Төменгі және жоғарғы мантиясының мәртебесі мен заттардың құрамы. «Тектоносфера» тұжырымдамасы. Минералдар тіркемелер жіктелуі

Кіріспе
I. Төменгі және жоғарғы мантиясының мәртебесі мен заттардың құрамы.
II. «Тектоносфера» тұжырымдамасы.
III. Минералдар тіркемелер жіктелуі.
Қорытынды
Қолданылған әдебиеттер

Жер қойнауларын көзбе-көз зерттеудегі адамзаттың қолы жеткен табыстары ғарыш кеңістігін зерттеудегі жетістіктерінен әлдеқайда жұпыны. Бұл түсінікті де, себебі «қатты Жердің» ішкі өңіріне «ену» мүмкіндігі, сөйтіп қойнау тереңдіктеріне тиесілі заттарды қолмен ұстап, көзбен көру мүмкіндігі шектеулі. Аса терең бұрғылау ұңғымаларының жеткен тереңдігі 12 км-ден астам ғана. Жердің орташа радиусы 6371 км екендігін ескерсек, жоғарыда көрсетілген шама өте болымсыз екендігін, ендеше планетамыздың қойнау ерекшеліктерін нақты зерттеу мүмкіндігі де шектеулі болатындығын шамалау қиын емес.
Жоғарыда келтірілген деректермен байланысты планетамыздың құрылысы мен заттық құрамын, сол заттардың физикалық немесе химиялық табиғатын топшылауда негізінен геофизикалық зерттеу әдістері қолданылады. Жер қойнауларының құпияларын анықтауда әсіресе сейсмикалық зерттеулердің алатын орны ерекше. Жер термикасы деп аталатын геофизикалық зерттеу әдісі де біршама маңызды. Геофизиканың гравиметрия, магнитометрия және электрометрия деп аталатын зерттеу әдістері планета құрылысы мен құрамының кейбір мәселелерін анықтауда ғана қолданылады, бұл әдістер әсіресе планетамыздың сыртқы қатты қабығы болып табылатын жер қыртысының өзіндік ерекшеліктерін анықтауда, пайдалы қазба кенорындарын іздеу және барлау ісінде мейілінше маңызды.

«Кристаллография, минералогия, петрография» кітабы

Пән: Геология, Геофизика, Геодезия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 16 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ ШӘКӘРІМ АТЫНДАҒЫ СЕМЕЙ
МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ.

Геология және геоморфология пәнінен

СӨЖ

Тақырыбы: Төменгі және жоғарғы мантиясының мәртебесі мен заттардың құрамы.
Тектоносфера тұжырымдамасы. Минералдар тіркемелер жіктелуі.

Орындаған: ГК-407-С
тобының студенті Меңдыбаева М.Б.
Тексерген: Чигаева Ж.Е.

Семей 2015 жыл

Жоспар
Кіріспе
I. Төменгі және жоғарғы мантиясының мәртебесі мен заттардың құрамы.
II. Тектоносфера тұжырымдамасы.
III. Минералдар тіркемелер жіктелуі.
Қорытынды
Қолданылған әдебиеттер

    Кіріспе
Жер қойнауларын көзбе-көз зерттеудегі адамзаттың қолы жеткен табыстары
ғарыш кеңістігін зерттеудегі жетістіктерінен әлдеқайда жұпыны. Бұл
түсінікті де, себебі қатты Жердің ішкі өңіріне ену мүмкіндігі, сөйтіп
қойнау тереңдіктеріне тиесілі заттарды қолмен ұстап, көзбен көру мүмкіндігі
шектеулі. Аса терең бұрғылау ұңғымаларының жеткен тереңдігі 12 км-ден астам
ғана. Жердің орташа радиусы 6371 км екендігін ескерсек, жоғарыда
көрсетілген шама өте болымсыз екендігін, ендеше планетамыздың қойнау
ерекшеліктерін нақты зерттеу мүмкіндігі де шектеулі болатындығын шамалау
қиын емес.
Жоғарыда келтірілген деректермен байланысты планетамыздың құрылысы мен
заттық құрамын, сол заттардың физикалық немесе химиялық табиғатын
топшылауда негізінен геофизикалық зерттеу әдістері қолданылады. Жер
қойнауларының құпияларын анықтауда әсіресе сейсмикалық зерттеулердің алатын
орны ерекше. Жер термикасы деп аталатын геофизикалық зерттеу әдісі де
біршама маңызды. Геофизиканың гравиметрия, магнитометрия және электрометрия
деп аталатын зерттеу әдістері планета құрылысы мен құрамының кейбір
мәселелерін анықтауда ғана қолданылады, бұл әдістер әсіресе планетамыздың
сыртқы қатты қабығы болып табылатын жер қыртысының өзіндік ерекшеліктерін
анықтауда, пайдалы қазба кенорындарын іздеу және барлау ісінде мейілінше
маңызды.
Жердің ішкі құрылысы мен құрам ерекшеліктерін сейсмикалық зерттеулер
көмегімен топшылаусейсмикалық толқындардың планета қимасынан өту
жылдамдығын саралауға негізделген. Осындай зерттеулер планета қойнауының
қимасы бір-бірінен біршама анық дараланатын үш бөлікке жіктелетіндігін
анықтады, олар – жер ядросы, жер мантиясы және жер қыртысы.

I. Төменгі және жоғарғы мантиясының мәртебесі мен заттардың құрамы.

         Жер ядросы. Сейсмикалық толқындар жылдамдығындағы келелі
өзгерістердің бірі жер қойнауының 2900 км тереңдігінде көрініс беретіндігі
анықталған. Нақ ос тереңдікте қума сейсмиклық толқындар өз жылдамдығын
14 кмс-тен 8 кмс-ке дейін күрт азайтатын болса, планета қимасындағы өз
жылдамдығының ең жоғарғы көрсеткіші долып табылатын 7 кмс-ке
жеткен көлденең сейсмикалық толқындар толығымен тұтылатындығы, яғни мүлдем
ғайып болатындығы белгілі болған. Ғалымдардың топшылауынша, нақ осы 2900 км
тереңдікте жердің сыртқы ядросы басталады деп есептелінеді.Көлденең
сейсмикалық толқындардың көрсетілген деңгейде із-түзсіз жоғалуы сыртқы
ядроның сұйық заттардан тұратындығын дәлелдейді, себебі көлденең
сейсмикалық толқындар  сұйық заттардан өте алмайтындығы белгілі.
Сұйық заттардан тұратын сыртқы ядро қимасында өз қозғалысын
жалғастырған қума сейсмикалық толқындар  жылдамдығының ядро қимасындағы
екінші күрт өзгерісі 5120 км тереңдікте көрініс береді: сыртқы ядроның
желегі (беті) деңгейінде 8,1 кмс-ке дейін баяулаған бұл толқындар
жылдамдығы сол 5120 км тереңдікке дейін баяу қарқында бірте-бірте шамамен
10,1 кмс-ке дейін қайтадан өсе бастайды да, нақ осы деңгейде 11,3 кмс-ке
дейін күрт жылдамдайды. Бұл дерек сол 5120 км тереңдікте сұйық заттардан
тұратын сыртқы ядро тамамдалып, жердің ішкі ядросы басталатындығын
көрсетеді. Қума сейсмикалық толқындар жылдамдығының ішкі ядро қимасында
айтарлықтай өзгерістерге ұшырамауы, яғни бірқалыпты сақталуы (11,1-
11,3 кмс) оның бірыңғай қатты заттардан тұратындығын көрсетеді.
Бес миллионға жуық моделдеу (пішімдеу) нәтижелерін электрондық есептеу
машиналары көмегімен саралау жердің сыртқы ядросын құрайтын заттар
тығыздығының орташа мөлшері 9,4-10 гсм3болатындығын, ал жердің ішкі
ядросы заттарының тығыздығы 13-13,5 гсм3-ге жетуі мүмкін екендігін
көрсеткен.
Жер ядросы  деңгейлеріндегі температура мөлшері жайлы ой-пікірлер алуан
түрлі, алайда ядро заттары қимасының бұл көрсеткіші кем дегенде ондаған мың
градуспен өлшенуі тиіс екендігі айтарлықтай талас туғызбайды.
Бүгінгі ресми ғылым жер ядросы азын-аулақ мөлшерде күкірт
концентрациясын (үйірімін) кіріктіретін темір-никель қоспаларынан тұрады
деп есептейді. Алайда бұл тұжырым қапысыз дәлелденген қағида емес. Жер
ядросының  заттық құрамы жайлы бұл байлам, геотектоника ғылымының өзге де
талай-талай қағидалары сияқты, жалпылама жорамалдарға ғана негізделген. Жер
ядросы темір-никель сияқты магнитті металдар қоспасынан тұратын болса, ол
неге екі түрлі физикалық жағдайға жіктелген (қатты ішкі ядро және сұйық
сыртқы ядро), жер ядросы деңгейіндегі ғаламат жоғары температура аталған
қоспаны түгелімен балқытып жібермеуіне не себеп, қалыпты жағдайдағы
тығыздығы шамамен 7,8 гсм3мөлшерге сәйкес келетін темірдің ядро қимасында
9,7-13,5 гсм3 аралығында тығыздала түсуін қалай түсіндіреміз деген
сияқты ірілі-ұсақты сұрақтар әзірге біржақты жауабын тапқан жоқ.
Жер мантиясы  2900 км  тереңдіктегі жер ядросының желегінен
басталып жер қыртысының  табаны (орта есеппен 35-40 км тереңдікте
орналасқан) аралығын қамтитын қатқабаттар жиынтығын қамтиды.Жер
қыртысының табаны Мохоровичич шекарасы деп аталатындығы белгілі. Планета
қимасының бұл деңгейі әлемдік мұхит түбінде 4-10 км тереңдікте көрініс
берсе, континенттер аумағында 35-75 кмаралығында өзгереді.
Сейсмикалық толқындар жылдамдығының біршама күрт өзгеруі деңгейлерін
анықтау нәтижесінде жер мантиясы шартты түрде үш бөлікке жіктелген,
олар төменгі мантия, ауысу белдемі және жоғарғы мантия деп аталады.
Төменгі мантия 2900-800 км тереңдіктер аралығын қамтиды, оны құрайтын
заттар түрлі құрамдысиликаттардан тұрады деп есептеледі. Сейсмикалық
толқындар жылдамдығы төменгі мантияқимасында біршама баяу қарқында бірте-
бірте артып отырады. Осы жылдамдық көрсеткіштерін жан-жақты талдау
нәтижесінде төменгі мантия заттарының тығыздығы шамамен 5,5-5,8 гсм3-ге
сәйкес келетіндігі есептеліп шығарылған. Төменгі мантия қатқабаты алыс шет
ел геологиялық әдебиетінде жер мантиясының D қабаты деген атаумен
оқшауланады.
         Ауысу белдемі шамамен 800-400 км тереңдіктер аралығын қамтиды.
Кейбір ғалымдар оның астыңғы жапсары 950 км  тереңдіктен басталады деп
есептейді.  Ауысу белдеуі  қимасында  қума сейсмикалық
толқындар  жылдамдығы айтарлықтай артады (11-11,5 кмс-ке дейін), сондықтан
бұ деңгейді кейде сейсмикалық толқындар жылдамдығының қалыптан тыс арту
белдемі деп те атайды. Алыс шет елдердің геологиялық әдебиетінде ауысу
белдемі жер мантиясының С қабаты деген атауға ие. Ауысу белдемін құрайтын
заттар да түрлі құрамды силикаттарға сәйкес келеді деп шамаланады,
ал ауысу белдемі мен төменгі мантия жапсарының (шамамен 800-
950 км тереңдіктер) табиғаты силикаттардың бірінші түрлі фазалық жағдайдан
екінші түрлі фазалық жағдайға ауысуымен түсіндіріледі.
Жоғарғы мантия шамамен 400 км тереңдіктен жер қыртысының 35-75 км
тереңдікте орналасқан табаны аралығын қамтиды. Бұл
қабат геотектоника ғылымының көкейтесті мәселелерін болжамдауда өте
маңызды, себебі геологияның негізгі зерттеу нысаны болып табылатын жер
қыртысына  тиесілі әр түрлі дәрежедегі тектоникалық
құрылымдардың қалыптасуы, геологиялық дамуы және тұрақтануы нақ осы жоғарғы
мантия  деңгейінен бастау алатын  тектоникалық қозғалыстарға тәуелді. Алыс
шет елдердің геологиялық әдебиетінде жоғарғы мантияны жер мантиясының В
қабаты деп атайды.
Жоғарғы мантия  бір-бірінен анық ерекшеленетін екі қабаттан тұрады,
оның ауысу белдемімен жапсарласатын астыңғы қабаты астеносфера, ал
үстіңгі жағынан жер қыртысымен  төселетін үстіңгі қабаты литосфералық
мантия, немесе перидотитті қабат деп аталады.
Орта есеппен 400 км-дей тереңдіктен басталатын астеносфера  қатқабаты
негізінен алғанда өзін құрайтын заттардың тұтқырлығы тұрғысынан
ерекшеленеді. Жер қимасының сұйық күйдегі сыртқы ядроға  дейінгі бөлігі,
жалпы алғанда, қатты заттардан тұрады деп есептелінеді (көлденең
сейсмикалық толқындардың сыртқы ядроға  дейін тұтылмауы бұған дәлел).
Алайда нақ осы астеносфера деңгейіндегі заттар ішінара балқыған түрде
болады деп шамаланады, сондықтан оның тұтқырлығы төмен болуы тиіс. Физика
ғылымында Бингам денесі деген атауды иеленген, өз тұтқырлығының төмен
көрсеткішімен сипатталатын мұндай заттардың өздеріне тән ерекшелігі –
олардың бірте-бірте күшейтілген кернеулер жағдайында сұйықтарға ұқсап аға
бастауға икемділігі, ал кернеу кенеттен берілген жағдайда қатты заттар
сияқты омырылғыш болып келетіндігі. Заттар Бингам денесінің осы қасиетін
иеленуі үшін оның бір пайызы ғана балқыған күйде болуы жеткілікті көрінеді.
Міне, осындай ішінара балқыған, сондықтан да біртіндеп берілген кернеулер
жағдайында азын-аулақ дәрежеде болса да ағуға қабілетті заттардан
тұратын астеносфера  қатқабаты планетаның ішкі өңірінен көтерілген ғаламат
мол жылуды өз бойына жинақтаушы болуы ықтимал, ал мұның өзі оның
мейілінше қозғалмалы (аққыш) болуын қаматамасыз ете отырып,
бүкіл тектоникалық қозғалыстардың қозғаушы күші рөлін атқаруына жағдай
жасайтын болады.
Жоғарғы мантияның астеносфера  қатқабатын кейде толқынтыс
(волновод) немесе төмен дәрежелі сейсмикалық жылдамдықтар қабаты деп те
атайды. Оның бұлай аталу себебі осы астеносфераны көмкерген литосфе ралық
мантияның  қимасында біршама қарқынды сипатта жоғарлай
бастайтын қума және  көлденең сейсмикалық толқындар  жылдамдығының
сол   астеносфера  деңгейінде азды-көпті баяулап қалатындығы болып
табылады.
Астеносфераның  беткі деңгейінің (литосфералық мантиямен  жапсарласу
деңгейінің) орналасу тереңдігі тұрақты емес: мұхиттар ауқымында,
әсіресе орталық мұхиттық жоталар  өңірінің нақ орта тұсына сәйкес
келетін мұхиттық рифтілердің  астында астеносфера  м ұхит түбіне (жер
бетіне) өте жақын орналасқан (15-20 км-ден аспайтын болса керек) және бұл
өңірдегі астеносфера  заттарының тұтқырлығы да айтарлықтай төмен (физикалық
жағдайы сұйықтарға жақындай түседі). Континенттер өңіріндегі, әсіресе
көне платформалардың  астындағы аст еносфера  қатқабатының беткі жазықтығы
150-200 км-дей тереңдіктер деңгейінде орналасқан болса керек. Континенттер
ауқымындағы бұл жапсар өте көмескі болып келеді, себебі бұл аймақтарға
тиесілі астеносфера  заттарының тұтқырлығы айтарлықтай жоғарлайды,
сондықтан оны өзімен жапсарласатын литосфералық мантияның бірыңғай қатты
заттарынан ажырату қиындай түседі. Континенттер
өңіріндегі астеносфера мен литосфер алық мантия заттарына тиесілі тұтқырлық
және тығыздық көрсеткіштерінің бір-бірімен шамалас болуы (мәселен, аталған
өңірдегі литосфералық мантия заттарының тығыздығы 3,1-
3,3 гсм3, астеносфера заттарының бұл көрсеткіші 3,4-3,5 гсм3) кейбір
ғалымдар тарапынан континенттердің астында, әсіресе
көне платформалардың  астында астен осфера  қатқабаты мүлдем болмайды деген
мазмұндағы пікірлердің туындауына себепші болғандығын ескерген жөн.
А.Э.Рингвуд және Д.Х.Грин деген петрологтардың зерттеулеріне
сәйкес, астеносфера заттары пиролит деп аталады. Пиролит терминінің
арғы төркінінде пироксен және оливин сөздері жатыр. Бұл екі минерал
перидотит, пироксенит, оливинит, дунит, гарцбургит, т.с.с. ультранегізді
магмалық таужыныстарды құрайтын негізгі минералдар екендігі белгілі.
Алайда астеносфера  пиролитінің құрамында аталған екі минералмен қатар
кварц, плагиоклаздар сияқты өзге де минералдар түзетін компоненттер
(құрамбөліктер) де болуы тиіс.
Жоғарыда келтірілген мәліметтерді қорыта
айтқанда, астеносфераны құрайтын пиролит ультранегізді және негізді
құрамды магмалық таужыныстар қалыптастырудың қайнар көзі және бірден-бір
негізі болып шығады. Олай болса, нақ осы астеносфера пиролиттерінің
балқуы салдарынан қалыптасқан магма есебінен жердің мұхиттық литосферасы
түзілетін болса керек, мұндай литсфера қимасының астыңғы ¾ бөлігі
ультранегізді магмалық таужыныстардан, ал үстіңгі ¼ бөлігі негізді құрамды
магмалық таужыныстардан (габбролар мен базальттардан) тұратындығы,
А.Э.Рингвуд пікіріне сәйкес, зертханалық зерттеулер нәтижесінде
дәлелденген. Мұхит түбінде жүргізілген геофизикалық зерттеулер мұхиттық
литосфера қимасы расынан да жоғарыда келтірілген моделге сәйкесетіндігін
көрсеткен. Литосфералық тақталар тектоникасы (ЛТТ) тұжырымдамасына сәйкес,
осы мұхиттық литосфераның континентпен әркеттесуі нәтижесінде күрделі
құрамды континенттік литосфера қалыптасатынға ұқсайды. Ал континенттік
литосфераны көмкерген континенттік қыртысты  құрайтын таужыныстар құрамында
ультранегізді магмалық таужыныстар сирек ұшырасатындығы, ал орташа құрамды
(диориттер мен андезиттер) және қышқыл құрамды (граниттер мен риолиттер)
магмалық таужыныстардың үлес салмағы негізді құрамды таужыныстардан (габбро
мен базальттардан) тіпті де кем соқпайтындығы белгілі.
Енді жоғарғы мантияның жоғарғы бөлігіне, яғни литосфералық
мантия  қатқабатына кеңірек тоқталалық. Бұл қатқабатты кейде перидотитті
қабат деп те атайды, олай болса литосфералық мантияның  негізін перидотит,
пироксенит, оливинит, дунит, гарцбургит, т.с.с. ультранегізді құрамды
магмалық таужыныстар құрайтын болғаны. Бұл тұжырым шындыққа сәйкес келетін
болса керек, себебісейсмикалық толқындардың осы литосфералық мантия
(перидотитті қабат)  қимасынан өту жылдамдығы оны құрайтын заттар
тығыздығының шамамен 3,1-3,3 гсм3 аралығында болуы тиіс екендігін
көрсеткен.
Литосфералық мантия (перидотитті қабат) жер қыртысымен біріге отырып
Жердің литосферадеп аталатын беткі қатты қабатын
құрайды. Литосфераны  планетамыздың ұзақтығы шамамен 3,7 млрд
жылмен өлшенетін геологиялық дамуы тарихында осы планетамыздың ішкі
заттарының балқымалары есебінен қалыптасып қатайған сыртқы қатты қабығы деп
түсінген ләзім. Екінші сөзбен айтқанда, Жер планета ретінде қалыптасып
болып, енді геологиялық нысан ретінде дами бастаған сәтте (мәселен, архей
эрасының басында, яғни осыдан шамамен 3,7 млрд жыл  бұрын)
тұңғыш литосфера  жұрындары қалыптасқан да, кейінгі геологиялық эраларда
аталған жұрын ішкі заттар есебінен бірте-бірте қалыңдай берген, сөйтіп
бүгінгі күрделі құрамды және біршама қалың (мұхиттар түбінде шамамен 20-
50 км, континенттер ауқымында шамамен 200 км-ге дейін) литосфера қатқабаты
қалыптасып үлгерген.
Литосфералық мантия (перидотитті
қабат) қатқабатының астеносферамен жапсарласу сипаты әдейі түсінік беруді
қажет ететін маңызды мәселе. Бұл екі қатқабаттың өзара астасу табиғаты
изостатикалық тепе-теңдіктің сақталу заңдылығына
бағынады. Изостазия  (грек. статис – тепе-теңдік)
дегеніміз литосфера массасының асте носфера бетінде ұдайы қалқып тұруы,
сөйтіп үнемі гидростатикалық тепе-теңдікті сақтау жағдайы. Екінші сөзбен
айтқанда, изостазиялық тепе-теңдік заңдылығына сәйкес, литосфераның әр
түрлі аймақтары өздерінің массасына, яки салмағына (қалыңдығына) орай ұдайы
жоғары-төмен қозғалып тұруға мәжбүр. Қатты таужыныстардан тұратын,
салыстырмалы түрде алғанда біршама жеңіл (тығыздығы
төмен) литосфераның ішінара балқымалы күйдегі,
бірақ литосфера таужынстарына қарағанда тығыздау заттардан
тұратын астеносфераменөзара қарым-қатынас сипаты айсбергтердің
(кезбемұздардың) су бетінде ұдайы қалқып жүру заңдылығына саяды (қатты
мұздың тығыздығы шамамен 0,9 гсм3, ал сұйық судың тығыздығы
1 гсм3);айсберг (кезбемұз) неғұрлым көлемді, яки салмақты болса, ол
солғұрлым су түбіне қарай сұғына түспек, яғни оның ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.