Геология-строении земной коры и размещённых в ней полезных ископаемых

№45№57№69№72

№1

Геоло́гия-строении земной коры и размещённых в ней полезных ископаемых. Но геологияне ограничивается изучением Земли. задачей является определение последовательности геологических событий. Инженерная геология — раздел геологии, изучающий взаимодействия геологической среды и инженерных сооружений

№2

Земля́ — третья от Солнца планета Солнечной системы. Форма Земли (геоид) близка к сплюснутому эллипсоиду.Средний диаметр планеты примерно равен 12 742 км.

Земля имеет слоистое внутреннее строение. Она состоит из твёрдых силикатных оболочек (коры, крайне вязкой мантии), и металлического ядра. Внешняя часть ядра жидкая (значительно менее вязкая, чем мантия), а внутренняя — твёрдая.

Земная кора — это верхняя часть твёрдой земли. От мантии отделена границей с резким повышением скоростей сейсмических волн — границей Мохоровичича. Бывает два типа коры — континентальная и океаническая. Толщина коры колеблется от 6 км под океаном, до 30—50 км на континентах^[37]. В строении континентальной коры выделяют три геологических слоя: осадочный чехол, гранитный и базальтовый. Океаническая кора сложена преимущественно породами основного состава, плюс осадочный чехол. Земная кора разделена на различные по величине литосферные плиты, двигающиеся относительно друг друга. Кинематику этих движений описывает тектоника плит

Гидросфера

Гидросфера — совокупность всех водных запасов Земли. Большая часть воды сосредоточена в океане, значительно меньше — в континентальной речной сети и подземных водах. Также большие запасы воды имеются в атмосфере, в виде облаков и водяного пара.

Часть воды находится в твёрдом состоянии в виде ледников, снежного покрова, и в вечной мерзлоте, слагая криосферу.

Атмосфера

Атмосфера — газовая оболочка, окружающая планету Земля. Совокупность разделов физики и химии, изучающих атмосферу, принято называть физикой атмосферы. Атмосфера определяет погоду на поверхности Земли, изучением погоды занимается метеорология, а длительными вариациями климата — климатология.

Биосфера

Биосфера — это совокупность частей земных оболочек (лито-, гидро- и атмосфера), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности.

 

№3

.Земля имеет форму геоида, т.е. шара, несколько сплюснутого в полюсах (Экваториальный радиус почти на 21,4 км больше, чем расстояние от центра Земли до полюсов). Поверхность геоида совпадает с уровенной поверхностью Мирового океана мысленно продолженной под материками и островами. Экваториальный радиус почти на 21,4 км больше, чем расстояние от центра Земли до полюсов. На поверхности Земли имеются крупные неровности рельефа – глубочайшие океанические впадины (Марианский желоб в Тихом океане 11022м) и высочайшие горные хребты. (Гималаи с горой Джомолунгма высотой 8848м). Экваториальный радиус – 6378 км, полярный радиус - 6356 км, площадь поверхности – 510 млн. км², масса – 5,975*10²⁷ т, средняя плотность 5,52 г/см³.

По геофизическим данным установлено, что Земля состоит из неоднородных по составу и различных по мощности сфер: 1) наружной или земной коры (от 5 до 75 км); 2) промежуточной или мантии Земли (до 2900км); земного ядра подразделяемого на внутреннее и внешнее (радиус около 3470 км). В коре по геофизическим данным выделяют три основных слоя: 1) осадочный, состоящий главным образом из разновозрастных осадочных пород; 2) гранитный; 3) базальтовый. Первые два слоя имеют прерывистое залегание, а третий – сплошное. Граница между осадочным и гранитным слоем прослеживается четко, а между гранитным и базальтовым – слабо. Полагают, что только самая верхняя часть гранитного слоя представлена гранитами, а в основном здесь залегают сильнометаморфизованные горные породы – гнейсы и амфиболиты. Земная кора залегает на мантийном субстрате. На глубинах порядка 80 -200 км местами вещество мантии находится в состоянии, близком к расплавленному. Эту часть верхней мантии – области подвижного состояния вещества называют астеносферой. Земную кору и астеносферу объединяют в тектоносферу, в которой в основном происходят тектонические, магматические и метаморфические процессы. Сплошного расплавленного ядра внутри Земли нет. Предполагается, что на некоторой, в различных районах неодинаковой глубине имеется слой максимальных температур, где происходит частичное плавление вещества. Давление от поверхности Земли к центру непрерывно возрастает до 350*10⁹ Па. Вещество внешнего земного ядра не пропускает поперечные волны, что свидетельствует о том, что состояние его близко к жидкому. Внутреннее ядро находится в твердом состоянии. Земля состоит в основном из железа (32,1 %), кислорода (30,1 %), кремния (15,1 %), магния (13,9 %), серы (2,9 %), никеля (1,8 %), кальция (1,5 %) и алюминия (1,4 %); на остальные элементы приходится 1,2 %.

Наружная оболочка земли – земная кора. Выделяют кору двух типов: континентальную (материковую) и океаническую. Кора первого типа состоит из осадочного, гранитного и базального слоёв. Средняя мощность континентальной коры 35-45 км, максимальная до 75 км. (под горными сооружениями). Океаническая кора отличается отсутствием гранитного слоя и значительно меньшей мощностью – 5-10 км. Она состоит только из одного базальтового слоя, прикрытого тонким слоем (менее 1 км) донных осадков. Химические элементы в коре встречаются в виде соединений и в свободном виде, образуя минералы. Скопления минералов составляют разнообразные геологические тела – горные породы. Термический земной режим коры обусловлен рядом фактором , и главнейшие из них – солнечная радиация и тепловая энргия, выделяющаяся при радиоактивном распаде. Кроме того, тепло выделяется при химических реакциях , кристаллизации минералов и тектонических процессах. Солнечное тепло проникает в земную кору примерно до глубины 25 м. Его роль для плодородия почв и жизни животных огромна. В пределах верхних 20 м температура испытывает суточные и сезонные колебания. Слой горных пород, до которого проникают годовые колебания температуры, называется поясом постоянно температуры. Геотермический градиент – это величина, на которую повышается температура горных пород с увеличением глубины на каждые 100 м. В среднем для земной окры этот градиент равен 3 ^оС. Геотермическая ступень – интервал глубины земной коры в метрах, на котором температура повышается на 1 ^оС

 

№ 4

Кристаллохимическая классификация минералов. Класс, подклассы, примеры.Наиболее объективной классификацией минералов является кристаллохимическая, учитывающая химический состав и строение. Первый класс –самородные элементы. Известны 90 минералов составляющих около 0.1% массы земной коры. Они делятся на самородные металлы (Pt, Au. Ag) и металлоиды (S, C). К этому классу относится графит C имеющий твердость 1 и алмаз C с твердостью 10. Это распространенное среди минералов явление, когда минералы одинакового состава имеют разную форму кристаллической решетки и обладают неодинаковыми свойствам, называется полиморфизмом. Второй класс – сульфиды. В основном это сернистые соединения. Известно около 200 минералов, составляющие 0.15-0.25% массы земной коры. Наиболее распространен пирит FeS₂. Третий класс – оксиды и гидроксиды. Один из распространенных классов минералов, составляющих около 17% массы земной коры. В этот класс входят такие минералы, как кварц SiO₂ корунд Al₂O₃ опал SiO₂^. nH₂O. Четвертый класс – силикаты. Это наиболее распространенный класс, в который входят до 50 минералов, составляющих более 50% массы земной коры. В основе строения всех силикатов находится кремнекислородный тетраэдер [SiO₄]⁴. В зависимости от сочетания и характера соединения тетраэдеров формируются минералы с различно формой кристаллической решетки и разнообразными свойствами от мягеих с твердостью 1 –тальк, до минералов с твердостью 8 – топаз. Пятый класс – карбонаты (соли угольной кислоты). Известно около 80 минералов, составляющих 1.7% массы земной коры. В этот класс входят такие распространенные минералы, как доломит Mg(CO₃)₂ и особенно кальцит. CaCO₃. Шестой класс – сульфаты (соли серной кислоты). Они составляют около 0.1% массы земной коры и насчитывают 120 представителей. Наиболее распространенные – гипс CaSO₄ ^. 2H₂O и ангидирит CaSO₄. Седьмой класс - фосфаты (соли фосфорной кислоты). Состовляют 0.7-1% массы земной коры и насчитывают около 200 минералов. К ним относят апатит Ca₅(PO4)₃ (Cl, F) и фосфорит. Восьмой класс – галогениды. Известно коло 120 минералов. К наиболее распространенным относят галит NaCL, карналлит, KCl, и флюорит CaF₂.

 

№5

Породообразующие минералы осадочных пород. Породообразующие минералы — минералы, входящие в качестве постоянных существенных компонентов в состав горных пород. Наравне с первичными минералами исходных пород (полевые шпаты, кварц, слюда, роговая обманка и др.) большое влияние на свойства осадочных пород оказывают минеральные новообразования (глинистые минералы – гидрослюды, каолинит) и ряд других минералов осадочного происхождения карбонаты (кальцит, доломит) и сульфаты (гипс и ангидрит), отсутствующие в магматических породах.

Породообразующие минералы — минералы, входящие в качестве постоянных существенных компонентов в состав горных пород.

· для магматических пород характерны: кварц, полевые шпаты, слюды и др.

· для осадочных пород характерны: кальцит, доломит, глинистые минералы и др.

· для метаморфических пород характерны: кварц, полевые шпаты, хлориты, пироксены, амфиболы, гранат, слюды

№6

5. Горные породы. Генетическая классификация (структуры, текстуры, минеральный состав).Горной породой называют природный агрегат минералов более или менее постоянного минерального и химического состава образующий самостоятельное геологическое тело в земной коре. По условиям образования все горные породы подразделяются на магматические, осадочные и метаморфические. Выделяются также переходные –вулкано-генно-осадочные породы.

 

№7

Магматические горные породы — это породы, образовавшиеся непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава, образованной в глубинных зонах Земли), в результате её поступления в верхние горизонты Земли, охлаждения и застывания. В зависимости от условий застывания различают интрузивные (глубинные) и эффузивные (излившиеся) горные породы. Вулканические породы образовались непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава), в результате ее охлаждения и застывания. В зависимости от условий застывания различают глубинные и излившиеся горные породы.
Глубинные возникли в результате постепенного остывания магмы при высоком давлении внутри земной коры. В этих условиях составляющие магмы кристаллизовались, благодаря чему образовались массивные плотные породы с полнокристаллической структурой: граниты, сиениты, лабрадориты и габбро.
Излившиеся породы образовались в результате вулканического извержения магмы, которая быстро остывала на поверхности при низкой температуре и давлении. Времени для образования кристаллов было недостаточно, поэтому породы этой группы имеют скрытую или мелкокристаллическую структуру и большую пористость: порфиры, граниты, лабрадориты, базальты, вулканические туфы, пеплы и пемзы.

В основу классификации магматических положен их генезис, химический и минеральный состав.

По генезису магматические горные породы подразделяются на эффузивные и интрузивные.

Интрузивные породы образуются за счёт полной раскристаллизации магматического расплава. Образуются глубоко в недрах Земли (от 5 до 40 км) в течении большого времени, при относительно постоянных температуре и давлении. Наиболее распространённые интрузивные породы - это граниты, диориты, габбро, сиениты.

Эффузивные породы образуются за счёт излияния вулканических лав на поверхность Земли, или в её недрах в приповерхностных условиях (до 5 км). Наиболее распространённые эффузивные породы - это базальты, диабазы, андезиты, андезито-базальты, риолиты, дациты, трахиты.

По степени вторичных изменений интрузивные породы делятся на кайнотипные, «молодые», неизменённые, и палеотипные, «древние», в той или иной степени изменённые и перекристаллизованные главным образом под влиянием времени.

К эффузивным породам относятся также вулканогенно-обломочные породы, образующиеся при извержениях вулканов и состоящие из различных обломков пирокластитов (туф, вулканические брекчии). Такие породы называются пирокластическими.

В основе химической классификации лежит процентное содержание кремнезёма (SiO₂) в породе. По этому показателю выделяют ультракислые, кислые, средние, основные и ультраосновные породы, о чём подробно рассказывается при описании химического состава магматических горных пород. Чем больше SiO₂ в породе, тем она светлее.

Формы залегания интрузивных пород

Вне­дрение магмы в различные горные породы, слагающие земную кору, приводит к образованию интрузивных тел (интрузивы, интрузивные массивы, плутоны).

В зависимости от того, как взаимодействуют интрузивные тела с вмещающими их горными породами выделяют:

Согласные (конкордантные) интрузивные тела, внедрявшиеся между слоями вмещающих пород (форма таких тел зависит от складчатой струк­туры вмещающей толщи).

Несогласные (дискордантные), то есть те, что прорывают и пересекают слоистые вмещаю­щие толщи и имеют форму, не зависящую от структуры послед­ней. Среди согласных выделяют: лакколиты, лополиты, факолиты, этмолиты, бисмалиты, силлы; Среди несогласных: батолиты, штоки, дайки, апофизы, хонолиты.

Эффузивный магматизм сопровождается излиянием лавы на земную поверхность. Однако нередко извержения вулканов носят взрывной характер, при котором магма не изливается, а взрывается и на земную поверхность выпадают тонкораздробленные кристаллы и застывшие капельки стекла — расплава. Подобные извержения называются эксплозивными (лат. «эксплозио» — взрывать) .

Излившаяся на поверхность магма образует различные эффузивные тела, среди которых выделяются: лавовый по­кров, лавовый поток, некк (жерловина), вулканический (экстру­зивный) купол (пик, игла) и диатрема (трубка взрыва), вулканический конус, стратовулкан, щитовидный вул­кан.

По типу извержений выделяют трещинные, или линейные, и центральные извержения, что также находит отражение в форме тел.

По выражению в рельефе формы залегания эффузивных пород могут быть как положи­тельными (покровы, потоки, жерловины, вулканические купола, диатремы, вулканические конусы, стратовулканы, щитовидные вул­каны), так и отрицательными (кратеры, маары, лавовые колодцы, кальдеры).

№8

7. Осадочные породы. Происхождение, особенности, классификации, состав. Гидрологические и инженерно-геологические свойства. Осадочные горные породы возникают путем накопления продуктов физического и химического разрушения составных частей земной коры в водной сфере, реже из воздуха, в результате деятельности ледников и жизнедеятельности организмов. В процессе формирования осадочных пород выделяют три стадии: 1)образование исходных веществ из которых в дальнейшем формируются осадочные породы; 2) на второй стадии происходит перенос (транспорт), осаждение и постепенное накопление веществ; 3) на третьей стадии совокупность природных (физико-химических процессов преобразует рыхлые осадки на дне водоемов и на суше в породу. Особенности пород: своеобразными особенностями пород являются: 1) зависимость состава и свойств от климатических условий, в которых происходило образование; 2) содержание остатков растительных и животных организмов; 3) залегание в виде пластов и слоистость, рыхлость, сыпучесть, а в связи с этим большая подвижность. Общей генетической классификации осадочных пород пока нет. Систематизация осадочных пород основывается на величине частиц, форме обломков, рыхлости и сцементированности, химическом и минеральном составах. Например выделяют: 1 )хемобиогенные; 2) обломочные (механические); 3) глинистые. По составу различают полиминеральные (многие пески) и мономинеральные (известняки, мел) Состав: кварц, полевые шпаты, мусковит, серицит, гидрослюды, глинистые минералы, карбонаты, железистые минералы.

 

Органогенные горные породы, биогенные породы, осадочные горные породы, состоящие из остатков животных и растительных организмов или продуктов их жизнедеятельности. Организмы обладают способностью концентрировать определённые соединения, образуя скелеты или ткани, которые сохраняются в ископаемом состоянии. По вещественному составу среди О. г. п. можно выделить карбонатные, кремнистые, некоторые фосфатные породы, а также угли (см. Угли ископаемые). Биогенныеосадочные породы возникают, когда изменения являются результатом жизнедеятельности различных животных и растительных организмов. Скопление химических агрегатов, залегающих в виде пластов или каких-либо других геологических тел и имеющие большое распространение, называют горными породами. Так гипс, когда образует небольшие, хорошо ограненные кристаллы без примесей, является минералом ( селенит), если же он образует пласты или линзы большой мощности и протяженности и содержит различные примеси, то он представляет собой горную породу (алебастр). Породы можно разделить на следующие группы: галоиды (каменная и калийная соли); сульфаты (гипс, ангидрит); карбонаты (известковый туф), травертин, кристаллические известняки; силикаты, кремнистый туф; алюминиевые, железистые и марганцовые породы. продукты разложения помёта птиц, толщи которого накапливаются обычно на островах в условиях сухого климата.

№11

8. Химические и биогенные осадочные породы. Происхождение, формы залегания, классификация, состав. Гидрогеологические и инженерно-геологические свойства. Химические осадочные породы возникают в результате кристаллизации из водных растворов при испарении в пустынных областях, а так же из почв и пород, образование налетов и выцветов солей; выпадение в осадок солей в результате испарения вод из мелких озер и лагун. Биогенныеосадочные породы возникают, когда изменения являются результатом жизнедеятельности различных животных и растительных организмов. Скопление химических агрегатов, залегающих в виде пластов или каких-либо других геологических тел и имеющие большое распространение, называют горными породами. Так гипс, когда образует небольшие, хорошо ограненные кристаллы без примесей, является минералом ( селенит), если же он образует пласты или линзы большой мощности и протяженности и содержит различные примеси, то он представляет собой горную породу (алебастр). Породы можно разделить на следующие группы: галоиды (каменная и калийная соли); сульфаты (гипс, ангидрит); карбонаты (известковый туф), травертин, кристаллические известняки; силикаты, кремнистый туф; алюминиевые, железистые и марганцовые породы.

9. Осадочные обломочные породы. Классификация, происхождение, формы залегания. Гидрологические и инженерно-геологические свойства. Обломочные породы возникают, когда развиты главным образом физико-механические процессы, протекающие на поверхности материков, на дне и на различных глубинах морей и океанов. В основу классификации обломочных пород положена их структура, т.е. величина, форма и степень окатанности обломков и наличие или отсутствие цемента.

 

Метаморфические горные породы, горные породы, ранее образованные как осадочные или как магматические, но претерпевшие изменение (метаморфизм) в недрах Земли под действием глубинных флюидов, температуры и давления или близ земной поверхности под действием тепла внедрившихся интрузивных масс.

№12

Геохронология (от гео… и хронология), геологическое летосчисление, учение о хронологической последовательности формирования и возрасте горных пород, слагающих земную кору. Различают относительную и абсолютную (или ядерную) Г. Относительная Г. заключается в определении относительного возраста горных пород, который даёт представление о том, какие отложения в земной коре являются более молодыми и какие более древними, без оценки длительности времени, протекшего с момента их образования. Абсолютная Г. устанавливает т. н. абсолютный возраст горных пород, т. е. возраст, выраженный в единицах времени, обычно в миллионах лет. (В последнее время термин "абсолютный возраст" часто заменяют названием изотопный, или радиологический, возраст.) Для определения относительного возраста используют несколько методов : стратиграфический, палеонтологический и петрографический. Стратиграфический метод предусматривает изучение взаимоотношений между различными пластам осадочных пород . Палеонтологический – на основании изучения осадочных толщ геологи и биологи установили, что определенные формы животных и растительных организмов приурочены только к определенным слоям и отсутствуют в других. Чем древнее пласт, тем более простые организмы он содержит. Ряд методов определения возраста осадочных пород основан на определении скорости отложения осадков в дельтах рек и на дне океанов. С открытием явления радиоактивности были разработаны методы определения абсолютного возраста геологических образований.

Эон (др.-греч. αἰών «век, эпоха») — в геологии, отрезок времени геологической истории, в течение которого формировалась эонотема; объединяет несколько эр.

В геологии различают четыре эона:

Фанерозой 542 млн. лет (от 542 до 0 млн. лет тому назад).

Протерозой 1958 млн. лет (от 2500 до 542 млн. лет тому назад).

Архей 1300 млн. лет (от 3800 до 2500 млн. лет тому назад).

Катархей 770 млн. лет (от 4570 до 3800 млн. лет тому назад)

Геологи́ческая э́ра — это участок геохронологической шкалы, подинтервал эона, например:

Эра - подразделение геохронологической шкалы, соответствующее крупному этапу геологической истории и развития жизни на Земле. Продолжительность - сотни или многие десятки миллионов лет. Эры геологической истории Земли:
- Архейская (4600 млн лет назад) - бактерии одноклеточные водоросли;
- Протерозойская (2700 млн лет назад) - появление многоклеточных;
- Палеозойская (550 млн лет назад) - бурное развитие рыб, первые пресмыкающиеся;

Период - подразделение геохронологической шкалы, соответствующее времени образования горных пород. Продолжительность периодов - десятки миллионов лет.

 

Геологическая эпоха — единица геохронологической шкалы, часть геологического периода, подразделяется на геологические века. В стратиграфии соответствует геологическому отделу, т. е. геологическая эпоха — это тот промежуток времени в палеонтологической и геологической истории Земли, в течение которого отложился или образовался слой пород, образующих соответствующий геологический отдел.

Абсолютная длительность большинства эпох — 10-30 млн лет.

Стратиграфия (от лат. stratum — настил, слой и греч. γραφο — пишу, черчу, рисую) — наука, раздел геологии, об определении относительного геологического возраста осадочных горных пород, расчленении толщ пород и корреляции различных геологических образований. Одним из основных источников данных для стратиграфии является палеонтологические определения. В археологии стратиграфией называют взаимное расположение культурных слоев относительно друг друга и перекрывающих их природных пород, установление которого имеет критическую важность для датирования находок (стратиграфический метод датирования, планиграфия).

№13

Геологические процессы

Геологические процессы - движение геологической среды в физическом времени, обусловленное:
- взаимодействием геологической среды с другими частями среды обитания человека (окружающей среды), а также
- взаимодействием между элементами самой геологической среды.

Следствием геологических процессов являются изменения структуры, состава, состояния и свойств слагающих компонентов геологической среды горных пород, подземных вод, рельефа.

Различают эндогенные и экзогенные геологические процессы.

Геологическое явление

Геологическое явление - результат протекания того или иного геологического процесса, проявляющийся в специфических наземных и подземных формах Земли, таких как: оползневой срыв, карстовая воронка, овражный врез, тектонический разлом, вулканический купол и др.

ОБЩАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ЯВЛЕНИЙ. ПОКАЗАТЕЛИ ИНТЕНСИВНОСТИ ИХ РАЗВИТИЯ

Эндогенные и Экзогенные процессы

Земная поверхность постоянно подвергается воздействию многочисленных сил. Их принято делить на внутренние, или - эндогенные (от греч. "эндон" - "внутри", "генос" - "рождение"), и внешние, или - эндогенные (от греч. "экзо" - "вне"). К эндогенным относят тектонические движения, магматизм и вулканизм. К экзогенным - силы, действующие извне: ветер, воду, изменение температуры и даже животных и человека. При рассмотрении которых главную роль играют эндогенные процессы, называют морфоструктурами (горные хребты, крупные впадины и другие). Морфоструктуры созданы экзогенными процессами. Они, как правило, сравнительно небольшие, но очень различные по размерам - от отдельных гор и речных долин до мелких царапин. Кроме того, выделяют геотектуры (материки и океаны) - крупнейшие формы, рожденные общепланетарными силами.

Магматизм — термин, объединяющий эффузивные (вулканизм) и интрузивные (плутонизм) процессы в развитии складчатых и платформенных областей. Под магматизмом понимают совокупность всех геологических процессов, движущей силой которых является магма и её производные.

Магматизм является проявлением глубинной активности Земли; он тесно связан с ее развитием, тепловой историей и тектонической эволюцией.

Метаморфизм (греч. metamorphoómai — подвергаюсь превращению, преображаюсь) — процесс твердофазного минерального и структурного изменения горных пород под воздействием температуры и давления в присутствии флюида.

Выделяют изохимический метаморфизм — при котором химический состав породы меняется несущественно, и не изохимический метаморфизм (метасоматоз) для которого характерно заметное изменение химического состава породы, в результате переноса компонентов флюидом.

По размеру ареалов распространения метаморфических пород, их структурному положению и причинам метаморфизма выделяются:

Региональный метаморфизм который затрагивает значительные объемы земной коры, и распространен на больших площадях.

Метаморфизм сверхвысоких давлений

Контактовый метаморфизм приурочен к магматическим интрузиям и происходит от тепла остывающей магмы.

Динамометаморфизм происходит в зонах разломов, связан со значительной деформацией пород.

Импактный метаморфизм происходит при ударе метеорита о поверхность планеты.

№14

Землетрясе́ния — подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами), или (иногда) искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушение подземных полостей горных выработок). Небольшие толчки могут вызываться также подъёмом лавы при вулканических извержениях.

Для оценки и сравнения землетрясений используются шкала магнитуд и шкала интенсивности.

 

Причины возникновения землятресений

Первая – это вызывающие несильные землетрясения процессы поверхностного характера. Смысл этих процессов таков: дрейфующие плиты действуют аналогично ножницам, круша друг у друга края. Эти плиты дрейфуют вдоль величайших разломов, например, таких, как разлом Сан-Андреас, находящийся в Калифорнии, или Альпийский разлом, находящийся в Новой Зеландии.

Второй причиной являются процессы более глубокие, которые проходят в зонах, расположенных вдоль края смещающихся плит. Ребра этих плит погружаются в мантию земли и повторно поглощаются, всасываются на глубине примерно 500 километров. Из-за этого происходят землетрясения большей силы.

Земная кора в верхней своей части состоит из громадных блоков (которых всего около десяти), называемых тектоническими плитами. Под влиянием конвекционных движений, которые исходят из высокотемпературной земной мантии, они перемещаются. В месте разлома, по причине сопротивления пород, скапливается напряжение.

№15

ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ.

 

Тектоническими нарушениями называются перемещения вещества земной коры под влиянием процессов, происходящих в более глубоких недрах Земли. Эти движения вызывают тектонические нарушения, т. е. изменения первичного залегания горных пород. Особенно отчетливо эти изменения наблюдаются на примере осадочных пород, которые первично отлагаются в виде горизонтально залегающих пластов, а вследствие тектонических нарушений оказываются смятыми в складки или разорванными на отдельные чешуи и блоки. Тектонические движения, в конечном счете создают наблюдаемую структуру земной коры, т. е. они являются созидательными движениями («тектонос» по-гречески—созидательный). В результате этих движений возникают и основные неровности рельефа поверхности Земли.
Тектонические движения можно разделить на два типа: радиальные – колебательные, или эпейрогенические движения, и тангенциальные, орогенические. В первом типе движении напряжения передаются в направлении, близком к радиусу Земли, во втором — по касательной к поверхности оболочек земной коры. Очень часто эти движения бывают, взаимосвязаны, или один тип движений порождает другой. В результате этих типов движений создаются три вида тектонических деформаций :1) деформации крупных прогибов и поднятий; 2) складчатые; 3) разрывные.
Первый тип тектонических деформаций, вызванный радиальными движениями в чистом виде, выражается в пологих поднятиях и прогибах земной коры, чаще всего большого радиуса. Колебания, вызывающие образование подобных форм, в отличие от сейсмических колебаний совершаются относительно медленно, ощутимых разрушений не приносят и непосредственным наблюдениям человека не поддаются.
Складчатые деформации вызываются тангенциальными движениями и выражаются в виде складок, образующих длинные или широкие пучки, иногда короткие, быстро затухающие моршины.
Третий тип тектонических деформаций характеризуется образованием разрывов в земной коре и перемещением отдельных участков ее вдоль трещин этих разрывов. Разрывные нарушения очень часто являются производными от первых двух типов, но в большей мере от складчатых. Установить причину той или иной деформации не всегда удается, так как, кроме вышеуказанных типов движений, деформации могут образоваться в связи с внедрением магмы и т. и. Поэтому нарушения в земной коре классифицируют не по типу вызвавших их движении, а по форме или каким-либо другим особенностям самих нарушений.

Тектонические структуры — закономерно повторяющиеся формы залегания горных пород. Тектонические структуры образуются в результате внутренних процессов, происходящих в литосфере: тектонических движений, прорывов магмы и т.п.

Различают:

- простейшие тектонические структуры: складки, трещины, сбросы, лакколиты и др.

- глубинные тектонические структуры, достигающие верхних слоев мантии Земли: литосферные плиты, платформы, складчатые пояса, островные дуги, глубинные разломы и др.

Платформы — обширнейшие участки земной коры, с устойчивым малоподвижным фундаментом, который сложен магматическими и метаморфическими породами и перекрыт чехлом осадочных пород. Древними платформами считаются те, которые имеют докембрийский фундамент, у молодых платформ фундамент сформировался позже.

Щиты — участки древних платформ, где кристаллический фундамент выходит на поверхность.

Плиты — участки платформ, где фундамент погружен под толщей осадочных пород в несколько сот метров и глубже.

Складчатые области и пояса — протяженные горные районы, в которых породы сильно смяты в складки, нарушены разрывами.

Строение земной коры, расположение крупных тектонических структур показывает тектоническая карта, которую можно найти в географических атласах.

Формы залегания стратифицированных горных пород

 

стратифицированные горные породы —осадочные, эффузивные и часть метаморфических — залегают в земной коре в виде слоев, иногда образуя разнообразные по форме линзовидные тела. На значительной части поверхности Земли сохраняются первичные, ненарушенные формы залегания таких пород. Меньшую площадь занимают вторичные, нарушенные формы залегания в виде складок и различных форм разорванных слоев

Формы залегания метаморфических пород

Так как исходным материалом метаморфических горных пород являются осадочные и магматические породы, их формы залегания должны совпадать с формами залегания этих пород. Так на основе осадочных пород сохраняется пластовая форма залегания, а на основе магматических — форма интрузий или покровов. Этим иногда пользуются, чтобы определить их происхождение. Так, если метаморфическая порода происходит от осадочной, ей дают приставку пара- (например, парагнейсы), а если она образовалась за счёт магматической породы, то ставится приставка орто- (например, ортогнейсы).

Формы залегания метаморфических пород в значительной мере определяются типом метаморфизма и происхождением (осадочным или магматическим) горных пород. Метаморфические породы, возникшие из осадочных и осадочно-вулканогенных толщ, могут быть интенсивно деформированы, тогда как интрузивные массивы при метаморфизме обычно более или менее сохраняют свою первоначальную форму, которая часто является единственным критерием для их выделения (например, для расчленения ортогнейсов и парагнейсов в регионально метаморфизованных толщах)

. Моноклиналь самая простая форма нарушения первоначального залегания пород, выражается в общем наклоне слоев по отношению к горизонту.

Складка представляет собой один сплошной перегиб слоев, возникает в результате воздействия на породы тангенциальных тектонических сил.

Складка, обращенная вершиной вверх, называется антиклиналь, вершиной вниз - синклиналь. В зависимости от формы и угла наклонов крыльев и положения осевой плоскости складки делят на прямые, косые, лежачие, опрокинутые, веерообразные, сундучные и др.

Флексура представляет собой коленоподобную складку, образовавшуюся при смещении одной части толщи пород относительно другой без разрыва сплошност

№16

Экзогенные процессы - рельефообразующие процессы, происходящие на поверхности Земли и в самых верхних частях земной коры: выветривание, эрозия, денудация, абразия, деятельность ледников и др.

Экзогенные процессывозникают в результате взаимодействия каменной оболочки с внешними сферами: атмосферой, гидросферой и биосферой. Эндогенные процессы проявляются при воздействии внутренних сил Земли на ту же каменную оболочку.
Разделение процессов на внешние и внутренние носит несколько условный характер, так как между ними нет категорического разграничения, а наоборот, наблюдается тесное взаимодействие. Тем не менее, подобное деление методически вполне оправдано.

Экзогенные процессы обусловлены главным образом энергией солнечной радиации, силой тяжести и жизнедеятельностью организмов. Экзогенные процессы образуют преимущественно формы мезо и микрорельефа.

Экзогенные процессы в свою очередь подразделяются на три большие группы: процессы выветривания, процессы денудации и процессы аккумуляции, или осадконакопления.
Выветривание представляет собой процесс изменения (разрушения) горных пород и минералов вследствие приспособления их к условиям земной поверхности. Оно состоит в изменении физических свойств минералов и горных пород, главным образом сводящегося к их механическому разрушению, разрыхлению и изменению химических свойств под воздействием воды, кислорода и углекислого газа атмосферы и жизнедеятельности организмов.
Денудация и аккумуляция (или осадконакопление) тесно взаимосвязаны. Под денудацией понимается совокупность процессов сноса продуктов разрушения горных пород, создаваемых в основном выветриванием. Она проявляется главным образом в пределах суши и сводится к перемещению раздробленного или химически растворенного материала с возвышенностей в депрессии рельефа — долины, котловины, озерные и морские бассейны. Главными ее агентами являются сила тяжести, текучие воды, ветер и движущиеся льды ледников. Денудация (от латинского слова «денудо» — обнажаю) приводит к разрушению целых горных систем, шаг за шагом сравнивая их с землей и превращая в равнины.
Аккумуляция — это сумма всех процессов накопления осадков, возникающих в понижениях рельефа Земли за счет принесенных денудацией продуктов выветривания. Она является первой стадией образования новых осадочных горных пород. Выветривание лишь подготавливает материал для денудации, но само по себе еще не приводит к серьезным изменениям лика Земли.
Денудация же является наиболее активным фактором преобразования Земли, мобилизующим, приводящим в движение огромные массы вещества. Поэтому изучение денудации является одним из главных предметов динамической геологии. Аккумуляция — это дальнейшее звено в цепи экзогенных процессов, сводящееся к тому, что продукты выветривания как бы вновь обретают покой, теряют свою подвижность, входя в состав осадочных пород.
Однако аккумуляция не является конечным звеном в цепи преобразования материи, но лишь этапом в круговороте ее в условиях Земли.

В процессах денудации наблюдается последовательная смена трех стадий — разрушения, переноса и отложения разрушенного материала, завершающихся воссозданием новых пород осадочного происхождения. Лишь в процессе выветривания отсутствует среднее звено — перенос, и вследствие разрушения исходных пород сразу возникают новые, на них не похожие, но как бы замещающие их на том же месте.

Тектонические движения. Тектонические структуры земной коры – литосферная плита, платформа, складчатая система, чехол, фундамент, щит, синеклиза, антеклиза. Условия и формы залегания горных пород в пределах этих структур.Земная кора с момента ее образования находится в непрерывном движении. Все эти природные движения земной коры или отдельных ее участков называются тектоническими. Выделяют 2 типа движения: 1)колебательные (эпейрогенические); 2) складчатые и разрывные или дислокационные (горообразовательные). Причины движения многочисленны –это вращение Земли, сила тяжести, тепло, силы сжатия и растяжения. Колебательные движения. Это медленные вековые поднятия и опускания земной коры. Дислокационные колебательные движения. Это тип движений вызывает резкое изменение залегание горных пород и приводит к их смятию и изгибу и образованию складок и гор. Платформа – это устойчивые, стабильные участки земной коры, со слабыми вертикальными движениями и незначительной магматической деятельностью. Для платформ характерно двухъярусное строение: основание, или складчатый фундамент (сложенный древними твердыми породами), и чехол сложенный осадочными или эффузивными породами. Плита - это участок платформы, где фундамент погружен на глубину и всюду перекрыт осадочным чехлом. Щиты – это выступы докембрийского фундамента на поверхности, занимающие значительные площади и характеризующиеся длительным вздыманием. Они обладают большой устойчивостью, и обычно не имеют осадочного покрова (Балтийский, Украинский, Алданский). Чехол- осадочные породы покрывающие платформы. Складчатые пояса – это подвижные участки коры, где вертикальные движения достигают большого размаха и сопровождаются магматизмом и частыми землетрясениями. Синеклиза - очень пологий прогиб земной коры в пределах платформы, имеющий в плане неправильно округлые или овальные очертания. Антеклиза- обширное пологое поднятие слоёв земной коры в пределах платформ (плит), являющееся противоположностью синеклизы.

Ба́зис эро́зии (от греч. βάσις — основание) — уровень, на котором водный поток теряет свою энергию и ниже которого не может углубить свое русло (теряет эродирующую способность).Общим базисом эрозии считается уровень Мирового океана. Местные базисы эрозии — уровни озер, в которые впадают реки, уровень главной реки для впадающего в нее притока и т. д. Изменения высоты базиса эрозии из-за колебаний уровня моря, вековых колебаний земной коры сопровождаются врезанием долины (при понижении базиса эрозии) или заполнением её речными отложениями (при его повышении). Смена этих процессов приводит к образованию речных террас

Базис денудации

Пенк, 1924, - уровень,соответствующий перелому профиля склона, разделяющий участки более крутого и более пологого падения, где прекращается движение масс по склону. По отношению базиса денудации происходит плоскостной снос гравитационными перемещениями, интенсивность которых определяется крутизной склона. Различают местный базис денудации, разделяющий разные участки склонов, снос с которых привязан к разным уровням, и общий базис денудации, приуроченный к урезу реки или водного бассейна, то есть к месту, где прекращаются гравитационные перемещения, а следовательно, и плоскостной смыв.

 

№17

Выветривание. Виды, результаты, зональность. Элювий, его состав, гидрогеологические и инженерно геологические свойства.Под выветриванием понимается совокупность процессов, происходящих под воздействием воздуха, воды, льда, колебаний температуры, жизнедеятельности животных, растений и человека. Выветривание приводит к разрушению горных пород. В едином и сложном процессе выветривания различают две формы: физическое и химическое, которые тесно взаимосвязаны и протекают обычно одновременно. При физическом выветривание происходит раздробление, измельчение пород без изменения их химического состава. В химическом выветривание участвуют химически активные соединения (кислород, вода, углекислый газ) и органические кислоты. При химическом выветривании, особенно интенсивно на поверхности земли, происходит образование новых устойчивых минералов. Ветер – один из важных геологических агентов. Под дефляцией понимается сдувание, выдувание и развевание ветром мелких частичек горной породы. Корразия– механическое воздействие твердого обломочного материала на поверхность горных пород и появление на ней штрих, борозд, желобов. Эрозия – процесс размыва или смыва текущими водами почв и горных пород. Процессы выветривания, так же как и растительные покров, почвы, поверхностные и грунтовые воды, подчиняются климатической зональности. Продукты выветривания горных пород, оставшихся на месте своего образования называются элювием. Для него характерен постепенный переход к коренным породам. Элювий состоит из наиболее устойчивых минералов – кварца, мусковита и ортоклаза; он отличается рыхлостью, отсутствием слоистости и сортировки. Характер и мощность элювия весьма разнообразны и зависят от климата, рельефа и состава коренных пород. Так при разрушении крупнокристаллических магматических пород образуются крупные обломки остроугольной формы, а при разрушении мелкозернистых гранитов –пески различного состава. Элювий плохое основание для сооружений. Многие элювиальные россыпи разрабатываются для получения тяжелых металлов, другие для извлечения строительных материалов.

Выве́тривание — совокупность сложных процессов качественного и количественного преобразования горных пород и слагающих их минералов, приводящих к образованию продуктов выветривания. Происходит за счёт действия на литосферу гидросферы, атмосферы и биосферы. Если горные породы длительное время находятся на поверхности, то в результате их преобразований образуется кора выветривания. Различают три вида выветривания: физическое (лёд, вода и ветер)(механическое), химическое и биологическое.

Элювий

ыхлые геологические отложения и почвы, формируемые в результате выветривания поверхностных горных пород на месте первоначального залегания или в результате выветривания и последующей аккумуляции его продуктов под действием силы тяжести. Элювиальные отложения формируются на горизонтальных или слабонаклонных поверхностях.

Процесс выноса вещества из геологического или почвенного горизонта называется элювиацией. Существует разница в использовании этого термина в геологии и почвоведении. В почвоведении под элювиацией понимается вызываемый прохождением водных осадков через горизонты почвы перенос разрушенных веществ из верхних слоев почвы в нижние. Накопление этих веществ (иллювиальных отложений) в нижних слоях называется иллювиацией.

В геологии, элювиалные отложения — это то, что осталось на месте в результате выветривания, а унесенный материал рассматривается как часть другого процесса.

К элювиальным рудным отложениям относятся рассыпные месторождения вольфрама и золота, сформированные оседанием и обогащением за счет выдувания веществ с меньшей плотностью. Алмазы в почве, сформированной выветриванием кимберлита, касситеритовые вкрапления и отложения колумбита-танталита могут быть рассмотрены как элювиальные отложения. Элювиалное месторождение олова Pitinga (Бразилия) является одним из самых больших в мире

Современный пойменный аллювий обладает высокой влажностью, либо вообще находится в водонасыщенном состоянии с низкой несущей способностью. Суглинки и глины легко переходят в пластичное и даже текучее состояние.

Иловатые старичные отложения являются слабыми основаниями. При строительстве на таких породах применяют песчаные подушки между подошвой фундамента и иловатым грунтом или свайные фундаменты.

Характерной особенностью аллювиальных отложений является многослойность их толщ с наличием линз и пропластов. Слои и прослои могут обладать разной сжимаемостью под нагрузкой. С аллювиальными отложениями связаны такие явления, как плывунность песчаных и набухание глинистых грунтов.

№18

Аллювиальные отложения. Происхождение, состав, формы рельефа – речные террасы, поймы. Гидрологические и инженерно-геологические свойства.Аллювий – это отложения, формирующиеся постоянными водными потоками в речных долинах. Особенности аллювия следующие: залегание в речных долинах, ясно выраженная косая слоистость; сравнительно небольшая мощность; преобладание песков, галечников, супесей гравия и реже глин. Речные террасы — горизонтальные или слегка наклонённые по течению площадки в долинах рек. Как правило, террасы возникают при опускании базиса эрозии(уровень на котором водный поток теряет свою живую силу, ниже которого он не может углубить свое ложе). Пойма — часть речной долины, затопляемая в половодье или во время паводков.

Аллювий (аллювиальные отложения)

[alluvio - нанос, намыв] отложения, формирующиеся постоянными водными потоками в речных долинах. Гранулометрический и минеральный состав и структурно-текстурные особенности их сильно варьируют в зависимости от гидрологического режима рек, характера размываемых пород, водосбора и геоморфологических условий. Различается аллювий горных и равнинных рек. Для первого характерны: грубообломочный материал с преобладанием галечника, полимиктовый состав с очень непостоянным соотношением основных породообразующих компонентов, слабая сортировка материала, отсутствие четкой слоистости. Для аллювия равнинных рек характерны: значительно более однородный минеральный состав, вплоть до олигомиктового, когда размываются осадочные породы, крупная косая слоистость, сменяющаяся в верхних горизонтах мелкой косой слоистостью. В долинах рек вниз по течению крупность материала уменьшайся и повышается степень сортировки песчаных осадков; одновременно может ухудшаться сортировка алевритовых и тонкопесчаных осадков, выпадающих из взвеси. Различают три основные фации аллювия: русловую, пойменную и старичную. Русловым аллювием образованы отмели, острова и косы. Они сложены хорошо промытым ритмично сортированным песчаным материалом с крупной косой слоистостью; в меженное время обычно перекрываются более тонким материалом (прослои заиления). Пойменные отложения формируются в половодья. Для них характерна меньшая сортировка песчано-алевритовых осадков со слоистостью ряби волнений и течений и текстурами взмучивания. Старичные отложения формируются в отмерших руслах рек и по своим особенностям весьма близки к озерным отложениям.

№19

Эоловые отложения

Для строительства большое значение имеет закреплённость песков. По этому признаку песчаные накопления делят на подвижные (дюны, барханы) и…   Подвижные пески не закреплены корневой системой растений и под действием ветра легко перемещаются.

Ледниковые отложения

ФЛЮВИОГЛЯЦИАЛЬНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ - осадки, отложенные потоками талых ледниковых вод; представлены косослоистыми песками с валунами, галькой и гравием,… Лимногляциальные, или озерноледниковые, отложения образовались в приледниковых… №22

Гидрологическая съемка и полевые работы. Комплексная съемка – это полевое изучение, описание и нанесение на карту элементов гидрологических и инженерно-геологических условий исследуемой территории. Масштаб съемки зависит от этапа и стадии проектирования. При полевых работах исследуют и наносят на карту: 1) виды растительности; 2) типы и формы рельефа; 3) состав поверхностных отложений по естественным и искусственным обнажениям; 4) водотоки, водопункты, родники подземных вод, заболоченности; 5) геологические явления ; 6) местные строительные материалы; 7) состояние имеющихся на территории инженерных сооружений. При проведении съемки обычно проходят неглубокие скважины, шурфы, расчистки, канавы. Откачки (см билет 40). Нагнетание.Для определения водопроницаемости ненасыщенных водой трещиноватых и закарстованных грунтов в полевых условиях применяют опытные нагнетания воды в скважины. При этом воду нагнетают в отдельные интервалы вскрытой скважиной толщи. При обработке результатов опытных нагнетаний определяют удельное водопоглащение. Определение направления и скорости движения подземных вод.

№72

№73

Процессы связанные с увлажнение и высыханием грунтов. Процессы в основании сооружений.Процессы в основании сооружений. Любое сооружение оказывает на грунт давление в вертикальном и горизонтальном направлениях. В некоторых случаях основание сооружения подвергается динамическим нагрузкам. Все эти причины, а так же изменения температуры и влажности грунта могут вызвать его сжатие и осадку сооружения. Осадка может быть равномерной и неравномерной, допустимой и недопустимой. Наиболее опасна неравномерная осадка. Допустимая осадка устанавливается специальными техническими условиями. Изменение положения здания может быть вызвано не только сжатием грунта, но и сдвигом основания по контакты подошвы с основанием (грунтом) или по контакту между двумя слоями грунта.

№74

№75

Процессы и явления связанные со строительством и эксплуатацией водохранилищ. При создании водохранилищ на участках их расположения и в зоне, примыкающей к ним, изменяются природная обстановка – формируется так называемая зона подтопления. В прибрежной части водохранилища происходит подъем грунтовых вод, нарушается устойчивость ранее устойчивых склонов. Одновременно с разрушением берегов в водохроанилищах происходит процесс аккумуляции продуктов разрушения и обломочного материала, приносимого течениями. Эти процессы имеют отрицательное значение. В полосе суши примыкающей к водохранилищу образуется зона подтопления. В результате чего поверхность грунтовых вод достигает дневной поверхности. На таких участках необходимо проводить осушительные мелиорации.

№76

Гидрогеологические и инженерно-геологические карты и разрезы - назначение, масштабы, содержание. На инженерно-геологических картах фиксируются природные и вызванные деятельностью человека факторы, влияющие на условия строительства и эксплуатации мелиоративных систем и инженерных сооружений. Карты среднего, крупного масштаба и детальные сопровождаются гидрологическими и инженерно-геологическими разрезами, таблицами, условными обозначениями, составляющие единое целое.

81. Гидрологические и инженерно-геологические изыскания – стадии, этапы, задачи, содержание.Гидрологические и инженерно-геологические исследования начинаются с проработки материалов исследований, проведенных на данной территории ранее. Полно и хорошо проработанный и использованный материал предыдущих исследований позволяет целенаправленно составить программу дальнейших работ, избежать дублирования в проведении работ, сократить время и затраты.