Распространенность химических элементов, эволюция состава Земли».

Позднепалеозойский (герцинский) этап геологической истории Земли».

Поздний палеозой включает Д-ий, С-ый и Р-ий периоды, общей продолжительностью ок. 170 млн. лет

Органический мир и стратиграфия. Среди морских беспозвоночных ведущая роль принадлежала брахиоподам, головоногим моллюскам (гониатитам), кораллам и простей­шим. Встречаются морские лилии и морские ежи. К концу появляются цератиты. Из кораллов наиболее широ­ко распространены четырехлучевые, как колониальные, так и одиноч­ные формы, из простейших - фораминиферы. Наземные беспозвоночные позднего палеозоя представлены мно­гочисленными насекомыми. В девоне они еще бескрылые: скорпионы, пауки, тараканы. В каменноугольном периоде появляются гигантские стрекозы. Появление и развитие насекомых тесно связано с развитием наземной растительности. Исключительно активное накопление растительной биомассы способствовало с однойстороны образованию мощных залежей торфа, который в дальнейшем превратился в уголь, а с другой - увеличение содержания кислорода в атмосфере. Последнее, в свою очередь, привело к интенсификации процессов окисления, в связи с чем многие пермские отложения имеют бурую окраску. В С-завоевание суши растениями и появление первых земноводных. В середине девона на смену панцирным рыбам пришли костные рыбы. В Р появились первые пресмыкающиеся.

Состав и строение отложений. Основные структуры. Верхнепалеозойские отложения широко распространены как в пределах платформ и каледонских горно-складчатых сооружений, так и в пределах геосинклинальных поясов. Для позднепалеозойской се­диментации характерна большая доля континентальных отложений. Мощность верхнепалеозойских отложений на древних платформах в среднем составляет 2-4 км. Для эпох максимальных трансгрессий характерны кар­бонатные осадки (доломиты, известняки, рифтовые постройки), во время регрессий карбонаты сменялись терригенными осадками и эвапоритами. Общей чертой каменноугольных отложений является наличие в них большого количества углей и широкое их распростране­ние. Поэтому каменноугольный период можно назвать "первой эпо­хой угленакопления" в истории Земли. В отличие от раннего палеозоя, в позднем на древних платформах более активно проявлялись тектонические движения, которые приве­ли к формированию новых структур. Одной из таких структур являют­ся авлакогены. На Сибирской платформе повышенная тектони­ческая активность проявилась в виде траппового вулканизма, кото­рый начался в конце каменноугольного периода, а максимума достиг в конце перми - начале триаса. Горообразование сопровождалось большим количеством гранитоидных интрузий. На месте прогибов и разделяющих их поднятий возникают сложные горно-складчатые сооружения - герциниды.

История геологического развития. В результате герцинского тектонического этапа на рубеже палео­зоя и мезозоя произошла существенная перестройка в распределении континентов и океанов. Широкое распространение герцинид в преде­лах Урало-Монгольской и Средиземноморской областей свидетельст­вует о закрытии Палеоазиатского океана и западной части океана Тетис. В связи с этим эпикаледонские континенты вновь оказались сгруженными в единую континентальную глыбу - Пангею II, состоя­щую из двух частей. На юге это Гондвана, оставшаяся практически без изменений. На севере - новый материк Лавразия, объединяющий Се­веро-Атлантический материк, Сибирскую и Китайскую платформы.

Палеогеография и климат. Полезные ископаемые. В связи с эпохами трансгрессий и регрессий климат позднего пале­озоя довольно резко менялся. Наличие эвапоритов и красноцветов в отложениях раннего девона и перми указывает на существование в эти периоды жаркого и сухого климата. В позднем девоне и карбоне, наоборот, климат был влажным и мягким, о чем свидетельствует бур­ное развитие растительности. В каменноугольный период особенно ярко проявилась климатическая зональность позднего палеозоя, которая четко фиксируется по породам и ископаемым остаткам жи­вотных и, особенно, растений. Среди осадочных полезных ископаемых главную роль играют го­рючие - нефть, газ и каменный уголь. Нефтяные и газовые месторождения приурочены к морским толщам девона, карбона и перми. Около полови­ны всех запасов угля на Земле имеет позднепалеозойский возраст. Осадочные толщи верхнего палеозоя содержат железо (сидеритовые руды), фосфориты, медистые песчани­ки, бокситы, каменные и калийные соли, гипс и др. К инт­рузиям основного состава приурочены месторождения титаномагнетита, хромита, никеля, кобальта, асбеста. С вулканической деятельностью связаны колчеданно-полиметаллические месторожде­ния. К интрузиям кислого состава приурочены месторождения редких и цветных металлов: свинца, цинка, олова, ртути и т. д.

 

 

 

Распространенность химических элементов, эволюция состава Земли».

Химический состав земной коры определяется в первую очередь кис­лородом (49,13%), кремнием (26%) и алюминием (7,45%). Значительную роль играют также железо (4,2%), кальций (3,25%), натрий (2,40%), калий (2,35%) и магний (2,35%). Самый распространенный элемент - кислород - находится в коре в виде оксидов: SiO₂ (58%), Al₂0₃(15%), FеO и Fе₂0₃ (8%), СаО(6%), MgO(4%), Na₂О(4%), K₂O (2-2,5%) и т.д. Кора характеризуется от­носительно высоким содержанием долгоживущих радиоактивных изото­пов урана, тория и калия. Максимальная их концентрация отмечает­ся в породах типа гранита, минимальная - в ультраосновных породах типа дунита. Т.о., в минералогическом отноше­нии земная кора состоит из легкоплавких силикатов. Химический состав земной коры отличается от состава нижеле­жащих оболочек и метеоритного вещества повышенной концентрацией кислорода, кремнезема, щелочных металлов, большинства редких элементов и пониженным содержанием магния и элементов группы железа (Fe, Co, Ni, Cr). Считают, что вещество земной коры образовалось из мантии за счет выплавления и дегазации.

Вещество мантии можно рассматривать как продукт дифференциации земного вещества на более ранних этапах развития Земли, в результате чего произошло выделение тяжелых компонентов (Fe, Ni) в ядро. Оставшееся мантийное вещество было названо пиролитом – условной пироксен-оливиновой породой, которая при плавлении дает базальтовую магму. Состав мантии более или менее однороден по всей ее толщине, а выделяемые в ней границы обусловлены полиморфными переходами вещества. Верхняя мантия сложена плотными ультраосновными породами: оливином (на 60%), пироксеном и т.д. Средняя мантия по химическому и минеральному составу принципиально не отличается от верхней. Различия в геофизических характеристиках обусловлены полиморфными переходами (кварц-коэсит-стишовит, оливин-шпинель, пироксен-ильменит). В составе нижней мантии, по-видимому, преобладают минералы, кристаллизующиеся по типу кристаллической структуры перовскита с плотнейшей упаковкой ионов и атомов.

По химическому составу земного ядра существуют различные точки зрения. Существуют убедительные данные о том, что в земном ядре содержится от 88 до 90% железа. Наиболее вероятной легкой добавкой к железу в ядре является кислород. Наиболее вернобудет предположить, что внешнее ядро состоит из ок­сидов железа, преимущественно из сплава Fe, Fe 0 или Fe₂ О, а внутреннее - из металлическо­го железа или сплава с никелем.

Очень важным является вопрос определения состава первичного вещест­ва Земли. Первичное вещество Земли представляет собой резко выраженную ультраосновную породу с низкой насыщенностью кремнеземом (31%) и высоким содержанием FeO (23,6%) и MgO (26%). Но главной особенностью первичного земного вещества было наличие в нем заметного содержания Fe (до 13%). Следовательно, первичное вещество Земли должно было характеризоваться резко выраженным ортосиликатным составом. Примерно на 75% оно состояло из оливина, на 7% - из полевых шпатов и на 14% - из коматиита, а на осталь­ные минералы приходилось всего около 4%. Важно также отметить, что первичное вещество Земли по отно­шению к среднему составу метеоритов обогащено железом (в 1,5 раза), существенно обеднено серой (раз в 10), калием (в. 4-5 раз) и другими подвижными элементами. Особенно мало в первичном зем­ном веществе было воды (не более 0,05-0,06%), углекислого газа (0,01%) и других летучих компонентов.

 

 

 

52. Тектонические движения. Их типы и свойства.

Тектонические движения, механические движения земной коры, вызываемые силами, которые действуют в земной коре и главным образом в мантии Земли, приводящие к деформации слагающих кору пород. Тектонические движения связаны, как правило, с изменением химического состава, фазового состояния (минерального состава) и внутренней структуры подвергающихся деформации горных пород. Тектонические движения охватывают одновременно очень большие площади. Геодезические измерения показывают, что практически вся поверхность Земли находится непрерывно в движении, однако скорость Тектонические движения невелика, изменяясь от сотых долей до первых десятков мм/год, и только накопления этих движений в ходе очень продолжительного (десятки — сотни млн. лет) геологического времени приводят к крупным суммарным перемещениям отдельных участков земной коры.

Преобладающие вертикальные движения обусловливают поднятия и опускания земной поверхности, в том числе образование горных сооружений. Они являются основной причиной накопления мощных толщ осадочных пород в океанах и морях, а отчасти и на суше. Горизонтальные движения наиболее ярко проявляются в образовании крупных сдвигов отдельных блоков земной коры относительно других с амплитудой в сотни и даже тысячи км, в их надвигах с амплитудой в первые сотни км, а также (спорно) в образовании океанических впадин шириной в тысячи км в результате раздвига глыб континентальной коры.

 

 

 

СПОСОБЫ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Разрушать горные породы можно механическим, термическим, физико-химическим, электроискровым и другими способами. Однако промышленное применение находят только способы механического разрушения породы, а другие пока не вышли из стадии эксперимен­тальной разработки.

Механическое разрушение породы осуществляется с использова­нием мускульной силы человека (ручное бурение) или двигателей (механическое бурение). Механическое бурение осуществляется ударным, вращательным и ударно-вращательным способами.

Ударное бурение

Применяется только ударно-канатное. Буровой снаряд, состоящий из долота, ударной штанги, раздвижной штанги-ножниц и канатного замка, спускается в скважину на канате, который, огибая блок, оттяжной ролик и направляющий ролик, сматывается с инструментального барабана бурового станка. Скорость спуска регулируется тормозом. Блок установлен на вершине мачты. Для гашения вибраций, возникающих при буре­нии, применяются амортизаторы.

При ударном бурении скважина не заполнена жидкостью. Поэтому с увеличением глубины во избежание об­рушения породы с ее сте­нок в скважину спускают обсадную колонну, состоя­щую из металлических обсадных труб, соединен­ных друг с другом с по­мощью резьбы или сварки.

Для ударно-канатного бурения выпускают самоходные и стационарные станки, позволяющие бурить скважины глубиной до 500 м. Они имеют сравнительно небольшую массу (7—20 т), и по­этому их легко можно перевозить с места на место.

Вращательное бурение

При вращательном бурении скважина углубляется в результате одновременного воздействия на долото нагрузки и крутящего мо­мента. Под действием нагрузки породоразрушающие элементы до­лота внедряются в породу, а под влиянием крутящего момента ска­лывают, дробят и истирают ее.

Существует два способа вращательного бурения — роторный и с забойными двигателями.

При роторном бурении ротор приводится во вращение от двигателей через лебедку Ротор, в свою очередь, вращает бурильную колонну, состоящую из ведущей трубы и привинчен­ных к ней с помощью специального переводника бурильных труб, и долота.

При бурении с забойными двигателями принцип привода долота во вращение коренным образом отличается от описанного выше. В этом случае вал забойного двигателя вращает долото, а буриль­ная колонна и корпус забойного двигателя неподвижны. Характер­ной особенностью вращательного бурения является промывка сква­жины водой или специально приготовленной жидкостью в течение всего времени работы долота на забое.

В настоящее время применяют два вида забойных двигателей— турбобур и электробур.

При бурении с турбобуром гидравлическая энергия потока промывочной жидкости, двигающегося с большой скоростью вниз по бурильной колонне, преобразуется в механическую на валу тур­бобура, с которым соединено долото. В процессе работы долота на забое жестко соединенные корпус турбобура и бурильная колонна воспринимают реактивный момент и поэтому могут медленно вра­щаться против часовой стрелки (при малой длине бурильной ко­лонны).

Электроэнергия к двигателю электробура подается по кабелю, секции которого смонтированы внутри бурильной колонны.

Для вызова притока нефти (газа) проводят освоение скважины, сущность которого сводится к тому, чтобы давление столба промы­вочной жидкости, находящейся в эксплуатационной колонне, стало меньше пластового. В результате создавшегося перепада давления нефть (газ) из пласта начинает поступать в скважину и после ком­плекса исследовательских работ скважину сдают в эксплуатацию.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: