Вопрос 37 Кора выветривания

Корой выветривания называется совокупность продуктов выветривания, залегающих на месте образования или перемещенных на небольшое расстояние. Различают современную кору выветривания, выходящую на дневную поверхность, или элювиальные образования вместе с почвенным слоем, и древнюю (ископаемую или погребенную) кору выветривания, перекрытую более молодыми породами, предохраняющими ее от размыва. Состав и тип древней коры выветривания определяется составом коренных пород, климатическими условиями и стадией выветривания. Известно несколько типов коры выветривания: латеритовый, каолиновый, нонтронитовый и др. На древнюю кору выветривания часто накладывается современный элювий, образующий наложенную кору выветривания, выражающуюся в ожелезнении, окремнении карбонатизации и т. п. пород древней коры выветривания, значительно усложняя ее состав и строение.

В коре выветривания снизу вверх усиливаются трещиноватость и пористость пород, степень их изменения и разложения. В связи с этим наблюдается ряд последовательных переходных стадий от свежих, неизмененных коренных пород внизу к продуктам полного химического разложения, которые сохраняют остаточную структуру и текстуру, свойственную неизмененным породам. Изменение физического состояния продуктов выветривания и их химического состава обусловливает зональность коры выветривания. Границы между зонами неровные, неотчетливые и перемещаются на глубину по мере развития коры выветривания. В наиболее полном профиле выветривания различают снизу вверх следующие зоны: дезинтеграции, выщелачивания, гидролиза и окисления. Зоны называют по свойственным им минералам. Некоторые из них могут отсутствовать.

Древняя кора выветривания может распространяться на большую площадь, иметь плащеобразную форму и горизонтальную зональность, может обладать линейной, вытянутой в плане формой с наклонной или почти вертикальной зональностью, может относиться к смешанному типу. Мощность «площадных» кор достигает десятков, а линейных — сотен метров. Древние коры выветривания площадного типа обычно приурочены к поверхностям несогласий между древними и более молодыми породами на платформенных областях. Они образованы, очевидно, после возникновения выветрелых пород и до отложения перекрывающих их более молодых. Линейные коры выветривания характерны для складчатых областей.

Возраст кор выветривания самый различный, так как выветривание происходило уже на самых ранних этапах геологической истории Земли. С породами архея и протерозоя связана кора выветривания и железные руды Курской магнитной аномалии. Девонская кора выветривания известна в Воронежской области, на Украине и Урале. Мезозойская кора выветривания широко распространена на Урале, Украине, в Казахстане, Западной Сибири. Палеогеновая и неогеновая кора развита в Казахстане, на Южном Урале, Украине. Четвертичный возраст имеет кора выветривания на черноморском побережье Кавказа.

Вопрос 38 Геологическая деятельность подземных вод

Геологическая деятельность подземных вод

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.

Подземные воды играют большую роль при образовании оползней.

Оползнями называют передвижение масс горных пород по склонам под влиянием силы тяжести. Расположенные на склоне массы делювия не сползают вниз, пока их вес уравновешивается величиной трения любой поверхности как внутри делювиальной массы, так и на границе ее с подстилающими породами. Как только это равновесие нарушится и вес делювия окажется

больше удерживающей его силы трения, произойдет оползень. Схема структуры оползня представлена на рис., на котором видны три его основные части: поверхность скольжения, оползневый уступ и оползневая терраса. Поверхность скольжения — самая существенная часть оползня. При исследовании оползней ее изучают прежде всего. Положение и форма поверхности скольжения позволяют определить контур и размеры оползневого участка, а также установить величину сползающей массы и характер движения оползня. Обычно скольжение происходит по поверхности глинистого или какого-нибудь другого водоупорного слоя (например, поверхности мерзлоты). Наиболее подвержены оползням склоны, сложенные чередующимися водоупорными глинистыми, водопроницаемыми и водоносными слоями, а также породами, легко выветривающимися.

Оползни разнообразны, встречаются в разных условиях и на различной стадии развития, но оползневый рельеф участков, где происходили или происходят оползни, чрезвычайно типичен. В плане такие участки часто имеют форму амфитеатра, образуя понижение на склоне, которое называется оползневым цирком. У подножия склона сползшие породы иногда образуют оползневый вал выпирания. Поверхность оползней покрыта то буграми, то углублениями, то многоуступными обрывами, трещинами и западинами. Масса пород обычно сползает целиком, разбиваясь лишь трещинами, по которым происходят относительные перемещения отдельных частей, но внутреннее строение ее сохраняется.

Действие подземных вод при развитии оползней выражается в следующем.

1. Оползни происходят обычно после дождей, когда породы на склоне насыщаются водой, увеличивается их вес я ослабляются физико-механические свойства. Это — один из основных факторов нарушения равновесия, вызывающих оползни.

2. Другой основной фактор — смачивание грунтовыми водами поверхности скольжения, уменьшающее силу трения.

3. Вода, насыщающая делювий, снижает силу сцепления слагающих его частиц, что также способствует их сползанию.

4. Движение пород вниз по склону облегчается гидродинамическим давлением подземной воды, текущей обычно в направлении перемещения оползня.

А. П. Павлов выделял свободно соскальзывающие, или деляпсивные, и толкающие, или детрузивные, оползни. Движение оползней иногда происходит очень быстро, но чаще они сползают достаточно медленно. Например, оползень горы Соколовой в г. Саратове происходил в течение почти суток, так что все жители разрушенных домов успели спастись.

Для борьбы с оползнями стремятся увеличить прочность склонов. Это достигается лесонасаждением, искусственным выполаживанием склона путем срезания и подсыпки, путем покрытия склона дерном с прошивкой сваями и шпильками. Более надежно склон закрепляется террасированием и постройкой бетонных и каменных стенок. Однако все эти мероприятия дают эффект лишь при закреплении сравнительно небольших оползней. Значительно надежнее мероприятия, преобразующие физические свойства пород на склонах и коренным образом меняющие режим подземных вод. К их числу относится устройство поверхностного и подземного дренажа: перехват воды нагорными канавами, осушение подземными галереями и забивными фильтрами. Применяются также замораживание и цементация оползневых участков. Эти мероприятия очень эффективны, но дорогостоящи.