1.Аллювиальные отложения.

Аллювий (лат. Alluvio — нанос, намыв) — несцементированные отложения постоянных водных потоков (рек, ручьев), состоящие из обломков различной степени обкатаности и размеров (валун, галька, гравий, песок, суглинок, глина).

Аллювиальные крупнообломочные отложения. Аллювиальные крупнообломочные грунты достаточно широко распространении в долинах горных рек, которые, как правило, обладают быстрым течением, способным переносить крупный обломочный материал. В соответствии с этим аллювий горных рек представлен валунами, галькой и гравием, с содержанием в ряде случаев песчаного заполнителя. Глинистых частиц и органических остатков и образований среди них нет. Крупнообломочный аллювий встречается и у равнинных рек. В их долинах особенно широко распространены гравийные, реже галечниковые образования, слагающие обычно нижние части аллювиальных толщ.

Аллювиальные песчаные отложения. Аллювиальные пески очень широко развиты в пределах равнинных территорий, где они встречаются как в современных речных долинах, так и вне их пределов. Русловые пески. Эти отложения основного потока реки наименее дисперсны по сравнению с другими фациальными типами аллювиальных песков. Русловые пески, как и другие типы аллювиальных песков, характеризуются слоистым сложением. Для них характерны разнообразные формы косой и диагональной слоистости.. Русловые пески сложены главным образом обработанными частицами с полированной мягким трением в воде поверхностью. По минеральному составу они преимущественно кварцевые. Пойменные и старичные пески. Главным образом они залегают в виде маломощных прослоев и линз в толще супесчаных и суглинистых пород. Пойменные и старичные пески представлены преимущественно мелко- и тонкозернистыми, а также пылеватыми песками, содержащими примесь глинистого, а иногда и органического материала. Дельтовые пески. Указанные отложения являются продуктом формирования в области медленного движения речных вод, в районах, удалённых от источников обломочного материала на весьма значительных расстояниях. В соответствии с этим эти пески представлены в основном тонко- и мелкозернистыми достаточно хорошо отсортированными разностями с хорошо обработанными окатанной формы полированными зёрнами. В ряде случаев они обогащены пылеватым и глинистым материалом. Строение дельтовидных песков характеризуется чередованием горизонтальных слоёв с покрывающими их косыми сериями.

Аллювиальные глинистые образования. В аллювиальных отложениях глинистые породы развиты очень хорошо, особенно в долинах рек. Глинистый аллювий отличается большим разнообразием состава и свойств. Среди отложений русловой фации аллювия содержание глинистых грунтов естественным образом невелико. Пойменная фация аллювия сложена преимущественно глинистыми образованиями. Это обусловлено тем, что паводковые воды, разливающиеся по пойме, несут, как правило, тонкопесчаный, пылевато-суглинистый и глинистый материал. Этот материал оседает на поверхности поймы после спада воды и покрывает её прерывистым слоем. Среди отложений пойменной фации наиболее широко развиты горизонтально-, волнисто-, линзовидно-слоистые суглинки и глины, редко супеси. Глинистые грунты со своеобразными особенностями формируются в «брошенных» старых руслах – старицах, которые со временем медленно превращаются в замкнутые заболоченные понижения, постепенно заполняющиеся в паводковый период пылевато-глинистым материалом. Эти отложения богаты гниющими органическими остатками, что вызывает процессы торфообразования и типичные при недостатке кислорода минералообразования.

2. Выветривание. Элювий и делювий, форма залегания и свойства. Под выветриванием понимают разрушение и изменение состава горных пород, происходящее под воздействием различных агентов, действующих на поверхности земли, среди которых основную роль играют колебания температур, замерзание вод, кислот, щелочей, углекислоты, действие ветра, организмов и т.д. Главной особенностью выветривания является постепенное и постоянное разрушение верхних слоёв литосферы. В результате этого горные породы дробятся, изменяют свой химико-минеральный состав, вследствие чего ухудшаются их строительные свойства или они полностью разрушаются. Интенсивность проявления выветривания зависит от многих причин – «мощи» агентов выветривания, состава пород, геологического строения местности и т.д. Наиболее сильно выветривание проявляется у поверхности земли, куда облегчён доступ агентам выветривания. Интенсивность выветривания находится в зависимости от состава пород. Разрушению способствует разнозернистость и крупнозернистость пород, качество природного цемента. Воздействие на земную поверхность, на толщи скальных горных пород процесса выветривания приводит к образованию коры выветривания, которая состоит из видоизменённых выветриванием горных пород или продуктов их разрушения. Продукты выветривания, остающиеся на месте их образования, носят название элювия. По составу он представляет собой смесь обломков «материнской» породы и глинистого материала. Нескальные породы, залегающие на дневной поверхности, также имеют кору выветривания, но она в большинстве случаев не имеет чётко зональности. Верхняя часть коры обычно бывает представлена песчано0пылевато-глинистой массой, а нижняя – обломочным материалом. В карбонатных грунтах зональность коры выветривания проявляется более чётко. Делювий (делювиальные отложения, делювиальный шлейф; от лат. deluo — «смываю») — скопление рыхлых продуктов выветривания горных пород у подножия и у нижних частей возвышенностей. Делювий распространён очень широко и образуется в результате переноса этих продуктов дождевыми потоками, талыми водами (плоскостного смыва). Немаловажную роль в этом играет сила тяжести, перемещающая частицы грунта. Таким образом, вследствие делювиальных процессов грунты в верхней части склона разрушаются, в нижней же, напротив, происходит аккумуляция материала. Структура делювия не слоиста и слабо отсортирована.

Виды выветривания. По интенсивности воздействия тех или иных агентов и характеру изменений горных пород принято выделять три вида выветривания: физическое, химическое и биологическое ( органическое). Физическое выветривание выражается преимущественно в механическом дроблении горных пород без существенного изменения их минерального состава. Породы дробятся в результате колебания температур, замерзания воды, механической силы ветра и ударов песчинок, переносимых ветром, кристаллизации солей в капиллярах, давления, возникающего в процессе роста корней растений и т.д. Большую роль в этом разрушении играют температурные явления. Кроме попеременного нагревания и охлаждения разрушительное действие оказывает также неравномерное нагревание пород, что связано с различными тепловыми свойствами, окраской и размером минералов, составляющих горные породы. На контактах отдельных минералов образуются микротрещины и порода постепенно распадается на отдельные блоки и обломки различной формы. Особенно подвержены температурному выветриванию крупнозернистые полиминеральные породы. Разрушение пород ещё больше усиливается, если в их микротрещины проникает вода, которая при замерзании увеличивается в объёме и развивает большое боковое давление. Трещины расширяются и углубляются. Это явление носит название морозного выветривания. Многие породы разрушаются при переменном намокании и высушивании. Значительное разрушительное действие оказывает ветер своей механической силой и ударным действием песчинок. Химическое выветривание выражается в разрушении горных пород путём растворения и изменения их состава. Наиболее активными химическими реагентами в этом процессе являются вода, кислород, углекислота и органические кислоты. Простейшим видом химического выветривания является растворение в воде. Разрушительное воздействие оказывает процесс гидратации. В присутствии воды происходит так же окисление. Например, минерал пирит превращается в гидрат оксида железа с одновременным образованием серной кислоты, которая, в свою очередь, весьма разрушительно действует на многие минералы. Биологическое (органическое) выветривание проявляется в разрушении горных пород в процессе жизнедеятельности живых организмов и растений. Породы дробятся и в значительной мере подвергаются воздействию органических кислот. Механическое разрушение производят растения своей корневой системой. Многие живые организмы, особенно из числа землероев, активно разрушают горные породы. В коре выветривания ими создаются многочисленные ходы, пустоты. На выветривание горных пород большое влияние оказывают многочисленные бактерии. В процессе своей жизнедеятельности они поглощают одни вещества и выделяют другие. Растения и животные, особенно микроорганизмы и низшие растения, выделяют различные кислоты и соки, которые, в свою очередь, весьма активно взаимодействуют с минералами горных пород, разрушают их, формируют минеральные новообразования.

3. Грунтовые воды, их формы залегания, состав, режим, отображение на геологических разрезах и гидрогеологических картах. Грунтовые воды. Грунтовыми водами называют постоянные во времени и значительные по площади распространения горизонты подземных вод, залегающие на первом от поверхности водоупоре. Они характеризуются рядом признаков: 1)Грунтовые воды имеют свободную поверхность, т.е. сверху они не перекрыты водоупорными слоями. Свободная поверхность грунтовых вод называется зеркалом (в разрезе уровень). Глубина залегания уровня от поверхности различна – от 1 до 50 м и более. Водоупор, на котором лежит водоносный слой, называется ложем, а расстояние от водоупора до уровня подземных вод - мощностью водоносного слоя. Грунтовые воды безнапорны, Но иногда они могут проявлять так называемы местный напор, связанный с залеганием линзы глины в уровне зеркала. 2) Питание грунтовых вод происходит главным образом за счёт атмосферных осадков, а также поступления воды из поверхностных водоёмов и рек. Территория, на которых происходит питание, ориентировочно совпадает с площадью распространения грунтовых вод. Грунтовая вода открыта для проникновения в неё поверхностных вод, что приводит к изменению её состава во времени и нередко к загрязнению различными вредными примесями. 3) Грунтовые воды находятся в непрерывном движении и, как правило, образуют потоки, которые направлены в сторону общего уклона водоупора. В отдельных случаях их залегание имеет форму грунтовых бассейнов, т.е. вода находится в неподвижном состоянии. Грунтовые потоки нередко выходят на поверхность, образуя родники или создавая локальную по площади заболоченность. 4) Количество, качество и глубина залегания грунтовых вод зависят от геологических условий местности и климатических факторов. Зеркало грунтовых вод в целом в какой-то мере копирует рельеф земной поверхности в пределах их расположения. По степени минерализации воды преимущественно пресные, реже солоноватые и солёные. В площадном распределении грунтовых вод имеется определённая зональность. Выделяют следующие четыре зоны. Грунтовые воды речных долин. Глубина залегания от 1 см до 10-15 м. Грунтовые воды ледниковых отложений. Вода обильная, слабо минерализованная, широко используется для водоснабжения. Грунтовые воды полупустынь и пустынь. Воды обычно мало, залегает она глубоко и имеет высокую минерализацию. Грунтовые воды горных областей. В этих районах выпадает много атмосферных осадков, часть которых проникает в выветрелые и трещиноватые породы. Эта вода широко используется для водоснабжения.

4) Делювий: происхождение, состав, строение и свойства.

Делювий, делювиальные отложения — наносы, образующиеся у подножия и на нижних частях склонов возвышенностей в результате смывания разрушенных горных пород с верхних частей этих склонов дождевыми потоками и талыми снеговыми водами, а также под влиянием силы тяжести, морозного сдвига и текучести грунта (солифлюкция). Делювиальные отложения имеют разнообразный состав (от глин и песков до крупных валунов) и характеризуются слабой отсортированностью. Обычно они образуют в нижней части склонов плащевидный покров (шлейф). В делювии часто содержатся россыпные месторождения золота, олова, вольфрама и других металлов.

5) Закон Дарси. Действительная и кажущаяся скорость фильтрации.

Подземные воды могут передвигаться в горных породах как путем инфильтрации, так и фильтрации. При инфильтрации передвижение воды происходит при частичном заполнении пор воздухом или водяными парами, что обычно наблюдается в зоне аэрации. При фильтрации движение воды происходит при полном заполнении пор или трещин водой. Масса этой движущейся воды создает фильтрационный поток.

Фильтрационные потоки подземных вод различаются по характеру движения и подчиняются двум законам. Если движение грунтового потока в водоносных слоях (галечнике, песке, супеси, суглинке) имеет параллельно-струйчатый или так называемый ламинарный характер, то он подчиняется закону Дарси. Ламинарный характер движения воды наблюдается также в трещиноватых породах, но при скорости движения не более 400 м/сут. При наличии крупных пустот и трещин движение воды в породах носит вихревой, или турбулентный, характер, но это наблюдается сравнительно редко. Это второй закон, носящий более сложный характер.

Фильтрационный поток называется неустановившимся, если основные его элементы изменяются не только от координат пространства, но и от времени. Подземный поток становится переменным, т. е. приобретает неустановившийся характер движения под действием различных естественных и искусственных факторов (неравномерная инфильтрация атмосферных осадков, откачка воды из скважины, сброс сточных вод на поля фильтрации и т. д.).

Ненапорные грунтовые воды имеют водоупор снизу и свободную поверхность сверху. Ненапорные подземные воды в зоне полного насыщения передвигаются при наличии разности гидравлических напоров (уровней) от мест с более высоким к местам с низким напором (уровнем).

Отношение разности напора ∆Н к длине пути фильтрации l называют гидравлическим уклоном (или гидравлическим градиентом I= ∆Н/l.

Современная теория движения подземных вод основывается на применении закона Дарси

Q = k _ф F∆H/l = к _ф FI,

где Q — расход воды или количество фильтрующейся воды в единицу времени, м³/сут;

к _ф — коэффициент фильтрации, м/сут;

F—площадь поперечного сечения потока воды, м²;

∆Н— разность напоров, м;

l— длина пути фильтрации, м.

Скорость фильтрации v = Q/F или v = k_ф l. Скорость движения воды (фильтрации) измеряется в м/сут или см/с. Эти формулы требуют уточнения в связи с тем, что в них входит величина F, отражающая все сечение фильтрующейся воды, а вода, как известно, течет лишь через часть сечения, равную площади пор и трещин породы. Поэтому величина v является кажущейся. Действительную скорость воды v_д определяют с учетом пористости породы

v_д= Q/F_n,

где n — пористость, выраженная в долях единицы.

6) Землетрясение. Классификация.

Землетрясения – это подземные удары (толчки) и колебания поверхности Земли, вызванные процессами высвобождения энергии внутри нее. По разрушительным последствиям землетрясения не имеют себе равных среди стихийных бедствий.

1. Тектонические землетрясения:

Вся поверхность земного шара делится на несколько огромных частей земной коры, которые называются тектоническими плитами.

Это североамериканская, евроазиатская, африканская, южноамериканская, тихоокеанская и атлантическая плиты. Тектонические плиты находятся в постоянном движении, которое составляет несколько сантиметров в год. Они могут раздвигаться, сдвигаться и скользить одна относительно другой.

Согласно теории, землетрясения являются результатом столкновения этих плит и сопровождаются изменениями поверхности земли в виде складок, трещин, и т.п., которые могут простираться на большие расстояния.

Районы, расположенные вблизи границ тектонических плит, в наибольшей степени подвержены землетрясениям. Это, прежде всего Калифорния, Япония , Греция, Турция. К счастью для человечества, основная часть линий раскола земной коры проходит по морям и океанам. Поэтому 90% землетрясений на Земле проходит незаметно для человека.

Иногда случаются землетрясения во внутренних частя плит – так называемые внутриплитовые землетрясения.

2. Вулканические землетрясения - в местах, где раздвигаются тектонические плиты.

3. Обвальные землетрясения - землетрясения возникающие при развитии крупных оползней,

обрушение кровли шахт или подземных пустот с образованием упругих волн.

4. Землетрясения, вызванные инженерной деятельностью человека - (заполнение глубоких, более 10 м водохранилищ, закачка воды в скважины, образовании подземных полостей вследствие добычи полезных ископаемых, горные работы и взрывы большой мощности)

7. Магнитуда и бальность- две характеристики землетрясений. 

Магнитуда – расчетная величина, относительная характеристика сейсмического очага; используется для  оценки общей энергии, выделившейся в очаге. Магнитуда самых больших землетрясений М=8,5...8,6, что соответствует выделению энергии 10^17-10^18 Дж или семнадцатому-восемнадцатому энергетическим классам. Интенсивность проявления землетрясений на поверхности  Земли определяется по шкалам сейсмической интенсивности и оценивается в условных единицах -  баллах. Балльность(I) является функцией магнитуды(M), глубина очага(h) и расстояния от рассматриваемой точки  до эпицентра(L):  I=1.5M +3.5lg(L^2+h^2)^1/2+3 

8. Землетрясения. Причины и последствия.  Землетрясение - это колебания и толчки поверхности земли, имеющие естественные или искусственные причины возникновения, такие как процессы в литосфере, подъем лавы вулкана или результаты техногенной деятельности людей.  Очаг зарождения сейсмических волн называют гипоцентром. Непосредственно над ним на поверхности  земли располагается эпицентр. На этом участке сотрясение поверхности происходит в первую очередь и с  наибольшей силой. От гипоцентра во все стороны расходятся сейсмические волны, по своей природе  являющиеся упругими колебаниями. Сейсмические волны – продольные или Р-волны (первые, самые  быстрые), поперечные или S-волны (вторые), поверхностные или L-волны (самые длинные и самые  медленные).  Причины землетрясений:  Природные. К природным воздействиям относится внутренние изменения планеты Земля, влияние космических бурь, солнца, а также некоторых других явлений Космоса.  Искусственные. Искусственным воздействие на побуждения возникновения землетрясения является Человек и его влияние на окружающую среду. Такими действиями могут быть взрывы, раскапывание земных пород для добычи полезных ископаемых и тому подобное.  Последствия землетрясений:  Землетрясения способствуют развитию чрезвычайно опасных гравитационных процессов –  оползней, обвалов, осыпей

9. Сейсмическое районирование и микрорайонирование.  СЕЙСМИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ — деление территории на районы с разной степенью интенсивности ожидаемых землетрясений.  Вся земная поверхность разделена на зоны: сейсмические, асейсмические и пенесейсмические. К сейсмическим относят районы, которые расположены в геосинклинальных областях. В асейсмических  районах землетрясений не бывает. В пенесейсмических районах землетрясения происходят сравнительно  редко и бывают небольшой силы.  СТРОИТЕЛЬСТВО В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ (сейсмическое микрорайонирование). При строительных работ в  районах землетрясений необходимо помнить, что баллы сейсмических карт характеризуют только некоторые усредненные грунтовые условия района и поэтому не отражают конкретных  геологических особенностей той или иной строительной площадки. Эти баллы подлежат уточнению на  основе конкретного изучения геологических и гидрогеологических условий строительной площадки. Это  достигается увеличением исходных баллов, полученных по сейсмической карте, на единицу для участков,  сложенных рыхлыми породами, в особенности увлажненными, и их уменьшением на единицу для участков,  сложенных прочными скальными породами.

10. Карстовые процессы.

Это процессы выщелачивания водорастворимых горных пород (известняков, доломитов, гипсов) подземными и атмосферными видами и образования в них различных пустот. Для карстового процесса (в отличие от обычной суффозии) главным является растворение пород и вынос из них веществ в растворенном виде (рис. 159). В России карст имеет широкое распространение в районах западного Приуралья (закрытый гипсовый и известняковый карст), на Русской равнине (закрытый известняковый карст), в Приангарье (известняковый карст) и во многих других местах Сибири, Кавказа и Дальнего Востока. Возникновение и развитие карста обусловлено способностью пород к полному растворению, наличием проточной воды и степенью ее минерализации, геологическим строением участка, рельефом местности, трещиноватостью пород, характером растительности, климатом. Из всех пород наиболее растворимыми водой являются соли (хлориды), гипсы с ангидритами и известняки. Для растворения одной части каменной соли (галита) достаточно трех частей воды, а для гипса нужно уже 480 частей воды. Труднее всего растворяются известняки. В зависимости от содержания в воде С02 и от температуры для растворения одной части минерала кальцита, из которого обычно слагаются известняки, требуется от 1000 до 30 000 частей воды. Аналогичным образом растворяются доломит и магнезит. Причины различной растворимости минералов зависят от энергии кристаллических решеток. Чем больше эта энергия, тем труднее растворяется минерал. Кроме того, растворимость породы зависит от крупности составляющих ее частиц. Мелкие зерна при всех прочих равных условиях растворяются быстрее. Одним из главных факторов карстообразования является действие воды — атмосферной, речной, подземной, если она не обладает повышенной минерализацией. Наиболее сильно растворяет породы слабо минерализованная вода, а также водные растворы, содержащие свободную углекислоту. В этом случае растворяющее действие воды увеличивается во много раз. Растворению способствует повышенная температура и движение воды.

Одним их самых важных условий развития карста является степень водопроницаемости пород. Чем более водопроницаема порода, тем интенсивнее развивается процесс растворения. Наилучшие условия в этом отношении создаются в трещиноватых породах, особенно при наличии трещин шириной не менее 1 мм, так как это обеспечивает свободную циркуляцию воды. Вода постепенно разрабатывает трещины в каналы и пещеры. Этот процесс, получивший название коррозии, продолжается до водоупора или уровня подземных вод. У коррозионного процесса, как и у эрозионного, имеется нижний предел развития, называемый базисом коррозии, которым чаще всего бывает уровень ближайшей реки, озера или моря, а также поверхность водоупорных пород. Поднятие или опускание карстового массива, вследствие движений земной коры, вызывает изменение положения базиса коррозии. Карстовый процесс при этом либо усиливается, либо ослабевает.

ФОРМА И РАЗМЕР:

Когда рушится кровля над карстовыми пустотами или

выщелачиваются породы, возникают своеобразные формы рельефа – карстовые.

Из них наиболее распространены воронки различных размеров и форм,

котловины и провалы; кары – углубления, канавы, щели, борозды,

прорезающие земную поверхность. Под влиянием карста происходит немало

удивительных явлений: пропадают (в буквальном смысле проваливаются под

землю) реки, ручьи, озёра; на морском дне из карстовых полостей

изливаются пресные воды. Некоторые легенды о внезапно исчезающих городах

(например, о Китеже) связаны, скорее всего, под впечатлением карстовых

провалов.

Размеры и глубина этих провальных воронок различны: диаметр от 2 м до 250 м , а глубина от 2- 3 м до 18- 20 м . Большей частью они встречаются группами, иногда занимают большие пространства. Интересно отметить, что чем моложе провальная воронка (т. е. чем позже она образовалась), тем круче и отвеснее ее стенки, тем меньше они покрыты растительностью. Наоборот, чем старше провальная воронка, тем стенки ее оказываются более пологими и более заросшими травой, кустарником и даже древесной растительностью. В наиболее молодых провальных воронках можно хорошо наблюдать выходы слоев пород, в которых они образованы, а в старых провалах этого сделать почти не удается, поскольку склоны покрываются дерном и осыпью рыхлых обломков пород.

Форма воронок зависит от глубины залегания слоев карстующихся легко вымываемых известково-доломитовых или гипсово-ангидритовых пород. В долинах рек, где эти слои подходят близко к поверхности, провалы имеют пологие стенки и вследствие близости грунтовых вод заполнены водой, образуя воронки блюдцевидной формы. На высоких коренных берегах и на водоразделах, там, где указанные слои пород лежат более глубоко, выщелачивание их вызывает оседание большой толщи поверхностных слоев, образуются глубокие провалы с крутыми склонами (т. е. провальные воронки конусовидной формы). Образование провальных ям большей частью приурочено к моменту спада воды в половодье, так как этот период является наиболее

Провальные озера достигают иногда 1,5- 2 км в диаметре и 20- 30 м глубины. Вода в них холодная, очень чистая, а на дне иногда видны провалившиеся деревья.