На протяжении всего существования Земли ее поверхность непрерывно менялась. Продолжается этот процесс и сегодня. Он протекает крайне медленно и незаметно для человека и даже множества поколений. Однако именно эти преобразования в конечном итоге коренным образом меняют внешний облик Земли. Подобные процессы делятся на экзогенные (внешние) и эндогенные (внутренние).
Классификация
Экзогенные процессы - результат взаимодействия оболочки планеты с гидросферой, атмосферой и биосферой. Их изучают для того, чтобы в точности определить динамику геологической эволюции Земли. Без экзогенных процессов не сложилось бы закономерностей развития планеты. Они исследуются наукой динамической геологией (или геоморфологией).
Специалистами принята всеобщая классификация экзогенных процессов, делящихся на три группы. Первая - это выветривание, которое представляет собой изменение свойств под воздействием не только ветра, но и углекислого газа, кислорода, жизнедеятельности организмов и воды. Следующий тип экзогенных процессов - денудация. Это разрушение пород (а не изменение свойств как в случае выветривания), их раздробление текучими водами и ветрами. Последний тип - аккумуляция. Это образование новых за счет осадков, накопившихся в понижениях земного рельефа в результате выветривания и денудации. На примере аккумуляции можно отметить наглядную взаимосвязь всех экзогенных процессов.
Механическое выветривание
Физическое выветривание называют еще и механическим. В результате таких экзогенных процессов породы превращаются в глыбы, песок и дресву, а также распадаются на обломки. Важнейший фактор физического выветривания - инсоляция. Вследствие нагрева солнечными лучами и последующего остывания происходит периодическое изменение объема породы. Оно вызывает растрескивание и нарушение связи между минералами. Результаты экзогенных процессов очевидны - порода раскалывается на куски. Чем больше температурная амплитуда, тем быстрее это происходит.
Скорость образования трещин зависит от свойств горной породы, ее сланцеватости, слоистости, спайности минералов. Механическое разрушение может иметь несколько форм. От материала с массивной структурой откалываются куски, внешне напоминающие чешую, из-за чего этот процесс также называют чешуением. А гранит распадается на глыбы с формой параллелепипеда.
Химическое разрушение
Помимо всего прочего, растворению горных пород способствует химическое воздействие воды и воздуха. Кислород и углекислый газ являются наиболее активными агентами, опасными для целостности поверхностей. Вода несет в себе растворы солей, и поэтому ее роль в процессе химического выветривания особенно велика. Подобное разрушение может выражаться в самых разных формах: карбонатизации, окислении и растворении. Помимо этого, химическое выветривание приводит к образованию новых минералов.
Водные массы на протяжении тысячелетий каждый день стекают по поверхностям и просачиваются через поры, образующиеся в распадающихся горных породах. Жидкость выносит большое количество элементов, тем самым приводя к разложению минералов. Поэтому можно сказать, что в природе нет абсолютно нерастворимых веществ. Весь вопрос только в том, насколько долго они сохраняют свою структуру вопреки экзогенным процессам.
Окисление
Окисление затрагивает в основном минералы, в состав которых входит сера, железо, марганец, кобальт, никель и некоторые другие элементы. Этот химический процесс особенно активно протекает в среде, насыщенной воздухом, кислородом и водой. Например, соприкасаясь с влагой, входящие в состав горных пород закиси металлов становятся окисями, сульфиды - сульфатами и т. п. Все эти процессы непосредственным образом влияют на рельеф Земли.
В результате окисления в нижних слоях почвы накапливаются осадки бурного железняка (ортзанды). Есть и другие примеры его влияния на рельеф. Так, выветриваемые горные породы, содержащие железо, покрываются бурыми корками лимонита.
Органическое выветривание
Организмы также участвуют в разрушении горных пород. К примеру, лишайники (простейшие растения) могут селиться практически на любой поверхности. Они поддерживают жизнь, извлекая с помощью выделяемых органических кислот питательные вещества. После простейших растений на горных породах селится древесная растительность. В таком случае трещины становятся домом для корней.
Характеристика экзогенных процессов не может обойтись без упоминания червей, муравьев и термитов. Они проделывают длинные и многочисленные подземные ходы и тем самым способствуют попаданию под почву атмосферного воздуха, в составе которого есть разрушительный углекислый газ и влага.
Влияние льда
Лед - важный геологический фактор. Он играет весомую роль в формировании земного рельефа. В горных областях льды, двигаясь по речным долинам, изменяют форму стоков и сглаживают поверхности. Такое разрушение геологи назвали экзарацией (выпахиванием). Движущийся лед выполняет еще одну функцию. Он переносит обломочный материал, отколовшийся от горных пород. Продукты выветривания осыпаются со склонов долин и оседают на поверхности льда. Подобный разрушенный геологический материал называется мореной.
Не менее важен грунтовый лед, который образуется в почве и заполняет грунтовые поры на территориях многолетней и вечной мерзлоты. В качестве способствующего фактора здесь выступает еще и климат. Чем ниже средняя температура, тем больше глубина промерзания. Там, где летом тает наледь, на поверхность земли вырываются напорные воды. Они разрушают рельеф и меняют его форму. Подобные процессы из года в год циклично повторяются, к примеру, на севере России.
Фактор моря
Море занимает около 70% поверхности нашей планеты и, без сомнения, всегда было важным геологическим экзогенным фактором. Океанская вода движется под воздействием ветра, приливных и отливных течений. С этим процессом связано значительное разрушение земной коры. Волны, которые плещутся даже при самом слабом волнении моря у берегов, без остановки подтачивают окрестные скалы. Во время шторма сила прибоя может составлять несколько тонн на один квадратный метр.
Процесс сноса и физического разрушения береговых горных пород морской водой называется абразией. Он протекает неравномерно. На берегу может появиться размытая бухта, мыс или отдельные скалы. Кроме того, прибой волн образует обрывы и уступы. Характер разрушений зависит от структуры и состава береговых пород.
На дне океанов и морей протекают беспрерывные процессы денудации. Этому способствуют интенсивные течения. Во время шторма и других катаклизмов образуются мощные глубинные волны, которые на своем пути натыкаются на подводные склоны. При столкновении происходит разжижающий ил и разрушающий породу.
Работа ветра
Ветер как ничто больше меняет Он разрушает горные породы, переносит обломочный материал маленького размера и отлагает его ровным слоем. При скорости в 3 метра в секунду ветер шевелит листья, в 10 метров - качает толстые ветви, поднимает пыль и песок, в 40 метров, вырывает деревья и сносит дома. Особенно разрушительную работу проделывают пылевые вихри и смерчи.
Процесс выдувания ветром частиц горных пород называется дефляцией. В полупустынях и пустынях она образует значительные понижения на поверхности, сложенной из солончаков. Ветер действует интенсивнее, если земля не защищена растительностью. Поэтому особенно сильно он деформирует горные котловины.
Взаимодействие
В формировании огромную роль играет взаимосвязь экзогенных и эндогенных геологических процессов. Природа устроена так, что одни порождают другие. К примеру, внешние экзогенные процессы со временем приводят к появлению трещин в земной коре. Через эти отверстия из недр планеты поступает магма. Она растекается в форме покровов и формирует новые породы.
Магматизм это не единственный пример того, как устроено взаимодействие экзогенных и эндогенных процессов. Ледники способствуют выравниванию рельефа. Это внешний экзогенный процесс. В результате него образуется пенеплен (равнина с небольшими холмами). Затем в результате эндогенных процессов (тектонического движения плит) эта поверхность поднимается. Таким образом, внутренние и могут противоречить друг другу. Взаимосвязь эндогенных и экзогенных процессов сложна и многогранна. Сегодня она подробно изучается в рамках геоморфологии.
Эндогенные и экзогенные геологические процессы
Эндогенные процессы - геологические процессы, связанные с энергией, возникающей в недрах Земли. К эндогенным процессам относятся тектонические движения земной коры, магматизм, метаморфизм, сейсмические итектонические процессы. Главными источниками энергии эндогенных процессов являются тепло и перераспределение материала в недрах Земли по плотности (гравитационное дифференциация). Это процессы внутренней динамики: происходят вследствие воздействия внутренних, по отношению к Земле, источников энергии.
Глубинное тепло Земли, по мнению большинства учёных, имеет преимущественно радиоактивное происхождение. Определённое количество тепла выделяется и при гравитационной дифференциации. Непрерывная генерация тепла в недрах Земли ведёт к образованию потока его к поверхности (тепловой поток). На некоторых глубинах в недрах Земли при благоприятном сочетании вещественного состава, температуры и давления могут возникать очаги и слои частичного плавления. Таким слоем в верхней мантии является астеносфера - основной источник образования магмы; в ней могут возникать конвекционные токи, которые служат предположительного причиной вертикальных и горизонтальных движений в литосфере. Конвекция происходит и в масштабе всей мантия|мантии, возможно, раздельно в нижней и верхней, тем или иным способом приводя к крупным горизонтальным перемещениям литосферных плит. Охлаждение последних ведёт к вертикальным опусканиям (тектоника плит). В зонах вулканических поясов островных дуг и окраин континентов основные очаги магм в мантии связаны со сверхглубинными наклонными разломами(сейсмофокальные зоны Вадати-Заварицкого-Беньоффа), уходящими под них со стороны океана (приблизительно до глубины 700 км). Под влиянием теплового потока или непосредственно тепла, приносимого поднимающейся глубинноймагмой, возникают так называемые коровые очаги магмы в самой земной коре; достигая приповерхностных частей коры, магма внедряется в них в виде различных по форме интрузивов (плутонов) или изливается на поверхность, образуя вулканы. Гравитационная дифференциация привела к расслоению Земли на геосферы разной плотности. На поверхности Земли она проявляется также в форме тектонических движений, которые, в свою очередь, ведут к тектоническим деформациям пород земной коры и верхней мантии; накопление и последующая разрядка тектонических напряжений вдоль активных разломов приводят к землетрясениям. Оба вида глубинных процессов тесно связаны: радиоактивное тепло, понижая вязкость материала, способствует его дифференциации, а последняя ускоряет вынос тепла к поверхности. Предполагается, что сочетание этих процессов ведёт к неравномерности во времени выноса тепла и лёгкого вещества к поверхности, что, в свою очередь, может объяснить наличие в истории земной коры тектономагматических циклов. Пространственные неравномерности тех же глубинных процессов привлекаются к объяснению разделения земной коры на более или менее геологически активные области, например на геосинклинали и платформы. С эндогенными процессами связано формирование рельефа Земли и образование многих важнейших полезных ископаемых.
Экзогенные- геологические процессы, обусловленные внешними по отношению к Земле источниками энергии (преимущественно солнечное излучение) в сочетании с силой тяжести. Э. п. протекают на поверхности и в приповерхностной зоне земной коры в форме механического и физико-химического её взаимодействия с гидросферой и атмосферой. К ним относятся: Выветривание, геологическая деятельность ветра (эоловые процессы, Дефляция), проточных поверхностных и подземных вод (Эрозия,Денудация), озёр и болот, вод морей и океанов (Абразия),ледников (Экзарация). Главные формы проявления Э. п. на поверхности Земли: разрушение горных пород и химическое преобразование слагающих их минералов (физическое, химическое, органическое выветривание); удаление и перенос разрыхлённых и растворимых продуктов разрушения горных пород водой, ветром и ледниками; отложение (аккумуляция) этих продуктов в виде осадков на суше или на дне водных бассейнов и постепенное их преобразование в осадочные горные породы (Седиментогенез,Диагенез,Катагенез). Э. п. в сочетании с эндогенными процессами участвуют в формировании рельефа Земли, в образовании толщ осадочных горных пород и связанных с ними месторождений полезных ископаемых. Так, например, в условиях проявления специфических процессов выветривания и осадконакопления образуются руды алюминия (бокситы), железа, никеля и др.; в результате селективного отложения минералов водными потоками формируются россыпи золота и алмазов; в условиях, благоприятствующих накоплению органические вещества и обогащенных им толщ осадочных горных пород, возникают горючие полезные ископаемые.
9- Общие сведения о минералах
Минера́л (от позднелат. "minera" - руда) - природное твёрдое тело с определённым химическим составом, физическими свойствами и кристаллической структурой, образующееся в результате природных физико-химических процессов и являющееся составной частью Земной Коры, горных пород, руд, метеоритов и других планет Солнечной системы. Изучением минералов занимается наука минералогия.
Понятие "минерал" подразумевает твёрдое природное неорганическое кристаллическое вещество. Но иногда его рассматривают в неоправданно расширенном контексте, относя к минералам некоторые органические, аморфные и другие природные продукты, в частности некоторые горные породы, которые в строгом смысле не могут быть отнесены к минералам.
Экзогенными (от греч. éxo - вне, снаружи) называют геологические процессы, которые обусловлены внешними по отношению к Земле источниками энергии: солнечной радиацией и гравитационным полем. Они протекают на поверхности земного шара или в приповерхностной зоне литосферы. К ним относятся гипергенез (выветривание), эрозия, абразия, седиментогенез и др.
Противоположные экзогенным процессам эндогенные (от греч. éndon - внутри) геологические процессы связаны с энергией, возникающей в недрах твердой части земного шара. Главными источниками эндогенных процессов считаются тепло и гравитационная дифференциация вещества по плотности с погружением более тяжелых составляющих элементов. К эндогенным процессам относятся вулканизм, сейсмичность, метаморфизм и др.
Использование представлений об экзогенных и эндогенных процессах, красочно иллюстрирующих динамику процессов в каменной оболочке в борьбе противоположностей, подтверждает справедливость высказывания Ж. Бодрийяра, что «Всякая унитарная система, если она хочет выжить, должна обрести бинарную регуляцию». Если имеется оппозиция, то существование симулякра, т. е. представления, скрывающего, что его нет, возможно.
В модели реального мира природы, очертывающейся законами естествознания, которые не имеют исключений, бинарность объяснений недопустима. Например, два человека держат в руке по камню. Один из них заявляет, что когда опустит камень, тот полетит к Луне. Это его мнение. Другой говорит, что камень упадет вниз. Спорить им, кто из них прав, не нужно. Есть закон всемирного тяготения, по которому в 100% случаев камень упадет вниз.
Согласно второму началу термодинамики нагретое тело на контакте с холодным в 100 % случаев остынет, нагревая холодное.
Если реально наблюдаемое строение литосферы из аморфного базальта, ниже глины, потом сцементированной глины - аргиллита, мелкокристаллического сланца, среднекристаллического гнейса и крупнокристаллического граница, то перекристаллизация вещества с глубиной с увеличением размера кристаллов однозначно свидетельствует о не поступлении из-под гранита тепловой энергии. В противном случае на глубине были бы аморфные горные породы, сменяющиеся к поверхности все более крупнокристаллическими образованиями.
Отсюда, глубинной тепловой энергии нет, а, стало быть, и эндогенных геологических процессов. Если нет эндогенных процессов, то теряет смысл выделение и противоположных им экзогенных геологических процессов.
А что же есть? В каменной оболочке земного шара, как и в атмосфере, гидросфере и биосфере, взаимосвязанных между собой, составляющих единую систему планеты Земля, происходит круговорот энергии и вещества, вызванный поступлением солнечной радиации и наличием энергии гравитационного поля. Этот круговорот энергии и вещества в литосфере и составляет систему геологических процессов.
Круговорот энергии состоит из трех звеньев. 1. Начальное звено - накопление веществом энергии. 2. Промежуточное звено - освобождение накопленной энергии. 3. Заключительное звено - удаление освобожденной тепловой энергии.
Круговорот вещества также состоит из трех звеньев. 1. Начальное звено - перемешивание разных веществ с усреднением химического состава. 2. Промежуточное звено - разделение усредненного вещества на две части разного химического состава. 3. Заключительное звено - удаление одной части, которая поглотила выделившееся тепло и стала разуплотненной, легкой.
Суть начального звена круговорота энергии вещества в литосфере в поглощении горными породами на поверхности суши поступающей солнечной радиации, что приводит к разрушению их до глины и обломков (процесс гипергенеза). Продукты разрушения накапливают громадное количество солнечной радиации в виде потенциальной свободной поверхностной, внутренней, геохимической энергии. Под действием силы тяжести продукты гипергенеза сносятся в пониженные участки, перемешиваясь, усредняя свой химический состав. В конечном счете, глина и пески сносятся на дно морей, где накапливаются слоями (процесс седиментогенеза). Формируется слоистая оболочка литосферы, около 80% которой приходится на глину. Химический состав глины = (гранит + базальт)/2.
На промежуточном звене круговорота слои глины погружаются в недра, перекрываясь новыми слоями. Возрастающее литостатическое давление (массы вышележащих слоев) приводит к отжатию из глины воды с растворенными солями и газами, сдавливанию глинистых минералов, уменьшению расстояний между их атомами. Это вызывает перекристаллизацию глинистой массы до кристаллических сланцев, гнейсов и гранитов. При перекристаллизации потенциальная энергия (аккумулированная солнечная) переходит в кинетическую тепловую, которая выделяется из кристаллического гранита и поглощается водно-силикатным раствором базальтового состава, находящимся в порах между кристаллами гранита.
На заключительное звено круговорота приходится удаление нагретого базальтового раствора на поверхность литосферы, где люди называют его лавой. Вулканизм - заключительное звено круговорота энергии и вещества в литосфере, суть которого в удалении нагретого базальтового раствора, образовавшегося при перекристаллизации глины в гранит.
Образующаяся при перекристаллизации глины тепловая энергия, поднимаясь на поверхность литосферы, создает для человека иллюзию поступления глубинной (эндогенной) энергии. На самом деле, это освобожденная солнечная энергия, преобразованная в тепловую. Как только тепловая энергия возникает при перекристаллизации, она сразу же удаляет вверх, поэтому на глубине нет эндогенной энергии (эндогенных процессов).
Таким образом, представление об экзогенных и эндогенных процессах представляет собой симулякр.
Ноотик - круговорот энергии и вещества в литосфере, вызванный поступлением солнечной энергии и наличием гравитационного поля.
Представление об экзогенных и эндогенных процессах в геологии является результатом восприятия мира каменной оболочки земного шара таким, каким его видит (хочет видеть) человек. Это и определило дедуктивный и фрагментарный способ мышления геологов.
Но, мир природы не создан человеком, и какой он, неизвестно. Для познания его необходимо применять индуктивный и системный способ мышления, что и реализовано в модели круговорота энергии и вещества в литосфере, как системе геологических процессов.
Вопросы
1.Эндогенные и экзогенные процессы
Землетрясение
.Физические свойства минералов
.Эпейрогенические движения
.Список используемой литературы
1. ЭКЗОГЕННЫЕ И ЭНДОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Экзогенные процессы - геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в самых верхних частях земной коры (выветривание, эрозия, деятельность ледников и др.); обусловлены главным образом энергией солнечной радиации, силой тяжести и жизнедеятельностью организмов.
Эрозия (от лат. erosio - разъедание) - разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками и ветром, включающее в себя отрыв и вынос обломков материала и сопровождающееся их отложением.
Часто, особенно в зарубежной литературе, под эрозией понимают любую разрушительную деятельность геологических сил, таких, как морской прибой, ледники, гравитация; в таком случае эрозия выступает синонимом денудации. Для них, однако, существуют и специальные термины: абразия (волновая эрозия), экзарация (ледниковая эрозия), гравитационные процессы, солифлюкция и т. д. Такой же термин (дефляция) используется параллельно с понятием ветровая эрозия, но последнее гораздо более распространено.
По скорости развития эрозию делят на нормальную и ускоренную. Нормальная имеет место всегда при наличии сколько-либо выраженного стока, протекает медленнее почвообразования и не приводит к заметным изменением уровня и формы земной поверхности. Ускоренная идет быстрее почвообразования, приводит к деградации почв и сопровождается заметным изменением рельефа. По причинам выделяют естественную и антропогенную эрозию. Следует отметить, что антропогенная эрозия не всегда является ускоренной, и наоборот.
Работа ледников - рельефообразующая деятельность горных и покровных ледников, состоящая в захвате частиц горных пород движущимся ледником, переносе и отложении их при таянии льда.
Эндогенные процессы Эндогенные процессы - геологические процессы, связанные с энергией, возникающей в недрах твердой Земли. К эндогенным процессам относятся тектонические процессы, магматизм, метаморфизм, сейсмическая активность.
Тектонические процессы - образование разломов и складок.
Магматизм - термин, объединяющий эффузивные (вулканизм) и интрузивные (плутонизм) процессы в развитии складчатых и платформенных областей. Под магматизмом понимают совокупность всех геологических процессов, движущей силой которых является магма и её производные.
Магматизм является проявлением глубинной активности Земли; он тесно связан с ее развитием, тепловой историей и тектонической эволюцией.
Выделяют магматизм:
геосинклинальный
платформенный
океанический
магматизм областей активизации
По глубине проявления:
абиссальный
гипабиссальный
поверхностный
По составу магмы:
ультраосновной
основной
щелочной
В современную геологическую эпоху магматизм особенно развит в пределах Тихоокеанского геосинклинального пояса, срединно-океанических хребтов, рифовых зон Африки и Средиземноморья и др. С магматизмом связано образование большого количества разнообразных месторождений полезных ископаемых.
Сейсмическая активность - это количественная мера сейсмического режима, определяемая средним числом очагов землетрясений в некотором диапазоне энергетической величины, которые возникают на рассматриваемой территории за определенное время наблюдения.
2. ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
геологический земной кора эпейрогенический
Наиболее отчетливо действие внутренних сил Земли обнаруживается в явлении землетрясений, под которыми понимаются сотрясения земной коры, вызванные смещениями горных пород в недрах Земли.
Землетрясение - явление достаточно распространенное. Оно наблюдается на многих участках материков, а также на дне океанов и морей (в последнем случае говорят о «моретрясении»). Количество землетрясений на земном шаре достигает нескольких сотен тысяч в год, т. е. в среднем совершается одно два землетрясения в минуту. Сила землетрясения различна: большинство из них улавливается только высокочувствительными приборами -сейсмографами, другие ощущаются человеком непосредственно. Количество последних достигает двух-трех тысяч в год, причем распределяются они очень неравномерно - в одних районах такие сильные землетрясения очень часты, а в других необычайно редки или даже практически отсутствуют.
Землетрясения можно подразделить на эндогенные , связанные с процессами, происходящими в глубине Земли, и экзогенные , зависящие от процессов, происходящих вблизи поверхности Земли.
К зндогенным землетрясениям относятся вулканические землетрясения, вызванные процессами извержения вулканов, и тектонические, обусловленные перемещением вещества в глубоких недрах Земли.
К экзогенным землетрясениям относятся землетрясения, происходящие в результате подземных обвалов, связанных с карстовыми и некоторыми другими явлениями, взрыво газов и т.п. Экзогенные землетрясения могут вызываться также процессами, происходящими на самой поверхности Земли: обвалами скал, ударами метеоритов, падением воды с большой высоты и другими явлениями, а также факторами, связанными с деятельностью человека (искусственными взрывами, работой машин и т.п.).
Генетически землетрясения можно классифицировать следующим образом:. Естественные
Эндогенные: а) тектонические, б) вулканические. Экзогенные: а) карстово-обвальные, б) атмосферные в) от ударов волн, водопадов и т. п.. Искусственные
а) от взрывов, б) от артиллерийской стрельбы, в) от искусственного обрушения горных пород, г) от транспорта и т. п.
В курсе геологии рассматриваются только землетрясения, связанные с эндогенными процессами.
В тех случаях, когда сильные землетрясения происходят в густонаселенных районах, они наносят огромный вред человеку. По бедствиям, причиняемым человеку, землетрясения не могут сравниться ни с каким другим явлением природы. Так например, в Японии во время землетрясения 1 сентября 1923 г., продолжавшегося всего несколько секунд, было полностью уничтожено 128266 домов и 126233 частично разрушено, погибло около 800 судов, были убиты и пропали без вести 142 807 человек. Более 100 тыс. человек получили ранения.
Описать явление землетрясения необычайно трудно, так как весь процесс длится всего несколько секунд или минут, и человек не успевает воспринять все многообразие перемен, совершающихся за это время в природе. Внимание фиксируется обычно только на тех колоссальных разрушениях, которые появляются в результате землетрясения.
Вот как описывает М. Горький землетрясение, происшедшее в Италии в 1908 г., очевидцем которого он был: «Земля глухо гудела, стонала, горбилась под ногами и волновалась, образуя глубокие трещины - как будто в глубине проснулся и ворочается веками дремавший некий огромный червь... Вздрогнув и пошатываясь, здания наклонялись, по их белым стенам, как молнии, змеились трещины и стены рассыпались, засыпая узкие улицы и людей среди них... Подземный гул, грохот камней, визг дерева заглушают вопли о помощи, крики безумия. Земля волнуется, как море, сбрасывая с груди своей дворцы, лачуги, храмы, казармы, тюрьмы, школы, каждым содроганием уничтожая сотни и тысячи женщин, детей, богатых и бедных. ».
В результате этого землетрясения был разрушен г. Мессина и ряд других населенных пунктов.
Общая последовательность всех явлений при землетрясении была изучена И. В. Мушкетовым во время крупнейшего из среднеазиатских Алма-Атинского землетрясения 1887 г.
27 мая 1887 г. вечером, как писали очевидцы, никаких признаков землетрясения не было, но домашние животные вели себя неспокойно, не принимали корма, рвались с привязи и т. п. Утром 28 мая в 4 часа 35 минут послышался подземный гул и довольно сильный толчок. Сотрясение продолжалось не более секунды. Через несколько минут гул возобновился, он напоминал глухой звон мощных многочисленных колоколов или грохот проезжающей тяжелой артиллерии. За гулом последовали сильные сокрушительные удары: в домах сыпалась штукатурка, вылетали стекла, рушились печи, падали стены и потолки: улицы наполнились серой пылью. Наиболее сильно пострадали массивные каменные постройки. У домов, расположенных по меридиану, вываливались северные и южные стены, тогда как западные и восточные сохранялись. В первую минуту казалось, что города больше не существует, что разрушены все здания без исключения. Удары и сотрясения, но менее сильные, продолжались в течение всего дня. Многие поврежденные, но ранее устоявшие дома, падали от этих более слабых толчков.
В горах образовались обвалы и трещины, по которым местами на поверхность вышли потоки подземной воды. Глинистая почва на склонах гор, и до того уже сильно смоченная дождями, начала ползти, ч загромождая русла рек. Подхваченная потоками вся эта масса земли, щебня, валунов Б виде густых селевых потоков устремилась к подножию гор. Один из таких потоков протянулся на 10 км при ширине 0,5 км.
Разрушения в самом г. Алма-Ата были огромны: из 1800 домов уцелели единичные дома, но количество человеческих жертв было относительно невелико (332 человека).
Многочисленные наблюдения показали, что в домах сначала (на какую-то долю секунды раньше) разваливались южные стены, а затем уже северные, что колокола в Покровской церкви (в северной части города) ударили через несколько секунд после разрушений, происшедших в южной части города. Все это свидетельствовало, что центр землетрясения находился к югу от города.
Большинство трещин в домах было наклонено также на юг или точнее на юго-восток (170°) под углом 40-60°. Анализируя направление трещин, И. В. Мушкетов пришел к выводу, что источник волн землетрясения располагался на глубине 10- 12 км п в 15 км к югу от г. Алма-Ата.
Глубинный центр, или очаг землетрясения, называется гипоцентром. В плане он очерчивается как округлая или овальная площадь.
Область, расположенная на поверхности Земли над гипоцентром носит название эпицентра. Она характёризуётся максимальными разрушениями, причем многие предметы здесь смещаются вертикально (подпрыгивают), и трещины в домах располагаются очень круто, почти вертикально.
Площадь эпицентра Алма-Атинского землетрясения определялась в 288 км² (36 *8 км), а область, где землетрясение было наиболее сильным, охватила площадь в 6000 км². Такая область получила название плейстосейстовой («плейсто» - наибольший и « сейстос» - сотрясенный).
Алма-Атинское землетрясение продолжалось не один день: вслед за толчками 28 мая 1887 г. в течение более двух лет происходили толчки меньшей силы с. интервалами сначала в несколько часов, а затем дней. Всего за два года было свыше 600 ударов, все более и более ослабевающих.
В истории Земли описаны землетрясения с еще большим количеством толчков. Так, например, в 1870 г. в провинции Фокида в Греции начались толчки, которые продолжались в течение трех лет. В первые три дня толчки следовали через 3 минуты, в течение первых пяти месяцев произошло около 500 тыс. толчков, из них 300 обладали разрушительной силой и следовали друг за другом со средним интервалом в 25 секунд. За три года всего произошло свыше 750 тыс. ударов.
Таким образом, землетрясение происходит не в результате единовременного акта, совершающегося на глубине, но вследствие какого-то длительно развивающегося процесса движения материи во внутренних частях земного шара.
Обычно за начальным крупным толчком следует цепь более мелких толчков, и весь этот период можно назвать периодом землетрясения. Все толчки одного периода исходят из общего гипоцентра, который иногда в процессе развития может смещаться, в связи с чем смещается и эпицентр.
Это хорошо видно на ряде примеров кавказских землетрясений, а также землетрясения в районе г. Ашхабада, которое произошло 6 октября 1948 г. Основной толчок последовал в 1 час 12 минут без предварительных толчков и продолжался 8-10 секунд. За это время в городе и окрестных селениях произошли огромные разрушения. Одноэтажные дома из кирпича-сырца рассыпались, и крыши накрыли эти груды кирпича, домашней утвари и т. п. У более прочно построенных домов вылетели отдельные стены, развалились трубы и печи. Интересно отметить, что здания круглой формы (элеватор, мечеть, собор и др.) противостояли толчку лучше, чем обычные четырехугольные постройки.
Эпицентр землетрясения располагался в 25 км. к юго-востоку от Ашхабада, в районе совхоза «Карагаудан». Эпицентральная область оказалась вытянутой в северо-западном направлении. Гипоцентр располагался на глубине 15-20 км. Длина плейстосейстовой области достигала 80 км, а ширина- 10 км. Период Ашхабадского землетрясения был длителен и состоял из множества (более 1000) толчков, эпицентры которых располагались к северо-западу от главного в пределах узкой полосы, расположенной в предгорьях Копет-Дага
Гипоцентры всех этих повторных толчков находились на той же малой глубине (порядка 20-30 км), что и гипоцентр основного толчка.
Гипоцентры землетрясений могут располагаться не только под поверхностью материков, но и под дном морей и океанов. При моретрясениях разрушения приморских городов бывают тоже весьма значительными и сопровождаются человеческими жертвами.
Сильнейшее землетрясение произошло в 1775 г. в Португалии. Плейстосейстовая область этого землетрясения охватила огромную площадь; эпицентр располагался под дном Бискайского залива вблизи столицы Португалии г. Лиссабона, пострадавшего наиболее сильно.
Первый толчок произошел днем 1 ноября и сопровождался страшным грохотом. По свидетельству очевидцев, земля на целый локоть то поднималась вверх, то опускалась. Дома падали со страшным треском. Огромный монастырь на горе так сильно качался из стороны в сторону, что каждую минуту грозил рухнуть. Толчки продолжались 8 минут. Через несколько часов землетрясение возобновилось.
Мраморная набережная провалилась и ушла под воду. В образовавшуюся водяную воронку были увлечены люди и корабли, стоявшие у берега. После землетрясения глубина залива на месте набережной достигала 200 м.
Море вначале землетрясения отступило, но затем огромная волна высотой 26 м обрушилась на берег и затопила побережье на ширину до 15 км. Таких волн, следовавших одна за другой, было три. То, что уцелело от землетрясения, было смыто и унесено в море. Только в гавани Лиссабона было уничтожено или повреждено свыше 300 судов.
Волны Лиссабонского землетрясения прошли через весь Атлантический океан: у Кадикса их высота достигала 20 м, на Африканском побережье, у берегов Танжера и Марокко - 6 м, на о-вах Фуншал и Мадера -до 5 м. Волны пересекли Атлантический океан и ощущались у берегов Америки на о-вах Мартиника, Барбадос, Антигуа и др. При Лиссабонском землетрясении погибло свыше 60 тыс. человек.
Подобные волны довольно часто возникают при моретрясениях, они называаются цуцнами. Скорость распространения этих волн колеблется от 20 до 300 м/сек в зависимости:от глубины океана; высота волн достигает 30 м.
Осушение берега перед цунами длится обычно несколько минут и в исключительных случаях достигает чяса. Возникают цунами только при тех моретрясениях, когда происходит провал или поднятие определенного участка дна.
Появление цунами и волн отлива объясняется следующим образом. В эпицентральной области из-за деформации дна образуется волна давления, распространяющаяся вверх. Море в этом месте только сильно вспучивается, на поверхности образуются кратковременные течения, расходящиеся во всех направлениях, или «вскипает» с подбрасыванием воды вверх на высоту до 0,3м. Все это сопровождается гулом. Затем волна давления преобразуется на поверхности в волны цунами, разбегающиеся в разных направлениях. Отливы перед цунами объясняются тем, что вначале вода устремляется в подводный провал, из которого затем выталкивается в эпицентральную область.
В случае, когда эпицентры приходятся на густонаселенные районы, землетрясения приносят огромные бедствия. Особенно разрушительными были землетрясения Японии, где за 1500 лет зафиксировано 233 крупных землетрясения с количеством толчков, превышающим 2 млн.
Большие бедствия причиняют землетрясения в Китае. Во время катастрофы 16 декабря 1920 г. в районе Кансу погибло свыше 200 тыс. человек, причем главной причиной гибели были обвалы жилищ, вырытых в лёссе. Землетрясения исключительной силы происходили в Америке. При землетрясении в районе Риобамба в 1797 г. погибло 40 тыс. человек и было разрушено 80% зданий. В 1812 г. город Каракас (Венесуэла) был разрушен полностью в течение 15 секунд. Неоднократно почти полностью разрушался г. Консепсион в Чили, Сильно пострадал г. Сан-Франциско в 1906 г. В Европе наибольшие разрушения наблюдались после землетрясения в Сицилии, где в 1693 г. было уничтожено 50 селений и погибло свыше 60 тыс. человек.
На территории СССР наиболее разрушительными были землетрясения на юге Средней Азии, в Крыму (1927 г.) и на Кавказе. Особенно часто страдал от землетрясений г. Шемаха в Закавказье. Он разрушался в 1669, 1679, 1828, 1856, 1859, 1872, 1902 гг. До 1859 г. город Шемаха был губернским центром Восточного Закавказья, но из-за землетрясения столицу пришлось перенести в Баку. На рис. 173 показано размещение эпицентров Шемахинских землетрясений. Так же, как и в Туркмении, они располагаются вдоль определенной линии, вытянутой в северо-западном направлении.
При землетрясениях происходят существенные изменения на поверхности Земли, выражающиеся в образовании трещин, провалов, складок, поднятии отдельных участков на суше, в образовании островов на море и т. п. Эти нарушения, называемые сейсмическими, часто способствуют образованию мощных обвалов, осыпей, оползней, оплывин и селевых потоков в горах, появлению новых источников, прекращению старых, образованию грязевых сопок, газовых выбросов и др. Нарушения, образующиеся после землетрясений называются постсейсмическими.
Явления. связанные с землетрясениями как на поверхности Земли, так и в ее недрах, называются сейсмическими явлениями. Наука, изучающая сейсмические явления, называется сейсмологией.
3. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ
Хотя главные характеристики минералов (химический состав и внутренняя кристаллическая структура) устанавливаются на основе химических анализов и рентгеноструктурного метода, косвенно они отражаются в свойствах, которые легко наблюдаются или измеряются. Для диагностики большинства минералов достаточно определить их блеск, цвет, спайность, твердость, плотность.
Блеск (металлический, полуметаллический и неметаллический - алмазный, стеклянный, жирный, восковой, шелковистый, перламутровый и др.) обусловлен количеством отражаемого от поверхности минерала света и зависит от его показателя преломления. По прозрачности минералы разделяются на прозрачные, полупрозрачные, просвечивающие в тонких осколках и непрозрачные. Количественное определение светопреломления и светоотражения возможно только под микроскопом. Некоторые непрозрачные минералы сильно отражают свет и имеют металлический блеск. Это характерно для рудных минералов, например, галенита (минерал свинца), халькопирита и борнита (минералы меди), аргентита и акантита (минералы серебра). Большинство минералов поглощают или пропускают значительную часть падающего на них света и обладают неметаллическим блеском. Некоторые минералы имеют блеск, переходный от металлического к неметаллическому, который называется полуметаллическим.
Минералы с неметаллическим блеском обычно светлоокрашенные, некоторые из них прозрачны. Часто бывают прозрачными кварц, гипс и светлая слюда. Другие минералы (например, молочно-белый кварц), пропускающие свет, но сквозь которые нельзя четко различить предметы, называют просвечивающими. Минералы, содержащие металлы, отличаются от прочих по светопропусканию. Если свет проходит сквозь минерал, хотя бы в самых тонких краях зерен, то он, как правило, нерудный; если же свет не проходит, то он - рудный. Бывают, впрочем, и исключения: например, светлоокрашенный сфалерит (минерал цинка) или киноварь (минерал ртути) нередко прозрачны или просвечивают.
Минералы различаются по качественным характеристикам неметаллического блеска. Глина имеет тусклый землистый блеск. Кварц на гранях кристаллов или на поверхностях излома - стеклянный, тальк, разделяющийся на тонкие листочки по плоскостям спайности, - перламутровый. Яркий, сверкающий, как у алмаза, блеск называется алмазным.
Когда свет падает на минерал с неметаллическим блеском, то он частично отражается от поверхности минерала, а частично преломляется на этой границе. Каждое вещество характеризуется определенным показателем преломления. Поскольку этот показатель может быть измерен с высокой точностью, он является весьма полезным диагностическим признаком минералов.
Характер блеска зависит от показателя преломления, а оба они - от химического состава и кристаллической структуры минерала. В общем случае прозрачные минералы, содержащие атомы тяжелых металлов, отличаются сильным блеском и высоким показателем преломления. К этой группе относятся такие распространенные минералы, как англезит (сульфат свинца), касситерит (оксид олова) и титанит, или сфен (силикат кальция и титана). Минералы, состоящие из относительно легких элементов, также могут иметь сильный блеск и высокий показатель преломления, если их атомы плотно упакованы и удерживаются сильными химическими связями. Ярким примером является алмаз, состоящий только из одного легкого элемента углерода. В меньшей степени это справедливо и для минерала корунда (Al2O3), прозрачные цветные разновидности которого - рубин и сапфиры - являются драгоценными камнями. Хотя корунд состоит из легких атомов алюминия и кислорода, они так крепко связаны между собой, что минерал имеет довольно сильный блеск и относительно высокий показатель преломления.
Некоторые блески (жирный, восковой, матовый, шелковистый и др.) зависят от состояния поверхности минерала или от строения минерального агрегата; смоляной блеск характерен для многих аморфных веществ (в том числе минералов, содержащих радиоактивные элементы уран или торий).
Цвет - простой и удобный диагностический признак. В качестве примеров можно привести латунно-желтый пирит (FeS2), свинцово-серый галенит (PbS) и серебристо-белый арсенопирит (FeAsS2). У других рудных минералов с металлическим или полуметаллическим блеском характерный цвет может быть замаскирован игрой света в тонкой поверхностной пленке (побежалостью). Это свойственно большинству минералов меди, особенно борниту, который называют «павлиньей рудой» из-за его радужной сине-зеленой побежалости, быстро возникающей на свежем изломе. Однако другие медные минералы окрашены в хорошо всем знакомые цвета: малахит - в зеленый, азурит - в синий.
Некоторые неметаллические минералы безошибочно узнаются по цвету, обусловленному главным химическим элементом (желтому - серы и черному - темно-серому - графита и др.). Многие неметаллические минералы состоят из элементов, которые не обеспечивают им специфической окраски, но у них известны окрашенные разновидности, цвет которых обусловлен присутствием примесей химических элементов в малых количествах, не сопоставимых с интенсивностью вызываемой ими окраски. Такие элементы называют хромофорами; их ионы отличаются избирательным поглощением света. Например, густо-фиолетовый аметист обязан своей окраской ничтожной примеси железа в кварце, а густой зеленый цвет изумруда связан с небольшим содержанием хрома в берилле. Окраска обычно бесцветных минералов может появляться вследствие дефектов кристаллической структуры (обусловленных незаполненными позициями атомов в решетке или вхождением посторонних ионов), которые могут вызвать селективное поглощение некоторых длин волн в спектре белого света. Тогда минералы окрашиваются в дополнительные цвета. Рубины, сапфиры и александриты обязаны своей окраской именно таким световым эффектам.
Бесцветные минералы могут быть окрашены механическими включениями. Так, тонкая рассеянная вкрапленность гематита придает кварцу красный цвет, хлорита - зеленый. Молочный кварц замутнен газово-жидкими включениями. Хотя цвет минералов - одно из самых легко определяемых свойств при диагностике минералов, его надо использовать с осторожностью, так как он зависит от многих факторов.
Несмотря на изменчивость окраски многих минералов, цвет порошка минерала весьма постоянен, а потому является важным диагностическим признаком. Обычно цвет порошка минерала устанавливают по черте (т.н. «цвету черты»), которую оставляет минерал, если им провести по неглазурованной фарфоровой пластинке (бисквиту). Например, минерал флюорит бывает окрашен в разные цвета, но черта у него всегда белая.
Спайность - весьма совершенная, совершенная, средняя (ясная), несовершенная (неясная) и весьма несовершенная - выражается в способности минералов раскалываться по определённым направлениям. Излом (ровный ступенчатый, неровный, занозистый, раковистый и др.) характеризуют поверхности раскола минерала, произошедшего не по спайности. Например, кварц и турмалин, поверхность излома которых напоминает скол стекла, имеют раковистый излом. У других минералов излом может быть описан как шероховатый, неровный или занозистый. Для многих минералов характеристикой служит не излом, а спайность. Это означает, что они раскалываются по гладким плоскостям, непосредственно связанным с их кристаллической структурой. Силы связи между плоскостями кристаллической решетки могут быть различными в зависимости от кристаллографического направления. Если в каких-то направлениях они гораздо больше, чем в других, то минерал будет раскалываться поперек самой слабой связи. Так как спайность всегда параллельна атомным плоскостям, она может быть обозначена с указанием кристаллографических направлений. Например, галит (NaCl) имеет спайность по кубу, т.е. три взаимоперпендикулярных направления возможного раскола. Спайность характеризуется также легкостью проявления и качеством возникающей спайной поверхности. Слюда обладает весьма совершенной спайностью в одном направлении, т.е. легко расщепляется на очень тонкие листочки с гладкой блестящей поверхностью. У топаза спайность совершенная в одном направлении. Минералы могут иметь два, три, четыре или шесть направлений спайности, по которым они одинаково легко раскалываются, либо несколько направлений спайности разной степени. У некоторых минералов спайность вообще отсутствует. Поскольку спайность как проявление внутренней структуры минералов является их неизменным свойством, она служит важным диагностическим признаком.
Твердость - сопротивление, которое минерал оказывает при царапании. Твердость зависит от кристаллической структуры: чем прочнее связаны между собой атомы в структуре минерала, тем труднее его поцарапать. Тальк и графит - мягкие пластинчатые минералы, построенные из слоев атомов, связанных между собой очень слабыми силами. Они жирные на ощупь: при трении о кожу руки происходит соскальзывание отдельных тончайших слоев. Самый твердый минерал - алмаз, в котором атомы углерода так прочно связаны, что его можно поцарапать только другим алмазом. В начале 19 в. австрийский минералог Ф.Моос расположил 10 минералов в порядке возрастания их твердости. С тех пор они используются как эталоны относительной твердости минералов, т.н. шкала Мооса (табл. 1)
Таблица 1. ШКАЛА ТВЕРДОСТИ МООСА
МинералОтносительная твердость Тальк 1Гипс2Кальцит3Флюорит4Апатит5Ортоклаз6Кварц7Топаз8Корунд9Алмаз10
Чтобы определить твердость минерала, необходимо выявить самый твердый минерал, который он может поцарапать. Твердость исследуемого минерала будет больше твердости поцарапанного им минерала, но меньше твердости следующего по шкале Мооса минерала. Силы связи могут меняться в зависимости от кристаллографического направления, а поскольку твердость является грубой оценкой этих сил, она может различаться в разных направлениях. Эта разница обычно невелика, исключение составляет кианит, у которого твердость 5 в направлении, параллельном длине кристалла, и 7 - в поперечном направлении.
Для менее точного определения твердости можно пользоваться следующей, более простой, практической шкалой.
2 -2,5Ноготь большого пальца3Серебряная монета3,5Бронзовая монета5,5-6Лезвие перочинного ножа5,5-6Оконное стекло6,5-7Напильник
В минералогической практике используется также измерение абсолютных значений твердости (т.н. микротвердости) при помощи прибора склерометра, которая выражается в кг/мм2.
Плотность. Масса атомов химических элементов меняется от водорода (самый легкий) до урана (самый тяжелый). При прочих равных условиях масса вещества, состоящего из тяжелых атомов, больше, чем у вещества, состоящего из легких атомов. Например, два карбоната - арагонит и церуссит - имеют сходную внутреннюю структуру, но в состав арагонита входят легкие атомы кальция, а в состав церуссита - тяжелые атомы свинца. В результате масса церуссита превышает массу арагонита того же объема. Масса единицы объема минерала зависит также от плотности упаковки атомов. Кальцит, как и арагонит, представляет собой карбонат кальция, но в кальците атомы упакованы менее плотно, потому он имеет меньшую массу единицы объема, чем арагонит. Относительная масса, или плотность, зависит от химического состава и внутренней структуры. Плотность - это отношение массы вещества к массе того же объема воды при 4° С. Так, если масса минерала составляет 4 г, а масса того же объема воды - 1 г, то плотность минерала равна 4. В минералогии принято выражать плотность в г/см3.
Плотность - важный диагностический признак минералов, и ее нетрудно измерить. Сначала образец взвешивается в воздушной среде, а затем - в воде. Поскольку на образец, погруженный в воду, действует выталкивающая сила, направленная вверх, его вес там меньше, чем в воздухе. Потеря веса равна весу вытесненной воды. Таким образом, плотность определяется отношением массы образца на воздухе к потере его веса в воде.
Пироэлектричество. Некоторые минералы, например турмалин, каламин и др., при нагревании или охлаждении электризуются. Это явление можно наблюдать с помощью опыления охлаждающегося минерала смесью порошков серы и сурика. При этом сера покрывает положительно заряженные участки поверхности минерала, а сурик - участки с отрицательным зарядом.
Магнитность - это свойство некоторых минералов действовать на магнитную стрелку или притягиваться магнитом. Для определения магнитности используют магнитную стрелку, помещенную на остром штативе, или магнитную подковку, брусок. Очень удобно также пользоваться магнитной иглой или ножом.
При испытании на магнитность возможны три случая:
а) когда минерал в естественном виде («сам по себе») действует на магнитную стрелку,
б) когда минерал становится магнитным лишь после прокаливания в восстановительном пламени паяльной трубки
в) когда минерал ни до, ни после прокаливания в восстановительном пламени магнитности не проявляет. Для прокаливания восстановительном пламени нужно брать мелкие кусочки величиной 2-3 мм.
Свечение. Многие минералы, не светящиеся сами по себе, начинают светиться при некоторых специальных условиях.
Различают фосфоресценцию, люминесценцию, термолюминесценцию и триболюминесценцию минералов. Фосфоресценция-способность минерала светиться после воздействия на него теми или другими лучами (виллемит). Люминесценция - способность светиться в момент облучения (шеелит при облучении ультрафиолетовыми и катодными луча кальцит и др.). Термолюминесценция - свечение при нагревании (флюорит, апатит).
Триболюминесценция - свечение в момент царапания иглой или раскалывания (слюды, корунд).
Радиоактивность. Многие минералы, содержащие такие элементы как ниобий, тантал, цирконий, редкие земли, уран, торий часто имеют довольно значительную радиоактивность, легко обнаруживаемую даже бытовыми радиометрами, которая может служить важным диагностическим признаком.
Для проверки радиоактивности сначала измеряют и записывают величину фона, затем минерал подносят, возможно, ближе к детектору прибора. Увеличение показаний более чем на 10-15% может служить показателем радиоактивности минерала.
Электропроводность. Целый ряд минералов обладает значительной электропроводностью, которая позволяет их однозначно отличить от похожих минералов. Может проверяться обычным бытовым тестером.
4. ЭПЕЙРОГЕНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ
Эпейрогенические движения - медленные вековые поднятия и опускания земной коры, не вызывающие изменения первичного залегания пластов. Эти вертикальные движения имеют колебательный характер и обратимы, т.е. поднятие может сменится опусканием. Среди этих движений различают:
Современные, которые зафиксированы в памяти человека и их можно измерить инструментально путем проведения повторного нивелирования. Скорость современных колебательных движений в среднем не превышает 1-2 см/год, а в горных районах она может достигать и 20 см/год.
Неотектонические движения - это движения за неоген-четвертичное время (25 млн. лет). Принципиально они ничем не отличаются от современных. Неотектонические движения зафиксированы в современном рельефе и главный метод их изучения - геоморфологический. Скорость их движения на порядок меньше, в горных районах - 1 см/год; на равнинах - 1 мм/год.
Древние медленные вертикальные движения зафиксированы в разрезах осадочных пород. Скорость древних колебательных движений по оценке ученых меньше 0.001 мм/год.
Орогенические движения происходят в двух направлениях - горизонтальном и вертикальном. Первое приводит к смятию пород и образованию складок и надвигов, т.е. к сокращению земной поверхности. Вертикальные движения приводят к поднятию области проявления складкобразования и возникновению нередко горных сооружений. Орогенические движения протекают значительно быстрее, чем колебательные.
Они сопровождаются активными эффузивным и интрузивным магматизмом, а также метаморфизмом. В последние десятилетия эти движения объясняют столкновением крупных литосферных плит, которые перемещаются в горизонтальном направлении по астеносферному слою верхней мантии.
ТИПЫ ТЕКТОНИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ
Виды тектонических нарушений
а - складчатые (пликатпвные) формы;
В большинстве случаев образование их связано с уплотнением или сжатием вещества Земли. Складчатые нарушения морфологически подразделяются на два основных типа: выпуклые и вогнутые. В случае горизонтального среза в ядре выпуклой складки располагаются более древние по возрасту пласты, а на крыльях - более молодые. Вогнутые изгибы, наоборот, имеют в ядре более молодые отложения. В складках выпуклые крылья обычно наклонены в стороны от осевой поверхности.
б - разрывные (дизъюнктивные) формы
Разрывными тектоническими нарушениями называют такие изменения, при которых нарушается сплошность (целостность) горных пород.
Разрывные нарушения разделяются на две группы: разрывы без смещения разделенных ими пород относительно друг друга и разрывы со смещением. Первые называются тектоническими трещинами, или диаклазами, вторые - параклазами
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Белоусов В.В. Очерки истории геологии. У истоков науки о Земле (геология до конца ХVIII в.). - М., - 1993.
Вернадский В.И. Избранные труды по истории науки. - М.: Наука, - 1981.
Поваренных А.С., Оноприенко В.И. Минералогия: прошлое, настоящее, будущее. - Киев: Наукова Думка, - 1985.
Современные идеи теоретической геологии. - Л.: Недра, - 1984.
Хаин В.Е. Основные проблемы современной геологии (геология на пороге ХХI века). - М.: Научный мир, 2003..
Хаин В.Е., Рябухин А.Г. История и методология геологических наук. - М.: МГУ, - 1996.
Хэллем А. Великие геологические споры. М.: Мир,1985.
Эндогенные процессы:
Эндогенные процессы - геологические процессы, связанные с энергией, возникающей в недрах твердой Земли. К эндогенным процессам относятся тектонические процессы, магматизм, метаморфизм, сейсмическая активность.
Тектонические процессы - образование разломов и складок.
Магматизм - термин, объединяющий эффузивные (вулканизм) и интрузивные (плутонизм) процессы в развитии складчатых и платформенных областей. Под магматизмом понимают совокупность всех геологических процессов, движущей силой которых является магма и её производные. Магматизм является проявлением глубинной активности Земли; он тесно связан с ее развитием, тепловой историей и тектонической эволюцией.
Метаморфизм - процесс твердофазного минерального и структурного изменения горных пород под воздействием температуры и давления в присутствии флюида.
Сейсмическая активность - это количественная мера сейсмического режима, определяемая средним числом очагов землетрясений в некотором диапазоне энергетической величины, которые возникают на рассматриваемой территории за определенное время наблюдения.
Экзогенные процессы:
Экзогенные процессы - геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в самых верхних частях земной коры (выветривание, эрозия, деятельность ледников и др.); обусловлены главным образом энергией солнечной радиации, силой тяжести и жизнедеятельностью организмов.
Эрозия - разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками и ветром, включающее в себя отрыв и вынос обломков материала и сопровождающееся их отложением.
По скорости развития эрозию делят на нормальную и ускоренную. Нормальная имеет место всегда при наличии сколько-либо выраженного стока, протекает медленнее почвообразования и не приводит к заметным изменением уровня и формы земной поверхности. Ускоренная идет быстрее почвообразования, приводит к деградации почв и сопровождается заметным изменением рельефа.
По причинам выделяют естественную и антропогенную эрозию.
Взаимодействия:
Рельеф формируется в результате взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов.
21. Физическое выветривание горных пород:
Физическое выветривание горных пород - это процесс механического раздробления горных пород без изменения химического состава образующих их минералов.
Физическое выветривание активно протекает при больших колебаниях суточных и сезонных температур, например в жарких пустынях, где поверхность почвы иногда нагревается до 60 - 70°С, а ночью охлаждается почти до 0°С.
Процесс разрушения усиливается при конденсации и замерзании воды в трещинах горных пород, поскольку, замерзая, вода расширяется и с огромной силой давит на стенки.
В сухом климате аналогичную роль играют соли, кристаллизующиеся в трещинах горных пород. Так, соль кальция CaSO4, превращаясь в гипс (CaSO4 - 2H2O), увеличивается в объеме на 33%. В результате от породы, разбитой сетью трещин, начинают отпадать отдельные обломки, и с течением времени ее поверхность может подвергнуться полному механическому разрушению, что благоприятствует химическому выветриванию.
22. Химическое выветривание горных пород:
Химическое выветривание - это процесс химического изменения горных пород и минералов и образования новых, более простых соединений в результате реакций растворения, гидролиза, гидратации и окисления.Важнейшими факторами химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. Вода выступает в роли активного растворителя горных пород и минералов, а растворенный в воде углекислый газ усиливает разрушающее действие воды. Основная химическая реакция воды с минералами магматических пород - гидролиз - приводит к замене катионов щелочных и щелочноземельных элементов кристаллической решетки на ионы водорода диссоциированных молекул воды. С деятельностью воды связана также гидратация - химический процесс присоединения воды к минералам. В результате реакции происходит разрушение поверхности минералов, что в свою очередь усиливает их взаимодействие с окружающим водным раствором, газами и другими факторами выветривания. Реакция присоединения кислорода и образования оксидов (кислотные, основные, амфотерные, солеобразующие) называется окислением. Окислительные процессы широко распространены при выветривании минералов, содержащих соли металлов, особенно железа.В результате химического выветривания изменяется физическое состояние минералов, разрушается их кристаллическая решетка. Порода обогащается новыми (вторичными) минералами и приобретает такие свойства, как связность, влагоемкость, способность к поглощению и др.
23. Органическое выветривание горных пород:
Выветривание горных пород - сложный процесс, в котором выделяется несколько форм его проявления. 1-я форма - механическое дробление горных пород и минералов без существенного изменения их химических свойств - называется механическим или физическим выветриванием. 2-я форма - химическое изменение вещества, приводящее к превращению исходных минералов в новые - называется химическим выветриванием. 3-я форма - органическое (биологохимическое) выветривание: минералы и горные породы физически и главным образом химически изменяются под воздействием жизнедеятельности организмов и органического вещества, образующегося при их разложении.
Органическое выветривание:
Разрушение горных пород организмами осуществляется физическим или химическим путём. Простейшие растения - лишайники - способны селиться на любой горной породе и извлекать из неё питательные вещества с помощью выделяемых им органических кислот; это подтверждается опытами посадки лишайников на гладкое стекло. Через некоторое время на стекле появлялось помутнение, свидетельствующее о частичном его растворении. Простейшие растения подготавливают почву для жизни на поверхности горных пород более высокоорганизованных растений.
Древесная растительность иногда появляется и на поверхнсти горных пород, не имеющей рыхлого почвенного покрова. Корни растений используют при этом трещины в породе, постепенно их расширяя. Они способны разорвать даже очень плотную породу, так как тургор, или давление, развиваемое в клетках ткани корней, достигает 60-100 атм. Значительную роль в разрушении земной коры в её верхней части играют земляные черви, муравьи и термиты, проделывающие многочисленные подземные ходы, способствуя проникновению вглубь почвы воздуха, содержащего влагу и СО2 - мощные факторы химического выветривания.
24. Полезные ископаемые, образующиеся при выветривании горных пород:
ВЫВЕТРИВАНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ - залежи полезных ископаемых, возникшие в коре выветривания при разложении горных пород у поверхности Земли под воздействием воды, углекислоты, кислорода, а также органических и неорганических кислот. Среди выветривания месторождений различают инфильтрационные месторождения и остаточные месторождения. К выветривания месторождениям относятся некоторые месторождения руд Fe, Mn, S, Ni, бокситов, каолина, апатита, барита.
K инфильтрационным B. м. относятся м-ния руд урана, меди, самородной серы. Иx примером могут служить широко распространённые м-ния урановых руд в пластах песчаников (напр., Колорадо-Плато). K остаточным B. м. принадлежат м-ния руд силикатного никеля, железа, марганца, бокситов, магнезита, каолина. Cреди них наиболее характерны м-ния никелевых руд CCCP (Юж. Урал), Kубы, H. Kаледонии.
25. Геологическая деятельность ветра:
Деятельность ветра является одним из важнейших факторов образующих рельеф. Процессы связанные с деятельностью ветра называются эоловыми (Эол - бог ветров в греческой мифологии).
Влияние ветра на рельеф происходит в двух направлениях:
Выветривание - разрушение и преобразование горных пород.
Перемещение материала - гигантcких скоплений песчаных или глинистых частиц.
Разрушительная деятельность ветра складывается из двух процессов - дефляции и коррозии.
Дефляция - процесс выдувания и развевания ветром частиц рыхлых горных пород.
Коррозия (скоблю, соскребаю) – процесс механического истирания горных пород обломочным материалом, переносимым ветром. Заключается в обтачивании, шлифовании, и высверливании горных пород.
26. Геологическая деятельность моря:
Моря и океаны занимают около 361 млн.км2. (70,8% всей земной поверхности). Общий объем воды в 10 раз больше объема суши, возвышающейся над уровнем воды, которая составляет 1370 млн. км2. Эта громадная масса воды находится в непрерывном движении и поэтому выполняет большую разрушительную и созидательную работу. На протяжении длительной истории развития земной коры моря и океаны не раз меняли свои границы. Почти вся поверхность современной суши неоднократно заливалась их водами. На дне морей и океанов накапливались мощные толщи осадков. Из этих осадков образовались различные осадочные горные породы.
Геологическая деятельность моря главным образом сводится к разрушению горных пород берегов и дна, переносу обломков материала и отложению осадков, из которых впоследствии образуются осадочные горные породы морского происхождения.
Разрушительная деятельность моря заключается в разрушении берегов и дна и называется абразией, которая более всего проявляется у обрывистых берегов при больших прибрежных глубинах. Это обусловлено большой высотой волн и большим их давлением. Усиливает разрушительную деятельность содержащийся в морской воде обломочный материал и пузырьки воздуха, которые лопаются и возникает перепад давлений в десятки раз превышающие абразию. Под действием морских прибоев берег постепенно отодвигается и на его месте (на глубине 0 – 20 м) образуется ровная площадка – волноприбойная или абразионная терраса, ширина которой может быть > 9 км, уклон ~ 1°.
Если уровень моря долгое время остается постоянным, то крутой берег постепенно отступает и между ним и абразионной террасой возникает валунно – галечный пляж. Берег из абразионного становится аккумулятивным.
Берега интенсивно разрушаются при трансгрессии (наступлении) моря и превращаются, выходя из – под уровня воды, в морскую террасу при регрессии моря. Примеры: берега Норвегии и Новой Земли. Абразии не происходит при быстрых непрерывных поднятиях и на пологих берегах.
Разрушению берегов способствует также морские приливы и отливы, морские течения (Гольфстрим).
Морская вода переносит вещества в коллоидном, растворенном состоянии и в виде механических взвесей. Более грубый материал она волочит по дну.
27. Осадки шельфовой зоны моря:
Моря и океаны занимают около 71% поверхности Земли. Вода находится в постоянном движении, что приводит к разрушению берегов (абразии), перемещению огромного количества обломочного материала и растворенных веществ, выносимых реками, и, наконец, их отложению с образованием разнообразных осадков.
Шельф (от англ.) - материковая отмель, представляет собой подводную слегка наклонную равнину. Шельф является выровненной частью подводной окраины материка, примыкающей к суше и характеризующаяся общим с ней геологическим строением. Со стороны океана шельф ограничивается четко выраженной бровкой, расположенной до глубин 100- 200 м.
Главные факторы, определяющие тип морских отложений - характер рельефа и глубина морского дна, степень удаленности от берега, климатические условия.
Литоральной зоной называется прибрежная мелководная часть моря, периодически заливаемая во время приливов и осушаемая при отливах.. В этой зоне много воздуха, света и питательных веществ. Осадки литоральной зоны характеризуются прежде всего сильной изменчивостью, являющейся следствием периодически меняющегося гидродинамического режима воды.
В литоральной зоне формируется пляж. Пляж представляет собой скопление обломочного материала в зоне действия прибоя. Сложены пляжи самым разнообразным материалом - от крупных глыб до тонкого песка. Волны, набегающие на пляж, сортируют выносимый ими материал. В результате в зоне пляжа могут появиться участки, обогащенные тяжелыми минералами, что приводит к формированию прибрежно-морских россыпей.
На участках литорали, где не бывает сильных волнений, характер отложений существенно иной. Осадки здесь преимущественно тонкозернистые: алевритовые и глинистые. Иногда вся приливно-отливная зона занята песчано-глинистыми илами.
Неритовой зоной называется область мелководья, тянущаяся с глубины, где перестает оказываться волнение, до внешнего края шельфа. В этой зоне идет накопление терригенных, органогенных и хемогенных осадков.
Терригенные осадки имеют наибольшее распространение, что обусловлено близостью суши. Среди них выделяют грубообломочные осадки: глыбы, валуны, галечники и гравий, а также песчаные, алевритовые и глинистые осадки. В целом в шелъфовой зоне наблюдается следующее распространение осадков: около берега накапливаются грубообломочный материал и пески, за песками следуют алевритовые, а еще дальше глинистые осадки (илы). Сортировка осадков ухудшается по мере ударения от берега в связи с ослаблением сортирующей работы волн.
28. Осадки континентального склона, континентального подножия и ложа океанов:
Главные элементы рельефа дна океанических бассейнов – это:
1) Континентальный шельф, 2) Континентальный склон с подводными каньонами, 3) Континентальное подножие, 4) Система срединно-океанических хребтов, 5) островные дуги, 6) Ложе океана с абиссальными равнинами, положительными формами рельефа (главным образом вулканами, гийотами и атоллами) и глубоководными желобами.
Континентальный склон – представляет собой окраины континентов, погруженные до 200 – 300 м ниже уровня моря у их внешнего края, откуда начинается более крутое погружение морского дна. Общая площадь шельфа около 7 млн. км2, или около 2% площади дна Мирового океана.
Континентальный склон с каньонами. От бровки шельфа дно опускается круче, образуя континентальный склон. Его ширина от 15 до 30 км и погружается он до глубины 2000 – 3000 м. Изрезан глубокими долинами – каньонами глубиной до 1200 м и имеющие V – образный поперечный профиль. В нижней части каньоны достигают глубины 2000 – 3000 и ниже уровня моря. Стенки каньонов скальные, а донные осадки, сгруженные у их устьев на континентальном подножие, указывают на то, что каньоны играют роль лотков, по которым тонкий и грубый осадочный материал с шельфа сносится на большую глубину.
Континентальное подножие – осадочная оторочка с полого наклоненной поверхностью в основании континентального склона. Является аналогом предгорных аллювиальных равнин, образованных речными осадками у подножья горных массивов.
Ложе океана кроме глубоководных равнин включает также другие крупные и мелкие формы рельефа.
29. Полезные ископаемые и формы рельефа морского происхождения:
Значительный процент полезных ископаемых находится в океане.
Добывают ракушечник и ракушечный песок для цементной промышленности. Море поставляет также значительные массы материала для намывных берегов, островов, плотин.
Однако наибольший интерес вызывают железо-марганцевые конкреции и фосфориты. Округлые или дисковидные конкреции и их агрегаты встречены на значительных пространствах океанического дна и тяготеют к зонам развития вулканов и металлоносных гидротерм.
Для геологически спокойного Северного Ледовитого океана типичны пиритные конкреции, а на дне рифтовой долины Черного моря обнаружены диски железо-марганцевых конкреций.
В океанической воде растворено значительное количество фосфора. Концентрация фосфатов на глубине 100 метров изменяется от 0,5 до 2 и более микрограммов на литр. Особенно значительны концентрации фосфатов на шельфе. Вероятно, эти концентрации вторичны. Исходный источник фосфора - вулканические извержения, происходившие в далеком прошлом. Затем фосфор эстафетно передавался от минералов к живому веществу и наоборот. Крупные захоронения богатых фосфором осадков образуют месторождения фосфоритов, как правило обогащенных ураном и другими тяжелыми металлами.
Рельеф морского дна:
Рельеф дна океана по своей сложности мало чем отличается от рельефа суши, а нередко интенсивность вертикального расчленения дна больше, чем поверхности материков.
Большую часть дна океана занимают океанические платформы, которые представляют собой участки коры, утратившие значительную подвижность и способность к деформациям.
Выделяются четыре основные формы рельефа дна океана: подводная окраина материков, переходная зона, ложе океана и срединные океанические хребты.
Подводная окраина состоит из шельфа, материкового склона и материкового подножия.
*Шельф представляет собой мелководные зоны вокруг материков, простирающиеся от береговой линии до резкого перегиба поверхности дна на средней глубине 140 м (в конкретных случаях глубина шельфа может меняться от нескольких десятков до нескольких сотен метров). Средняя ширина шельфа 70-80 км, а наибольшая – в районе Канадского Арктического архипелага (до 1400 км)
*Следующая форма подводной окраины материков, материковый склон, представляет собой относительно крутую (уклон 3-6°) часть дна, расположенную у внешнего края шельфа. У берегов вулканических и коралловых островов уклоны могут достигать 40-50°. Ширина склона 20-100 км.
*Материковое подножие, представляет собой наклонную, нередко слабоволнистую равнину, окаймляющую основание материкового склона на глубинах 2-4 км Материковое подножие может быть и узким, и широким (до 600-1000 км шириной) и иметь ступенчатую поверхность. Оно характеризуется значительной толщиной осадочных пород (до 3 км и более)..
*Площадь ложа дна океана превышает 200 млн. км2, т.е. составляет примерно 60% площади Мирового океана. Характерными особенностями ложа являются широкое развитие равнинного рельефа, наличие крупных горных систем и возвышенностей, не связанных со срединными хребтами, а также океанический тип земной коры.
Наиболее обширными формами ложа океана являются океанические котловины, погруженные на глубину 4-6 км и представляющие плоские и холмистые абиссальные равнины.
*Срединные океанические хребты характеризуются высокой сейсмической активностью, выраженной современным вулканизмом и очагами землетрясений.
30. Геологическая деятельность озер:
Характеризуется как разрушительной работой, так и созидательной, т.е. накоплением осадочного материала.
Абразия берегов осуществляется только волнами и редко течениями. Естественно, что в крупных озерах с большим водным зеркалом разрушительное действие волн сильнее. Но если озеро древнее, то береговые линии уже определились, профиль равновесия достигнут и волны, накатываясь на неширокие пляжи, только переносят песок и гальку на небольшие расстояния. Если же озеро молодое, то абразия стремится срезать берега и достигнуть профиля равновесия. Поэтому озеро как бы расширяет свои границы. Подобное явление наблюдается в недавно созданных крупных водохранилищах, в которых волны срезают берега со скоростью 5-7 м в год. Как правило, озерные берега покрыты растительностью, что уменьшает волновое воздействие. Осадконакопление в озерах осуществляется как за счет приноса обломочного материала реками, так и биогенным, а также хемогенным путями. Реки, впадающие в озера, как и временные водные потоки, несут с собой различный по размеру материал, который откладывается у берега, либо разносится по озеру, где взвесь выпадает в осадок.
Органогенное осадконакопление обусловлено обильной растительностью на мелководьях, хорошо прогреваемых Солнцем. Берега покрыты разнотравьем. А под водой растут водоросли. Зимой, после отмирания растительности она скапливается на дне, образуя слой, богатый органикой. В поверхностном слое воды развивается фитопланктон, цветение которого происходит летом. Осенью, когда водоросли, трава и фитопланктон. Погружаются на дно, там образуется илистый слой, насыщенный органикой. Т.к. на дне в застойных озерах кислорода почти нет, то анаэробные бактерии превращают ил в жирную, желеобразую массу – сапропель, содержащую до 60-65% углерода, которую используют как удобрение или лечебную грязь. Сапропелевые слои имеют мощность в 5-6 метров, хотя иногда достигают 30 и даже 40 м, как, например, в Переяславском озере на Русской равнине. Запасы ценного сапропеля огромны и только в Белоруссии составляют 3,75 млрд. м3, там и происходит их усиленная добыча.
В некоторых озерах формируются невыдержанные слои известняков – ракушечников или диатомитов, образующихся из диатомовых водорослей, имеющих кремневый скелет. Многие озера в наши дни подвергаются большой антропогенной нагрузке, что изменяет их гидрологический режим, уменьшает прозрачность вод, резко увеличивается содержание азота и фосфора. Техногенное влияние на озера заключается в сокращении площадей водосборов, перераспределении потоков грунтовых вод, использовании озерных вод как охладителей для электростанций, в том числе АЭС.
Хемогенные отложения особенно характерны для озер аридных зон, где вода интенсивно испаряется и поэтому происходит выпадение в осадок поваренной и калийной солей (NaCl), (KCl, MgCl2), соединений бора, серы и других. В зависимости от наиболее характерных хемогенных осадков озера подразделяются на сульфатные, хлоридные, боратные. Последние характерны для Прикаспийской низменности (Баскунчак, Эльтон, Арал).
31. Геологическая деятельность проточной воды:
Реки передвигают грунт, камни и другие породы. Проточная вода обладает не малой силой, в быстром беспорядочном течении большие камни крошатся на мелкие части. Геологическая деятельность рек как и других проточных вод выражается главным образом: 1) Размыванием, разрушением горных пород, 2) перенесением размытого материала или в растворенном виде, или в механическом взвешенном состоянии, 3) отложением переносимого материала в места более или менее отдаленные от той области. Размывание наиболее резко обнаруживается в верховьях где склоны круче. К подземным водам относят все природные воды находящиеся под поверхностью Земли в подвижном состоянии, которые вымывают грунтовый слой. Речные отложения удобряют почву, нивелируют земную поверхность.
32. Понятия профиля равновесия, донной и боковой эрозии:
Профиль равновесия (водотока) - продольный профиль русла водоток в виде плавной кривой, более крутой в верховьях и почти горизонтальной в нижнем течении; на всём протяжении такой поток не должен производить донной эрозии. Форма профиля равновесия зависит от смены на протяжении реки ряда факторов (расхода воды, характера наносов, особенностей горных пород, формы русла и др.), влияющих на эрозионно-аккумулятивные процессы. Однако определяющим фактором является характер рельефа на протяжении речной долины. Так, выход реки из горной области на равнину вызывает быстрое убывание уклонов русла.
Профиль равновесия реки - предельная форма профиля, к которому стремится водоток при стабильном базисе эрозии.
Эрозия (от лат. erosio - разъедание) - разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками и ветром, включающее в себя отрыв и вынос обломков материала и сопровождающееся их отложением.
Линейная эрозия происходит на небольших участках поверхности и приводит к расчленению земной поверхности и образованию различных эрозионных форм (промоин, оврагов, балок, долин).
Виды линейной эрозии
Глубинная (донная) - разрушение дна русла водотока. Донная эрозия направлена от устья вверх по течению и происходит до достижения дном уровня базиса эрозии.
Боковая - разрушение берегов.
В каждом постоянном и временном водотоке (реке, овраге) всегда можно обнаружить обе формы эрозии, но на первых этапах развития преобладает глубинная, а в последующие этапы - боковая.
33. Формы рельефа и полезные ископаемые речного происхождения:
Речные формы рельефа - эрозионные и аккумулятивные формы рельефа, возникшие в результате работы проточных вод, как временных, так и постоянных. К ним относятся разные типы долин, эрозионные уступы и склоны (формирующиеся также и гравитационными процессами), террасы, поймы, усложненные старицами, прирусловыми валами, прирусловыми дюнами, водопады, пороги, конусы выноса, сухие дельты, дельты (совместно с морем). Карбонатные породы ср. карбона, известняки, глины, углистые сланцы.
34. Геологическая деятельность болот:
Болото - участок суши (или ландшафта), характеризующийся избыточным увлажнением, сточными или проточными водами, но без постоянного слоя воды на поверхности. Для болота характерно отложение на поверхности почвы неполно разложившегося органического вещества, превращающегося в дальнейшем в торф. Слой торфа в болотах не менее 30 см, если меньше, то это просто заболоченные земли.
Главный результат геологической работы болот – накопление торфа. Помимо торфа, нередко образуются и другие осадки, в том числе минеральные. Цвет торфа обычно темный. В свежем (не уплотненном) торфе влага составляет 85-95%, минеральные примеси от - 2 до 20% к сухой массе торфа. Торф болот различается по количеству зольного остатка. Больше всего золы дает низинный торф (8-20%), меньше - переходный (4-6%) и меньше всего - верховой торф (2-4%). В зависимости от преобладания растительности различают древесный, травяной и моховой торф.
35. Геологическая работа ледников:
Движущиеся массы льда выполняют огромную геологическую работу. Лед несет вмерзшие каменные глыбы (рис. 3, царапающие ложе ледового потока, отрывающие куски пород и перетирающие их, сдвигает пласты пород. Мягкие породы лед вспахивает, образуя в них борозды и котловины. Камни, вмерзшие в лед, сглаживают и покрывают штрихами скалы, образуя бараньи лбы, курчавые скалы и штрихованные валуны.
Спускаясь к морю, ледник обламывается, при этом образуются горы плавающего льда - айсберги, растаивающие годами. Айсберги могут нести на себе и в себе валуны, глыбы и другой отторженный материал горных пород.
По мере движения с гор ниже снеговой линии и по материку лед тает, как растаяли в относительно недавнем геологическом прошлом материковые льды ледниковых эпох. Растаявший лед оставляет грубый неоднородный неотсортированный неслоистый обломочный материал. Чаще всего это валунные опесчаненные красно-бурые суглинки и глины или серые разнозернистые глинистые пески с валунами. Валуны разной крупности (от сантиметров до нескольких метров в поперечнике) состоят из гранита, габбро, кварцита, известняка и вообще пород различного петрографического состава. Это объясняется тем, что ледник приносит материал издалека и одновременно захватывает обломки и глыбы местных скальных пород.
37. Генетическая классификация осадочных горных пород:
По происхождению и геологическим особенностям все горные породы подразделяются на 3 класса:
Осадочные
Магматические
Метаморфические.
По способу своего образования осадочные породы подразделяются на три основные генетические группы:
Обломочные породы (брекчии, конгломераты, пески, алевриты) - грубые продукты преимущественно механического разрушения материнских пород, обычно наследующие наиболее устойчивые минеральные ассоциации последних;
Глинистые породы -дисперсные продукты глубокого химического преобразования силикатных и алюмосиликатных минералов материнских пород, перешедшие в новые минеральные виды;
Хемогенные, биохемогенные и органогенные породы - продукты непосредственного осаждения из растворов (например, соли), при участии организмов (например, кремнистые породы), накопления органических вещества (например, угли) или продукты жизнедеятельности организмов (например, органогенные известняки).
Характерной особенностью осадочных горных пород, связанной с условиями образования, является их слоистость и залегание в виде более или менее правильных геологических тел (пластов).
38. Структуры и текстуры осадочных горных пород:
Осадочные горные породы образуются только на поверхности земной коры при разрушении любых, ранее существовавших горных пород, в результате жизнедеятельности и отмирания организмов и выпадения осадков из пересыщенных растворов.
Под структурой понимают внутренне строение породы, совокупность признаков, обусловленную степенью кристалличности, абсолютными и относительными размерами, формой, взаимным расположением и способами сочетания минеральных составляющих.
Структура - важнейшая характеристика породы, выражающая ее зернистость.
Под текстурой понимают особенности внешнего строения горной породы, характеризующими степень её однородности и сплошности.
Внутренние текстуры делятся на неслоистые и слоистые.
39. Формы геологических тел, слагаемых осадочными горными породами:
Осадочные горные породы образуют пласты, слои, линзы и другие геологические тела разной формы и размера, залегающие в земной коре нормально-горизонтально, наклонно или в виде сложных складок. Внутреннее строение этих тел, обусловливаемое ориентировкой и взаимным расположением зёрен (или частиц) и способом выполнения пространства, называется текстурой осадочных горных пород. Для большинства этих пород характерна слоистая текстура: типы текстуры зависят от условий их образования (главным образом от динамики среды).
Образование осадочных горных пород происходит по следующей схеме: возникновение исходных продуктов путём разрушения материнских пород, перенос вещества водой, ветром, ледником и осаждение его на поверхности суши и в водных бассейнах. В результате образуется рыхлый и пористый, насыщенный водой, полностью или частично, осадок, сложенный разнородными компонентами.
40. Происхождение и формы нахождения подземных вод:
По происхождению подземные воды можно подразделить на инфильтрационные и седиментационные.
Инфильтрационные воды образуются при просачивании, проникновении атмосферных осадков и поверхностных вод в пористые и трещиноватые горные породы. Инфильтрационное происхождение имеют грунтовые воды, а также часть артезианских вод.
Седиментационные воды - это воды, сформировавшиеся в процессе осадкообразования. Осадки, отлагающиеся в водной среде, насыщаются водой бассейна, в котором происходит осадконакопление.
Формы нахождения подземных вод:
Вода, заполняя поры, трещины и пустоты пород, может присутствовать в них в трех фазах: жидкой, парообразной и твердой. Последняя фаза наиболее характерна для зон многолетней («вечной») мерзлоты, а также для районов земного шара с отрицательными зимними температурами.
Гравитационная вода, т. е. вода, подчиняющаяся силам гравитации, может заполнять поры и пустоты пластов горных пород (в песках, песчаниках и т. д.) - это пластовые воды или находиться в трещинах пород (в гранитах, базальтах и т. д.)- это трещинные воды. Известны и пластово-трещинные воды, содержащиеся в трещинах пористых пород (некоторые песчаники и другие осадочные отложения). Наконец, воды могут заполнять пустоты, каналы, трубки закарстованных пород - это карстовые воды (в известняках, доломитах, солях и т. д.).
41. Водные свойства горных пород:
К основным водным свойствам грунтов относятся влажность, влагоемкость, водоотдача, водопроницаемость, капиллярность.
Влагоемкость -это свойство породы содержать в своих порах то или иное количество воды.
Полная влагоемкость - количество воды, заполняющее все пустоты породы.
Фактическая влагоемкость определяется количеством воды, действительно содержащимся в породе.
Капиллярная влагоемкость составляет количество воды, удерживаемое горной породой в капиллярах при свободном стоке. Капиллярная влагоемкость тем меньше, чем больше водопроницаемость породы.
Под водоотдачей понимается количество гравитационной воды, которое может содержаться в горной породе и которое она может отдать при откачке. Водоотдача может быть выражена процентным № отношением объема свободно вытекающей из породы воды к объему породы.
Водонасыщенность пород представляет то количество воды, которое отдается породой. По степени водообильности породы делятся на сильноводообнльные с дебитом скважины больше 10 л/с, водо-обильные с дебитом скважины 1 - 10 л/с, слабоводообильные - 0,1 - 1л/с.
Водонасосные породы, а также пласты, линзы и пр.- это такие, в которых поры, трещины и другие пустоты заполнены гравитационными водами - гравитационно-водоносными, водами капиллярными и пленочными водоносными.
Водопроницаемость - свойство пород пропускать воду вследствие наличия в них пор, трещин и других пустот. Величина водопроницаемости определяется коэффициентом водопроницаемости. По степени водопроницаемости породы могут быть разделены на водопроницаемые, полуводопроницаемые и водонепроницаемые.
Водонепроницаемость - свойство горных пород не пропускать воду. К ним относятся, например, нетрещиноватые известняки, кристаллические сланцы и др.