Эндогенные и экзогенные геологические процессы

 гидраргиллит

Таким образом, формируются окислы и гидроокислы алюминия, являющиеся составной частью алюминиевой руды - бокситов. 

При выветривании основных пород и особенно вулканических туфов среди образующихся глинистых гипергенных минералов  наряду с гидрослюдами широко развиты монтмориллониты (Al₂Mg₃) [Si₄O₁₀](OH)_2*nH₂O и входящий в эту группу высокоглиноземистый минерал бейделлит А1₂(ОН)₂[А1Si₃О₁₀]nН₂O. При выветривании ультраосновных пород (ультрабазитов) образуются нонтрониты, или железистые монтмориллониты (FeAl₂)[Si₄O₁₀](OH)₂^. nН₂О. В условиях значительного атмосферного увлажнения происходит разрушение нонтронита, при этом образуются окислы и гидроокислы железа (явление обохривания нонтронитов) и алюминия [2].

2.2. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ  ВЕТРА

На земной поверхности постоянно дуют ветры. Скорость, сила и направление ветров бывают различны. Нередко они носят ураганный характер[3].

Ветер - один из важнейших экзогенных факторов, преобразующих рельеф Земли  и формирующих специфические  отложения. Наиболее ярко эта деятельность проявляется в пустынях, занимающих около 20% поверхности континентов, где сильные ветры сочетаются с малым количеством выпадающих атмосферных осадков (годовое количество не превышает 100-200 мм/год); резким колебанием температуры, иногда достигающим 50^o и выше, что способствует интенсивным процессам выветривания; отсутствием или разреженностью растительного покрова[2].

Ветер совершает большую геологическую  работу: разрушение земной поверхности(выдувание, или дефляция, обтачивание или  коррозия), перенос продуктов разрушения и отложение(аккумуляция) этих продуктов в виде скоплений различной формы[3]. Все процессы, обусловленные деятельностью ветра, создаваемые ими формы рельефа и отложения называют эоловыми (Эол в древнегреческой мифологии - бог ветров) [2].

2.2.1. ДЕФЛЯЦИЯ И КОРРАЗИЯ

Дефляция – выдувание и развевание ветром рыхлых частиц горных пород (главным образом песчаных и пылеватых). Известный исследователь пустынь Б. А. Федорович выделяет два вида дефляции: площадную и локальную.

Площадная дефляция наблюдается как в пределах коренных скальных пород, подверженных интенсивным процессам выветривания, так и особенно на поверхностях, сложенных речными, морскими, водноледниковыми песками и другими рыхлыми отложениями. В твердых трещиноватых скальных горных породах ветер проникает во все трещины и выдувает из них рыхлые продукты выветривания.

Поверхность пустынь в местах развития разнообразного обломочного материала  в результате дефляции постепенно очищается  от песчаных и более мелкоземистых  частиц (выносимых ветром) и на месте остаются лишь грубые обломки – каменистый и щебнистый материал. Площадная дефляция иногда проявляется в засушливых степных областях различных стран, где периодически возникают сильные иссушающие ветры – «суховеи», которые выдувают распаханные почвы, перенося на далекие расстояния большое количество ее частиц.

Локальная дефляция проявляется в отдельных понижениях рельефа. Многие исследователи именно дефляцией объясняют происхождение некоторых крупных глубоких бессточных котловин в пустынях Средней Азии, Аравии и Северной Африки, дно которых местами опущено на многие десятки и даже первые сотни метров ниже уровня Мирового океана[2].

Коррозия представляет собой механическую обработку обнаженных горных пород  ветром при помощи переносимых им твердых частиц- обтачивание, шлифование, высверливание и т.п [1]. 

Песчаные частицы поднимаются  ветром на различную высоту, но наибольшая их концентрация в нижних приземных  частях воздушного потока (до 1,0-2,0 м). Сильные  длительно продолжающиеся удары  песка о нижние части скальных выступов подтачивают и как бы подрезают их, и они утоняются в сравнении с вышележащими. Этому способствуют также процессы выветривания, нарушающие монолитность породы, что сопровождается быстрым удалением продуктов разрушения. Таким образом, взаимодействие дефляции, переноса песка, корразии и выветривания придают скалам в пустынях своеобразные очертания.

 Академик В. А. Обручев в 1906 г. открыл в Джунгарии, граничащей с Восточным Казахстаном, целый «эоловый город», состоящий из причудливых сооружений и фигур, созданных в песчаниках и пестрых глинах в результате пустынного выветривания, дефляции и корразии. Если на пути движения песка встречаются гальки или небольшие обломки твердых пород, то они истираются, шлифуются по одной или нескольким плоским граням. При достаточно длительном воздействии несомого ветром песка из галек и обломков образуются эоловые многогранники или трехгранники с блестящими отполированными гранями и относительно острыми ребрами между ними (рис. 5.2). Следует также отметить, что корразия и дефляция проявляются и на горизонтальной глинистой поверхности пустынь, где при устойчивых ветрах одного направления песчаные струи образуют отдельные длинные борозды или желоба глубиной от десятков сантиметров до первых метров, разделенные параллельными неправильной формы гребнями. Такие образования в Китае называют ярдангами[2].

2.2.2 ПЕРЕНОС

При движении ветер захватывает  песчаные и пылеватые частицы  и переносит их на различные расстояния. Перенос осуществляется или скачкообразно, или перекатыванием их по дну, или  во взвешенном состоянии. Различие переноса зависит от величины частиц, скорости ветра и степени его турбулентности. При ветрах скоростью до 7 м/с около 90% песчаных частиц переносится в слое 5-10 см от поверхности Земли, при сильных ветрах (15-20 м/с) песок поднимается на несколько метров. Штормовые ветры и ураганы поднимают песок на десятки метров в высоту и перекатывают даже гальки и плоский щебень диаметром до 3-5 см и более. Процесс перемещения песчаных зерен осуществляется в виде прыжков или скачков под крутым углом от нескольких сантиметров до нескольких метров по искривленным траекториям. При своем приземлении они ударяют и нарушают другие песчаные зерна, которые вовлекаются в скачкообразное движение, или сальтацию ( лат. «сальтацио» – скачок). Так происходит непрерывный процесс перемещения множества песчаных зерен[2].

2.2.3 АККУМУЛЯЦИЯ И ЭОЛОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ

Одновременно с дифляцией и  переносом происходит и аккумуляция, в результате чего образуются эоловые  континентальные отложения.Среди  них выделяются пески и лессы[1].

Эоловые пески отличаются значительной отсортированностью, хорошей окатанностью, матовой поверхностью зерен. Это преимущественно мелкозернистые пески, размер зерен которых составляет 0,25-0,1 мм.

Самым распространенным в них минералом  является кварц, но встречаются и  другие устойчивые минералы (полевые шпаты и др.). Менее стойкие минералы, такие, как слюды, в процессе эоловой переработки истираются и выносятся. Цвет эоловых песков различный, чаще всего светло-желтый, бывает желтовато-коричневый, а иногда и красноватый (при дефляции красноземных кор выветривания). В отложенных эоловых песках наблюдается наклонная или перекрещивающаяся слоистость, указывающая на направления их транспортировки.

Эоловый лёсс (нем. «лёсс» – желтозем) представляет своеобразный генетический тип континентальных отложений. Он образуется при накоплении взвешенных пылеватых частиц, выносимых ветром за пределы пустынь и в их краевые части, и в горные области. Характерным комплексом признаков лёсса является:

1) сложение пылеватыми частицами  преимущественно алевритовой размерности – от 0,05 до 0,005 мм (более 50%) при подчиненном значении глинистой и тонкопесчанистой фракций и почти полным отсутствием более крупных частиц;

2) отсутствие слоистости и однородность  по всей толще; 

3) наличие тонкорассеянного карбоната  кальция и известковых стяжений;

4) разнообразие минерального состава  (кварц, полевой шпат, роговая  обманка, слюда и др.);

5) пронизанность лёссов многочисленными  короткими вертикальными трубчатыми  макропорами; 

6) повышенная общая пористость, достигающая местами 50-60%, что свидетельствует о недоуплотненности;

7) просадочность под нагрузкой  и при увлажнении;

8) столбчатая вертикальная отдельность  в естественных обнажениях , что,  возможно, связано с угловатостью  форм минеральных зерен, обеспечивающих  прочное сцепление. Мощность лёссов колеблется от нескольких до 100 м и более.

Особенно большие мощности отмечаются в Китае, образование которых  некоторыми исследователями предполагается за счет выноса пылевого материала  из пустынь Центральной Азии[2].

• 2.3 ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОВЕРХНОСТНЫХ ТЕКУЧИХ ВОД

Подземные воды и временные ручьи  атмосферных осадков , стекая по оврагом  и балкам, собираются в постоянные водные потоки – реки. Полноводные  реки совершают большую геологическую  работу – разрушение горных пород (эрозия), перенос и отложение (аккумуляция) продуктов разрушения[3].

Эрозия осуществляется динамическим воздействием воды на горные породы. Кроме  того, речной поток истирает породы обломками, которые несет вода, да и сами обломки разрушаются и  разрушают ложе потока трением при перекатывании. Одновременно вода оказывает на горные породы растворяющее действие[3].

  Выделяют два типа эрозии:

1) донная, или глубинная, направленная на врезание речного потока в глубину;

2) боковая, ведущая к подмыву берегов и в целом к расширению долины.

В начальных стадиях развития реки преобладает донная эрозия, которая стремится выработать профиль равновесия применительно к базису эрозии – уровню бассейна, куда она впадает. Базис эрозии определяет развитие всей речной системы – главной реки с ее притоками разных порядков. Первоначальный профиль, на котором закладывается река, обычно характеризуется различными неровностями, созданными до образования долины. Такие неровности могут быть обусловлены различными факторами: наличием выходов в русле реки неоднородных по устойчивости горных пород (литологический фактор); озера на пути движения реки (климатический фактор); структурные формы – различные складки, разрывы, их сочетание (тектонический фактор) и другие формы. По мере выработки профиля равновесия и уменьшения уклонов русла донная эрозия постепенно ослабевает и все больше начинает сказываться боковая эрозия, направленная на подмыв берегов и расширение долины. Это особенно проявляется в периоды половодий, когда скорость и степень турбулентности движения потока резко увеличиваются, особенно в стрежневой части, что вызывает поперечную циркуляцию. Возникающие вихревые движения воды в придонном слое способствуют активному размыву дна в стрежневой части русла, и часть донных наносов выносится к берегу. Накопление наносов приводит к искажению формы поперечного сечения русла, нарушается прямолинейность потока, в результате чего стрежень потока смещается к одному из берегов. Начинается усиленный подмыв одного берега и накопление наносов на другом, что вызывает образование изгиба реки. Такие первичные изгибы, постепенно развиваясь, превращаются в излучины, играющие большую роль в формировании речных долин.

 Реки переносят большое количество  обломочного материала различной  размерности – от тонких илистых частиц и песка до крупных обломков. Перенос его осуществляется волочением (перекатыванием) по дну наиболее крупных обломков и во взвешенном состоянии песчаных, алевритовых и более тонких частиц. Переносимые обломочные материалы еще больше усиливают глубинную эрозию. Они являются как бы эрозионными инструментами, которые дробят, разрушают, шлифуют горные породы, слагающие дно русла, но и сами измельчаются, истираются с образованием песка, гравия, гальки. Влекомые по дну и взвешенные переносимые материалы называют твердым стоком рек. Помимо обломочного материала реки переносят и растворенные минеральные соединения. В речных водах гумидных областей преобладают карбонаты Са и Mg, на долю которых приходится около 60% ионного стока (О. А. Алекин). В небольших количествах встречаются соединения Fe и Мn, чаще образующие коллоидные растворы. В речных водах аридных областей помимо карбонатов заметную роль играют хлориды и сульфаты[2].

Наряду с эрозией и переносом  различного материала происходит и  его аккумуляция (отложение). На первых стадиях развития реки, когда преобладают  процессы эрозии, возникающие местами  отложения оказываются неустойчивыми  и при увеличении скорости течения во время половодий они вновь захватываются потоком и перемещаются вниз по течению. Но по мере выработки профиля равновесия и расширения долин образуются постоянные отложения, называемые аллювиальными, или аллювием (лат. «аллювио» – нанос, намыв) [2].

2.4. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

К  подземным  водам относятся все воды, находящиеся  в порах и трещинах горных пород. Они широко распространены в земной коре, и изучение их имеет большое  значение при решении вопросов: водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий, гидротехнического, промышленного и гражданского строительства, проведения мелиоративных мероприятий, курортно – санаторного дела и т. д.

Велика геологическая  деятельность подземных вод. С ними связаны карстовые процессы в растворимы горных породах, оползание земляных масс по склонам оврагов, рек и морей, разрущение месторождений полезных ископаемых и образование их в новых местах, вынос различных соединений и тепла из глубоких зон земной коры[1].

Карст представляет собой процесс растворения, или выщелачивания трещиноватых растворимых горных пород подземными и поверхностными водами, в результате которого образуются отрицательные западинные формы рельефа на поверхности Земли и различные полости, каналы и пещеры в глубине. Впервые такие широко развитые процессы детально были изучены на побережье Адриатического моря, на плато Карст близ Триеста, откуда и получили свое название. К растворимым породам относятся соли, гипс, известняк, доломит, мел. В соответствии с этим различают соляной, гипсовый и карбонатный карст. Наиболее изучен карбонатный карст, что связано со значительным площадным распространением известняков, доломитов, мела.