Эндогенные и экзогенные геологические процессы

Необходимыми  условиями развития карста являются:

1) наличие растворимых  пород; 

2) трещиноватость пород, обеспечивающая проникновение воды;

3) растворяющая  способность воды.

 

 К поверхностным карстовым формам относятся:

1) карры, или шрамы, небольшие углубления в виде рытвин и борозд глубиной от нескольких сантиметров до 1-2 м;

2) поноры – вертикальные или наклонные отверстия, уходящие в глубину и поглощающие поверхностные воды;

3) карстовые воронки, имеющие наибольшее распространение, как в горных районах, так и на равнинах. Среди них по условиям развития выделяются:

а) воронки поверхностного выщелачивания, связанные с растворяющей деятельностью метеорных вод;

б) воронки провальные, образующиеся путем обрушения сводов подземных  карстовых полостей;

4) крупные карстовые котловины, на дне которых могут развиваться карстовые воронки ;

5) наиболее крупные карстовые формы – полья, хорошо известные в Югославии и других районах;

6) карстовые колодцы и шахты, достигающие местами глубин свыше 1000 м и являющиеся как бы переходными к подземным карстовым формам.

К подземным карстовым формам относятся  различные каналы и пещеры. Самыми крупными подземными формами являются карстовые пещеры, представляющие систему горизонтальных или несколько наклонных каналов, часто сложно ветвящихся и образующих огромные залы или гроты. Такая неровность в очертаниях, по-видимому, обусловлена характером сложной трещиноватости пород, а возможно, и неоднородностью последних. На дне ряда пещер много озер, по другим пещерам протекают подземные водотоки (реки), которые при движении производят не только химическое воздействие (выщелачивание), но и размыв (эрозию). Наличие постоянных водных потоков в пещерах нередко связано с поглощением поверхностного речного стока. В карстовых массивах известны исчезающие реки (частично или полностью), периодически исчезающие озера.

С деятельностью подземных и поверхностных вод и другими факторами связаны разнообразные смещения горных пород, слагающих крутые береговые склоны долин рек, озер и морей. К таким гравитационным смещениям, помимо осыпей, обвалов, относятся и оползни. Именно в оползневых процессах подземные воды играют важную роль. Под оползнями понимают крупные смещения различных горных пород по склону, распространяющиеся в отдельных районах на большие пространства и глубину. Часто оползни бывают очень сложного строения, они могут представлять серию блоков, сползающих вниз по плоскостям скольжения с запрокидыванием слоев смещенных горных пород в сторону коренного.

Оползневые процессы протекают  под влиянием многих факторов, к  числу которых относятся:

1) значительная крутизна береговых  склонов и образование трещин бортового отпора;

2) подмыв берега рекой (Поволжье  и другие реки) или абразия  морем (Крым, Кавказ), что увеличивает  напряженное состояние склона  и нарушает существовавшее равновесие;

3) большое количество выпадающих  атмосферных осадков и увеличение степени обводненности пород склона как поверхностными, так и подземными водами. В ряде случаев именно в период или в конце интенсивного выпадения атмосферных осадков происходят оползни. Особенно крупные оползни вызываются наводнениями;

4) влияние подземных вод определяется  двумя факторами – суффозией и гидродинамическим давлением. Суффозия, или подкапывание, вызываемое выходящими на склоне источниками подземных вод, выносящих из водоносного слоя мелкие частицы водовмещающей горной породы и химически растворимых веществ. В результате это приводит к разрыхлению водоносного слоя, что естественно вызывает неустойчивость выше расположенной части склона, и он оползает; гидродинамическое давление, создаваемое подземными водами при выходе на поверхность склона. Это особенно проявляется при изменении уровня воды в реке в моменты половодий, когда речные воды инфильтруются в борта долины и поднимается уровень подземных вод. Спад полых вод в реке происходит сравнительно быстро, а понижение уровня подземных вод относительно медленно (отстает). В результате такого разрыва между уровнями речных и подземных вод может происходить выдавливание присклоновой части водоносного слоя, а вслед за ним оползание горных пород, расположенных выше;

5) падение горных пород в сторону реки или моря, особенно если в их составе есть глины, которые под воздействием вод и процессов выветривания приобретают пластические свойства;

6) антропогенное воздействие на  склоны (искусственная подрезка  склона и увеличение его крутизны, дополнительная нагрузка на склоны устройством различных сооружений, разрушение пляжей, вырубка леса и др.).

Таким образом, в комплексе факторов, способствующих оползневым процессам, существенная, а иногда и решающая роль принадлежит подземным водам. Во всех случаях при решении вопросов строительства тех или иных сооружений вблизи склонов детально изучается их устойчивость, и вырабатываются меры по борьбе с оползнями в каждом конкретном случае. В ряде мест работают специальные противооползневые станции[2].

 

2.5. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЛЕДНИКОВ

Ледники представляют собой естественное тело больших размеров, состоящее  из кристаллического льда, образованного  на поверхности земли в результате скопления и последующего преобразования твердых атмосферных осадков и находящегося в движении[1].

При движении ледников осуществляется ряд взаимосвязанных геологических  процессов:

1) разрушение горных пород подледного  ложа с образованием различного  по форме и размеру обломочного  материала (от тонких песчаных  частиц до крупных валунов);

2) перенос обломков пород на  поверхности и внутри ледников, а также вмерзших в придонные  части льда или перемещаемых  волочением по дну; 

3) аккумуляция обломочного материала,  имеющая место, как в процессе  движения ледника, так и при  дегляциации. Весь комплекс указанных  процессов и их результаты  можно наблюдать в горных ледниках, особенно там, где ледники ранее  протягивались на многие километры далее современных границ. Разрушительная работа ледников называется экзарацией (от лат. "экзарацио" - выпахивание) . Особенно интенсивно она проявляется при больших мощностях льда, создающих огромное давление на подледное ложе. Происходит захват и выламывание различных блоков горных пород, их дробление, истачивание.

Ледники, насыщенные обломочным материалом, вмерзшим в придонные части льда, при движении по скальным породам  оставляют на их поверхности различные  штрихи, царапины, борозды - ледниковые шрамы, которые ориентированы по направлению движения ледника[2].

Ледники при своем движении переносят  огромное количество разнообразного обломочного  материала, состоящего преимущественно  из продуктов надлекивого и подледникового выветривания  а так же из обломков , возникающих при механическом разрушении горных пород движущимися ледниками. Весь этот обломочный материал, попадающий в тело ледника, переносимый и откладываемый им называется мореной[1]. Среди двигающегося моренного материала различают морены поверхностные(боковые и срединные), внутренние и донные. Отложившийся материал получил название береговых и конечных морен.

Береговые морены представляют собой  валы обломочного материала, расположенные  вдоль склонов ледниковых долин. Конечные морены образуются на месте окончания ледников, где происходит их полное таяние[3].

 

2.6. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОКЕАНОВ И МОРЕЙ

Известно, что поверхность земного  шара составляет 510 млн.км², из них около 361 млн.км², или 70,8%, занимают океаны и моря, ав 149 млн.км², или 29,2% - суша. Таким образом, площадь , занятая океанами и морями, почти в 2,5 раза превышшает площадь суши[1]. В морских бассейнах, как обычно именуют моря и океаны, протекают сложные процессы энергичного разрушени, перемещения продуктов разрушения, отложения осадков и формирования из них различных осадочных горных пород[3].

Геологическая деятельность моря в  виде разрушения горных пород, берегов  и дна называют абразией. Процессы абразии находятся в прямой зависимости  от особенностей движения воды, интенсивности и направления дующих ветров и течений.

Основную разрушительную работы совершают: морской прибой, и в меньшей  мереразличные течения (прибрежные, донные, приливы и отливы) [3].

ЭНДОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ

3.1.МАГМАТИЗМ

Магматические горные породы, образовавшиеся из жидкого расплава - магмы, играют огромную роль в строении земной коры. Эти породы сформировались разными путями. Крупные их объемы застывали на различной глубине, не дойдя до поверхности, и оказывали сильное воздействие на вмещающие породы высокой температурой, горячими растворами и газами. Так образовались интрузивные (лат. "интрузио" - проникаю, внедрять) тела. Если магматические расплавы вырывались на поверхность, то происходили извержения вулканов, носившие в зависимости от состава магмы спокойный либо катастрофический характер. Такой тип магматизма называют эффузивным (лат. "эффузио" - излияние), что не совсем точно. Нередко извержения вулканов носят взрывной характер, при котором магма не изливается, а взрывается и на земную поверхность выпадают тонкораздробленные кристаллы и застывшие капельки стекла - расплава. Подобные извержения называются эксплозивными (лат. "эксплозио" -взрывать). Поэтому, говоря о магматизме (от греч. "магма"- пластичная, тестообразная, вязкая масса), следует различать интрузивные процессы, связанные с образованием и движением магмы ниже поверхности Земли, и вулканические процессы, обусловленные выходом магмы на земную поверхность. Оба эти процесса неразрывно связаны между собой, а проявление того или другого из них зависит от глубины и способа образования магмы, ее температуры, количества растворенных газов, геологического строения района, характера и скорости движений земной коры и т. д[2]

Выделяют магматизм:

- геосинклинальный

- платформенный

- океанический

- магматизм областей активизации

 

По глубине  проявления:

- абиссальный

- гипабиссальный

- поверхностный

 

По составу  магмы:

- ультраосновной

- основной

- кислый

- щелочной

 

В современную  геологическую эпоху магматизм  особенно развит в пределах Тихоокеанского геосинклинального пояса, срединно-океанических хребтов, рифовых зон Африки и Средиземноморья и др. С магматизмом связано образование большого количества разнообразных месторождений полезных ископаемых[4].

Если жидкий магматический расплав достигает  земной поверхности, происходит его извержение, характер которого определяется составом расплава, его температурой, давлением, концентрацией летучих компонентов и другими параметрами. Одной из самых важных причин извержений магмы является ее дегазация. Именно газы, заключенные в расплаве, служат тем "движителем", который вызывает извержение. В зависимости от количества газов, их состава и температуры они могут выделяться из магмы относительно спокойно, тогда происходит излияние - эффузия лавовых потоков. Когда газы отделяются быстро, происходит мгновенное вскипание расплава и магма разрывается расширяющимися газовыми пузырьками, вызывающими мощное взрывное извержение - эксплозию. Если магма вязкая и температура ее невысока, то расплав медленно выжимается, выдавливается на поверхность, происходит экструзия магмы.

Таким образом, способ и скорость отделения летучих  определяют три главные формы  извержений: эффузивное, эксплозивное и экструзивное. Вулканические продукты при извержениях бывают жидкими, твердыми и газообразными

Газообразные продукты или летучие, как было показано выше, играют решающую роль при вулканических извержениях и состав их весьма сложен и изучен далеко не полностью из-за трудностей с определением состава газовой фазы в магме, находящейся глубоко под поверхностью Земли. По данным прямых измерений, в различных действующих вулканах среди летучих содержатся водяной пар, диоксид углерода (СО₂), оксид углерода (СО), азот (N₂), диоксид серы (SO₂), оксид серы (III) (SO₃), газообразная сера (S), водород (H₂), аммиак (NH₃), хлористый водород (HCL), фтористый водород (HF), сероводород (H₂S), метан (CH₄), борная кислота (Н₃ВО₂), хлор (Cl), аргон и другие, хотя преобладают Н₂О и СО₂. Присутствуют хлориды щелочных металлов, а также железа. Состав газов и их концентрация очень сильно меняются в пределах одного вулкана от места к месту и во времени, зависят они и от температуры и в самом общем виде от степени дегазации мантии, т.е. от типа земной коры.

Жидкие вулканические  продукты представлены лавой - магмой, вышедшей на поверхность и уже сильно дегазированной. Термин "лава" произошел от латинского слова "лавер" (мыть, стирать) и раньше лавой называли грязевые потоки. Главные свойства лавы -химический состав, вязкость, температура, содержание летучих - определяют характер эффузивных извержений, форму и протяженность лавовых потоков[2].

3.2.МЕТАМОРФИЗМ

Метаморфизм (греч. metamorphoómai — подвергаюсь превращению, преображаюсь) - процесс твердофазного  минерального и структурного изменения  горных пород под воздействием температуры  и давления в присутствии флюида.

Выделяют изохимический  метаморфизм, при котором химический состав породы меняется несущественно, и не изохимический метаморфизм (метасоматоз) для которого характерно заметное изменение химического  состава породы, в результате переноса компонентов флюидом.

По размеру  ареалов распространения метаморфических  пород, их структурному положению и  причинам метаморфизма выделяются:

- региональный  метаморфизм, который затрагивает  значительные объемы земной коры, и распространен на больших площадях

- метаморфизм  сверхвысоких давлений

- контактовый  метаморфизм приурочен к магматическим  интрузиям, и происходит от  тепла остывающей магмы

- динамометаморфизм  происходит в зонах разломов, он связан со значительной  деформацией пород