лекции / Маслов В.В. Лекции по дисциплине «Инженерная Геология»

Особенности эоловых отложений:

●Косая неправильная слоистость, вызванная изменениями направления ветра

●Характерная округлость и сортировка песчаных зерен, связанная с длительностью переноса зерен ветром.

●Эоловые пески имеют тонкую зернистость (0,05- 0,25мм)

Продукты выветривания.

В процессе выветривания возникают две группы продуктов выветривания:

1.Подвижные (уносимые на расстояние) – делювий, коллювий

2.Остаточные (оставшиеся на месте) – элювий

Элювий – продукты выветривания, которые остаются на месте первоначального залегания коренных пород (рыхлый глинистый неслоистый не отсортированный материал)

Делювий – обломочный материал, снесенный с места его первоначального залегания дождевыми и талыми водами (слабосортированный и слабосцементированный материал, имеет слабую слоистость). Коллювий – обломочный материал, полученный в результате разрушения коренных пород и перемещенный вниз по склону под влиянием силы тяжести и отложенные у подножия склона.

В совокупности продукты выветривания образуют современную кору выветривания.

Почвы – верхний слой коры выветривания

Почва — рыхлый поверхностный горизонт возникает и развивается в результате совокупного воздействия на горные породы воды, воздуха, солнечной энергии, растительных и животных организмов.

21

Схема образования элювия, коллювия, делювия:

1 – элювий

2 – коллювий

3 – делювий:

●3а - щебень,

●3б - дресва,

●3в - супесь,

●3г – суглинок

22

Геологическая деятельность поверхностно текущих вод

Денудации поверхности литосферы наряду с процессами выветривания в значительной степени способствует эрозионная деятельность поверхностных текучих вод. К ним относятся воды так называемого поверхностного стока, т.е. воды перемещающиеся по поверхности Земли под действием силы тяжести. В деятельности поверхностных текущих вод, можно выделить стадии развития (эрозии, денудации) коренных пород, переноса (транспортировка) и накопления (аккумуляция) и их разрушение.

Геологическая деятельность рек

Река — природный водный поток (водоток), текущий в выработанном им углублении — постоянном естественном русле и питающийся за счёт поверхностного и подземного стока его бассейна.

Геологическая работа рек:

●Разрушение горных пород – эрозия

●Перенос продуктов разрушения и их последующее отложение – аккумуляция

Элементы бассейна реки:

●Исток — место, где река берет свое начало. Истоком может быть родник, озеро, болото, ледник в горах;

●Устье — место впадения реки в море, озеро или другую реку.

●Понижение в рельефе, тянущееся от истока до устья реки – речная долина.

●Русло — углубление, в котором течет река постоянно

●Пойма — плоское, затопляемое во время половодья дно речной долины.

●Над поймой обычно поднимаются склоны долины, часто ступенчатой формы. Эти ступени называются Террасами. Они возникают в результате размывающей деятельности реки (эрозии), вызванной понижением базиса эрозии.

23

Структура реки:

Речная система – река со всеми ее притоками. Название системы дается по названию главной реки.

Речная эрозия – углубление водотоком своего русла и расширение его в стороны.

Бассейн реки – территория, с которой река со всеми притоками собирает

воду.

Водораздел – линия раздела бассейнов двух рек или океанов. Обычно водоразделами служат какие-либо возвышенные пространства.

Питание рек. Поступление воды в реки называется их питанием. В зависимости от источника поступающих вод различают реки с дождевым, снеговым, ледниковым, подземным, а при их сочетании – со смешанным питанием.

Циклы речной эрозии:

На протяжении времени существования река переживает периоды: юность,

зрелость, старость

24

Продольный профиль равновесия реки

Базис эрозии – уровень, до которого река углубляет свою долину. Его высота определяется уровнем того водоема, куда впадает река. Конечным базисом эрозии всех рек является уровень Мирового океана. При понижении уровня водоема, в который впадает река, базис эрозии понижается и начинается усиленная эрозионная деятельность реки, вызывающая углубление русла.

«Старость» реки, формирование меандр и стариц

а - начальная стадия;

б - рост и смещение меандра;

в - образование старицы.

25

Типы речных террас:

●А - эрозионные или скульптурные;

●Б - аккумулятивные;

●В - цокольные.

●Р - русло;

●П - пойма;

●I, II, III - надпойменные террасы;

●H1, H2, H3 - эрозионные циклы.

●Элементы террасы:

o а- тыловой шов;

o б- террасовидная площадка; o в- бровка террасы;

oг - уступ террасы.

▪1-аллювий;

▪2-коренные породы.

Эрозионные террасы (размыва), в которых почти вся террасовидная площадка и уступ слагаются коренными породами, и лишь местами на поверхности сохраняется аллювий. Они образуются в молодых горных сооружениях в результате интенсивных тектонических движений.

Аккумулятивные террасы, в которых площадка и уступ полностью сложены аллювиальными отложениями, а цоколь из коренных пород всегда ниже уровня реки и никогда не обнажается. Они образуются в пределах низменных платформенных равнин, в межгорных и предгорных впадинах.

Цокольные или смешанные, эрозионно-аккумулятивные террасы характеризуются тем, что в нижней части уступа выходит на поверхность цоколь, а верхняя часть уступа и площадка сложены аллювием. Они образуются в переходных зонах от поднятий к погружениям, реже к равнинам.

Речные аккумуляционные форм

Отложения постоянных русловых потоков (рек, ручьев) называются аллювий. Аллювий формируется в различных участках речной долины. В соответствии с этим выделяют три фации аллювия: русловый; пойменный; старичный

26

Геологическая деятельность подземных вод

Все воды, находящиеся в порах и трещинах горных пород ниже поверхности Земли, относятся к подземным водам. Часть этих вод свободно перемещается в верхней части земной коры под действием гравитационных сил, а другая часть находится в очень тонких порах, удерживаясь силами поверхностного натяжения.

Подземные воды — часть гидросферы Земли и предмет изучения

гидрогеологии.

Происхождение подземных вод

●Инфильтрационные подземные воды – воды атмосферного происхождения, которые тем или иным путем просачиваются на глубину (дождь, талые осадки)

●Конденсационные воды – возникают в результате конденсации водяных паров воздуха в породах и трещинах.

●Седиментогенные воды – возникают в результате захоронения насыщенных водой морских осадков и их преобразования в ходе диагенеза.

●Магматогенные или ювенильные – образуются в результате вулканической деятельности присутствуют источники минерализованных вод с высокими температурами.

●Метаморфогенные – воды образуются при метаморфизме осадочных пород и минералов.

Виды воды в горных породах

●Вода в твердом состоянии, в виде льда, присутствует в горных породах, имеющих отрицательную температуру (ниже 0°): Арктика, Антарктида, Сибирь, в областях «вечной мерзлоты».

●В виде пара – содержится в воздухе, заполняющем свободные от жидкой воды поры и трещины в горных породах.

●Гигроскопическая вода облекает частицы породы одномолекулярной тонкой пленкой и прочно удерживается на поверхности этих частиц молекулярными и электрическими силами. Эта вода может быть удалена только при нагревании до температуры не менее 105-110°С.

27

Пленочная вода образует вокруг частицы горной породы и поверх гигроскопической воды более толстую пленку в несколько слоев молекул. Пленочная вода может передвигаться от одной частицы к другой, не подчиняясь силе тяжести.

Капиллярная вода – заполняет мелкие пустоты и микротрещины, в которых она удерживается силами поверхностного натяжения.

Гравитационная вода – находится в капельножидком состоянии в проницаемых породах, передает гидростатическое давление и передвигается под действием гравитационных сил.

Формы нахождения воды в пустотах горных пород

Виды воды в горных породах (кроме ранее перечисленных в природе существуют также воды)

Связанная вода входит в состав ряда минералов в качестве кристаллизационной воды. Примером являются гипс (CaSO4*2H2O), лимонит (2F2O3*3H2O), мирабилит (Na2SO4*10H2O). Эта вода из минералов может быть удалена при нагревании.

Капельножидкая (свободная) гравитационная вода заполняет все поры и трещины в горных породах и свободно передвигается под действием силы тяжести.

28

Типы подземных вод:

●Почвенные воды располагаются у поверхности и заполняют пустоты в почве

●Верховодка находится на небольшой глубине в зоне свободного проникновения воздуха и образует скопления над линзами водонепроницаемых пород.

●Грунтовые воды залегают в виде постоянного водоносного горизонта на первом от поверхности, более или менее выдержанном, водонепроницаемом слое. Грунтовые воды имеют свободную поверхность, которая называется зеркалом, или уровнем, грунтовых вод

Водоупорами (водонепроницаемые горизонты) считаются всевозможные глины, тяжелые суглинки, плотные сцементированные породы. Глины имеют пористость 50-60 %. Все дело в том, что поры в глинах очень тонкие (субкапиллярные) и вода через них не может проникнуть, т.к. задерживается силами поверхностного напряжения. Водопроницаемость зависит не от количества пор, а от размера и формы слагающих породу зерен и от плотности их сложения.

Водоносный горизонт – называется пласт (песок, гравий и т.п.) или слой породы, в котором поры, пустоты и трещины заполнены водой.

Пористость горных пород — наличие в ней пор, каверн, трещин и других полостей, содержащих нефть, газ и воду. Коэффициент пористости Кп = Vпор/ Vобр * 100% определяется как отношение объема открытых (сообщающихся) V пор к объему V образца породы – коэффициент пористости (Кп), измеряется в процентах (*100%). Пески обладают пористостью 30-35 %.

Типы подземных вод:

●Почвенные

●Верховодка

●Грунтовые

●Межпластовые

o Безнапорные

o Напорные или Артезианские

29

Движение и режим грунтовых вод

Напорные, или артезианские, межпластовые воды образуются в том случае, если водоносный горизонт, зажатый между двумя водоупорными, приурочен или к пологой синклинали, или к мульде, или к моноклинали, или еще к каким-нибудь структурам, в которых возможно образование напорного градиента.

Схема строения артезианского бассейна

А— пределы распространения артезианских вод:

а— область питания,

б — область напора,

в— область разгрузки;

Б— пределы распространения грунтовых вод;

H1 — напорный уровень выше поверхности земли;

H2 — напорный уровень ниже поверхности земли.

30