Геологическая съемка, поиск и разведка месторождений

Геологическая съемка, поиск и разведка месторождений

Полезных ископаемых»

Гидрогеология и инженерная геология»

Рассмотрен на заседании геологоразведочной ПЦК

Протокол № ______ от «___»__________ 20___ г.

 

Подготовлен преподавателем:

Москальцова М.С.

 

г. Семей

 

 

Общее количество часов на предмет

для специальностей:

 

0701000 – 96 уч. ч., в том числе теоретических занятий – 70 ч., практических занятий -20 ч., одна обязательная контрольная работа, экзамен.

 

0703000 – 108 уч. ч., в том числе теоретических занятий –80 ч., практических занятий – 28 ч., одна обязательная контрольная работа, экзамен.

 

В том числе

I семестр ________________

II семестр _______________

III семестр ______________

IV семестр ______________

V семестр _______________

VI семестр _______________

VII семестр ______________

VIII семестр _____________

 

 

Количество обязательных

контрольных работ ___1__ в _______3_____семестре(ах)

 

Итоговый контроль: экзамен.

(ОКР, зачет, экзамен)

Тематический план

 

№ пп	Наименование разделов и тем
	Введение
	Раздел 1. ЗЕМЛЯ В МИРОВОМ ПРОСТРАНСТВЕ
1.1	Строение Вселенной. .
1.2	: Строение Солнечной системы.
	Раздел 2 СВЕДЕНИЯ О ЗЕМЛЕ
2.1	Геофизическая характеристика Земли.
2.2	Физические свойства Земли.
2.3	Строение Земли (внутренняя оболочка)
2.4.	Строение Земли (внешняя оболочка
	Раздел 3. ЗЕМНАЯ КОРА
3.1	Строение земной коры.
3.2	Вещественный состав земной коры
3.3	Возраст земной коры и методы его определения
	Раздел 4. ЭКЗОГЕННЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
4.1	Общие понятия о геологических процессах.
4.2	Выветривания горных пород.
4.3	Геологическая деятельность ветра.
4.4	Геологическая деятельность текучих вод.
4.5	Геологическая деятельность подземных вод.
4.6	Геологическая деятельность ледников
4.7	Геологическая деятельность морей.
4.8	Геологическая деятельность озёр и болота
4.9	Геологические результаты экзогенных процессов
	Раздел 5. ЭНДОГЕННЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
5.1	Магматизм
5.2	Вулканические процессы
5.3	Тектонические движения земной коры
5.4	Землетрясения.
5.5	Тектонические нарушения
5.6	Метаморфизм
5.7	Основные закономерности развития земной коры
	Раздел 6. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА
6.1	Геологические исследования и геологическая документация

 

Содержание стр.

Введение

Раздел 1. ЗЕМЛЯ В МИРОВОМ ПРОСТРАНСТВЕ

Тема1.1:Строение Вселенной. 7

Тема 1.2: Строение Солнечной системы. 8

Раздел 2. СВЕДЕНИЯ О ЗЕМЛЕ

Тема 2.1: Геофизическая характеристика Земли. 10

Тема 2.2: Физические свойства Земли. 11

Тема 2.3: Строение Земли (внутренняя оболочка) 13

Тема 2.4: Строение Земли (внешняя оболочка) 14

Раздел 3. ЗЕМНАЯ КОРА

Тема 3.1: Строение земной коры. 15

Тема 3.2: Вещественный состав земной коры

Тема 3.3: Возраст земной коры и методы его определения 15

Раздел 4. ЭКЗОГЕННЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Тема 4.1: Общие понятия о геологических процессах. 25

Тема 4.2: Выветривания горных пород. 26

Тема 4.3: Геологическая деятельность ветра. 27

Тема 4.4: Геологическая деятельность текучих вод. 30

Тема 4.5: Геологическая деятельность подземных вод. 34

Тема 4.6: Геологическая деятельность ледников 39

Тема 4.7 Геологическая деятельность морей. 41

Тема 4.8: Геологическая деятельность озёр и болота 45

Тема 4.9: Геологические результаты экзогенных процессов 46

Раздел 5. ЭНДОГЕННЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Тема 5.1: Магматизм 47

Тема 5.2: Вулканические процессы 50

Тема5.3: Тектонические движения земной коры 52

Тема 5.4: Землетрясения. 53

Тема 5.5 Тектонические нарушения 54

Тема 5.6:Метаморфизм 56

Тема 5.7: Основные закономерности развития земной коры 59

Раздел 6. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА

Раздел 1. ЗЕМЛЯ В МИРОВОМ ПРОСТРАНСТВЕ

Тема 1.1: Строение Вселенной.

План:

1. Понятие-Земля.

2. Строение Вселенной.

Ключевые слова: Солнечная система, Галактика, Млечный путь, Планеты, гипотеза, Галактические облака, силикаты, Орбита.

Земля – одна из 9 планет Солнечной системы, а Солнце представляет собой самую рядовую звезду типа желтого карлика, находящуюся в Галактике Млечного Пути, одной из сотен тысяч галактик в наблюдаемой части Вселенной. Несмотря на то, что непосредственным объектом изучения геологии является планета Земля, необходимы знания и о других планетах, звездах, галактиках, так как все они находятся в определенном взаимодействии, начиная с момента их появления во Вселенной. Наша планета является частицей огромного космического пространства, и будет уместно отметить, каким образом, по современным представлениям, возникла и эволюционировала Вселенная, а вместе с ней и Солнечная система.

Образование Вселенной.

В наблюдаемой форме В возникла 20 млрд лет назад. До этого времени её вещество находилось в условиях бесконечно больших температур и плотностей, которые современная физика не может описать. Такое состояние назвали сингулярным.

Теория расширяющейся Вселенной или Большого Взрыва, впервые была создана в России в 1922г АА, Фридманом.

С какого-то момента, 20 млрд лет назад, вещество, находящееся в сингулярном, подверглось внезапному расширению, которое в самых общих чертах можно сравнить со взрывом, хотя и весьма своеобразным.

Современная теоретическая физика достоверно описывает процессы Большого взрыва, но только после 0.01с с момента его начала.

С момента начала Б. В. вещество Вселенной непрерывно расширяется и все объекты в ней, в том числе галактики и звезды, равно удаляются друг от друга.

Доказательство этого явления связано с хорошо известным из физики эффектом Доплера, заключающимся в том, что спектральные линии поглощения в наблюдаемых спектрах удаляющегося от нас объекта всегда смещаются в красную сторону, а приближающегося – в голубую. Во всех случаях наблюдения спектральных линий поглощения от галактик и далеких звезд смещение происходит в красную сторону, причем чем дальше отстоит объект наблюдения, тем смещение больше.

Все галактики и звезды удаляются от нас, а самые далекие из них движутся с большей скоростью. Это закон Хаббла, 1929г.

v=HR

где: v – скорость удаления, км/;

R – расстояние до космического объекта, св. лет;

H–коэффициент пропорциональности или, постоянная Хаббла–15х10^-6км/(схсв. лет).

Например, скопление галактик в созвездии Девы (расстояние 78млн св. лет) удаляется от нас со скоростью 1200км/с, а галактики в созвездии Гидры (расстояние 3млрд 960млн св. лет) – со скоростью 61 000км/с.

Контрольные вопросы:

1.Что понимается под Вселенной

2.Какие тела выделяются во Вселенной

3.Что представляют собой звезды

 

 

Раздел 2. СВЕДЕНИЯ О ЗЕМЛЕ

Раздел 3. ЗЕМНАЯ КОРА

Б) Пегматитовый процесс

При кристаллизации гранитной магмы, образуется остаточный силикатный расплав, богатый соединениями редких и редкоземельных элементов и летучих веществами - минерализаторами. Это силикатный расплав внедряется во вмещающие породы, заполняет в них трещины и полости и кристаллизуясь, образует жильные крупнокристаллические тела - пегматиты.

Пегматиты богаты различными минералами. Кроме главных породообразующих минералов - микроклина, плагиоклазов, кварца и биотита - часто встречаются турмалины, берилл, сподумен, лепидолит, танталит, колумбит, минералы редких земель и другие.

Пегматитовые жилы могут иметь длину в несколько километров и несколько десятков мощности.

Минералы пегматитов достигают больших размеров. Например, кристаллы сподумена - минерала, содержащего литий достигают иногда 14 м в длину (США). Кристаллы дымчатого кварца могут достигать 4 т. (Бразилия), кристалл берилла, найденный в пегматитах Мадагаскара, имел длину 18 м и весил более 300 т.

Пегматитовый процесс один из основных процессов минералообразования, пегматиты являются источником слюды - мусковита, редких металлов - лития, и керамического сырья.

В) Пневмалитовый процесс. («пневма» - по - гречески - «газ»).

Пневматолиз - это процесс образования минералов из газовой фазы. На некоторых этапах кристаллизации магмы возможно отделение газов. По мере продвижения вверх по трещинам эти газы охлаждаются, реагируют друг с другом и вмещающими породами, в результате чего образуются минералы.

Продукты пневматолиза - пневмалиты - разделяются на вулканические и глубинные.

1. Вулканические пневмалиты образуются в вулканических областях за счёт газов, отделяющихся от магмы вблизи поверхности или на поверхности Земли. Вулканические газы в огромных количествах уходят в атмосферу через жерла вулканов и трещин вокруг кратеров. Главными газами при извержениях являются пары воды, HCl, H2S, SO2, CO 2, CO, H2, O 2 и NH4 Cl, хлористые и сернистые соеденения Na, K, Ca. В газах также обнаруживаются хлористые соединения железа, меди, марганца, свинца, соединения бора, фтора, брома, фосфора, мышьяка, сурьмы и др.

В процессе возгона газов трещинах лавовых покровов и кратерах вулканов происходит образование минералов. Преимущественно это хлориды, сульфаты - минералы, легко растворимые и поэтому не наблюдаемые в большом количестве. Обычно все минералы, образующиеся при вулканической деятельности, имеют вид налётов, мелкокристаллических корочек или землистых агрегатов. Примерами образования минералов могут служить следующие реакции:

2FeCl₃+2H₂O¦Fe₂O3+6HCl 2H₂S+O₂=2H₂+2S

сера

Образуются минералы (сульфидов) - пирит, марказит, пирротин, халькопирит, сфалерит и др.

2. Глубинные пневмалиты образуются в том случае, когда газы отделяются от магматического очага в недрах земной коры. Они просачиваются сквозь их химический и минеральный состав. Степень химических преобразований пород под действием газов зависит от их химической активности, состава пород, тектонического строения и длительности процесса. К глубинным пневмалитам относят некоторые жильные тела (тела выполнения трещин) и грейзеры. Грейзеры - породы, образовавшиеся благодаря переработке магматическими эманациями (газами и водными растворами) гранитов и жильных магматических пород, а также эффузивов и некоторых осадочно - метаморфических пород, богатых кремнезёмом и глинозёмом. (Рациональное использование природных богатств).

Необходимо привести сведения о грейзенах, использование горячих источников.

В минералогическом отношении в грейзенах резко преобладает кварц. Кроме того, они почти всегда содержат мусковит, часто литиевые слюды, топаз, турмалин, рутил. Из рудных минералов касситерит вольфрамит, в меньшей степени молибденит и арсенопирит. Нередко в грейзенах можно встретить берилл, особенно характерна его прозрачная разновидность цвета морской воды - аквамарин, являющаяся драгоценным камнем.

4. Гидротермальный процесс. Гидротермы - горючие водные растворы, отделяющиеся от магмы или образующиеся в результате ожижения газов. Гидротермальные растворы выносят из магматического очага целый ряд соединений металлов. Обычно гидротермы (растворы) под давлением двигаются вверх, к поверхности земли. При своём движении они используют различные тектонические нарушения, трещины, зоны контактов. По мере удаления растворов от магматического очага температура их падает. В результате падения температуры и реакций с вмещающими породами гидротермы свой груз отлагают в виде минералов.

Гидротермы обычно движутся по трещинам, форма большинства гидротермальных минеральных тел - жильная.

Главнейшим жильным минералом является кварц. Гидротермы могут быть высоко (450-300 ^о), средне (300-200 ^о), низкотемпературные (ниже 200 ^о).

Как правило, высокотемпературные гидротермальные минеральные тела располагаются ближе к интрузии, в то время как низкотемпературные являются наиболее удалёнными. Это ведёт в известной степени к зональному расположению продуктов гидротермального процесса по отношению к той интрузии, которой они обязаны своим происхождением.

Так, ближе к гранитной интрузии и в самом интрузиве располагаются гидротермальные жилы с вольфрамитом, касситеритом, молибденитом, далее - жилы с сульфидами меди, свинца и цинка, серебра, затем сурьмы и ртути. Однако подобная зональность не является строго концентрической, проявляется не всегда и характерна лишь для сравнительно небольших (до 10 мм в поперечнике) гранитных штоков. Гидротермы так же, как и газы, просачиваются сквозь боковые породы, химически реагируют с ними, замещают их, привнося новые соединения.

Так возникают контактно - метасоматические тела, имеющие часто трубчатую или неправильную форму и залегающие большей частью среди карбонатных пород.

При гидротермальной переработки вмещающих пород эти горные породы могут быть сильно изменены. Бак, при действии гидротермальных растворов на богатые магнием ультраосновные породы и доломиты образуются асбест, тальк, магнезит, а действие низкотемпературных сернокислых гидротерм не богатые щелочами породы ведёт к образованию алунита.

Гидротермальное происхождение имеют большинство руд цветных, редких и радиоактивных металлов, золото, а также различные неметаллические полезные ископаемые.

Следует отметить, что гидротермальные работы растворы, несущие оруднение, не обязательно должны быть магматическими. Это основывается на следующем, вместе с осадочными породами в глубокие горизонты литосферы попадают огромные количества воды и газов как в свободном виде (подземные, пленочные и др.), так и в связанном (кристаллизационная, калоидная вода). Вся литосфера как бы пропитывается водой и газами.

 

Экзогенные процессы минералообразования происходит в поверхностной зоне земной коры. Где протекает процесс разрушения минералов и горных пород. Продукты разрушения могут переноситься водными и воздушными потоками на значительные расстояния. Некоторые минералы и породы могут при этом переходить в раствор и мигрировать в в растворённом виде, достигая морей и океанов.

В результате физического выветривания происходит механическое разрушение пород и минералов их дезинтеграция. Обломочный материал либо остаётся на месте, либо переносится водными потоками. Новых минералов при этом не образуется, но в результате механического разрушения, переноса и отложения образуются россыпи - важный источник многих ценных минералов.

При химическом выветривании происходит химическое разложение минералов и образуются новые минералы, устойчивые в поверхности условиях. Здесь прежде всего, надо отметить так называемые остаточные образования. При разложении горных пород, содержащие различные силикаты и алюмосиликаты, происходит вынос растворимых продуктов (соли калия, натрия, кальция, магния), а труднорастворимые продукты - глинозём и кремнезём - остаются на месте разрушения или испытывают незначительное перемещение.

Образование коалита происходит по следующей схеме:

 

K[Al Si₃O₃]+CO₂+H₂O¦Al₄[Si₄O₁₀](OH)₂+K₂CO₃+SiO₂.

Бокситами называют остаточные образования коры выветривания, обогащённые гидроокислами алюминия. Процессы образования каолинита и бокситов носят название соответственно каолинизация и бокситизация. Во вскрытых эрозией рудных жилах первичные (гидротермальные и др.) рудные минералы, в особенности сульфиды, легко разрушаются и переходят во вторичны, окисленные минералы - сульфаты, окислы, карбонаты и другие соединения.

В самой верхней части окисления, богатой кислородом, сульфиды окисляются в сульфаты, например,

CuFeS₂+4O₂=FeSО₄+CuSО₄

Осадочный процесс. Химическое осаждение минералов может происходить как из истинных, так из калоидных растворов. В озёрах и морях возникали такие условия, когда растворённые вещества не могли больше находиться в растворе и выпадали в осадок. Таково происхождение различных солей: гипса, галита, карнелита и др. (химические осадки). Здесь накопление солей происходит в условиях сухого климата при испарении морских (реже континентальных) вод.

Образцы: Гипса, ангидрита, галита.

Метаморфический процесс минералобразования будет происходить в более глубоких зонах литосферы, где существуют иные термодинамические условия, чем на поверхности. При высоких температурах и давлении происходит обезвоживание, перекритасталлизации и метасоматических явлениях. Образуются минералы как волластонит, гроссуляр.

В контактовой зоне (контактовый метаморфизм) образуются своеобразные породы - скарны. Характерными минералами скарнов являются пироксенными минералами скарнов являются пироксены (диопсид, геденбергит), гранаты (гроссуляр, андрадит) и др.

В связи с тем, что в этой теме много информации (новые термины), поэтому в конце занятия нужно повторить все термины и провести контроль усвоения материала.

 

Примеры изменения пород по поясам и зонам земной коры.

Пояс	Зона	Породы
Осадочных пород	Выветривания	Песок	Глина	Известняк
Цементация	Песчаник	Аргиллит	Полукристаллический известняк
Региональный метаморфизм	Верхняя	Кварцитовидный известняк	Филлит	Мелкозернистый мрамор
Средняя	Кварцит	Слюдистый сланец	Среднезернистый мрамор
Нижняя	Перекристаллизованный кварцит	Гнейс	Крупнозернистый мрамор

 

Контрольные вопросы:

1. В чём отличие горных пород от минералов?

2. Литосфера Земли, состав литосферы (из чего состоит)?

3. Классификация магматических пород создана для какой цели?

4. Как образуются порфириты, порфировые породы?

5. Чем отличается излившиеся породы от глубинных?

6. Дунит, диабаз, базальт.

7. Морские отложения отличаются ли от обломочных?

8. Почему определяется возраст горных пород?

9. Чем отличаются метаморфические породы от осадочных?

1. Вопрос: По какому методу определяется возраст речных отложений (суглинок)?

 

Тема 3.3: Возраст земной коры и методы его определения

План

1. Определение возраста горных пород.

2.Геохронологическая шкала.

Геологическая работа ветра.

Под геологической работой ветра понимается изменение поверхности Земли под влиянием движущихся воздушных струй. Ветер может разрушать горные породы, переносить и аккумулировать продукты разрушения. Чем больше скорость ветра, тем значительнее производится ветром работа.

Деятельность ветра проявляется во всех климатических зонах, но особенно ярко выражена в областях сухого климата, где имеет место сочетание следующих факторов:

- резкие суточные колебания температуры

- незначительное количество осадков

- отсутствие растительности или ее разряженность

- частые ветры большой силы

- наличие рыхлого материала способного переноситься

таким условиям отвечает около 1/5 площади суши – области пустынь и полупустынь, морские побережья, горные сооружения.

Все процессы, сопровождающиеся деятельностью ветра носят название эоловых процессов, а отложения и формы рельефа – эоловыми.

Разрушительная работа ветра состоит из дефляции (выдувание и развевание) и корразии (обтачивание горных пород и их обломков при помощи переносимых ветром песчинок).

Под дефляцией понимается процесс выдувания и разевания ветром мелких частиц горных пород. В пустынях или в верхних частях горных вершин струи воздуха проникают во все трещины и углубления и выдувают из них рыхлые продукты физического выветривания. Поэтому трещины здесь всегда открытые, зияющие без обломочного материала, что способствует дальнейшему развитию процесса физического разрушения. Совместное действие этих двух процессов приводит к значительному расширению трещин и образованию одиноких скал причудливой формы, так называемых останцов, напоминающих башни, замки, обелиски и т.д.

Поверхность пустынь в результате дефляции постепенно очищается от мелкообломочного материала, остаются лишь крупные обломки. Таким образом формируются каменистые пустыни – гаммады.

С процессом дефляции связано образование котловин выдувания, например, котловина Карын-Жарык в Западном Казахстане имеет длину 145 км, ширину – 15 – 85 км и глубину до 412 м. удлиненные небольшие замкнутые котловины выдувания в Средней Азии называют ваади.

Интенсивная дефляция проявляется в засушливых степных районах на западе США, Казахстане, Нижнем Поволжье, на юге Украины в форме плоскостной дефляции. В этих районах сильные ветры (суховеи) выдувают распаханные почвы и при этом образуются настоящие черные бури.

Корразия (обтачиваю) – механическая обработка обнаженных горных пород ветром при помощи переносимых им твердых частиц, что приводит к обтачиванию, царапанью, шлифованию, высверливанию углублений.

Таким образом, на поверхности коренных пород образуются ниши и желоба, борозды, штрихи, цилиндрические и конические углубления (эоловые гроты, пещеры, котлы). Так как наибольшая концентрация песчаных частиц, переносимых ветром, наблюдается в нижних приземных частях на высоте 1.0 – 2.0 м, именно на этой высоте скалы подтачиваются быстрее и возникают своеобразные формы (рис. 9). Академик В.А. Обручев в 1906 году в Джунгарии открыл целый «Эоловый город» причудливых сооружений и фигур, созданных в мезозойских песчаниках и глинах благодаря процессам дефляции, корразии и физического выветривания.

Перенос материала ветром. Способность ветра к транспортировке частиц зависит от его скорости. Слабый ветер способен переносить пыль во взвешенном состоянии, а легкий бриз перекатывать тонкий песок. Сильный бриз способен перемещать зерна до 1 мм и более, а штормовые ветры и ураганы поднимают взвешенный песок на высоту в сотни метров и перекатывают гальку размером до 5 –7 см. при сальтации переносимые ветром частицы перемещаются по поверхности Земли подпрыгивая под крутым углом на высоту от нескольких сантиметров до нескольких метров (рис. 10).

Дальность переноса материала ветром варьирует в широких пределах. Пыль пустынь Африки уноситься сильными пассатными ветрами в Атлантику на расстояние 2 500 – 3 500 км.

Обломки диаметром 0.5 – 2 мм (песок) могут быть унесены за сотни километров от мест первичного залегания. Например, очень тонкий песок, принесенный из Сахары, обнаружен у Карибских островов в глубоководных морских отложениях.

Очень значителен объем переносимого материала. Объем пыли, поднятой средней бурей, достигает 25 км3, что составляет массу в 50 млрд. т.

Эоловая аккумуляция. В зависимости от рельефа местности, характера покрывающей ее растительности и режима ветров происходит аккумуляция (отложение и накопление) переносимых ветром частиц. Образуются песчано-глинистые породы – эоловые отложения: пески и лессы.

Для эоловых песков характерны следующие особенности:

Хорошая окатанность и сортировка по размеру частиц (0.1 – 0.25, реже 0.5 мм);

В составе песков преобладают кварц и другие устойчивые минералы;

Цвет песков желто-коричневый за счет пленки пустынного загара на поверхности частиц;

Для эоловых песков, кроме того, характерна неправильная, косая слоистость, обусловленная неоднократными изменениями ветрового режима.

Лёссы - светло- желтая, серовато-желтая неслоистая рыхлая порода, сложенная частицами пыли размером 0.05 – 0.01 мм (>50%).

Для эоловых лёссов характерны особенности:

высокая пористость;

повышенное содержание карбонатов за счет известковых стяжений;

вертикальная отдельность в обрывах;

покровный характер отложений;

значительные проседания при увлажнении;

мощность отложений до 100 – 150 м (Китай, Средняя Азия), (в Северной Осетии до 40 – 45м).

По характеру господствующих эоловых процессов и материала в районах аридного климата формируются или каменистые пустыни (в случае преобладания дефляции), или песчаные и лёссовые (в случае преобладания аккумуляции).

Пустыни на нашей планете занимают огромные площади. Так, в Азии они составляют 2156 тыс. км2, т.е. 5.4% площади континента, в Африке 6550,5 тыс. км2 (21.6%), в Туркмении площадь пустынь составляет 90% территории.

 

План

1.Плоскосной смыв и линейный размыв

2.Эрозия и ее виды

3.Овраги,сели

4.Источники питания рек

5.Элементы речных долин

6.Перенос и отлажения осадков

Ключевые слова: живая сила воды,сток воды,базис эрозии,реки,потоки,терраса

Реки.Речные бассейны

Деятельность постоянных водотоков во многом определяется их режимом (количество и уровень воды; скорость течения), который в течение года меняется и зависит от способа питания рек.В процессе своей деятельности постоянные водотоки вырабатывают эрозионно-аккумулятивные формы рельефа, которые получили название – речные долины.

В поперечном сечении речные долины могут иметь различную форму в виде глубоких каньонов, V – образную форму или плоскодонную (ящикообразную). Форма и размеры долин постепенно меняются в процессе развития речной долины (рис. 17).

Перенос и отложения водотоков

Реки переносят обломочный материал различной размерности – от крупных валунов до мелких илистых частиц. Чем больше скорость течения воды, тем более крупные обломки переносит вода.

Весь материал, который переносятся реками, а затем откладывается, называется аллювием. Материал, из которого формируется аллювий, может переносится тремя способами: а) влекомые наносы – тащится и перекатывается по дну русла;

б) – во взвешенном состоянии;

в) – в растворенном виде.

Влекомые по дну обломки и взвешенные частицы называют твердым стоком реки. Обломочный материал, перемещаемый рекой по дну, усиливает глубинную эрозию, а сам постепенно измельчается, истирается и окатывается – образуются валуны, галька, гравий, песок. Размер и масса обломков перекатываемых по дну, пропорциональна шестой степени скорости течения. При скорости течения 0.3 м/сек переносится по дну мелкий песок, а при скорости 2.0 м/сек – крупная галька (до 10 см).

Значительное количество минерального вещества (до 40%) переносится в растворенном состоянии. По данным М.Н. Страхова, в растворенном состоянии переносятся легкорастворимые соли (NaCl, KCl, MgSO4, CaSO4), карбонаты (CaCO3, MgCO3, NaCO3) и кремнезем. Причем, на долю карбонатов приходится до 60% ионного стока, а сульфатные и хлоридные соли играют заметную роль только в водах рек засушливых областей. В небольшом количестве в растворенном состоянии содержатся соединения Fe и Mn, которые образуют истинные и коллоидные растворы.

Как уже отмечалось, отложения, накапливающиеся в речных долинах, называются аллювием (лат. «аллювио» - нанос, намыв). Они состоят из обломочного материала различной зернистости, степени окатанности и сортировки. Различают три разновидности аллювия: русловой, пойменный и старичный.

Русловой аллювий, как правило, самый грубый (крупнозернистый песок, гравий, галечник). Размер его обломков зависит от скорости течения воды в русле. Он обладает косой слоистостью с наклоном слоев в направлении течения реки.

Пойменный аллювий – это значительно более мелкозернистый, чем русловой. Так, например, русловой аллювий представлен галечниками, а пойменный – песками. Почему пойменный аллювий мельче? Во время паводка вода выходит из берегов, разливается по пойме и скорость ее течения резко падает. На пойму она выносит более мелкий материал, чем несет в русле, где скорость течения больше. Пойменный аллювий обладает горизонтальной, слабоволнистой и линзовидной слоистостью.

Старичный аллювий представлен чаще всего тонкообломочными глинистыми частицами и богат органическими остатками, которые образуются при зарастании стариц растительностью.

Мощность аллювиальных отложений в долинах рек определяется уровнем (высотой) подъема паводковых вод и в этом случае она называется нормальной мощностью. В равнинных реках она колеблется от 10 – 15 до 30 м. нормальный аллювий всегда имеет двухслойное строение: внизу слой руслового более грубого косослоистого аллювия, а выше он перекрыт слоем пойменного более мелкозернистого аллювия.

 

Речные террасы

Терраса - это площадка в строении речной долины открытая или погребенная и обязанная своим происхождением эрозионной или аккумулятивной деятельности водотока в предыдущий цикл развития.

Каждое омоложение реки вызывает новый цикл эрозии — появление донной эрозии, углубление дна, спрямление русла. При таком углублении русла аллювиальные отложения, слагающие пойму реки, оказываются выше новых пойменных осадков при новом базисе эрозии. Неразмытые остатки древних пойм обычно образуют ступенчатые уступы, нависающие над новой поймой, и называются надпойменными террасами. Число террас соответствует количеству этапов омоложения (циклов эрозии), которые пережила река за время своего существования.

Углубление реки при ее омоложении приводит к тому, что древние террасы располагаются выше молодых, подвергаются воздействиям выветривания и площадного смыва. Поэтому молодые террасы обычно лучше выделяются в рельефе.

Надпойменные террасы нумеруются снизу вверх — от молодых к древним: над уровнем поймы обычно выделяют первую, вторую, третью и т. д.

В строении надпойменных террас выделяют ряд геоморфологических элементов — уступ, бровку, террасовидную площадку и тыловой шов (рис. 20, а). Террасы отличаются друг от друга, в частности, по соотношению аллювиальных и коренных отложений. Так, различают террасы следующих видов (рис. 20, б): аккумулятивные (террасы накопления), эрозионные (террасы размыва), цокольные (смешанные).

К аккумулятивным террасам относят такие, у которых мощность аллювия больше относительной высоты их над уровнем реки; весь террасовидный уступ таких террас сложен аллювиальными накоплениями.

Эрозионные террасы почти целиком сложены коренными породами; на террасовидной площадке таких террас аллювий отсутствует или располагается в виде очень тонкого покрова. Эти террасы образуются при резком преобладании процессов эрозии над процессами аккумуляции в истории развития реки. Цокольными террасами считаются такие, у которых мощность аллювия значительна, но не превышает их высоты; в уступах этих террас ниже толщи аллювия обнажаются коренные породы, слагающие основание (цоколь) террасы и вышележащую часть склона долины.

Контрольные вопросы

1.Что такое живая сила воды?

2.Охарактеризуйте понятие – линейный сток и базис эрозии.

3.Какие виды эрозии водотоков различаются?

4.В чем выражается деятельность временных водотоков?

5.Дайте характеристику аллювия. Чем пойменный аллювий отличается от руслового?

6.Перечислите основные стадии развития речной долины и дайте их краткую характеристику.

7.Речные террасы. Как они образуются.

 

Образование и типы ледников

Геологическая деятельность снега и ледников, как и других экзогенных факторов, включает эрозию, транспортировку обломков и их отложение. Изучением строения, развития и деятельности ледников занимается гляциология.

Ледники состоят из так называемого глетчерного льда. В отличие от других разновидностей льда (почвенный, речной, морской), возникающих при замерзании воды, глетчерный лед образуется из снега.

Для возникновения ледника необходимы низкая среднегодовая температура, большое количество осадков, выпадающих в виде снега, а также наличие пологих склонов и впадин, защищенных от солнца и ветра.

С уменьшением значения географической широты, при приближении к экватору, снеговая линия поднимается, на полюсах она приближается к уровню моря (рис. 29). Это и определяет неравномерность накопления снега и масштабов образования глетчерного льда — основная его часть (99,5%) сосредоточена в полярных областях и только 0,5 % связано с высокогорными ледниками.

Область, где происходит накопление снега и превращения его в лед, получило название – хионосферы.

Накапливаясь в понижениях рельефа или на вершинах гор, снег за лето не успевает растаять, масса его растет из года в год, он уплотняется и под влиянием суточных колебаний температуры превращается в зернистую массу. Такой уплотненный зернистый снег называется фирном, а область его накопления — фирновым полем. Фирн вновь покрывается снегом, под тяжестью которого продолжает уплотняться, пока со временем не превратится в глетчерный лед. Если 1 м3 свежего снега имеет массу 85 кг, то масса 1 м3 фирна достигает 600 кг, а 1 м3 глетчерного льда— 909 кг. т

У ледников выделяют область питания, где происходит накопление снега и превращение его в фирн, а затем в глетчерный лед, и область стока, по которой движется, стекает глетчерный лед. В зависимости от соотношения областей питания и стока, от размеров и формы ледники подразделяются на три типа: горные (или альпийского типа), покровные (или ма­терикового типа) и промежуточные.

Горными, или альпийскими, называют сравнительно маломощные ледники высокогорных районов, приуроченные к различного рода депрессиям в рельефе: впадинам, долинам рек, ущельям и т.п. Ледники такого типа развиты в Альпах, Гималаях, на Тянь-Шане, Памире, Кавказе. Область питания горных ледников выражена отчетливо, имеет форму цирка и находится выше снеговой линии, как правило, эта область окружена амфитеатром высоких гребней и пиков. Лед стекает по горным долинам с крутыми склонами, образуя один или несколько ледяных потоков — языков.

Среди горных ледников различают несколько разновидностей:

- долинные — наиболее крупные, характерные для ледников этого типа;

- каровые — образующиеся в углублениях гор почти на уровне снеговой линии и практически не имеющие стока;

- висячие — ложе ледника которых нарушается крутым уступом, и ледяной поток, нависающий над ним, периодически с