Лекция №1 Планеты солнечной системы и Луна. Вещественный состав земной коры



страница2/4
Дата04.05.2016
Размер0.61 Mb.
1   2   3   4
Магматизм. Под магматизмом понимается совокупность эндогенных процессов, связанных с поднятием магмы из глубоких недр Земли, проникновением ее в кору или на поверхность и застыванием здесь в форме самых разнообразных тел. Магма представляет собой расплавленную огненно-жидкую массу сложного состава, образующуюся в глубоких недрах Земли. Различают магматизм интрузивный и эффузивный (вулканизм).

Интрузивный магматизм приводит к внедрению магмы в земную кору и затвердеванию ее на различных глубинах. Эффузивный магматизм (вулканизм) – это совокупность процессов, связанных с перемещением магмы в земной коре и выходом ее на поверхность с образованием вулканов.



Вулканы – это геологические образования (чаще конусообразной формы), возникающие над каналами и трещинами в земной коре, по которым извергаются на поверхность Земли лавы, горячие газы и пары воды, пепел и обломки горных пород.

В зависимости от формы подводящих каналов вулканы бывают центрального и трещинного типов.



Вулкан центрального типа имеет вид конусообразной горы, через, которую проходит канал или жерло. В вулканах трещинного типа лава изливается через глубокие длинные трещины в земной коре; застывая, лава образует покровы. Древние мощные лавовые излияния в Сибири называют траппами.

В зависимости от соотношения продуктов извержения (газообразных, жидких и твердых) и вязкости лав выделяют 4 типа извержений: эффузивный (гавайский, отличающийся относительно спокойным изменением жидкой базальтовой лавы; смешанный (стромболийский), характеризующийся излиянием достаточно подвижных лав основного состава и ритмичными небольшими взрывами; экструзивный (купольный), для которого характерно выжимание, выталкивание вязкой лавы среднего состава под сильным напором газов из канала; эксплозивный (вулканический), отличающийся бурным извержением в виде взрывов с выбросом большого количества твердых обломков лав – вулканических бомб, пепла; лава очень вязкая среднего и кислого состава.



Метаморфизм. Под метаморфизмом понимается разнообразные эндогенные процессы, с которыми связаны те или иные изменения в структуре, минералогическом и химическом составе горных пород в условиях, отличающихся от условий их первоначального образования. Главными факторами метаморфизма являются температура, давление и состав растворов, выделяющихся из магматических очагов.

Региональный, динамометаморфизм и контактовый.
ЛЕКЦИЯ №4
Экзогенные процесс, их рельефообразующее значение. Выветривание, основные виды. Совершающиеся на поверхности литосферы, в ее самых верхних зонах и в граничащих с ней внешних оболочках (атмосфере, гидросфере и биосфере), процессы, приводящие к химическим изменениям, разрушению, перемещению и переотложению минеральных масс и горных пород, преобразующие сам рельеф литосферы, принято называть экзогенными, внешними (точнее, рожденными на поверхности Земли). По общей своей направленности эти процессы противоположны внутренним (эндогенным) процессам. В основном деятельность внутренних сил направлена на образование основных крупных неровностей поверхности литосферы, а деятельность сил внешних – на разрушение и выветривание земной поверхности. Большинство внешних рельефообразующих агентов, а именно перепады температур, ветер, текучие воды, ледники, различные организмы и др. иногда могут производить местные нагромождения материала, но эти нагромождения имеют местное значение, ограниченные размеры, и ни в какой мере не могут сравниваться с рельефом, возникающим под действием эндогенных сил.

Организм основных факторов, влияющим на образование рельефа является выветривание.



Выветриванием называют процессы физического разрушения и химического преобразования горных пород и минералов, происходящие в результате резких колебаний температуры, замерзания воды в трещинах горных пород, химического действия воды и различных химических агентов (газов, кислот и т.п.), животных и растений. Выветривание не есть деятельность ветра. Принято различать три типа выветривания:

  1. физическое;

  2. химическое;

  3. органическое.

При физическом выветривании происходит раскалывание (распад, раздробление) минералов и горных пород на более мелкие обломки, но химический состав распадающихся веществ при этом не меняется. Главнейшими агентами физического выветривания является резкие колебания температуры и замерзания воды в трещинах горных пород и минералов.

При химическом выветривании происходят химические изменения минералов горных пород, которые вступают в химические реакции с действующими на них реагентами. Наиболее мощными из них являются вода, кислород, углекислый газ, азотная и серная кислоты, различные газы и соединения, содержащиеся в воздухе, почве и водных растворах.

Органическое выветривание выражается в форме физического и химического разрушения и преобразования горных пород организмами (бактериями, животными, растениями), способными перекапывать, сверлить, дробить, истирать горные породы и действовать на эти породы химически – при помощи различных химических веществ, выделяемых (и поглощаемых) животными и растениями в процессах жизнедеятельности и образующихся при разложении отмершего органического вещества. С процессами выветривания связано образование почвы – сложного природного химического образования, состоящего из минеральной масс и органического вещества, без которого невозможно развитие высших растений, а следовательно и животных.

Процессы выветривания наиболее напряженно развиваются в верхней зоне земной коры, особенно там, где кора непосредственно соприкасается с атмосферой и гидросферой.

Процессы выветривания наблюдаются, главным образом, в слоях, лежащих выше уровня грунтовых вод. Глубина, на которую проникают процессы выветривания в толщу земной коры, в различных природных условиях неодинакова и колеблется от нескольких дециметров до десятков и даже сотен метров. Верхняя часть земной коры, захваченная процессами выветривания, называется зоной выветривания.

Итак, основная направленность внешних процессов выражается в переводе вещества из состояний. Менее устойчивых, в более устойчивые для тех условий, которые господствуют на поверхности Земли. Осуществляется это путем химических реакций и физического воздействия на минералы и горные породы, слагающие земную поверхность и формы рельефа. Совершаясь в гравитационном поле планеты, физическое воздействие внешних геологических агентов выражается еще в направленном перемещении вещества с положительных (выпуклых) форм рельефа (гор, возвышенностей и целых материков) в отрицательные (всевозможные впадины, в том числе и океанические), что приводит к сглаживанию контрастов рельефа. Возможно, исключение составляют лишь эоловые процессы, при которых переносимые ветром пыль и песок могут оседать на возвышенностях, а выдувание солончаков может привести к переуглублению отдельных участков суши ниже уровня моря.

Итак, перемещение разрушенных горных масс происходит под действием силы тяжести, т.е. гравитационных процессов. На склонах гор горные породы разрушаются более интенсивно, чем на равнинах, так как обломки пород скатываются со склонов и их подножию, обнажая для выветривания новые толщи горных пород. Неоднородный состав пород и поэтому неодинаковая их устойчивость против выветривания иногда приводят к образованию останцов – глыб твердых пород самой разнообразной формы (в виде столбов, башен и др. фигур; Красноярские столбы).

С процессами физического выветривания связаны такие неблагоприятные для промышленности физико-геологические явления, как обвалы и осыпи, россыпи.



Обвалы – это обрушения масс горных пород, происходящие обычно на крутых склонах и скатывающиеся к подножию склона. Обвалам подвержены как скальные, так и рыхлые и слабосцементированные породы, способные образовывать крутые склоны. Они особенно часто возникают при землетрясениях. Обвалы приносят вред дорожному и другим видам строительства. Для борьбы с ними уменьшают уклоны склонов, строят подпорные стенки и т.д. Осыпи представляют собой участки накопления продуктов физического выветривания горных пород, приуроченные к подножию склонов и имеющие пологовыпуклую форму. В каждой осыпи выделяются область питания (наиболее высокие скалистые части склонов, от которых отделяются обломки пород), область транспортировки и область отложения – собственно осыпь. По размерам обломков осыпи бывают крупнообломочные (глыбовые), среднеобломочные (щебеночные) и мелкообломочные (состоящие из дресвы и мелкой щебенки). Осыпи обычно постепенно перемещаются по склону вниз. Подвижность осыпи зависит от интенсивности поступления нового материала. По степени подвижности выделяют подвижные, достаточно подвижные, слабо подвижные и относительно неподвижные осыпи. Осыпи затрудняют строительство и эксплуатацию железных и автомобильных дорог, осложняют промышленное и гражданское строительство. Мерами борьбы против осыпей являются одноразовая и периодическая уборка части осыпи, устройство подпорных стенок, защитных стенок над дорогами. В отдельных случаях при дорожном строительстве приходится обходить или устраивать тоннели для дорог. В отличие от осыпей, россыпи образуются на плоских вершинах гор и плоских водоразделах.

Для изображения каменных осыпей и россыпей на топографических картах применяются специальные условные знаки. Каменные осыпи и россыпи представляют собой типичный элемент горного ландшафта, т.к. для их образования на местности необходимо наличие крутых склонов, преобладающее значение гравитационного перемещения обломочного материала и быстрое удаление мелких частиц из тела осыпи, что возможно при крутых уклонах и быстром течении проникающей в осыпи воды. Большинство осыпей на склонах образуют крутые углы наклона (средние углы поверхности осыпей 32-370), увеличивающиеся к вершине склона. На более пологих склонах, при затрудненном удалении мелких продуктов выветривания, при усилении процессов химического выветривания, среди грубого обломочного материала появляются скопления мелкозема, начинает развиваться растительность, лежащие на склонах массы обломочного материала становятся менее подвижными. В этих случаях движение происходит в связи с набуханием склоновых отложений во влажное время года и усыхания во время засух и при замерзании и оттаивании грунта. Усиливается движение верхних слоев весной, когда талые воды проникают в них до еще замерзших слоев, грунт сильно увлажняется и приобретает свойства плывуна. Так возникает оползень.

Движение грунтов на склонах – очень широко распространенный процесс в природе, который наблюдается даже тогда, когда углы наклона склона измеряются всего несколькими градусами. Развивается он в широком диапазоне природных условий, но с разной интенсивностью, зависящей от множества причин, среди которых большое значение имеют: состав склоновых отложений, крутизна склона и ориентировка его по отношению к солнечным лучам, температура, влажность, растительность и т.д.

Процессы, обусловленные деятельностью ветра, их рельефообразующее значение. На поверхности земного шара нет места, где бы в той или иной мере не проявлялась деятельность ветра. Изучая деятельность ветра, можно видеть, что для более яркого проявления ее необходимо, как и для других внешних факторов, сочетание определенных условий, и только тогда ветер может выступить как самостоятельный геологический и рельефообразующий фактор. Такими условиями в основном являются:


  1. сухость поверхности горных пород;

  2. разреженность или полное отсутствие растительного покрова;

  3. наличие рыхлых, доступных ветру минеральных масс (пыли, песчинок и т.п.);

  4. сила ветра, достаточная для захвата и переноса материала, находящегося на поверхности земли.

Наибольшую работу по захвату и переносу материала осуществляют приземные слои воздуха, в которых сосредоточено до 90% переносимого вещества. Мощность этого слоя различна и при ветрах средней силы редко превышает 1 м. Слой воздуха, в котором осуществляется основной перенос песчаного материала, называют ветропесчаным потоком, но при сильных ветрах в этом слое может переноситься и крупная галька, способная нанести тяжелые повреждения людям и животным.

Захват ветром (выдувание) рыхлого материала называют дефляцией. При помощи переносимого песка ветер обтачивает и полирует поверхности твердых пород, производит коррозию. Перенос ветрами (транспортировка) рыхлого материала завершается его отложением – аккумуляцией. Все процессы, формы рельефа и отложения, образующиеся под действием ветра, называют эоловыми.




Барханные пески

Полузаросшие пески

Дюнные пески

характерны для тропи-

ческих пустынь, с наибо-

лее засушливым клима-

том


характерны для внетро-

пических пустынь, где

более низкие t0 и система-

тическое (хотя и малое)

увлажнение, развивается

пустынная раститель-

ность


характерны для внепус-

тынных зон, сильно увла-жнены, связываются рас-

тительностью. Возникают

на берегах морей, озер, в

степях и тундре, в лесной зоне



ЛЕКЦИЯ №5


Флювиальные процессы и их рельефообразующее значение. Поверхность воды. Все процессы, обусловленные стекающими по поверхности суши водами, называются флювиальными. Текучими водами являются дождевые, талые снеговые, воды временных и постоянных ручьев и рек. Текучие воды, как и все другие внешние геологические агенты (кроме выветривания), приводят разрушение той поверхности, по которой они стекают, путем растворения, смыва и линейного размыва – эрозии, переносят (транспортируют) и отлагают (аккумулируют) принесенный материал. Характер и масштабы этой работы зависят от многих причин, в том числе и от формы стока поверхностных вод.

Во время сильных дождей на небольших участках пологих, однообразных склонов может возникать тонкий слой воды, равномерно стекающий по поверхности склона (плоскостной сток). Во время небольших дождей и наличия мелких препятствий на склоне сток осуществляется в виде мелких струек, отклоняемых случайными временными препятствиями, но имеющих общее направление вниз. Такой сток называют струйчатым. И в первой, и во втором случае стекающая вода не имеет постоянных русел, сток является нерусловым. На менее однообразных склонах стекающие воды образуют разорванный слой, так кА устремляются во встречаемые на пути понижения (ложбины) и движутся по их дну в виде потоков. Воздействуя на дно ложбин, потоки могут выработать себе русла, и в этом случае сток становится русловым. Возникая только в периоды выпадения дождей и таяния снега и прекращаясь в сухое время года, сток со склонов является временным.

Большие массы воды движутся по поверхности земной коры в виде ручьев и рек, имеющих воду в русле круглый год. Это постоянный русловый сток.

Итак, во время неруслового (плоскостного) стока происходит плоскостной смыв и происходит образование делювия.

В условиях сильно пересеченной местности при скоплении на склонах больших масс рыхлых продуктов выветривания, поверхность которых плохо скреплена растительностью или растительность уничтожена человеком (вырублен лес, склоны вытоптаны стадами и т.п.), ливневые дожди могут вызывать смыв, приобретающий катастрофический характер. Производя интенсивный смыв (часто переходящий в размыв), массы воды смешиваются с захваченным мелким и крупным материалом (щебень, валуны, песчаные массы), превращаются в грязе- каменную массу и устремляются к подножию склонов, производя сильные опустошения. Обычно движение грязевых и грязе-каменных масс не прекращается у подножия склонов, а продолжается по дну горных долин, где массы камней и грязи смешиваются с водами и приобретают большую подвижность, превращаясь в грязе-каменные потоки – сели. Выходя на предгорную равнину, грязе-каменная масса распространяется на обширную площадь, заливает культурные земли, производит сильные разрушения в селениях и городах (8 июля 1921г. – Алма-Ата).

Плоскостной смыв, развивающийся спокойно при малых количествах стекающей воды и на сравнительно однородных склонах, может легко перейти в линейный размыв – эрозию там, где однородность склона нарушена. Сначала образуется рытвина, затем промоина, а затем овраг. Глубина оврагов может достигать 40-50 м, ширина 150-300 м, длина 3-5 км.

Различают эрозию донную, или глубинную, заключающуюся в углублении водным потоком своего русла, и боковую, ведущую к подмыву берегов русла. Благодаря глубинной и боковой эрозии, водные потоки формируют глубокие и широкие речные долины – вытянутые длинные ложбины, имеющие уклон в соответствии с течением рек от верховьев к низовьям. Элементами речной долины являются ее склоны (1) и дно (2), русло реки (3),пойма (4) и террасы (5).

Русло, - наиболее пониженная часть речной долины, по которой происходит сток воды в маловодные периоды. Пойма – часть дна долины, затопляемая только в половодье. Террасы горизонтальные или слегка наклонные площадки на склонах речной долины, представляющие собой остатки ее прежнего дна. Глубинная эрозия преобладает в начальной стадии развития речной долины, когда река на всем своем протяжении старается врезаться в горные породы до уровня того водоема, в который она впадает. Этот уровень называют базисом эрозии.

Долина реки постепенно углубляется в направлении от ее устья (базиса эрозии) к истокам. По мере углубления долины, уклон ее дна постепенно уменьшается, поэтому скорость течения и интенсивность глубинной эрозии также уменьшаются – река вырабатывает профиль равновесия. Глубинная эрозия на отдельных участках некоторых рек задерживается наличием в ложе реки очень крепких пород, слабо поддающихся размыву. В этом случае река образует пороги и водопады. Боковая эрозия происходит одновременно с глубиной, причем ее интенсивность возрастает по мере выработки рекой профиля равновесия. В зависимости от стадии развития речной долины меняется и форма ее поперечного сечения. На ранних стадиях развития (в молодых горных породах0 долины имеют вид узких теснин (щелей) и каньонов с отвесными стенками. Последующее развитие долины меняет ее форму на V – ОБРАЗНУЮ. По мере выработки рекой профиля равновесия и усиления боковой эрозии долина приобретает плоскодонную форму. В последней стадии долина имеет неясно выраженную форму и очень пологие склоны, незаметно переходящие в водораздельные пространства.

Продукты разрушения горных пород переносятся рекой в растворенном, взвешенном и влекомом состоянии. При уменьшении в каком-либо месте реки скорости течения там происходит аккумуляция влекомого и взвешенного материала. При увеличении со временем скорости водного потока отложившейся материал может вновь частично размываться и переноситься вниз по течению, Однако по мере выработки рекой профиля равновесия накапливаются все более устойчивые неразмываемые отложения. Эти отложения называют аллювиальными (аллювием).

Речные террасы могут быть образованы как в коренных породах, так и сложены аллювием. В первом случае они называются эрозионными, во втором – аккумулятивными. Террасы образуются в результате изменения высотного положения базиса эрозии, а также поднятия или опускания земной коры на каком-либо участке речной долины. Река при этом врезается в уже сформировавшееся дно долины, а остающиеся участки дна долины образуют террасы. Чем выше терраса над уровнем реки, тем она древнее. Самыми молодыми являются пойменная (затопляемая в паводок) и надпойменная терраса.



Деятельность подземных вод. Воды, находящиеся в породах и трещинах горных пород, называются подземными. С деятельностью подземных вод связаны такие физико-геологические явления, как карст, суффозия, плывуны, оползни. Способность воды растворять минералы и горные породы (каменную соль, гипс, ангидрит, известняк, доломит и др.) приводит к образованию карста. Под карстом понимают явления, связанные с деятельностью подземных вод и выражающиеся в растворении горных пород и образовании в них пустот, а так же в создании характерных форм рельефа местности. Иногда карстом называют сами пустоты, возникшие в результате растворения пород подземными водами, хотя в этом случае правильнее употреблять термины «карстовые пустоты», «карстовые формы». Многие районы суши с поверхности сложены растворимыми породами. Здесь развиваются поверхностные формы карста, к которым относятся кары, поноры, карстовые воронки, карстовые котловины и карстовые колодцы и шахты.

Карры представляют собой бороздообразные углубления глубиной от нескольких см до 1-2 м, тянущиеся в направлении уклона поверхности. Образуются они при растворении и размыве пород вдоль трещин.

Поноры - это вертикальные или наклонные отверстия, поглощающие поверхностные воды. Развитие поноров приводит к образованию карстовых воронок. Глубина воронок может достигать 20 м, диаметр – 50 м и более. Дальнейшее развитие карста приводит к образованию карстовых котловин и польев – вытянутых впадин с крутыми, часто отвесными стенками.

Карстовые колодцы и шахты представляют собой крупные отверстия, уходящие вглубь на десятки и сотни метров. Из подземных карстовых форм можно выделить карстовые пещеры и каналы.

Пещеры представляют собой вытянутые почти горизонтально пустоты, то расширяющиеся до огромных залов и гротов, то сужающиеся до узких каналов. Пещеры иногда достигают в длину десятков и даже сотен километров. В карстовых пещерах в связи с выпадением из воды кальция натечные формы сталактиты и сталагмиты.

Развитие карстовых форм рельефа неблагоприятно влияет на с/х освоение территорий, затрудняет строительство различных объектов, дорог. Карст затрудняет также разработку МПИ и т.д. Мерами борьбы с карстом являются:


  1. отвод поверхностных вод от карстующихся массивов пород;

  2. искусственное обрушение кровли карстовых пустот или заполнение их глинистыми породами;

  3. цементация, битумизация, силикатизация карстующих пород в основании плотин и других инженерных сооружениях;

  4. осушение участков разрабатываемых МПИ.

Суффозией называют процесс выноса мелких частиц породы движущейся подземной водой. Различают механическую и химическую суффозию. Под механической суффозией понимают разрыхление песчаных пород (обычно не содержащих растворимых веществ) и вынос из них мелких частиц движущейся водой. При химической суффозии происходит растворение и выщелачивание из породы водорастворимых солей и вынос их током движущейся воды. Суффозия приводит к осадке поверхности земли и образованию суффозионных воронок.

Мероприятия по предупреждению суффозии следующие:



  1. предотвращение поступления воды в породы, подверженные суффозии;

  2. уменьшение скорости движения подземных вод путем изменения конструкций сооружений;

  3. искусственное улучшение свойств пород в основании сооружений путем цементации, силикатизации и т.д.

Способность рыхлых пород при насыщении их водой приходить в текучее состояние называется плывунностью, а сами такие породы в насыщенном водой состоянииплывунами.

Оползни – это смещение масс горных пород по склону под действием силы тяжести, часто связанные с деятельностью поверхностных и подземных вод. Оползанию подвержены преимущественно глинистые породы, особенно когда они увлажнены.

Как плывуны, так и оползни очень вредны и опасны при возведении различных промышленных объектов, бурении скважин, проходке горных выработок и т.д.



Основными мерами борьбы с плывунами являются:

  1. искусственное осушение водонасыщенных пород с плывунными свойствами;

  2. крепление стенок горных выработок при помощи забивной крепи;

  3. замораживание плывунов на участке работы;

  4. силикатизация плывунов.

Меры борьбы с оползнями:

  1. отвод поверхностных вод и подземных от оползневого склона;

  2. сохранение на склонах растительности;

  3. устройство берего-укрепительных сооружений и т.д.


ЛЕКЦИЯ №6



1   2   3   4


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница