Глава 4. Характеристика геолого – геоморфологических процессов полигонов практики.

Земная кора и рельеф представляют собой основной объект изучения геологии. Земная кора состоит из весьма разнообразных горных пород, состоящих из не менее разнообразных минералов. Современные структуры земной коры и рельеф сформировались в процессе на земную поверхность различных тектонических движений, выветривания, деятельности поверхностных текучих вод и ледников.

Наиболее важными из них являются:

- тектонические движения;

- процессы выветривания;

- геологическая деятельность поверхностных текучих вод и подземных вод.

Эндогенные процессы, которые развиваются в недрах земли, процессы связанные с взаимодействием земной оболочки земли с внутренними сфер земли. Наиболее отчетливо эндогенные процессы проявляются в следующих процессах:

1. Магматизм и его виды - это процесс движения магмы с поверхности земли (и излияние в некоторых случаях). Магматизм может быть интрузивным (глубины или плутонизм) и эффузивные (поверхностные или вулканизм).

2. Явление землетрясений.

3. Колебательные движения земной коры. Колебательные движения происходят очень медленно. Поднятие происходит по несколько мм в год.

4. Складчатые разрывные дислокации. Складчатость- это все неровности земной коры- орогенез. Разрывные дислокации происходят в результате движения. Наиболее подвижны складчатые области называются- геосинклинальными. Участки со слабой тектонической активностью называются- платформой.

Процессы преобразования горных пород в результате эндогенных явлений называется- метаморфизм.

Экзогенные процессы- развиваются на земной поверхности. Их источником является солнечная энергия. Это геологические процессы, обусловленные внешними по отношению к земле источниками энергии (преимущественно солнечное излучение) сочетание сил тяжести. Протекают на поверхности и в приповерхностной зоне земной коры в форме механического и физико-химического, ее взаимодействия с гидросферой и атмосферой, также к ним относится выветривание, геологическая деятельность ветра, (эоловые отложения, дефляция), проточных морей и океанов (абразия), ледников (экзарация).

Эоловые отложения - образуются в результате накопления принесенных ветром продуктов выветривания плотных коренных пород или рыхлых аллювиальных, озерных, морских и других отложений.

Дюны - песчаный холм, образовавшийся под воздействием ветра (правый берег долины реки Кама, поселок В. Курья). Высота дюн может достигать 150м, а длина- несколько км. В случае, если дюна одиночная, ее гребень серповидную форму, вытянутые края называются- рогами.

Барханы - разновидности дюн, рельефные подвижные образования из песка в пустыню, навиваемых ветром и незакрепленные корнями растений. Достигают высоту от полутора до 100м. В поперечном разрезе имеют длинные пологие наветренные склоны и короткий крутой подветренный.

Дефляция- выветривание мелких частиц.

Денудация- процесс перемещения продуктов выветривания с одного места под действием силы тяжести, воды, ветра.

Экзогенные процессы на поверхности земли: разрушение горных пород и химическое преобразование слагающих минералов (физическое, химическое, биогенное выветривание), удаление и перенос разрыхленных и растворенных продуктов разрушения горных пород, ветром и ледниками: отложения (аккумуляции) этих продуктов в виде осадков на сушили на дне водных бассейнов и постепенное их преобразование в осадочных горных породах (седиментогенез, диагенез и катагенез).

Экзогенные процессы в сочетании с эндогенными участвуют в формировании рельефа земли, образовании толщ осадочных горных пород и связанных с ними месторождений.

Процессы выветривания- процесс изменения и разрушения горных пород под действием различных природных факторов. Выполняют 3 типа выветривания:

- физическое;

- химическое;

- биогенное.

Физическое выветривание-

Основным фактором физического выветривания являются резкие колебания температуры, вызывающие неравномерное изменение объема горных пород и слагающих их минералов. Эта неравномерность приводит к растрескиванию пород и к распадению их на глыбы, которые в свою очередь подвергаются дальнейшему измельчению. Интенсивность и результаты проявления выветривания выветривании в разных районах определяются главным образом климатическими условиями, составом, структурой и цветом пород, определяющими их механические свойства, характером их первичной трещиноватости и длительностью выветривания, которое, естественно, распадается на последовательные стадии.

Чем континентальнее климат, т.е. чем резче колебания температуры, тем интенсивнее проявляется физическое выветривание; наоборот, в условиях равномерно теплого и влажного климата механическое разрушение пород происходит крайне замедленно. В полярных странах, пустынях и высокогорных областях горные породы, обычно лишенные значительного растительного покрова, сглаживающего колебания температуры, очень сильно нагреваются и расширяются днем, охлаждаются и сжимаются ночью. Возникающие при этом внутренние напряжения ослабляют силу сцепления между минеральными зернами и приводят к дроблению пород. Этому значительно способствует анизотропия и неодинаковое термическое расширение главнейших породообразующих минералов. Например, коэффициент линейного расширения кварца в одном направлении в два раза больше, чем в другом, а коэффициент его объемного расширения в два раза больше, чем у ортоклаза и т.п.

При этом хрупкие породы разрушаются легко, а вязкие (например, диабазы, состоящие из удлиненных беспорядочно разбросанных минералов) растрескиваются и распадаются с трудом и сложенные ими дайки и массивы обычно выделяются в рельефе в виде гребней и разного рода возвышенностей. Темноокрашенные породы на солнце нагреваются сильнее и быстрее, чем светлоокрашенные, а охлаждаются и те и другие примерно одинаково. Естественно первые при прочих равных условиях разрушаются быстрее. Кроме того, у всех пород поверхность нагревается сильнее и быстрее, чем глубокие участки. Возникающие при этом напряжения приводят к образованию трещин.

Химическое выветривание

Химическое выветривание обусловлено химическим взаимодействием горных пород с окружающей средой (вода, воздух) . Поэтому чем больше поверхность соприкосновения этих двух сред, т.е. чем пористее и трещиноватее порода или чем больше она измельчена, тем интенсивнее она химически выветривается. Интенсивности химического выветривания способствует равнинный, слабо расчлененный рельеф, обусловливающий длительное сохранение продуктов выветривания и длительное воздействие на них агентов химического выветривания. Однако определяющую роль играют климатические условия. Наиболее благоприятен для химического выветривания жаркий и влажный тропический климат с высокой среднегодовой температурой, обильными осадками и чередованием дождливых и засушливых сезонов. В этих условиях химическое выветривание достигает конечных стадий; в умеренном климате оно замедляется, а в холодном (при многолетней мерзлоте) практически не происходит: там даже органическая ткань разлагается очень медленно (трупы животных и в мерзлом грунте сохраняются почти без изменений в течение тысячелетий).

Главным фактором химического выветривания является поверхностная и грунтовая вода с растворенными в ней углекислотой и кислородом воздуха ( в 1 л дождевой воды содержится до 30 см² газа, третью часть которого составляет кислород, десятую- углекислый газ и более половины – азот) . Кроме того, дождевая и талая вода, просачиваясь через почву, насыщается органическими кислотами и минеральными соединениями, придающими ей окислительные или щелочные свойства. При взаимодействии с породами и продуктами их разрушения вода теряет одни составные части и обогащается другими, т.е. изменяет химический состав не только горных пород, но и свой постепенно 4теряет химическую активность. Поэтому наиболее интенсивно химическое выветривание проявляется на поверхности. С глубиной, с потерей кислорода и углекислоты, а также с насыщением воды растворенными веществами, интенсивность химического выветривания снижается. Глубина действия выветривания значительно увеличивается (иногда до нескольких сотен метров) .

Биогенное выветривание

Биогенное выветривание связано с активным воздействием на горные породы растительных и животных организмов. Даже на самой гладкой скале селятся лишайники. Ветер заносит их мельчайшие споры в самые тонкие трещины или прилепляет к мокрой от дождя поверхности, и они прорастают, плотно прикрепляясь к камню, сосут из него вместе с влагой соли, нужные им для жизни, и постепенно разъедают поверхность камня и расширяют трещины. К разъеденному камню легче пристают, а в расширенные трещины больше набиваются мелкие песчинки и пылинки, которые приносит ветер или смывает вода с вышележащего склона. Эти песчинки и пылинки мало-помалу образуют почву для высших растений (трав, цветов). Их семена приносятся ветром, попадают в трещины и в пыль набившуюся между слоевищами лишайников и прилипшую к разъеденному им утесу, и прорастают. Корни растений углубляются в трещины , расталкивают в стороны куски породы. Трещины расширяются, в них набивается еще больше пыли и перегноя от отживших трав и их корней, - и вот подготовлено место для больших кустов и деревьев, семена которых тоже заносятся ветром, водой или насекомыми. У кустов и деревьев корни многолетние и толстые; проникая в трещины и утолщаясь с годами, по мере роста, действуют словно клинья, расширяя трещину все больше и больше.

Разрушению пород способствуют разнообразные животные. Грызуны роют огромное количество нор, рогатый скот вытаптывает растительность; даже черви и муравьи разрушают поверхностный слой почвы.

Выделяющиеся при разложении органических остатков углекислый газ и гуминовые кислоты попадают в воду, которая в результате этого резко увеличивает свою разрушающую способность. Растительный покров способствует накоплению влаги и органических веществ в почве, благодаря чему увеличивается время воздействия химического выветривания. Под покровом почвы выветривание происходит интенсивнее, т.к. горную породу растворяют также и органические кислоты, содержащиеся в почве. Бактерии, которые распространены повсеместно, образуют такие вещества как азотная кислота, углекислый газ, аммиак и другие, способствующие скорейшему растворению минералов, содержащихся в горных породах.

химического выветривания определяется уровнем грунтовых вод, ниже которого вода почти лишена свободного кислорода. Обычно она не превышает 20-30 м. Однако в зонах тектонических нарушений, характеризующихся интенсивной трещиноватостью пород, вода, не теряя активности, быстро просачивается вниз и глубина химического