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: 90

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



    • Гипсы

    • Каменная соль

Условия, благоприятствующие закарстовыванию:

  • В случае известняков – большое количество диоксида углерода (образование легкорастворимыхбикабонатов кальция и магния)

  • Чистота вода (небольшое количество глинистых примесей)

  • Большая мощность закарстованной толщи

  • Горизонтальность поверхности – по ровной поверхности атмосферные воды стекают медленно, оказывая на нее длительное растворяющее воздействие и просачиваясь по трещинам вглубь

  • Климат: большое количество осадков и их интенсивность, при высоких температурах насыщение углекислым газом воды происходит быстрее

  • Допуск стока грунтовых вод и выхода их на поверхность (для обновления воды и сохранения ее чистоты)

Подземныеводы карстующего массива. Зоны

  • Зона аэрации

Распространено инфильтрационное и инфлюационное движение воды преимущественно по вертикальным трещинам.

Источники приурочены к обособленным каналам в карсте с мощной зоной вертикальной циркуляции

  • Зона периодически полного насыщения

в периоды усиленного питания и при подъеме уровня сливается с нижней зоной, а при спаде присоединяется к зоне аэрации. Мощность этой зоны изменяется в пределах каждого района от нескольких м. до нескольких 10-ов м. Изменения определяются: неравномерным поступлением осадков в зону аэрации; различной закарстованностью и проницаемостью ГП; колебаниями уровня прилегающей реки.

  • Зона полного насыщения

Нижняя граница – водоупорная поверхность, верхняя граница – наинизший уровень стояния грунтовых вод

Поверхностные формы карстового рельефа

Голый карст – карстующиеся породы выходят на дневную поверхность, покрытый – перекрыты осадочными породами.

  • Карры. Являются микроформами карстового рельефа и представляют собой рытвины и борозды, глубиной от нескольких см до 1-2 м и более, расположенные параллельными рядами. Карры образуются вследствие растворяющего действия атмосферных вод, стекающих по наклонным известняковым поверхностям в виде отдельных струй.

    • Каровые поля – это скопления карров на значительной площади.

  • Блюдца и западины. Представляют собой мелкие, небольшие карстовые воронки.

  • Карстовые воронки (наиболее распространенные). Они имеют разнообразную форму (конические, котлообразные, блюдцеобразные либо в виде ям неправильной формы) и размеры (диаметр от 1 до 200 м и глубину от 0,5 до 50 м). Понор – это естественное отверстие на поверхности дна карстовой воронки, поглощающее и отводящее в глубину дождевую, талую и речную воду.

    • Воронки и блюдца поверхностного растворения

    • Провальные воронки и блюдца

    • Воронки просасывания (в покрывающей карст толще)

  • Котловины. Более крупные карстовые формы, образуются за счет слияния нескольких воронок

  • Слепые овраги (увала) – впадины больших размеров (длина 600-700 м, глубина 30 м), имеющие в плане неправильную лопастную, продолговатую или мульдообразную форму.

  • Полья. Обширные, иногда громадные формы (до сотен км2) с плоским дном и крутыми склонами, образующиеся за счёт слияния котловин. Часто заполняются водой, образуя временные или постоянные озера. Полья бывают тектонического происхождения, слияния смежных слепых оврагов или карстовых воронок, механического выноса, провального происхождения.

  • Останцы – между отрицательными формами рельефа, рассмотренными выше


Карстовые воды

Гидродинамическая зональность карстовых вод:

  • зона поверхностной циркуляции

вода стекает по поверхности карстового массива, образуя карры, ложбины, поноры, воронки)

  • зона вертикальной нисходящей циркуляции

зона периодической циркуляции или зона аэрации, циркуляция идет до достижения поверхности постоянно существующих карстовых водотоков

  • зона колебаний уровней (переходная)

происходит чередование вертикальной и горизонтальной циркуляции за счет сезонного колебания уровня карстовых вод

  • зона горизонтальной циркуляции

свободный сток безнапорных вод к окраине карстующегося массива или к речным артериям, наблюдается горизонтальное или субгоризонтальное перемещение карстовых вод, формируются горизонтальные карстовые пещеры;

  • зона сифонной циркуляции

характеризуется напорными водами, которые движутся от водораздельных пространств в надрусловые каналы магистральных рек, наличие сифонообразных опрокинутых каналов;

  • зона глубинной циркуляции

характеризуется движением карстовых вод в направлении базисов разгрузки, движение п/в замедлено

Поверхностные водотоки карстовых областей И.С.Щукиным подразделяются на:

  • Эпизодические речки, долины их не выходят из зоны аэрации, т.е. врезаны неглубоко.

Вода в этих долинах появляется лишь во время сильных ливней или бурного весеннего снеготаяния, когда поноры, имеющиеся в русле, не успевают отводить всю воду вглубь.

  • Постоянно текущие реки (днища долин таких рек лежат выше уровня грунтовых вод карстового массива).

Это многоводные реки, начинаются они за пределами карстовой области, в пределах карстующихся пород они теряют воду, но не иссякают совершенно. Долины таких рек часто представляют узкие, глубокие каньоны с крутыми отвесными бортами.

  • Постоянно текущие реки, долины которых врезаны до уровня грунтовых вод, которыми они в основном питаются.

Морфология долин их сходна с типом 2, но имеются различия. Часто склоны долин заворачивают навстречу друг другу по направлению к истоку и смыкаются в виде стены, в основании которой из грота и выходит река. Такие долины с замкнутым верхним концом называют мешкообразными. Встречаются долины, не имеющие устья, т.е. они не открываются в другую долину или водоем, а оканчиваются тупиком -
слепые долины.

  • Реки, прорезавшие всю толщу карстующихся пород и углубившиеся в подстилающие водоупорные породы.

Имеют постоянный и все увеличивающийся водоток за счет многочисленных ключей на контакте карбонатных пород с водоупором. Верхние части склонов таких долин, сложенные известняками, обычно крутые, нижние - пологие. Характерны оползни и блоки отседания для склонов долин.

  • Подземные, или пещерные, реки, протекающие по системе подземных галерей.

Начинаются либо за пределами карстового массива, или зарождаются в его пределах. Иногда выходят на поверхность в виде мощных воклюзных источников (воклюз - постоянный источник, обладающий большим дебитом, назван по источнику Воклюз, впервые описанному во Франции).

Этажный карст – карстовый массив испытывает поднятия тектонические поднятия, чередующиеся с периодами относительной стабильности, то река неоднократно покидает свое русло и прокладывает новое на более низком гипсометрическом уровне.

Переходные от поверхностных к подземным формы

Карстовые колодцы и шахты – это вертикальные или круто наклонные полости, различающиеся между собой по глубине. К шахтам относятся полости глубже 20 м, и достигающие иногда сотен метров.

Подземные формы карстового рельефа

Погребенный карст – нерастворимые наносы, заполняющие подземные полости при тектоническом опускании территории (глубина проникновения карстовых процессов будет уменьшаться).

Пещеры. Крупные полости внутри карстующейся породы, имеющие один или несколько выходов на поверхность. Их протяженность может быть очень значительной, до несколько сотен км. Бывают слепыми (один вход) и проходными (два

1 - карры; 2 - воронки; 3 - полье; 4 - колодцы; 5 - шахты; 6 - исчезающие реки; 7 - провальные воронки; 8 - ущелье; 9 - пещера; 10 - сталактиты; 11 - сталагмиты; 12 - «терра-росса»; 13 -пещерное озеро; 14 - пропасть.

Сталагнат – это натечная колонна, образованная в пещере.

Суффозия – это процесс, связанный с деятельностью подземных вод, механический вынос мельчайших частиц пород циркулирующими подземными водами