Болотные отложения

Министерство образования и  науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное  образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

 

Кафедра гидрогеологии и инженерной геологии

Реферат на тему:

 

Болотные отложения

 

 

 

 

 

Выполнил: студентка гр. ИГ-12-1 ______________  /Давыдова В.В./

^{(подпись)   (Ф.И.О.)}

Проверил: ассистент  ____________ /Панкратова К. В./

^{(должность)   (подпись)    (Ф.И.О.)}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2012 г.

 

Содержание

 

Введение

В определенных географических условиях, где количество поступающей  влаги превышает испарение, происходит заболачивание местности. Этому  способствует рельеф поверхности, геологическое строение и состав коренных пород, но более всего влагу задерживает сама органическая природа.  
      Болото (рис. 1) – это экосистема, в которой степень продуцирования органического вещества растениями значительно превышает степень их разложения.[1] Для болотных экосистем характерно застойное или слабопроточное увлажнение, определяющее специфический характер растительности и особый болотный тип почвообразования, выражающийся в накоплении торфа.

Накопление торфа является крайне сложным, многофакторным процессом, особенности которого зависят как от условий внешней среды, так и от структуры и состава растительного биоценоза.

 

 

 

 

 

 

Болотные отложения

Типичными болотными  отложениями (рис. 2) являются некоторые хемогенные и особенно органогенные осадки. К первым из них относится болотная известь или болотный мергель, а также болотные или дерновые железные руды. Их образование связано с приносом в болота соответствующих соединений грунтовыми водами. Болотная известь образуется в том случае, когда болота питаются жесткими грунтовыми водами, с большим содержанием в растворенном виде карбонатов кальция, Приносимые грунтовыми водами железистые соединения образуют болотные железные руды. В восстановительных болотных условиях железистые соединения осаждаются в виде сметаноподобной массы, отвечающей по составу сидериту (FеСО₃) и состоящей из мельчайших шариков. В случае соприкосновения сидерита с воздухом происходит процесс окисления и вместо сидерита образуется бурый железняк (лимонит). 
В восстановительных условиях болот иногда образуется фосфорное соединение железа вивианит, встречаемый вместе с сидеритом и другими минералами закиси железа. Чаще всего он наблюдается в виде небольших землистых пятен синего цвета, но иногда образует линзы или небольшие конкреции. Источником фосфора являются гл. образом органические остатки животного происхождения.[3]

Болотные отложения изучаются как грунты при решении инженерных задач, связанных со строительством сооружений, прокладыванием трасс и дорог. Они изучаются как препятствие при прохождении военной и гражданской техники. [2]

Воды болотных отложений по своему составу и свойствам отличаются, во-первых, меньшими глубинами залегания ( от 0 до 0 5 - 1 м) и, во-вторых, загрязненностью органическими примесями.[4]

Почвой болотных отложений могут быть любые породы, чаще всего это глинистые пески, алевриты и глины. Сами отложения представлены торфом, иногда сапропелем. В толще торфа встречаются прослойки и линзы терригенного материала, иногда стяжения и конкреции карбоната и фосфата железа. Торф формируется под водой, но с периодическим кратковременным или длительным осушением. Водный режим торфяника определяет характер процессов разложения органического вещества: обугливание - фюзенизация при осушении и гелификация - витренизация при водном режиме.[5]

Обязательным условием накопления болотных отложений является постоянное застойное или слабопроточное оводнение. Накопление и неполное разложение растительных остатков происходит в бескислородных ( анаэробных) условиях. При росте в высоту болотных отложений уменьшается их зольность (трофность), увеличивается кислая реакция водных растворов. В этих условиях разложение остатков уменьшается, они меньше уплотняются, и рост болота вверх идет быстрее.[2]

Состав и свойства болотных отложений достаточно хорошо выдержаны и колеблются в зависимости от того, к какой фации они относятся. Поэтому иже приводится характеристика торфов, общая для всей области. Среди болотных отложений выделяются фации низинного (рис. 3), переходного(рис. 4) и верхового типов. Почти для всех изученных типов и видов торфов характерна слабая ( до 25 %) и средняя ( до 50 %) степень разложения. Наиболее высокая степень разложения и зольность присущи торфам низинного типа и в первую очередь торфам лесной и лесотопяной групп. Степень разложения их доходит до 40 - 55 %, зольность - до 30 и более процентов. Переходные виды торфов по степени разложения и зольности занимают промежуточное положение. Характерно увеличение объемной массы скелета при переходе от торфов топяной группы к торфам лесотопяной и лесной групп. Одной из важных характеристик торфов является их значительная объемная усадка. Верховые торфы топяного типа обладают наибольшими величинами коэффициента уплотнения и фильтрации. Слабая фильтрация и водоотдача торфов обусловлены большой водоудерживающей способностью коллоидных частиц и ненарушенных ячеек растительных тканей. [4]

 

 

Низинные болота обычно располагаются по долинам рек, берегам  озер; к ним близко подходят грунтовые воды, богатые минеральными солями; растительность на них, как правило, богатая (разные виды осок, рогоз широколистный, тростник обыкновенный, белокрыльник болотный, зеленые мхи, ольха серая и другие виды).

Верховые болота на территории нашей страны по площади и запасам торфа преобладают над всеми другими типами болот (40% всех торфяных болот мира). На верховых болотах растительность отделена от почвы уже накопившимся слоем торфа; скудное минеральное питание она получает только с атмосферными осадками, причем осадки преобладают над испарением; вода удерживается и накапливается сфагновыми мхами; грунтовые воды располагаются близко к поверхности. Мощность торфяного слоя на верховом болоте может достигать 3–4 м и даже больше. Обычно по мере накопления торфа низинное болото постепенно превращается в верховое. При этом торфяная залежь растет медленно – в среднем на 1 мм в год. Такова скорость роста главного торфообразователя — мха сфагнума.

Благоприятные условия  накопления болотных отложений создаются в отрицательных формах рельефа (болотных впадинах), куда, кроме атмосферных, поступают грунтовые и натечные воды.[2]

Биогенные - это болотные отложения, содержащие значительное количество растительных остатков, обычно водонасыщенные и сильносжимаемые.[6]

Голоценовые болотные отложения - это бурый разложившийся торф мощностью до 1 м, который в течение холодного времени года находится в мерзлом состоянии. Льдистость торфа невысокая, однако под слоем торфа часто располагаются прослои и линзы льда мощностью до 3 м, слагающие ядра бугров пучения.

Вне торфяников почти  вся территория сложена с поверхности  преимущественно песками. Эти же пески подстилают и торфяные болотные отложения. Генезис песков до сих пор спорен. С нашей точки зрения, эти пески имеют в большинстве районов среднечетвертичный возраст и преимущественно водно-ледниковое происхождение. В северных районах в их разрезе появляются прослои прибрежно-морских среднечетвертичных отложений, а в южных - прослои и пачки озерно-аллювиальных отложений. Глинистые ледниковые образования, как правило, содержащие гравийно-галечниковые включения, на дневной поверхности встречаются чрезвычайно редко и занимают локальные участки.

В лесотундре площадь, занятая болотными отложениями, составляет 14 % (Пьявченко, 1965), а в тундре она существенно сокращается, причем на большей части территории центра и севера Ямала и Гыдана отдельные массивы торфяников имеют площадь, не превышающую первые десятки гектаров. В степной зоне количество болотных массивов также очень незначительное, что связано со значительной сухостью климата.

Современные болотные отложения представлены водонасыщенными торфами. Торфяные залежи преимущественно низинного типа, в северной части возможно присутствие верховых и переходных типов, с более низкой степенью разложения торфов.[4]

 

Болотный микроландшафт - часть болотного  массива, однородная по характеру растительного  покрова, микрорельефу поверхности  и водно-физическим свойствам деятельного горизонта и представленная одной растительной ассоциацией, группой близких по флористическому составу и структуре растительных ассоциаций или комплексом различных растительных ассоциаций, закономерно чередующихся в пространстве.

Процесс преобразования растительной органики в торф

Как же происходит преобразование растительной органики в торф? В  торфянике выделяются две зоны: полного  насыщения торфяной залежи водой  и аэрации. В зоне насыщения находится  свободная гравитационная и связанная  с твердым скелетом торфа вода. В зоне аэрации вода только связанная. Именно в зоне аэрации происходят практически все микробиологические и химические процессы разложения отмирающей растительной массы. Толщина этой зоны (деятельного слоя) обычно не превышает 60-70 см. Деятельный слой наиболее насыщен микроорганизмами, разлагающими остатки растений и превращающими их в торф; здесь наблюдаются наибольшие суточные и сезонные колебания температуры, происходит впитывание атмосферных осадков, наиболее интенсивная фильтрация воды и поглощение ее корневыми системами растений. В среднем в болотах консервируется в виде торфа 10-20% биомассы растений. Степень разложения торфа оценивается по отношению бесструктурной части, включающей гуминовые кислоты и мелкие частицы негумифицированных остатков растений, к общему количеству торфа. Разложение торфа является сложным биологическим, химическим и физическим процессом. [1]

Болотные отложения и строительство

Болотные отложения, образующиеся на избыточно увлажненных участках земной поверхности, является неблагоприятными для возведения зданий и сооружений.

Болотные отложения  представлены торфом, под которым  на минеральном дне залегает сапропель. Торф характеризуется большой сжимаемостью (в 60 раз более высокой, чем песок  и в 5 раз – чем глина). Во многих случаях высокая сжимаемость торфа исключает возможность возведения каких-либо сооружений или требует устройства искусственных оснований, таких как песчаные и гравийные подушки. Нередко приходится толщину болотных отложений прорезать сваями, заглубляя их в минеральное дно.

Глубина болотных отложений  имеет решающее значение для выбора типа фундамента и всей конструкции  сооружения. По глубине болота подразделяются на мелкие (до 2м), средние (2-4м) и глубокие (>4м). При строительстве на мелких болотах, когда фундамент будет опираться на минеральное дно, наибольшее значение имеет рельеф дна болота. При значительных уклонах дна может произойти сползание фундамента.

Заключение

 

 Болота и торфяные болотные почвы играют важную роль в биосфере и в хозяйстве. Прежде всего следует отметить их водоохранные и водорегулирующие функции. Болота являются также регуляторами уровня грунтовых вод на прилегающих территориях. Особо следует отметить положительное значение болот в увлажнении воздуха, в обеспечении диких животных своеобразным местообитанием, в заготовке ягод. Наиболее значительную роль играют болота на водоразделах, в истоках рек, в районах с песчано-супесчаными отложениями и почвами. Часто болота используют для добычи торфа и сапропеля на удобрение. Особенно богат питательными элементами для растений сапропель.

Геологическая работа болот сводится, в основном, к накоплению торфа. Торф – горная порода органического происхождения, состоящая из растительных остатков. Следовательно, состав торфа зависит от состава растительности, а значит, от происхождения болота и его типа по местоположению и условиям образования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. http://www.fegi.ru/primorye/geology/coal/bolot.htm
2. Киреев Д.М. «Лесное ландшафтоведение Текст лекций»
3. Горшков Г.П., Якушова А.Ф. Общая геология. - Изд. Московского ун-та, издание третье, 1973
4. Сергеев Е.М. «Инженерная геология СССР Т2»
5. Логвиненко Н.В. «Петрография осадочных пород»
6. Невзоров А.Л. «Инженерная геология - Методические указания к лабораторным работам»