Предмет геологии, её цели и задачи

По мере выработки профиля равновесия река переходит в период молодости. Этот период наступает когда в силу вступает боковая эрозия. В период молодости река стремится углубить свое русло только в верхнем течении, где еще наблюдаются процессы глубинной эрозии. В среднем и нижнем течении рек глубинная эрозия сменяется боковой. Это приводит к незначительному расширению ее долины, которая приобретает U-образную коробчатую форму. В эту стадию формируются прирусловые отмели. Продольный профиль реки еще не выработан.

На стадии зрелости скорость течения  равномерно уменьшается от верховьев  к устью. Для этой стадии характерно появление излучин — меандр, приводящих к увеличению коэффициента извилистости реки, образованию многочисленных рукавов, по которым вода течет параллельно  основному руслу, и возникновению  обширных аллювиальных равнин поймы.

Считается, что река вступает в  стадию старости, тогда, когда дно ее долины достигает ширины, во много раз превышающей ширину поймы меандрирующей реки. На этой стадии происходят перенос и образуются многочисленные меандры. Река на стадии старости характеризуется максимальным коэффициентом извилистости и перемывает свои пойменные отложения.

 

43. Речные террасы. Как  они образуются.

Терраса - это площадка в строении речной долины открытая или погребенная и обязанная своим происхождением эрозионной или аккумулятивной деятельности водотока в предыдущий цикл развития.

Каждое омоложение реки вызывает новый  цикл эрозии — появление донной эрозии, углубление дна, спрямление русла. При таком углублении русла аллювиальные отложения оказываются выше новых  пойменных осадков при новом  базисе эрозии. Неразмытые остатки древних пойм обычно образуют ступенчатые уступы, нависающие над новой поймой, и называются надпойменными террасами. Число террас соответствует количеству этапов омоложения (циклов эрозии), которые пережила река за время своего существования.

Углубление реки при ее омоложении приводит к тому, что древние террасы  располагаются выше молодых, подвергаются воздействиям выветривания и площадного смыва. Поэтому молодые террасы  обычно лучше выделяются в рельефе.

Террасы отличаются друг от друга  по соотношению аллювиальных и коренных отложений. Различают аккумулятивные (террасы накопления), эрозионные (террасы  размыва), цокольные (смешанные) террасы.

К аккумулятивным террасам относят такие, у которых мощность аллювия больше относительной высоты их над уровнем реки.

Эрозионные террасы почти целиком сложены коренными породами. Эти террасы образуются при резком преобладании процессов эрозии над процессами аккумуляции в истории развития реки.

Цокольными террасами считаются  такие, у которых мощность аллювия  значительна, но не превышает их высоты; в уступах этих террас ниже толщи  аллювия обнажаются коренные породы, слагающие основание (цоколь) террасы  и вышележащую часть склона долины.

 

44. В каких фазах находиться  вода в горных породах.

Вода в зависимости от давления и температуры может находиться в парообразной, жидкой или твердой (в виде льда) фазах.

К парообразной фазе относят водяные пары, которые вместе с воздухом заполняют поры, каверны и трещины горных пород. При понижении температуры или повышении давления водяные пары конденсируются на стенках пустот горных пород и переходят в жидкую фазу.

Подземную воду, находящуюся в горных породах в жидкой фазе, подразделяют на гигроскопическую, пленочную, капиллярную и гравитационную.

Гигроскопическая вода в виде сплошной одномолекулярной пленки или отдельных мельчайших капелек покрывает стенки пустот. Она настолько прочно связана с частицами породы, что не способна передвигаться в пустотах породы под влиянием силы тяжести.

С увеличением количества воды в  пустотах породы возникает пленочная вода, образующая на поверхности минеральных частиц сплошную пленку из нескольких слоев молекул. Толщина такой пленки может быть различной. Пленочная вода способна передвигаться от частиц с большей толщиной пленки к частицам с меньшей ее толщиной.

При еще большем содержании воды в породах образуется капиллярная вода, заполняющая мелкие пустоты и микротрещины, в которых она удерживается силами поверхностного натяжения. Капиллярная вода может продвигаться по капиллярным каналам в любом направлении, в том числе и снизу вверх, т. е. в направлении, противоположном действию силы тяжести.

Гравитационная вода находится в капельно-жидком состоянии в проницаемых породах, передает гидростатическое давление и передвигается под действием гравитационных сил.

 

45. Как подразделяются  подземные воды по происхождению  и условиям залегания.

Подземные воды по происхождению подразделяются на следующие типы

1. Инфильтрационные воды. Образуются в результате просачивания (инфильтрации) атмосферных осадков или вод рек и озер по порам и трещинам горных пород.

2. Конденсационные воды. Их происхождение объясняют конденсацией атмосферной влаги в порах и трещинах пород в условиях резких суточных колебаний температуры пустынь.

3. Седиментационные (реликтовые) воды. Образуются за счет захоронения вод древних бассейнов совместно с накопившимися в них осадками. Большая часть осадочных горных пород образовалась из осадков, которые формировались в водной среде.

4. Магматогенные (ювенильные) подземные  воды. Поступают они из глубинных недр земной коры, их происхождение связано с остыванием расплавленной магмы.

Если при классификации вод  используют данные о составе солей, то выделяют воды гидрокарбонатные кальциевые, гидрокарбонатные магниевые, сульфатные кальциевые, хлоридные кальциевые и  т. д. Таким образом, при полной характеристике подземных вод указывают их класс  по степени общей минерализации  и тип по составу преобладающих  анионов и катионов.

По условиям залегания обычно выделяют следующие типы подземных вод:

1. Воды верховодки. Верховодкой называется подземная вода, залегающая на небольшой глубине в зоне аэрации — зоне свободного проникновения воздуха.

2. Грунтовые воды. Атмосферные воды, просачиваясь сверху вниз до водоупора, а затем перемещаясь в горизонтальном направлении, постепенно заполняют все пустоты горной породы. Так возникают водоносные горизонты.

Водоносным горизонтом называется пласт или слой породы, в котором поры, пустоты и трещины заполнены водой

3. Межпластовые (пластовые) воды. Отличие межпластовых вод состоит прежде всего в том, что они заключены между двумя водоупорами, т. е. ограничены ими и сверху (со стороны кровли) и снизу (со стороны подошвы).

4. Безнапорные гидродинамические системы обычно характерны для бассейнов грунтовых вод, не обладающих естественным напором.

5. Гидростатическим (пьезометрическим) уровнем называется воображаемая поверхность, проходящая через область питания и разргузки и определяющая высоту подъема воды в данном месте. Пьезометрический уровень обычно выражается в абсолютных отметках по отношению к уровню моря. Выше этого уровня артезианская вода при фонтанировании подняться не может.

 

46. Что такое карст?

В процессе фильтрации вода совершает  разрушительную работу. Из пород вымываются составляющие их частицы. Это сопровождается оседанием поверхности земли, образованием провалов, воронок и т. д.. Этот процесс выноса частиц, а не его последствия, называется суффозией (от лат. подкапывание). Явление, связанное с выщелачиванием горных пород (известняков, доломитов, гипса и т. д.) и образованием при этом пустот (каналов, пещер и др.), сопровождающиеся различными провалами земной поверхности, получило название карстовый процесс или карст. Для карстового процесса главным является раствор пород и вынос из них веществ в растворенном виде. Очень важным условием развития карста является степень водопроницаемости пород. Чем более водопроницаемость порода, тем интенсивнее развивается процесс растворения. Суффозия и карст отрицательно сказываются на устойчивости зданий и сооружений, что вынуждает активно бороться с ней.

 

47. Какие осадки отлагаются  подземными водами.

1. Осадки, отлагаемые подземными  водами на земной поверхности. Среди осадков, которые откладываются подземными водами на поверхности, нужно назвать известковые и кремнистые туфы, поваренную соль, железные и марганцевые руды.

Известковый туф состоит из кальцита, который накапливается на поверхности  у выходов источников.

Выделение СО₂ и быстрое осаждение карбоната кальция определяют пористую текстуру известковых туфов, а соли, содержащиеся в подземной воде, окрашивают их в различные тона. Известковый туф со сравнительно крупными пустотами носит название травертина. Он способен довольно быстро образовать оболочку на любых предметах, попавших в источники, — ветках, листьях, монетах и т. д. Поэтому отложения травертина часто используют для определения возраста по находкам в них листьев, цветочной пыльцы, спор вымерших растений и т. д.

2. Осадки, откладываемые подземными  водами в пустотах горных пород. Выше приводились примеры осаждения карбоната кальция в виде сталактитов и сталагмитов, колонн и других форм в карстовых пещерах. Таким же путем из подземных вод, заполняющих мелкие пустоты, выделяются растворенные в них химические соединения, цементирующие галечники, щебень, пески и другие рыхлые породы. В результате цементации образуются новые породы — конгломераты, брекчии, песчаники и др. При цементации соли из растворов осаждаются в поровом пространстве между частицами осадка или породы. Таким образом из рыхлых песков образуются известковые, кремнистые или железистые песчаники в зависимости от характера цемента, отложившегося между зернами породы. Цементация отложений минеральным веществом, выделившимся из подземных вод, может происходить на разных глубинах; ведущим фактором в этом процессе является высокая минерализация подземных вод.

 

48. Какова природа оползней.

Оползень — это естественное перемещение массивов горных пород под влиянием силы тяжести, в результате деятельности подземных вод и при наличии в разрезе горизонтов пластичных глин. В ненарушенном состоянии такие глины мало отличаются от обычных. Однако при механическом воздействии и увлажнении они приобретают высокую пластичность.

Под действием влаги и давления вышележащей толщи становятся «текучими». Из водоносного слоя в результате суффозии водой выносятся мелкие частицы песка, в связи с чем склон медленно оседает. В этих условиях в какой-то момент породы, залегающие над водоносным слоем, под действием силы тяжести могут оторваться и сползти. Поверхность, по которой происходит отрыв и смещение масс горных пород, получила название поверхности смещения, или скольжения. В результате оползания массивы горных пород разбиваются на отдельные глыбы, которые обычно называют оползневыми телами. Как правило, поверхность первоначального склона после оползания наклоняется в сторону, противоположную движению оползня. При этом стволы деревьев, постройки и т. д. наклоняются в ту же сторону

 

49. Какие геологические  процессы относятся к экзогенным и к экдогенным

Экзогенными (внешними) называются процессы, протекающие на земной поверхности или на небольших глубинах в земной коре. Названные процессы осуществляются, например, текучими водами, ледниками, ветром и т.д. Деятельность этих процессов включает два важнейших вида работы: разрушение горных пород и их накопление (аккумуляцию).

В зависимости от конкретных сил, определяющих характер происходящих явлений, все  экзогенные процессы можно разделить  на две группы: 1) процессы выветривания, 2) процессы работы внешних динамических сил. Различие между ними заключается  в следующем:

– выветривание зависит от климата; осуществляется силами, воздействующими  на земную поверхность стационарно  и равномерно;  выветривание не вызывает перераспределения масс горных пород по земной поверхности;

– внешние динамические силы работают избирательно (зависят от энергии  воздействующей силы, от рельефа, состава  горных пород и др.), осуществляются подвижными агентами, ведут к перераспределению  масс горных пород.

1. Эндогенные процессы проявляются в движениях блоков литосферы, изменениях характера залегания слоев горных пород, а также в процессах землетрясений, магматизма и метаморфизма. Наука, изучающая строение земной коры и литосферы, геологические структуры и особенности их развития и распространения называется тектоникой. Тектонические движения проявляются в механических перемещениях блоков литосферы. Землетрясениями называются быстрые толчки земной поверхности, вызываемые сериями колебаний, проходящими через породы Земли

 По происхождению землетрясения делятся на ряд типов.

1. Тектонические – обусловлены мгновенной разрядкой напряжений в слоях горных пород. Чаще всего это происходит при подвижках в тектонических разломах. К этому типу относятся все катастрофические землетрясения, охватывающие огромные площади (в миллионы квадратных километров).
2. Вулканические – связаны с давлением поднимающейся магмы; наблюдаются при взрывных извержениях.
3. Экзогенные – происходят при обрушении кровли карстовых пустот, падении метеоритов и т.д.
4. Техногенные – обусловленные деятельностью человека (заполнение водохранилищ, взрывы и др.).

Эффузивным магматизмом, или вулканизмом называется выброс на земную поверхность различных магматических продуктов. Последние подразделяются на газообразные, жидкие и твердые.