Геологическая деятельность поверхностных вод

Поверхностные текучие воды объединяют потоки временные и постоянные. Объединяющей их чертой является наличие руслового стока, при котором движущаяся вода скапливается в ограниченном пространстве русла. Производимая водой разрушительная работа получила название эрозия. Эрозионная работа осуществляется тремя способами: гидравлическим выпахиванием (размывом рыхлых пород ударом водных струй), абразией (разрушением пород ударами переносимых обломков, это главный фактор водной эрозии), растворением горных пород.В начале развития руслового потока преобладает донная (глубинная) эрозия, когда при значительных уклонах поверхности под действием сил гравитации поток стремится разрушить породы дна русла. Процесс донной эрозии идет до достижения руслом на большей части его длины высоты базиса эрозии. Под базисом эрозии понимают абсолютную высоту поверхности бассейна, в который впадает водоток. Другими словами, водный поток стремится к выработке продольного профиля равновесия – кривой, приближающейся к горизонтали на большей части своего протяжения от устья вверх по течению, и приближающейся к вертикали в самом верховье. Условно говоря, при выработке профиля равновесия водные потоки уже не в силах преодолеть сопротивление горных пород размыву, а эрозия в верхнем течении компенсируется аккумуляцией в низовьях.

Совокупность процессов работы водных потоков, накапливаемые при этом отложения и образующиеся формы рельефа называются флювиальными.

Временные водные потоки подразделяются на равнинные и горные. Возникают они на склонах при таянии снега и выпадении атмосферных осадков.

Работа временных водных потоков на равнинах включает деятельность плоскостных и русловых потоков. Их активность в огромной мере зависит от степени развития растительности, в особенности травянистой – чем плотнее дернина, тем меньшее воздействие временных водотоков на горные породы. Таким образом, в наибольшей степени подвержены водной эрозии лишенные естественной растительности склоны.

Плоскостной (склоновый) сток представлен тонкой, сравнительно однородной пленкой воды, медленно стекающей по гладкой поверхности пологого склона. В этих условиях энергия (живая сила) потока мала, поэтому смываются и сносятся вниз только сравнительно мелкие и легкие рыхлые частицы. Перенесенный материал отлагается у подножья и в нижней части склона, образуя шлейф, наибольшая мощность которого наблюдается в основании склона. Данный процесс называется делювиальным, а накопленные в результате его осадки – делювием. Под действием плоскостного смыва крутизна склона уменьшается, поверхность его становится ровной или даже вогнутой.

Русловой сток временных водотоков возникает на склонах, поверхность которых осложнена разного рода выемками и ложбинками. Скапливающаяся в них вода, благодаря значительной массе, может совершать большую эрозионную и транспортирующую работу, причем не по плоскости, а линейно. Таким образом, деятельность временных русловых потоков на равнинах ведет к образованию оврагов. Выносимый из оврага материал скапливается в устьевой части, образуя конус выноса, сложенный косо- и диагонально-слоистым овражно-балочным аллювием (или пролювием), состав которого совпадает с составом пород размываемого склона

Работа временных водных потоков в горах отличается огромной эрозионной и транспортирующей силой, поскольку здесь слишком велики площади водосборных бассейнов по сравнению с площадью поперечного сечения крутосклонных каналов стока. Крупные массы воды и большие уклоны поверхности способствуют смыву и переносу гигантских объемов рыхлых пород. Такие перенасыщенные обломками временные горные потоки называются в Азии селями, а в Европе мурами. По составу они бывают водо-грязевыми, водо-каменными и грязекаменными. С выходом на предгорную равнину поток разливается в виде веера и формирует конус выноса, сложенный пролювиальными отложениями, петрографический состав которых определяется породами горного склона. В вершинной части конуса выноса залегают наиболее крупные обломки, тогда как в периферийной – самые мелкие (вплоть до алеврита).

ЭНДОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ

геологические процессы, связанные с энергией, возникающей в недрах твердой Земли.

К эндогенным процессам относятся тектонические процессы, магматизм, метаморфизм, сейсмическая активность.

ТЕКТОНИКА [от греческого tektonike - строительное (искусство)] (геотектоника), наука о строении, движении, деформации земной коры; раздел геологии.

Выделяют тектонику историческую, общую и региональную.

Оформилась как самостоятельная наука в 20 в.

Дизъюнктивные дислокации

(от лат. disjunctivus — разделительный) — это разрывы сплошности горных геологических тел.

«Дизъюнктивная (разрывная) деформация» — это общий термин для трещин, разрывов и разломов.

Землетрясе́ние

— быстрые смещения, колебания земной поверхности в результате подземных толчков.

Небольшие землетрясения могут быть вызваны сильными взрывами, обрушениями сводов пустот подземных полостей — горных выработок, естественных пустот (карстовых пещер).

Небольшие толчки может вызывать также подъём лавы при вулканических извержениях.

Сейсмические волны,

порождаемые землетрясениями, распространяются во все стороны от очага подобно звуковым волнам.

Точка, в которой начинается подвижка пород называется фокусом, очагом или гипоцентром, а точка на земной поверхности над очагом — эпицентром землетрясения.

Ударные волны распространяются во все стороны от очага, по мере удаления от него их интенсивность уменьшается.

Скорости сейсмических волн могут достигать 8 км/с.

Движения земной коры

По направлению движения - вертикальные и горизонтальные.

По интенсивности воздействия - колебательные и деформационные.

По глубине и масштабу (или области их проявления): поверхностные, связанные с процессами в осадочном чехле; коровые, охватывающие земную кору, глубинные, обусловленные процессами в верхней мантии.

По времени проявления - современные, неотектонические (неоген - четвертичный периоды), тектонические движения прошлых геологических эпох.

Экзогенные процессы

развиваются в результате взаимодействия земной коры с атмосферой, гидросферой и биосферой.

К экзогенным агентам, вызывающим какие-либо явления в природе относятся:

ветер, реки, ледники, подземные воды, моря, океаны, озера, болота.

Геологическая работа экзогенных агентов

Разрушение

Транспортировка

Аккумуляция

Рельеф земной поверхности

сглаживается под воздействием экзогенных процессов: возвышенности разрушаются, а продукты их разрушения под действием силы тяжести смещаются в пониженные части рельефа.

Денудация - разрушение горных пород при экзогенных процессах и перенос продуктов разрушения в пониженные участки рельефа, где происходит их аккумуляция - накопление осадков или осадочных пород на поверхности Земли.

Выветривание

совокупность физических, химических и биохимических процессов преобразования горных пород и слагающих их минералов, в приповерхностной части земной коры.

Происходит за счет действия различных факторов:

влияния колебаний температуры,

воздействия атмосферы,

воды и живых организмов на горные породы и т.д.

Геологическая работа ветра

Ветер возникает в тропосфере.

Тропосфера - нижний слой атмосферы (до 10 км толщиной в высоких широтах, до 18 км у экватора), составляет 4/5 всей массы атмосферы, содержит почти весь водяной пар, образуются облака, температура понижается с высотой.

Основными причинами движения воздуха являются солнечная энергия, вращение Земли, распределение суши и моря, характер рельефа, трение воздуха о поверхность Земли.

В тропосфере зарождаются ветры, ураганы, тайфуны, смерчи.

Ветер производит разрушительную работу – дефляцию и корразию.

Результатом разрушительной работы являются: эоловые грибы, эоловые ниши, котлы выдувания, эоловые пещеры.

Элементы залегания слоев

При изучении наклонно залегающих слоев осадочных пород необходимо четко уяснить элементы их залегания и методы их определения

При наклонном залегании измеряются направление и угол наклона слоев.

Их положение в пространстве характеризуется элементами залегания, в которые входят понятия:линии простирания, линии падения угла падения.

Линией простирания

называется линия пересечения поверхности слоя с горизонтальной плоскостью или, другими словами, любая горизонтальная линия на поверхности слоя является линией простирания данного слоя.

На поверхности слоя можно провести бесчисленное количество линий простирания.

В общем случае простирание слоя будет плавно изменять свое направление, но в пределах одного обнажения или же ограниченных по размерам участках поверхности слоя линию простирания можно принять за прямую

Линией падения

называется вектор, перпендикулярный к линии простирания, лежащий на поверхности слоя и направленный в сторону его наклона.

Линия падения обладает наибольшим углом наклона к горизонту по сравнению с любой другой линией, которую можно провести на поверхности слоя.

Углом падения

называется угол, заключенный между линией падения и проекцией ее на горизонтальную плоскость.

Азимут линии простирания

Азимутом заданного направления называется правый векториальный угол, заключенный между северным направлением истинного меридиана и заданным направлением.

Азимутом линии простирания называется правый векториальный угол между одним из направлений линии простирания и северным направлением истинного меридиана.

Линия простирания, как и любая другая линия, имеет два противоположных направления, поэтому у линии простирания может быть замерено два азимута, различающихся между собой на 180°.

Азимутом падения называется правый векториальный угол между проекцией линии падения на горизонтальную плоскость и северным направлением истинного меридиана.

Так как линия падения расположена в наклонной плоскости, при измерении азимута падения необходимо найти ее проекцию на горизонтальную плоскость.

Падение имеет одно определенное направление, и для него может быть замерен только один азимут, отличающийся на 90° от азимута линии простирания.

Значение угла падения не может быть больше 90°.

Моноклинальная структура

Залегание слоев называется наклонным или моноклинальным, когда они на обширных пространствах наклонены в одном направлении примерно под одним и тем же углом

Элементы залегания слоев

При изучении наклонно залегающих слоев осадочных пород необходимо четко уяснить элементы их залегания и методы их определения

При наклонном залегании измеряются направление и угол наклона слоев.

Их положение в пространстве характеризуется элементами залегания, в которые входят понятия:линии простирания, линии падения,угла падения.

Типы кальдер

Кальдеры – настоящие диковинки нашей планеты. От привычных нам кратеров они отличаются гораздо большими размерами и могут иметь длину 10–20 и более километров. Все кальдеры вулканического происхождения формируются двумя способами:

• в результате взрывных извержений вулканов;

• путем обрушения поверхности горы в полость, освобожденную от магмы.

Существуют кальдеры невулканического происхождения, которые образуются в результате глубинного движения магмы. Ярким примером такой котловины выступает Козельская Сопка, расположенная на юго-востоке полуострова Камчатка.

Кальдеры обрушения

Кальдеры обрушения появляются в тех случаях, когда во время извержения полностью опорожняется большой магматический очаг. Вулкан, расположенный над резервуаром и формирующий его крышку, разрушается и падает в появившуюся полость. В результате образуется огромный кратер, внутри которого могут вырасти новые вулканические конусы.

Одна из самых известных кальдер обрушения на Земле – Крейтер в штате Орегон, образованная 7700 лет назад в результате извержения вулкана Мазама. Тогда вся магма излилась из кратера, а сам вулкан рухнул в образованные пустоты. За много столетий кальдера шириной около 8 км заполнилась дождевой водой и талым снегом — так появилось озеро Крейтер. При глубине 589 м оно стало самым глубоким в Соединенных Штатах и седьмым по глубине в ми

Взрывные кальдеры

Принцип формирования взрывных кальдер заключается в следующем: очень большой магматический очаг, заполненный кремнеземом и раскаленными газами, начинает двигаться вверх из глубины. По мере поднятия к поверхности в резервуаре снижается давление, газы расширяются и происходит прорыв земной коры, сопровождающийся гигантским взрывом. Из образовавшейся полости вырываются кубические километры магмы и скальных обломков, на месте которых и появляется кальдера.

Йеллоустоунская кальдера

Йеллоустонский национальный парк известен всему миру своими гейзерами и горячими источниками. Эти тепловые явления – признак нахождения под землей активной магматической системы, которая отвечает за несколько апокалиптических извержений в истории Земли. Два огромных магматических резервуара, расположенных один под другим на территории парка, лежат под гигантской Йеллоустоунской кальдерой шириной около 70 км.

Ее образование проходило в несколько этапов на протяжении миллионов лет, но окончательно она сформировалась после извержения 640 000 лет назад. Возникновение кальдеры связано с движением Северо-Американской тектонической плиты в западную сторону над стационарной горячей точкой. Когда плита перемещается, в этой точке происходят извержения. Именно они сформировали и саму кальдеру, и цепь риолитовых впадин (цирков) на пути горячей точки Йеллоустоуна.

24. Метаморфизм и формы залегания метаморфических тел.
Метаморфизм - понимают преобразование осадочных и магматических пород под действием следующих факторов: давления, всесторонего (литостатического) или односторонего (стрессового); температуры; флюидов. Метаморфизм: низких давлений; средних давлений; высоких давлений. НД: Контактовый метаморфизм— преобразование пород на контакте интрузивного тела и вмещающих пород.

Главными факторами метаморфизма в этом случае являются: температура, гидротермальные растворы.

Примером подобных метаморфических пород являются роговики по глинистым породам, скарны — по известнякам, кварциты — по песчаникам.

СР: Региональный метаморфизм - преобразованию подвергаются породы на больших территориях.

Выделяют фации: зеленосланцевую — низко-Т; эпидот-амфиболитовую и амфиболитовую — средне-Т;

гранулитовую — высоко-Т.

ВД: Этот тип делится на:

низко-Т происходит в зонах надвигов и тектонических покровов, где перемещение блоков сопровождалось возникновением высоких давлений.

высоко-Т происходит на больших глубинах с образованием эклогитов.

Особенности ммх пород:

1. В метаморфических уничтожаются признаки исходных пород (протолитов).
2. Изменяется минеральный состав,
3. Преобразуется структура породы,
4. Трансформируется текстура,
5. У осадочных пород исчезает слоистость.
6. Имеют большую мощность, измеряемую сотнями м и даже несколькими км.
7. Приобретают особые элементы строения, характерные только для метаморфических пород: полосчатость, гнейсовидность, сланцеватость, будинаж и др.