Предмет, задачи и отрасли науки геологии.

№ 1. 1. Предмет, задачи и отрасли науки геологии.

Геология √ одна из фундаментальных естественных наук, изучающая строение, состав, происхождение и развитие Земли. Она исследует сложные явления и процессы, протекающие на ее поверхности и в недрах. Современная геология опирается на многовековой опыт познания Земли и разнообразные специальные методы исследования. В отличии от других наук о Земле, геология занимается исследованием ее недр. Основные задачи геологии состоят в изучении наружной каменной оболочки планеты √ земной коры и взаимодействующих с ней внешних и внутренних оболочек Земли (внешние √ атмосфера, гидросфера, биосфера; внутренние √ мантия и ядро).Объектами непосредственного изучения геологии являются минералы, горные породы, ископаемые органические остатки, геологические процессы.

2. Цикл геологических наук.

Геология тесно связана с другими науками о Земле, например с астрономией, геодезией, географией, биологией. Геология опирается на такие фундаментальные науки как математика, физика, химия. Геология является синтетической наукой, хотя в то же время распадается на множество взаимосвязанных отраслей, научных дисциплин, изучающих Землю в разных аспектах и получающих сведения об отдельных геологических явлениях и процессах. Так, изучением состава литосферы занимаются: петрология, исследующая магматические и метаморфические породы, литология, изучающая осадочные горные породы, минералогия √ наука, изучающая минералы как природные химические соединения и геохимия √ наука о распределении и миграции химических элементов в недрах земли.

Геологические процессы, формирующие рельеф земной поверхности, изучает динамическая геология, частью которой являются геотектоника, сейсмология и вулканология.

Раздел геологии, занимающийся изучением истории развития земной коры и Земли в целом, включает стратиграфию, палеонтологию, региональную геологию и носит название ╚Историческая геология.

Есть в геологии науки, имеющие большое практическое значение. Такие, как о месторождениях полезных ископаемых, гидрогеология, инженерная геология, геокриология.

В последние десятилетия появились и приобретают все большее значение науки связанные с исследованием космоса (космическая геология), дна морей и океанов (морская геология).

Наряду с этим есть геологические науки, находящиеся на стыке с другими естественными науками: геофизика, биогеохимия, кристаллохимия, палеоботаника. К таковым относятся также геохимия и палеогеография. Наиболее близкая и разносторонняя связь геологии с географией. Для географических наук, таких как ландшафтоведение, климатология, гидрология, океанография, более всего важны геологические науки, изучающие процессы, влияющие на формирование рельефа земной поверхности и историю образования земной коры всей Земли.

№ 2. 2.Развитие геологических исследований. Методы изучения строения Земли.

Для изучения глубинных частей земного шара применяются главным образомгеофизические методы. Объектами геологических исследований являются:

1. природные тела, слагающие верхние горизонты земной коры (горные породы, руды, минералы и др.), в частности их строение и состав;

2. расположение природных тел в земной коре, определяющее геологическое строение или структуру последней;

3. различные геологические процессы, как внешние, так и внутренние, в результате которых природные тела появились и появляются, изменяются и исчезают, а также формируется рельеф земной поверхности;

4. причины и закономерности возникновения и развития геологических процессов, а также закономерности развития Земли в целом.

В геологических исследованиях можно различить три основных направления. Задачей первого из них (описательная геология) служит описание минералов, горных пород и их типов; изучение состава, формы, размеров, взаимоотношений, последовательности залегания и всех прочих вопросов, связанных с современным размещением и составом геологических тел (слоев горных пород, гранитных массивов и др.). Второе направление (динамическая геология) заключается в изучении геологических процессов и их эволюции. К числу этих процессов относятся как внешние по отношению к земной коре и более глубоким геосферам (разрушение горных пород, перенос и переотложение ветром, ледниками, наземными и подземными водами; накопление осадков на дне рек, озёр, морей, океанов и др.), так и внутренние (движения земной коры, землетрясения, извержения вулканов и сопутствующие им явления). Геологические процессы изучаются не только в естественных условиях, но и экспериментально. Восстановление картины геологического прошлого Земли (историко-геологическая реконструкция) составляет сущность третьего направления геологических исследований (историческая геология). Задачи этого направления сводятся к изучению распространения и последовательности образования геологических напластований и др. геологических тел, а также к установлению последовательности различных геологических процессов и событий, например процессов тектогенеза, метаморфизма, образования и разрушения залежей полезных ископаемых, трансгрессий и регрессий морей, смены эпох оледенений эпохами межледниковый и т.д. Все три направления геология неразрывно связаны друг с другом и исследование каждого геологического объекта, как и любой территории, ведётся со всех трёх точек зрения, хотя каждое направление является самостоятельным в смысле основных принципов и методов исследования.

3. Методы изучения земных недр.

В геологии применяют прямые, косвенные, экспериментальные и математические методы.

Прямые √ это методы непосредственных наземных и дистанционных (из тропосферы, космоса) изучений состава и строения земной коры. Основной √ геологическая съемка и картирование. Изучение состава и строения земной коры производится путем изучения естественных обнажений (обрывы рек, оврагов, склоны гор), искусственных горных выработок (каналы, шуффы, карьеры, шахты) и буровых скважин (мах √ 3,5 √ 4 км. в Индии и ЮАР, Кольская скважина √ более 12 км., проект 15 км.) В горных районах можно наблюдать естественные разрезы в долинах рек, вскрывающих толщи горных пород, собранных в сложные складки и поднятых при горообразовании с глубин 16 √ 20 км. Таким образом, метод непосредственного наблюдения и исследования слоев горных пород применим лишь к небольшой, самой верхней части земной коры. Лишь в вулканических областях по извергнутой из вулканов лаве и по твердым выбросам можно судить о составе вещества на глубинах 50 √ 100 км. и больше, где обычно располагаются вулканические очаги.

Косвенные √ геофизические методы, которые основаны на изучении естественных и искусственных физических полей Земли, позволяющие исследовать значительные глубины недр.

Различают сейсмические, гравиметрические, электрические, магнитометрические и др. геофизические методы. Из них наиболее важен сейсмический (╚сейсмос╩ √ трясение) метод, основанный на изучении скорости распространения в Земле упругих колебаний, возникающих при землетрясениях или искусственных взрывах. Эти колебания называются сейсмическими волнами, которые расходятся от очага землетрясений. Бывают 2 типа: продольные Vp, возникающие как реакция среды на изменения объема, распространяются в твердых и жидких телах и характеризуются наибольшей скоростью, и поперечные волны Vs, представляющие реакцию среды на изменение формы и распространяются только в твердых телах. Скорость движения сейсмических волн в разных горных породах различна и зависит от их упругих свойств и их плотности. Чем больше упругость среды, тем быстрее распространяются волны. Изучение характера распространения сейсмических волн позволяет судить о наличии различных оболочек шара с разной упругостью и плотностью.

Экспериментальные исследования направлены на моделирование различных геологических процессов и искусственное получение различных минералов и горных пород.

Математические методы в геологии направлены на повышение оперативности, достоверности и ценности геологической информации.

№ 3. Согласно современным геофизическим данным в объеме Земли выделяются три основные области: кора, мантия и ядро. Кора отделяется от мантии резкой сейсмической границей, наблюдается увеличение скорости продольных сейсмических волн (до 8,2 км/с), а также возрастание плотности вещества – от 2.9 до 5.6 г/см³. Эта граница была названа границей Мохо (или просто граница М). Земной корой стали называть наружную толщу Земли, расположенную выше границы М. выделяются два типа глубинного строения земной коры, отличающихся по мощности и структуре:

а) континентальный тип – мощность 30-50 км до 60-80 км.

б) океанический тип – мощность 5-10 км.

 

Континентальная земная кора делится на 3 геофизических «слоя», которые отличаются по упругим свойствам и плотностным характеристикам пород: осадочный, гранитный, базальтовый. Океаническая кора делится на 2 слоя: осадочный, базальтовый. Далее идет мантия на глубине 2900 км. Верхняя граница – 50 км под океанами, 400 км наконтинентами, именно там зарождаются очаги вулканизма и большая часть очагов землетрясения. Зоны: верхняя мантия, волновод, нижняя мантия. Нижняя мантия с глубины 700 – 900 км до 2900 км. Центральную часть Земли занимает ядро, плотность которого значительно превышает плотность мантии. Внешняя зона ядра представлена жидким веществом. Глубина до 5000 км. Далее располагается внутреннее ядро. Оно твердое, переуплотнённое из-за высокого давления, очень тяжелое и является источником внутреннего тепла.

 

№ 4. Земна́я кора́ — внешняя твёрдая оболочка Земли (геосфера). Ниже коры находится мантия, которая отличается составом и физическими свойствами — она более плотная, содержит в основном тугоплавкие элементы. Разделяет кору и мантию граница Мохоровичича, на которой происходит резкое увеличение скоростей сейсмических волн. С внешней стороны большая часть коры покрыта гидросферой, а меньшая находится под воздействием атмосферы. Существует 2 типа земной коры: океаническая и континентальная. Океаническая кора состоит главным образом из базальтов. Толщина океанической коры практически не меняется со временем, поскольку в основном она определяется количеством расплава, выделившегося из материала мантии в зонах срединно-океанических хребтов. До некоторой степени влияние оказывает толщина осадочного слоя на дне океанов. В разных географических областях толщина океанической коры колеблется в пределах 5-7 километров. Континентальная земная кора занимает меньшую площадь, но имеет более сложное строение и гораздо большую мощность. Под высокими горами её толщина измеряется 60—70 километрами. Континентальная кора состоит из 3 слоев: базальтовый, гранитный и осадочный слои.

Литосфе́ра — твёрдая оболочка Земли. Состоит из земной коры и верхней части мантии, до астеносферы. В строении литосферы выделяют подвижные области (складчатые пояса) и относительно стабильные платформы. Литосферная плита — это крупный стабильный участок земной коры, часть литосферы.Литосферные плиты постоянно меняют свои очертания, они могут раскалываться в результате рифтинга и спаиваться, образуя единую плиту в результате коллизии. Литосферные плиты также могут тонуть в мантии планеты, достигая глубины ядра.

В состав земной коры входят все известные химические элементы. Но распределены они в ней неравномерно. Наиболее распространены 7 элементов (кислород – 47%, кремний – 29,5 %, алюминий – 8 %, железо – 4 %, кальций – 3 %, натрий – 2,5 %, магний – 2 %). Благодаря геохимическим процессам нередко образуются значительные скопления какого-либо химического элемента и возникают его месторождения. Химические элементы, входящие в состав земной коры, не всегда находятся в свободном состоянии. Большей частью они образуют природные химические соединения — минералы.

 

№ 5. Условия существования вещества внутри земного шара сильно отличаются от условий на земной поверхности, поэтому вещество там имеет особое состояние и может премещаться, но очень медленно. Внутреннее тепло земли передается и земной коре. Иногда вещество мантии изливается на Земную поверхность в виде магмы.

В земной коре различают три температурные зоны: зона переменных температур, зона постоянных температур, зона нарастания температур.
Изменение температур в зоне переменных температур определяется климатом местности. Суточные колебания практически затухают на глубинах около 1,5 м, а годовые (сезонные) на глубинах 20-30 м.

По мере углубления в землю влияние сезонных колебаний температур уменьшается и на глубине 15-40 м находится зона постоянной температуры, которая соответствует среднегодовой температуре данной местности.

В рамках 3-й зоны температура возрастает с глубиной.

Величина нарастание температуры на каждые 100 м глубины называется геотермический градиент, а глубина при которой температура повышается на один градус - Геотермическая уровнем.

Источники термического поля Земли делятся на внешние и внутренние.

Внешним источником термического поля Земли является солнечная радиация. Внешнее тепло проникает в тело Земли лишь на несколько метров.

Внутренними источниками теплового поля Земли являются^[1]:

распад радиоактивныхизотоповU, Th, K;

гравитационная дифференциация вещества;

приливное трение;

метаморфизм;

фазовые переходы.

По мнению большинства учёных основным источником внутреннего тепла Земли является распад радиоактивных элементов.

Другие учёные считают основным источником гравитационную дифференциацию вещества.

Величина теплового потока, исходящего из недр Земли, определяет энергетическое состояние тектонического региона. Среднее значение величины теплового потока по земному шару составляет 64-75 мВт/кв. м, что в несколько десятков тысяч раз меньше потока солнечной энергии.

Земная кора чуть более, чем на 47 % состоит из кислорода. Наиболее распространённые породообразующие минералы земной коры практически полностью состоят из оксидов; суммарное содержание хлора, серы и фтора в породах обычно составляет менее 1 %. Основными оксидами являются кремнезём (SiO₂), глинозём (Al₂O₃), оксид железа (FeO), окись кальция (CaO), окись магния (MgO), оксид калия (K₂O) и оксид натрия (Na₂O). Кремнезём служит главным образом кислотной средой, формирует силикаты; природа всех основных вулканических пород связана с ним. Из расчётов, основанных на анализе 1 672 видов пород, Кларк сделал вывод, что 99,22 % из них содержат 11 оксидов (таблица справа). Все прочие компоненты встречаются в очень незначительном количестве.

№ 6. Кристаллом (от греч. krystallos – «прозрачный лед») вначале называли прозрачный кварц (горный хрусталь), встречавшийся в Альпах. Горный хрусталь принимали за лед, затвердевший от холода до такой степени, что он уже не плавится. Первоначально главную особенность кристалла видели в его прозрачности и это слово употребляли в применении ко всем прозрачным природным твердым телам. Позднее стали изготавливать стекло, не уступавшее в блеске и прозрачности природным веществам. Предметы из такого стекла тоже называли «кристальными». Еще и сегодня стекло особой прозрачности называется хрустальным, «магический» шар гадалок – хрустальным шаром.

Формы кристаллов. Хотя с первого взгляда все грани, определяющие форму кристалла, могут показаться одинаковыми, при тщательном исследовании обнаруживаются небольшие различия. Это могут быть различия в блеске, нерегулярностях роста, дефектах травления или полосчатости. Тем не менее, некоторые грани оказываются совершенно одинаковыми. Такие грани состоят из одинаковых и одинаково расположенных атомов и соответствуют определенной форме кристаллов. Распределение граней разных форм выявляет симметрию, так как все грани одной формы имеют одинаковое отношение к элементу симметрии. Некоторые кристаллы имеют грани только одной формы, а другие – грани многих форм. На рис. 7,а,б,в показаны три различные формы кубической системы, а на рис. 7,г – комбинация этих трех форм.

Элементы симметрии. Задолго до того, как 32 типа симметричных расположений точечных групп были определены рентгеновскими методами, они были выявлены путем исследования морфологии, т.е. формы и структуры кристаллов. На основании вида и расположения граней, а также углов между ними кристаллы приписывались одному из 32 кристаллографических классов. Поэтому пространственные группы и кристаллографические классы – это как бы синонимы, и существуют три основных элемента симметрии: плоскость, ось и центр (рис. 5).

 

Плоскость симметрии. Многие хорошо известные нам предметы обладают симметрией относительно плоскости. Например, стул или стол можно представить себе разделенными на две одинаковые части. Точно так же плоскость симметрии делит кристалл на две части, каждая из которых является зеркальным отображением другой. (Плоскость симметрии иногда называют плоскостью зеркального отображения.)Ось симметрии. Ось симметрии – это воображаемая прямая, поворотом вокруг которой на часть полного оборота можно привести объект к совпадению с самим собой. В кристаллах возможны только пять видов осевой симметрии: 1-го порядка (эквивалентная отсутствию вращения), 2-го порядка (повторение через 180), 3-го порядка (повторение через 120), 4-го порядка (повторение через 90) и 6-го порядка (повторение через 60).Центр симметрии. Кристалл имеет центр симметрии, если любая прямая, мысленно проведенная через него, на противоположных сторонах поверхности кристалла проходит через одинаковые точки. Таким образом, на противоположных сторонах кристалла находятся одинаковые грани, ребра и углы.Имеются 32 возможные комбинации плоскостей, осей и центров симметрии в кристаллах; каждой такой комбинацией определяется кристаллографический класс. Один класс не имеет симметрии; говорят, что он имеет одну ось вращения 1-го порядка.

Cингонии (системы), выделяемые среди твердых кристаллических веществ в зависимости от геометрической формы кристаллов (некоторых общих геометрических свойств) и типа их пространственной решетки, с чем связаны и определенные общие физические свойства их. Различают сингонии:

1) кубическую, или правильную, свойственную изотропным кристаллам;

2) квадратную, или тетрагональную;

3) гексагональную;

4) ромбическую;

5) моноклинную;

6) триклинную.

Внутри гексагональной сингонии выделяли тригональную подсингонию, которую в настоящее время рассматривают как самостоятельную тригональную сингонию. Кристаллы гексагональной, квадратной, тригональной, ромбической, моноклинной и триклинной сингонии наблюдаются среди анизотропных кристаллических веществ. Сингонией наз. совокупность или группа видов симметрии одной категории, т. е. обладающих одним или несколькими сходными элементами симметрии, при одинаковом числе осей симметрии одного и того же наименования. Иначе говоря, сингонией именуется группа видов симметрии, в которую входят кристаллы, имеющие сходные константы параллелепипеда пространственной решетки.

 

№ 7. Минералы – природные химические соединения, состоящие из одного или нескольких атомов элементов. Они возникают в результате физико-химических процессов внутри Земли и представлены обычно твердыми телами, хотя могут быть и жидкие минералы (ртуть), а так же – газами (аргон). Минералы могут быть кристаллическими (атомы расположены упорядоченно) и аморфными. Формы минеральных агрегатов: Зернисто – кристаллические (соль); Друза кристаллов (кварц, аметист); Кристаллическая щетка; Натечные формы минералов (сталактиты и сталагмиты); Дендриты (золото, серебро, платина); Конкреция; Секреции (образуются в пустоте горных пород); Оолитовые агрегаты. Образование минералов вблизи поверхности и на поверхности Земли происходит при участии воды, кислорода воздуха, углекислоты, а также в результате жизнедеятельности организмов. Среди минералов, образованных в этих условиях, различают осадочные (возникают в процессе осаждения солей и других соединений в водных бассейнах), биогенные (результат жизнедеятельности организмов и разложения органического вещества) и др. Накапливающиеся в понижениях рельефа или на дне водных бассейнов рыхлые осадки, состоящие из отдельных кристаллов минералов и частиц (обломков) ранее существовавших горных пород, в результате физико-химических процессов, происходящих в самих осадках в течение многих сотен тысяч лет, видоизменяются и становятся горными породами.

 

№ 8. Физические свойства минералов: 1) Прозрачность — это способность минералов пропускать свет. 2) Плотность минералов. 3) Запах минералов. 4) Блеск (обусловлен способностью минералов отражать свет).
5) Цвет минералов (зависит от их химического состава, внутренней структуры, примесей). 6) Спайность — это способность минерала раскалываться с образованием ровных блестящих поверхностей (весьма совершенная, совершенная, средняя, несовершенная, весьма несовершенная). 7) Твердость минерала (от 1 до 10) – тальк, гипс, кальцит, флюорит, аппатит, ортокласс, кварц, топаз, корунд, алмаз. 8) Магнитность. Единственный минерал, который обладает четко выраженными магнитными свойствами, является магнетит. Слабую намагниченность имеют минералы, содержащие железо. 9) Растворимость. Небольшое число минералов, например галит, легко растворяются в воде. Остальные или плохо растворимы или вообще не растворимы в воде. Некоторые минералы растворяются в кислотах. В разбавленной соляной кислоте растворяется кальцит с выделением пузырьков диоксида углерода. Несколько хуже раство­ряются доломит, гипс и ангидрит. 10) Излом определяется поверхностью, по кото­рой раскалывается минерал. Она может напоминать ребристую не­ровную поверхность раковины — раковистый излом, но может иметь неопределенно-неровный характер — неровный излом.

 

 

№ 9. Самородные элементы — класс единой кристаллохимической классификации минералов. Этот класс объединяет минералы, являющиеся по своему составу несвязанными в химические соединения элементами таблицы Д. И. Менделеева, образующиеся в природных условиях в ходе тех или иных геологических (а также космических) процессов. В самородном состоянии в природе известно около 45 химических элементов, но большинство из них встречается очень редко. По подсчетам В. И. Вернадского на долю самородных элементов, включая газы атмосферы, приходится не более 0,1% веса земной коры. Нахождение элементов в самородном виде связано со строением их атомов, имеющих устойчивые электронные оболочки.

Сульфиды — природные сернистые соединения металлов и некоторых неметаллов. В химическом отношении рассматриваются как соли сероводородной кислоты H₂S. Главнейшие элементы, образующие сульфиды — Fe, Zn, Cu, Mo, Ag, Hg, Pb, Bi, Ni, Co,Mn, V, Ga, Ge, As, Sb.Кристаллическая структура сульфидов обусловлена плотнейшей кубической и гексагональной упаковкой ионов S²⁻, между которыми располагаются ионы металлов. Основные структуры представлены координационными (галенит, сфалерит), островными (пирит), цепочечными (антимонит) и слоистыми (молибденит) типами.

Характерны следующие общие физические свойства: металлический блеск, высокая и средняя отражающая способность, сравнительно низкая твёрдость и большой удельный вес.

Широко распространены в природе, составляя около 0,15 % от массы земной коры. Происхождение преимущественно гидротермальное, некоторые сульфиды образуются и при экзогенных процессах в условиях восстановительной среды. Являются рудами многих металлов — Cu, Ag, Hg, Zn, Pb, Sb, Co, Ni и др. К классу сульфидов относят близкие к ним по свойствам антимониды, арсениды, селениды и теллуриды. В природных условиях сера встречается в двух валентных состояниях аниона S₂, образующего сульфиды S²⁻, и катиона S⁶⁺, который входит в сульфатный радикал S0₄. Вследствие этого миграция серы в земной коре определяется степенью её окисленности: восстановительная среда способствует образованию сульфидных минералов, окислительные условия — возникновению сульфатных минералов. Нейтральные атомы самородной серы представляют переходное звено между двумя типами соединений, зависящими от степени окисления или восстановления.

 

№10. К галоидным соединениям относят соли соляной и плавиковой кислоты (естественные соединения брома и йода существуют, но являются крайне редкими). Хлориды экзогенного происхождения; большинство из них хорошо растворимо в воде. Фториды имеют эндогенное происхождение. Представители:
галит (поваренная соль) NаСl
сильвин КСl
сильвинит NаСl•КСl
карналлит КСl•МgСl2•6Н2О
флюорит (плавиковый шпат) СаF2
криолит Na3AlF6
Из галоидных соединений наибольшее распространение имеет галит, или поваренная соль, минерал, употребляемый человеком в пищу; помимо этого, галит является основным источником натрия и хлора для химической промышленности. Cильвин и карналлит используются в качестве удобрений. Флюорит и криолит используются преимущественно как флюс при выплавке стали и алюминия.
Встречаются галоидные соединения в осадочных породах преимущественно морского происхождения. Такие минералы, как галит, сильвин и карналлит часто формируются в почвах аридных (сухих) областей; особенно характерны они для галоморфных почв, солончаков.

Сульфа́ты — минералы, соли серной кислоты H₂SO₄. В их кристаллической структуре обособляются комплексные анионы SO₄²⁻. Наиболее характерны сульфаты сильных двухвалентных оснований, особенно Ba2+, а также Sr²⁺ и Ca²⁺. Более слабые основания образуют основные соли, часто весьма неустойчивые (например сульфаты окисленного железа), более сильные основания — двойные соли и кристаллогидраты.

 

Свойства:

· Твёрдость 2—3,5

· Удельный вес 1,5—6,4

· Окраска разнообразная, большей частью светлая

· Показатель преломления 1,44-1,88,

· Большинство сульфатов хорошо растворимы в воде

Генезис: Образуются в условиях повышенной концентрации кислорода и при относительно низких температурах, то есть вблизи земной поверхности. Большей частью экзогенные, хемогенные (в месторождениях солей). Сульфаты Cu, Zn и других близких элементов образуются при разрушении сульфидов. В природе встречается 180 минералов сульфатов и на их долю приходится ~0,5 % массы земной коры.

№ 11. Фосфа́ты — соли и эфиры фосфорных кислот. Различают ортофосфаты и конденсированные фосфаты, содержащие более одного атома P. Ортофосфаты можно получить действием ортофосфорной кислоты на щёлочь. У всех ортофосфатов есть свойство: безводные соли стабильны при нагревании до температуры плавления. Фосфаты в основном плохо растворимы, в отличие от дигидрофосфатов. Фосфаты в основном плохо растворимы, в отличие от дигидрофосфатов. Растворимы только фосфаты калия, натрия и аммония. Фосфаты обладают общими свойствами солей:

· Взаимодействуют с сильными кислотами

· Взаимодействуют с щелочами

· Взаимодействуют с другими растворимыми солями:

· При нагревании выше 2000C° разлагаются на оксиды

 

Основное применение — фосфорные удобрения. Фосфаты широко используются в синтетических моющих средствах для связывания ионов кальция и магния. Также применяется в производстве некоторых лекарственных веществ.

 

Карбона́ты и ги́дрокарбонаты — соли и эфиры угольной кислоты (H₂CO₃).

Из нормальных карбонатов в воде растворимы только соли щелочных металлов, аммония и таллия. Вследствие гидролиза растворы их показывают щелочную реакцию. Малорастворимы нормальные карбонаты кальция, бария, стронция и свинца. Все кислые карбонаты хорошо растворимы в воде; кислые карбонаты сильных щелочей также имеют слабощелочную реакцию.

Свойства:

· При нагревании кислые карбонаты переходят в нормальные карбонаты:

· При сильном нагревании нормальные карбонаты разлагаются на оксиды и углекислый газ

· Карбонаты реагируют с кислотами сильнее угольной (почти все известные кислоты, включая органические) с выделением углекислого газа.

Карбонаты кальция, магния, бария и др. применяют в строительном деле, в химической промышленности, оптике и др. В технике, промышленности и быту широко применяется сода(Na₂CO₃ и NaHCO₃): при производстве стекла, мыла, бумаги, как моющее средство, при заправке огнетушителей, в кондитерском деле. Кислые карбонаты выполняют важную физиологическую роль, являясь буферными веществами, регулирующими постоянство реакции крови.

 

№ 12. К этому классу относятся минералы, представляющие собой соединения различных элементов с кислородом, а в гидроксидах присутствует также и вода. По количеству входящих в него минералов он стоит на одном из первых мест, на его долю приходится около 17% массы всей земной коры (из них на долю оксидов кремния – около 12,5 % и оксидов железа – 3,9%). Минералы этого класса образуются как в эндогенных, так и в экзогенных условиях.

Оксиды и гидроксиды подразделяются на 2 подкласса:
1) оксиды и гидроксиды кремния,
2) оксиды и гидроксиды металлов.

Важнейшим оксидом кремния является кварц (SiО2), который составляет 12% от массы земной коры. Прозрачный кварц называют горным хрусталем, фиолетовый аметистом, жёлтый цитрином, чёрный морионом. Выделяются также скрытокристаллические разновидности: халцедон, кремень, агат, яшма, тигровый глаз. Все оксиды кремния имеют эндогенное происхождение.
Гидроксид кремния известен только один это аморфный минерал опал, образующийся при выпадении кремния в осадок из растворов, как поверхностных, так и гидротермальных. Его формула записывается как SiО2•nН2О, т. к. он содержит переменное количество воды. Многие разновидности опала используются как полудрагоценные и поделочные камни.
Кварц является обычной составляющей большинства горных пород различного происхождения; соответственно, он входит и в минеральную часть почвы. Тридимит и кристобалит встречаются в почвах, формирующихся на вулканогенных породах. Опал достаточно часто образуется непосредственно в почвах в результате выветривания силикатов, формируя характерные натёки и даже сцементированные горизонты.

№ 13. Силикаты и алюмосиликаты представляют собой обширную группу минералов. Для них характерен сложный химический состав и изоморфные замещения одних элементов и комплексов элементов другими. Главными химическими элементами, входящими в состав силикатов, являются Si, O, Al, Fe²⁺, Fe³⁺, Mg, Mn, Ca, Na, K.

В зависимости от того, как сочетаются между собой кремнекислородные тетраэдры, различают следующие структурные типы силикатов.

1. Островные силикаты, то есть силикаты с изолированными тетраэдрами [SiO₄]⁴⁻ и изолированными группами тетраэдров: а)силикаты с изолированными кремнекислородными тетраэдрами. Между собой эти тетраэдры непосредственно не связаны, связь происходит через катионы; б) Островные силикаты с добавочными анионами О²⁻, ОН¹⁻, F¹⁻ и др. в) Силикаты со сдвоенными тетраэдрами. Один из атомов кислорода у них общий, остальные связаны с катионами. г) Кольцевые силикаты. Характеризуются обособлением трёх, четырёх или шести групп кремнекислородных тетраэдров, образующих кроме простых колец, также и «двухэтажные». Представители: оливины, гранаты, циркон, титанит, топаз,дистен, андалузит, ставролит, везувиан, каламин, эпидот, цоизит, ортит, родонит, берилл, кордиерит, турмалин и др.

2. Цепочечные силикаты, силикаты с непрерывными цепочками из кремнекислородных тетраэдров. Тетраэдры сочленяются в виде непрерывных обособленных цепочек. Представители: пироксены ромбические (энстатит, гиперстен) и моноклинные. Цепочечные силикаты характеризуются средними плотностью и твердостью и совершенной спайностью по граням призмы. Встречаются в магматических и метаморфических горных породах.

3. Ленточные силикаты, это силикаты с непрерывными обособленными лентами или поясами из кремнекислородных тетраэдров. Они имеют вид сдвоенных, не связанных друг с другом цепочек, лент или поясов. Представители: тремолит, актинолит, жадеит, роговая обманка.

4. Кольцевые силикаты - подкласс островных силикатов, включающий, помимо турмалина и берилла, небольшое число гл. образом редких в природе минералов.

В кольцевх силикатах комплексный анион состоит из трёх, четырёх, шести кремнекислородных тетраэдров, связанных друг с другом через две общие вершины в замкнутые плоские изолированные кольца.

 

Пироксе́ны — обширная группа цепочечных силикатов. Многие пироксены — породообразующие минералы. Пироксены подразделяются на ромбические пироксены (ортопироксены) и моноклинные пироксены (клинопироксены). Пироксены являются исключительно распространенными минералами. Они слагают примерно 4 % массы континентальной земной коры. В океанической коре и мантии их роль значительно больше.

В поверхностных условиях пироксены неустойчивы. При метаморфизме пироксены появляются в эпидот-амфиболитовой фации. С увеличением температуры они устойчивы вплоть до полного плавления пород. С увеличением давления меняется состав пироксенов, но не убывает их роль в горных породах. Они исчезают лишь на глубинах больше 200 км.

Пироксены встречаются почти во всех типах земных пород.

Амфиб́олы — группа породообразующих минералов подкласса ленточных силикатов. Амфиболы имеют вытянутый, вплоть до игольчатого, реже короткостолбчатый облик кристаллов, совершенную призматическую спайность, псевдогексагональную форму поперечного сечения кристаллов. Для многих амфиболов характерны асбестовидные агрегаты. Могут образовывать также плотные массы (например, нефрит). Являются более поздними, чем пироксены, продуктами магматической кристаллизации и более ранними минералами метаморфизма. Роговая обманка, тремолит, актинолит — типичные минералы скарнов. Поздними гидротермальными процессами амфиболы изменяются в биотит, хлорит исерпентин. В поверхностных условиях переходят в монтмориллонит, нонтронит, галлуазит, карбонаты, лимонит, опал.

 

№ 14. Листовые силикаты, это силикаты с непрерывными слоями кремнекислородных тетраэдров. (см. Схему, з). Радикал структуры [Si₂O₅]²⁻. Слои кремнекислородных тетраэдров обособлены друг от друга и связаны катионами. Представители: тальк, серпентин, хризотил-асбест, ревдинскит, полыгорскит, слюды (мусковит, флогопит, биотит), гидрослюды(вермикулит, глауконит), хлориты (пеннит, клинохлор и др), минералы глин (каолинит, хризоколла, гарниерит и др.), мурманит.

Силикаты с непрерывными трёхмерными каркасами, или каркасные силикаты (см. Схему, и). В этом случае все атомы кислорода общие. Такой каркас нейтрален. Радикал [SiO₂]⁰. Именно такой каркас отвечает структуре кварца. На этом основании его относят не к окислам, а к силикатам. Разнообразие каркасных силикатов объясняется тем, что в них присутствуют алюмокислородные тетраэдры. Замена четырёхвалентного кремния на трехвалентный алюминий вызывает появление одной свободной валентности, что в свою очередь влечет за собой вхождение других катионов (например калия и натрия).

№ 15 Го́рные поро́ды — природная совокупность минералов более или менее постоянного минералогического состава, образующая самостоятельное тело в земной коре. Планеты земной группы и другие твёрдые космические объекты состоят из горных пород. По происхождению горные породы делятся на три группы: магматические (эффузивные и интрузивные), осадочные и метаморфические.

Магматические и метаморфические горные породы слагают около 90 % объёма земной коры, однако, на современной поверхности материков области их распространения сравнительно невелики. Остальные 10 % приходятся на долю осадочных пород, занимающие 75 % площади земной поверхности.

Тексту́ра — совокупность признаков строения горной породы, обусловленных ориентировкой и относительным расположением и распределением составных частей породы.

Текстура магматических пород зависит от особенностей кристаллизации, от способа заполнения пространства массой породы вследствие процессов, происходящих в расплаве до застывания или во время кристаллизации, и от формы отдельности, возникающей вследствие охлаждения застывшего расплава или под влиянием внешних воздействий во время кристаллизации и после её окончания.

В осадочных породах выделяют текстуры первичные — возникающие в период седиментации (например, слоистые) или в ещё не отвердевшем, пластичном осадке (например, подводнооползневые) и вторичные — образующиеся в стадию превращения осадка в горную породу, а также при её дальнейших изменениях (диагенез, катагенез, начальные стадии метаморфизма).

Структура - 1. для магматических и метасоматических пород, совокупность признаков горной породы, обусловленная степенью кристалличности, размерами и формой кристаллов, способом их сочетания между собой и со стеклом, а также внешними особенностями отдельных минеральных зёрен и их агрегатов (например, порфировая структура,порфиробластическая структура). Структурные признаки магматических и метаморфических пород связаны с процессами кристаллизации и изменения минералов. Структура является важнейшим диагностическим и классификационным признаком горных пород, наряду с минеральным и химическим составом. Кроме выше перечисленных структур магматических горных пород, различаются так же структуры: крупнокристалическая (размеры зерен от 10 до 30 мм), мелко кристаллическая (размеры зерен менее 1 мм), равномернозернистая, неравномернозернистая, стекловатая, и т.д.

2. В тектонике, структура - это пространственная форма залегания горных пород. Термин тектоническая структура или структура применяется очень широко. Говорят о структуре Земли в целом, о структуре отдельных её областей, районов и небольших участков. Часто структурой называют различные типы складок, поднятий, куполов и другие элементарные формы залегания горных пород. В нефтяной геологии под структурой понимают приподнятые положительные тектонические формы (антиклинальные, брахиантиклинальные, диапировые и другие складки, купола, своды и прочее), благоприятные для образования залежей нефти и газа.

№ 16. Магматические горные породы — это породы, образовавшиеся непосредственно из магмы, в результате её поступления в верхние горизонты Земли, охлаждения и застывания. В зависимости от условий застывания различают интрузивные (глубинные) и эффузивные (излившиеся) горные породы.Магматические горные породы делятся по химическому составу на: кислые (SiO₂ 65-75,гранит, липарит, кварцевый порфир %), средние (SiO₂52-65 %, сиенит, трахит, диорит, андезит), основные (SiO₂ 40-52%, габро, базальт, диабаз), ультраосновные (SiO₂ менее 40 %, пироксенит, периодит, дунит).Минеральный состав магматических горных пород разнообразен: полевые шпаты, кварц, амфиболы, пироксены, слюды, в меньшей степени — оливин, нефелин, лейцит,магнетит, апатит и другие минералы.По происхождению минералы магматических пород делятся на первичные, образованные в результате кристаллизации самой магмы и вторичные, образовавшиеся в результате дальнейшего их преобразования, за счет процессов вторичного минералообразования. Магматические горные породы представляют большую ценность и широко применяются в народном хозяйстве страны. Они используются в качестве строительных материалов, для каменного литья и как кислотоупорные камни. Некоторые изверженные горные породы успешно применяются как активные минеральные добавки после размола пород и вводятся в цементы для улучшения их гидравлических свойств.

 

№ 17. ОБЛОМОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ - состоят целиком или преимущественно из обломков различных горных пород (магматических, метаморфических или осадочных) и минералов (кварц, полевые шпаты, слюды, иногда глауконит, вулканическое стекло и др.). Классификация: 1. По размеру обломков (крупнообломочные, среднеобломочные, мелкообломочные). 2. Окатанные (валун,галечник,гравий) и неокатанные. Обломочные горные породы используют в качестве строительного материала (бутовый камень, балласт, щебень и т.п.), а пески, кроме того, — в стекольной и металлургической промышленности, глины — в огнеупорной и керамической промышленности, в буровых растворах и др. В речных и морских песках встречаются россыпи золота, платины, драгоценных камней, минералов титана,олова, вольфрама, редких и радиоактивных элементов.

Глинистые породы (пелиты) — распространенные и широко используемые в промышленности строительных материалов осадочные породы. Глины образуются при переносе и осаждении глинистых минералов; они состоят из тончайших частиц размером менее 0,01мм. Глины содержат в основном минералы — каолин, монтмориллонит, а также гидрослюды, зерна кварца, полевого шпата, нередко органические вещества. Чистые разновидности глин встречаются среди континентальных пород: каолинитовые (огнеупорные) и монтмориллонитовые (отбеливающие) глины. Уплотняясь, глины переходят в аргиллиты — прочные горные породы, не размокающие в воде.Химические и биохимические породы формируются в водоемах и на суше в результате химических процессов, жизнедеятельности и отмирания животных и растений. Химические и биохимические породы связаны между собой, часто имеют смешанное происхождение. Это позволяет объединять их в одну группу и классифицировать по химическому составу. Карбонатные породы представлены известняками, мелами и доломитами. Известняки состоят из минерала кальцита, мел — из мельчайших раковин фораминифер, их обломков и тонких зерен кальцита. Доломиты образуются путем химического осаждения или воздействия магнийсодержащих растворов на известковые осадки и породы и состоят из одноименного минерала. Мергель — осадочная порода, смешанного глинисто-карбонатного состава.

№ 18. ОРГАНОГЕННЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ – осадочные горные породы, состоящие из остатков животных и растений и продуктов их жизнедеятельности. Организмы обладают способностью концентрировать определённые вещества, не достигающие насыщения в природных водах, образуя скелеты или ткани, которые сохраняются в ископаемом состоянии. По вещественному составу среди органогенных горных пород можно выделить карбонатные, кремнистые, некоторые фосфатные породы, а также угли, Горючие сланцы, нефть, твёрдые битумы. Органогенные горные породы карбонатные (Известняки) состоят из раковин фораминифер, кораллов, мшанок, брахиопод, моллюсков, водорослей и других организмов. ХЕМОГЕННЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ — группа пород, образовавшихся непосредственно путём химического осаждения из вод или растворов без участия биологических процессов. В зависимости от способа и места осаждения, а также происхождения вод и растворов хемогенные горные породы могут быть осадочными, гидротермально-осадочными и гидротермальными. Способы осаждения: постепенное концентрирование вод и растворов в результате солнечного испарения, смешивание растворов 2 или более растворимых солей и понижение температуры растворов. По происхождению минералообразующие воды и растворы могут быть морскими, континентальными гидротермальными (слабо - минерализованными и рассольными). Место осаждения: поверхность (морские и континентальные водоёмы) или недра Земли.

 

№ 19. Метаморфизм — процесс твердофазного минерального и структурного изменения горных пород под воздействием температуры и давления в присутствии флюида. Виды: Региональный метаморфизм, Метаморфизм сверхвысоких давлений, Контактовый метаморфизм, Динамометаморфизм,Импактный метаморфизм, Автометаморфизм.

Метаморфические горные породы — горные породы, образованные в толще земной коры в результате изменения (метаморфизма) осадочных и магматических горных пород вследствие изменения физико-химических условий. Благодаря движениям земной коры, осадочные горные породы и магматические горные породы подвергаются воздействию высокой температуры, большого давления и различных газовых иводных растворов, при этом они начинают изменяться.Наиболее распространены метаморфические горные породы сланцеватой или полосчатой текстуры — сланцы, гнейсы, хотя нередки и массивные породы, например мраморы, кварциты, роговики. Кроме того, широко развиты породы с катакластическими текстурами, возникшими при дислокационном или динамическом метаморфизме, — разнообразные катаклазиты и милониты.

 

№ 20. Магма представляет собой при­родный, чаще всего силикатный, раскаленный, жидкий расплав, воз­никающий в земной коре или в верхней мантии, на больших глубинах, и при остывании формирующий магматические горные породы. Излившаяся магма — это лава.

Виды магмы: базальтовая магма (содержится 50% кремнезема, а так же присутствует аллюминий, кальций, железо и магний), гранитная магма (содержит 60-65% кремнезёма, она имеет меньшую плотность, более вязкая и в большей степени чем базальтовая насыщена газами).

Лава — огненно-жидкий, преимущественно силикатный расплав, изливающийся во время вулканических извержений на земную поверхность. Отличие от магмы — нет газов, улетучивающихся при извержении. Лава образуется при извержении вулканом магмы на поверхность Земли. Вследствие остывания и взаимодействия с газами, входящими в состав атмосферы магма меняет свои свойства, образуя лаву.

Виды лавы: карбонатная лава (наполовину состоит из карбонатов натрия и калия. Это самая холодная и жидкая лава на земле), кремниевая лава (кремниевая лава наиболее характерна для вулканов тихоокеанского огненного кольца), базальтовая лава (Основной тип лавы извергаемый из мантии, характерен для океанических щитовых вулканов. Наполовину состоит из диоксида кремния (кварца), наполовину — из оксида алюминия, железа, магния и других металлов).

Выделяют два типа дифференциации: собственно магматическую дифференциацию, т. е. дифференциацию вещества в жидком состоянии, и кристаллизационную дифференциацию, т. е. дифференциацию, связанную с образованием кристаллов. Магматическая дифференциация происходит раньше кристаллизационной. В магматической дифференциации выделяются процессы ликвации и ассимиляции. Ликвация, или расщепление, магмы представляет собой образование двух различных по составу и удельному весу жидкостей. Ассимиляция — это процесс расплавления или растворения постороннего материала, захватываемого магмой при соприкосновении с боковыми породами.

Кристаллизационная дифференциация также связана с охлаждением массива интрузивных пород. Когда магма достигает определенной температуры, в ней возникают центры кристаллизации отдельных минералов. Это основано на том, что кристаллизация различных минералов происходит при разной температуре.

 

№ 21 Часто магма не достигает поверхности Земли и застывает (кристаллизуется) на различной глубине, образуя тела неодинаковой формы и размера – интрузивы. В зависимости от глубины застывания (кристаллизации) магмы, интрузивные массивы подразделяются на приповерхностные (или субвулканические) – глубина застывания не более нескольких сотен метров; среднеглубинные (гипабиссальные) – глубина формирования 1-1,5 км, и глубинные (абиссальные), застывшие глубже 1,5 км. По отношению к вмещающим породам интрузивы подразделяются на согласные и несогласные. Несогласные интрузивные тела пересекают, прорывают пласты вмещающих пород. К ним относят: дайки, штоки, батолиты. Дайка представляет собой трещину, которая была заполнена магматическим расплавом. Дайки обладают длиной от десятков метров до сотен километров и шириной от нескольких сантиметров до 5—10 км. Дайки относятся к классу малоглубинных (гипабиссальных) интрузий. Шток — интрузивное тело, в вертикальном разрезе имеющее форму колонны. Форма изометричная, неправильная. От батолитов отличаются меньшими размерами. Батолит — крупный интрузивный массив, имеющий преимущественно секущие контакты и площадь более 100 км². Форма в плане обычно удлиненная, иногда изометричная. Часто батолиты имеют площадь, измерямую десятками тысяч км². Согласные интрузии - это интрузии в ядрах складок, контакты которых согласны с падением их крыльев. К ним относят: силлы, лакколиты, лополиты. Силлы образуются при внедрении магмы вдоль поверхностей напластования. Протяженность силлов может достигать 300 км при мощности (толщине) в несколько метров. Мощность силлов колеблется от десятков сантиметров до 600 м, но чаще встречаются силлы мощностью от 10 до 50 м. Они являются гипабиссальными интрузиями. Лакколит — интрузивный массив, имеющий в разрезе грибообразную или куполообразную форму кровли и относительно плоскую подошву. Они образуются магмами кислого состава или из силла, и приподнимают вмещающие вышележащие породы, не нарушая их слоистости. Размеры лакколитов сравнительно небольшие — от сотен метров до нескольких километров в диаметре. Лополит-согласная,межпластовая интрузия блюдцеобразной формы, залегающий в синклиналях и мульдах. Размеры лополитов в диаметре могут достигать десятков километров, а мощность — многих сотен метров.

 

№ 22. Эффузивным магматизмом или вулканизмом называется излияние на поверхность лавы или выход газов,или выбрасывание обломочных материалов,к-ые выделяются из магмы,не дошедшей до поверхности земли. В развитии вулкана 3 стадии:1)субвулканическая-идут процессы формирования магматич очага и дифференциация магмы,большоя часть очагов формируется на глубине 40-150км 2)вулканическая-хар-ся выбросом тверд.частиц,газов,жидкихвулканич продуктов на поверхность.3)поствулканическая-происходит только выход газообразных продуктов на поверхность.. В зависимости от хар-а подводящего канала выделяют 2 типа1 : 1)трещинные-изливают очень жидкую и подвижную лаву,извержения носят спокойный хар-р. Растекающаяся лава создает обширные покровы-они получили название трапповые. Такие вулканы находятся только на эфиопском нагорье.2) чаще встречаются вулканы ЦЕНТРАЛЬНОГО типа. В своей осевой части они имеют цилиндрич канал(жерло),иногда на склонах возникают паразитические кратеры. Представляют конусовидные или куполовидные горы.ТИПЫ ВУЛКАНОВ ПО ТИПУ ИЗВЕРЖЕНИЯ И ХАР-У ЛАВЫ:1) ГАВАЙСКИЙ тип-имеет основные и ультраосновные лавы,темные,жидкие,долго не застывают,растекаюися на большие территории.температура-1150-1200.щитовой тип-ему свойственно спокойное извержение,извергаются постоянно.2)СТРОМБОЛИАНСКИЙ тип- на Липарских островах, лавы имеют большее содержание кремнезема, лавы основные ,1000-1100,вулканы камчатки3)ВЕЗУВиАНСКИЙ тип. Лавы среднего основного состава, лава андезитовая,вязкая,800-1000,стратовулканы,с крутыми склонами,угол падения склонов достигает30 градусов. Вулканы Кордильер, аляски,Канады.4) МОН-ПЕЛЕ-лавы среднего андезитового состава,к-ые застывают в жерле вулкана,700-800,высок конус,частывзрывы,сопровоздаютсяземлетрясениями,ряд вулканов зондских островов. 5)КРАКАТАУСКИЙ тип-лавы светлые,кислые,менее700, большая длина пробки-километры. Вулканы о. ява и Суматры. Продукты:газообразные в спокойный период выделяются равномерно. Во время эруптивного процесса выбрасывается столб газа и пепла. На 60-99%состоят из водяного пара,кроме входят водород,хлор,аммиак,метан.хим состав газов определяется стадией извержения:1 стадия-600-700 градусов с хлористо и фтороводородныесоединения,менее 100 градусов преобладает углекислый газ. Жидкие-лавы-делятся на: кислые-более 60%кремнезема,светлые,медленные,быстро застывают,вязкие. Основные-темные,жидкие,долго не застывают,40-52%. Ультраосновные-менее 40%. ТВЕРДЫЕ(пирокласты)1)вулканич.пепел,размер менее 1 мм,состоящий из обломков вулканич стекла2)вулканич.песок 1-2 мм,песок и пепел образуют рыхную массу-туф3)вулканические камушки-лапилли,обломки до 30 мм 4)вулканич бомбы-обломки более 30 мм,оторванные куски жерла и кратера.

№ 23. Распространение вулканов по поверхности земли лучше всего объясняется теорией тектоники плит,согласно к-ой поверхность земли состоит из мозайки подвижных литосферных плит. При их встречном движении происходит столкновение и одна из плит погружается под другую. Если плиты раздвигаются,то образуется рифтовая зона. Проявление вулканизма связано с этими двумя ситуациями. Вулканы зоны субдукции располагаются по границе поддвигающихся плит. Тут можно говорить об огненном кольце вулканов вокруг тихого океана. Однако это кольцо прерывисто,т.ксубдукция происходит неповсеместно. Вулканы рифтовых зон существуют в осевой части Срединно-атлантического хребта и вдоль восточно-африканской системы разломов. ПОСТВУЛКАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ: термы,гейзеры,псевдовулканы. После извержений,когда активность вулкана либо прекращается, либо он дремлет в течение тысячи лет,на самом вулкане и в его окрестностях сохраняются процессы,связанные с остыванием магматич.очага и называемые поствулканическими. К ним относят фумаролы,термы,гейзеры. Во время извержений иногда происходит обрушение вулканич сооружения с образованием кальдеры. Если на поверхность выносятся древ гор породы,а не магма,а среди газов преобладает водяной пар,то такое извержение называют фреатическим. ТЕРМЫ-горячие источники,широко распространены в областях современ и новейш вулканизма. Не все термы связаны с вулканами,т.к с глубиной температура увеличивается и в районах с повышгеотермич градиентом циркулирующая атмосферная вода нагревается до высоких температур. Горячие источники вулканич областей Йеллоустонском парке в США,виталии,новойзеландии,накамчатке,накавказе обладают изменчивым составом воды и разной температурой, поскольку грунтовые воды смешиваются в разной пропорции с вулканическими газами и по разному реагируют с вмещающими породами. Воды бывают натриево-хлоридные,кальциево-бикарбонатные. Горячие воды изменяют окружпороды,откладывая в них окислы и сульфиды железа и изменяя их до глины,к-ая превращается в кипящую грязь(р-н камчатки) ГЕЙЗЕРЫ-источники,выбрасывающие фонтаны горячей воды и пара. Являются одним из проявлений поздней стадии вулканизма,распространены в областях современ.вулканичдеят-и. гейзеры могут иметь виднебольших усеченных конусов с достаточно крутыми склонами,небольш чашеобразными углублениями. Различают регулярные и нерегулярные гейзеры. У 1 продолжительность цикла почти постоянна,у 2-изменчива. Местонахождение:камчатка,исландия(страна гейзеров),сев америка,новаязеландия. САЛЬЗЫ-грязевые сопки,разнообразны по форме,постоянно или периодически извергающая на зем поверхность грязевые массы и газы,часто с водой и нефтью. Встречаются в нефтеносных и вулканичобластях,а так же в дельтах рек. Известны на восточ побережье каспия,восточгрузия,италия,новаязеландия.

 

№ 24. Пегматитовые, пневматолитовые и гидротермальные процессы минерало¬образования. Возникновение минералов связано с различными природными процессами, протекавшими не только в земной коре или мантии Земли, но также на поверхности или во внутренних частях других планетарных тел, в межзвездной среде и, наконец, как было показано в последнее время, в атмосферах различных звезд. Эндогенные процессы минералообразования.Среди эндогенных процессов минералообразования главными являются магматические, пегматитовые и пневматолитово-гидротермальные.Пегматитовые процессы. В конце основной стадии магматической кристаллизации остаточный расплав заметно обогащается кремнеземом, глиноземом, щелочами и летучими компонентами. Наряду с этим он также концентрирует в себе значительные количества редких и рассеянных элементов (Li, Be, B, F, Rb, Cs, р.з.э., Mo, Zr, Hf, Ta, Nb, Th, U и др.) Дальнейшая кристаллизация такого расплава приводит к образованию пегматитовых жил. Пегматиты обычно образуются в ассоциации с кислыми (граниты) или щелочными (нефелиновые сиениты) породами. По своему минеральному составу пегматиты близки к материнским породам - главная их масса состоит из тех же породообразующих минералов, однако число и распространенность второстепенных минералов в пегматитах в некоторых случаях существенно больше, чем в материнских породах. Так, например, в гранитных пегматитах кроме породообразующих минералов (полевые шпаты, кварц, слюды) иногда наблюдаются фтор- и борсодержащие соединения (топаз - Al2[SiO4](F,OH)2, турмалин - Na(Mg,Fe)3Al6[Si6O18] (BO3)3(OH)4), минералы бериллия (берилл - Be3Al2Si6O18), лития (литиевые пироксены и слюды), редкоземельных элементов, ниобия, тантала и др. Большинство пегматитов обладает крупнозернистой структурой; отдельные минералы в них иногда достигают гигантских размеров. Во многих пегматитовых жилах наблюдается зональное строение, выраженное в закономерном распределении минералов. Пневматолито-гидротермальные процессы. Явление пневматолиза (от греческого "пневма" - газ) протекает в тех случаях, когда вследствие перепада давлений происходит вскипание остаточного расплав-раствора и вся жидкость переходит в газообразную фазу, вступая при этом в реакцию с ранее выделившимися твердыми минералами. Минеральный состав пневматолитовых и гидротермальных жил крайне разнообразен. Жилы в большинстве случаев сложены кварцем, карбонатами, которые заключают в себя скопления самородных элементов (Au, Ag, Bi), сульфидов, селенидов и теллуридов таких элементов как Mo, Bi, Cu, Zn, Ag, Pb, Sb, Hg и др., оксисоединений вольфрама, Mo, Sn, U и некоторые другие минералы. Именно с пневматолитово-гидротермальными процессами связано образование крупных месторождений редких (W, Mo, Sn, Bi, Sb, As, Hg), цветных (Cu, Pb, Zn), благородных (Au, Ag) и радиоактивных (U, Th) металлов.

 

 

№ 25. Выве́тривание — совокупность сложных процессов качественного и количественного преобразования горных пород и слагающих их минералов, приводящих к образованию продуктов выветривания. Это изменение горных пород любого состава и структуры,к-ое происходит в поверхностных условиях под совокупным действием физич,химич и биохимичпроцссах. В физич выветривании особенно большое значение имеет температурный фактор,кристаллизация воды и солей и в меньшей степени биологический фактор. Физическое выветривание подразделяется натемпературное и морозное. Температурное выветривание – разрушение горных пород и минералов на поверхности Земли под влиянием колебаний температуры. Известно, что при нагревании и охлаждении твёрдые тела изменяют свой объём. Не являются исключением горные породы и минералы. В результате суточных колебаний температуры в массиве горных пород возникают напряжения двух типов. Напряжения первого типа (называемые объёмно-градиентными) связаны с неравномерным нагреванием поверхностной и более глубоких частей массива; различие температур (и, соответственно, различное расширение) в этих частях массива приводят к образованию трещин, направленных параллельно его поверхности. Вследствие этого происходит шелушение и отслаивание пород, называемое десквамацией. Второй тип напряжений в пределах объёма породы и минерала связан с различием коэффициентов теплового расширения-сжатия минералов. Напряжения этого типа приводят к раскалыванию до уровня минеральных зёрен и далее, по трещинам спайности, до образования частиц размером до сотых долей мм. Быстрее разрушаются темноокрашенные минералы и породы, а также крупнокристаллические полиминеральные породы с большими различиями коэффициентов расширения составляющих их минералов.Так в процессе температурного выветривания массив пород разрушается с образованием обломочных пород различного размера – от щебня до алевритового материала. Наиболее активно температурное выветривание протекает в пустынях и, в несколько меньшей степени, в нивальных областях и в высокогорных районах, не покрытых снегом. Этому способствует сочетание двух факторов: 1) резкие суточные колебания температуры, достигающие 50оС и 2) обнажённость горных пород ввиду отсутствия растительного покрова и почвенного слоя.Морозное выветривание – разрушение горных пород в результате периодического замерзания попадающей в трещины воды.Попадая в трещины, в холодное время суток вода замерзает – превращается в лёд, объём которого, как известно, значительно выше, чем исходный объём воды. Кристаллизующийся лёд оказывает на стенки трещин весьма существенно давление.Давление льда приводит к расширению трещин и раскалыванию пород на крупные обломки размером от десятков сантиметров до метров в диаметре. Отсутствие более мелкого материала обусловлено тем, что свободная вода не способна проникать в микротрещины.Наиболее активно морозное выветривание протекает в холодных и умеренных областях с резкими суточными колебаниями температуры, а также в области развития вечной мерзлоты и в зоне деятельности ледников. Продукты выветривания, залегающие на месте своего образования, называются элювий. К элювию относят продукты выветривания, не смещённые за пределы площади развития материнских пород (субстата за счёт которого они образовались).В результате физического выветривания образуются особые формы ландшафта. Если выветривание происходит в горной области, где имеются плоские, горизонтальные поверхности, то продукты выветривания накапливаются на них в виде глыб и более мелкого дресвяного материала. В результате создаются элювиальные россыпи и ландшафты беспорядочного нагромождения глыб, получившие название «каменных морей».Характерным ландшафтом зон физического выветривания являются каменистые пустыни, или, как их называют в Сахаре, гаммады.Говоря о физическом выветривании необходимо подчеркнуть, что оно приводит к механической дезинтеграции пород и минералов, но не приводит к их химическому преобразованию. Сильное механическое воздействие на толщи горных пород оказывают корневая система деревьев.трав.а так же роющ животные . корни растений, проникая по трещинам оказывают расклинивающее действие и вызывают раскалыввание породы на отдельные глыбы и обломки. Механическое воздействие на коренные породы оказывают так же муравьи,земляныечерви,грызуны и норные животные. Таким образом физическое выветривание основную роль играет в жарком и холодном климатах в пустынных и арктических ландшафтах.. Чаще продукты физического выветривания перемещаются вниз по склонам возвышенностей и гор, смываются поверхностными водами, удаляются ветром и льдом. Коллю́вий, коллювиальные отложения (лат. colluvio — скопление, беспорядочная груда) — обломочный материал, накопившийся на склонах гор или у их подножий путем перемещения с расположенных выше участков под влиянием силы тяжести (осыпи, обвалы, оползни) и движения оттаивающих, насыщенных водой продуктов выветривания в областях распространения многолетнемерзлых горных пород.[1]После достижения подошвы склона коллювиальные отложения обычно захватываются реками и ледниками.В зависимости от процесса, вызвавшего накопление, выделяют коллювий обрушения (дерупций и десерпций), коллювий оползания (оползневые и солифлюкционные) и коллювий смывания (делювий).

№ 26. Химическое выветривание. Характерные процессы. Элювий. Кора вывет¬ривания и связанные с ней полезные ископаемые.Основную роль в химическом выветривании играет влага, особенно насыщенная газами и химичсоединениями,под действием которых начинают видоизменятся физико-химичсв-а пород. Главными факторами химич выветривания являются вода, кислород, углекислота и органические кислоты. Под их влиянием существенно изменяются структура и вещественный состав горных пород и образуются новые минералы. В данном типе выветривания принимают участие и биохимические процессы.ОКИСЛЕНИЕ:этот процесснаиболее интенсивно протекает в горных породах, содержащих минералы, состоящие из соединений железа(3) и марганца. Например, при окислении магнетит переходит в более устойчивую форму- гематит. В результате процесса преобразования железосодержащих минералов и их перехода в лимонит многие горные породы окрашиваются в бурый цвет,что свидетельствует об окислении. Гидратация- данный процесс заключается в присоединении воды к веществу. В результате этого осуществляется закрепление молекул воды на поверхности некоторых участков кристаллической решетки. Хорошим примером гидратации является переход ангидрита в гипс. При изменении условий реакция обратима и гидратация превращается в дегидратацию. Растворение: горные породы растворяются водами,содержащими углекислоту или органические кислоты. Особенно интенсивно проявляется в осадочных горных породах. Наибольшей растворимостью обладают хлориды-соли натрия и калия. Гидролиз-особенно хорошо этот процесс проявляется при выветривании силикатов и алюмосиликатов. Сущность этого процесса заключается в разложении минералов и выносе отдельных элементов и соединений. При этом существенным образом нарушается структура кристаллов,к-ая заменяется совершенно новой. Элювий (от лат. eluo — вымываю), рыхлые отложения, возникающие при выветривании исходных (материнских) горных пород на месте их залегания. Э. слагает коры выветривания и почвы. К коре выветривания относится комплекс элювиальных образований,возникших в приповерхностной части земной коры в результате преобразования в континентальных условиях магматических,метаморфических и осадочных горных пород под воздействием химических,физических и биохимических процессов. Для коры выветривания характерны зависимость состава и мощности от физико-химических факторов,действующих на земной поверхности, и постепенный переход с глубиной в слабоизмененные процессами выветривания, а затем и свежие исходные. Состав коры выветривания и ее мощность зависят от сочетания различных физико-географических факторов. В периоды тектонического покоя в районах влажного и тёплого климата происходит формирование К. в. наибольшей мощности. Разложение большой массы органических веществ приводит к образованию CO2 и органических кислот, которые, просачиваясь из почвы в К. в., производят глубокое разложение горных пород и кислое выщелачивание растворимых продуктов выветривания. Из К. в. выносится большинство подвижных элементов — Ca, Mg, Na, К, Si, многие редкие металлы. К. в. относительно обогащается наименее подвижными элементами — Fe, Al, Ti, Zr и др. с образованием гидроокислов Fe и Al, каолинита, галлуазита и др. глинистых минералов.

1. Предмет, задачи и отрасли науки геологии. Геология-наука о составе строении и закономерностях развития Земли. Задачи: изучение состава земли и земной коры, изучение строения земной коры, изучение закономерностей земной коры. Геология так же привлекает сведения из смежных наук:биологии, географии, геофизики, геохимии. Отрасли: 1) науки, изучающие состав земной коры: кристаллография, минералогия, литография, геохимия. 2)Динамическая геология- группа наук, изучающая геологич процессы на поверхности земли и внутри, к-ые влияют на формирование горных пород и рельефа: геотектоника, вулканология, сейсмология. 3) Историческая геология- изучает последовательность геологических событий: палеонтология, палеогеография, палеоботаника. 4) прикладные дисциплины(практические)- гидрогеология, нефтяная геология, учение о полезных ископаемых, экологическая геология.

 

 

№ 27. Геологическая деятельность ветра. Разрушительная деятельность ветра (дефляция, корразия) и создаваемые ею формы рельефа.геолог.деят-ость ветра-ветер-один из важднейших экзогенных факторов,преобразующих рельеф земли,переносящий во взвешенном состоянии или перекатыванием обломков горных пород и откладывающий их в определенных понижениях суши,в пресных континент и морских водоемах. Геологичдеят-ость ветра называют эоловой. Интенсивность и сила воздействия эоловых процессов зависят от типа и скорости ветра. Ветер переносит тонкий обломочный материал на огромные расстояния. Чем выше скорость ветра,тем значительнее производимая им работа. Наиболее ярко эоловаядеят-ость проявляется в пустынях. Не менее интенсивно ветров деят протекает на выровненных пространствах побережий морей и океанов и в широких речных долинах,не покрытых растительностью.геологич работа ветра состоит из следующих видов:1)разрушение гор пород(дефляция и корразия)2)перенос или транспортировка разруш материала3)отложение(аккумуляция)рельеф,к-ый создает ветер называется эоловым. ДЕФЛЯЦИЯ- разрушение горных пород,раздробление и выдувание рыхлых частиц вследствие действия ветровых потоков. В скальных трещинноватых породах ветер проникает во все трещины и выдувает из них все рыхлые частицы. Разрушение горных пород воздушным потоком,в к-ом содержатся твердые частицы,носит название КОРРАЗИЯ.. дефляция наиболее сильно проявляетсяв узких горных долинах,в щелевидных расселинах,в сильно нагреваемых пустынных котловинах. В результате дефляции котловины углубляются. Именно дефляцией объясняется происхождение некоторых глубок.котловин в пустынях сред азии, аравии,севафрики. Корразия производит разрушение ображенных горных пород песчаными частицами и иногда мелким щебнем. Она выражается в обтачивании,шлифовании,высверливании поверхности горных пород,прри этом мельчайшие трещины расширяются. Корразионнаядеят-ость особенно хорошо заметна на стенах египетских пирамид. Если на пути преобладающего направления ветра,несущегопесчинки,встречаются обломки твердых пород,то они с течением времени истираюся,шлифуются по одной или нескольким граням и называются эоловыми многогранниками. В массивных породах ветер удаляет из трещин продукты разрушения и выветривания,расширяетпоры,создает выемки. Сильные приземные ветры удаляют песчаный материал с поверхности и возникают каменные пустыни.

№ 28. Переносящая и аккумулятивная деятельность ветра. Эоловые формы ре¬льефа: барханы, дюны, эрги. Эоловые отложения. Гипотезы происхождения лёссов..геолог.деят-ость ветра-ветер-один из важднейших экзогенных факторов,преобразующих рельеф земли,переносящий во взвешенном состоянии или перекатыванием обломков горных пород и откладывающий их в определенных понижениях суши,в пресных континент и морских водоемах. Геологичдеят-ость ветра называют эоловой. Интенсивность и сила воздействия эоловых процессов зависят от типа и скорости ветра. Ветер переносит тонкий обломочный материал на огромные расстояния. Чем выше скорость ветра,тем значительнее производимая им работа. Наиболее ярко эоловаядеят-ость проявляется в пустынях. Не менее интенсивно ветров деят протекает на выровненных пространствах побережий морей и океанов и в широких речных долинах,не покрытых растительностью. ЭОЛОВАЯ ТРАНСПОРТИРОВКА:пылеватые и мелкие песчаные частицы переносятся на различные расстояния. Состав их весьма разнообразен:кварц,шпат,гипс,галит,комочки почвы.. в процессе переноса песчаный материал не только сортируется,но и истирается и шлифуется. Это происходит вследствиивзаимногоо соударения частиц в процессе транспортировки. Пылевой материал способен подниматься на высоту от 3 до 5 км,а иногда и насыщать всю тропосферу. ЭОЛОВАЯ АККУМУЛЯЦИЯ. Аккумуляция эолового материала осуществляется не только за пределами пустынь,но и в пределах пустынь. Среди эоловых отложений выделяют:эоловыепески,эоловый лёсс. Дюнные или эоловые пески состоят из мелких песчинок окатанной формы, принесенных и переотложенных воздушными потоками. Они образуют у берегов водных бассейнов песчаные холмы, называемые дюнами, а в пустынях - барханами. Эоловый лёсс (нем. "лёсс" - желтозем) представляет своеобразный генетический тип континентальных отложений. Он образуется при накоплении взвешенных пылеватых частиц, выносимых ветром за пределы пустынь и в их краевые части, и в горные области.ФОРМЫ РЕЛЬЕФА:Барханы-ассиметричные серповидные песчаные ,расположенные перпендикулярно господствующему направлению ветра. Наветренный склон их днинный и пологий. Он покрыт множеством знаков,напоминающих мелкую рябь. Подветренный склон которкий и крутой. Вершинная часть хар-ся развитием остого гребня. Высота от 2 до 30. Одиочные барханы встречаются редко.Дюна — это удлиненный асимметричный холм с более или менее округлой вершиной. Склон холма, обращенный к ветру (наветренный), более полог (5—12°), противоположный склон (подветренный) соответствует углу естественного откоса, равному для песков 30—35°. Высота дюн очень различна — обычно от 5 до 30 м, но известны дюны-гиганты, достигающие в высоту свыше 100 м. В Тунисе встречена дюна высотой 200 м, а р Сахаре— даже 500 м.Эрг— арабское название песчаных массивов Северной Африки (Большой Восточный Эрг). Для эргов характерно наличие барханов, дюн, летающих песков, солончаков, а также незначительное наличие или полное отсутствие растительного покрова. Теории происхождения лёсса: В настоящее время распространением пользуются две гипотезы относительно происхождения лесса . 1. Одна из них - ветровая (эоловая), творцом которой является Рахтгофен (1877), рассматривает лесс как осадок атмосферной пыли. 2. Другая гипотеза - делювиальная. Она объясняет происхождение лесса смывом, при помощи дождевых струек, продуктов выветривания различных коренных пород и отложением продуктов смыва на склонах и у подножия возвышенностей. 3. Наконец, упомянем о третьей группе гипотез, которые можно объединить под именем ледниковых. По этому воззрению, лесс является отложением ледниковой мути, вынесенной талыми водами ледника.

№29. Геологическая работа поверхностных текучих вод. Делювий. Эрозия и её виды, оврагообразование; противоэрозионные мероприятия. Плоскостной смыв (делювиальный прцесс). Под текучими водами понимаются все воды поверхностного стока на суше от струй, возникающих при выпадении дождя и таяния снега, до самых крупных рек. Все воды, стекающие по поверхности Земли, производят различного вида работу. Чем больше масса воды и скорость течения, тем наибольший эффект ее деятельности. Хорошо известно, что поверхностная текучая вода - один из важнейших факторов денудации суши и преобразования лика Земли.Как и в других экзогенных процессах, в деятельности текучих вод могут быть выделены три составляющие: 1) разрушение, 2) перенос и 3) отложение, или аккумуляция, переносимого материала на путях переноса. По характеру и результатам деятельности можно выделить три вида поверхностногого стока вод: плоскостной безрусловой склоновый сток; сток временных русловых потоков; сток постоянных водотоков - рек.ПЛОСКОСТНОЙ СКЛОНОВЫЙ СТОК В периоды выпадения дождей и таяния снега вода стекает по склонам в виде сплошной тонкой пелены или густой сети отдельных струек. Они захватывают главным образом мелкоземистый материал, слагающий склоны, переносят его вниз. У подошвы течение воды замедляется, и переносимый материал откладывается как непосредственно у подножья, так и в прилегающей части склона (рис. 6.1). Такие отложения, образованные склоновым стоком, называются делювиальными отложениями или делювием (лат. "делюо" - смываю). Наиболее характерны довольно протяженные делювиальные шлейфы в пределах равнинных рек степных районов умеренного пояса.Делювиальные шлейфы в этих условиях обычно сложены суглинками и лишь местами в основании встречается песчаный материал. Наибольшая мощность делювия (до 15-20 м) наблюдается у основания склона, а вверх по склону она постепенно уменьшается. Продолжающийся процесс плоскостного смыва и образование делювия постепенно приводят к выполаживанию склонов. В высоких горах типичных делювиальных шлейфов нет в связи с широким развитием гравитационных процессов на склонах. В этих условиях формируются смешанные коллювиально-делювиальные образования.Эро́зия— разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками и ветром, включающее в себя отрыв и вынос обломков материала и сопровождающееся их отложением. По скорости развития эрозию делят на нормальную и ускоренную. Нормальная имеет место всегда при наличии сколько-либо выраженного стока, протекает медленнее почвообразования и не приводит к заметным изменением уровня и формы земной поверхности. Ускоренная идет быстрее почвообразования, приводит к деградации почв и сопровождается заметным изменением рельефа. Водная эрозия:Капельная эрозия.Разрушение почвы ударами капель дождя. Структурные элементы (комочки) почвы разрушаются под действием кинетической энергии капель дождя и разбрасываются в стороны. На склонах перемещение вниз происходит на большее расстояние. Падая, частички почвы попадают на плёнку воды, что способствует их дальнейшему перемещению. Этот вид водной эрозии приобретает особое значение во влажных тропиках и субтропиках. Плоскостная эрозия.Под плоскостной (поверхностной) эрозией понимают равномерный смыв материала со склонов, приводящий к их выполаживанию. С некоторой долей абстракции представляют, что этот процесс осуществляется сплошным движущимся слоем воды, однако в действительности его производит сеть мелких временных водных потоков.Поверхностная эрозия приводит к образованию смытых и намытых почв, а в более крупных масштабах — делювиальных отложений.Линейная эрозия.В отличие от поверхностной, линейная эрозия происходит на небольших участках поверхности и приводит к расчленению земной поверхности и образованию различных эрозионных форм (промоин, оврагов, балок, долин). Сюда же относят и речную эрозию, производимую постоянными потоками воды.Смытый материал отлагается обычно в виде в конусов выноса и формирует пролювиальные отложения.Виды линейной эрозии:Глубинная (донная) — разрушение дна русла водотока. Донная эрозия направлена от устья вверх по течению и происходит до достижения дном уровня базиса эрозии.Боковая — разрушение берегов.В каждом постоянном и временном водотоке (реке, овраге) всегда можно обнаружить обе формы эрозии, но на первых этапах развития преобладает глубинная, а в последующие этапы — боковая. Овра́г— форма рельефа в виде относительно глубоких и крутосклонных незадернованных ложбин, образованных временными водотоками.Овраги возникают на возвышенных равнинах или холмах, сложенных рыхлыми, легко размываемыми породами, а также на склонах балок. Длина оврагов от нескольких метров до нескольких километров. Выделяют молодые (интенсивно развивающиеся) и зрелые овраги. Меры борьбы с эрозией: 1. Организационно-хозяйственные мероприятия2. Агротехнические мероприятия3.1 Стокорегулирующие лесные полосы3.2 Прибалочные лесные полосы3.3 Приовражные лесные полосы4. Лугомелиоративные мероприятия

№30. Геологическая деятельность ручьев и временных горных потоков. Пролювий. Сели.

Среди временных русловых потоков выделяются временные потоки оврагов равнинных территорий и временные горные потоки. В этих потоках происходят процессы эрозии, переноса и аккумуляции обломочного материала. Овраги. Первая стадия: образование на склоне рытвины или промоины. Постепенно промоина увеличивается вниз и вверх по склону. На всем протяжении ее происходит интенсивная глубинная эрозия. Таким образом, овраг удлиняется вверх по течению потока. Такой процесс роста оврага называется регрессивной или попятной эрозией. Помимо роста оврага вверх, происходит энергичная эрозия вниз по склону до тех пор, пока его устье не достигнет реки, озера или моря, куда впадает овражный поток. Уровень реки или какого-либо бассейна, в который выходит овраг, носит название базиса эрозии. Следующая стадия развития оврага и начинается с момента, когда он достигает базиса эрозии. Применительно к этому уровню глубинная эрозия постепенно сглаживается и приобретает форму вогнутой кривой. В последнюю стадию уменьшается глубинная эрозия, сглаживается обрыв вершины, склоны оврага постепенно осыпаются, приобретают угол устойчивого естественного откоса и зарастают растительностью. В ряде районов овраги, поверхности которых сложены рыхлыми породами, очень быстро разрастаются. В результате возникает сложная ветвящаяся овражная система, захватывающая огромные площади. Временные горные потоки. Верховья их расположены в верхней части горных склонов и представлены системой множества сходящихся рытвин и промоин, образующих водосборный бассейн. Из этого бассейна вниз по склону вода движется уже в едином русле, которое называется каналом стока. В период выпадения дождей или снеготаяния все промоины и канал стока заполняются водой, которая с большой скоростью движется вниз по склону. При этом движении вода захватывает обломочный материал, который усиливает разрушительную работу потока. При выходе его на подгорную равнину скорость течения резко уменьшается, откладывается обломочный материал, образуя конус выноса. В Средней Азии и других горных странах аридной зоны конусы выноса, сливаясь друг с другом, образуют широкие предгорные шлейфы. В строении конусов выноса наблюдается дифференциация материала от более крупного до тонкого по мере удаления от вершины конуса. Отложения конусов выноса образуют генетический тип континентальных отложений и названы пролювием. Сели. В горных районах периодически возникают бурные грязекаменные потоки, низвергающиеся с большой скоростью, содержащие огромное количество обломочного материала ( до 75-80% от общего объема). В Средней Азии и на Кавказе их называют сели (бешеный поток), в Альпах - муры. Они возникают при быстром таянии снега и льда во время сильных ливней. Сели обладают большой разрушительной силой и иногда носят опустошительный характер. Пролювий (от лат. proluo — выношу течением), рыхлые образования, представляющие собой продукты разрушения горных пород, выносимые водными потоками к подножиям возвышенностей; слагают конусы выноса и образующиеся от их слияния т. н. пролювиальные шлейфы.

№31.геологическая работа рек

реки производят в огромных масштабах денудационную, транспортирующую и аккумулирующую работу. Они существенным образом преобразуют рельеф земной поверхности. Режим геологич работы рек и масштабы переносимых объемов воды связаны с различным режимом питания рек. Интенсивность работы рек определяется их кинетической энергией, к-ая зависит от массы воды и скорости течения. Речная эрозия: реки, обладая высокой энергией, расширяют свою долину. Различают эрозию донную, или глубинную, направленную на врезание потока в глубину, и боковую, ведущую к подмыву берегов, а следовательно к расширению долины. На начальной стадии преобладает донная эрозия, к-ая стремится выработать профиль равновесия применительно к базису эрозии- уровню конечного бассейна, куда впадает река. Базис эрозии определяет развитие всей речной системы. Первоначальный профиль, на котором закладывается река, обычно хар-ся различными неровностями, созданными до образования долины. С течением времени река вырабатывает более или менее плавную кривую, к-ая носит название профиля равновесия реки. Перенос- реки захватывают и переносят в огромных количествах обломочный материал, образовавшийся в результате выветривания, гравитационных процессов. Речные воды в зависимости от скорости потока переносят обломочный материал разного размера. Переносимый рекой материал еще больше усиливает глубинную и боковую эрозию. Обломки не только сами разрушаются,но и дробят, шлифуют горыне породы, слагающие дно русла и боковые стенки. Кроме обломочного материала реки переносят в растворенном состоянии минеральные соединения. В равнинных реках преобладают растворимые вещ-ва, горные реки в основном переносят обломочный материал. Аккумуляция: процесс осаждения вещ-ва не завершает перенос и эрозию, а происходит почти одновременно с нами. На первых стадиях развития реки преобладают процессы эрозии, но местами отлагаются и речные осадки,но они еще не являются устойчивыми и поэтому подвергаются новому размыву. По мере выработки профиля равновесия и расширения долины образуются постоянные речные отложения, называемые аллювием. Виды: 1) русловой аллювий-отложения,к-ые формируются в пределах русл рек. Они представлены грубо и крупно зернистыми песками с включением гравия и галек.2) пойменный аллювий- формируется в период паводков и половодий и тогда на пойме осаждается главным образом тонкий материал. 3) старичный аллювий накапливается в отдельных излучинах, превратившихся в застойные озера. Поэтому он слагается тонким обломочным материалом, обогащенным органическим вещ-ом.

№ 32. Долины рек непрерывно развиваются, и происходит переход от одной стадии к другой, которые последовательно повторяются. На первой стадии развития, которая соответствует геоморфологической молодости равнины, происходит резкое преобладание глубинной эрозии, на второй стадии – геоморфологической зрелости – дно долины становиться плоским и возникает пойма. Изменение положения базиса эрозии вызывает омоложение долины и происходит новое врезание и расширение самой долины. В каждой долине горных и равнинных рек на склонах наблюдаются располагающиеся друг на другом выровненные площадки, которые получили название террас. Возвышающиеся над поймой и отдельные друг от друга террасы получили название надпойменных террас. Каждая терраса имеет: террасовидную площадку, уступ или склон, бровку террасы и тыловой шов, где терраса сочленяется или с коренным склоном или со следующей более высокой террасой. Виды террасы: эрозионные или скульптурные; аккумулятивные; эрозионно-аккумулятивные, или цокольные. Эрозионные террасы встречаются главным образом в долинах горных рек, которые рассекают горно-складчатые сооружения. Аккумулятивные террасы характерны тем, что все площадки и уступы сложены аллювиальными отложениями. Эрозионно-аккумулятивные или цокольные террасы характерны тем, что нижняя часть уступа (цоколь) сложена коренными породами, а верхняя часть – аллювиальными отложениями. На формирование устьев рек оказывают влияние многочисленные факторы: расход воды в реке и его изменения во времени; количество и состав переносимого рекой обломочного материала; солёность и вдольбереговые течения; колебание уровня Мирового океана; приливы и отливы; тектонические движения. Дельта - сложенными речными наносами низменность в низовьях реки, прорезанная разветвлённой сетью рукавов и протоков. Часть принесенного материала выпадает в море, образуя подводную долину. Когда река не в состояние пропустить через себя большое количество воды, она образует дополнительные русла, называют рукавами или протоками. Эстуарий – однорукавное, воронкообразное устье реки, расширяющиеся в стороны моря. Образуются в результате затопления устья реки, что бывает, вызвано опусканиями приустьевой части берега или подъёмом уровня моря. Подобного рода заливы возникают при затоплении устьев речных долин водами бес приливных морей, называются лиманами.

 

 

№ 33. Происхождение, состояние в горных породах и химизм подземных вод. Геологическая деятельность подземных вод.

Гидрогеология занимается поиском подземных вод, а так же при разработке нефтяных месторождений и изучением подземных вод при строительстве. Водопроницаемость – способность горных пород пропускать воду. Проницаемые породы: Песок, галечник, известняк. Полупроницаемые: супеси, легкие глины, торфяники. Водоупорные: тяжелые глины, не трещиноватые кристаллические массивы, соли, мерзлые грунты.

Пористость – это соотношение объема пор к объему всей породы. Пористость песка 20%, пористость лёссов 40%.

Состояние воды в горных породах. В горных породах вода может быть в 3 состояниях: жидкая, твердая (мерзлотные грунты), водяной пар. Жидкая вода подразделяется по положению внутри горных пород: гравитационная (она перемещается внутри породы сверху вниз под действием гравитации), капиллярная вода (поднимается), пленочная вода (слой в несколько молекул, который обволакивает частицы пород), гигроскопичная вода (облекает частицы горных пород одно молекулярной пленкой). Вода может входить в состав горных пород и кристаллической решетки минералов.

По происхождению подземные воды подразделяются на: 1) инфильтрационные 2) конденсационная 3) остаточные (реликтовые воды), образуются на месте озерных водоемов, лагун, морей. 4) Ювенильные воды, которые образуются в результате конденсации пневматолитов, т.е. газов выделяющихся из магмы 5) Подземные горизонты могут пополняться в время половодья. Подземные воды чаще всего имеют смешанный генезис.

По глубине залегания делятся на: 1) верховодка, расположены над локальными водоупорами. 2) грунтовые воды, они связаны с первым от поверхности региональным водоупором. 3) Не напорные межпластовые воды. Они заполняют межпластовые горизонт. 4) Напорные межпластовые или артезианские воды. Могут быть моноклинальные и синклинальные. Напорные воды образуются тогда, когда область питания лежит выше области разгрузки. Артезианские бассейны служат важнейшими источниками питания для многих городов (Москва, Токио, Мехико, Париж и др.).

Подземные воды классифицируются по их химическому составу: 1) пресные 2) солоноватые 3) соленая 4) рассолы. Чаще всего растворены: хлор, SO4, кальций, натрий. По химическому составу делятся на: гидрокарбонатные (более 20%), сульфатные (более 25% so4), хлоридные (более 25 ионов хлора). Минеральные воды (обладающие лечебными свойствами или благоприятно влияющие на организм) используются для лечения населения.

Геологическая работа подземных вод ярче всего проявляется в процессах карста, суффозии и образования оползней.

Карст – это совокупность геологических процессов, обусловленных растворением и размывом горных пород движущимися водами, и ведущих к образованию отрицательных форм рельефа на поверхности Земли и различных пустот на глубине. Суффозия — вынос мелких минеральных частиц породы фильтрующейся через неё водой. Процесс близок к карсту, но отличается от него тем, что суффозия является преимущественно физическим процессом и частицы породы не претерпевают дальнейшего разрушения. Оползень — отделившаяся масса рыхлых пород, медленно и постепенно или скачками оползающая по наклонной плоскости отрыва, сохраняя при этом часто свою связанность и монолитность и не опрокидывающаяся. Оползни возникают на склонах долин или речных берегов, в горах, на берегах морей, самые грандиозные на дне морей. Наиболее часто оползни возникают на склонах, сложенных чередующимися водоупорными и водоносными породами.

№ 34. По условиям залегания подземные воды бывают: безнапорные: почвенные, верховодка, межпластовые воды и грунтовые воды; напорные или артезианские.

Почвенные воды распространены в почвенном слое. Они возникали в результате инфильтрации атмосферных осадков, талых вод и конденсации атмосферной влаги. Качество почвенных вод определяется: увлажненностью почвы, толщиной зоны аэрации и текстурно-структурными особенностями и составом почвенного горизонта. Верховодка возникает в пределах зоны аэрации на сравнительно не большой глубине от поверхности земли в результате инфильтрации атмосферных осадков. Подземные воды верховодки образуются на сравнительно не больших глубинах, а мощность водонасыщенных слоёв колеблется от 0,5 до 3 метров. Наибольшее насыщение характерно для верховодок в весенний период, в засушливые годы и в летний сезон толщина и её насыщенность водой уменьшается, а временами и истощается. Межпластовые воды обычно располагаются в водопроницаемых породах, которые окружены водонепроницаемыми слоями. Обычно они выходят в береговых склонах оврагов, рек и других водоёмов в виде нисходящих источников. Грунтовые водыпредставляют собой воды свободные, располагающиеся на первом от земной поверхности стабильном водоносном горизонте. Верхняя часть насыщения называется уровнем или зеркалом грунтовых вод. Породы, насыщенные грунтовыми водами, носят название водоносного горизонта. Грунтовые воды способны перемещаться в виде потоков по сообщающимся между собой порами или по трещинам в результате силы тяжести. При насыщении грунтовые воды опресняются, а при дефиците – засоляются. При изучении режима грунтовых вод следует знать: высотное положение уровня грунтовых вод и его изменение во времени и пространстве; дебит источников; колличество выпадающих атмосферных осадков; изменение уровня воды в поверхностных водоёмах и реках, с которыми связаны грунтовые воды. Артезианские бассейны представляют собой группу артезианских водоносных горизонтов, занимающих значительные территории. В каждом артезианском бассейне выделяют: область питания –территория выхода на дневную поверхность водоносных пластов; область разгрузки, или дренирования – места выхода на поверхность водоносного горизонта на более низких гипсометрических уровнях; область напора – основная площадь распространенная между областями питания и разгрузки. Вода используется с пищевых промышленных целей.Нисходящие источники связаны с подземными ненапорными водами – верховодками. Восходящие источники своим происхождением обязаны гидростатическому напору, характерному для артезианских бассейнов.

 

 

№ 35. Разрушительная деятельность подземных вод проявляется главным образом в химическом разрушении и выщелачивании горных пород, что связано с содержанием в них кислорода, углекислоты, различных органических и неорганических веществ.

Совокупность геологических явлений, сопровождающихся растворением и размывом горных пород с образованием крупных полостей, называется карстом. Карстующиеся породы – известняки, доломиты, гипсы и ангидриты.

Формы карстового рельефа:

карры – углубления в виде борозд, канавок, образующие карровые поля. Карстовые воронки, колодцы наиболее распространены. В карстовых областях исчезают реки. Воды образуют горизонтальные ходы и пещеры.

В результате наполнения поверхностными водами рыхлых пород образуются такие формы как:

оплывины - мелкие смещения, захватывающие только верхнюю выветренную часть склонов. Происходит смещение – суглинки и супеси по глинам и специальным суглинкам. Оползни – смещение горных пород более крупных масштабов по берегам рек, озер и морей, сложенных рыхлыми породами. Слои имеют наклон в сторону откоса. Образованию оползней способствуют дожди, землетрясения, подмывы рекой или прибоем и т. д.

Созидательная деятельность подземных вод.

Насыщение минеральными солями подземных вод приводит к выпадению их из раствора и образованию. В пещерах образуются на стенах натечные корки, посреди – сталактиты и сталагмиты. Полости могут постепенно заполняться ими из вод, насыщенных кремниевой кислотой, образуя кремниевые туфы (гейзериты). В местах выхода на земную поверхность насыщенных углекислотой подземных вод откладывается углекислая известь в виде известкового туфа – травертина, а с Fе – массы бурого железняка.

Карст — совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью воды и выражающихся в растворении горных пород и образовании в них пустот, а также своеобразных форм рельефа, возникающих на местностях, сложенных сравнительно легко растворимыми в воде горными породами — гипсами, известняками, мраморами, доломитами и каменной солью.

Все карстовые формы рельефа делят на поверхностные, переходные и подземные. Если карстующиеся породы непосредственно выходят на земную поверхность, то это открытыйили голый карст. Если они перекрыты сверху некарстующимися отложениями, то это покрытый карст. Переходные формы соединяют поверхностные и подземные зоны. В местах повышенной трещиноватости известняков, при вертикальной циркуляции воды образуются поноры, то есть каналы, поглощающие поверхностные воды. При их расширении формируются карстовые воронки, имеющие щелеобразную, или блюдцеобразную форму. При большом расширении трещины превращаются в колодцы и шахты, которые могут достигать большой глубины. К подземным формам карста относятся пещеры и пропасти.Пещерами называют подземные полости, образующиеся в карстовых областях и имеющие один или несколько выходов на поверхность. Они образуются при расширении водой подземных трещин.

 

№ 36. Суффозия – вынос мелких минеральных частиц породы фильтрующейся через неё водой. Процесс близок к карсту, но отличается от него тем, что суффозия является преимущественно физическим процессом и частички породы не претерпевают дальнейшего разрушения. Суффозия приводит к проседанию вышележащей толщи и образованию западин диаметром до 10 и даже 100 метров, а так же пещер. Виды суффозии: механическая – вода при фильтрации отрывает и выносит целые частицы; химическая – вода растворяет частицы породы и выносит продукты разрушения; химико-физическая – смешанная. Оползень – сползание и отрыв масс горных пород вниз по склону под действием силы тяжести. Они возникают на склонах долин или речных берегов, в горах, на берегах морей, самый грандиозные на дне морей. Может вызвать так же землетрясениями или подрывающей работой моря. Причины образования: увеличением крутизны склона в результате подмыва водой; ослаблением прочности пород при выветривании или переувлажнении осадками подземными водами; воздействием сейсмических толчков; строительной и хозяйственной деятельностью. Признаками надвигающегося оползня являются заклинивание дверей и окон зданий, просачивание воды на оползневых склонах. Методы борьбы: организация стока поверхностных вод в зоне оползней и прилегающих территорий; уменьшение внешних нагрузок; искусственное закрепление масс оползневого тела; искусственные сооружения для удержания грунтовых масс; зелёные насаждения по верху откоса и на оползневом откосе.

 

№ 37. Многолетнемерзлыми породами называются толщи горных пород, имеющие отрицательную температуру в течение неопределенно долгого времени, что обусловливает наличие в них льда, цементирующего частицы пород. В СССР многолетнемерзлые породы (вечная мерзлота) занимают около 50% ее территории. Мощность мерзлых пород колеблется от нескольких до 600-800 м, а в высокогорных Районах превышает даже 1000 м. На Крайнем Севере и Северо-Востоке нашей страны многолетнемерзлые породы распространены повсеместно. Мерзлые породы оттаивают в летнее время только на небольшую глубину (0,2-1,5 м). Этот временно оттаивающий верхний слой многолетнемерзлых пород называется деятельным слоем. При переувлажнении оттаявшего грунта деятельного слоя под влиянием силы тяжести может начаться солифлюкция, или течение грунта. Солифлюкция обычно проявляется уже при небольших уклонах местности - всего в несколько градусов, что существенно затрудняет строительные работы в районах вечной мерзлоты. В районах распространения многолетнемерзлых пород обычны наледи и бугры пучения вследствие образования льда в результате замерзания подземной воды в толще промерзших пород, а также термокарст - замкнутые воронко-, котловино- или блюдцеобразные понижения, заполненные чаще всего водой и образующиеся вследствие вытаивания погребенного льда или оттаивания многолетнемерзлого грунта.

 

№ 38. Ледники образуются за счет накопления снега и последующего его преобразования при среднегодовых температурах ниже 0 градусов и территория располагается выше снеговой линией. Под снеговой линий понимают определенную абсолютную высоту, выше которой снега выпадает больше, чем успевает растаять или испариться. Высота на которой располагается эта линия зависит: 1) от географической широты, чем ближе к экватору, тем высота линия располагается выше 2) Степень континентальности. На одной и той же широте снеговая линия располагается на разных высотах. Чем континентальнее, тем граница выше. 3) Количество осадков 4) Экспозиция склонов.

Типы ледников:

1) Горные ледники (Альпийский тип)

2) Плоскогорные ледники (Скандинавский тип)

3) Покровные ледники

4) Долинные ледники

5) Ледники вулканических конусов

6) Предгорные ледники (Аляскинсин тип)

Горные ледники делятся на звездообразные на вершинах, висячие ледники, каровые ледники (образуются в углублениях на склонах).

Морена – это скопление несортированного обломочного материала на леднике, внутри ледника и у края ледника. Различают боковые морены, центральные, донная и конечная.

Среди долинных ледников выделяются: а) простые б) сложные в) древовидные г) переметные

При движении ледников осуществляется ряд взаимосвязанных геологических процессов: 1) разрушение горных пород подледного ложа с образованием различного по форме и размеру обломочного материала (от тонких песчаных частиц до крупных валунов); 2) перенос обломков пород на поверхности и внутри ледников, а также вмерзших в придонные части льда или перемещаемых волочением по дну; 3) аккумуляция обломочного материала, имеющая место, как в процессе движения ледника, так и при дегляциации. Разрушительная работа ледников называется экзарацией . Особенно интенсивно она проявляется при больших мощностях льда, создающих огромное давление на подледное ложе. Происходит захват и выламывание различных блоков горных пород, их дробление, истачивание. деятельностью ледников связано образование цирков в вершинной части гор и специфических форм ледниковых долин-отрогов (нем. "трог" - корыто), развивающихся в большинстве случаев по эрозионным горным долинам. Ледники, двигаясь по этим долинам, производят интенсивную экзарацию их боротовых частей и ложа. В результате долина расширяется, углубляется и принимает U-образную форму с плоским дном. Продольный профиль троговой долины обычно характеризуется значительной неровностью, наличием поперечных скальных выступов, называемых ригелями, и ванн ледникового выпахивания, что связано с различной сопротивляемостью горных пород ледниковой экзарации.

№ 39. Лед пластичен и под действием силы тяжести он сползает со скоростью от нескольких мм до десятков см в сутки. Максимальные скорости- до 3-7 м в сутки (крупные ледники Памира). Ледники Гренландии - 5-20 м в сутки. При движении ледник спускается ниже снеговой линии, где таяние и испарение происходит быстрее, следовательно наступают условия, при которых количество притекающего льда равно количеству растаявшего. Следовательно ледник достигает постоянного стационарного положения. Изменение соотношения между питанием и расходованием приводит к удлинению или укорачиванию ледника. Колебания нижней границы могут быть сезонными, периодическими и вековыми.

Разрушительная работа ледников называется экзарацией. Онаосуществляется за счет воздействия на горные породы как самого льда, так и переносимых ледником обломков. Огромное значение при этом играют процессы морозного выветривания и эрозионной деятельности талых вод. Давление ледника и активное морозное выветривание в области питания ведут к дроблению пород. Обломки вмерзают в днище ледника и начинают вместе с ним перемещаться, царапая подстилающие породы. Транспортная работа ледников заключается в переносе обломков самого разного размера: от глинистых частиц до глыб. Благодаря трению и морозному выветриванию форма и размеры переносимых частиц постепенно изменяются. На поверхности грубых обломков часто можно наблюдать ледниковые шрамы. Совокупность обломков, переносимых или отложенных ледником называется мореной. В зависимости от расположения в теле ледника, выделяют пять типов движущейся морены. Из них на поверхности ледника могут возникнуть три типа. Боковая морена, формирующаяся в горах, представлена насыпями, вытянутыми параллельно трущимся о горные склоны краям ледникового языка. Срединная морена также имеет вид насыпей, валов, но располагается в осевой части ледникового языка. Она возникает в горах при слиянии двух ледниковых потоков, во время которого соединяются две боковых морены. Донная морена выстилает подошву ледника. Возникает путем экзарации и вмораживания обломков в лед.

Ледниковая аккумуляция происходит по мере движения, а наиболее активно – при остановке и таянии ледника. При этом на территориях, занятых ледником и прилегающих к нему, формируется целый ряд генетических типов отложений, из которых наибольший объем занимают комплексы собственно-ледниковых, водно-ледниковых и озерно-ледниковых пород.

Различают экзарацию абразивную и экзарацию отщепления. Абразивная экзарация—разрушение горных пород вследствие трения льда и вмерзших в него обломков о подстилающие породы. В результате образуются тонкие продукты истирания — ледниковая мука, а на породе создаются полированные поверхности и ледниковая штриховка. Отщепление обломков происходит под действием горизонтально направленного давления льда на выступы коренного ложа. При этом могут отламываться и крупные обломки породы.

Водно-ледниковые отложения образуются внутри и по периферии ледников из отсортированного и переотложенного талыми водами моренного материала. Среди них различают ледниково-речные, или флювиогляциальные, отложения — отложения потоков талых вод и озёрно-ледниковые отложения внутри- и приледниковых озёрных водоёмов.

№ 40. Плейстоценовая эпоха четвертичного периода кайнозойской эры началась примерно 1 млн. лет назад. В начале этой эпохи начали разрастаться крупные ледники на Лабрадоре и в Квебеке (Лаврентийский ледниковый покров), в Гренландии, на Британских о-вах, в Скандинавии, Сибири, Патагонии и Антарктиде. По мнению некоторых гляциологов, большой центр оледенения находился также к западу от Гудзонова залива. Третий очаг оледенения, называемый Кордильерским, располагался в центре Британской Колумбии. Исландия была полностью перекрыта льдом. Альпы, Кавказ и горы Новой Зеландии тоже являлись важными центрами оледенения. Многочисленные долинные ледники формировались в горах Аляски, Каскадных горах (штаты Вашингтон и Орегон), в Сьерра-Неваде (шт. Калифорния) и в Скалистых горах Канады и США. Аналогичное горно-долинное оледенение распространялось в Андах и в высоких горах Центральной Азии. Покровный ледник, который начал формироваться на Лабрадоре, продвинулся затем на юг вплоть до штата Нью-Джерси – более чем на 2400 км от места своего зарождения, полностью перекрыв горы Новой Англии и штат Нью-Йорк. Разрастание ледников происходило также в Европе и Сибири, однако Британские о-ва никогда полностью не покрывались льдом. Неизвестна продолжительность первого плейстоценового оледенения. Вероятно, она составляла по крайней мере 50 тыс. лет, а может быть, и вдвое больше. Затем наступил длительный период, во время которого бóльшая часть покрывавшейся ледниками суши освободилась от льдов.

В плейстоцене в Северной Америке, Европе и Северной Азии было еще три аналогичных оледенения. Самое последнее из них в Северной Америке и Европе происходило в течение последних 30 тыс. лет, где лед окончательно растаял ок. 10 тыс. лет назад. В общих чертах установлена синхронность четырех плейстоценовых оледенений Северной Америки и Европы.

№ 41. (не весь) Разрушительная работа моря называется абразией. Различают три вида абразии— механическую, химическую и термическую.

Механическая абразия—разрушение пород, слагающих берега, под действием ударов волн и прибоя и бомбардировки обломочным материалом, переносимым волнами и прибоем. Это основной вид абразионной работы моря, который всегда присутствует при химической и термической абразии.

Химическая абразия—разрушение коренных пород, слагающих берег и подводный береговой склон, в результате растворения их морской водой. Основным условием проявления химической абразии, подобно карсту, является растворимость пород, слагающих берег.

Термическая абразия—разрушение берегов, сложенных мерзлыми породами или льдом, в результате отепляющего действия морской воды на лед, содержащийся в мерзлой породе или слагающий прибрежные ледники.

№ 42. Накопление морских осадков. Одним из самых важных геологических процессов, которые на­блюдаются в пределах Мирового океана, является накопление или аккумуляция осадков. Обломочный материал приносится с суши реками, ветром или образуется в результате абразионной деятель­ности самого моря. Однако кроме обломочного материала в морс­ких бассейнах накапливаются хемогенные и биогенные осадки. Сложнейший процесс осадконакопления называют седиментацией, или седиментогенезом. Процесс осадкообразования в морях и океанах начинается с подготовки осадочного материала на просторах континентов, которые являются основными источниками сноса обломочного материала, т.е. областями преимущественной денудации. Подготовка материала к транспортировке в бассейны стока, каковыми являются моряк океаны, начинается с процессов выветривания, деятельности поверхностные и подземных вод, эоловых процессов, деятельности лед­ников и других геологических факторов. Следующим этапом формирования осадков является перенос или транспортировка обломочного и растворенного материала. Как видно из приведенных данных, основными поставщиками осадочного материала в моря и океаны являются реки.Однако кроме обломочного материала в Мировой океан попадает и вулканогенный пирокластический материал, особенно пепел. Ориентировочно его поступает около 2 млрд т ежегодно. Живущие в морях и океанах организмы строят свои скелета из растворенных солей, поступающих с суши и главным образом из СаС0₃ и кремнезема.. Вместе с тем не надо забывать, что в Мировой океан поступав и космогенный материал в виде метеоритной пыли

 

№ 43. Геологическая деятельность озёр. Вода в озерах имеют различное происхождение. Озерные впадины могли быть заполнены речной водой, талой водой отступающих ледников, талыми водами снегов и льдов, атмосферными водами или водами подземных источников. Некоторые реликтовые озера, как, например, Касплийское, сохранили морские воды .Соленость озерной воды зависит от типа воды, заполняющей озеро, и климатических условий.По характеру движения вод озера делятся на проточные и зас­тойные. Проточные озера чаще всего образуются вдолинах рек и приток чистых вод в них происходит постоянно. Кроме постоянных течений в озерах возникают временные перемещения масс воды, вызываемые ветрами. Высота волн на озерах невелика и зависит от площади самих озер. При изменении атмосферного давления или при сильном ветре определённого направления образуются сейши — волны, возникающие при сгоне воды от одного берега к другому. Во время действия сейш один берег постоянно осушается, а другой заливается. В застойных озерах перемещения воды происходят только в верхних слоях.Геологическая деятельность озер выражается в размыве водой бе­регов и дна, перераспределении материала внутри озера и накопле­нии осадков на дне и склонах озерных котловин. Интенсивность геологических процессов в пределах озер зависит от размеров озер, их типа, динамики и состава вод, развития органического мира, при­тока вод и т.д.

Лимноабразия, или озерная абразия, связана с перемещениями воды главным образом ветровыми движениями. Чем крупнее озеро, тем выше волны и тем интенсивнее их воздействие на берега. У небольших озер с посто­янным уровнем и определенным направлением ветра лимноабразия минимальна, так как выработан абразионный профиль, а сам крутой берег который ранее подвергался воздействию волн, оказывается ото­гнутым на расстояние. Самая сильная абразия характерна для плотинных озер в первые моменты их образования и в которых имеется постоянный приток вод. Размываются и отодвигаются берега, под­мывается плотина.Геологическая деятельность болот в основном состоит из ее акку­мулятивной части, так как ни разрушительную, ни транспортирую­щую работу болота не производят. В них накапливается торф. Торф - органогенная горная порода, состоящая из скопления растительных остатков, подвергшихся не полному разложению в болотах при зат­рудненном доступе кислорода. Цвет торфа бурый, серый, черный. В нормальном состоянии торф содержит до 90 % воды. В зависимости от содержания растительных остатков различают древесный, травяной и моховой виды торфа. Основная масса торфяников сосредоточена на севере Европейской России, в Белоруссии и Западно-Сибирской низменности . Кроме торфа в болотах формируются хемогенные осадки. В ни­зинных болотах, в которые поступают подземные воды, обогащен­ные карбонатами, накапливаются слои известняка.

Каменный уголь образуется из продуктов разложения органических остатков высших растений, претерпевших изменения (метаморфизм) в условиях давления окружающих пород земной коры и сравнительно высокой температуры. С возрастанием степени метаморфизма в горючей массе каменного угля последовательно увеличивается содержание углерода, и одновременно уменьшается количество кислорода, водорода, летучих веществ; изменяются также теплота сгорания, способность спекаться и др. свойства. Образование каменного угля характерно для всех геологических систем, начиная от силура и девона, однако основная масса каменного угля сосредоточена в отложениях каменноугольной, пермской и юрской систем. Каменный уголь залегает в виде пластов различной мощности. Глубина залегания углей различна — от поверхностного до 2000-2500 м и глубже. Используется в коксохимическом производстве, как энергетическое топливо, а также для полукоксования, газификации, получения жидкого топлива, смазочных масел, пластмасс и т.п.

 

№ 44. 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.. Тектонические движения, в конечном счете создают наблюдаемую структуру земной коры, т. е. они являются созидательными движениями. 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.

Методы изучения вертикальных движений .При изучении древних, новейших и современных вертикальных движений используют различные методы. Метод мощностей применяется для изучения древних и в меньшей степени новейших нисходящих вертикальных движений. Он основан на представлении о компенсации тектонического прогибания процессами накопления осадков. В этом случае мощность накопленных отложений соответствует амплитуде прогибания данного участка земной коры. Для изучения особенностей пространственного распределения мощностей отложений определенного возраста составляют карту мощностей, или карту изопахит (изопахиты – линии, соединяющие точки с равными мощностями). Анализ карты мощностей дает возможность количественно оценить амплитуду прогибания различных участков в пределах изучаемой территории.

метод фаций является одним из основным методов, позволяющих реконструировать физико-географические условия прошедших эпох. С его помощью изучаются вертикальные движения.Метод формаций позволяет изучить характер проявления не только вертикальных, но, в какой-то мере, и горизонтальных движений, т.к. анализируется суммарный эффект тектонических движений, определяющий режим развития крупных территорий земной коры.Метод перерывов. В геологической истории Земли существуют не только периоды прогибаний, ни и эпохи поднятий, которые характеризуются проявлением восходящих форм движений и региональным поднятием территории. При этом на огромных пространствах не происходит накопления осадков, а отложения, выходящие на дневную поверхность, размываются и сносятся в прилегающие бассейны седиментации.

 

№ 45. Колебательные движения земной коры, медленные поднятия и опускания земной коры, происходящие повсеместно и непрерывно. Благодаря им земная кора никогда не остаётся в покое: она всегда разделена на участки, одни из которых поднимаются, другие прогибаются. К. д. з. к. происходили на протяжении всех прошлых геологических периодов и продолжаются сейчас. Они определяют размещение и изменение очертаний суши и моря на поверхности Земли, лежат в основе образования и развития ее рельефа. Методы изучения К. д. з. к. различны для прошлых геологических периодов, антропогенового периода и современной эпохи. Для выявления современных движений, происходивших в историческое время и продолжающихся ныне, применяют геодезические методы, основанные на длительных наблюдениях над уровнем моря или на повторных точных нивелировках.

 

№ 46. Тектонические движения, механические движения земной коры, вызываемые силами, которые действуют в земной коре и главным образом в мантии Земли, приводящие к деформации слагающих кору пород. Тектонические движения связаны, как правило, с изменением химического состава, фазового состояния (минерального состава) и внутренней структуры подвергающихся деформации горных пород. Тектонические движения охватывают одновременно очень большие площади. Геодезические измерения показывают, что практически вся поверхность Земли находится непрерывно в движении, однако скорость Тектонические движения невелика, изменяясь от сотых долей до первых десятков мм/год, и только накопления этих движений в ходе очень продолжительного (десятки — сотни млн. лет) геологического времени приводят к крупным суммарным перемещениям отдельных участков земной коры.

Антиклиналь, антиклинальная складка, складка пластов горных пород, обращенная выпуклостью вверх. Место перегиба пластов называется замком антиклинали. Поверхность, соединяющая перегибы всех пластов, слагающих А., называется осевой поверхностью; стороны А. — её крыльями. В зависимости от положения осевой поверхности и направления наклона крыльев А. может быть прямой, наклонной, опрокинутой, лежачей. По очертаниям в плане могут различаться: линейная А., если длина её значительно превышает ширину; брахиантиклиналь, если длина несколько больше ширины; купол, когда длина и ширина её примерно одинаковы.

СИНКЛИНАЛЬ— вогнутая складка, ядро которой сложено более молодыми слоями. Обычно она обращена замком вниз и слои на ее крыльях падают навстречу друг другу. Однако в синклинальной веерообразной складке слои в направлении замка сначала падают в разные стороны, а уже затем навстречу друг другу. В опрокинутой, лежачей и перевернутой складках крылья падают в одну сторону, причем в последнем случае С. обращена своим замком вверх.

Антеклиза , обширное пологое поднятие слоев земной коры в пределах платформ (плит), являющееся противоположностью синеклизы. А. имеют неправильные очертания. Размеры их достигают многих сотен км в поперечнике. Наклон слоев на крыльях измеряется долями углового градуса. А. развиваются длительно, в течение ряда геологических периодов.. Фундамент платформы здесь залегает на небольшой глубине и иногда даже выступает на поверхность. Примеры А. на Русской плите — Волго-Уральская, Воронежская, Белорусская, на Сибирской платформе — Анабарская.

Синеклиза, очень пологий прогиб земной коры в пределах платформы, имеющий в плане неправильно округлые или овальные очертания (до нескольких сотен, иногда более тысячи км в поперечнике) и глубину обычно до 3—5км. С. развиваются длительно (сотни млн. лет), со сравнительно небольшим изменением контуров; мощность осадков и полнота разреза возрастают к центру С. и убывают к периферии, где разрез характеризуется обилием перерывов в осадконакоплении. С. нередко развиваются над авлакогенами, часто состоят из отдельных впадин, осложнённых валами.

 

№ 47. ДВИЖЕНИЯ ТЕКТОНИЧЕСКИЕ РАЗРЫВНЫЕ — приводят к нарушению сплошности п. и образованию в них разрывов и трещин, по которым может происходить смещение разорванных частей геол. тел относительно друг друга. В настоящее время часть советских геологов не выделяет разрывные движения в самостоятельный вид тект. движений, считая их одной из форм проявления какого-либо из более общих видов движения, напр. волновых или складчатых.

Сброс, одна из разновидностей разрывных тектонических смещений горных пород. При С. относительное смещение пород происходит либо по вертикальной, либо по крутонаклонной трещине таким образом, что породы висячего бока смещаются вниз, а породы лежачего бока — вверх . С. часто комбинируются попарно, образуя сбросовые впадины — грабены или выступы — горсты. Распространены также С. ступенчатые. С. образуются преимущественно в условиях растяжения. Амплитуда отдельных сбросов достигает 4—5 км.

СДВИГ — разрыв с вертикальным или наклонным сместителем, по простиранию которого крылья смещены друг относительно друга. Различаются правые и левые С. Если смотреть на С. сбоку, перпендикулярно к сместителю, то более удаленное крыло в правом сдвиге оказывается смещенным направо, в левом — налево. Иначе говоря, в первом случае перемещение соответствует вращению по часовой стрелке, во втором — против нее.

Надвиг (геологическое), одна из форм нарушенного залегания горных пород, возникающая в процессе тектонических движений. Образуется при надвигании одних масс горных пород на другие по наклонной плоскости разрыва в земной коре. По углу наклона этой плоскости Н. разделяются на пологие и крутые. Н. нередко служат дальнейшим развитием лежачих складок, у которых растянуто и выжато опрокинутое крыло.

Гра́бен — дислокация, участок земной коры, опущенный относительно окружающей местности по крутым или вертикальным тектоническим разломам.Длина грабенов достигает сотен километров при ширине в десятки и сотни километров. Грабены обычно образуются в зонах растяжения земной коры.Величайшая система грабенов в Восточной Африке находится вдоль озёр Виктория, Ньяса, Танганьика. В России большой провал (грабен), образовавшийся по разломам, представляет собой котловина озера Байкал, также известная как Баргузинская впадина.

ШАРЬЯЖ— горизонтальный или пологий надвиг с перемещением масс в виде покрова на расстояния, достигающие нескольких десятков или, возможно, даже первых сот км по волнистой поверхности надвига. Может возникнуть из лежачей складки или в результате развития надвига; характеризуется дальностью перемещения покрова.

 

№ 48. ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ, подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в результате внезапных смещений и разрывов в земной коре или верхней части мантии и передающиеся на большие расстояния в виде упругих колебаний.

Гипоцентр, центральная точка очага землетрясения. Глубина залегания Г. колеблется от 0 до 700 км. Источником подземного толчка служат подвижки по тектоническим разрывам, обладающим более или менее значительной протяжённостью, до сотен км, и тогда под Г. надо понимать точку, откуда началось вспарывание разрыва.

ЭПИЦЕНТР ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ —проекция гипоцентра землетрясения на поверхность Земли. Соответственно, проекция очага землетрясения — эпицентральная обл. В эпицентральной обл. плотность потока сейсмической энергии максимальна. Обл. наибольших разрушений находится в эпицентральной обл., но может не совпадать строго с положением Э. з.

Плейстосейстовая область - область сильных колебаний и наибольших разрушений при землетрясении.

Причиной землетрясения являются значительные деформацииземных слоев. С энергетической точки зрения зеьлетрясение есть "освобождение" энергии деформации и переход ее в другие формы. Освобождающаяся энергия расходуется главным образом на разрушение горных пород в районе очага, часть ее переходит в тепло и лишь небольшая доля этой энергии идет на образование упругих волн, излучаемых очагом. Умение определять общую освобождаемую энергию позволило бы судить о величине потенциальной энергии деформаций, вызывающих землетрясение, оценивать по наблюдениям сейсмических станций силу сотрясения в эпиценральной области. Землетрясения очень различаются по величине энергии, это заставдяет нас сравнивать энергию разных по силе землетрясений по логарифмической шкале. Обычно достаточно определить значение энергии с точностью до порядка.

 

 

№ 49. В целом же сейсмичность коллизионного пояса хорошо отража­ет обстановку общего субмеридионального сжатия, в поле которого попадает мозаика из разнородных структурных элементов.. Напри­мер, в Кавказском пересечении этого пояса на распределение мел­кофокусных землетрясений большое влияние оказывает перемеще­ние к северу древней Аравийской плиты.

Очень протяженный узкий сейсмический пояс слабых и крайне мелкофокусных, до 10 км глубиной, землетрясений совпадает с осе­вой рифтовой зоной срединно-океанических хребтов общей протя­женностью более 60 тыс. км.

Прогноз землетрясений

Несмотря на все усилия различных исследователей, предсказать десятилетие, год, месяц, день, час и место, где произойдет земле­трясение, пока невозможно. Сейсмический удар происходит вне­запно и застигает врасплох.. Когда мы говорим о прогнозирова­нии землетрясений, следует различать прогнозирование сейсмич­ности как режима, т.е. сейсморайонирование и прогнозирование от­дельных землетрясений по предвестникам, т. е. собственно сейсмо- прогнозирование.В настоящее время 20 % площади России подвержено землетря­сениям силой до 7 баллов, что требует специальных антисейсмичес­ких мероприятий в строительстве. Более 15 % территории находит­ся в зоне разрушительных землетрясений силой 8—10 баллов. Это Камчатка, Курильские острова и, по существу, весь Дальний Вос­ток, Северный Кавказ и Байкальский регион. Согласно дилатантно-диффузионной модели, процесс подготов­ки землетрясения разделяется на три стадии. Первая стадия харак­теризуется увеличением тектонического напряжения; вторая — воз­никновением микротрещин отрыва, так как напряжение практичес­ки равно пределу прочности пород.

Предвестники землетрясений весьма разнообразны. Например, предвестники электросопротивления, когда за пару месяцев перед землетрясением наблюдается понижение электросопротивления глубоких слоев земной коры, что связано с изменением парового давления подземных вод. Электротеллурические предвестники сви­детельствуют о том, что перед землетрясением начинается рост электротеллурических аномалий, что связывается с изменением меняю­щегося поля напряжений. Гидродинамические предвестники основы­ваются на изменениях уровня вод в скважинах.. Геохимические предвест­ники указывают на аномальное увеличение содержания радона пе­ред землетрясениями.

 

АНТИСЕЙСМИЧЕСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО - возведение зданий и сооружений с учетом возможного воздействия на них сейсмических сил. Осуществляется в районах, подверженных землетрясениям силой 7-9 баллов. Сейсмостойкость сооружений обеспечивается специальными конструктивными мероприятиями, повышающими прочность и монолитность несущих конструкций.. Большое значение в антисейсмическом строительстве имеет высокое качество строительных материалов и работ.

 

 

№ 50. Наиболее крупные структурные единицы литосферы — литосферные плиты. В современную эпоху литосфера разделена на 7 главных и несколько более мелких плит. Границы плит являются зонами максимальной тектонической, сейсмической и вулканической активности. Согласно теории тектоники плит, литосферные плиты движутся по астеносфере (в первом приближении как жёсткое целое) на расстояния до нескольких тысяч километров со скоростью до первых десятков см/год. Наряду с горизонтальными важную роль играют вертикальные движения литосферы (скорость до нескольких десятков см/год) по системе субвертикальных глубинных разломов, разбивающих литосферные плиты на блоки размером от нескольких десятков до нескольких сотен километров. Блоки литосферы находятся в состоянии, близком к изостатическому равновесию
ГЕОСИНКЛИНАЛЬНЫЙ пояс — наиболее подвижный и проницаемый тектонический элемент литосферы, для которого характерны набор определенных литологических формаций, закономерная направленность магматических явлений, интенсивная дислоцированность и часто глубокий метаморфизм осадков и вулканитов. Длина достигает нескольких десятков тысяч километров, ширина — порядка сотен и даже тысяч километров.
ОКЕАНИЧЕСКИЕ ХРЕБТЫ— линейно вытянутые поднятия, расположенные на дне океанов, протяжённостью в тысячи км и шириной в сотни и первые тысячи километров. Отдельные вершины их поднимаются над уровнем океана с образованием вулканических островов. Рельеф океанических хребтов сложный, т.к. они обычно состоят из серий гряд и разделяющих их понижений, ориентированных вдоль хребтов. В осевой части океанических хребтов этой системы располагаются рифтовые долины. Дополнительные узкие впадины и протяжённые уступы образуются вдоль пересекающих океанических хребтов поперечных (трансформных) разломов. Вдоль рифтовых впадин проявлены очаги неглубоких (первые километры) землетрясений. Для них характерны механизмы субгоризонтального растяжения в направлении, перпендикулярном к ориентировке самих рифтовых впадин. Здесь же отмечается высокий тепловой поток, примерно в 2-3 раза выше среднего значения для Земли. Вдоль оси срединно-океанических хребтов концентрируются многочисленные вулканы, отмечены проявления гидротермальной деятельности с образованием залежей металлоносных илов. По геофизическим данным, под осевыми зонами океанических хребтов литосфера аномально тонкая, составляющая всего несколько километров.Образование океанических хребтов связывается с воздыманием кровли астеносферы. Осевые зоны океанических хребтов являются областями расхождения литосферных плит — их дивергентными границами. КОНТИНЕНТ /материк, — крупнейший массив земной коры, большая часть поверхности которого выступает над уровнемМирового океана в виде суши, а периферическая часть погружена под уровень океана.В современную геологическую эпоху существует шесть континентов(…) Мощность земной коры изменяется от 35 до 75 км. Океан— водная оболочка Земли, окружающая материки и острова и обладающая общностью солевого состава. Мировой океан занимает свыше 361 млн. км2 (около 70,8%) земной поверхности. Делится материками на Тихий океан,Атлантический океан, Индийский океан и Северный Ледовитый океан. В геохимической истории Мирового океана многие исследователи различают начальную, переходную и современную стадии развития. С гипотетической начальной стадией, охватывающей догеологический этап (свыше 3,5 млрд. лет назад), связан вынос из недр Земли основной массы воды и кислых продуктов дегазации, которые затем нейтрализовались, взаимодействуя с породами ложа океана. Длительность переходной стадии составила около 2 млрд. лет (3,5-1,7 млрд. лет назад); в этот период возникла и развилась жизнь, появился за счёт фотосинтеза кислород и постепенно увеличивалось его содержание. Современная стадия, начавшаяся около 1,7 млрд. лет назад, характеризуется почти неизменным составом вод океана, стационарным режимом с кратковременными и ограниченными колебаниями солёности вод в эпохи соленакопления.

 

№51. Геосинклинали и закономерности их развития. Геосинклиналь - Одни из главных тектонических элементов земной коры, противопоставляемый платформе. Геосинклиналь представляет собой подвижную зону, характерными чертами которой являются: линейность в распределении фаций осадков, интенсивные процессы складкообразования. мощная эффузивная и интрузивная магматическая деятельность, сопровождаемая активными геохимическими процессами. Интенсивное складкообразование и магматическая деятельность обусловливают явление регионального метаморфизма горных пород. Интрузивные процессы в этот период проявляются слабо. В дальнейшем процессе развития Геосинклиналей усиливается интрузивная деятельность, а в отдельных местах происходит образование складок, завершающееся поднятием, а затем новым погружением этих участков, что обусловливает перерывы в осадконакоплении в различных местах. Заключительные этапы развития Геосинклиналей связаны с усилением складкообразования и обычно с внедрением огромных интрузий кислой магмы, явлениями воздымания всей Геосинклинали, что влечет за собой полное или частичное прекращение накопления осадков, глубокий размыв горных пород и возникновение горного рельефа. На заключительной стадии развития Геосинклиналь превращается в складчатую систему. В первых происходит накопление осадков, а во вторых - размыв. В конечных стадиях развития Геосинклиналей, по Огу, происходит образование поднятий и складок. Современное понимание Геосинклиналей было разработано плеядой видных советских ученых..Складчатость, явления эффузивного и интрузивного магматизма, вместе с огромными мощностями осадочных толщ, являются типичными признаками геосинклинальных областейСовременной геосинклинальной областью можно считать область Тихого океана, примыкающую к азиатскому побережью и включающую Алеутские острова, Коряцкий хребет, Камчатку, Курильские, Японские острова, Зондский архипелаг и глубоководные впадины, окаймляющие эти острова, а также внутренние моря: Охотское, Японское.

 

№52. Тектонические платформы.Платформы, наиболее устойчивые блоки земной коры. Различают океанические и континентальные платформы. Им соответствуют равнинные типы рельефа как на суше, так и на дне океана. Материковые платформы состоят из фундамента, сформировавшегося в геосинклинальный период. Он состоит из смятых в складки и пронизанных застывшей магмой метаморфических пород, разбит разломами на блоки. Поверхность платформ образована мощной толщей горизонтально залегающих пород – осадочным чехлом. Участки платформ, перекрытые осадочным чехлом, называются плитами, а лишенные его – щитами. Возраст платформ определяется по фундаменту: у древних платформ он сформировался в докембрийское время, у молодых – в палеозое.

Древние платформы: Северо-Американская, Восточно-Европейская и Сибирская – северные; Южно-Американская, Африкано-Аравийская, Индостанская, Австралийская и Антарктическая – южные. Существует гипотеза о существовании единого древнего массива континентальной коры – Пангеи.Молодые платформы: Западно-Сибирская, Северо-Казахстанская и другие.Платформы разделены пятью геосинклинальными поясами, возникшими в докембрийское время. Три из них – Северо-Атлантический, Арктический и Урало-Охотский завершили свое развитие в палеозое, Альпийско-Гималайский и Тихоокеанский продолжают свое развитие до сих пор. В пределах геосинклинальных поясов на суше выделяют области складчатости, завершившейся в разное время: байкальская – конец протерозоя – начало палеозоя, 1000–550 млн. лет назад; каледонская – ранний палеозой, 550–400 млн. лет; герцинская – поздний палеозой, 400–210 млн. лет; мезозойская – 210–100 млн. лет; кайнозойская, или альпийская, – 100 млн. лет назад и до настоящего времени.

СТРОЕНИЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ

Строение земной коры сложное. Она состоит из трех слоев: осадочных пород, гранитного и базальтового.

 

 

№53 Океан— водная оболочка Земли, окружающая материки и острова и обладающая общностью солевого состава. Мировой океан занимает свыше 361 млн. км2 (около 70,8%) земной поверхности. Делится материками на Тихий океан,Атлантический океан, Индийский океан и Северный Ледовитый океан. Общие сведения. В Северном полушарии вода занимает 61% поверхности, в Южном около 81%. Океаническая вода представляет собой раствор солей со средней концентрацией около 35 г/л (см. Морская вода). Состав солевой массы регулируется растворимостью, сносом осадков с материков, процессами обмена с атмосферой и донными осадками, а также жизнедеятельностью морских организмов. В геохимической истории Мирового океана многие исследователи различают начальную, переходную и современную стадии развития. С гипотетической начальной стадией, охватывающей догеологический этап (свыше 3,5 млрд. лет назад), связан вынос из недр Земли основной массы воды и кислых продуктов дегазации, которые затем нейтрализовались, взаимодействуя с породами ложа океана. Длительность переходной стадии составила около 2 млрд. лет (3,5-1,7 млрд. лет назад); в этот период возникла и развилась жизнь, появился за счёт фотосинтеза кислород и постепенно увеличивалось его содержание. Современная стадия, начавшаяся около 1,7 млрд. лет назад, характеризуется почти неизменным составом вод океана, стационарным режимом с кратковременными и ограниченными колебаниями солёности вод в эпохи соленакопления Рельеф дна и геологическое строение. Дно океанов на гипсометрической кривой, отражающей обобщённый профиль поверхности Земли, занимает нижнюю ступень на глубине около 4 км. Океаническая ступень составляет не менее 60% земной поверхности. Существование двух ступеней связано с резким отличием более плотной океанической земной коры от менее плотной континентальной. В центральной части дна океанов протягиваются Срединно-океанические хребты, склоны которых, понижаясь, переходят в абиссальные океанические котловины. По физико-географическим особенностям, находящим своё выражение в гидрологическом режиме, в Мировом океане выделяются отдельные океаны, моря, заливы, бухты и проливы. В основе наиболее распространённого современного подразделения Мирового океана лежит представление о морфологических, гидрологических и гидрохимических особенностях его акваторий, в большей или меньшей степени изолированной материками и островами. Внешние границы Мирового океана отчётливо выражены береговыми линиями суши. Мировой океан представляет собой огромный аккумулятор солнечного тепла и влаги. Благодаря ему на Земле сглаживаются резкие колебания температуры и увлажняются отдалённые районы суши, что создаёт благоприятные условия для развития жизни. Мировой океан — богатейший источник продуктов питания, содержащих белковые вещества. Он служит также источником энергетических, химических и минеральных ресурсов, которые частично уже используются человеком. С древнейших времён Мировой океан и его моря служили транспортное путями для установления связей между народами. Это создало предпосылки для Великих географических открытий, а также для освоения отдалённых территорий. На океанские пути приходится около 4/5 мирового грузооборота. Роль Мирового океана в жизни человечества быстро возрастает. Проблема использования Мирового океана в различных отраслях экономики стран мира (судоходство, рыболовство, рациональная эксплуатация минеральных ресурсов, освоениешельфа, прокладка межконтинентальных кабелей, опреснение воды, а также охрана и предотвращение загрязнения морской среды и др.) носит глобальный характер и связана с разрешением важных экономических, политических и правовых вопросов.

 

№ 54. Наиболее крупные структурные единицы литосферы — литосферные плиты. В современную эпоху литосфера разделена на 7 главных и несколько более мелких плит. Границы плит являются зонами максимальной тектонической, сейсмической и вулканической активности. Согласно теории тектоники плит, литосферные плиты движутся по астеносфере (в первом приближении как жёсткое целое) на расстояния до нескольких тысяч километров со скоростью до первых десятков см/год. Наряду с горизонтальными важную роль играют вертикальные движения литосферы (скорость до нескольких десятков см/год) по системе субвертикальных глубинных разломов, разбивающих литосферные плиты на блоки размером от нескольких десятков до нескольких сотен километров. Блоки литосферы находятся в состоянии, близком к изостатическому равновесию (см. Изостазия). Движения литосферных плит и блоков и их возможные причины изучаются геодинамикой и составляют также предмет исследования по международному проекту "Литосфера", разрабатываемому в 1980-90-е года. Литосферные плиты, движущиеся по астеносфере, обладают жёсткостью и монолитностью; испытывают взаимные горизонтальные перемещения трёх типов: а) расхождение (дивергенцию) в осевых зонах срединно-океанических хребтов, б) схождение (конвергенцию) по периферии океанов, в глубоководных желобах, где океанские плиты пододвигаются под континентальные или островодужные, в) скольжение вдоль т.н. трансформных разломов. Все эти типы смещений устанавливаются по сейсмическим данным (определение механизмов смещений в очагах землетрясений). Расширение — спрединг ложа океанов в связи с расхождением плит вдоль осей срединных хребтов и рождение новой океанской коры компенсируются её поглощением в зонах поддвига —субдукции океанской коры в глубоководных желобах, благодаря чему объём Земли остаётся постоянным. Движение плит по поверхности астеносферы подчиняется теореме Л. Эйлера, описывающей траектории взаимного перемещения сопряжённых точек на сфере как дуги окружностей, проведённых относительно некоторых полюсов вращения; последние расположены на пересечении поверхности Земли осью, проходящей через центр Земли. Причина перемещения литосферных плит — тепловая конвекция в мантии Земли. Эти положения в последующие два десятилетия прошли экспериментальную проверку в ходе начатого в 1968 глубоководного бурения с американского научно-исследовательского судна "Гломар Челленджер", подтвердившего образование океанов в процессе спрединга, в результате исследований рифтовых долин срединных хребтов, дна Красного моря и Аденского залива со спускаемых подводных аппаратов, также установивших реальность спрединга и существование пересекающих срединные хребты трансформных разломов, и, наконец, в изучении современных движений плит различными методами космической геодезии (результаты носят предварительный характер). Вместе с тем выяснилась большая, чем предусматривалась исходной теорией, сложность процессов взаимных перемещений плит (спрединга, субдукции), существование внутриплитных деформаций и магматизма, не объясняемых этой теорией, расслоенности плит по вертикали с дифференциальными смещениями слоев, неясность характера конвекции в мантии и др. Некоторые полагают, что астеносфера не имеет сплошного распространения; по сейсмического данным выяснено существование астеносферных слоев внутри литосферы. Не получило объяснения в тектоники плит периодическое изменение интенсивности тектонических движений и деформаций, существование устойчивой глобальной сети глубоких разломов и некоторые др. Остаётся открытым вопрос о начале действия тектоники плит в истории Земли, поскольку прямые признаки плитно-тектонических процессов (офиолиты как показатели спрединга, пояса метаморфизма высоких давлений как показателисубдукции) известны лишь с позднего протерозоя — рифея. Тем не менее некоторые исследователи признают проявление тектоники плит начиная с архея или раннего протерозоя. Из других планет Солнечной системы некоторые признаки тектоники плит усматриваются на Венере. С позиций тектоники плит находят объяснение палеогеографическая эволюция земной поверхности.

 

№ 55. Тектонические циклы (этапы), большие (более 100 млн. лет) периоды геологической истории Земли, характеризующиеся определённой последовательностью тектонических и общегеологических событий.

Наиболее ярко проявляются в геосинклиналях, где цикл начинается погружениями земной коры с образованием глубоких морских бассейнов, накоплением мощных толщ осадков, подводным вулканизмом, образованием основных и ультраосновных интрузивно-магматических пород. Возникают островные дуги, проявляется андезитовый вулканизм, морской бассейн расчленяется на более мелкие, начинаются складчато-надвиговые деформации. Далее происходит формирование складчатых и складчато-покровных горных сооружений, окаймленных и разделённых передовыми (краевыми, предгорными) и межгорными прогибами, которые заполняются продуктами разрушения гор — молассами (см.Тектонические прогибы). Этот процесс сопровождается региональным метаморфизмом, гранитообразованием, липарит-базальтовыми наземными вулканическими излияниями. Сходная последовательность событий наблюдается и на платформах: смена континентальных условий трансгрессией моря, а затем снова регрессией и установлением континентального режима с образованием кор выветривания, с соответствующим изменением типа осадков — вначале континентальных, затем лагунных, нередко соленосных или угленосных, далее морских обломочных, в середине цикла преимущественно карбонатных или кремнистых, в конце снова морских, лагунных (соли) и континентальных (иногда ледниковых). Интенсивным складчато-надвиговым деформациям и горообразованию в одних геосинклинальных зонах нередко соответствуют образование в их тылу новых зон геосинклинальных погружений и формирование систем рифтов —авлакогенов на платформах. Средняя продолжительность Тектонические циклы в фанерозое 150—180 млн. лет (в докембрии Тектонические циклы были, по-видимому, более продолжительными). Наряду с такими циклами иногда выделяют более крупные — мегациклы (мегаэтапы) — длительностью в сотни млн. лет. В Европе, отчасти в Северной Америке и Азии, в позднем докембрии и фанерозое установлены следующие циклы: гренвильский (средний рифей); байкальский (поздний рифей — венд); каледонский (кембрий — девон); герцинский (девон — пермь); киммерийский (триас — юра): альпийский (юра — мел — кайнозой).

 

№ 56. Существуют следующие пять основных групп теорий о происхождении жизни.

 

Креационизм, утверждающий, что жизнь была создана сверхъестественным существом (Богом, космическим разумом и т.п.), к этому направлению примыкают теологи и философы-идеалисты. Этот процесс был произведен один раз, больше он не повторится и поэтому не доступен экспериментальной проверке. Поэтому эту теорию обычно выносят за рамки научного исследования.

Остальные направления материалистичны.

Теория самопроизвольного зарождения - жизнь самозарождается при создании для этого подходящих условий, и это на протяжении всей истории Земли на ней происходило неоднократно, однако попытки создания жизни в искусственных лабораторных условиях (в «пробирке») химическим путем пока не удались.

Теория стационарного состояния. Жизнь существовала всегда, и только изменялись ее формы.

Теория панспермии. Жизнь на Землю была занесена из космоса, поскольку в нем зародыши жизни и белковые элементы непрерывно переносятся с планеты на планету (основание – найденные на метеоритах органические соединения).

Теория биохимической революции - жизнь произошла естественным путем в результате саморазвития химических и физических процессов (примыкает ко второй группе теорий). Последняя группа теорий в настоящее время является господствующей. Согласно ней биологической эволюции предшествовала длительная химическая эволюция – возникновение все более сложных химических соединений.

Конце́пция текто́ники литосфе́рных плит — общая геологическая концепция, рассматривающая литосферу, сложенную из отдельных взаимно перемещающихся литосферных плит, и связанные с их перемещением деформацию, магматизм и другие процессы, приводящие к образованию земной коры. Появлению концепции тектоники литосферных плит предшествовал ряд гипотез, стремившихся объяснить причины движения земной коры, её структурных изменений и явлений магматизма. Основные положения:

Литосфера и астеносфера: Верхний слой Земли разделён подразделяется на жёсткую и хрупкую литосферу и находящююся под ней относительно вязкую и пластичную астеносферу.

Подразделение литосферы на плиты:Литосфера Земли разделена на некоторое число плит, границы которых маркированы очагами сейсмической активности. В большинстве случаев эти очаги позволяют достаточно точно определить границы литосферных плит, хотя в ряде районов Земли наблюдаются пояса рассеянной сейсмичности.

Перемещение плит:Движение литосферной плиты может быть представлено как вращение вокруг оси, проходящей через центр шара и точку на поверхности, называемой «полюс Эйлера». Вдоль «эйлеровых широт» происходят трансформные разломы.Движение литосферных плит в первом приближении описывается теоремой вращения Эйлера. Согласно этой теореме, по поверхности сферы точка движется по окружности, вращаясь вокруг оси, проходящей через центр шара. В точке пересечения перпендикуляров, востановленных от дуги окружности, находится «полюс Эйлера» — выход оси вращения на поверхность. Тем самым, в случае движения точки, принадлежащей литосферной плите является заданной ось вращения некоторой точки литосферной плиты, что, вследствие монолитности и жёсткости всей литосферной плиты определяет её траекторию.

Фиксизм одно из двух направлений в тектонике, исходящее из представлений о незыблемости (фиксированности) положения континентов на поверхности Земли и о решающей роли вертикально направленных тектонических движений в развитии земной коры. Ф. являлся одним из ведущих направлений в геологии вплоть до середины 60-х гг. 20 в., когда получили развитие положения мобилизма. В основе - положение об унаследованном развитии плит, платформ, антиклинориев и др. источников сноса терригенного материала, о весьма продолжительном существовании глубинных разломов, о длительном проявлении однотипного магматизма в одних и тех же районах.Сторонники Ф. (В. В. Белоусов, амер. учёный Х. О. Мейерхоф и др.) отрицают положение мобилизма о возможности горизонтальных перемещений крупных плит литосферы; допускаются лишь незначительные (до нескольких десятков км)горизонтальные перемещения сравнительно небольших участков земной коры по надвигам (шарьяжам) и сдвигам, вызываемые воздействием вертикальных движений. Составная часть концепции Ф. – представление о формировании океанических впадин в результате опускания земной коры без значительного растяжения, с преобразованием материковой коры в более тонкую океаническую ,а не вследствие раздвижения континентов, как утверждают мобилисты. Основные различия в тектонических условиях на поверхности Земли определяются, согласно Ф., различиями в эндогенном режиме внутренних частей Земли .

Мобилизм гипотеза, предполагающая большие горизонтальные перемещения материковых глыб земной коры относительно друг друга и по отношению к полюсам в течение геологического времени. М. противопоставляется фиксизму Предположения о подвижности материков начали высказываться ещё в 19 в., но научно разработанная гипотеза М. была сформулирована впервые в 1912 немецким геофизиком А. Вегенером Современный вариант М. — "новая глобальная тектоника" в значительной мере основана на результатах изучения рельефа дна и магнитных полей океанов, а также на данных палеомагнетизма. На основании сходства геологического строения разобщённых частей палеозойских материков — Гондваны и Лавразии и совпадения контуров их материкового склона предложены палеотектонические реконструкции. Эти построения подтверждаются палеоклиматическими и палеомагнитными данными, которые показывают, что различные части Гондваны находились в конце палеозойской эры гораздо ближе к южному полюсу, чем сейчас, а Северная Америка располагалась рядом с Европой. В качестве основной причины мобильности материков обычно указываются конвенционные течения вещества мантии

 

№ 57. Абсолютная и относительная геохронология.

Геохроноло́гия — комплекс методов определения возраста пород или минералов с целью определения временной последовательности их образования. Задачей науки также является определение возраста Земли как космического образования. Абсолютное летоисчисление выражается в годах, относительное - в условных отрезках времени, называемых эрами, периодами, эпохами, веками.

Абсолютная геохронология - раздел современной геохимии, охватывающий вопросы измерения геологического времени. В отличие от относительной геохронологии, устанавливающей только последовательность геологических событий на основании данных стратиграфии и палеонтологии, абсолютная геохронология может установить, когда произошли те или иные геологические события (магматизм, седиментация, метаморфизм, рудогенез и др. процессы) и выразить время, протекшее с момента образования минералов и горных пород. С этой целью абсолютная геохронология использует в качестве своеобразного геологического хронометра процесс радиоактивного распада, скорость которого не зависит от внешних воздействий. Для определения возраста геол. образований применяются радиологические методы (аргоновый, стронциевый, свинцовый, радиоуглеродный и др.).

С развитием радиологических методов абсолютная геохронология получила новые геологические "часы" (аргоновые, стронциевые, свинцовые и др.), отсчитывающие ход геологического времени.

Круг задач, решаемых с помощью абсолютной геохронологии, весьма широк и охватывает как проблемы общегеологического и теоретического значения (возраст элементов, возраст метеоритов, возраст Земли и земной коры, шкала геол. времени и др.), так и конкретные задачи региональной геологии (например: установление времени проявления эпох метаморфизма, тектоно-магматических этапов, процессы рудообразования).

Одной из главнейших задач абсолютной геохронологии следует считать разработку и научное обоснование шкалы абсолютной геохронологии, выраженной в млн. лет и являющейся своеобразным геологическим календарем.

Относительная геохронология. Для определения относительного возраста слоистых осадочных и пирокластических пород, а также вулканических пород (лав) широко применяется принцип последовательности напластования. Согласно этому принципу, каждый вышележащий пласт моложе нижележащего. Относительный возраст интрузивных пород и других неслоистых геологических образований определяется по соотношению с толщами слоистых горных пород. Послойное расчленение геологического разреза, т. е. установление последовательности напластования слагающих его пород, составляет стратиграфию данного района. Для сравнения стратиграфии удалённых друг от друга территорий (районов, стран, материков) и установления в них толщ близкого возраста используется палеонтологический метод, основанный на изучении захороненных в пластах горных пород окаменевших остатков вымерших животных и растений (морских раковин, отпечатков листьев и т.д.).

 

№ 58. Геохронологи́ческая шкала́ — геологическая временная шкала истории Земли, применяемая в геологии и палеонтологии, своеобразный календарьдля промежутков времени в сотни тысяч и миллионы лет. Она создавалась для определения относительного геологического возраста пород. Время существования Земли разделено на два главных интервала (эона): Фанерозой и Докембрий (Криптозой) по появлению в осадочных породах ископаемых остатков. Криптозой — время скрытой жизни, в нём существовали только мягкотелые организмы, не оставляющие следов в осадочных породах. Фанерозой начался с появлением на границе Эдиакария (Венд) и Кембрия множества видов моллюсков и других организмов, позволяющих палеонтологии расчленять толщи по находкам ископаемой флоры и фауны. Другое крупное деление геохронологической шкалы имеет самые первые попытки разделить историю Земли на крупнейшие временны́е интервалы. Тогда вся история была разделена на четыре периода: первичный, который эквивалентен докембрию, вторичный —палеозой и мезозой, третичный — весь кайнозой без последнего четвертичного периода. Четвертичный период занимает особое положение. Это самый короткий период, но в нём произошло множество событий, следы которых сохранились лучше других.

Стратиграфическая шкала — это вертикальный разрез всей земной коры, который показывает, какое положение по отношению друг к другу занимают те или иные подразделения в земной коре.
Отрезок геологической истории, за который накопилась группа пород, назвали эрой. Время образования системы назвали перио­дом, отдела — эпохой, яруса — веком, зоне или горизонту соответ­ствует время. Эра, период, эпоха и век составляют универсальную геохронологическую шкалу геологической истории Земли. Она показывает время образования того или иного стратиграфического подразделения, слагающего земную кору, и историческую последова­тельность главнейших геологических событий в развитии земной коры.
Универсальными (международными) эти шкалы называются пото­му, что подразделения, их составляющие, имеют общее значение для всех материков и крупных регионов. В основу выделения всех этих подразделений положены палеонтологические признаки. Каждое под­разделение имеет свой характерный комплекс руководящей фауны и флоры, одинаковый для крупного региона или материка, или даже нескольких материков. При этом более мелкие стратиграфические еди­ницы отличаются друг от друга по органическим остаткам менее резко, чем более крупные. Границы между стратиграфическими подразделе­ниями проводятся там, где наблюдается более или менее резкая смена в составе органических остатков.

 

Доке́мбрийский период, или криптозо́й— общее название той части геологической истории Земли, которая предшествовала началу кембрийского периода (раньше 500 млн лет), когда возникла масса организмов, оставляющих ископаемые остатки в осадочных породах.На докембрий приходится большая часть геологической истории Земли — около 3,8 млрд лет. При этом его хронология разработана гораздо хуже, чем последовавшего за ним фанерозоя. Причина этого в том, что органические остатки в докембрийских отложениях встречаются крайне редко, что является одной из отличительных особенностей этих древнейших геологических образований. Поэтому палеонтологический метод изучения не применим для докембрийских толщ. Органический мир архейской эры:Органические остатки в архейских отложениях почти не встречаются, однако из этого не следует, что животные и растения в архейской эре вообще не существовали. Считают, что в архее, по крайней мере в конце, на земном шаре обитали одноклеточные, а может быть и многоклеточные организмы, не имевшие минерального скелета, который мог бы сохраниться в ископаемом состоянии до наших дней.Органический мир протерозойской эры:В протерозейских отложениях органические остатки встречаются намного чаще, чем в архейских. Они представлены известковыми выделениями синезелёных водорослей, кремнистыми и известковыми скелетами радиолярий и фораминифер, спикулами губок, ходами червей, остатками кишечнополостных и членистоногих, примитивными раковинами брахиопод. В кремнистых сланцах железорудной формации Канады найдены нитевидные водоросли, грибные нити и формы, близкие современным кокколитофоридам. В железистых кварцитах Северной Америки и Сибири обнаружены железистые бактерии.

Возникновение жизни или абиогенез — процесс превращения неживой природы в живую. В разное время относительно возникновения жизни на Земле выдвигались следующие гипотезы:

• Гипотеза стационарного состояния жизни
• Гипотеза самозарождения
• Гипотеза «первичного бульона»

Чарлз Дарвин и его современники полагали, что жизнь могла возникнуть в водоеме. Этой точки зрения многие ученые придерживаются и в настоящее время. В замкнутом и сравнительно небольшом водоеме органические вещества, приносимые впадающими в него водами, могли накапливаться в необходимых количествах. Затем эти соединения еще больше концентрировались на внутренних поверхностях слоистых минералов, которые могли быть катализаторами реакций.

 

№ 60. К началу эры и в течение всего кембрия древние платформы были объединены в единый суперконтинент - Гондвану. В ордовике Гондвана двигаясь на юг, вышла в район Южного географического полюса. Началось сокращение Прото-Атлантической впадины, расположенной между Балтийским щитом, с одной стороны, и единым Канадо-Грендландским щитом — с другой стороны, а также сокращение океанического пространства. В среднем карбоне произошло столкновение Гондваны и Евроамерики. В результате образовался новый суперконтинент Пангея. В конце девона началась грандиозная эпоха Герцинской складчатости. В местах столкновения платформ возникли горные системы (Урал, Аппалачи). К концу Палеозоя в пермском периоде Пангея протягивалась от южного полюса до Северного. Южный географический полюс в это время находился в пределах современной Восточной Антарктиды. Входивший в состав Пангеи Сибирский материк, являвшийся северной окраиной, приближался к Северному географическому полюсу, не доходя до него 10—15° по широте. Северный полюс в течение всего палеозоя находился в океане.На протяжении Палеозоя возникает огромное количество типов и классов живых существ. Именно в Палеозое происходит освоение суши, сначала растениями, затем членистоногим, а затем уже и позвоночными. Освоение новой среды обитания приводит к возникновению новых приспособлений и адаптаций, появляются совершенно новые организмы, способные жить в новых условиях. Осваивающие мелководья и полузатопленные участки побережий потомки рыб – амфибии, живут на размытой границе воды и суши, но все-таки еще в воде. Рептилии, благодаря более плотным кожным покровам, уже по-настоящему осваивают сушу. С середины Палеозоя жизнь начинает осваивать еще одну среду – воздушную.На протяжении всего Палеозоя идет не только возникновение новых групп живых организмов, но и вымирание старых, не успевающих приспособится к новой, изменяющейся обстановке. К середине Палеозоя вымирают членистоногие хищники. А завершается Палеозой Пермским вымиранием. В конце перми исчезло до 95% видов земной фауны. Причины вымирания неизвестны.

№ 61. Во время мезозоя Пангея разделилась на Лавразию и Гондвану. Этот процесс привёл к образованию Атлантического океана. К концу Мезозоя континенты практически приняли современные очертания. Лавразия разделилась на Евразию и Северную Америку, Гондвана — на Южную Америку, Африку, Австралию, Антарктиду и Индийский субконтинент, столкновение которого с азиатской континентальной плитой вызвало интенсивный орогенез с поднятием Гималайских гор.В Мезозое возникли динозавры, водные рептилии и летающие рептилии. От ящериц произошли змеи. В морях обитали акулы. В Мезозое возникли современные млекопитающие. В меловом периоде уже выделились группы копытных, насекомоядных, хищников и приматов. Появление цветковых растений повлекло за собой увеличение разнообразия насекомых, которые стали опылителями цветов. Постепенное распространение цветковых растений изменило облик земной экосистемы. Закончился Мезозой вымиранием динозавров.

 

№ 62. В этой эре континенты приобрели своё современное очертание. Австралия и Новая Гвинея отделились от Гондваны, двинулись к северу и, в конечном итоге, приблизились к Юго-Восточной Азии. Антарктида заняла своё нынешнее положение в районе южного полюса, Атлантический океан продолжал расширяться, и в конце эры Южная Америка примкнула к Северной Америке. Кайнозой — это эра, отличающаяся большим разнообразием наземных, морских и летающих животных. Он является эрой млекопитающих и покрытосеменных. Млекопитающие претерпели длительную эволюцию от небольшого числа мелких примитивных форм и стали отличаться большим разнообразием наземных, морских и летающих видов. Кайнозой также можно назвать эпохой саванн, цветковых растений и насекомых. Птицы в этой эре также значительно эволюционировали. Среди растений появляются злаковые.

№ 63. Постоянно растущее воздействие человека на природную среду вообще и на геологическую в частности особенно проявляется в крупных городах. В их пределах происходит существенное изменение инженерно-геологических условий: нивелируется природный рельеф, заменяясь антропогенным; меняется гидрографическая сеть и режим рек. Подземное пространство насыщено инженерными сетями, тоннелями, различными сооружениями и конструкциями; существенно меняется его температурно-влажностный режим. Застройка и покрытия улиц резко меняют условия и соотношения стока, инфильтрации, испарения. Меняются гидрогеологические условия; в пределах мегаполисов образуются огромные депрессионные воронки глубоких водоносных горизонтов. С другой стороны, часто происходит подъем уровня грунтовых вод (подтопление) или образование неглубоко от поверхности новых водоносных горизонтов. Одно из следствий хозяйственно-строительной деятельности – образование техногенных отложений (культурного слоя).

Их можно разделить на следующие группы.

 

• Природные образования, перемещенные с мест их естественного залегания различными транспортными средствами, взрывом (насыпные грунты) или средствами гидромеханизации (намывные грунты).
• Антропогенные образования, представляющие собой отходы хозяйственно-бытовой и производственной деятельности человека с коренным изменением состава и свойств исходного сырья. Хозяйственно-бытовые отходы представлены свалками бытовых отбросов, строительного мусора и т.п. Промышленные отходы представлены золами и шлаками различного происхождения – топливными, металлургическими; отвалами пустой породы при угледобыче (терриконы), а также шламами – отходами горнообогатительного, электрохимического и других производств (хвостохранилища).
• Природные образования, существенно измененные по составу и свойствам в условиях их естественного залегания - например, при цементации, силикатизации, электрохимическом закреплении грунтов и т.п.

Таким образом, техногенные отложения очень разнообразны – от разновидностей, близких к природным, до грунтов, не имеющих природных аналогов. Соответственно разнообразны их свойства, даже в пределах одной группы. За исключением пород третьей группы, то есть для всех насыпных и намывных грунтов, отвалов и свалок характерной общей чертой является повышение их плотности со временем под действием собственного веса – самоуплотнение; это важно, поскольку их основные строительные свойства зависят от плотности. Цементация в таких грунтах отсутствует или незначительна. Длительность процесса самоуплотнения зависит от состава породы (исходного материала) и способа отсыпки, а намывных грунтов – и от характера основания.

Наиболее неблагоприятные по своим свойствам отложения создаются в районах свалок с хозяйственно-бытовыми отходами. В них много химически активных веществ, гниющей органики, при разложении которой могут образоваться токсичные и взрывоопасные продукты. При фильтрации атмосферных осадков через толщу таких отложений возможно загрязнение подземных вод.

Геологическая деятельность человека проявляется также в целенаправленном регулировании рассмотренных в п.8 природных процессов. Осуществляются мероприятия по борьбе с оврагообразованием, селями, подмывом берегов рек, абразией, подвижными песками, защите от проявлений карста, суффозии, опасных склоновых процессов. При этом необходимо учитывать, что хозяйственно-строительная деятельность может приводить к существенным изменениям в течение времени и проявлениях природных процессов и вызывать явления, обычно нехарактерные для данных условий. Геологические процессы, тесно связанные с инженерной строительной деятельностью человека, называются инженерно-геологическими. Многие из перечисленных выше процессов, регулируемых разнообразными защитными инженерными сооружениями (противообвальными, противоселевыми, противооползневыми и др.), следует рассматривать как инженерно-геологические.

Из других инженерно-геологических процессов следует назвать уплотнение и разуплотнение грунтов в основаниях сооружений; техногенное выветривание в откосах выемок, карьеров и других выработок; плывуны; проявления горного давления и сдвижения горных пород; просадки лессов в основаниях и бортах каналов; морозное пучение; просадки оснований сооружений на мерзлых грунтах при оттаивании последних; термокарст.

 

№ 64. Важная для человечества проблема — охрана геологической среды, т.е. верхней части литосферы, которая рассматривается как многокомпонентная динамическая система, находящаяся под воздействием инженерно-хозяйственной деятельности человека и, в свою очередь, в известной степени определяющая эту деятельность. Главнейший компонент геологической среды — горные породы, содержащие наряду с твёрдыми минеральными и органическими компонентами газы, подземные воды, а также "населяющие" их организмы. Кроме того, геологическая среда включает различные объекты, созданные в пределах литосферы человеком и рассматриваемые как антропогенные геологические образования. Все эти компоненты — составляющие единой природно-технической системы — находятся в тесном взаимодействии и определяют её динамику.

В формировании структуры и свойств геологической среды существенную роль играют процессы взаимодействия геосфер. Антропогенное воздействие обусловливает развитие природно-антропогенных и возникновение новых (антропогенных) геологических процессов, которые приводят к закономерным изменениям состава, состояния и свойств геологической среды.