Файл: Геология и другие науки 2 Общие сведения о Вселенной. Форма и размеры Земли. 4.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.03.2024

Просмотров: 92

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Геология и другие науки

Общие сведения о Вселенной. Форма и размеры Земли.

Форма и размеры Земли Пифагор – первые научные суждения о форме Земли Аристотель – обосновал шарообразность Земли ( 300 г. до н.э )Архимед высказал суждение о форме близкой к шару ( 200 г до н.э)Эратосфен – сумел сосчитать радиус Земли (

Минералы

Горные породы

Фазовый состав горных пород. Газовая и водная фазы.

Подземные воды Классификация подземных вод по Сергееву по состоянию воды в горных породах:А) Парообразная – содержится в воздухе, занимающем свободные от жидкой воды поры и трещины в горных породах. При понижении температуры конденсируется в капельно-жидкую воду. Может двигаться от участков с большим давлением пара к участкам с меньшим давлением;Б) Твёрдая – лёд; вода в виде мелких кристаллов между минеральными частицами (прослойки, линзы, крупные жилы льда);В) Жидкая – заполняет все поры и трещины в горных породах и свободно передвигается под действием силы тяжести.Абсолютные отметки уровня подземных вод вычисляются как разность между абсолютной отметкой устья скважины и глубиной залегания соответствующего уровня. Ненапорные воды Верховодка (временные) это временное, чаще всего сезонное, скопление вод, задержанных при инфильтрации через зону аэрации локальными водонепроницаемыми или слабоводопроницаемыми прослойками или линзами. Располагается над грунтовыми водами. Имеет ограниченное распространение, в засушливые годы уменьшается, а местами вовсе пропадает. Мощность – 0,5-3 м. Грунтовые воды Первый от поверхности почвы постоянный водоносный горизонт, значительный по площади распространения, залегающий на первом водоупорном слое грунта. Формируется за счет инфильтрации атмосферных и поверхностных вод, причем область питания совпадает с областью распространения. Поверхность воды(зеркало) свободная, безнапорная и имеет наклон на разных уровнях. Выше уровня грунтовых вод располагается зона капиллярного поднятия.Гидроизогипсы – это кривые, соединяющие точки с одинаковыми абсолютными отметками установившегося уровня воды. Водоносный горизонт – это горные породы, насыщенные водой.Мощность водоносного горизонта определяется расстоянием от зеркала грунтовых вод до водоупорного ложа, и ее величина уменьшается по мере движения от водоразделов к речным долинам и другим понижениям, т.е. к областям дренирования, или разгрузки. Режим вод – это совокупность происходящих изменений. На него влияют: Метеорологические условия Гидравлические условия(изменение режима поверхностных водоёмов(колебания в земной коре, поднимания и опускания отдельных участков земли)) Хозяйственная деятельность человека Межпластовые воды Воды, находящиеся между двумя водоупорными слоями грунта. Межпластовые воды находятся ниже грунтовых вод, под первым водоупорным или водонепроницаемым слоем. Имеют ограниченное питание: выход к поверхностных водам или водоносным породам. Артезианские (напорные)- это межпластовые воды порового, трещинного карстового или смешанного типов, формирующиеся в моноклинальных и синклинальных структурах. Отметка уровня воды при вскрытии устанавливается выше верхней границы водоносного горизонта.Водосодержащими являются различные горные породы, залегающие между двумя водоупорами. Поступление пресной воды ограниченно, из-за чего возрастает минерализация. Главная характерная черта артезианских вод – это наличие в них напора, то есть отметка уровня воды при вскрытии устанавливается выше верхней границы водоносного горизонта. Пьезометрический уровень – это уровень подземных вод, установившийся в скважинах при вскрытии напорных вод. Гидроизопьезы – кривые, соединяющие точки с одинаковыми абсолютными отметками пьезометрического уровня. Гидроизобары – это линии равных напоров. Физические поля Земли Пространство, в пределах которого проявляется сила притяжения Земли, называется гравитационным полем или полем силы тяжести. Каждая точка этого поля характеризуется определенным значением у с к о р е н и я с и л ы т я ж е с т и (g), которое измеряется в галах . Стандартное (нормальное) значение ускорения силы тяжести на поверхности Земли принято равным 981 галу. Расчетное значение этого параметра с глубиной возрастает до 1037-1068 гал на глубине около 3 тыс.км, а затем резко убывает до нуля к центру Земли.Для геологии важное значение имеют данные изучения изменения ускорения силы тяжести на поверхности Земли, так как оно определяется характером размещения в земной коре горных пород различной плотности. С этой целью геофизики проводят г р а в и м е т р и ч е с к у ю с ъ е м к у . Измерение ускорения силы тяжести осуществляют с помощью высокоточных приборов – г р а в и м е т р о в . По результатам гравиметрической съемки выделяют г р а в и т а ц и о н н ы е а н о м а л и и – отклонения фактических данных измерения ускорения силы тяжести от теоретических (нормальных) их значений, которые не зависят от особенностей геологического строения земной коры. Положительные гравитационные аномалии свидетельствуют о приближении к поверхности Земли горных пород с повышенной по сравнению с окружающими породами плотностью (например, железных руд или тел ультраосновных пород), а отрицательные аномалии – о дефиците массы, т.е. наличии пород с относительно низкой плотностью (например, залежей минеральных солей или гипса).Тепловое поле Земли формируется за счет теплоты, получаемой от Солнца и поступающей из земных недр. Влияние солнечной теплоты (95 % от общего числа) ограничивается с л о е м п о с т о я н н ы х т е м п е р а т у р , в котором господствуют среднегодовые температуры, характерные для той или иной местности. Термические колебания: суточные 1,5 м, годовые 30-35 м, вековые. Мощность прихода тепла на поверхность планеты за счет солнечной радиации составляет 8,4 . Внутренние источники тепла (5% от общего) включают в себя: радиоактивный распад элементов, гравитационные процессы (при сжатии пород), остаточное тепло после формирования планеты, энергия фазовых переходов, высвобождаемая землетрясениями энергия и др.Геотермический градиент - величина возрастания температуры при погружении на каждые 100 м. Среднее значение 3гр. Геотермическая ступень – величина, обратная геотерм. градиенту; то количество метров, на которое нужно погрузиться в данной местности ниже пояса постоянной температуры, чтобы получить прирост температуры на 1о. Среднее значение

Внешние и внутренние геосферы

Землетрясения

Магматизм

Метаморфизм

Магматические горные породы

Метаморфические горные породы

Экзогенные процессы

Осадочные горные породы

Рельеф

Климат как рельефообразующий фактор

Морфографическая классификация рельефа (по внешним очертаниям) Морфоструктура – (от греч. morphe — форма и лат. structura — строение), подразделения рельефа земной поверхности, в формировании которых при длительном взаимодействии эндогенных и экзогенных сил ведущая роль принадлежит эндогенным процессам.Промоина – вытянутое углубление, имеющее небольшую глубину (от 0,1 до 1-2 м) и ширину (от 0,3 до 4-5 м) и открытое в сторону общего уклона местности.Ложбина – верхнее звено гидрографической сети, примыкающее к наиболее высоким частям водосборов, имеет глубину 0,5…2 м, склоны не круче 3...8о.Плато – возвышенная равнина, ограниченная хорошо выраженными склонами, нередко обрывистыми или сложной формы; оно представляет сложную, замкнутую форму рельефа. Обычно плато бывает сложно горизонтальными слоями. Поверхность плато бывает ровной, волнистой, холмистой и часто значительно расчленена отрицательными формами рельефа.Плоскогорье – очень сложная форма рельефа с абсолютными отметками более 500 м и относительной глубиной расчленения более 200 м. Представляет собой обширную по площади нагорную равнину с обширными плоскими вершинными поверхностями положительных форм рельефа. Ограничено хорошо выраженными склонами.Нагорье – очень сложная форма рельефа, сильно возвышенная над уровнем моря и прилежащими пространствами, включает сложные системы горных хребтов, вершин и т.п. форм горного рельефа.Столовые глыбовые горы - изолированные возвышенности, образующиеся при расчленении высокоприподнятой пластовой равнины или плато.Экспозиция – характеристика, описывающая пространственную (по отношению к сторонам света) ориентацию элементарного склона холма, горы или горного хребта. Морфометрическая классификация рельефа Планетарный рельеф (S107 км2) материки, современные геосинклинальные пояса, ложе океана, (геотектуры) срединно-океанические хребты;

Генетическая классификация рельефа

Мерзлотный (криогенный) рельеф


Распространение многолетнемерзлых пород (ммп):



  • Сплошное мощностью в среднем до 500 м (мах 1450 м)

Талик - толща талых и немёрзлых пород, распространённая с поверхности или ниже слоя сезонного промерзания и существующая более одного года (под озерами, реками).

  • Прерывистое мощностью до 100 м

  • Островное мощностью до 25 м

В пределах геокриозоны поверхностный деятельный слой( сезонно-талый слой, СТС), оттаивающий летом и замерзающий зимой.

Причины возникновения криогенных форм рельефа:

  • Широтность (температурный режим, мощность снегового покрова)

  • Состав грунта (большое количество пылеватых, щебенистых и глинистых (!) пород)

  • Подземная вода

  • Наличие растительности (торф не теплопроводящий, поддерживает стабильность низких температур)

Формы льда в ММП:

  • Мелкие кристаллы, цементирующие рыхлые горные породы

  • Прожилки, линзочки, прослойки в глинястых и пылеватых породах

  • Жилы в виде инъекционного льда в трещиных

  • Полигональные жилы в морозобойных трещинах

  • Погребенный лед, сформированный на поверхности и захороненный под обломками пород

МЕРЗЛОТНЫЕ ПРОЦЕССЫ И СООТВЕТСВУЮЩИЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА (микро- и мезо порядка):

  • Мерзлотное растрескивание

Процесс механического раздробления горных пород вследствие их растрескивания под влиянием термического сжатия при охлаждении и расклинивания трещин замерзающей в них водой. Результат процесса – формирование полигонально-жильных структур и полигонального рельефа.

    • Полигоны - правильные многоугольники, разделенные трещинами. В эти трещины проникает вода из нижних грунтов, которая замерзает, образуя ледяные клинья. Летом лед не успевает растаять, разбивая мерзлую породу на отдельные блоки. Если грунты пластичные, то они выжимаются, образуя валики высотой до 75 см и шириной 1 м. Полигоны имеет ширину до 30 м.

Т акже происходит выпучивания каменного материала внутри полигонов. Результат процесса – сортировка материала и формирование мелко полигонального рельефа или «структурного микрорельефа»..


    • Каменные кольца, сети и многоугольники — микроформы рельефа на горизонтальных поверхностях, сложенных мелкоземом с включением грубо-обломочного материала. Это полигончики диаметром 1—2 м из мелкозема со щебнистым обрамлением-бордюром. Они возникают при избыточном увлажнении деятельного слоя, лежащего на мерзлом грунте, в результате процессов ячеистого растрескивания, вспучивания грунта при промерзании, вымораживания щебня к поверхности и сортировки его на поверхности от повышенного центра ячей в сторону трещин.

    • Каменные полосы формируются на наклонных равнинах при крутизне 5 — 6°, когда каменные многоугольники из изометричных становятся продолговатыми, вытягиваясь вдоль линии падения

А — каменные сети; Б — каменные кольца; В — каменные многоугольники



Схема миграции воды и сортировка обломочного материала в рыхлой толще

  • Морозное пучение

М орозное пучение – это увеличение объема влажного грунта (в особенности пылеватых фракций) вследствие его промерзания. Образуются бугры пучения.

    • пятна-медальоны диаметром до 0,5 м. Они образуются осенью, когда плывун (насыщенный водой грунт, который способен разжижаться под механическим воздействием на него), зажатый между замерзающим деятельным слоем и вечно-мерзлым грунтом, под давлением прорывает поверхностный грунт и в виде «грязевого вулканчика» изливается на поверхность.



Бугор инъекционного пучения (пинго)

    • П учины

С
езонные Многолетние (до 30-40 м)

Торфяные/ гидролакколиты/булгунняхи /пинго Минеральные

Этим мезо-формам необходим постоянный подток подземных вод, поэтому они располагаются над таликами, часто на днищах бывших озерных котловин. При увеличении подземной линзы льда поверхность бугра на вершине часто разбивается радиально-концентрическими трещинами, лед ядра обнажается, летом подтаивает и «макушка» бугра проседает, в результате чего образуется кратерообразная воронка, иногда с водой.

состоят из грунта с прослойками льда. Они образуются при медленной миграции воды снизу, пропитывающей грунт, замерзающей и увеличивающей объем породы. Размеры их меньше, но распространены они шире, чем булгунняхи



  • Наледи

Плосковыпуклые ледяные тела, образующиеся при излиянии воды и быстром замерзании ее на поверхности в условиях сильных морозов. Образуются на днищах речных долин (в руслах и на поймах, иногда — на первых надпойменных террасах) и в местах подтока и выхода незамерших грунтовых вод.

В зависимости от места возникновения и характера питающих их вод различаются речные (образование полыньи), озерные и ключевые наледи (в местах выхода обильных напорных межмерзлотных или подмерзлотных вод, особенно вдоль тектонических разломов, присущи горным областям с трещиноватыми породами). По продолжительности существования бывают сезонные, летующие и многолетние наледи — тарыны (по-якутски).

  • Морозное выветривание (развитие денудационных форм)

    • каменные моря – плащеобразные скопления глыбово-щебнистого материала на выровненных участках

    • каменные реки или плоскостные и линейные курумы – скопление обломков на склонах

    • кигил-ляхи - останцы выветривания причудливых очертаний на месте устойчивых пород

    • нагорные террасы

  • С олифлюкция – медленное вязкопластическое течение на склонах переувлажнённых почв и тонкодисперсных грунтов в условиях их попеременного промерзания, протаивания и действия силы тяжести.

    • солифлюкционные террасы, валы, гряды и др., часто имеющих в плане языкообразную форму (денудационные формы)

    • солифлюкционные шлейфы и покровы (аккумулятивные)




  • Термокарст – вытаивание подземного льда под действием нагрева солнца.

Блюдца, воронки, провалы, ложбины, промоины, рытвины и даже овражки образуются на склонах речных долин и аласов (плоские понижения в районах распространения многолетнемерзлых горных пород, образующиеся в результате протаивания и просадки грунта)в местах временных водотоков. Вода воздействует на льдистый грунт прежде всего термически, довольно легко врезаясь в него, и потом механически, унося оттаявшую и оплывающую породу. Если термокарстовые просадки и термоэрозионные промоины-рытвины образуются на месте морозобойных трещин по межблочьям, то блоки-полигоны превращаются в бугры клумбовидной формы диаметром до 10 м и высотой более 2—3 м — байджарахи.

Оползневый рельеф


Оползень – смещение горных пород, происходящее на крутых склонах оврагов, долин рек, берегов озер и морей.

Категории по характеру и величине смещений:

  1. Оплывины (мелкие смещения). Медленно перемещаются вниз по склонам под влиянием сильного переувлажнения почвенного слоя и частично выветрившейся породы.

  2. Крупные смещения (собственно оползни)

  3. Крупные обвалы происходят в высокогорных районах и иногда достигают грандиозных размеров

Основные причины оползней:

  • сейсмические толчки, тектонические движения

  • размыв нижней части склона водами

  • изменение состояния породы, выветривание

  • деятельность человека (строительство, вырубка лесов, взрывные работы и т.д.)



Основные внешние признаки оползневого склона

  • Наличие «пьяного леса ???? » (наклон деревьев)

  • Наклон заборов, стен домов и других объектов.

  • Возникновение трещин в грунте на бровке склона.

  • Возникновение грунтовых бугров в нижней зоне склона.

  • Заметное повышение влажности в зоне подошвы склона, образование заболоченных участков, выход под склоном источников воды и пр.

  • Образование оползневых уступов (террас).

Факторы, влияющие на вероятность образования оползней:

  • Чем выше склон и больше угол наклона, тем большая вероятность образование оползня.

  • Глинистые склоны наиболее подвержены образованию оползней, особенно при их сильном увлажнении выпадающими осадками.

  • Прохождения относительно быстротекущей реки вблизи склона (приводит к образованию эрозии грунта, подмыву склона).


Карстовый рельеф


Карстовый процесс – растворение трещноватых горных пород водой и их вынос в растворенном виде в реки и моря (химическая природа).

Карстующиеся горные породы

  • Карбонатные

Залегают мощными толщами, оттого образуют типичный карстовый рельеф

    • Известняки

    • Доломиты

    • Мергели

    • Писчий мел

    • Мрамор

  • Галогенные

Образуют отдельные нетолстые прослои или линзы или же слагают штоки внутри соляных куполов, поэтому карстовый рельеф не достигает большого масштаба