Земная кора и литосфера. Состав, строение и развитие. Земная поверхность: формы рельефа суши, дна Мирового океана. Полезные ископаемые, зависимость их размещения от строения земной коры и рельефа. Минеральные ресурсы Земли, их виды и оценка - ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ - ПРИРОДА ЗЕМЛИ И ЧЕЛОВЕК

Тело Земли принято делить на три основные части — литосферу (земную кору), мантию и ядро (табл. 6).

Таблица 6

Внутреннее строение Земли

Геосфера	Глубина (в км)	Название слоя	Состав	Особенности
Кора	от 0 до 10-70	Земная кора	Граниты и базальты
Мантия	до 410	Верхняя мантия	Твердые кремниевые породы, окислы кремния и магния	У нижней границы мантии давление достигает 130 Га, температура 5000 К
	410-1000 1000-2700	Переходный слой, нижняя мантия
	2700-2900	Переходный слой, жидкий
Ядро	2900-5060 5060-5270	Верхний слой ядра	Жидкое состояние вещества
	5270-6370	Внутренняя часть твердого ядра	Твердые железо и никель	Давление превышает 3,6 1011 Па, температура 8000 К

В истории Земли выделяют несколько этапов (см. табл. 7).

Таблица 7

Геохронологическая таблица

Эон	Эры, млн лет	Периоды, млн лет	Основные этапы развития жизни	Складчатость	Главнейшие геологические события. Облик земной поверхности	Наиболее характерные полезные ископаемые
Фанерозой	Кайнозойская KZ, 70	Четвертичный, 2 Неогеновый, 25 Палеогеновый, 41	Господство покрытосеменных. Расцвет фауны млекопитающих. Появление человека. Существование природных зон, близких к современным, при неоднократных смещениях границ	Альпийская (Кайнозойская)	Общее поднятие территории. Неоднократные оледенения Возникновение молодых гор в областях кайнозойской складчатости. Возрождение гор в областях всех древних складчатостей Разрушение мезозойских гор	Торф, россыпные месторождения золота, алмазов, драгоценных камней Бурые угли, нефть, янтарь Фосфориты, бурые угли, бокситы
	Мезозойская MZ, 165	Меловой, 70 Юрский, 50 Триасовый, 40	Расцвет голосеменных и гигантских рептилий. Распространение аммонитов и белемнитов. Появление лиственных древесных пород, птиц и млекопитающих	Киммерийская (Мезозойская)	Возникновение молодых гор в областях мезозойской складчатости Образование современных океанов. Жаркий влажный климат Наибольшее за всю историю Земли отступание морей и поднятие материков, разрушений домезозойских гор. Обширные пустыни	Нефть, горючие сланцы, мел, уголь, фосфориты Каменные угли, нефть, фосфориты Каменные соли
	Палеозойская PZ, 330	Пермский, 45 Каменноугольный, 65 Девонский,55 Силурийский, 35 Ордовикский, 60 Кембрийский, 70	Расцвет папоротников и других споровых растений. Время рыб, морских кораллов, трилобитов и земноводных	Герцинская (Позднепалеозойская)	Возникновение молодых гор в областях герцинской складчатости. Сухой климат Широкое распространение заболоченных низменностей. Жаркий, влажный климат Уменьшение площади морей. Жаркий климат. Первые пустыни Возникновение молодых гор в областях кайнозойской складчатости Уменьшение площади морских бассейнов Возникновение молодых гор в областях байкальской складчатости Затопление обширных пространств морями	Каменные и калийные соли, гипс Обилие углей и нефти Соли, нефть
			Появление на Земле животных и растений	Каледонская (Раннепалеозойская)		Каменная соль, гипс, фосфориты
Криптозой (Докембрий)	Протерозойская PR, 2000	Верхний протерозой (Рифей) Нижний протерозой	Зарождение жизни в воде. Время бактерий и сине-зеленых водорослей	Байкальская	Начало байкальской складчатости Мощный вулканизм	Огромные запасы железных руд, слюда, графит
	Архейская АR, 1800				Древнейшие складчатости Напряженная вулканическая деятельность	Железные руды

Горные породы — основное вещество, слагающее земную кору. По происхождению горные породы делят на несколько групп (табл. 8).

Таблица 8

Примеры горных пород

Горные породы
осадочные
неорганические		органические
обломочные	химические	Нефть Каменный уголь Мел Известняк
Валуны Щебень Галька Гравий Песок Глина	Калийная и поваренная соль Гипс Фосфориты
магматические		метаморфические
интрузивные	эффузивные
Гранит, диорит	Пемза, базальт, обсидиан	Мрамор, кварцит, гнейс

В земной коре различают три слоя горных пород — осадочный, гранитный, базальтовый.

Гранитный и базальтовый слои названы так потому, что в них распространены горные породы, похожие по физическим свойствам на гранит и базальт. Однако не на всех участках земной коры выделяют три слоя. Это отличие, а также мощность земной коры легли в основу выделения континентальной и океанической земной коры. Океаническая отличается от континентальной отсутствием гранитного слоя и значительно меньшей мощностью (от 5 до 10 км).

Литосферные плиты — крупные жесткие блоки литосферы Земли (рис. 11).

Рис. 11. Границы литосферных плит, их границы, названия и направление движения

Плиты, как правило, разделены глубокими разломами и перемещаются по вязкому слою мантии относительно друг друга со скоростью 2-3 см в год. В местах схождения континентальных плит происходит их столкновение, образуются горные пояса. При взаимодействии континентальной и океанической плит плита с океанической земной корой пододвигается под плиту с континентальной земной корой, в результате образуются глубоководные желоба и островные дуги (рис. 12, табл. 9).

Рис. 12. Рельеф дна Мирового океана

Таблица 9

Самые глубокие океанические желоба

Желоб	Океан	Глубина
Марианский	Тихий	10 924 м
Тонга	Тихий	10 800 м
Филиппинский	Тихий	10 497 м
Кермадек	Тихий	10 047 м
Бонин	Тихий	9 994 м

Рифт — огромный разлом в земной коре, образующийся при ее горизонтальном растяжении (т.е. там, где расходятся потоки тепла и вещества) (рис. 13).

Рис. 13. Схема образования рифта

В рифтах происходит излияние магмы, возникают новые разломы. Формируются срединно-океанические хребты, т.е. мощные подводные горные сооружения в пределах дна океана, занимающие чаще всего срединное положение.

Континентальными рифтовыми зонами являются, например, Восточно-Африканская рифтовая система, Байкальская система рифтов. Рифты и срединно-океанические хребты характеризуются сейсмической активностью и вулканизмом.

Землетрясения — это сотрясения земной поверхности, вызванные естественными причинами. В зависимости от причин, их вызывающих, землетрясения подразделяются на:

1) тектонические, связанные с образованием в земной коре разломов и движениями по ним глыб земной коры (самые распространенные);

2) вулканические, связанные с движениями магмы в очаге и канале вулкана и взрывными выбросами вулканических газов;

3) обвальные, происходящие при обвале в подземных пустотах за счет удара, производимого обвалившейся массой (возникают нечасто, имеют небольшую силу; распространяются на очень ограниченной территории).

Область в недрах Земли, в пределах которой возникает землетрясение, называется очагом землетрясения, его центр — гипоцентром, проекция гипоцентра на поверхность Земли — эпицентром. Очаги землетрясений могут находиться на глубине от 20-30 км до 500-600 км.

Сила землетрясений определяется по 12-балльной шкале. Одним баллом обозначают самое слабое землетрясение, самые сильные, в 10-12 баллов, имеют катастрофические последствия.

Вулканизм — совокупность процессов и явлений, связанных с излияниями магмы на земную поверхность.

Магма — расплавленный материал горных пород и минералов, смесь многих компонентов. В магме всегда содержатся летучие вещества: пары воды, углекислый газ, сероводород и т.д. Возникновение и движение магмы обусловлено внутренней энергией Земли.

Магма, излившаяся на поверхность, потерявшая значительную часть газов, называется лавой.

Вулканы — геологические образования, имеющие обычно конусообразную или куполовидную форму (рис. 14), сложенную продуктами извержения. В центральной части их находится канал, по которому происходит выброс этих продуктов. Реже современные вулканы имеют вид трещин, по которым время от времени происходит извержение вулканических продуктов.

Рис. 14. Строение вулкана

Вулканы, об извержении которых имеются исторические сведения, называются действующими; те, о которых таких данных нет, — потухшими. Это деление условное, так как неоднократно наблюдалось, что вулканы, считавшиеся потухшими, начинали действовать.

Крупнейшие вулканы мира представлены в табл. 10.

Таблица 10

Крупнейшие вулканы мира

Название	Высота над уровнем моря (в метрах)	Местоположение (часть света)
Котопахи	5897	Эквадор (Южная Америка)
Килиманджаро	5895	Танзания (Африка)
Орисаба	5747	Мексика (Северная Америка)
Ключевская сопка	4750	п-ов Камчатка (Азия)
Камерун	4070	Камерун (Африка)

Движение литосферных плит, а также деятельность внутренних и внешних сил приводят к деформации земной коры (рис. 15).

Рис. 15. Типы нарушений залегания пород земной коры

Тектонические структуры — совокупность структурных форм земной коры. Образование тектонических структур происходит в результате тектонических движений. Элементарные структурные формы — слои, складки, трещины и т.п. Наиболее крупные — платформы, плиты, геосинклинали и др.

Платформа — наиболее устойчивый участок литосферы, имеющий двухъярусное строение — складчатое кристаллическое основание внизу и осадочный чехол сверху.

Платформы разделяют на древние и молодые. Древние имеют докембрийский фундамент.

Складчатые области, в отличие от платформ, являются подвижными участками земной коры, испытавшими горообразование. Они образуются обычно в местах столкновения литосферных плит.

Рельеф — совокупность неровностей земной поверхности. На формирование рельефа одновременно влияют внешние и внутренние силы (рис. 16).

Рис. 16. Формирование рельефа экзогенными (внешними) и эндогенными (внутренними) силами

Основные формы земной поверхности — равнины и горы. Равнины — обширные участки суши с ровной или холмистой поверхностью, имеющие разную высоту относительно уровня Мирового океана. Приурочены к устойчивым тектоническим структурам (табл. 11).

Таблица 11

Равнины

В зависимости от характера рельефа	В зависимости от высоты	В зависимости от способа образования
1) плоские 2) холмистые	1) низменности — имеющие абсолютную высоту не более 200 м; 2) возвышенности — не выше 500 м;	1) первичные — образуются в результате обнажения морского дна; 2) денудационные — образуются в результате разрушения гор;
	3) плоскогорья — выше 500 м. Кроме того, к равнинам относятся и плато — возвышенности, образованные почти горизонтально залегающими слоями осадочных пород, с плоской поверхностью и обрывистыми склонами; могут находиться на разной высоте — от 250 до 3000 м	3) вулканические — образуются в результате заполнения изливавшейся в давнее геологическое время лавой неровностей рельефа; 4) речные аккумулятивные (аккумуляция — накопление), созданные наносами рек

Горы — определенные территории поверхности суши, возвышающиеся над уровнем Мирового океана выше 500 м и имеющие расчлененный рельеф с крутыми склонами и четко выделяемыми вершинами. Приурочены к складчатым областям (табл. 12).

Таблица 12

Горы

В зависимости от высоты	По способу образования
Низкие (до 1000 м) Средние (от 1000 до 2000 м) Высокие — выше 2000 м	1) складчатые — образованные в результате смятия в складки мощной толщи осадочных пород (преимущественно образовались в альпийскую эпоху горообразования, поэтому их называют молодыми горами); 2) глыбовые — образованные в результате поднятия на большую высоту жестких глыб земной коры (характерны для древних платформ. Внутренние силы Земли раскалывают на отдельные глыбы жесткий фундамент платформ и поднимают их на значительную высоту; как правило, древние);
	3) складчато-глыбовые — были складчатыми, в значительной степени разрушились, а затем в новые периоды горообразования отдельные их глыбы были вновь подняты на большую высоту. Эрозионные горы образуются в результате тектонических поднятий и последующего глубокого их расчленения. Частным случаем эрозионных гор являются останце- вые горы. Современный рельеф эрозионных гор создан в основном деятельностью текучих вод

Нагорья — обширные горные территории, включающие отдельные хребты, межгорные впадины, небольшие плоскогорья. Разница высот в нагорьях не достигает большой величины.

Таблица 13

Крупнейшие вершины мира

Название	Высота над уровнем моря (в метрах)	Местоположение (часть света)
Джомолунгма (Эверест)	8850	Гималаи (Азия)
пик Победы	7439	Тянь-Шань (Азия)
пик Ленина	7134	Памир (Азия)
Аконкагуа	6959	Аргентина (Южная Америка)
Чимборасо	6310	Эквадор (Южная Америка)

Минеральные ресурсы — это природные вещества минерального происхождения, находящиеся в земной коре, которые используются человеком в качестве сырья в различных отраслях материального производства (см. табл. 14).

Таблица 14

Классификация минеральных ресурсов по генезису

Минеральные ресурсы
рудные
руды черных металлов		руды цветных металлов
железные		медные
марганцевые		бокситы
		оловянные
топливные
	Уголь
	Нефть
	Природный газ Горючие сланцы
	Торф
нерудные
химическое сырье	строительные материалы		драгоценные камни
сера	горный туф		алмаз
апатиты	песок		рубин
фосфориты	глина		изумруд
поваренная соль	мрамор		корунд
калийные соли	гранит		топаз
	известняк

В наши дни используется более 200 различных видов минеральных ресурсов. Мировые запасы отдельных видов далеко не одинаковы.

Размещение минеральных ресурсов по планете характеризуется неравномерностью. Это объясняется различиями в климатических и тектонических процессах на Земле и различными условиями образования полезных ископаемых в прошлые геологические эпохи.

Топливные полезные ископаемые имеют осадочное происхождение и обычно сопутствуют чехлу древних платформ и их внутренним и краевым прогибам.

Суммарные общегеологические запасы минерального топлива нашей планеты превышают 12,5 трлн т, из них более 60% приходится на уголь, около 12% — на нефть и 15% — на природный газ, остальное — на сланцы, торф и прочие виды топлива.

Согласно оценкам, мировых разведанных запасов угля хватит, как минимум, на 155 лет.

На земном шаре известно более 3,6 тыс. угольных бассейнов и месторождений угля, которые в совокупности занимают 15% территории земной суши.

Угольный бассейн (угленосный бассейн) — крупная площадь (тысячи км²) сплошного или прерывистого развития угленосных отложений (угленосной формации) с пластами (залежами) ископаемого угля.

Месторождением полезного ископаемого называется участок земной коры, в котором в результате тех или иных геологических процессов произошло накопление минерального вещества, по количеству, качеству и условиям залегания пригодного для промышленного использования.

Угольные бассейны одного геологического возраста нередко образуют пояса угленакопления, протягивающиеся на тысячи километров.

Из общих запасов угля 40% приходится на бурый уголь и 60% — на каменный. Разведанные запасы составляют 8% от общих. Более 90% всех угольных ресурсов находятся в Северном полушарии — Азия, Северная Америка, Европа.

Десять крупнейших угольных бассейнов мира: Тунгусский, Ленский, Канско-Ачинский, Кузнецкий, Рурский, Аппалачский, Печорский, Таймырский, Западный, Донецкий.

Большая часть как общих, так и разведанных запасов сосредоточена в экономически развитых странах.

Крупнейшими странами мира по доказанным запасам углей являются: США, Россия, Китай, Индия, Австралия, ЮАР, Украина, Казахстан, Польша, Бразилия. Примерно 80% общих геологических запасов угля приходится только на три страны — Россию, США, Китай.

Существенное значение имеет качественный состав углей, в частности доля коксующихся углей, применяемых в черной металлургии. Наиболее велика их доля в запасах угля Австралии, ФРГ, России, Украины, США, Индии и Китая.

Нефтегазоносных бассейнов разведано более 600, разрабатывается 450. Основные запасы находятся в Северном полушарии, преимущественно в отложениях мезозоя. Важное место принадлежит так называемым месторождениям-гигантам с запасами свыше 500 млн т и даже свыше 1 млрд т нефти и 1 трлн м³ газа в каждом. Гигантских месторождений нефти насчитывается 50 (более половины находится в странах Ближнего и Среднего Востока), газа — 20 (они содержат свыше 70% всех запасов, такие месторождения наиболее характерны для стран СНГ).

Крупнейшие нефтегазоносные бассейны: Персидского залива, Маракайбский, Оринокский, Мексиканского залива, Техасский, Иллинойский, Калифорнийский, Западно-Канадский, Аляскинский, Североморский, Волго-Уральский, Западно-Сибирский, Дацинский, Суматринский, Гвинейского залива, Сахарский.

Обеспеченность разведанными запасами нефти при текущей добыче составляет в целом по миру 45 лет. В США этот показатель едва превышает 10 лет, в России — 20 лет, а в Саудовской Аравии он составляет 90 лет, в Кувейте и ОАЭ — около 140 лет.

Более половины разведанных запасов нефти приурочено к морским месторождениям, зоне континентального шельфа, побережьям морей. Крупные скопления нефти выявлены у берегов Аляски, в Мексиканском заливе, в приморских районах северной части Южной Америки (впадина Маракайбо), в Северном море (особенно в Британском и Норвежском секторах), в Баренцевом, Беринговом и Каспийском морях, у западных берегов Африки (Гвинейский залив), в Персидском заливе, у островов Юго-Восточной Азии и в других местах.

Страны мира, обладающие самыми большими запасами нефти, — это Саудовская Аравия, Россия, Ирак, Кувейт, ОАЭ, Иран, Венесуэла, Мексика, Ливия, США. Крупные запасы также обнаружены в Катаре, Бахрейне, Эквадоре, Алжире, Ливии, Нигерии, Габоне, Индонезии и Брунее.

Обеспеченность мировой экономики природным газом при современном уровне его добычи составляет 71 год.

Ресурсы природного газа, как правило, залегают вблизи нефтяных месторождений, поэтому наибольшими запасами располагают страны, богатые нефтью.

Страны, лидирующие по запасам газа в мире, — это Россия, Иран, Катар, Саудовская Аравия и ОАЭ. Крупные запасы также обнаружены в Туркменистане, Узбекистане, Казахстане, США, Канаде, Мексике, Венесуэле, Алжире, Ливии, Норвегии, Нидерландах, Великобритании, Китае, Брунее и Индонезии.

К металлическим рудам относятся руды железа, марганца, хрома, алюминия, свинца и цинка, меди, олова, золота, платины, никеля, вольфрама, молибдена и др.

Рудные полезные ископаемые обычно сопутствуют фундаментам и выступам древних платформ, а также складчатым областям. В таких областях они нередко образуют огромные по протяженности рудные (металлогенические) пояса — Альпийско-Гималайский, Тихоокеанский и др.

Ежегодно в мире добывается около 1100 млн т железной руды. Обеспеченность мирового хозяйства железной рудой при современном уровне ее добычи составляет 250 лет.

Ресурсами железных руд располагают многие страны. По общим и подтвержденным запасам железных руд выделяются Россия, Украина, Бразилия, Китай, Австралия. Велики запасы железных руд в США, Канаде, Индии, Франции, Швеции. Крупные месторождения находятся также в Великобритании, Норвегии, Люксембурге, Венесуэле, ЮАР, Алжире, Либерии, Габоне, Анголе, Мавритании, Казахстане, Азербайджане.

Руды цветных металлов, в отличие от черных (железных руд), имеют очень низкое процентное содержание полезных элементов (нередко десятые и даже сотые доли процента).

Из цветных металлов наиболее распространенным является алюминий, содержание руды которого в земной коре по массе составляет 10%. В основном месторождения бокситов — алюминиевых руд находятся в тропическом и субтропическом поясах. Выделяется несколько крупных бокситоносных провинций:      Средиземноморье; побережье

Гвинейского залива; побережье Австралии.

Страны мира, обладающие крупнейшими общими и подтвержденными запасами бокситов: Гвинея, Ямайка, Бразилия, Австралия, Россия.

Обеспеченность мирового хозяйства бокситами при современном уровне их добычи (80 млн т) составляет 250 лет.

Основные запасы медных руд мира сконцентрированы в основном в странах Азии (Индия, Индонезия и др.), Африки (Зимбабве, Замбия, Конго), Северной Америки (США, Канада) и СНГ (Россия, Казахстан). Ресурсы медных руд имеются и в странах Латинской Америки (Мексика, Панама, Перу, Чили), Европы (ФРГ, Польша, Югославия), Австралии и Океании (Австралия, Папуа—Новая Гвинея). Лидируют по запасам медных руд Чили, США, Канада, ДР Конго, Замбия, Перу, Австралия, Казахстан, Китай.

Обеспеченность мирового хозяйства разведанными запасами медных руд при нынешнем объеме их годовой добычи составляет примерно 56 лет.

Мировые месторождения оловянных руд находятся в Юго-Восточной Азии, в основном в Китае, Индонезии, Малайзии и Таиланде. Другие важные месторождения расположены в Южной Америке (Боливии, Перу, Бразилии) и Австралии.

Основные ресурсы свинцово-цинковых руд находятся в США, Канаде, Австралии.

Алмазы образуются в геологически стабильных районах континентов, на глубинах 100-200 километров, где температура достигает 1100-1300 °С, а давление 35-50 килобар. Такие условия способствуют переходу углерода из графита в другую модификацию — алмаз. Пробыв миллиарды лет на больших глубинах, алмазы выносятся на поверхность кимберлитовой магмой во время вулканических взрывов, образуя при этом коренные месторождения алмазов — кимберлитовые трубки. Первая из таких трубок была обнаружена на юге Африки в провинции Кимберли, по имени этой провинции и стали называть трубки кимберлитовыми, а породу, содержащую драгоценные алмазы, — кимберлит. На сегодняшний день по всему миру найдены тысячи кимберлитовых трубок, но только несколько десятков из них являются промышленно алмазоносными, в которых рентабельно проводить добычу.

В настоящее время алмазы добывают из двух типов месторождений: коренных (кимберлитовые и лампроитовые трубки) и вторичных — россыпи. Основная часть алмазов — 68,8% — сосредоточена в Африке, около 20% — в Австралии, 11,1% — в Южной и Северной Америке; на долю Азии приходится только 0,3%. Месторождения алмазов открыты в ЮАР, Бразилии, Индии, Канаде, Австралии, России, Ботсване, Анголе, Сьерра-Леоне, Намибии, ДР Конго и др. По добыче алмазов лидируют Ботсвана, Россия, Канада, ЮАР, Ангола, Намибия и ДР Конго.

Нерудные полезные ископаемые — это минеральное химическое сырье (сера, фосфориты, калийные соли), строительные материалы, огнеупорное сырье, графит и т.д. Они имеют достаточно широкое распространение.

Фосфориты представлены своими месторождениями в СНГ (Россия, Казахстан), Северной Америке (США), Африке (Марокко, Тунис, Алжир, Сенегал, Бенин), Азии (Иордания, Израиль), на островах Рождества и Науру.

Крупнейшие месторождения калийных солей находятся в Канаде (Саскачеванский бассейн), России (месторождения Соликамск и Березняки в Пермской области), Белоруссии (Старобинское), на Украине (Калушское, Стебникское), в Германии, Франции, США. При нынешней годовой добыче калийных солей в мире их разведанных запасов хватит на 70 лет.

Значительными запасами самородной серы обладают США, Мексика, Польша, Франция, ФРГ, Иран, Япония, Украина (Раздольское и Яворовское месторождения), Туркменистан (месторождение Гаурдак).