Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1. Значение геологических исследований при поиске и разведке очень велико. С помощью ГИ можно получить следующую информацию :
- оценка запасов полезных ископаемых (ПИ)
- геологическое строение месторождения ПИ
- пространственное расположение, условия залегания, формы, размеры и строение залежей
- количество и качество ПИ
- технологические сво-ва залежей и факторы, определяющие условия эксплуатации месторождения
2. История развития геологии. Геология — наука о составе, строении и закономерностях развития Земли, других планет Солнечной системы и их естественных спутников.
Первые геологические наблюдения относятся к динамической геологии — это информация о землетрясениях, извержениях вулканов, размывании гор, перемещении береговых линий. Подобные высказывания встречаются в работах таких учёных как Пифагор, Аристотель, Плиний Старший, Страбон. Описание минералов и попытки классификации геологических тел встречаются у Аль-Бируни и Ибн Сины (Авиценны) в X—XI веках. В эпоху Возрождения геологические исследования проводили учёные Леонардо да Винчи и Джироламо Фракасторо. Они впервые предположили, что ископаемые раковины являются остатками вымерших организмов, а также, что история Земли длиннее библейских представлений. В конце XVII — начале XVIII века появилась общая теория Земли, которая получила название дилювианизма. По мнению учёных того времени осадочные породы и окаменелости в них образовались в результате всемирного потопа. Во второй половине XVIII века резко возросли потребности в полезных ископаемых, что привело к изучению недр, в частности накоплению фактического материала, описанию свойств горных пород и условия их залегания, разработке приёмов наблюдения. Большую часть XIX века геология вращалась вокруг вопроса о точном возрасте Земли. Оценки варьировались от 100 000 до нескольких миллиардов лет.[14] В начале XX века радиометрическое датирование позволило определить возраст Земли, оценка составила два миллиарда лет. Осознание этого огромного промежутка времени открыло двери для новых теорий о процессах, которые сформировали планету. Самым значительным достижением геологии в XX веке было развитие теории тектоники плит в 1960 году и уточнение возраста планеты. Теория тектоники плит возникла из двух отдельных геологических наблюдений: спрединга морского дна и континентального дрейфа. Теория революционизировала науки о Земле. В настоящее время известно, что возраст Земли составляет около 4,5 миллиардов лет. В конце XIX века экономические потребности стран в отношении недр привели к изменению статуса науки. Появилось множество геологических служб, в частности геологическая служба США (1879) и геологический комитет России (1882). Была введена подготовка специалистов-геологов.
3. Геохронология. — комплекс методов определения абсолютного и относительного возраста горных пород или минералов. В число задач этой науки входит и определение возраста Земли как целого. С этих позиций геохронологию можно рассматривать как часть общей планетологии. Палеонтологический метод. Научный геохронологический метод, определяющий последовательность и дату этапов развития земной коры и органического мира, возник в конце XVIII в., когда английский геолог Смит в 1799 г. обнаружил, что в слоях одинакового возраста всегда содержатся ископаемые одних и тех же видов. Он также показал, что остатки древних животных и растений размещены (с увеличением глубины) в одном и том же порядке, хотя расстояния между местами, где они обнаружены, очень большие. Абсолютный геологический возраст Термин «абсолютный» считается устаревшим. Это название нужно только для того, чтобы отличать этот возраст от относительного. Ряд исследователей дают другие названия: ядерная геохронология,[13] прикладная геохронология,[14] изотопная геохронология, радиометрическое датирование и др.[15] Все эти синонимы не определяют сущность геохронологии, а косвенно отражают только методы проведения исследований.
4. Относительное и абсолютное летоисчисление. Абсолютный геологический возраст какого-либо события истории Земли — время, прошедшее от этого события до настоящего времени; исчисляется в тысячах, миллионах и миллиардах лет. Название «абсолютный» используется, чтобы отличать его от относительного возраста — привязки события к определённым интервалам геохронологической шкалы — эре, периоду, эпохе и веку. Относительный возраст обычно определяется методом руководящих ископаемых.
Абсолютный геологический возраст горных пород чаще всего определяется методом радиоизотопного датирования — по накоплению продуктов распада радиоактивных элементов, входящих в состав этих горных пород. Для определения абсолютного возраста событий, которые произошли не очень давно, используется ряд других методов, в частности, термолюминесцентное датирование, оптическое датирование, определение возраста по кольцам деревьев, по ледяным кернам, по гидратации стекла, по рацемизации аминокислот.
5. Геохронологическая шкала, стратиграфическая шкала. — геологическая временная шкала истории Земли, применяемая в геологии и палеонтологии, своеобразный календарь для промежутков времени в сотни тысяч и миллионы лет. Согласно современным общепринятым представлениям, возраст Земли оценивается в 4,5—4,6 млрд лет. На поверхности Земли не обнаружены горные породы или минералы, которые могли бы быть свидетелями образования планеты. Максимальный возраст Земли ограничивается возрастом самых ранних твёрдых образований в Солнечной системе — тугоплавких включений, богатых кальцием и алюминием (CAI) из углистых хондритов. Возраст CAI из метеорита Альенде по результатам современных исследований уран-свинцовым методом составляет 4568,5±0,5 млн лет[1]. На сегодня это лучшая оценка возраста Солнечной системы. Время формирования Земли как планеты может быть позже этой даты на миллионы и даже многие десятки миллионов лет. Последующее время в истории Земли было разделено на различные временные интервалы. Их границы проведены по важнейшим событиям, которые тогда происходили. Время существования Земли разделено на два главных интервала: фанерозой и докембрий (криптозой) по появлению в осадочных породах ископаемых остатков. Криптозой — время скрытой жизни, в нём существовали только мягкотелые организмы, не оставляющие следов в осадочных породах. Фанерозой начался с появлением на границе эдиакария (венд) и кембрия множества видов моллюсков и других организмов, позволяющих палеонтологии расчленять толщи по находкам ископаемой флоры и фауны. Другое крупное деление геохронологической шкалы имеет своим истоком самые первые попытки разделить историю Земли на крупнейшие временные интервалы. Тогда вся история была разделена на четыре периода: первичный, который эквивалентен докембрию, вторичный — палеозой и мезозой, третичный — весь кайнозой без последнего четвертичного периода. Четвертичный период занимает особое положение. Это самый короткий период, но в нём произошло множество событий, следы которых сохранились лучше других.
6. Общие сведения о минералах. Физ. сво-ва: Твердость — это сопротивление твердого тела царапающему действию другого тела т. е., если испытуемый минерал мягче, чем тот предмет или минерал, которым вы царапаете по его поверхности, то на нем остается след-царапина. Блеск у минералов существует благодаря отражению лучей света от его поверхности. По блеску мы все минералы будем делить на две большие группы: минералы с металлическим блеском и минералы с неметаллическим блеском. Цвет — постоянный признак лишь для немногих минералов: так малахит всегда зеленый; золото — золотисто-желтое и т.д., а для большинства минералов этот признак непостоянен. Чтобы определить цвет минерала, необходимо получить свежий скол его. МИНЕРАЛЫ ШКАЛЫ МООСА 1. Тальк Mg 3 [ Si 4 О10 ] (OH)2 2 . Гипс Са SO 4 . 2H2 O 3. Кальцит СаСО3 4. Флюорит Са F2
5 . Апатит Ca5 [ PO4 ] 3 (F,OH) 6 . Ортоклаз К [ Al Si2 O8] 7. Кварц SiO2 8. Топаз Al2 [ SiO4 ] (F,OH)2 9. Корунд Al2O3 10. Алмаз С
10. Алмаз С Цвет черты (цвет порошка минерала) у некоторых минералов не отличается от цвета самого минерала, но встречаются и такие минералы, цвет порошка, которых резко отличается от их собственного цвета. Например, кальцит бывает белый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый, бурый, черный, а порошок его всегда белый. Спайность — это способность минерала расщепляться или раскалываться в определенном направлении, давая при этом гладкие блестящие поверхности.
Спайность весьма совершенная — минерал легко расщепляется на тонкие пластинки: слюда, гипс, тальк.
Спайность совершенная — при любом ударе молотком минерал раскалывается на обломки, ограниченные плоскостями спайности: кальцит, галит, флюорит, барит, галенит, большинство полевых шпатов.
Спайность средняя или ясная — при раскалывании минерала получаются обломки, ограниченные как плоскостями спайности, так и неровными поверхностями по случайным направлениям: ортоклаз, авгит.
Спайность несовершенная — обнаруживается с трудом: оливин, апатит, берилл.
Спайность весьма несовершенная, — т. е. практически отсутствует: кварц, пирит, магнетит.
Излом. Изломом называют поверхность раскола, прошедшую в минерале не по спайности. Различают обычно изломы 4 типов.
Ровный, поверхность его ровная, но не зеркально ровная как при спайности.
Ступенчатый — наблюдается у кристаллов с более или менее совершенной и ясной спайностью: полевые шпаты.
Неровный — например, у апатита и других минералов с несовершенной спайностью.
Занозистый — у минералов волокнистого сложения; напоминает излом древесины поперек волокнистости: гипс, золото.
Раковистый — формой поверхности напоминает раковину: кварц, опал, халцедон и др. ПЛОТНОСТЬ – зависит от химического состава и структуры минерала. Все минералы по плотности подразделяются на: легкие (1-3 г/см 3 ), тяжелые (3,5-9 г/см 3 ), очень тяжелые (9-23 г/см3). Магнитность - определяется по отклонению минералом стрелки компаса.
Радиоактивность - ею обладают минералы, содержащие радиоактивные элементы.
Кристаллическая структура. Построены из материальных частиц — ионов, атомов или молекул, геометрически правильно расположенных в пространстве. Для описания порядка расположения частиц в пространстве их стали отождествлять с точками. Из такого подхода постепенно сформировалось представление о пространственной, или кристаллической, решетке как о бесконечном трехмерном периодическом образовании (рис. 1). В ней выделяют узлы (отдельные точки, центры тяжести атомов и ионов), ряды (ряд— совокупность узлов, лежащих на одной прямой) и плоские сетки (плоскости, проходящие через любые три узла). Таким образом, кристаллическое вещество имеет строго закономерное (решетчатое, или ретикулярное) внутреннее строение.
7. Общие сведения о горных породах. По условиям образования (генезису) горные породы, слагающие литосферу, условно делятся на три класса:
1.Магматические, или изверженные, породы, образующиеся
из застывшей в различных условиях магмы (лавы).
2.Осадочные породы, образующиеся на поверхности Земли при разрушении любых, ранее существовавших пород и минералов и последующем механическом или химическом отложении продуктов этого разрушения, а также благодаря жизнедеятельности или отмирания организмов.
3.Метаморфические породы, образующиеся на больших глубинах из магматических или осадочных пород при воздействии на них высоких температур и давлений, свойственных этим глубинам, а также в ряде случаев благодаря обогащению их различными газообразными и парообразными веществами, выделяющимися из близлежащего магматического очага.
Магматические горные породы. На их долю приходится до 55-60% всей массы горных пород земной коры. В зависимости от условий, в которых происходит застывание магмы, магматические породы делятся на две группы: а) глубинные, или интрузивные, образовавшиеся при застывании магмы, внедрившейся в земную кору; б) излившиеся, или эффузивные, связанные с застыванием лавы, т. е. магмы, излившейся на поверхность Земли при вулканическом извержении и потерявшей при этом часть своих летучих компонентов. Интрузивные в свою очередь делятся на собственно глубинные (абиссальные), застывшие на больших глубинах, и полуглубинные (гипабиссальные) породы, образовавшиеся при застывании магмы вблизи поверхности. Представители пород одной группы отличаются от пород другой по структуре и часто по текстуре.
Абиссальным породам свойственна полнокристаллическая структура и плотная текстура, которые обусловливаются рядом причин: 1) в глубоких слоях земной коры застывание магмы происходит медленно (в течение многих миллионов лет) из-за плохой теплопроводности вмещающих магму пород; 2) в магме сохраняются газы и пары (минерализаторы), способствующие лучшему росту кристаллов, а большие давления вышележащих пород обеспечивают создание массивных текстур. В результате на больших глубинах образуются породы, состоящие полностью из зерен входящих в нее минералов, плотно прилегающих друг к другу. В зависимости от величины зерен выделяются крупнозернистые (более 5 мм), среднезернистые (от 2 до 5 мм) и мелкозернистые (менее 2 мм) породы.
Гипабиссальным породам свойственна порфировидная структура, представляющая собой вкрапления зерен одного минерала в общую мелкозернистую массу, порфировая - зерна вкраплены в скрытозернистую массу. Образование порфировой структуры происходит следующим образом: из магмы при ее подъеме к поверхности Земли выкристаллизовываются отдельные минералы; оставшаяся масса, внедряясь в поверхностные, более холодные слои земной коры, быстро застывает, не успев хорошо раскристаллизоваться. Среди гипабиссальных пород имеются и с кристаллической структурой. По структуре и текстуре можно определить условия образования горной породы. В полевых условиях уточнить принадлежность породы к той или иной группе помогает изучение их форм залегания, так как для каждой генетической группы пород характерны только присущие ей формы залегания. Для эффузивных пород характерны покровы и потоки, для абиссальных - громадные, неправильной формы тела - батолиты, штоки, для гипабиссальных - жилы и небольшие тела в виде чечевиц (факолиты), караваев (лакколиты и т. п. Иногда тела гипабиссальных пород имеют более сложные формы.
8. Геологические процессы на поверхности и в недрах Земли. - Процессы, приводящие к образованию и разрушению минералов и горных пород, изменению условий их залегания, образованию и изменению рельефа земной поверхности, изменению структуры земной коры и внутренней структуры Земли в целом. Принято делить геологические процессы на внешние (экзогенные) и внутренние (эндогенные) в зависимости от того, за счет какой энергии они происходят. Первые в основном вызываются энергией, получаемой Землей от Солнца и вообще из мирового пространства, вторые - энергией, возникающей в недрах Земли. Геологические процессы находятся в непрерывном взаимодействии. Геологические образования могут возникать в результате совместного действия внешних и внутренних процессов (рельеф), или при преобладании одного вида процессов (внутренних или внешних), или почти исключительно обусловлены одним видом процессов, когда другой вид оказывает косвенное влияние. например, тектонические структуры, магматические породы возникают под действием внутренних процессов, осадочные породы - под действием внешних.
Эндогенные: Абляция - уменьшение ледника в связи с таянием и механическим разрушением. Абразия - процесс разрушения пород по действием волн и течений. Аккумуляция - процесс длительного и относительно равномерного накопления материала осадочных пород. Выветривание - процесс механического разрушения и химического изменения горных пород и минералов на земной поверхности и в самых верхних частях земной коры. Эрозия - разрушение горных пород и почвенных горизонтов под действием воды и ветра.
Экзогенные: Землетрясение - подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные обычно тектоническими причинами. Извержение вулканов.
9. Рельеф поверхности Земли. Рельеф – совокупность неровностей поверхности суши и океанов и морей. Рельеф играет огромную роль в формировании ландшафтов. От рельефа зависят характер стока, микроклимат, распределение почвенно-растительного покрова и так далее. В свою очередь и рельеф изменяется под воздействием этих факторов. Любые формы рельефа, от отдельной кочки до горного хребта, не остаются неизменными. Они создаются и уничтожаются разнообразными и непрерывными процессами, действующими на Земле. Многообразные формы рельефа классифицируются в двух направлениях: по морфологическому и генетическому признакам. По морфологической классификации во внимание принимаются внешние признаки и размеры форм рельефа без оценки их происхождения и взаимосвязи. Генетическая классификация форм рельефа производится на основе учета их генезиса (происхождения), возраста, взаимосвязи и динамики. Эта классификация дает возможность рассматривать формы рельефа, обобщая их в генетические ряды. Родственные формы могут быть не похожи по внешним признакам, но они представляют звенья одной цепи, хотя и находятся на разных стадиях своего развития. Например, маленькая промоина, овраг и облака очень различны по внешнему виду и размерам, но все они являются различным стадиями развития формы, обусловленной водно-эрозионным процессом. Ни морфологический, ни генетический принцип классификации не может быть вполне «самостоятельным». Любые формы рельефа связаны с самыми различными процессами. Когда говорят, например, о карстовых или ледниковых формах рельефа, то этим подчеркивают лишь преобладающую роль какого либо фактора. Всякая форма рельефа - результат совокупной деятельности многих естественных процессов. По морфологическому признаку самым элементарным является деление поверхности суши на горы и равнины. Внутри тех и других имеются свои микро-, мезо- и макроформы, а также положительные (выпуклые) и отрицательные (впадины) формы. Важнейшие положительные формы - это холм, гора, хребет, нагорье, плоскогорье, плато. Важнейшие отрицательные формы - это лощины, промоины, овраги, различные долины и котловины, каньоны и другие. Основные формы горного рельефа Часть земной поверхности, высоко приподнятые над равнинами и сильно расчлененные, называются горами. От прилегающих равнин они отграничены четкой линией подошвы или имеют предгорья - переходную полосу с меньшими, чем у гор, высотами. Низкие горы, или низкогорье. Абсолютная высота их примерно равна 800 -1000 метров. средневысокие, горы или среднегорье Они имеют абсолютную высоту до 2000метров. Высокие горы, или высокогорье. Абсолютная высота этих гор более 2000 метров над уровнем океана.
Равнины. К равнинным областям относятся не только низменности, но и многие плоскогорья: Средне-Сибирское, Аравийское, Деканское, Лаплатской и другие. Из-за большой абсолютной высоты их поверхность довольно сильно расчленена текучими водами. Рельеф океанического дна Главнейшим способом изучения рельефа дна морей и океанов является измерение глубин.
10. Температура. Магнитное поле. Химический состав Земли. Магнитное поле Земли или геомагнитное поле — магнитное поле, генерируемое внутриземными источниками. Предмет изучения геомагнетизма. На небольшом удалении от поверхности Земли, порядка трёх её радиусов, магнитные силовые линии имеют диполеподобное расположение. Эта область называется плазмосферой Земли. По мере удаления от поверхности Земли усиливается воздействие солнечного ветра: со стороны Солнца геомагнитное поле сжимается, а с противоположной, ночной стороны, оно вытягивается в длинный «хвост». Точки Земли, в которых напряжённость магнитного поля имеет вертикальное направление, называют магнитными полюсами. Таких точек на Земле две: северный магнитный полюс и южный магнитный полюс. Прямая, проходящая через магнитные полюсы, называется магнитной осью Земли. Окружность большого круга в плоскости, которая перпендикулярна к магнитной оси, называется магнитным экватором. Вектор магнитного поля в точках магнитного экватора имеет приблизительно горизонтальное направление. Масса Земли приблизительно равна 5,9736·1024 кг. Общее число атомов, составляющих Землю ≈1,3-1,4·1050[104]. Она состоит в основном из железа (32,1 %), кислорода (30,1 %), кремния (15,1 %), магния (13,9 %), серы (2,9 %), никеля (1,8 %), кальция (1,5 %) и алюминия (1,4 %); на остальные элементы приходится 1,2 %. Из-за сегрегации по массе внутреннее пространство, предположительно, состоит из железа (88,8 %), небольшого количества никеля (5,8 %), серы (4,5 %) и около 1 % других элементов[105]. Примечательно, что углерода, являющегося основой жизни, в земной коре всего 0,1 %. Геохимик Франк Кларк вычислил, что земная кора чуть более, чем на 47 % состоит из кислорода. Наиболее распространённые породообразующие минералы земной коры практически полностью состоят из оксидов; суммарное содержание хлора, серы и фтора в породах обычно составляет менее 1 %. Основными оксидами являются кремнезём (SiO2), глинозём (Al2O3), оксид железа (FeO), окись кальция (CaO), окись магния (MgO), оксид калия (K2O) и оксид натрия (Na2O). Кремнезём служит главным образом кислотной средой, формирует силикаты; природа всех основных вулканических пород связана с ним. Из расчётов, основанных на анализе 1 672 видов пород, Кларк сделал вывод, что 99,22 % из них содержат 11 оксидов (таблица справа). Все прочие компоненты встречаются в очень незначительных количествах.
11. Внутренние и внешние сферы Земли. Земля, как и другие планеты земной группы, имеет слоистое внутреннее строение. Она состоит из твёрдых силикатных оболочек (коры, крайне вязкой мантии), и металлического ядра. Внешняя часть ядра жидкая (значительно менее вязкая, чем мантия), а внутренняя — твёрдая. Литосфера (от др.-греч. λίθος — камень и σφαῖρα — шар, сфера) — твёрдая оболочка Земли. Состоит из земной коры и верхней части мантии. В строении литосферы выделяют подвижные области (складчатые пояса) и относительно стабильные платформы. Блоки литосферы — литосферные плиты — двигаются по относительно пластичной астеносфере. Изучению и описанию этих движений посвящён раздел геологии о тектонике плит. Под литосферой располагается астеносфера, составляющая внешнюю часть мантии. Астеносфера ведёт себя как перегретая и чрезвычайно вязкая жидкость[118], где происходит понижение скорости сейсмических волн, свидетельствуя об изменении пластичности пород. Земная кора — это верхняя часть твёрдой Земли. От мантии отделена границей с резким повышением скоростей сейсмических волн — границей Мохоровичича. Есть два типа коры — континентальная и океаническая. Толщина коры колеблется от 6 км под океаном до 30—70 км на континентах[120][121]. В строении континентальной коры выделяют три геологических слоя: осадочный чехол, гранитный и базальтовый. Океаническая кора сложена преимущественно породами основного состава, плюс осадочный чехол. Земная кора разделена на различные по величине литосферные плиты, двигающиеся относительно друг друга. Кинематику этих движений описывает тектоника плит. Земная кора под океанами и континентами существенно различается. Земная кора под континентами обычно имеет толщину 35—45 км, в гористых местностях мощность коры может доходить до 70 км[120]. С глубиной в составе земной коры увеличивается содержание оксидов магния и железа, уменьшается содержание кремнезёма, причём эта тенденция в бо́льшей степени имеет место при переходе к верхней мантии (субстрату). Мантия — это силикатная оболочка Земли, расположенная между земной корой и ядром Земли. Мантия составляет 67 % массы Земли и около 83 % её объёма (без учёта атмосферы). Она простирается от границы с земной корой (на глубине 5—70 километров) до границы с ядром на глубине около 2900 км. Ядро — центральная, наиболее глубокая часть Земли, геосфера, находящаяся под мантией и, предположительно, состоящая из железо-никелевого сплава с примесью других сидерофильных элементов. Глубина залегания — 2900 км. Средний радиус сферы — 3485 км. Разделяется на твёрдое внутреннее ядро радиусом около 1300 км и жидкое внешнее ядро радиусом около 2200 км, между которыми иногда выделяют переходную зону. Температура в центре ядра Земли достигает 6000 °С[127], плотность около 12,5 т/м³, давление до 360 ГПа (3,55 млн атмосфер)[111][127]. Масса ядра — 1,9354·1024 кг. Гидросфера (от др.-греч. Yδωρ — вода и σφαῖρα — шар) — совокупность всех водных запасов Земли. Атмосфера (от. др.-греч. ἀτμός — пар и σφαῖρα — шар) — газовая оболочка, окружающая планету Земля; состоит из азота и кислорода, со следовыми количествами водяного пара, диоксида углерода и других газов. Биосфера (от др.-греч. βιος — жизнь и σφαῖρα — сфера, шар) — это совокупность частей земных оболочек (лито-, гидро- и атмосферы), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности.
12.Экзогенные геологические процессы - 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.
13. Выветривание. Выветривание – это совокупность процессов физического, химического, биологического разрушения, разложения магматических, метаморфических, древних осадочных пород на поверхности земной коры или вблизи нее, формирующих исходный материал для образования осадков, осадочных пород и остаточные образования, слагающие коры выветривания. Химическое выветривание Это сложные процессы химического разложения горных пород, включающие значительную группу химических реакций, биогенных и биохимических процессов. Основные факторы данного типа выветривания – вода, углекислота, сильные (серная, азотная), органические кислоты, кислород, сероводород, метан, аммиак, биологическая деятельность. Ведущими процессами являются растворение, выщелачивание, окисление, гидратация, вторичная карбонатизация, гидролиз и пр. происходит вынос из зоны выветривания катионов металлов, щелочей и др. элементов, оксидов, гидроксидов в форме истинных и коллоидных растворов, в виде взвесей тончайших частиц. Физическое выветривание – это дробление материнских пород, их дезинтеграция без существенного изменения состава минеральных зерен. Такое выветривание характерно для Арктики, Антарктики, горных районов, областей аридных зон – пустынь, полупустынь со скудным содержанием влаги в почве, весьма малым годовым количеством осадков при сильном солнечном нагреве, со значительным колебанием суточных и сезонных температур. Физическое выветривание происходит, в основном, под действием изменения температуры, замерзания-оттаивания воды, действия сверлящих (роющих) животных, животных, корневой системы растений, кристаллизации содержащихся в капиллярной воде солей. Существенных изменений состава обломков при этом не происходит.
14. Геологическая деятельность подземных вод. Подземные воды играют существенную роль в ходе геологического развития земной коры. Их широкое и повсеместное распространение и подвижность приводят к постоянному взаимодействию с горными породами, к перераспределению вещества, к образованию и разрушению месторождений полезных ископаемых и т. д. Геологическая работа подземных вод прежде всего выражается в химическом взаимодействии с горными породами — в растворении, гидратации, гидролизе, карбонатизации, окислении, выщелачивании, переносе и переотложении вещества. Растворение, выщелачивание, перенос и переотложение пород подземными водами наглядно проявляются при образовании карста и суффозии. Суффозией (от лат. suffosio — подкапывание) называется вынос из горных пород подземной водой растворенных веществ и мелких минеральных частиц. Она особенно широко проявляется в лёссах и лёссовидных грунтах и сопровождается проседанием поверхности с образованием небольших суффозионных воронок, западин и блюдец. Суффозия наблюдается на склонах долин, в оврагах, на ровной поверхности (в степях); часто вызывает суффозионные оползни. Оползнями называют передвижение масс горных пород по склонам под влиянием силы тяжести. Расположенные на склоне массы делювия не сползают вниз, пока их вес уравновешивается величиной трения любой поверхности как внутри делювиальной массы, так и на границе ее с подстилающими породами. Как только это равновесие нарушится и вес делювия окажется больше удерживающей его силы трения, произойдет оползень.
15. Происхождение подземных вод. Подземные воды — воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии.
Подземные воды имеют разное происхождение: одни из них образовались в результате проникновения талых и дождевых вод до первого водоупорного горизонта (то есть до глубины 1,5-2,0 м, которые образуют грунтовые воды, то есть так называемая верховодка); другие занимают более глубокие полости в земле. Подземные воды — часть водных ресурсов Земли; общие запасы подземных вод составляют свыше 60 млн км³. Подземные воды рассматриваются как полезное ископаемое. Вопреки устоявшимся мнениям, запасы подземных вод в процессе эксплуатации не возобновляются.
16. Физическое состояние. Типы подземных вод и их динамика. Подземные воды в большинстве случаев находятся в движении. Потоки грунтовых вод могут быть плоскими, радиально расходящимися и сходящимися, криволинейными. Направление потока грунтовых вод можно определить методом трех скважин или по карте гидроизогипс – линий с равными абсолютными отметками зеркала грунтовых вод (аналогично горизонталям рельефа). Карта гидроизогипс позволяет решить следующие вопросы: 1) определить направление и уклон грунтовых вод, 2) установить связь грунтовых и поверхностных вод, 3) выбрать площадку для строительства и дренажа. Скорость движения (фильтрации) подземных вод характеризуется законом Дарси. Классификация подземных вод по условиям залегания. В геологическом разрезе по условиям залегания можно выделить следующие подземные воды:
1.почвенные воды, находящиеся в почвенном слое,
2) верховодка образуется над местным водоупором весной или за счет техногенной утечки воды,
3) грунтовые воды на первом от поверхности водоупоре, безнапорные, могут быть загрязнены,
4) межпластовые (ненапорные и напорные-артезианские) воды.
Виды подземных вод. В зависимости от состояния в грунтах выделяют следующие виды воды:
1) ^ Парообразная вода - водяной пар в порах грунта с относительной влажностью W=100%, движение происходит в сторону падения температуры. Таким путем летом в подпольях может быть накопление влаги.
2) Прочносвязанная (адсорбированная, гигроскопическая) вода. Это слой до 10-15 молекул Н2О толщиной 0,1 микрона, покрывающий грунтовые (глинистые) частицы, не растворяет соли, неэлектропроводная, не замерзает при 0оС, а при отрицательных температурах около минус 100оС, имеет высокую вязкость, удаляется при Т≥105о. Содержание прочносвязанной воды зависит в основном от количества глинистых частиц: в песках – 1-2%, в суглинках – 5-10 %, в глинах – 10-25%, в высокодисперсных монтмориллонитовых глинах – до 30 %.
3) Рыхлосвязанная (пленочная) вода удерживается электрическими силами до Р=70000g, имеет плотность=1,0, температуру замерзания минус 1-3-5оС, слабо растворяет соли, перетекает от толстых к тонким пленкам. Обладает большим расклинивающим действием (Рраскл), вызывает набухание глинистых грунтов при увеличении толщины пленок этой связанной воды, при ее удалении (сушке) происходит усадка глинистого грунта, обеспечивает пластичность глин. Для определения количества пленочной влаги разработаны специальные методы (центрифуги, влагоемких сред, высоких колонн).
4) Свободная вода – капиллярная и гравитационная. Капиллярная вода удерживается в порах капиллярными силами, перемещается за счет разности капиллярных давлений, растворяет соли, замерзает при температуре ниже 0ºС. Высота капиллярного поднятия в глинах достигает 3-4 м, в песках – несколько дм.
Гравитационная вода перемещается под действием силы тяжести (разности напоров).
5) Вода в твердом состоянии (лед), замерзает сначала свободная вода, а затем последовательно все остальные виды воды.
6) Кристаллизационная вода участвует в построении кристаллической решетки минералов (гипс CaSO4∙2H2O). ^ Химически связанная вода входит в состав минералов (лимонит Fe2O3·nH2O, опал SiO2∙H2O, гидроксид CaО·Н2O). Эти формы влаги удаляются при Т>100оС.
17. Температура и химический состав подземных вод. Химический состав. В подземных водах присутствуют растворенные соли и газы. Основные соли хлориды и сульфаты Na, K, Ca, Mg. В воде растворены газы – О2, Н2, СО2. Именно эти ионы предопределяют многие свойства воды: жесткость, щелочность, соленость, агрессивность. По величине сухого остатка различают воды: 1) пресные - <1 г/л, 2) соленые – 1-30 г/л, 3) рассолы - >30г/л. Щелочность воды устанавливается по величине рН, т.е. по содержанию ионов Н. Жесткость воды внешне проявляется по накипи в котлах (и чайниках), жесткая вода плохо мылится. Порождается присутствием сернокислых и хлористых солей Ca и Мg. Различают временную и постоянную жесткость. Временная жесткость обусловлена присутствием бикарбонатов и устраняется кипячением. Постоянная жесткость – за счет карбонатов и хлоридов Ca и Мg. Общая жесткость равна сумме временной и постоянной. За 1-цу жесткости принят 1 мг-экв/л Ca, или 20,04 мг/л, для Мg – 12,16 мг/л. Мягкая вода имеет (Ca + Mg) < 4 мг-экв/л, вода средней жесткости - 4-8 мг-экв/л, жесткая вода – 8-12 мг-экв/л, очень жесткая - >12 мг-экв/л. Раньше жесткость характеризовали градусами жесткости: 1о=10мг СаО/л. Для питья пригодна вода с жесткостью = 2,5-11 мг-экв/л.
Температура. Неглубоко залегающие грунтовые воды испытывают сезонные колебания температуры, амплитуда которых лишь несколько ослаблена, а сроки повышения и понижения запаздывают по сравнению с сезонными температурами земной поверхности. Поэтому колодцы, питающиеся такими водами, иногда даже замерзают зимой. Однако, чём глубже мы опускаемся под землю тем меньше колебания температуры, и, наконец, в поясе постоянных температур она становится неизменной в течение всего года и равной средней годовой температуре местности. Такова же и температура циркулирующих там вод. И летом и зимой она остается одинаковой. Там, где средние годовые температуры отрицательны, вода в поясе постоянных температур круглый год находится в твердом состоянии в виде льда. Это так называемая многолетняя или «вечная» мерзлота, о которой речь будет идти ниже. Она характерна для большей части территории Восточной Сибири. Там, где средние годовые температуры выше нуля, подземные воды пояса постоянных температур, наоборот, не замерзают даже зимой. В Западной Сибири и Европейской части СССР воду добывают из колодцев и в зимнее время, а летом она холодная даже в самую жару. Воды, циркулирующие на большой глубине, нагреты выше среднегодовой температуры местности и тем выше, чем глубже они залегают. Здесь начинает действовать тепло, поднимающееся из недр земного шара. Если температура источника выше среднегодовой, то это показывает, что вода поднимается с глубин, превышающих глубину залегания пояса постоянной температуры.
18. Гидрогеологические сво-ва горных пород. Важнейшими свойствами горных пород в отношении к подземным водам являются их водопроницаемость и влагоемкость.
Водопроницаемость. Свойство породы пропускать сквозь себя воду, отнесенную к категории гравитационной, называется водопроницаемостью. Последняя определяется наличием пустот в породе, т. е. пористостью у зернистых пород и скважистостью или трещиноватостью у пород массивных. Под пористостью понимают сумму объемов пустот в породе. В зависимости от размера пор выделяют: крупные поры (не капилляры), диаметр которых превышает 1 мм; капилляры с диаметром отверстий от 0,5 до 1 мм; субкапилляры до 0,002 мм в диаметре. Водонепроницаемость представляет собой обратное свойство. Пористость определяется следующим методом: кусок породы взвешивают в воздушно-сухом состоянии; затем породу насыщают водой и снова взвешивают. Разница весов даст представление об объеме воды, заполнившей поры, а следовательно, и о пористости данной породы. По степени проницаемости горные породы подразделяются на 3 группы:
1) водопроницаемые, к которым относятся пески, гравий, галечники, трещиноватые песчаники, конгломераты и другие скальные породы, трещиноватые и захарстованные известняки, доломиты и другие растворимые породы;
2) слабопроницаемые — супеси, легкие суглинки, лёсс, неразложившийся торф и др.;
3) относительно водонепроницаемые, или водоупорные, — глины, тяжелые суглинки, хорошо разложившийся торф и нетрещиноватые массивные кристаллические и сцементированные осадочные горные породы.
19. Геологическая работа подводных вод. Карстовые воды. Трещинные воды. Подземные воды приводят к развитию карстовых процессов, образуя пещеры и другие формы рельефа. Безусловно, в будущих маршрутах стоит посетить карстовые пещеры, так как они наглядно показывают разрушающую деятельность подземных вод. Исчезающие реки, пещеры и другие проявления деятельности подземных вод очень опасны и нуждаются в изучении и наблюдении за ними. Карст это опасное для человека и его хозяйственной деятельности проявление работы подземных вод, заключающееся в растворении, или выщелачивании трещиноватых растворимых горных пород (подземными или поверхностными) водами с образованием специфических карстовых форм рельефа. Проявления карста характерны для районов, сложенных карбонатными породами. Карст может быт открытым и закрытым. К открытым карстовым формам относятся карры, поноры, карстовые ниши, карстовые воронки, котловины и полья, карстовые колодцы и пропасти. К закрытым формам карста относятся карстовые пешеры и каналы. ТРЕЩИННЫЕ ВОДЫ — подземные воды, залегающие и циркулирующие в плотных осадочных, магматических и метаморфических горных породах, нарушенных трещинами. Эти воды перемещаются по системе сопряжённых трещин различных размеров, образующихся в горных породах под воздействием тектонических, климатических, геоморфологических и других факторов. Горизонты трещинных вод чаще всего характеризуются относительно высокими фильтрационными свойствами, низкой минерализацией, безнапорным или слабонапорным режимом. С трещинными водами связаны повышенные водопритоки (иногда внезапные прорывы) в горные выработки, для ликвидации которых проводят мероприятия по водозащите выработок.
20. Геологическая работа текучих вод. Под текучими водами понимают всю воду, стекающую по поверхности суши, начиная от мелких струек, возникающих во время дождей или таяния снега, до самых крупных рек, подобных Волге, Амуру или Амазонке. Текучие воды являются самым мощным из всех экзогенных факторов, преобразующих поверхность материков. Разрушая горные породы и перенося продукты их разрушения в виде гальки, песка, глины и растворенных веществ, текучие воды способны в течение миллионов лет сравнять с землей самые высокие горные хребты. В то же время вынесенные ими в моря и океаны продукты разрушения горных пород служат главным материалом, из которого возникают мощные толщи новых осадочных пород. Объем воды, стекающей ежегодно в моря с поверхности суши, может быть определен как разность годовой суммы осадков и количества испарившихся осадков. Ежегодно 36 300 км3 влаги переносится в виде паров с моря на сушу и те же 36300 км3 стекают в виде рек в море. Сток воды происходит к уровню океана с суши, средняя высота которой равна 750 м над уровнем моря.
21. Образование аллювия и пролювия. Образование аллювия происходит в результате непрерывного взаимодействия динамического водного потока с руслом: при врезке (донная и боковая эрозия) и аккумуляции осадков. Под действием потока воды русло непрерывно переформируется, испытывая деформации трех типов:
вертикальные (понижается в результате глубинной эрозии, или поднимается за счет аккумуляции)
горизонтальные (изменение русла в плане под действием боковой эрозии — приводит к размыву берегов, расширению речной долины и образованию поймы)
продольные (миграция русловых наносов приводит к образованию в русле неровностей — перекатов, отмелей, островов и др.).
Ведущим фактором в формировании аллювиальных отложений является гидродинамика водных потоков. Масса воды и скорость течения определяют кинетическую энергию и транспортный характеристики потока. Пролювий, пролювиальные отложения — рыхлые отложения продуктов разрушения горных пород, смываемых и выносимых по ложбинам (эрозионным бороздам) временными потоками от атмосферных осадков к подножию возвышенностей (гор). В отличие от делювия обломочный материал менее окатан. Слагает он конусы выноса, раскидывающихся веером за пределами устьев ложбин выноса, где, сливаясь, они образуют одну наклонную полосу — пролювиальный шлейф. У вершин конусов выноса материал грубообломочный — галька и щебень с песчано-глинистым заполнением, а к периферии он мельчает до глин. Пролювий развит как в условиях засушливого или переменно-влажного климата (в предгорьях Средней Азии), так и в избыточно влажной субарктике. Термин предложен русским геологом А. П. Павловым
22.Процессы денудации. Обвалы, осыпи, площадной смыв. Денудация — совокупность процессов сноса и переноса (водой, ветром, льдом, непосредственным действием силы тяжести) продуктов разрушения горных пород в пониженные участки земной поверхности, где происходит их накопление. Осыпи - на крутых склонах, особенно в горных районах, где развиты скальные породы, активно действует процесс физического выветривания. Породы растрескиваются и обломки скатываются вниз по склонам до места, где склон выполаживается. Этот процесс называется осыпанием. Так, у подножья склонов накапливаются продукты осыпания – глыбы, щебень, более мелкие обломки – и образуются валы — осыпи. Мощность осыпей различна и колеблется от нескольких до десятков метров. Обвалы - обрушение более или менее крупных масс горных пород с опрокидыванием и дроблением получило название обвала. Обвалы возникают на крутых склонах (более 45—50 °) и обрывах естественных форм и рельефа (склоны речных долин, ущелья, побережья морей и т. д.), а также в строительных котлованах, траншеях, карьерах. При крупных обвалах, как это бывает в горах, масса обломков устремляется вниз по склону, дробясь на более мелкие и увлекая за собой попутный рыхлый материал. Образуется облако пыли, масса обломков падает в долины, разрушая здания, дороги, запруживая реки. Площадной смыв, поверхностный смыв, плоскостная эрозия, удаление материала верхнего слоя почвы или продуктов выветривания горных пород дождевыми или талыми водами, стекающими по склону сплошным слоем или мелкими струями. В результате П. с. эродируются почвы преимущественно в верхних и средних частях склона, а возле его подошвы происходит накопление смытого материала. П. с. тесно связан с крутизной и длиной склона, интенсивностью выпадающих осадков, скоростью снеготаяния, характером покрова и особенностями хозяйственного использования территории.
23. Геологическая деятельность льда. Большую роль как геологический фактор играет лед. В природе лед выступает в трех формах: в виде грунтового льда, плавучего — морского, озерного и речного льда и, наконец, в виде горных и материковых льдов. Особенно большую работу по разрушению горных пород, переносу обломочного материала и образованию новых отложений осуществляют ледники. Грунтовый (подземный) лед и многолетняя (вечная) мерзлота. Вода, заключенная в их порах, все время остается в твердом состоянии в виде грунтового, или подземного льда. В таком случае говорят о многолетней, постоянной или вечной мерзлоте. Почвенный лед сам по себе не является таким активным геологическим деятелем, как другие экзогенные геологические факторы, преобразующие поверхность Земли. Речной лед. Большого геологического значения работа этого вида льда не имеет. Существенную роль играет речной лед лишь в формировании русел и берегов рек Сибири, текущих с юга на север. Озерный и морской лед. Большее значение в качестве фактора, определяющего состав и облик отложений, образующихся на обширных площадях, имеют озерный и особенна морской лед. В морях, замерзающих на зиму, лед, который образуется близ берега («береговой припай»), нередко включает в свою толщу вмерзающие гальки и валуны, покрывающие дно на мелководье. Весной льды взламываются штормами и разносятся течениями вместе с вмерзшей галькой. Ледники – движущиеся массы льда, возникающие на суше в результате накопления и преобразования твёрдых атмосферных осадков.
Современные ледники занимают около 11% поверхности суши (16,1 млн. км2). В них заключено более 24 млн. км3 пресной воды, что составляет почти 69% всех её запасов. Объём воды, заключённый во всех ледниках составляет, соответствует сумме атмосферных осадков, выпадающих на Землю за 50 лет, или стоку всех рек за 100 лет. Ледниковое разрушение получило название экзарации (выпахивания). В горных областях льды, движущиеся по долинам рек, выпахивают, сглаживают и изменяют форму уже ранее созданной эрозией ложбины стока.
24. 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. 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.
25. Морские осадки, их происхождение и распределение на дне моря. В зависимости от способа образования среди морских осадков различают.
1.Терригенные осадки. Образуются в результате сноса и пере отложения обломочного материала.
2.Химические осадки. Осаждаются из морской воды химическим путем.
3.Органогенные осадки. Образуются за счет скопления осадков живых организмов
4.Хемогенные осадки. Образуются путем выпадения (кристаллизации) из истинных или колойдных растворов.
Распределение осадков зависит от физика – химической обстановки, от скорости накопления осадков, от географического расположения, от удаленности от берега, рельефа, температуры, соленость, прозрачности. Соответственно терригенные осадки приурочены к нефритовой зоне в некоторых бассейнах в батиальной зоне. В близи Берегов терригенные осадки представляют грубообломочные породы глыбы, валуны, галечники, органические осадки в чистом виде, образуются в основном в открытых частях водоема (на большом удалении от берега). Химические осадки возникают в основном в лагунах.
1.Осадки прибрежной зоны (литоральной зоны). На образованных террасах накапливается галечник, форма которых зависит от текстуры породы. Химические осадки в литорали возникают очень редко, а если возникают, то в областях жаркого сухого климата или в прибрежной полосе морей, где содержится множество глинистого материала.
2.Осадки шельфа. Терригенные осадки представляют собой песчаный или илистый материал (… встречаются грубо обломочный встречается очень редко). В морях четко выделяется граница между терригенными материалами (песчаный и илистый материал). В черном море граница расположена 25 - 50м, а в мировом океане 100 – 150м. Органогенные осадки представляют собой рифы, которые подразделяются на береговые, расположены в вдоль берега и образуют как бы его подводные продолжения. Барьерные рифы, располагаются на некотором удалении от берега, отделяются от него лагунами. Атошы – это кольцевые рифы внутри, которых может располагаться лагуна. Образование рифов связано с жизнедеятельностью живых организмов, с ростом кораллов располагающихся глубины 45 – 50м. Рифы могут возвышаться над поверхностью вод. Химические осадки расположены в области шельфа, имеют большое значение. За счет их возникают полезные ископаемые, марганцевые, железистые, алюминиевые руды. Марганец, железо, алюминий переносится речной водой в виде колойдных соединений. При слиянии морской и речной воды, происходит вхождение в осадок марганца, железа, алюминия. Образуются железистые, марганцевые, алюминиевые минералы. Выпадение железа способствует образованию бурых железняков. Марганцевые минералы образуются в щелочной среде. Фосфориты выпадают в осадок в зоне шельфа на глубине 50 – 150м.
3.Осадки материкового склона (батиальной зоны). Осадки батиальной зоны представляют собой ил.
4.Осадки абиссальной зоны. Среди органических илов, образующихся на дне океана глубже 3000м различают: известняковые и кремнистые илы. Кроме океанических илов широко распространена красная океаническая глина.
26. Осадки литоральной зоны. Литораль (литора́льная зона или прили́вно-отли́вная зо́на) — участок берега, который затопляется морской водой во время прилива и осушается во время отлива. Располагается между самым высоким уровнем воды в прилив и самым низким в отлив. Зону, расположенную ниже литорали, называют сублитора́льной зоной (сублитора́лью); зону, расположенную над литоральной — супралитора́льной зоной (супралитора́лью). ОСАДКИ ЛИТОРАЛЬНЫЕ— осадочные образования прибрежной полосы приливных морей, осушаемой в отлив литорали, для которых характерно смешение признаков наземного и морского режима (наземная и морская фауна), разнообразие осадков (от грубого материала до илов), иногда скопления битых окатанных раковин и т.п. В областях, подвергавшихся оледенению, О. л. часто представлены крупнообломочным, до валунов и глыб, или песчаным материалом. Термин нередко понимается шире — как син. осадков шельфа, что неправильно. См. Отложения литоральные. Син.: осадки приливо-отливной зоны (осушки).
27. Осадки шельфа. Осадки Шельфа — фациальный комплекс морских осадков, образующихся на материковой отмели на глубинах обычно < 150—200, реже до 500—600 м и более. Наиболее широко среди них распространены терригенные осадки (отсортированные пески, алевриты, реже пелиты), а в тропических и субтропических р-нах в случае слабого, поступления терригенного материала с суши развиваются биогенные карбонатные (ракушечные, коралловые), на нижней части широких шельфов холодноводных морей — иногда кремнистые (диатомовые, кремнево-губковые) осадки (Охотское и Берингово моря); в ледовой зоне (Антарктика) О. ш. представлены айсберговыми, а в вулк. р-нах — вулканогенными осадками. О. ш. формируются обычно в условиях относительно высокой подвижности вод (под воздействием волн, течений), убывающей с увеличением глубины и вторично возрастающей на нижнем (внешнем) крае шельфа из-за усиления течений над перегибом дна. Соответственно крупность О, ш. с увеличением глубины снова возрастает на краю шельфа. Наиболее тонкие осадки накапливаются в заливах и во внутришельфовых впадинах.
28. Осадки батиальной области. В отличие от осадков мелководной области (шельфа и литорали) осадки батиальной области, распространяющиеся до глубины 3000 м, характеризуются большой однородностью. Среди них резко преобладают тонкозернистые терригенные осадки — илы, имеющие в зависимости от своего состава и среды различные цвета и выделяющиеся поэтому под названием синего, красного и зеленого ила. Подчиненное значение имеют здесь органогенные осадки, возникающие главным образом за счет накопления раковин планктонных организмов, миллиарды которых заселяют поверхностные зоны воды, а также илы, образующиеся из вулканического материала.
Синий ил состоит из тончайших иловатых и глинистых частиц с небольшой примесью кальцита в виде раковин микроскопических планктонных организмов и мельчайших выделений сернистого железа. Он обладает запахом сероводорода. Цвет ила (голубоватый или темно-серый) обусловлен образованием осадка в восстановительной среде — при недостатке кислорода и большом количестве органического вещества.
29. Осадки океанического ложа. Среди органических илов, образующихся на дне океанов на глубинах свыше 3000 м, различают известковые (глобигериновые и птероподовые) и кремнистые (радиоляриевые и диатомовые). Кроме органических илов, в глубинах океана большим распространением пользуется так называемая красная океаническая глина. Глобигериновый ил представляет собой разновидность фораминиферового ила и сложен почти нацело микроскопическими раковинками. Птероподовый ил отличается от глобигеринового присутствием большого количества раковинок крылоногих моллюсков — птеропод, имеющих форму фунтика; Диатомовый ил представляет собой осадок, состоящий преимущественно из кремневых панцирей микроскопических водорослей — диатомей или диатомовых.
30. Эндогенные процессы. Эндогенные процессы, геологические процессы, связанные с энергией, возникающей в недрах твёрдой Земли. К Э. п. относятся тектонические движения земной коры, магматизм, метаморфизм горных пород, сейсмическая активность. Главными источниками энергии Э. п. являются тепло и перераспределение материала в недрах Земли по плотности (гравитационная дифференциация).Глубинное тепло Земли имеет преимущественно радиоактивное происхождение. Непрерывная генерация тепла в недрах Земли ведёт к образованию потока его к поверхности. 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 предположительной причиной вертикального и горизонтального движений литосферы.
31. Вулканизм. Продукты вулканических извержени. Вулканизм , совокупность явлений, связанных с перемещением магмы в земной коре и на её поверхности. Типичным выражением В. на земной поверхности являются вулканы. В. на глубине проявляются в образовании крупных внедрений магмы в земную кору в виде так называемых интрузий и в резком изменении окружающих пород под влиянием высокой температуры и химического воздействия расплавленной магмы. й. Основными продуктами извержения являются лава, пепел, и др. вещества, которые выходят на поверхность земли после деятельности вулкана. Лава – это наиболее известный продукт вулканической деятельности. Лавовые потоки представляют собой раскаленную жидкость, состоящую из соединений металлов, и многих др. элементов. Лава – это магма, которая оказалась на поверхности. Туфолава является особой породой, которая образуется из данного продукта вулканической деятельности. Вулканические бомбы – это округлое или плоское образование, которое образовалось при полете комка лавы. Лава. Лава состоит в основном из соединений кремния, алюминия и др. металлов. Вообще, в составе лавы содержится практически весь набор элементов из таблицы Менделеева. Лава – это силикатное расплавление – SiO2 в ней составляет основную массу. Поток лавы чаще всего по ширине достигает от 4 до 16 м.
32. Глубинный магматизм. Интрузивный (глубинный) магматизм. В соответствии с этим различают два основных вида магматизма: эффузивный, или вулканизм (по имени Вулкана - бога огня в римской мифологии), и интрузивный, или плутонизм (по имени Плутона - бога подземного царства). В известном смысле глубинный магматизм можно рассматривать как неосуществленный вулканизм. Существуют два основных вида внедрения магмы в толщу земной коры. 1. Магматические массы частично раздвигают мешающие их движению толщи литосферы, а частично поглощают их, растворяя в себе, т. е. сами создают себе необходимое пространство; при этом магма ассимилирует (усваивает) вмещающие породы, образуя с ними единую магматическую массу. Такой тип внедрения характерен для крупных масс магмы, застывших па больших глубинах. Внедренные массы при этом обычно ограничены ровными, круто наклоненными, почти вертикальными стенками и куполообразной кровлей неправильной формы. Нижняя часть таких интрузий не всегда имеет четко выраженную границу и часто непосредственно по всей площади связана с очагом материнской магмы. 2. Магма поднимается по разрывам и трещинам в литосфере. Там, где ее напор оказывается больше внешнего давления, она раздвигает слой литосферы и образует массивы больших или меньших размеров.
33. Дифференциация магмы. Дифференциация магмы, совокупность физико-химических процессов, вследствие которых из магмы возникают разные по химическому составу породы или породы с различными количественными соотношениями одних и тех же минералов. Попадая в иные условия, чем те, в которых она образовалась, М. может эволюционировать, меняя свой состав. Происходит дифференциация М., при которой за счёт одной М. возникает несколько частных М. Дифференциация М. может происходить до её кристаллизации (магматическая дифференциация) или в процессе кристаллизации (кристаллизационная дифференциация). Магматическая дифференциация может быть результатом ликвации (см. Ликвация) М., то есть распадения её на две несмешивающиеся жидкости, или результатом существования в пределах магматического бассейна разности температур или какого-либо другого физического параметра.
34. Форма интрузивных магматический тел. Внедрение магмы в различные горные породы, слагающие земную кору, приводит к образованию интрузивных тел (интрузивы, интрузивные массивы, плутоны). В зависимости от того, как взаимодействуют интрузивные тела с вмещающими их горными породами выделяют: Согласные (конкордантные) интрузивные тела, внедрявшиеся между слоями вмещающих пород (форма таких тел зависит от складчатой структуры вмещающей толщи). Несогласные (дискордантные), то есть те, что прорывают и пересекают слоистые вмещающие толщи и имеют форму, не зависящую от структуры последней. Среди согласных выделяют: лакколиты, лополиты, факолиты, этмолиты, бисмалиты, силлы; Среди несогласных: батолиты, штоки, дайки, апофизы, хонолиты.
35. Складчатые тектонические движения и нарушения. 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. К числу выпуклых нарушений относятся: антиклиналь, купол, антеклиза; а к числу вогнутых: синклиналь, синеклиза, прогиб, мульда, чаша. Формы изгибов пластов (складок) очень разнообразны, так же как весьма разнообразны способы и причины их образования.
36. Типы складчатости. С позиций механики выделяются только четыре типа складок: 1. складки продольного изгиба 2. складки поперечного изгиба 3. складки течения 4. складки скалывания. Складки продольного изгиба вызываются силами, действующими вдоль слоистости. При изгибе в слое происходит перераспределение вещества таким образом, что оно перемещается от изгибов с относительно малым радиусом кривизны к изгибам с большим радиусом кривизны. Складки поперечного изгиба испытывают не сжатие, а неодинаковое по интенсивности растяжение. Ось максимального сжатия пород расположена перпендикулярно к слоистости, а ось удлинения направлена вдоль слоев. Складки течения обладают наименее правильными формами, с многочисленными раздувами, утолщениями и пережимами слоев. Их осевые поверхности могут быть ориентированы различным образом относительно первоначального положения слоев, но преимущественно в направлении течения.
37. Эндогенные и экзогенные складки. Экзогенные складки образуются самыми различными способами. Антиклинальные складки облекания образуются вследствие того, что осадок, накапливающийся в море на поверхности какого-то резкого выступа морского дна, образует изогнутый пласт куполовидной формы. Соответственно осадок, выполняющий впадину в нижних частях, образует синклинальную складку облекания. Складки выпирания образуются на дне долин или котловин, так как глинистые пласты могут выдавливаться по типу диапировых складок на дно, где они ничем не перекрыты и давление на них поэтому равно нулю. Такие складки выпирания описывались в долине р. Волги. Складки уплотнения образуются в неоднородных породах, состоящих из глин, в которых включены более плотные породы типа песчаников или известняков. Глины, уплотняясь, сжимаются и образуют изгиб вокруг линз неуплотняемой породы. Складки разбухания, наоборот, возникают в связи с расширением некоторых минералов при перекристаллизации. Например, ангидрит, переходя в гипс, увеличивается в объеме. При этом он давит на окружающие породы, и в последних могут образоваться мелкие складки, именуемые складками разбухания. Складки оползневые выявляются наиболее отчетливо. Оползень, сползая по склону, давит своей массой на породы, расположенные в нижней части склона. В этих породах образуются мелкие, очень часто косые или опрокинутые складочки. Особенно интенсивно выражены складки при подводных оползнях, в морских или речных осадках, еще не утративших своей пластичности. Подобные складки можно в большом количестве наблюдать как в древних флишевых отложениях Кавказа, Карпат и др., так и в современных оползневых районах. Складки обрушения образуются на дне карстовых воронок, пещер и других полостей в земной коре. Они обрисовывают форму поверхности дна указанной полости. Ледниковые складки являются наиболее крупными дислокациями экзогенного происхождения. Они создаются ледниками, которые, сползая с гор, сдавливают рыхлые отложения, в результате чего последние могут приобретать складчатые формы. СКЛАДКИ ЭНДОГЕННЫЕ — созданные при преобладающем участии глубинных внутренних геол. процессов. К ним относятся складки магматогенные, метаморфогенные, сжатия, свободного гравитационного скольжения, раздавливания, диапировые, отраженные.
38. Дизьюктивные тектонические нарушения. - нарушения сплошности массива горных пород, выражающиеся в перемещении блоков пород относительно друг друга по плоскости разрыва сместителя. Геологический разлом, или разрыв — нарушение сплошности горных пород, без смещения (трещина) или со смещением пород по поверхности разрыва. Разломы доказывают относительное движение земных масс. Крупные разломы земной коры являются результатом сдвига тектонических плит на их стыках. В зонах активных разломов часто происходят землетрясения как результат выброса энергии во время быстрого скольжения вдоль линии разлома. Так как чаще всего разломы состоят не из единственной трещины или разрыва, а из структурной зоны однотипных тектонических деформаций, которые ассоциируются с плоскостью разлома, то такие зоны называют зонами разлома. Две стороны невертикального разлома называют висячий бок и подошва (или лежачий бок) — по определению, первое происходит выше, а второе ниже линии разлома. Эта терминология пришла из горной промышленности.
40. Изучение тектонических нарушений. При изучении тектонических нарушений, выделении трещиноватых и ослабленных зон целесообразно использовать аэрокосмические фото- и инфракрасные съемки, а также не менее двух-трех из следующих методов: электропрофилирование, метод преломленных волн, микромагнитную и эманационную съемки, круговые электрические зондирования (КВЭЗ). Совместная интерпретация полученных материалов дает возможность определить положение тектонических нарушений, их амплитуды и простирания, оценить интенсивность трещиноватости пород и ее затухание с глубиной. В благоприятных условиях удается выяснить степень заполнения трещин переотложенным материалом и связанные с трещиноватостью особенности движения подземных вод, изучить локальные неоднородности пород и пустоты. Особый интерес представляет выявление слабо проявленных в геолого-геофизических полях малоамплитудных тектонических разломов, связанных с активными движениями земной коры. Такие разломы, как правило, являются долгоживущими, т.е. прослеживаются от земной поверхности до больших глубин. К ним приурочены зоны повышенной трещиноватости и проницаемости, опасные как в динамическом, так и в экологическом отношении. Для выявления указанных зон широко используются методы комплексной интерпретации площадной или профильной геолого-геофизической информации. При этом чрезвычайно важно использовать методы, обладающие постепенно увеличивающейся глубинностью, например, аэрокосмические, гравимагнитные и эманационные съемки, электромагнитные профилирования. Применение специальных методик интерпретации (многоуровневого, системного интегрированного анализов) позволяет установить пространственное положение зон малоамплитудной тектоники и оценить особенности затухания трещиноватости с глубиной.
41. Метаморфизм горных пород. - существенные изменения текстуры, структуры, минерального и химического состава горных пород в земной коре и мантии под воздействием глубинных флюидов (летучих компонентов), температуры и давления.
42. Типы и виды метаморфизма. При динамометаморфизме все округлые части породы (например, гальки в конгломератах) сдавливаются и превращаются в линзообразные включения, зерна породы также раздавливаются в направлении, перпендикулярном к направлению давления, происходит переориентировка всех вытянутых и плоских минералов длинными осями в одном направлении, перпендикулярном давлению. При термометаморфизме главную роль играет повышение температуры. При разогревании породы происходит перекристаллизация вещества. В этом процессе часто принимает участие вода, которая, превращаясь в пар и вступая в реакции, способствует образованию новых минералов. Термальный метаморфизм очень четко проявляется на контактах с интрузиями, температура которых часто превышает 1000° Остывание интрузий идет очень медленно, поэтому происходит значительный прогрев вмещающих пород. Пневматолитовый и гидротермальный метаморфизм способствует образованию в породе многочисленных новых минералов, а так как воздействие газов и паров воды совершается обычно в условиях повышенной температуры, то в породе одновременно происходит перекристаллизация первичного вещества, которое вступает в реакцию с вновь принесенными в парах, газах или воде элементами.
43. Практическое значение метаморфизма. Изучение метаморфических пород представляет большой практический интерес, так как с этими породами связано огромное количество важнейших полезных ископаемых. Крупнейшие месторождения железа (Криворожское, Курская магнитная аномалия и др.) связаны с регионально метаморфизованными породами. Многочисленные месторождения руд железа (магнетит и гематит), полиметаллов (меди, свинца и цинка), редких металлов (шеелита, молибденита, оловянного камня) связаны с зонами контактово-пневматолитового метаморфизма. Таковы многие месторождения Урала, Алтая и др. Крупнейшие месторождения меди во вторичных кварцитах (Казахстан) обязаны своим происхождением также контактовому метаморфизму.
44. Землетрясения. Землетрясе́ния — подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами), или (иногда) искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушение подземных полостей горных выработок). Небольшие толчки могут вызываться также подъёмом лавы при вулканических извержениях. Ежегодно на всей Земле происходит около миллиона землетрясений, но большинство из них так незначительны, что они остаются незамеченными. Действительно сильные землетрясения, способные вызвать обширные разрушения, случаются на планете примерно раз в две недели. Большая их часть приходится на дно океанов, и поэтому не сопровождается катастрофическими последствиями (если землетрясение под океаном обходится без цунами). Землетрясения наиболее известны по тем опустошениям, которые они способны произвести. Разрушения зданий и сооружений вызываются колебаниями почвы или гигантскими приливными волнами (цунами), возникающими при сейсмических смещениях на морском дне. 1.балл (незаметное) — колебания почвы, отмечаемые прибором; 2.балла (очень слабое) — землетрясение ощущается в отдельных случаях людьми, находящимися в спокойном состоянии; 3.балла (слабое) — колебание отмечается немногими людьми; 4.балла (умеренное) — землетрясение отмечается многими людьми; возможно колебание окон и дверей; 5.баллов (довольно сильное) — качание висячих предметов, скрип полов, дребезжание стекол, осыпание побелки; 6.баллов (сильное) — легкое повреждение зданий: тонкие трещины в штукатурке, трещины в печах и т. п.; 7.баллов (очень сильное) — значительное повреждение зданий; трещины в штукатурке и отламывание отдельных кусков, тонкие трещины в стенах, повреждение дымовых труб; трещины в сырых грунтах; 8.баллов (разрушительное) — разрушения в зданиях: большие трещины в стенах, падение карнизов, дымовых труб. Оползни и трещины шириной до нескольких сантиметров на склонах гор; 9.баллов (опустошительное) — обвалы в некоторых зданиях, обрушение стен, перегородок, кровли. Обвалы, осыпи и оползни в горах. Скорость продвижения трещин может достигать 2 км/с; 10.баллов (уничтожающее) — обвалы во многих зданиях; в остальных — серьёзные повреждения. Трещины в грунте до 1 м шириной, обвалы, оползни. За счет завалов речных долин возникают озёра; 11.баллов (катастрофа) — многочисленные трещины на поверхности Земли, большие обвалы в горах. Общее разрушение зданий; 12.баллов (сильная катастрофа) — изменение рельефа в больших размерах. Огромные обвалы и оползни. Общее разрушение зданий и сооружений.