– Вырывающиеся время от времени из кратера газы и пепел.

19. Метаморфические процессы (охарактеризовать различные виды метаморфизма).

 Метаморфические процессы образования минералов, при течении которых ранее образованные эндогенным или экзогенным способом минералы, изменяют свои физико-химические свойства, образуя совершенно новые минеральные виды.

 Благодаря движению земной коры осадочные породы могут попасть в более глубокие зоны литосферы, где совершенно иные давления и температуры, в результате которых подвергаются изменениям  - метаморфизму. Или наоборот магма, вследствие вулканических процессов внедряется в вышележащие осадочные покровы.  Пример: известняк, попадая в нижние слои  литосферы, подвергаясь метаморфизму, переходит в кристаллическую зернистую породу – мрамор, или мраморизованный известняк,  а глинистые породы – в филлиты, затем в кристаллические сланцы и гнейсы.

  Гидротермальный метаморфизм (околожильный). Проявляются в виде воздействия на вмещающие породы, вдоль трещин газовыми и водными растворами.

  Контактовый метаморфизм. Проявляется на контакте двух пород, как правило, изверженной и осадочной. Высокотемпературные магматические расплавы, обогащенные газами, под большим давлением внедряясь в вышележащие слои, воздействуют на вмещающие породы. Контактовый метаморфизм может происходить, как с приносом новых веществ, так и без такового. При воздействии без приноса новых веществ, происходит только температурное воздействие, что проявляется в виде перекристаллизации вмещающих пород в зоне контакта. Так образуется мрамор.

  Региональный метаморфизм. Процессы протекают на больших глубинах и распространяются на большие площади. Породообразующие процессы, формируют кристаллические сланцы и гнейсы. С региональным метаморфизмом связывают происхождение «сухих трещин», жильных тел образованных под воздействием тектонических напряжений в местах разрывов. Такие жилы являются кладовой великолепно образованных друз, кристаллов, свободному росту которых в открытых трещинах не было помех. Это так называемые «Альпийские жилы», названные по месту первого обнаружения.

19. Выветривание (механическое, химическое, органическое). Продукты выветривания.

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

Физическое (механическое) выветривание

Чем больше разница температур в течение суток, тем быстрее происходит процесс выветривания. Следующим шагом в механическом выветривании является попадание в трещины воды, которая при замерзании увеличивается в объёме на 1/10 своего объёма, что способствует ещё большему выветриванию породы. Если глыбы горных пород попадут, например, в реку, то там они медленно стачиваются и измельчаются под воздействием течения. Селевые потоки, ветер, сила тяжести, землетрясения, извержения вулканов также содействуют физическому выветриванию горных пород. Механическое измельчение горных пород приводит к пропусканию и задерживанию породой воды и воздуха, а также значительному увеличению площади поверхности, что создает благоприятные условия для химического выветривания. В результате катаклизмов с поверхности могут осыпаться породы, образуя плутонические породы. Всё давление на них оказывают боковые породы, из-за чего плутонические породы начинают расширятся, что ведёт к рассыпанию верхнего слоя пород.

Химическое выветривание

Химическое выветривание — это совокупность различных химических процессов, в результате которых происходит дальнейшее разрушение горных пород и качественного изменения их химического состава с образованием новых минералов и соединений. Важнейшими факторами химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. Вода — энергичный растворитель горных пород и минералов. Основная химическая реакция воды с минералами магматических пород — гидролиз, приводит к замене катионов щелочных и щелочноземельных элементов кристаллической решётки на ионы водорода диссооциированных молекул воды:

KAlSi₃O₈+H₂O→HAlSi₃O₈+KOH

Образующееся основание (KOH) создает в растворе щелочную среду, при которой происходит дальнейшее разрушение кристаллической решётки ортоклаза. При наличии CO₂ KOH переходит в форму карбоната:

2KOH+CO₂=K₂CO₃+H₂O

Взаимодействие воды с минералами горных пород приводит также и к гидратации — присоединению частиц воды к частицам минералов. Например:

2Fe₂O₃+3H₂O=2Fe₂O·3H₂O

В зоне химического выветривания также широко распространена реакция окисления, которой подвергаются многие минералы содержащие способные к окислению металлы. Ярким примером окислительных реакций при химическом выветривании является взаимодействие молекулярного кислорода с сульфидами в водной среде. Так, при окислении пирита наряду с сульфатами и гидратами окисей железа образуется серная кислота, участвующая в создании новых минералов.

2FeS₂+7O₂+H₂O=2FeSO₄+H₂SO₄;

12FeSO₄+6H₂O+3O₂=4Fe₂(SO₄)₃+4Fe(OH)₃;

2Fe₂(SO₄)₃+9H₂O=2Fe₂O₃·3H₂O+6H₂SO₄

Радиационное выветривание

Радиационным выветриванием называется разрушение пород под действием радиационного излучения. Радиационное выветривание оказывает влияние на процесс химического, биологического и физического выветривания. Характерным примером породы, значительно подверженной радиационному выветриванию, может служить лунный реголит.

Биологическое выветривание

Биологическое выветривание производят живые организмы (бактерии, грибки, вирусы, роющие животные, низшие и высшие растения и т. д.).

19. Геологическая деятельность ветра (транспортирующая, аккумулирующая способность и т. Д.).

Под геологической работой ветра понимается изменение поверхности Земли под влиянием движущихся воздушных струй. Ветер может разрушать горные породы, переносить и аккумулировать продукты разрушения. Чем больше скорость ветра, тем значительнее производится ветром работа. Деятельность ветра проявляется во всех климатических зонах, но особенно ярко выражена в областях сухого климата, где имеет место сочетание следующих факторов:

1. резкие суточные колебания температуры

2. незначительное количество осадков

3. отсутствие растительности или ее разряженность

4. частые ветры большой силы

5. наличие рыхлого материала способного переноситься

таким условиям отвечает около 1/5 площади суши – области пустынь и полупустынь, морские побережья, горные сооружения. Все процессы сопровождающиеся деятельностью ветра носят название эоловых процессов, а отложения и формы рельефа – эоловыми. Перенос материала ветром. Способность ветра к транспортировке частиц зависит от его скорости. Слабый ветер способен переносить пыль во взвешенном состоянии, а легких бриз перекатывать тонкий песок. Сильный бриз способен перемещать зерна до 1 мм и более, а штормовые ветры и ураганы поднимают взвешенный песок на высоту в сотни метров и перекатывают гальку размером до 5 –7 см. при сальтации переносимые ветром частицы перемещаются по поверхности Земли подпрыгивая под крутым углом на высоту от нескольких сантиметров до нескольких метров. Дальность переноса материала ветром варьирует в широких пределах. Пыль пустынь Африки уноситься сильными пассатными ветрами в Атлантику на расстояние 2 500 – 3 500 км. Обломки диаметром 0.5 – 2 мм (песок) могут быть унесены за сотни километров от мест первичного залегания. Например, очень тонкий песок, принесенный из Сахары, обнаружен у Карибских островов в глубоководных морских отложениях. Очень значителен объем переносимого материала. Объем пыли, поднятой средней бурей, достигает 25 км3, что составляет массу в 50 млрд. т. Эоловая аккумуляция. В зависимости от рельефа местности, характера покрывающей ее растительности и режима ветров происходит аккумуляция (отложение и накопление) переносимых ветром частиц. Образуются песчано-глинистые породы – эоловые отложения: пески и лессы.  Для эоловых песков характерна:

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

2. В составе песков преобладают кварц и другие устойчивые минералы; Цвет песков желто-коричневый за счет пленки пустынного загара на поверхности частиц;

3. Для эоловых песков, кроме того, характерна неправильная, косая слоистость, обусловленная неоднократными изменениями ветрового режима. Лёссы - светло- желтая, серовато-желтая неслоистая рыхлая порода, сложенная частицами пыли размером 0.05 – 0.01 мм (>50%). Для эоловых лёссов характерна:

1. Высокая пористость

2. Повышенная карбонатность за счет известковых стяжений

3. Вертикальная отдельность

4. Покровный характер отложений

5. Значительные проседания при увлажнении

6. Мощность отложений до 100 – 150 м (Китай, Средняя Азия)

По характеру господствующих эоловых процессов и материала в районах аридного климата формируются или каменистые пустыни (в случае преобладания дефляции), или песчаные и лёссовые (в случае преобладания аккумуляции). Пустыни на нашей планете занимают огромные площади. Так, в Азии они составляют 2156 тыс. км², т.е. 5.4% площади континента, в Африке 6550,5 тыс. км² (21.6%), в Туркмении площадь пустынь составляет 90% территории. Формы эолового аккумулятивного рельефа В песчаных пустынях, называемых в Северной Африке – эргами, а в Средней Азии – кумами развит сложный комплекс дефляционно-аккумулятивных форм рельефа, который зависит от: - режима ветров (сила и устойчивость направлений); - от количества сыпучего материала; - от наличия растительности. В зависимости от этих факторов различают несколько типов рельефа (см. презентацию лекции и рис. 11):

1. Барханные пески;

2. Барханные цепи (поперечно-грядовые пески);

3. Продольные барханные гряды;

4. Продольно-грядовые пески; Бугристые пески;

19. Разрушительная работа ветра (плоскостная дефляция, бороздовая дефляция, коррозия).

Разрушительная работа ветра состоит из дефляции (выдувание и развевание) и корразии (обтачивание горных пород и их обломков при помощи переносимых ветром песчинок). Под дефляцией понимается процесс выдувания и развевания ветром мелких частиц горных пород. В пустынях или в верхних частях горных вершин струи воздуха проникают во все трещины и углубления и выдувают из них рыхлые продукты физического выветривания. Поэтому трещины здесь всегда открытые, зияющие без обломочного материала, что способствует дальнейшему развитию процесса физического разрушения. Совместное действие этих двух процессов приводит к значительному расширению трещин и образованию одиноких скал причудливой формы, так называемых останцов, напоминающих башни, замки, обелиски и т.д. Поверхность пустынь в результате дефляции постепенно очищается от мелкообломочного материала, остаются лишь крупные обломки. Таким образом формируются каменистые пустыни – гаммады. С процессом дефляции связано образование котловин выдувания, например, котловина Карын-Жарык в Западном Казахстане имеет длину 145 км, ширину – 15 – 85 км и глубину до 412 м. удлиненные небольшие замкнутые котловины выдувания в Средней Азии называют ваади.  Интенсивная дефляция проявляется в засушливых степных районах на западе США, Казахстане, Нижнем Поволжье, на юге Украины в форме плоскостной дефляции. В этих районах сильные ветры (суховеи) выдувают распаханные почвы и при этом образуются настоящие черные бури. Корразия (обтачиваю) – механическая обработка обнаженных горных пород ветром при помощи переносимых им твердых частиц, что приводит к обтачиванию, царапанью, шлифованию, высверливанию углублений. Таким образом на поверхности коренных пород образуются ниши и желоба, борозды, штрихи, цилиндрические и конические углубления (эоловые гроты, пещеры, котлы). Так как наибольшая концентрация песчаных частиц, переносимых ветром, наблюдается в нижних приземных частях на высоте 1.0 – 2.0 м, именно на этой высоте скалы подтачиваются быстрее и возникают своеобразные формы . Академик В.А. Обручев в 1906 году в Джунгарии открыл целый «Эоловый город» причудливых сооружений и фигур, созданных в мезозойских песчаниках и глинах благодаря процессам дефляции, корразии и физического выветривания.

19. Строение долин рек. Образование террас, водопадов.

На склонах многих речных долин выше уровня поймы можно наблюдать выровненные площадки различной ширины, отделенные друг от друга то более, то менее четко выраженными в рельефе уступами. Такие ступенеобразные формы рельефа, протягивающиеся вдоль одного или обоих склонов долины на десятки и сотни километров, называют речными террасами (рис. 63). В строении террас принимают участие аллювиальные отложения. Это свидетельствует о том, что когда-то река текла на более высоком уровне и что террасы являются не чем иным, как древними поймами, вышедшими из-под влияния реки в результате врезания русла. Причин, ведущих к образованию террас, много. Рассмотрим лишь главные из них.

1. Как известно, живая сила потока зависит от массы воды. Если в бассейне реки климат изменяется в сторону увлажнения и река становится более полноводной, возрастает ее эрозионная способность. Происходит нарушение установившегося ранее равновесия между размывающей способностью реки и сопротивлением пород размыву. Река начинает врезаться, вырабатывать новый профиль равновесия, соответствующий новому режиму. Прежняя пойма выходит из-под влияния реки и превращается в надпойменную террасу. Так как транспортирующая и эрозионная способности потока растут в большей степени, чем расход воды, интенсивность врезания  увеличивается вниз по течению. Однако в низовьях реки величина врезания ограничивается постоянным положением базиса эрозии, поэтому максимум врезания наблюдается в среднем течении реки. В результате образуется терраса хордового типа (рис. 64, А).

2. Другой причиной образования террас является изменение положения базиса эрозии. Представим себе, что уровень бассейна, в который впадает река, понизился. В результате река, которая в низовьях отлагала материал, начнет врезаться в собственные отложения и вырабатывать новый профиль равновесия, соответствующий новому положению базиса эрозии. Врез от устья будет распространяться вверх по течению реки до того места, где прежний уклон продольного профиля настолько значителен, что увеличение его, вызванное регрессивной эрозией, практически не будет сказываться на эрозионной способности реки. В конечном счете на месте прежней поймы образуется терраса, относительная высота которой убывает вверх по реке (рис. 64,6). Водопады и пороги в долине реки могут приостановить продвижение регрессивной эрозии и ограничить длину террасы.

Врезание реки и образование хордовых террас вследствие увеличения расхода воды (Л), в результате преимущественного поднятия верховьев речного бассейна (5) (длина направленных вверх стрелок соответствует относительным величинам  скорости  поднятия) и при пониженном уровне моря (В), имеющего относительно крутосклонный подводный береговой склон (стрелка указывает направление изменения уровня моря); 1, 2, 3, 4—последовательные положения продольного профиля Следует подчеркнуть, что река при понижении базиса эрозии будет врезаться лишь в том случае, если ее уклон в нижнем течении меньше уклона освобождающегося из-под воды дна приемного бассейна. В противном случае понижение базиса эрозии приведет к интенсивной аккумуляции несомого рекой материала вследствие удлинения русла и уменьшения уклона продольного профиля. 3. Образование террас может быть связано с тектоническими движениями. Тектоническое поднятие территории, по которой протекает река, приводит к увеличению уклонов, а, следовательно, и усилению эрозионной способности реки. Река начинает врезаться, ее прежняя пойма постепенно превращается в надпойменную террасу, которая по своему типу также является хордовой (рис. 64, Б). Если низовье реки остается стабильным или опускается, а на остальной части бассейна, испытывающей поднятие, река врезается, то образуются ножницы террас: террасы как бы ныряют под более молодые аккумулятивные толщи (рис. 65). Описанные процессы могут повторяться или накладываться друг на друга, поэтому количество террас в долинах разных рек и в разных частях долины одной и той же реки может быть различным. Изучение строения террас, их количества, изменения высоты одной и той же террасы вдоль долины реки позволяет выяснить причины их возникновения, а следовательно, восстановить историю развития территории, по которой протекает река.

Относительный возраст террас определяется их положением по отношению к меженному уровню воды в реке: чем выше терраса, тем она древнее. Счет террас ведется снизу — от молодых к более древним. Самую низкую террасу, возвышающуюся над поймой, называют первой надпойменной террасой. Выше располагается вторая надпойменная терраса и т.д. У каждой террасы различают площадку, уступ, бровку и тыловой шов. В зависимости от строения выделяют три типа речных террас: 1) аккумулятивные, 2) эрозионные и 3) цокольные. К аккумулятивным относятся террасы, сложенные от бровки уступа до его подножия аллювием. Эрозионные террасы почти нацело сложены коренными породами, лишь сверху прикрытыми маломощным чехлом аллювия (последний может и отсутствовать). У цокольных террас нижняя часть уступа (цоколь) сложена коренными породами, а верхняя — аллювием. Терраса считается цокольной и в том случае, если цоколь сложен древнеаллювиальными отложениями, так как тип террас и их возраст определяется по аллювию, слагающему поверхность (площадку) террасы. Отсюда следует, что для определения возраста террасы необходимо тем или иным способом определить возраст (абсолютный или относительный) слагающего ее аллювия. Так как каждая терраса в свое время была поймой, на ней могут быть встречены те же формы рельефа, что и на пойме. Однако выражены они обычно менее четко, чем на пойме, что связано с воздействием последующих экзогенных агентов. Поверхность террас часто наклонена в сторону реки за счет снижения (размыва) прибровочной части и повышения внутреннего края в результате накопления материала, сносимого со склонов, к которым примыкает терраса. Поэтому при определении относительной высоты террас следует ориентироваться на те участки ее поверхности, которые менее всего были затронуты последующими процессами. Кроме охарактеризованных выше террас, называемых цикловыми и прослеживающихся по всей длине реки или на большей ее части, в долинах рек могут быть развиты локальные террасы, возникающие вследствие подпруживания реки, пропиливания уступа, сложенного твердыми породами, и ряда других причин.

Наблюдаются в долинах рек и псевдотеррасы, имеющие лишь внешнее сходство с «истинными» речными террасами. К их числу относятся упоминавшиеся выше структурные террасы, крупные блоки оползней, подмытые конусы выноса временных водотоков, а также боковые морены отступивших горных ледников и плечи троговых долин.

Изучение морфологии и строения речных террас имеет не только научный интерес, о чем говорилось выше, но и большое практическое значение.

Реки, размывая горные породы, одновременно размывают и рудные образования, заключенные в этих породах. Большая часть ценных компонентов исчезает в процессе транспортировки рекой (истирается, растворяется, рассеивается, выносится в акватории приемных бассейнов). Меньшая часть их задерживается в долине в аллювиальных отложениях и при благоприятных условиях может дать скопление тех или иных минералов, получивших название аллювиальных россыпей или россыпных месторождений. К числу характерных минералов россыпных месторождений относятся главным образом тяжелые и устойчивые, такие, как алмаз, золото, платина, касситерит, минералы, содержащие вольфрам, и некоторые другие.

19. Геологическая деятельность ледников (ледниковые ландшафты).

Условиями образования ледника являются: обилие атмосферных осадков, выпадающих при температуре ниже 0° С, накапливающихся выше так называемой снеговой линии (полосы, в пред. которой среднегодовое количество твердых осадков равно их убыли). Отрицательная температура сохраняет в пределах Северного и Южного полюсов, на Западном Кавказе (>2700 м.), в Гималаях (> 5500 м. ). При похолодании и увеличении влажности граница этой температуры перемещается вниз, при потеплении и уменьшении влажности - вверх.

Накапливающийся в течении многих тысяч лет лед превращается в зернистый - фирн, затем под давлением - в голубой прозрачный или глетчерный лед.

Характерной особенностью ледника является способность его перемещаться, что связано с пластичностью льда.

Наибольшая пластичность льда в нижней части ледника, который может как - бы выползать из - под вышележащей толщи и течь подобно пластичному веществу, независимо от рельефа местности. Скорость движения ледников от нескольких см. до 20 м. в сутки (ледники Гренландии - V = 5-20 м. в сутки). Средняя часть поверхности ледника перемещается быстрее, чем краевая. При расширении долины ледник, как река, стремится растечься по ней. Поэтому в нем появляются продольные трещины, а при увеличении уклона ложа и поперечные.

Различают 3 типа ледников: горный (альпийский), плоскогорный (скандинавский) и покровный (гренландский). Площадь под ледниками - 16 млн. км2 (10 %).

Ледники выполняют большую разрушительную, переносную и созидательную работу. Двигаясь по земной поверхности они дробят, крошат встречающиеся на пути обломки скал, истирают, бороздят и полируют поверхности горных пород, выпахивают рыхлые отложения, оставляя после себя вытянутые в направлении движения волны выпахивания. Захваченные ледниками обломки усиливают их разрушительную деятельность. Обработанные ледниками скалы - бараные лбы, а группа бараных лбов - курчавые скалы (Кольский полуостров, Финляндия).

Спускающиеся с гор ледники преобразуют эрозийные горные долины в ледниковые или троговые («троги» - от лат. «корыто») с крутыми отполированными склонами и плоским дном. Троги широко развиты в районах древнего и современного оледенения. Дно их - волнисто - бугристое, глассенные выступы твердых пород - ричели. Отложения ледника называются мореной. Морены движущиеся, разделяются на долины - внутренние, срединные и боковые, а отложенные - на конечные и основные .

Донные - состоят из продуктов постледникового выветривания и обломков пород ложа основания и состоят из крупных обломков, пылеватых и глинистых частиц.

Внутренние - слагаются из обломков, попавших в ледник извне и при таянии снега проникшего внутрь его.

Боковые - состоят из обломков осыпней, обвалов и бортов долины.

Срединные - образуются при слиянии боковых морен двух ледников. По числу этих морен можно определить число слившихся ледников.

Конечные - это валы обломочного материала (валуны, галька, щебень и т. д.), образовывающихся перед ледником и обращенные крутыми склонами в сторону ледника, пологими - в сторону движения ледника. Валы показывают границы движения ледника. Если ледник, отступая, останавливается несколько раз, то образуется несколько валов. У быстроотступающих ледников срединные, боковые, донные и внутренние морены объединяются в основную морену, образуются боковые валы.

Среди ледниковых отложений наиболее часто встречаются моренные глины и суглинки, а также валунные суглинки с крупными обломками. Морены не слоисты, залегают в виде карманов, валов, холмов и др. Мощность морен четвертичного определения 2 - 35 м., более ранних (PR и MZ) - до 180 м., которые метаморфизированы и называются тиллитами.

Отложения ледниковых водных потоков называют флювиогляциальными. Весь размытый материал выносится за пределы ледника, образуя обширные зандровые поля из песчано - глинистых и песчаных отложений.

Водно - ледниковые потоки образуют также холмообразные гряды, располагаясь рядами, высотой 50 м., ширина у основания 50 - 200 м. Сложены галечником, гравием, песком (Финляндия, Швеция).

Холмы, хаотично разбросанные по долине и приуроченные к краевым частям ледника, называются камами, которые сформировались на последнем этапе существования ледника (из поверхностных котловин озерного типа).

19. Геологическая деятельность подземных вод (выщелачивание, явление карста, суффозия).

Подземные воды играют существенную роль в ходе геологического развития земной коры. Их широкое и повсеместное распространение и подвижность приводят к постоянному взаимодействию с горными породами, к перераспределению вещества, к образованию и разрушению месторождений полезных ископаемых и т. д. Геологическая работа подземных вод прежде всего выражается в химическом взаимодействии с горными породами — в растворении, гидратации, гидролизе, карбонатизации, окислении, выщелачивании, переносе и переотложении вещества. Растворение, выщелачивание, перенос и переотложение пород подземными водами наглядно проявляются при образовании карста и суффозии. Суффозией (от лат. suffosio — подкапывание) называется вынос из горных пород подземной водой растворенных веществ и мелких минеральных частиц. Она особенно широко проявляется в лёссах и лёссовидных грунтах и сопровождается проседанием поверхности с образованием небольших суффозионных воронок, западин и блюдец. Суффозия наблюдается на склонах долин, в оврагах, на ровной поверхности (в степях); часто вызывает суффозионные оползни. Карстово-суффозионные процессы развиваются в песчаниках и конгломератах с известковым, гипсовым и другим растворимым цементом. Цемент выносится в растворе, а песок и галька — водой, уже чисто механически. Так создаются иногда значительные подземные пустоты и полости, сходные с глубинными формами карста.

19. Отложение осадков подземными водами

Наряду с растворением и переносом отдельных твердых частиц подземные воды в благоприятных условиях откладывают осадки. Этот процесс может происходить как на земной поверхности у выходов источников, так и в пустотах пород водоносных пластов. Отложение осадков — одна из важнейших форм геологической деятельности, совершаемой подземными водами.  ^ Осадки, отлагаемые подземными водами на земной поверхности. Среди осадков, которые откладываются подземными водами на поверхности, нужно назвать известковые и кремнистые туфы, поваренную соль, железные и марганцевые руды. Известковый туф состоит из кальцита, который накапливается на поверхности у выходов источников. Выпадение СаСОз у выходов источников обусловлено теми же факторами, что и его выпадение при образовании сталактитов и сталагмитов. Реакцию выделения кальцита при образовании туфа можно записать по схеме Са(НСОз) « СаСОз ¯+ Н₂О + СО₂ ­ Выделение СО₂ и быстрое осаждение карбоната кальция определяют пористую текстуру известковых туфов, а соли, содержащиеся в подземной воде, окрашивают их в различные тона. Обычно окраска туфов белая или серая, но часто с ржавыми или бурыми пятнами, возникающими за счет оксидов железа. Наличие равномерно распределенных оксидов железа придает всей породе желтоватый цвет, а железомарганцевые соединения окрашивают туфы в яркие тона. Известковый туф со сравнительно крупными пустотами носит название травертина. Он способен довольно быстро образовать оболочку на любых предметах, попавших в источники, — ветках, листьях, монетах и т. д. Поэтому отложения травертина часто используют для определения возраста по находкам в них листьев, цветочной пыльцы, спор вымерших растений и т. д. На склонах гор натеки травертина обычно образуют системы террас. Наиболее крупные натечные террасы высотой до 200 м связаны с термальными источниками Памуккале у г. Денизли в Турции. В СССР мощные толщи травертинов известны вблизи Крестового перевала на Военно-Грузинской дороге, а также в Пятигорске и других районах. Железные руды — известны залежи бурых железняков, образование которых связано с геологической деятельностью подземных вод. Железные руды такого происхождения приурочены к выходам вод, обогащенных солями железа FeСОз или FeSO₄. В этих условиях и, по-видимому, при участии бактерий происходит превращение FeСОз и FeSO₄ в 2 Fe₂O₃×ЗН₂O — лимонит, который, откладываясь в больших количествах, образует пласты. Примером могут служить залежи железных руд Керченского и Таманского полуостровов, приуроченные к отложениям верхнего отдела юры. Аналогично образуются марганцевые руды. ^ Осадки, откладываемые подземными водами в пустотах горных пород. Выше приводились примеры осаждения карбоната кальция в виде сталактитов и сталагмитов, колонн и других форм в карстовых пещерах. Таким же путем из подземных вод, заполняющих мелкие пустоты, выделяются растворенные в них химические соединения, цементирующие галечники, щебень, пески и другие рыхлые породы. Цементирующим веществом при этом часто бывают СаСОз, SiO₂×nH₂O, FeCO₃ и др. В результате цементации образуются новые породы — конгломераты, брекчии, песчаники и др. При цементации соли из растворов осаждаются в поровом пространстве между частицами осадка или породы. Таким образом из рыхлых песков образуются известковые, кремнистые или железистые песчаники в зависимости от характера цемента, отложившегося между зернами породы. Цементация отложений минеральным веществом, выделившимся из подземных вод, может происходить на разных глубинах; ведущим фактором в этом про­цессе является высокая минерализация подземных вод.

19. Геологическая деятельность моря (морской прибой, приливы и отливы, волны открытого моря, морские течения).

Моря и океаны занимают около 361 млн.км². (70,8% всей земной поверхности). Общий объем воды в 10 раз больше объема суши, возвышающейся над уровнем воды, которая составляет 1370 млн. км². Эта громадная масса воды находится в непрерывном движении и поэтому выполняет большую разрушительную и созидательную работу. На протяжении длительной истории развития земной коры моря и океаны не раз меняли свои границы. Почти вся поверхность современной суши неоднократно заливалась их водами. На дне морей и океанов накапливались мощные толщи осадков. Из этих осадков образовались различные осадочные горные породы. Средняя соленость морской воды составляет 3,5% (в 1 – м литре 35 грамм растворенных солей): NaCl – 78%; MgCl₂ – 9; CaSO₄ – 4; KCl ~ 2; CaCO₃ – 0,04; SiO₂ – 0,008%. В ничтожных количествах в морской воде – I, Br, Mn, Zn, Pb, Cu, Au, а также растворены газы СО₂ и О₂. Геологическая деятельность моря главным образом сводится к разрушению горных пород берегов и дна, переносу обломков материала и отложению осадков, из которых впоследствии образуются осадочные горные породы морского происхождения. Разрушительная деятельность моря заключается в разрушении берегов и дна и называется абразией, которая более всего проявляется у обрывистых берегов при больших прибрежных глубинах. Это обусловлено большой высотой волн и большим их давлением. Усиливает разрушительную деятельность содержащийся в морской воде обломочный материал и пузырьки воздуха, которые лопаются и возникает перепад давлений в десятки раз превышающие абразию. Под действием морских прибоев берег постепенно отодвигается и на его месте (на глубине 0 – 20 м) образуется ровная площадка – волноприбойная или абразионная терраса, ширина которой может быть > 9 км, уклон ~ 1° Если уровень моря долгое время остается постоянным, то крутой берег постепенно отступает и между ним и абразионной террасой возникает валунно – галечный пляж. Берег из абразионного становится аккумулятивным. Берега интенсивно разрушаются при трансгрессии (наступлении) моря и превращаются, выходя из – под уровня воды, в морскую террасу при регрессии моря. Примеры: берега Норвегии и Новой Земли. Абразии не происходит при быстрых непрерывных поднятиях и на пологих берегах. Разрушению берегов способствует также морские приливы и отливы, морские течения (Гольфстрим). Морская вода переносит вещества в коллоидном, растворенном состоянии и в виде механических взвесей. Более грубый материал она волочит по дну. Различают 2 вида перемещения рыхлого материала: поперечное (перпендикулярно линии берега) и продольное (параллельно береговой линии). Поперечное перемещает рыхлый материал вследствие большей энергии волны идущей к берегу, чем уходящей от него. Естественная сортировка обломочного материала выглядит таким образом: крупнообломочный остается у берегов, а песчаный – на отдалении от них. Крупнообломочный материал может сформировать из валунов и гальки береговой вал. При продольном перемещении обломочного материала скорость зависит от угла подхода волн к берегу: максимум будет при 45° По данным В. А. Обручева в Крыму между Алуштой и Феодосией при волнении в 1 балл обломочный материал за сутки перемещается приблизительно на 6 м, при 4 – х баллах – 45 м, при 8 – ми баллах – 100 м. Перенос ветровыми волнами придонного материала наблюдается до глубины 10 м. Приливы и отливы приводят в движение всю массу воды, поэтому обломочный материал не отлагается (пролив Ла - Манш). Созидательная деятельность моря. В области шельфа обломочный материал откладывается как у самого берега в волноприбойной полосе, так и вдали от него. Береговые валы сложены на крутых берегах крупнообломочным материалом, на пологих – среднеобломочным. Ширина – до 20 м, высота – 1,5 (на берегах океанов высота до 15 м). Нередко бывают 2 – 3 береговых вала. При косом подходе волн обломочный материал накапливается у его изломов и выступов в виде мысов и кос. Мысы формируются у самого выступа, косы – сразу за ними. (Длина косы Тендер в Черном море – 90 км). Терригенные осадки шельфа могут включать органогенные и химические, образующие обособленные. Органогенные: коралловые известняки и известняки – ракушечники. Химческие: образуются в местах слияния морских вод с речными, несущими соединения Fe, Al, Mn и др. Встречаются в них космические и эоловые элементы – продукты извержений вулканов. Осадки шельфа откладываются вдоль берега шириной 250 – 300 км и расширяются в местах впадин рек до 600 км. Осадки батиальной области представлены тонким алевритопелитовым материалом – синим, красным, зеленым, серым, обогащенным органическим веществом. В их состав входят также конкреции фосфоритов. Для батиальных осадков характерна однородность на больших площадях. Мощность составляет сотни метров. Осадки абиссальной области представлены известковыми и кремнистыми илами и красной глубоководной глиной. Илы органогенные: фораминиферовые, птеронодовые и глобигериновые; кремнистые илы – диатомовые и радиоляриевые. Красная глубокая глина откладывается на глубине 3500 – 4000 м. Образование ее связано с продуктами разложения силикатов, попадающих на морское дно в виде вулканической, метеоритной, атмосферной пыли и коллоидных растворов, приносимых морскими течениями.

19. Осадки лагун и прибрежных низин.

Осадки, образующиеся в литорали (прибрежной полосе, затопляемой при приливе и освобождаемой от воды при отливе) отличаются большим разнообразием. Состав и строение их сильно меняются в зависимости от морфологии берегов и характера слагающих их пород. У обрывистых скальных берегов, сложенных крепкими породами, накапливаются крупные глыбы, отчленяемые от берега в результате абразии. Поверхность этих глыб, сглаженная морским прибоем, часто бывает источена сверлящими моллюсками, укрывающимися от действия прибоя в каменных норках, или покрыта раковинами брюхоногих моллюсков — пателл и усоногих рачков — балянусов (морских желудей), которые прочно присасываются к скалам и не страшатся силы прибоя. На абразионных террасах, образующихся у крутых берегов, накапливается галечник, состоящий из хорошо скатанной гальки. Форма гальки зависит от текстуры пород, из которых она образуется. Породы массивной текстуры окатываются в виде яйцевидной или шаровидной гальки, слоистые породы при окатывании дают плоскую гальку.  При размыве берегов, сложенных рыхлыми породами, на пляже накапливается песок или гравий. На участках побережья Черного моря около Одессы пляж покрыт тонко измельченной битой ракушкой, образующейся в результате разрушения слагающих берег известняков-ракушечников. У отлогих берегов происходит накопление тонкозернистого песчаного или илистого материала. Поверхность песчаных пляжей часто бывает покрыта знаками ряби, или волноприбойными знаками, представляющими собой удлиненные изогнутые валикообразные возвышения с симметричными склонами и острым гребнем.      В илистых осадках хорошо запечатлеваются следы, оставляемые различными животными, проходящими по ним во время отлива, а при приливе они покрываются новым слоем осадка и таким образом захороняются. Благодаря этому на плоскостях напластований глинистых пород иногда можно обнаружить следы ископаемых животных, а также следы ползания моллюсков, червей и других беспозвоночных.      Кроме терригенных осадков, играющих основную роль при образовании отложений в литорали, здесь могут накапливаться также органогенные и химические осадки. На заболоченных морских побережьях создаются благоприятные условия для, образования торфа. Особенно велико значение торфообразования в субтропических областях, где морские побережья на значительном протяжении представляют собой своеобразные болота с зарослями мангровой растительности. Во время прилива эти прибрежные болота заливаются водой, и над поверхностью воды возвышаются только зеленые кроны и воздушные корни мангров.      Образующиеся осадки богаты органическим веществом и при определенных условиях могут превратиться в угли. Характерными признаками угольных залежей, образовавшихся в условиях прибрежно-морских болот, является их большая протяженность и выдержанная мощность. Угольные бассейны такого типа называют паралическими. Примером подобного бассейна является Донбасс.      Иногда в литоральной зоне происходит накопление органогенных известковых осадков — скоплений битой ракуши, намываемой в виде берегового вала или же в виде осадков, образующихся на дне за счет отмирания сообществ различных организмов с известковым скелетом (моллюсков, мшанок, кораллов, известковых водорослей).      Химические осадки образуются в литорали сравнительно редко. Они встречаются в прибрежной полосе морей в области жаркого и сухого климата, в воде которых содержится значительное количество извести. При выпадении ее из воды происходит образование известкового осадка, характеризующегося оолитовым строением. Известковые оолиты образуются за счет отложения извести вокруг мелких песчинок, находящихся в воде во взвешенном состоянии и служащих центрами кристаллизации. Подобные оолитовые известковые осадки образуются в настоящее время вблизи берега Красного моря, у побережья Флориды, в юго-восточной части Каспия, у берега Аральского моря и в других местах. Известны они и в ископаемом состоянии в виде оолитовых известняков.      Наиболее благоприятными условиями для выпадения химических осадков являются заливы и лагуны, почти или полностью утратившие сообщение с открытым морем.

19. Геологическая деятельность озер и болот

По сути, геологическая деятельность озер имеет много общего с работой моря. Родственны как факторы, так и процессы, так и образующиеся осадки. Среди факторов, определяющих особенности геологических процессов в озерах, первостепенное значение принадлежит характеру озерных котловин, составу и динамике вод, специфике органического мира.

Разрушительная работа озер осуществляется теми же путями, что и у морских вод. Озерная абразия почти исключительно обусловлена ветровыми волнами. Ее активность будет тем выше, чем больше площадь водного зеркала (следовательно, больше высота волны), чем выше берега и чем мягче слагающие берега породы. Высота берегов определяется происхождением озерной котловины и возрастом самого водоема. Так, интенсивному размыву подвергнутся высокие берега крупных рифтовых, провальных и плотинных котловин. Ярче всего это будет выражено в молодых бассейнах, где берега еще не разрушены абразией и их уступы подвергаются ударам волн. В подпрудных озерах абразия может разрушить плотину, что приведет к исчезновению водоема.

Транспортная работа озер зависит от характера движения воды. В проточных озерах, обычно располагающихся в речных долинах, велика роль самого речного течения, которое может перемешивать значительную часть объема воды. В бессточных озерах аридных областей ветровыми волнами перемешивается только верхняя часть водной массы, тогда как нижние слои остаются неподвижными. Поэтому в проточных озерах крупные частицы могут заноситься в глубь котловины гораздо дальше, чем в бессточных.

Аккумулирующая работа является главным видом деятельности озер. Происходит накопление обломочных, органо- и хемогенных пород. Озерным осадкам характерны тонкодисперсность и горизонтальная слоистость. В озерах с сезонным осадконакоплением состав прослоев отличается: например, в покрывающихся зимою льдом озерах, зимний слой глинистый, а летний песчано-алевритовый. Терригенные осадки озер накапливаются примерно по той же схеме, что и морские. Как и в море, поступившие в озеро обломки подвергаются избирательной сортировке по весу: тяжелые остаются у берега, а легкие разносятся волнами по водоему. На границе воды близ высоких скалистых берегов возникают пляжи галечниковые, а на низких, сложенных рыхлыми породами берегах – песчаные. Крупные обломки оседают также в устьях впадающих в озеро рек, и вдоль стрежневой части проточных озер. Алевритовые и глинистые частицы, разносящиеся по всей акватории, преобладают в составе осадков центральной части бассейна, где они образуют озерные илы. Органогенные осадки в максимальном объеме формируются на прибрежном мелководье пресных озер, где наиболее активно развивается и отмирает высшая водная растительность, давая начало накоплению торфа. В результате гибели планктона (диатомовых, сине-зеленых водорослей и др.), на дне образуются органические илы, а при смешении органических останков с глинистыми частицами – органоминеральные илы. Благодаря разложению органики в анаэробных условиях, названные илы превращаются в специфический озерный осадок – сапропель. Кроме того, скопления раковин диатомовых водорослей могут создавать диатомовые илы кремнистого состава. Иногда в составе органогенных озерных отложений встречаются маломощные линзы ракушечников. Хемогенные осадки преобладают в бессточных озерах областей аридного климата. Здесь накапливаются соли каменная и калийная, сода, мирабилит и др. В пресных озерах также возможно образование хемогенных отложений, представленных карбонатными, железистыми или марганцовистыми илами или оолитами.Процессаккумуляции осадков в озерах, не испытывающих тектонического погружения дна, постепенно ведет к обмелению и, следовательно, исчезновению водоема.

Геологическая работа болот сводится, в основном, к накоплению торфа. Торф – горная порода органического происхождения, состоящая из растительных остатков. Следовательно, состав торфа зависит от состава растительности, а значит, от происхождения болота и его типа по местоположению и условиям образования. По происхождению болота бывают озерными, лесными и луговыми. Озерные болота возникают при зарастании (заболачивании) озер. Этот процесс идет от берегов озера к центру, причем главное значение принадлежит травяной растительности. Лесные и луговые болота возникают на локальных понижениях рельефа, где скапливаются атмосферные осадки (им свойственна кислая реакция и бедность минеральными солями). Просачиваясь сквозь грунты, кислые воды выщелачивают из почвы питательные вещества, а также, заполняя поры, препятствуют доступу воздуха к корням деревьев и трав. В итоге оказывается возможным развитие только таких нетребовательных к условиям произрастания растений, как сфагновые мхи. По местоположению и условиям образования болота можно разделить на четыре типа. Низинные болота являются озерными, питаются богатыми минеральными солями подземными водами, а значит, характеризуются богатой в видовом отношении растительностью (мхи, травы, кустарники, деревья). Торфяник здесь начинает накапливаться у берегов, поэтому в разрезе форма болота вогнутая. Верховые болота, формирующиеся как лесные и луговые, характеризуются бедной растительностью. Торфонакопление начинается в центре массива, поэтому поверхность болота выпуклая. Переходные болота возникают в результате накопления верхового торфяника поверх уже накопленного низинного, поэтому в их отложениях присутствуют как торфа низинного, так и верхового типа. Приморские болота сильно отличаются по месту и способу своего образования (см. литоральные отложения), одной из их разновидностей являются мангровые болота, формирующиеся в устьях впадающих в море тропических рек. Здесь пресные речные воды при максимальных по высоте приливах сменяются солеными морскими. Поэтому травы развиваться не могут, а господствует своеобразная древесная растительность с воздушными корнями, в силу чего накапливаются торфа древесного состава. Таким образом, торфа по их составу можно разделить на моховые, травяные, древесные и смешанные. Помимо торфяников, в болотах  могут накапливаться также различные хемогенные осадки. Последние представлены известняком (СаСО₃); сидеритом (FeCO₃) – болотной железной рудой оолитовой структуры, которая в результате выветривания превращается в лимонит (Fe₂O₃ x 2 Н₂О); изумрудно-синим вивианитом ((Fe3PO₄)₂ x 8Н₂О), переходящим при выветривании сначала в фиолетово-синий керченит, а затем в желтовато-серый пицит.

19. Формы залегания геологических тел.

Под геологическими телами понимают объемные тела горных пород, закономерно возникающие в ходе образования горной породы. Установлено, что породам определенного происхождения свойственны специфичные для них формы залегания. Из этого следует, что зная происхождение породы, можно устано вить и форму ее залегания; если невозможно наблюдать геологическое тело полностью, нетрудно представить, как важна эта закономерность. Раз возникнув, горные породы в земной коре подвергаются различным механическим и физико-химическим воздействиям, вследствие чего происходят изменения формы и расположения геологических тел, изменения формы и положения минеральных частиц в породах и, наконец, разрушение этих пород с образованием множества трещин. Такие изменения приводят к нарушениям первичного залегания горных пород. Нарушения могут быть тектоническими, если вызваны тектоническими движениями земной коры, и нетектоническими, если нарушения связаны с экзогенными геологическими процессами. В зависимости от происхождения горных пород выделены четыре группы форм залегания геологических тел: стратифицированных горных пород, магматических пород, метаморфических пород, гидротермальных и пневматолитовых пород. В каждой из этих групп выделяют нарушенные формы залегания. Различают три группы тектонических нарушений: складчатые, разрывные и инъективные. Складчатые (связные) нарушения образуются как следствие пластических деформаций; разрывные возникают при разрушении горных пород с образованием трещин, разломов и смещений по ним. Инъективные нарушения связаны с течением вещества и внедрением одних горных пород в другие.

19. Геологические карты (разновидности по задачам и масштабам).

В зависимости от масштаба собственно геологические карты делятся на пять видов: обзорные, мелкомасштабные, среднемасштабные, крупномасштабные и детальные.

• Обзорные карты

• Мелкомасштабные карты

• Среднемасштабные карты

• Крупномасштабные карты

• Детальные геологические карты

19. Геологические разрезы, стратиграфические колонки.

Геологический разрез, геологический профиль, вертикальное сечение земной коры от её поверхности в глубину. Г. р. составляются по данным геологических наблюдений, по геологическим картам, материалам горных выработок, буровых скважин, геофизических исследований и др.

         Г. р. обычно проводят поперёк простирания геологических структур по прямым или ломаным линиям, проходящим при наличии глубоких опорных буровых скважин через эти скважины, и показывают расположение, возраст и состав горных пород. Г. р. особенно важны для районов, закрытых мощным чехлом антропогеновых отложений. Горизонтальный масштаб Г. р. отвечает обычно масштабу соответствующей геологической карты. Вертикальный масштаб Г. р. равен горизонтальному, что позволяет давать неискажённое изображение характера рельефа и геологического строения. Для решения многих практических вопросов (при проектировании ж.-д. линий, изысканиях при строительстве зданий, постройке плотин и др.) приходится выяснять соотношение различных элементов рельефа местности с её геологическим строением. В подобных случаях необходимо применять увеличенный вертикальный масштаб, превышающий горизонтальный в десятки и даже сотни раз.

19. Принципы построения геологических карт, их зарамочное оформление.

Геологическая карта – изображение геологического строения определенной территории земной коры. Она дает представление не только о геологическом строении поверхности земли, но в определенной мере и о внутреннем строении земной коры. Инженерно-геологические карты бывают трех видов: 1) инженерно-геологических условий, 2) инженерно-геологического районирования и 3) инженерно-геологические карты специального назначения. Каждая такая карта включает условные обозначения (рис. 91), геологические разрезы и пояснительную записку. Рис. 91. ^ Условные обозначения пород для литологических разрезов и карт Карта инженерно-геологических условий содержит информацию для всех видов наземного строительства.  Карта инженерно-геологического районирования отражает разделение территории на части (регионы, области-районы и т. д.) в зависимости от общности их инженерно-геологических условий. Карты специального назначения составляют применительно к конкретным видам строительства. Они содержат оценку инженерно-геологических условий территории строительства и прогноз инженерно-геологических явлений. В основу составления геологической карты положены след. принципы: на карте условными знаками (цветом-краской, штриховкой, буквенными индексами и др. знаками) показывается распространение осадочных, изверженных и метаморфических горных пород различного возраста. Состав и возраст пород отображается цветом и особыми спец знаками. Линиями разной толщины обозначаются геологические границы горных пород, слагающие геологические тела и тектонические нарушения – разломы. Форма границ позволяет судить об условиях залегания, соотношении горных пород, геологических структурах и поведении горных пород на определенных глубинах. Геологические разрезы представляют проекцию геологических структур на вертикальную плоскость и позволяют выявить геологическое строение по глубине. Их строят по геологической карте или по данным разведоч­ных выработок (шурфов, буровых скважин). Вертикальный масштаб разрезов обычно принимается в 10 и более раз крупнее горизонтального. На геологическом разрезе показывают возраст, состав, мощность, условия залегания грунтов, гидрогеологические условия. 

19. Особенности геологического строения регионов России.(западной сибири).

В основании Западно-Сибирской равнины лежит Западносибирская плита. На востоке она граничит с Сибирской платформой, на юге - с палеозойскими сооружениями Центрального Казахстана, Алтая и Салаирско-Саянской области, на западе - со складчатой системой Урала. Северная граница плиты неясна, она покрыта водами Карского моря. В основании Западносибирской плиты находится палеозойский фундамент, глубина залегания которого составляет, в среднем, 7 км. Наиболее древние докембрийские и палеозойские горные породы в Западной Сибири выходят на поверхность лишь в горных районах ее юго-востока, в то время как в пределах Западно-Сибирской равнины они скрыты под мощным чехлом осадочных пород. Западно-Сибирская равнина - молодая погружающаяся платформа, скорость и величина погружения отдельных участков которой, а следовательно, и мощность чехла рыхлых отложений, весьма различны.     Образование Западносибирской плиты началось в верхней юре, когда в результате обламывания, разрушения и перерождения огромная территория между Уралом и Сибирской платформой опустилась, и возник огромный седиментационный бассейн. В ходе своего развития Западносибирская плита не раз захватывалась морскими трансгрессиями. В конце нижнего олигоцена море покинуло Западносибирскую плиту, и она превратилась в огромную озерно-аллювиальную равнину. В среднем и позднем олигоцене и неогене северная часть плиты испытала поднятие, которое в четвертичное время сменилось опусканием. Общий ход развития плиты с опусканием колоссальных пространств напоминает не дошедший до конца процесс океанизации. Эта особенность плиты подчеркивается феноменальным развитием заболоченности.     Остается много неясного и спорного в вопросах о характере, размерах и количестве древних оледенений этой территории. Считается, что ледники занимали всю северную часть равнины к северу от 60^o с.ш. Вследствие континентальности климата и небольшого количества осадков ледники на Западно-Сибирской равнине были маломощны, малоподвижны и не оставляли после себя мощных моренных накоплений.