Задание по дисциплине «Геология» на период июнь 2017-октябрь 2018 г. студентам заочного отделения
Специальности: «Геофизические методы поисков и разведки м.п.и.», «Технология и техника разведки м.п.и.»
1.Изучить темы «Динамическая геология»
«Экзогенные геологические процессы»
2. Ответить письменно на вопросы на стр.13
3.Подготовить презентацию по одной из тем (на выбор) – 8-10 слайдов.
Динамическая геология
Общая характеристика геологических процессов
На поверхности и в недрах непрерывно происходят разнообразные процессы, под воздействием которых формируются и постоянно изменяется земная кора. Испарение сменяется осадками; разрушение горных пород - образованием новых, извержение веществ из недр – погружением горных пород на глубину.
На изменение земной коры влияет много факторов – от положения Земли в космосе до геологической деятельности человека.
Процессы, изменяющие состав и строение земной коры называются – геологическими.
В зависимости от источника энергии геологические процессы делятся на экзогенные (внешние) и эндогенные (внутренние).
Экзогенные геологические процессы
Развиваются на поверхности и в самых близких к поверхности частях земной коры.
Источники энергии – солнечное тепло, сила тяжести, энергия приливов и отливов, жизнедеятельность организмов.
Экзогенные процессы – это процессы взаимодействия с атмосферой, гидросферой и биосферой, т.е. внешними оболочками Земли.
Действуя на горные породы суши экзогенные процессы разрушают их. Экзогенные процессы протекаю с малой скоростью в течении миллионов лет, лишь иногда быстро – оползни, обвалы.
К экзогенным процессам относятся – выветривание, деятельность ветра, воды, льда и др.
Общая направленность экзогенных процессов – разрушение, сглаживание поверхности суши, заполнение впадин, выравнивание океанического дна.
Разрушение суши и удаление продуктов разрушения называется денудацией.
Накопление рыхлых продуктов в результате разрушения горных пород называют – аккумуляцией.
Кроме рыхлых обломочных пород в морях и океанах происходит накопление химических осадков, т. е процесс седиментации.
В результате экзогенных процессов формируются месторождения торфа, углей, солей, стройматериалов, россыпей.
Эндогенные геологические процессы
Обусловлены внутренней энергией Земли. Это такие явления как вулканизм, магматизм, метаморфизм и др. Ведущую роль в эндогенных процессах играют тектонические движения, в результате которых образуются поднятия и прогибы, трещины, провалы, дно моря может стать горной системой и наоборот. Эндогенными процессами создаются горы, вулканические конусы, впадины в океанах, т. е общая направленность эндогенных процессов – создание неровностей рельефа.
При эндогенных процессах образуются месторождения металлов, слюды, драгоценных камней, флюорита и др.
Геологические процессы не только взаимосвязаны, но и в значительной степени взаимообусловлены: чем выше горные вершины, тем сильнее они разрушаются ледниками, текучими водами, выветриванием.
Накопление у подножия огромных толщ осадков или льда приводит к прогибам земной коры, усилению сейсмоактивности.
ЭКЗОГЕННЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Выветривание
Выветривание – процесс физического разрушения и химического разложения горных пород под воздействием солнечного тепла, воды, атмосферных газов, органических веществ выделяемых растениями и организмами
Термин «Выветривание» не связан со словом «ветер». Он происходит от немецкого Wetter – погода.
Выделяют два типа выветривания – физическое и химическое.
Физическое выветривание
Механическое разрушение горных пород без изменения химического состава. Основные причины – колебание температуры и действие трещинных вод
Наиболее интенсивно проявляется в пустынях, горных областях, областях со слабым почвенным и растительным покровом.
Горные породы, нагреваясь, увеличиваются в объеме, а охлаждаясь – уменьшаются. Многократное повторение этих процессов приводит к образованию трещин и дроблению пород.
Тёмные породы нагреваются сильнее, поэтому пёстроокрашенные породы разрушаются быстрее.
Полиминеральные породы содержат минералы разного цвета с различными коэффициентами расширения.
Мономинеральные породы могут разрушаться за счёт того, что зёрна поразному ориентированы, толкают друг друга за счёт разного теплового расширения.
Процессу физического выветривания помогает проникновение корней растений и пленочная вода между зёрнами породы.
В пустынях сжатие горных пород, вызванное ночным охлаждением, встречается с остаточным расширением их от дневного нагревания, в результате появляются трещины параллельные поверхности выхода, по ним отделяются пластины или чешуи. Порода как бы шелушится. Отслаивание от глыб верхних частей в виде чешуй называется десквамацией.
На ровных участках каменистых пустынь, плоскогорий в результате выветривания образуется крупнообломочный щебень мощностью 20 – 50 метров. Этот слой препятствует разрушению нижних слоёв пород.
В полярных областях физическое выветривание проявляется в форме морозного выветривания. Оно происходит за счёт превращения воды в трещинах в лед, которая замерзая, увеличивается в объёме на 10 процентов. Она оказывает на стенки трещин огромное давление. Глубина морозного выветривания 2 – 3 метра.
Под действием силы тяжести со склонов гор обломки горных пород скатываются вниз, образуя конусы, шлейфы на склонах и у подножия (осыпи). Внезапное обрушение горных пород называется обвалом. Причиной обвалов могут быть землетрясения, лавины, ураган, ливень.
Химическое выветривание
Это процесс разрушения минералов и горных пород с изменением химического состава.
Главные факторы химического выветривания – дождевые и талые воды, органические вещества и газы, растворенные в воде.
Воду принято считать малоактивным веществом, но в природе химические процессы продолжаются тысячелетиями и вода становится мощным химическим реагентом.
В отсутствии воды остальные факторы химического выветривания либо совсем инертны, либо их действие очень ослаблено. Смоченное железо легко и быстро ржавеет. Кислород и углекислый газ, растворяясь в воде, придают ей активности.
Наиболее интенсивно химическое выветривание проявляется во влажном тропическом климате (до полного разложения первичных минералов).
В сухом климате, где воды мало, и в очень холодном климате, где вода большую часть года находится в твёрдом состоянии, химическое выветривание очень слабо, на первом плане здесь физическое выветривание.
Основными химическими реакциями при выветривании являются:
v Растворение – обусловлено частичной диссоциацией воды на ионы Н- и ОН+. Степень диссоциации увеличивается с повышением температуры.
Кислые воды (рН=0-6) способны растворять соединения Ca, Mg, Na, Fe
Щелочные воды (рН=8-14) разлагают труднорастворимые соединения.
Растворение и вынос легкорастворимых химических соединений (галоидов, сульфатов, карбонатов) называется выщелачиванием. Образуются каверны, пустоты.
v Окисление (присоединение кислорода). В процессе окисления чаще всего изменяются рудные минералы:
Пирит – лимонит Халькопирит – малахит Галенит – церрусит
На местах выхода руд образуются зоны окисления, «железные шляпы».
v Гидратация (водонасыщение) Кристаллическая решётка минерала, присоединяя воду, перестраивается. Объём минералов, горных пород может значительно увеличиться. Например, ангидрит СаSO4 присоединяя воду, переходит в гипс и увеличивается в объёме на 33%
v Гидролиз – состоит в том, что гидроксил–ион (ОН) отнимает у минералов ионы металлов, на место которых становится ион Н-
Особенно активно этот процесс идёт в кислой среде. Реакции гидролиза особенно важную роль играют в разложении силикатов, а именно силикатами сложено большинство горных пород, поэтому этот процесс широко развит в природе
Характерный пример гидролиза – каолинизация полевых шпатов. Полевые шпаты разлагаются с образованием каолинита, халцедона и солей K, Na, Ca.
Биологическое выветривание является составной частью химического выветривания. Организмы выделяют кислоты при жизнедеятельности или кислоты образуются после их разложения. Очень большое значение микроорганизмы играют при разложении полевых шпатов. Без них этот процесс протекал бы намного медленнее.
Конечные продукты выветривания, которые остаются на месте своего образования называются элювием.
Коры выветривания
Элювиальный покров, накапливающийся длительное время и имеющий большое площадное распространение, называется корой выветривания.
Кора выветривания часто имеет вертикальную зональность, в верхней её части наиболее изменённые минералы, ниже постепенно переходящие в коренные, материнские породы.
Мощные коры выветривания образуются в условиях жаркого влажного климата. В умеренных широтах процессы денудации успевают выносить продукты разрушения раньше, чем они полностью химически разложатся.
В зависимости от минерального состава пород выделяют несколько типов кор выветривания:
1) Каолиновая кора – развивается над массивами гранитов, сиенитов, диоритов. Светлоокрашенные глины (керамические).
2) Латеритная кора – над массивами щёлочных и основных магматических пород. Сложена гидроокислами Fe и Al, имеет кирпично-красный цвет. В том случае, когда латериты обогащены окислами алюминия, их называют бокситами.
3) Нонтронитовая – над массивами ультраосновных пород
Почвообразование и типы почв
Почвой называют верхнюю часть коры выветривания, обладающей плодородием
Изучением почв занимается наука почвоведение, которая сформировалась на стыке наук – геологии, биологии, агрономии. Основателем её был выдающийся русский учёный В.Докучаев
Почвы состоят из минеральных частиц (кварца, полевого шпата, слюд), гумуса (продуктов распада органических тканей), органических кислот.
Почвы образуются на любых горных породах. Сначала на камнях поселяются мхи, лишайники, бактерии. Разрушение верхней части пород. Затем вырастает трава, кустарники. Постепенно почва переходит на глубине в материнские (коренные) породы
Выделяют около 30 типов почв:
1) Почвы тундры и лесотундры
2) Лесные почвы – подзолистые. Содержат небольшое количество гумуса в верхней части. Серого цвета.
3) Почвы луговой степи (чёрноземы). Очень плодородны, чёрного цвета. Гумуса 20 %
4) Почвы сухих степей и пустынь (каштановые). Содержат гумуса 5%. Испарение преобладает над смачиванием
5) Солончаковые обогащены солями
6) Почвы субтропической зоны – красноземы, латериты и др.