nhiệt và trọng lực của vật chất theo mật độ với sự ngâm của các nguyên tố cấu thành nặng hơn. Các quá trình nội sinh bao gồm núi lửa, địa chấn, biến chất, v.v..
Việc sử dụng các ý tưởng về các quá trình ngoại sinh và nội sinh, minh họa một cách đầy màu sắc động lực của các quá trình trong một lớp vỏ đá trong cuộc đấu tranh của các mặt đối lập, khẳng định giá trị của tuyên bố của J. Baudrillard rằng “Bất kỳ hệ thống đơn nhất nào, nếu muốn tồn tại, đều phải đạt được quy định nhị phân”. .” Nếu có sự đối lập, thì sự tồn tại của một simulacrum, tức là một biểu diễn che giấu sự thật rằng nó không tồn tại, là có thể xảy ra.
Trong mô hình thế giới thực bản chất, được vạch ra bởi các quy luật khoa học tự nhiên, không có ngoại lệ, những giải thích nhị phân là không thể chấp nhận được. Ví dụ, hai người đang cầm một hòn đá trong tay. Một người trong số họ tuyên bố rằng khi anh ta hạ hòn đá xuống, nó sẽ bay lên Mặt Trăng. Đây là ý kiến của anh ấy. Người khác nói rằng hòn đá sẽ rơi xuống. Không cần phải tranh cãi với họ xem ai trong số họ đúng. Có một định luật vạn vật hấp dẫn, theo đó 100% trường hợp viên đá sẽ rơi xuống.
Theo định luật thứ hai nhiệt động lực học, vật nóng tiếp xúc với vật lạnh sẽ nguội đi trong 100% trường hợp, làm nóng vật lạnh.
Nếu cấu trúc quan sát thực tế của thạch quyển là đá bazan vô định hình, bên dưới là đất sét, sau đó là đất sét xi măng - argillite, đá phiến tinh thể mịn, gneiss tinh thể trung bình và ranh giới tinh thể thô, thì sự kết tinh lại của chất này với độ sâu với kích thước tinh thể tăng dần. chỉ ra rõ ràng rằng năng lượng nhiệt không đến từ bên dưới đá granit. TRONG nếu không thìở độ sâu sẽ có đá vô định hình, nhường chỗ cho các thành tạo tinh thể ngày càng thô trên bề mặt.
Do đó, không có năng lượng nhiệt sâu và do đó không có các quá trình địa chất nội sinh. Nếu không có các quá trình nội sinh thì việc xác định các quá trình địa chất ngoại sinh đối lập với chúng sẽ mất đi ý nghĩa.
Có gì ở đó? Trong lớp vỏ đá của địa cầu cũng như trong khí quyển, thủy quyển và sinh quyển, các thành phần liên kết với nhau hệ thống thống nhất hành tinh Trái đất, có một chu kỳ năng lượng và vật chất gây ra bởi sự hấp thụ bức xạ mặt trời và sự có mặt của năng lượng trường hấp dẫn. Sự lưu thông năng lượng và vật chất trong thạch quyển này tạo thành một hệ thống các quá trình địa chất.
Chu trình năng lượng bao gồm ba liên kết. 1. Khâu đầu tiên là sự tích lũy năng lượng của vật chất. 2. Liên kết trung gian - giải phóng năng lượng tích lũy. 3. Liên kết cuối cùng là loại bỏ năng lượng nhiệt được giải phóng.
Chu kỳ của vật chất cũng bao gồm ba liên kết. 1. Liên kết ban đầu được trộn chất khác nhau bằng cách lấy trung bình thành phần hóa học. 2. Liên kết trung gian - phân chia một chất trung bình thành hai phần có thành phần hóa học khác nhau. 3. Liên kết cuối cùng là loại bỏ một bộ phận hấp thụ nhiệt thoát ra và trở nên lỏng lẻo và nhẹ nhàng.
Bản chất của liên kết ban đầu trong chu trình năng lượng của vật chất trong thạch quyển là sự hấp thụ bức xạ mặt trời tới của đá trên bề mặt đất liền, dẫn đến sự phân hủy chúng thành đất sét và mảnh vụn (quá trình tăng sinh). Các sản phẩm phá hủy tích lũy một lượng lớn bức xạ mặt trời dưới dạng bề mặt tự do tiềm năng, năng lượng bên trong, địa hóa. Dưới tác động của trọng lực, các sản phẩm của quá trình tăng sinh được đưa đến các vùng thấp, trộn lẫn, lấy trung bình thành phần hóa học của chúng. Cuối cùng, đất sét và cát được đưa xuống đáy biển, nơi chúng tích tụ thành từng lớp (quá trình hình thành trầm tích). Một lớp vỏ thạch quyển được hình thành, khoảng 80% trong số đó là đất sét. Thành phần hóa học của đất sét = (granit + bazan)/2.
TRÊN trung cấp Khi chu kỳ tiến triển, các lớp đất sét chìm xuống vực sâu, chồng lên nhau những lớp mới. Việc tăng áp suất thạch cao (khối lượng của các lớp nằm trên) dẫn đến việc ép nước cùng với muối hòa tan và khí từ đất sét, nén các khoáng sét và giảm khoảng cách giữa các nguyên tử của chúng. Điều này gây ra sự kết tinh lại của khối đất sét thành đá phiến kết tinh, đá gneis và đá granit. Trong quá trình kết tinh lại, thế năng (năng lượng mặt trời tích lũy) chuyển thành nhiệt động học, được giải phóng từ đá granit kết tinh và được hấp thụ bởi dung dịch silicat nước có thành phần bazan nằm trong các lỗ giữa các tinh thể đá granit.
Giai đoạn cuối cùng của chu trình liên quan đến việc loại bỏ dung dịch bazan nóng lên bề mặt thạch quyển, nơi mọi người gọi nó là dung nham. Núi lửa là mắt xích cuối cùng trong chu trình năng lượng và vật chất trong thạch quyển, bản chất của nó là loại bỏ dung dịch bazan nóng được hình thành trong quá trình kết tinh lại đất sét thành đá granit.
Năng lượng nhiệt sinh ra trong quá trình kết tinh lại của đất sét dâng lên bề mặt thạch quyển tạo cho con người ảo giác về việc tiếp nhận năng lượng sâu (nội sinh). Trên thực tế, nó được giải phóng năng lượng mặt trời chuyển hóa thành nhiệt. Ngay khi năng lượng nhiệt xuất hiện trong quá trình kết tinh lại, nó sẽ ngay lập tức bị loại bỏ lên trên, do đó không có năng lượng nội sinh (các quá trình nội sinh) ở độ sâu.
Vì vậy, ý tưởng về các quá trình ngoại sinh và nội sinh là một sự mô phỏng.
Nootic là một chu trình năng lượng và vật chất trong thạch quyển gây ra bởi sự hấp thụ năng lượng mặt trời và sự có mặt của trường hấp dẫn.
Ý tưởng về các quá trình ngoại sinh và nội sinh trong địa chất là kết quả của nhận thức về thế giới vỏ đá của quả địa cầu khi một người nhìn thấy (muốn nhìn thấy) nó. Điều này quyết định lối suy nghĩ mang tính suy diễn và rời rạc của các nhà địa chất.
Nhưng thế giới tự nhiên không phải do con người tạo ra và nó như thế nào thì chưa ai biết được. Để hiểu được cần phải sử dụng lối tư duy quy nạp và hệ thống, được thực hiện theo mô hình vòng tuần hoàn năng lượng và vật chất trong thạch quyển, như một hệ thống các quá trình địa chất.
1. CÁC QUY TRÌNH NGOẠI SINH VÀ NỘI SINH
Các quá trình ngoại sinh - các quá trình địa chất xảy ra trên bề mặt Trái đất và ở phần trên cùng của vỏ trái đất (phong hóa, xói mòn, hoạt động băng hà, v.v.); chủ yếu do năng lượng bức xạ mặt trời, trọng lực và hoạt động sống của sinh vật gây ra.
Xói mòn (từ tiếng Latin erosio - xói mòn) - sự phá hủy đá và đất trên bề mặt dòng nước và gió, bao gồm sự tách rời và loại bỏ các mảnh vật liệu và sự lắng đọng kèm theo của chúng.
Thông thường, đặc biệt là trong văn học nước ngoài, xói mòn được hiểu là bất kỳ hoạt động phá hoại nào lực lượng địa chất, chẳng hạn như lướt sóng trên biển, sông băng, trọng lực; trong trường hợp này, xói mòn đồng nghĩa với sự bóc mòn. Tuy nhiên, có những thuật ngữ đặc biệt dành cho chúng: mài mòn (xói mòn sóng), exaration (xói mòn băng hà), quá trình hấp dẫn, sự hòa tan, v.v. Thuật ngữ tương tự (giảm phát) được sử dụng song song với khái niệm xói mòn do gió, nhưng khái niệm sau phổ biến hơn nhiều.
Dựa trên tốc độ phát triển, xói mòn được chia thành bình thường và tăng tốc. Bình thường luôn xảy ra khi có bất kỳ dòng chảy rõ rệt nào, xảy ra chậm hơn quá trình hình thành đất và không dẫn đến những thay đổi đáng chú ý về mức độ và hình dạng bề mặt trái đất. Tăng tốc nhanh hơn quá trình hình thành đất, dẫn đến suy thoái đất và kéo theo sự thay đổi rõ rệt về địa hình. Vì lý do này, xói mòn tự nhiên và xói mòn do con người được phân biệt. Cần lưu ý rằng xói mòn do con người gây ra không phải lúc nào cũng được tăng tốc và ngược lại.
Công việc của sông băng là hoạt động tạo hình nổi của các sông băng trên núi và bao phủ, bao gồm việc thu giữ các hạt đá bởi một dòng sông băng đang di chuyển, sự chuyển dịch và lắng đọng của chúng khi băng tan.
Quá trình nội sinh Các quá trình nội sinh là các quá trình địa chất gắn liền với năng lượng phát sinh ở độ sâu của Trái đất rắn. Các quá trình nội sinh bao gồm quá trình kiến tạo, magma, biến chất, hoạt động địa chấn.
Quá trình kiến tạo - sự hình thành các đứt gãy và nếp gấp.
Magmatism là một thuật ngữ kết hợp các quá trình phun trào (núi lửa) và xâm nhập (plutonism) trong sự phát triển của các khu vực nếp gấp và nền tảng. Magmat được hiểu là tổng thể của tất cả các quá trình địa chất, động lực của nó là magma và các dẫn xuất của nó.
Magmatism là biểu hiện của hoạt động sâu sắc của Trái Đất; nó liên quan chặt chẽ đến sự phát triển, lịch sử nhiệt và tiến hóa kiến tạo của nó.
Magmatism được phân biệt:
địa máng
nền tảng
đại dương
magma của các khu vực kích hoạt
Theo chiều sâu biểu hiện:
vực thẳm
hypabyssal
bề mặt
Theo thành phần của magma:
siêu bazơ
nền tảng
chua
có tính kiềm
Trong kỷ nguyên địa chất hiện đại, magma đặc biệt phát triển trong vành đai địa máng Thái Bình Dương, các sống núi giữa đại dương, các đới rạn san hô ở Châu Phi và Địa Trung Hải, v.v.. Sự hình thành của số lượng lớn các mỏ khoáng sản khác nhau.
Hoạt động địa chấn là thước đo định lượng của chế độ địa chấn, được xác định bởi số lượng trung bình các nguồn động đất trong một phạm vi cường độ năng lượng nhất định xảy ra trên lãnh thổ đang được xem xét trong một thời gian quan sát nhất định.
2. ĐỘNG ĐẤT
địa chất vỏ trái đất biểu sinh
Tác dụng của nội lực Trái Đất thể hiện rõ nhất ở hiện tượng động đất được hiểu là sự rung chuyển của vỏ Trái Đất do sự dịch chuyển của các khối đá trong lòng Trái Đất.
Động đất là một hiện tượng khá phổ biến. Nó được quan sát thấy ở nhiều nơi trên các lục địa, cũng như dưới đáy đại dương và biển (trong trường hợp sau người ta nói đến một "động đất"). Số lượng trận động đất trên toàn cầu lên tới vài trăm nghìn trận mỗi năm, tức là trung bình có một hoặc hai trận động đất xảy ra mỗi phút. Cường độ của một trận động đất khác nhau: hầu hết chúng chỉ được phát hiện bằng các thiết bị có độ nhạy cao - máy ghi địa chấn, một số khác được con người cảm nhận trực tiếp. Số lượng sau này lên tới hai đến ba nghìn mỗi năm và chúng phân bố rất không đồng đều - ở một số khu vực như trận động đất mạnh rất phổ biến, trong khi ở những nơi khác chúng cực kỳ hiếm hoặc thậm chí thực tế không có.
Động đất có thể được chia thành nội sinh, liên quan đến các quá trình xảy ra sâu trong lòng Trái đất và ngoại sinh, tùy thuộc vào các quá trình xảy ra gần bề mặt Trái đất.
Động đất tự nhiên bao gồm động đất núi lửa do núi lửa phun trào và động đất kiến tạo do sự chuyển động của vật chất vào ruột sâu Trái đất.
Động đất ngoại sinh bao gồm các trận động đất xảy ra do sự sụp đổ dưới lòng đất liên quan đến núi đá vôi và một số hiện tượng khác, vụ nổ khí đốt, v.v.. Động đất ngoại sinh cũng có thể được gây ra bởi các quá trình xảy ra trên bề mặt Trái đất: đá rơi, va chạm thiên thạch, nước rơi từ trên cao xuống. độ cao và các hiện tượng khác cũng như các yếu tố liên quan đến hoạt động của con người (nổ nhân tạo, vận hành máy móc, v.v.).
Về mặt di truyền, động đất có thể được phân loại như sau: Tự nhiên
Nội sinh: a) kiến tạo, b) núi lửa. Ngoại sinh: a) trượt lở núi đá vôi, b) khí quyển c) từ sóng, thác nước, v.v. Nhân tạo
a) do các vụ nổ, b) do hỏa lực của pháo binh, c) do sập đá nhân tạo, d) do vận chuyển, v.v.
Trong khóa học địa chất, chỉ những trận động đất liên quan đến các quá trình nội sinh mới được xem xét.
Khi động đất mạnh xảy ra ở khu vực đông dân cư sẽ gây ra tác hại vô cùng to lớn cho con người. Xét về những thảm họa gây ra cho con người, động đất không thể so sánh với bất kỳ hiện tượng tự nhiên nào khác. Ví dụ, ở Nhật Bản, trong trận động đất ngày 1 tháng 9 năm 1923 chỉ kéo dài vài giây, 128.266 ngôi nhà bị phá hủy hoàn toàn và 126.233 ngôi nhà bị phá hủy một phần, khoảng 800 tàu bị mất và 142.807 người thiệt mạng hoặc mất tích. Hơn 100 nghìn người bị thương.
Rất khó để mô tả hiện tượng động đất, vì toàn bộ quá trình chỉ kéo dài vài giây hoặc vài phút và một người không có thời gian để nhận thức tất cả những thay đổi đa dạng diễn ra trong tự nhiên trong thời gian này. Sự chú ý thường chỉ tập trung vào sự tàn phá to lớn xảy ra do động đất.
Đây là cách M. Gorky mô tả trận động đất xảy ra ở Ý năm 1908 mà ông là người chứng kiến: “Trái đất kêu vo vo, rên rỉ, khom lưng dưới chân chúng ta và lo lắng, hình thành những vết nứt sâu - như thể ở sâu trong đó có một con sâu khổng lồ nào đó , ngủ yên trong nhiều thế kỷ, đã thức dậy và trằn trọc và xoay chuyển ...Rùng mình và loạng choạng, những tòa nhà nghiêng ngả, những vết nứt ngoằn ngoèo dọc theo những bức tường trắng như tia chớp, và những bức tường sụp đổ, chìm vào giấc ngủ. đường phố hẹp và những người trong số đó... Tiếng ầm ầm dưới lòng đất, tiếng ầm ầm của đá, tiếng kêu của gỗ át đi những tiếng kêu cứu, tiếng kêu điên cuồng. Trái đất rung chuyển như biển, ném cung điện, lán trại, đền thờ, doanh trại, nhà tù, trường học ra khỏi lồng ngực, tiêu diệt hàng trăm hàng nghìn phụ nữ, trẻ em, giàu nghèo theo từng cơn rùng mình. "
Hậu quả của trận động đất này là thành phố Messina và một số khu định cư khác đã bị phá hủy.
Trình tự chung của mọi hiện tượng trong một trận động đất đã được I. V. Mushketov nghiên cứu trong trận động đất lớn nhất Trung Á, trận động đất Alma-Ata năm 1887.
Vào buổi tối ngày 27 tháng 5 năm 1887, như những người chứng kiến đã viết, không có dấu hiệu của một trận động đất, nhưng các con vật trong nhà cư xử bồn chồn, không ăn, đứt dây xích, v.v. Sáng ngày 28 tháng 5, lúc 4 giờ: Đến 35h, dưới lòng đất vang lên tiếng ầm ầm và lực đẩy khá mạnh. Sự rung chuyển kéo dài không quá một giây. Vài phút sau, tiếng vo ve lại tiếp tục; nó giống như tiếng chuông buồn tẻ của vô số tiếng chuông mạnh mẽ hoặc tiếng gầm của pháo hạng nặng đi qua. Tiếp theo tiếng gầm là những cú đập mạnh: thạch cao rơi vào nhà, kính bay ra ngoài, bếp lò sập, tường và trần nhà đổ xuống: đường phố đầy bụi xám. Bị hư hại nặng nề nhất là những tòa nhà bằng đá đồ sộ. Các bức tường phía bắc và phía nam của những ngôi nhà nằm dọc theo kinh tuyến đã bị phá hủy, trong khi các bức tường phía tây và phía đông vẫn được bảo tồn. Lúc đầu, có vẻ như thành phố không còn tồn tại nữa, tất cả các tòa nhà đều bị phá hủy không có ngoại lệ. Những cú sốc và chấn động, mặc dù ít nghiêm trọng hơn, vẫn tiếp tục kéo dài suốt cả ngày. Nhiều ngôi nhà bị hư hại nhưng vẫn đứng vững trước đây đã rơi xuống do những cơn chấn động yếu hơn này.
Sạt lở đất và các vết nứt hình thành trên núi, qua đó các dòng nước ngầm dâng lên bề mặt ở một số nơi. Đất sét trên sườn núi vốn đã bị mưa làm ướt nặng nề, bắt đầu bò lên, làm xáo trộn lòng sông. Được các dòng suối thu gom, toàn bộ khối đất, đá vụn, đá tảng này đổ về chân núi dưới dạng dòng bùn dày đặc. Một trong những con suối này trải dài 10 km và rộng 0,5 km.
Bản thân sự tàn phá ở thành phố Almaty là rất lớn: trong số 1.800 ngôi nhà, chỉ có một số ngôi nhà còn sót lại, nhưng số thương vong về người tương đối nhỏ (332 người).
Nhiều quan sát cho thấy các bức tường phía nam của các ngôi nhà sụp đổ trước tiên (sớm hơn một phần giây), sau đó là các bức tường phía bắc, và chuông ở Nhà thờ Cầu thay (ở phía bắc thành phố) vang lên vài giây sau đó. sự tàn phá xảy ra ở phần phía nam của thành phố. Tất cả điều này chỉ ra rằng trung tâm của trận động đất nằm ở phía nam thành phố.
Hầu hết các vết nứt trong nhà cũng nghiêng về hướng Nam, hay nói đúng hơn là hướng Đông Nam (170°) một góc 40-60°. Phân tích hướng của vết nứt, I.V. Mushketov đưa ra kết luận rằng nguồn gốc của sóng động đất nằm ở độ sâu 10-12 km, cách Alma-Ata 15 km về phía nam.
Tâm sâu hoặc tâm điểm của trận động đất được gọi là tâm chấn. Trong kế hoạch, nó được phác thảo như một khu vực hình tròn hoặc hình bầu dục.
Khu vực nằm trên bề mặt Trái đất phía trên tâm chấn được gọi là tâm chấn. Nó có đặc điểm là có sức hủy diệt tối đa, với nhiều vật thể chuyển động thẳng đứng (nảy lên), và các vết nứt trong nhà nằm rất dốc, gần như thẳng đứng.
Diện tích tâm chấn của trận động đất Alma-Ata được xác định là 288 km2 (36 * 8 km) và khu vực xảy ra trận động đất mạnh nhất có diện tích 6000 km2. Một khu vực như vậy được gọi là pleistoseist (“pleisto” - lớn nhất và “seistos” - rung chuyển).
Trận động đất Alma-Ata tiếp tục kéo dài hơn một ngày: sau trận động đất ngày 28 tháng 5 năm 1887, những trận động đất có cường độ yếu hơn xảy ra trong hơn hai năm. trong khoảng thời gian vài giờ đầu tiên và sau đó vài ngày. Chỉ trong hai năm đã có trên 600 cuộc đình công, ngày càng suy yếu.
Trong lịch sử Trái đất, động đất đã được mô tả từ một số lượng lớn chấn động. Ví dụ, vào năm 1870, các trận động đất bắt đầu ở tỉnh Phocis ở Hy Lạp và kéo dài trong ba năm. Trong ba ngày đầu tiên, cứ 3 phút lại có các cơn chấn động; trong 5 tháng đầu, có khoảng 500 nghìn cơn chấn động xảy ra, trong đó có 300 cơn có sức tàn phá và nối tiếp nhau với khoảng thời gian trung bình là 25 giây. Trong ba năm, hơn 750 nghìn cuộc đình công đã xảy ra.
Do đó, một trận động đất không xảy ra do một sự kiện xảy ra một lần ở độ sâu mà là kết quả của một quá trình chuyển động lâu dài nào đó của vật chất ở các phần bên trong của địa cầu.
Thông thường, cú sốc lớn ban đầu được theo sau bởi một chuỗi các cú sốc nhỏ hơn và toàn bộ thời kỳ này có thể được gọi là thời kỳ động đất. Mọi cú sốc trong một thời kỳ đều xuất phát từ một tâm chấn chung, đôi khi có thể dịch chuyển trong quá trình phát triển, và do đó tâm chấn cũng dịch chuyển.
Điều này có thể thấy rõ trong một số ví dụ về trận động đất ở Caucasian, cũng như trận động đất ở vùng Ashgabat, xảy ra vào ngày 6 tháng 10 năm 1948. Cú sốc chính xảy ra lúc 1 giờ 12 phút mà không có chấn động sơ bộ và kéo dài 8-10 giây. Trong thời gian này, ở thành phố và các làng lân cận đã có sự tàn phá lớn. Những ngôi nhà một tầng làm bằng gạch thô đổ nát, mái nhà chất đầy gạch, đồ dùng gia đình, v.v. Những bức tường riêng lẻ của những ngôi nhà xây kiên cố hơn rơi ra, đường ống và bếp lò bị sập. Điều thú vị cần lưu ý là các tòa nhà hình tròn (thang máy, nhà thờ Hồi giáo, nhà thờ, v.v.) chịu được va đập tốt hơn các tòa nhà hình tứ giác thông thường.
Tâm chấn của trận động đất nằm cách đó 25 km. phía đông nam Ashgabat, trong khu vực trang trại bang Karagaudan. Vùng tâm chấn hóa ra được kéo dài theo hướng Tây Bắc. Tâm chấn nằm ở độ sâu 15-20 km. Chiều dài của khu vực Pleistoseist đạt tới 80 km và chiều rộng 10 km. Khoảng thời gian xảy ra trận động đất ở Ashgabat kéo dài và bao gồm nhiều (hơn 1000) cơn chấn động, tâm chấn nằm ở phía tây bắc của trận động đất chính bên trong. dải hẹp, nằm ở chân đồi Kopet-Dag
Tâm chấn của tất cả các cơn dư chấn này đều ở cùng độ sâu nông (khoảng 20-30 km) với tâm chấn của cơn chấn động chính.
Các tâm chấn động đất có thể không chỉ nằm dưới bề mặt các lục địa mà còn dưới đáy biển và đại dương. Trong các trận động đất, sự tàn phá các thành phố ven biển cũng rất đáng kể và kéo theo thương vong về người.
Trận động đất mạnh nhất xảy ra vào năm 1775 ở Bồ Đào Nha. Vùng pleistoseist của trận động đất này bao phủ một khu vực rộng lớn; tâm chấn nằm dưới đáy Vịnh Biscay gần thủ đô Lisbon của Bồ Đào Nha, nơi bị ảnh hưởng nặng nề nhất.
Cú sốc đầu tiên xảy ra vào chiều ngày 1/11 kèm theo một tiếng gầm khủng khiếp. Theo những người chứng kiến, mặt đất nhô lên rồi sụt xuống một cubit. Những ngôi nhà sụp đổ với một vụ tai nạn khủng khiếp. Tu viện khổng lồ trên núi lắc lư dữ dội từ bên này sang bên kia đến mức có nguy cơ sụp đổ từng phút. Các cơn chấn động tiếp tục trong 8 phút. Vài giờ sau trận động đất lại tiếp tục.
Kè Cẩm Thạch bị sập và chìm trong nước. Người và tàu đứng gần bờ bị hút vào phễu nước. Sau trận động đất, độ sâu của vịnh tại khu vực kè lên tới 200 m.
Biển rút đi khi bắt đầu trận động đất, nhưng sau đó một cơn sóng lớn cao 26 m ập vào bờ và làm ngập bờ biển rộng 15 km. Có ba làn sóng như vậy nối tiếp nhau. Những gì còn sót lại sau trận động đất đã bị cuốn trôi và trôi ra biển. Chỉ riêng ở cảng Lisbon đã có hơn 300 tàu bị phá hủy hoặc hư hỏng.
Sóng của trận động đất ở Lisbon truyền qua toàn bộ Đại Tây Dương: gần Cadiz chiều cao của chúng lên tới 20 m, trên bờ biển Châu Phi, ngoài khơi Tangier và Maroc - 6 m, trên các đảo Funchal và Madera - lên tới 5 m. Sóng vượt Đại Tây Dương và được cảm nhận ngoài khơi nước Mỹ trên các đảo Martinique, Barbados, Antigua, v.v. Trận động đất ở Lisbon đã giết chết hơn 60 nghìn người.
Những đợt sóng như vậy thường xuất hiện trong các trận động đất; chúng được gọi là tsutsnas. Tốc độ lan truyền của các sóng này dao động từ 20 đến 300 m/giây tùy thuộc vào: độ sâu của đại dương; chiều cao sóng đạt tới 30 m.
Làm khô bờ biển trước khi sóng thần thường kéo dài vài phút và trong trường hợp đặc biệt có thể lên tới một giờ. Sóng thần chỉ xảy ra trong các trận động đất khi một phần nào đó của đáy sụp đổ hoặc dâng lên.
Sự xuất hiện của sóng thần và sóng thủy triều thấp được giải thích như sau. Ở vùng thượng tâm, do sự biến dạng của đáy, hình thành một sóng áp suất lan truyền lên trên. Biển ở nơi này chỉ dâng trào mạnh, trên bề mặt hình thành các dòng chảy ngắn hạn, phân tán ra mọi hướng hoặc “sôi sục” với nước bị hất lên cao tới 0,3 m. Tất cả điều này được đi kèm với một tiếng vo ve. Sóng áp suất sau đó được biến đổi trên bề mặt thành sóng thần, lan ra theo các hướng khác nhau. Thủy triều xuống thấp trước khi xảy ra sóng thần được giải thích là do nước đầu tiên chảy vào một hố dưới nước, từ đó nó bị đẩy vào vùng tâm chấn.
Khi tâm chấn xảy ra ở khu vực đông dân cư, động đất sẽ gây ra những thảm họa to lớn. Các trận động đất ở Nhật Bản có sức tàn phá đặc biệt, nơi trong hơn 1.500 năm qua đã ghi nhận 233 trận động đất lớn với số lượng chấn động vượt quá 2 triệu cơn.
Thảm họa lớn xảy ra do động đất ở Trung Quốc. Trong thảm họa ngày 16 tháng 12 năm 1920, hơn 200 nghìn người đã thiệt mạng ở vùng Kansu và lý do chính Những cái chết là sự sụp đổ của những ngôi nhà được đào trong hoàng thổ. Động đất có cường độ đặc biệt xảy ra ở Mỹ. Trận động đất ở vùng Riobamba năm 1797 đã giết chết 40 nghìn người và phá hủy 80% tòa nhà. Năm 1812, thành phố Caracas (Venezuela) bị phá hủy hoàn toàn trong vòng 15 giây. Thành phố Conception ở Chile gần như bị phá hủy hoàn toàn nhiều lần. Thành phố San Francisco bị tàn phá nặng nề vào năm 1906. Ở châu Âu, sự tàn phá lớn nhất được ghi nhận sau trận động đất ở Sicily, nơi vào năm 1693, 50 ngôi làng bị phá hủy và hơn 60 nghìn người. đã chết.
Trên lãnh thổ Liên Xô, các trận động đất có sức tàn phá mạnh nhất là ở phía nam Trung Á, ở Crimea (1927) và ở vùng Kavkaz. Thành phố Shemakha ở Transcaucasia đặc biệt thường xuyên hứng chịu động đất. Nó đã bị phá hủy vào các năm 1669, 1679, 1828, 1856, 1859, 1872, 1902. Cho đến năm 1859, thành phố Shemakha là trung tâm tỉnh của Đông Transcaucasia, nhưng do trận động đất, thủ đô phải được chuyển đến Baku. Trong hình. 173 cho thấy vị trí tâm chấn của trận động đất Shemakha. Cũng giống như ở Turkmenistan, chúng nằm dọc theo một đường nhất định kéo dài về hướng Tây Bắc.
Trong các trận động đất, những thay đổi đáng kể xảy ra trên bề mặt Trái đất, thể hiện ở việc hình thành các vết nứt, vết lõm, nếp gấp, sự nâng cao của các khu vực riêng lẻ trên đất liền, sự hình thành các đảo trên biển, v.v. Những xáo trộn này, được gọi là địa chấn, thường góp phần đến sự hình thành các đợt lở đất, lở đất, lũ bùn, lũ bùn mạnh trên núi, sự xuất hiện các nguồn mới, sự chấm dứt của nguồn cũ, hình thành các đồi bùn, khí thải v.v... Những xáo trộn hình thành sau động đất được gọi là hậu địa chấn.
Hiện tượng. liên quan đến động đất cả trên bề mặt Trái đất và bên trong Trái đất được gọi là hiện tượng địa chấn. Khoa học nghiên cứu hiện tượng địa chấn được gọi là địa chấn học.
3. TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA KHOÁNG SẢN
Mặc dù các đặc điểm chính của khoáng sản (thành phần hóa học và cấu trúc tinh thể bên trong) được thiết lập trên cơ sở phân tích hóa học và phương pháp nhiễu xạ tia X, chúng được phản ánh gián tiếp ở những đặc tính dễ quan sát hoặc đo lường được. Để chẩn đoán hầu hết các khoáng chất, việc xác định độ bóng, màu sắc, độ phân tách, độ cứng và mật độ của chúng là đủ.
Độ bóng (kim loại, bán kim loại và phi kim loại - kim cương, thủy tinh, nhờn, sáp, mượt, ngọc trai, v.v.) được xác định bởi lượng ánh sáng phản xạ từ bề mặt khoáng chất và phụ thuộc vào chỉ số khúc xạ của nó. Dựa vào độ trong suốt, khoáng chất được chia thành trong suốt, mờ, mờ ở dạng mảnh mỏng và mờ đục. Việc xác định định lượng khúc xạ ánh sáng và phản xạ ánh sáng chỉ có thể thực hiện được dưới kính hiển vi. Một số khoáng chất mờ đục có độ phản chiếu cao và có tỏa sáng kim loại. Điều này phổ biến trong các khoáng chất quặng như galena (khoáng chất chì), chalcopyrite vàbornite (khoáng chất đồng), argentite và acanthite (khoáng chất bạc). Hầu hết các khoáng chất hấp thụ hoặc truyền một phần đáng kể ánh sáng chiếu vào chúng và có ánh kim loại. Một số khoáng chất có độ bóng chuyển từ kim loại sang phi kim loại, được gọi là bán kim loại.
Khoáng chất có ánh phi kim loại thường có màu sáng, một số trong suốt. Thạch anh, thạch cao và mica nhẹ thường trong suốt. Các khoáng chất khác (ví dụ, thạch anh màu trắng sữa) truyền ánh sáng nhưng qua đó không thể phân biệt rõ ràng các vật thể, được gọi là mờ. Khoáng chất chứa kim loại khác với các khoáng chất khác ở khả năng truyền ánh sáng. Nếu ánh sáng xuyên qua một khoáng chất, ít nhất là ở các cạnh mỏng nhất của hạt, thì theo quy luật, nó là phi kim loại; nếu ánh sáng không xuyên qua thì đó là quặng. Tuy nhiên, vẫn có những trường hợp ngoại lệ: ví dụ, sphalerit (khoáng chất kẽm) hoặc chu sa (khoáng chất thủy ngân) có màu sáng thường trong suốt hoặc mờ.
Khoáng chất khác nhau về đặc tính chất lượng của độ bóng phi kim loại của chúng. Đất sét có ánh sáng xỉn màu như đất. Thạch anh ở các cạnh của tinh thể hoặc trên các bề mặt gãy có dạng thủy tinh, bột talc được chia thành các lá mỏng dọc theo các mặt phẳng phân cắt là xà cừ. Sáng, lấp lánh như kim cương, tỏa sáng gọi là kim cương.
Khi ánh sáng chiếu vào một khoáng vật có ánh phi kim, nó bị phản xạ một phần khỏi bề mặt khoáng vật và bị khúc xạ một phần ở ranh giới này. Mỗi chất được đặc trưng bởi một chiết suất nhất định. Bởi vì nó có thể được đo với độ chính xác cao nên nó là một tính năng chẩn đoán khoáng chất rất hữu ích.
Bản chất của sự tỏa sáng phụ thuộc vào chiết suất và cả hai đều phụ thuộc vào thành phần hóa học và cấu trúc tinh thể khoáng chất. TRONG trường hợp chung khoáng chất trong suốt chứa nguyên tử kim loại nặng, được đặc trưng bởi độ bóng cao và chỉ số khúc xạ cao. Nhóm này bao gồm các khoáng chất phổ biến như Anglesite (chì sunfat), cassiterit (oxit thiếc) và titanite hoặc sphene (canxi titan silicat). Khoáng chất bao gồm các nguyên tố tương đối nhẹ cũng có thể có độ bóng cao và chỉ số khúc xạ cao nếu các nguyên tử của chúng được nén chặt và giữ với nhau bằng lực mạnh. liên kết hóa học. Một ví dụ điển hình là kim cương, chỉ bao gồm một nguyên tố nhẹ là cacbon. Ở mức độ thấp hơn, điều này đúng với khoáng chất corundum (Al2O3), các loại có màu trong suốt - hồng ngọc và ngọc bích - là đá quý. Mặc dù corundum bao gồm các nguyên tử nhẹ của nhôm và oxy, nhưng chúng liên kết chặt chẽ với nhau đến mức khoáng chất này có độ bóng khá mạnh và chỉ số khúc xạ tương đối cao.
Một số chất bóng (dầu, sáp, mờ, mượt, v.v.) phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của khoáng chất hoặc cấu trúc của cốt liệu khoáng chất; ánh nhựa là đặc trưng của nhiều chất vô định hình (bao gồm cả khoáng chất có chứa các nguyên tố phóng xạ uranium hoặc thorium).
Màu sắc là một dấu hiệu chẩn đoán đơn giản và thuận tiện. Các ví dụ bao gồm pyrit màu vàng đồng (FeS2), galena màu xám chì (PbS) và arsenopyrite màu trắng bạc (FeAsS2). Trong các khoáng vật quặng khác có ánh kim loại hoặc bán kim loại, màu sắc đặc trưng có thể bị che khuất bởi sự phát sáng của một màng bề mặt mỏng (xỉn màu). Điều này phổ biến đối với hầu hết các khoáng chất đồng, đặc biệt làbornite, được gọi là "quặng con công" vì màu xanh lục óng ánh của nó bị xỉn màu và nhanh chóng phát triển khi mới bị nứt. Tuy nhiên, các khoáng chất đồng khác lại được sơn màu quen thuộc: malachite có màu xanh lá cây, azurite có màu xanh lam.
Một số khoáng sản phi kim loại có thể nhận biết rõ ràng bằng màu sắc được xác định bởi nguyên tố hóa học chính (vàng - lưu huỳnh và đen - xám đen - than chì, v.v.). Nhiều khoáng chất phi kim loại bao gồm các nguyên tố không mang lại cho chúng một màu sắc cụ thể, nhưng chúng được biết là có nhiều loại màu, màu sắc của chúng là do sự hiện diện của tạp chất. nguyên tố hóa học với số lượng nhỏ, không thể so sánh với cường độ màu sắc mà chúng gây ra. Những yếu tố như vậy được gọi là nhiễm sắc thể; các ion của chúng được đặc trưng bởi sự hấp thụ ánh sáng có chọn lọc. Ví dụ, thạch anh tím đậm có màu sắc của nó là do một lượng nhỏ sắt trong thạch anh, trong khi màu xanh đậm của ngọc lục bảo là do một lượng nhỏ crom trong beryl. Màu sắc của các khoáng chất không màu thông thường có thể xuất hiện do khiếm khuyết trong cấu trúc tinh thể (gây ra bởi các vị trí nguyên tử không được lấp đầy trong mạng tinh thể hoặc sự xuất hiện của ion lạ), có thể gây ra sự hấp thụ chọn lọc các bước sóng nhất định trong phổ ánh sáng trắng. Sau đó, các khoáng chất được sơn màu bổ sung. Hồng ngọc, ngọc bích và đá alexandrite có màu sắc chính xác là nhờ những hiệu ứng ánh sáng này.
Khoáng chất không màu có thể được tô màu bằng các thể vùi cơ học. Do đó, sự phân bố rải rác mỏng của hematit tạo cho thạch anh màu đỏ, clorit - xanh lục. Thạch anh sữa có nhiều tạp chất khí-lỏng. Mặc dù màu khoáng là một trong những đặc tính dễ xác định nhất trong chẩn đoán khoáng chất nhưng nó phải được sử dụng thận trọng vì nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố.
Bất chấp sự thay đổi màu sắc của nhiều khoáng chất, màu sắc của bột khoáng rất không đổi và do đó là một đặc điểm chẩn đoán quan trọng. Thông thường, màu sắc của bột khoáng được xác định bằng đường kẻ (còn gọi là “màu đường”) mà khoáng chất để lại khi nó được đưa qua một đĩa sứ không tráng men (bánh quy). Ví dụ, khoáng vật fluorit có màu màu sắc khác nhau, nhưng dòng của anh ấy luôn có màu trắng.
Sự phân tách - rất hoàn hảo, hoàn hảo, trung bình (rõ ràng), không hoàn hảo (không rõ ràng) và rất không hoàn hảo - được thể hiện ở khả năng khoáng chất phân tách theo các hướng nhất định. Một vết nứt (nhẵn, bậc, không đều, dạng mảnh, hình nón, v.v.) đặc trưng cho bề mặt phân tách của một khoáng chất không xảy ra dọc theo sự phân tách. Ví dụ, thạch anh và tourmaline, có bề mặt gãy giống như một mảnh thủy tinh, có vết nứt hình nón. Ở các khoáng chất khác, vết nứt có thể được mô tả là thô ráp, lởm chởm hoặc vỡ vụn. Đối với nhiều khoáng chất, đặc điểm không phải là gãy xương mà là sự phân tách. Điều này có nghĩa là họ chia tay mặt phẳng mịn, liên quan trực tiếp đến cấu trúc tinh thể của chúng. Lực liên kết giữa các mặt phẳng của mạng tinh thể có thể thay đổi tùy theo hướng tinh thể. Nếu chúng lớn hơn nhiều ở một số hướng so với các hướng khác thì khoáng chất sẽ phân tách theo liên kết yếu nhất. Vì sự phân tách luôn song song với các mặt phẳng nguyên tử nên nó có thể được xác định bằng cách chỉ ra các hướng tinh thể. Ví dụ, halit (NaCl) có sự phân tách hình khối, tức là ba hướng vuông góc lẫn nhau có thể phân chia. Sự phân tách cũng được đặc trưng bởi sự dễ dàng biểu hiện và chất lượng của bề mặt phân tách thu được. Mica có khả năng phân cắt rất hoàn hảo theo một hướng, tức là dễ dàng tách thành những chiếc lá rất mỏng với bề mặt nhẵn bóng. Topaz có sự phân cắt hoàn hảo theo một hướng. Khoáng chất có thể có hai, ba, bốn hoặc sáu hướng phân cắt, dọc theo đó chúng dễ bị gãy như nhau hoặc một số hướng phân cắt ở các mức độ khác nhau. Một số khoáng chất không có sự phân tách nào cả. Vì sự phân tách, như một biểu hiện của cấu trúc bên trong của khoáng chất, là đặc tính cố định của chúng nên nó đóng vai trò là một đặc điểm chẩn đoán quan trọng.
Độ cứng là lực cản mà khoáng chất mang lại khi bị trầy xước. Độ cứng phụ thuộc vào cấu trúc tinh thể: các nguyên tử trong cấu trúc của một khoáng chất càng liên kết chặt chẽ với nhau thì càng khó làm xước nó. Talc và than chì là những khoáng chất dạng tấm mềm, được tạo thành từ các lớp nguyên tử liên kết với nhau rất chặt chẽ. lực yếu. Khi chạm vào chúng có cảm giác nhờn: khi cọ xát vào da tay, từng lớp mỏng sẽ bong ra. Khoáng chất cứng nhất là kim cương, trong đó các nguyên tử carbon liên kết chặt chẽ đến mức chỉ có một viên kim cương khác mới có thể làm xước nó. Vào đầu thế kỷ 19. Nhà khoáng vật học người Áo F. Moos đã sắp xếp 10 khoáng chất theo thứ tự độ cứng tăng dần. Kể từ đó, chúng được sử dụng làm tiêu chuẩn cho độ cứng tương đối của khoáng chất, được gọi là. Thang đo Mohs (Bảng 1)
CÂN ĐỘ CỨNG MOH
Mật độ và khối lượng nguyên tử của các nguyên tố hóa học thay đổi từ hydro (nhẹ nhất) đến uranium (nặng nhất). Tất cả các yếu tố khác đều bằng nhau thì khối lượng của chất gồm các nguyên tử nặng lớn hơn khối lượng của chất gồm các nguyên tử nhẹ. Ví dụ, hai cacbonat - aragonit và cerussite - có cấu trúc bên trong tương tự nhau, nhưng aragonit chứa các nguyên tử canxi nhẹ và cerussite chứa các nguyên tử chì nặng. Kết quả là khối lượng cerussite vượt quá khối lượng aragonit có cùng thể tích. Khối lượng trên một đơn vị thể tích của một khoáng chất cũng phụ thuộc vào mật độ đóng gói nguyên tử. Canxit, giống như aragonit, là canxi cacbonat, nhưng trong canxit, các nguyên tử ít mật độ hơn nên nó có khối lượng trên một đơn vị thể tích nhỏ hơn aragonit. Khối lượng tương đối hoặc mật độ phụ thuộc vào thành phần hóa học và cấu trúc bên trong. Mật độ là tỷ lệ khối lượng của một chất với khối lượng của cùng một thể tích nước ở 4° C. Vì vậy, nếu khối lượng của một khoáng chất là 4 g và khối lượng của cùng một thể tích nước là 1 g thì mật độ của khoáng vật là 4. Trong khoáng vật học, người ta thường biểu thị mật độ bằng g/cm3.
Mật độ là một đặc điểm chẩn đoán quan trọng của khoáng chất và không khó để đo lường. Đầu tiên, mẫu được cân trong không khí và sau đó trong nước. Vì mẫu ngâm trong nước chịu tác dụng của lực nổi hướng lên trên nên trọng lượng của mẫu ở đó nhỏ hơn trọng lượng trong không khí. Trọng lượng giảm đi bằng trọng lượng của nước chiếm chỗ. Do đó, mật độ được xác định bằng tỷ lệ khối lượng của mẫu trong không khí với trọng lượng mất đi trong nước.
Nhiệt điện. Một số khoáng chất, chẳng hạn như tourmaline, calamine, v.v., trở nên nhiễm điện khi được làm nóng hoặc làm lạnh. Hiện tượng này có thể được quan sát bằng cách thụ phấn cho một khoáng chất làm mát bằng hỗn hợp lưu huỳnh và bột chì đỏ. Trong trường hợp này, lưu huỳnh bao phủ các khu vực tích điện dương trên bề mặt khoáng chất và minium bao phủ các khu vực có điện tích âm.
Từ tính là đặc tính của một số khoáng chất tác dụng lên một kim từ tính hoặc bị nam châm hút. Để xác định từ tính, hãy sử dụng kim từ tính đặt trên một giá ba chân nhọn hoặc guốc hoặc thanh từ tính. Nó cũng rất thuận tiện để sử dụng kim hoặc dao từ tính.
Khi kiểm tra từ tính, có thể xảy ra ba trường hợp:
a) khi khoáng chất ở trong hình thức tự nhiên(“tự nó”) tác động lên kim nam châm,
b) khi khoáng vật chỉ trở nên có từ tính sau khi nung trong ngọn lửa khử của ống thổi
c) khi khoáng vật không biểu hiện từ tính trước hoặc sau khi nung trong ngọn lửa khử. Để nung với ngọn lửa khử, bạn cần lấy những miếng nhỏ có kích thước 2-3 mm.
Ánh sáng. Nhiều khoáng chất không tự phát sáng sẽ bắt đầu phát sáng trong những điều kiện đặc biệt nhất định.
Có sự lân quang, phát quang, nhiệt phát quang và phát quang ba chiều của khoáng chất. Sự lân quang là khả năng của một khoáng chất phát sáng sau khi tiếp xúc với tia này hoặc tia khác (willit). Sự phát quang là khả năng phát sáng tại thời điểm chiếu xạ (scheelite khi chiếu tia cực tím và tia âm cực, canxit, v.v.). Nhiệt phát quang - phát sáng khi đun nóng (fluorite, apatit).
Phát quang ba chiều - phát sáng tại thời điểm gãi bằng kim hoặc tách (mica, corundum).
Tính phóng xạ. Nhiều khoáng chất chứa các nguyên tố như niobi, tantalum, zirconi, đất hiếm, uranium, thorium thường có hoạt độ phóng xạ khá đáng kể, dễ dàng phát hiện ngay cả bằng máy đo phóng xạ gia dụng, có thể dùng làm dấu hiệu chẩn đoán quan trọng.
Để kiểm tra độ phóng xạ, giá trị nền trước tiên được đo và ghi lại, sau đó khoáng chất được đưa đến gần máy dò của thiết bị hơn. Sự gia tăng số đọc hơn 10-15% có thể đóng vai trò là một chỉ số về độ phóng xạ của khoáng chất.
Độ dẫn điện. Cả một loạt khoáng chất có độ dẫn điện đáng kể, cho phép chúng được phân biệt rõ ràng với các khoáng chất tương tự. Có thể kiểm tra bằng máy kiểm tra thông thường trong gia đình.
CHUYỂN ĐỔI BIỂU SINH CỦA VỎ TRÁI ĐẤT
Các chuyển động biểu sinh là sự nâng lên và sụt lún chậm của lớp vỏ trái đất mà không gây ra những thay đổi về sự xuất hiện ban đầu của các lớp. Những chuyển động thẳng đứng này có tính chất dao động và thuận nghịch, tức là sự gia tăng có thể được thay thế bằng sự sụt giảm. Những chuyển động này bao gồm:
Những cái hiện đại, được ghi lại trong trí nhớ của con người và có thể được đo bằng công cụ bằng cách san lấp mặt bằng lặp đi lặp lại. Tốc độ hiện đại chuyển động dao động trung bình không quá 1-2 cm/năm, ở vùng núi có thể tới 20 cm/năm.
Các chuyển động tân kiến tạo là các chuyển động diễn ra trong thời kỳ Neogen-Đệ tứ (25 triệu năm). Về cơ bản, chúng không khác gì những cái hiện đại. Các chuyển động tân kiến tạo được ghi lại trong các bức phù điêu hiện đại và phương pháp chính nghiên cứu của họ là địa mạo. Tốc độ di chuyển của chúng thấp hơn rất nhiều, ở vùng núi - 1 cm/năm; ở đồng bằng - 1 mm/năm.
Chuyển động thẳng đứng chậm cổ xưa được ghi lại trong các phần đá trầm tích. Tốc độ chuyển động dao động của người cổ đại, theo các nhà khoa học, nhỏ hơn 0,001 mm/năm.
Chuyển động tạo núi xảy ra theo hai hướng - ngang và dọc. Nguyên nhân đầu tiên dẫn đến sự sụp đổ của đá và hình thành các nếp gấp và lực đẩy, tức là. đến sự thu nhỏ bề mặt trái đất. Chuyển động thẳng đứng dẫn đến việc nâng cao khu vực xảy ra nếp gấp và thường xuất hiện các cấu trúc núi. Chuyển động tạo núi xảy ra nhanh hơn nhiều so với chuyển động dao động.
Chúng đi kèm với hoạt động magma phun trào và xâm nhập tích cực, cũng như sự biến chất. Trong những thập kỷ gần đây, những chuyển động này được giải thích là do sự va chạm của các khối lớn tấm thạch quyển, di chuyển theo chiều ngang dọc theo lớp asthenospheric của lớp phủ trên.
CÁC LOẠI ĐỖI KIẾN TRÚC
Các loại rối loạn kiến tạo:
a – dạng gấp (plicate);
Trong hầu hết các trường hợp, sự hình thành của chúng gắn liền với sự nén hoặc nén vật chất của Trái đất. Các đứt gãy nếp uốn về mặt hình thái được chia thành hai loại chính: lồi và lõm. Trong trường hợp mặt cắt ngang, các lớp có tuổi đời lâu hơn nằm ở lõi của nếp gấp lồi và các lớp trẻ hơn nằm ở các cánh. Mặt khác, các khúc cua lõm có lớp lắng đọng trẻ hơn trong lõi của chúng. Ở các nếp gấp, các cánh lồi thường nghiêng sang hai bên so với bề mặt trục.
b – các dạng không liên tục (rời rạc)
Sự xáo trộn kiến tạo đứt gãy là những thay đổi trong đó tính liên tục (toàn vẹn) của đá bị phá vỡ.
Các đứt gãy được chia thành hai nhóm: các đứt gãy không có sự dịch chuyển của các tảng đá được ngăn cách bởi chúng so với nhau và các đứt gãy có sự dịch chuyển. Cái đầu tiên được gọi là vết nứt kiến tạo, hay diaclase, cái thứ hai được gọi là paraclase.
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ĐƯỢC SỬ DỤNG
1. Belousov V.V. Tiểu luận về lịch sử địa chất. Về nguồn gốc của khoa học Trái đất (địa chất cho đến cuối thế kỷ 18). – M., – 1993.
Vernadsky V.I. Tác phẩm chọn lọc trong lịch sử khoa học. – M.: Nauka, – 1981.
Povarennykh A.S., Onoprienko V.I. Khoáng vật học: quá khứ, hiện tại, tương lai. – Kyiv: Naukova Dumka, – 1985.
Những ý tưởng hiện đại về địa chất lý thuyết. – L.: Nedra, – 1984.
Khain V.E. Những vấn đề cơ bản của địa chất hiện đại (địa chất trước ngưỡng cửa thế kỷ XXI). – M.: Thế giới khoa học, 2003..
Khain V.E., Ryabukhin A.G. Lịch sử và phương pháp luận của khoa học địa chất. – M.: MSU, – 1996.
Hallam A. Tranh chấp địa chất lớn. M.: Mir, 1985.
Nội sinh là các quá trình nội bộ; ngoại sinh - bên ngoài, bề mặt, đối với họ nguồn năng lượng là năng lượng của Mặt trời và lực hấp dẫn (trường hấp dẫn của Trái đất).
Các quá trình nội sinh bao gồm:
Magmatism (bắt nguồn từ từ magma) là một quá trình gắn liền với sự ra đời, vận động và biến đổi magma thành đá lửa;
Kiến tạo (chuyển động kiến tạo) - bất kỳ chuyển động cơ học nào của vỏ trái đất - nâng lên, sụt lún, chuyển động ngang, v.v.;
Động đất là hậu quả của các chuyển động kiến tạo nhưng thường được xem xét độc lập;
Biến chất - quá trình dẫn đến sự thay đổi thành phần, cấu trúc của các loại đá bên trong Trái Đất khi thay đổi thông số vật lý và hóa học(áp suất, nhiệt độ,…).
Các quá trình ngoại sinh bao gồm các quá trình xảy ra trên hoặc gần bề mặt làm thay đổi diện mạo Trái đất và gắn liền với các hoạt động của khí quyển, thủy quyển và sinh quyển:
Phong hóa (tăng sinh);
Hoạt động địa chất gió;
Hoạt động địa chất của dòng nước chảy;
Hoạt động địa chất của nước ngầm;
Hoạt động địa chất của tuyết, băng, lớp băng vĩnh cửu;
Hoạt động địa chất của biển, hồ, đầm lầy;
Hoạt động địa chất của con người.
Các quá trình nội sinh tạo ra sự không đồng đều trên bề mặt Trái đất. Phần lớn nhất trong số chúng được tạo ra chuyển động kiến tạo. Với sự chuyển động đi xuống (hạ thấp) của các phần vỏ trái đất, các vùng trũng của hồ, biển và đại dương lớn xuất hiện. Với những chuyển động đi lên (nâng cao) của các phần riêng lẻ của vỏ trái đất, sự nâng lên của núi xuất hiện, các nước miền núi và toàn bộ các châu lục.
Các quá trình ngoại sinh phá hủy các khu vực cao trên bề mặt trái đất và có xu hướng lấp đầy các vùng trũng. Như vậy, địa hình Trái Đất là đấu trường của cuộc đấu tranh không ngừng nghỉ giữa các lực lượng nội sinh và ngoại sinh, sự biểu hiện và đối đầu của các lực lượng này là không thể nếu không có nhau. Mối liên hệ không thể tách rời như vậy được gọi là biện chứng.
Sự chối bỏ và sự penepelization
Sự bóc trần đề cập đến quá trình phá hủy các tảng đá trên bề mặt Trái đất, kèm theo việc loại bỏ khối lượng bị phá hủy. Đương nhiên, sự bóc mòn dẫn đến việc hạ thấp các vùng nâng cao của hình phù điêu (Hình 4).
Hình 4 – Sơ đồ giảm độ nổi trong quá trình bóc mòn: 1 – bề mặt ban đầu, 2 – bề mặt sau quá trình bóc mòn
Là kết quả của sự phơi nhiễm trần trụi quá trình ngoại sinh và tất cả các phần đá mới, trước đây được bảo vệ khỏi tác động của khối lượng quá lớn, đều có thể bị phá hủy.
Ở một số khu vực hạn chế, hiện tượng bóc mòn thường xảy ra do hoạt động của bất kỳ yếu tố bên ngoài: xói mòn sông, xói mòn biển, v.v. Những khu vực rộng lớn đang bị hạ thấp dưới tác động tổng hợp của nhiều quá trình địa động lực bên ngoài. Quá trình bóc mòn ở các quốc gia miền núi diễn ra càng nhanh khi càng lên cao và có thể đạt tốc độ 5-6 cm mỗi năm ở các vùng cao nhất (Caucasus, Alps). Ở vùng đồng bằng, tốc độ bóc mòn thấp hơn nhiều (phần milimét mỗi năm) và ở một số nơi, nó nhường chỗ cho sự tích tụ trầm tích. Các tính toán sơ bộ cho thấy các quốc gia miền núi suy thoái dần dần khi quá trình bóc mòn vượt qua sự nâng cao kiến tạo, và tại chỗ của chúng, các đồng bằng đồi núi - peneplain, như chúng thường được gọi - có thể xuất hiện và thời gian cần thiết cho quá trình này dao động từ 20 đến 50 triệu năm. Các tính toán tương tự cho thấy để các lục địa bị phá hủy hoàn toàn, giả sử lực kiến tạo ngừng hoạt động, sẽ phải mất 200-250 triệu năm. Các lục địa có thể sụp đổ tới mức nước biển. Dưới mức này, quá trình bóc mòn thực tế dừng lại: mực nước đại dương được chấp nhận là giới hạn bóc mòn.
Mức độ bóc mòn độc lập – cục bộ – có thể tồn tại trên các lục địa; theo quy luật, đây là mức độ của các vùng trũng lớn không thoát nước (Caspian, Aral, Biển Chết).
Thuyết Pluton và núi lửa
Magmatism đề cập đến các hiện tượng liên quan đến sự hình thành, thay đổi thành phần và chuyển động của magma từ lòng Trái đất lên bề mặt của nó.
Magma là sự tan chảy tự nhiên ở nhiệt độ cao, hình thành dưới dạng các khoang riêng biệt trong thạch quyển và lớp phủ trên (chủ yếu ở tầng mềm). Nguyên nhân chính dẫn đến sự tan chảy của vật chất và xuất hiện các khoang magma trong thạch quyển là do nhiệt độ tăng lên. Sự nổi lên của magma và sự đột phá của nó vào các chân trời phía trên xảy ra do cái gọi là sự đảo ngược mật độ, trong đó các túi tan chảy ít đậm đặc hơn nhưng di động xuất hiện bên trong thạch quyển. Như vậy, magma là một quá trình sâu do nhiệt và trường hấp dẫn Trái đất.
Tùy thuộc vào bản chất chuyển động của magma, magma được phân biệt giữa xâm nhập và phun trào. Trong quá trình magma xâm nhập (chủ nghĩa pluton), magma không chạm tới bề mặt trái đất mà xâm nhập tích cực vào các tảng đá nằm phía trên vật chủ, làm tan chảy một phần chúng và đông cứng lại trong các vết nứt và hốc của lớp vỏ. Trong quá trình magma phun trào (núi lửa), magma chạm tới bề mặt Trái đất thông qua kênh cung cấp, nơi nó hình thành nên núi lửa nhiều loại, và cứng lại trên bề mặt. Trong cả hai trường hợp, khi chất tan chảy đông đặc lại, đá lửa được hình thành. Nhiệt độ của magma tan chảy bên trong vỏ trái đất, đánh giá bằng dữ liệu thực nghiệm và kết quả nghiên cứu thành phần khoáng sảnđá lửa nằm trong khoảng 700-1100°C. Nhiệt độ đo được của magma phun trào lên bề mặt trong hầu hết các trường hợp dao động trong khoảng 900-1100°C, đôi khi đạt tới 1350°C. Hơn nhiệt độ cao sự tan chảy trên mặt đất là do các quá trình oxy hóa xảy ra trong chúng dưới tác động của oxy trong khí quyển.
Xét về mặt thành phần hóa học, magma là một hệ thống đa thành phần phức tạp được hình thành chủ yếu bởi silica SiO2 và các chất có tính chất hóa học tương đương với silicat Al, Na, K, Ca. Thành phần chủ yếu của magma là silica. Có một số loại magma trong tự nhiên, khác nhau về thành phần hóa học. Thành phần của magma phụ thuộc vào thành phần của vật liệu do sự tan chảy của chúng được hình thành. Tuy nhiên, khi magma dâng lên, sự tan chảy và hòa tan một phần đá chủ của vỏ trái đất xảy ra hoặc sự đồng hóa của chúng; đồng thời, thành phần chính của nó thay đổi. Do đó, thành phần của magma thay đổi trong cả quá trình xâm nhập vào lớp vỏ trên và quá trình kết tinh. Ở độ sâu lớn trong magma, các thành phần dễ bay hơi tồn tại ở trạng thái hòa tan - hơi nước và khí (H2S, H2, CO2, HCl, v.v.) Trong các điều kiện áp lực cao nội dung của họ có thể đạt tới 12%. Chúng là những chất di động, có hoạt tính hóa học rất cao và chỉ được giữ lại trong magma do áp suất bên ngoài cao.
Trong quá trình magma nổi lên bề mặt, khi nhiệt độ và áp suất giảm, hệ thống sẽ phân rã thành hai pha - tan chảy và khí. Nếu chuyển động của magma chậm, quá trình kết tinh của nó bắt đầu trong quá trình bay lên, và sau đó nó biến thành một hệ thống ba pha: khí, tan chảy và các tinh thể khoáng trôi nổi trong đó. Việc magma nguội đi hơn nữa sẽ dẫn đến sự chuyển toàn bộ quá trình tan chảy sang pha rắn và hình thành đá lửa. Trong trường hợp này, các thành phần dễ bay hơi được giải phóng, phần chính của chúng bị loại bỏ thông qua các vết nứt xung quanh buồng magma hoặc trực tiếp vào khí quyển trong trường hợp magma phun trào trên bề mặt. Trong đá cứng, chỉ một phần nhỏ pha khí được giữ lại dưới dạng các tạp chất nhỏ trong hạt khoáng. Do đó, thành phần của magma ban đầu xác định thành phần của các khoáng chất tạo đá chính của đá được hình thành, nhưng không hoàn toàn giống với nó về hàm lượng các thành phần dễ bay hơi.