Контрольная работа по "Геологии"

Содержание

1. Роль русских и советских ученых в развитии геологии как науки.
2. Состав и строение Земли.
3. Геологическая работа ветра.
4. Образование изверженных горных пород и их использование в дорожном строительстве.
5. Методы искусственного понижения уровня грунтовых вод.
6. Ареометрический метод определения гранулометрического состава грунта.
7. Строительство сооружений в зоне вечной мерзлоты.
8. Задача.
9. Правила заложения разведочных выработок, при изысканиях автомобильных дорог.
10. Оценка качества дорожно-строительных материалов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Роль русских и советских ученых в развитии геологии как науки.

Геология – наука  о строении и развитии Земли, о  геологических процессах, в результате которых формируется земная кора, о развитии жизни на Земле.

Земная кора является источником минерального сырья, вместилищем подземных вод и средой для различных сооружений. Поэтому начало накопления знаний о строении земной коры восходит к истокам человечества. На самой ранней стадии развития человек использовал каменные материалы, различные руды, соль, подземную воду и т.д.

В настоящее время  геология располагает достоверными знаниями о строении земной коры на глубину до 10 км, пройденную буровыми скважинами. Изучая прохождение сейсмических волн при землетрясениях и проводя геофизические, геохимические, космические и другие исследования, человек раскрывает тайны строения более глубоких горизонтов земной коры и Земли как планеты в целом.

Для развития геологии большое  значение имели труды М.В. Ломоносова – одного из основоположников материалистических представлений о строении и развитии Земли.

Большой вклад в изучение геологического строения Земли и  установление закономерностей распределения полезных ископаемых на территории СССР внесли академики А.Д. Архангельский, А.П. Карпинский, В.А. Обручев, Д.В. Наливкин, И.М. Губкин, В.И. Вернадский, А.Е. Ферсман, И.С. Шатский, А.П. Павлов и др.

Из зарубежных геологов, работавших над вопросами строения и развития Земли, следует отметить Ч. Ляйеля, Э. Зюсса, Э. Ога, А. Холмса и др.

Успешно развивались геологические исследования в СССР. Если в дореволюционное время геологической съемкой была покрыта небольшая часть страны, причем съемкой 1 : 200000 только 2,2%, то в настоящее время почти вся страна покрыта геологической съемкой различных масштабов.

Результаты геологических, гидрогеологических и инженерно-геологических исследований территории СССР освещены в многотомных монографиях «Геология СССР», «Гидрогеология СССР» и «Инженерная геология СССР».

Геология имеет ряд  отраслей, сформировавшихся в самостоятельные научные дисциплины.

Гидрогеология – наука  о подземных водах, изучающая  их происхождение, условия залегания и распространения, законы движения, взаимодействие с водовмещающими породами, формирование химического состава и т.д. Для развития гидрогеологии большое значение имели труды Н.Ф. Погребова, Ф.П. Саваренского, О.К. Ланге, А.Н. Семихатова, В.А. Приклонского, Г.Н. Каменского, Н.К. Игнатовича, А.М. Овчинникова, Б.И. Куделина, А.И. Силина-Бекчурина, Ф.М. Бочевера, М.Е. Альтовского и др.

Инженерная геология изучает земную кору как среду жизни и деятельности человека. В инженерной геологии выделяют три дисциплины: грунтоведение, инженерную геодинамику и региональную инженерную геологию.

В развитии инженерной геологии большую роль сыграли труды Ф.П. Саваренского, Н.Я. Денисова, В.А. Приклонского, И.В. Попова, Н.В. Коломенского и др.

Некогда люди представляли мир замкнутым. Сверху – небесный свод, снизу – земная твердь. Однако мыслям человека стали тесны узкие  границы выдуманного мира. Научные знания открыли беспредельность космического пространства с невообразимо далекими звездами; земной шар и его каменную оболочку – литосферу, материальное воплощение миллиардов лет геологической истории.

Научное знание – первый шаг в освоении природных богатств. Вторжение в земные недра, эксплуатация минеральных ресурсов сопровождаются накоплением новых знаний, становятся залогом новых успехов геологов.

 

 

 

 

2. Состав и строение Земли.

Астрономические наблюдения, а также измерения из космоса  и непосредственные замеры на поверхности Земли позволили определить форму и размеры нашей планеты, ее массу, гравитационное и магнитное поля, величину теплового потока, идущего из недр, и ряд физических свойств земной поверхности.

Форма Земли, близкая  к эллипсоиду вращения, представляет собой двухосный эллипсоид, малая ось которого является осью вращения. Большая ось эллипсоида составляет 12756 км, малая – 12714 км. Сечение эллипсоида по экватору представляет собой круг диаметром, равным большой оси.

Земной шар имеет  следующие размеры: длина меридиана – 40009 км, длина экватора – 40076 км, площадь поверхности – 510 млн. км², объем 1 080 000 км³.

Земля состоит из нескольких неоднородных оболочек – атмосферы, гидросферы, биосферы, литосферы, под  литосферой в глубоких недрах находятся мантия и ядро.

Атмосфера – внешняя  газовая оболочка, ограниченная снизу  твердой и жидкой поверхностью Земли. Атмосфера Земли состоит из азота, кислорода, аргона, углекислого газа, а также неона, гелия, метана, ксенона, криптона, водорода и других газов, содержание которых незначительно. Кроме того, в воздухе имеются термодинамически активные примеси. Важнейшей такой примесью является водяной пар.

В состав гидросферы входят воды Мирового океана, подземные воды, ледники, реки и озера.

Еще одна оболочка Земли – биосфера. Биосфера – среда обитания живых организмов, или сфера, занятая жизнью.

Верхний слой каменной оболочки Земли, или литосферы, именуется  земной корой. Мощность земной коры до 50…80 км; под океаническими впадинами  она меньше, под горными массивами больше. Земная кора включает три концентрические зоны: осадочную, гранитную и базальтовую. Осадочная зона сложена главным образом осадочными породами с плотностью до 2,5 г/см³, которые покрывают поверхность материков прерывистым слоем средней мощности 1,5 км. Гранитная зона, сложенная преимущественно кислыми магматическими породами с плотностью 2,6…2,7 г/см³, имеет мощность 10..50 км, наибольшую – под горными массивами. Под океаническими впадинами она отсутствует. Базальтовая зона, представленная основными и ультраосновными магматическими породами плотностью 2,8…2,9 г/см³, имеет мощность до 30 км. Местами она выходит на поверхность дна океанических впадин.

Под земной корой залегает так называемая мантия мощностью 2900 км. В ней преобладают ультраосновные магматические породы. Мантия Земли представляет собой самую большую по объему и массе геосферу и имеет достаточно сложный состав. Предположительно вещество мантии представлено в основном оксидами кремния, магния, железа, алюминия и кальция.

Центральную часть земного шара составляет ядро (внешнее и внутреннее) радиусом около 3500 км, сложенное предположительно железом и никелем.

Масса Земли равна 5, 975 * 10²⁷ т, объемная масса 5,52 г/см³, плотность ядра от 9…12 г/см³; Земля создает огромное гравитационное поле. Ускорение свободного падения на поверхности земли на уровне моря равно: на экваторе 9,78 см/с², на полюсе 9,83 см/с². Внутреннее давление Земли составляет: в подошве земной коры около 1,3 тыс. МПа; на поверхности ядра около 0,14 млн. МПа; в центре Земли более 0,3 млн. МПа.

Тепловой режим Земли определяется поступлением внутреннего тепла, образующегося  при радиоактивном распаде слагающих  Землю веществ и в результате солнечной радиации, а также потерей  тепла на излучение с поверхности в космическое пространство.

В верхней зоне коры на тепловой режим  влияет Солнце. В связи с этим здесь наблюдается суточные и  годовые колебания температуры. Глубина зоны суточных колебаний доходит до 1 м, а зоны годовых колебаний – до 10…20 м, изменяясь на сравнительно коротких расстояниях. Глубже залегает зона постоянной температуры, которая обычно выше средней многолетней температуры воздуха в данном пункте. При дальнейшем углублении тепловой режим зависит от внутренней теплоты Земли. В этой зоне температура возрастает с глубиной. Средняя глубина (в м) ниже зоны постоянной температуры, соответствующая повышению температуры Земли на 1 ⁰С, называется геометрической ступенью, а повышение температуры при увеличении глубины на 100 м – геометрическим градиентом. В верхних слоях земной коры геометрическая ступень составляет 30…35 м; с глубиной она несколько увеличивается. В ядре Земли температура изменяется предположительно от 3000 до 5000 ⁰С.

Магнитные свойства Земли определяются существованием вокруг нее магнитного поля. Оно наглядно проявляется воздействием на магнитную стрелку.

 

 

 

3. Геологическая работа ветра.

Динамика воздушных  масс в верхних и нижних слоях  атмосферы играет важную роль в развитии облика нашей планеты – в формировании климата, морских течений и рельефа Земли. Ветры возникают из-за неравномерного распределения атмосферного давления и всегда имеют направление от высокого давления к низкому. На крупных водоемах они вызывают волнение, но особенно сильно их воздействие на земную поверхность в пустынных и полупустынных районах, где отсутствует растительный покров и велики суточные колебания температур. Ветер является одним из основных факторов переноса продуктов выветривания. Кроме того, ветер вызывает процессы дефляции (выдувания) и корразии (обтачивания). Все эти виды деятельности ветра тесно связаны один с другим, но местами преобладают одни, местами – другие.

Тонкая пелена пыли, которую несет воздушный поток, не производит на первый взгляд внушительного впечатления. Однако, оказывается, что во время бури на 1 км² выпадает от 10 до 100 т пыли. Особенно поражают нас своей всесокрушающей силой смерчи, когда на очень узкой, но протяженной полосе при огромной скорости ветра разрушают дома, по воздуху переносят вырванные с корнем деревья, домашний скот, автомобили и т.д.

Ветры выдувают и развеивают частицы горных пород, транспортируют их и аккумулируют в местах, где скорость воздушного потока резко снижается. Геологические процессы, происходящие под действием ветра, носят название эоловых процессов.

В полупустынных и  степных районах многократные выдувания  создают впадины, или дефляционные котловины, расположенные обычно на дне высохших озер.

В процессе дефляции мелкие частицы, главным образом продукты выветривания, выдуваются из трещин и углублений поверхности твердых пород. Другим объектом дефляции служат песчаные и алевритовые породы при нарушении их дернового покрова в процессе строительства, вспашки целины, осушения и освоения залежных торфяников и т.д. При нарушении покрова на значительной площади дефляция нередко принимает форму пыльных бурь. Ветровая эрозия почв приносит большой ущерб сельскому хозяйству.

Корразией называется обтачивание, высверливание и шлифование твердых пород переносимыми в воздухе песком и частицами алеврита.

Вынесенные частицы  породы переносятся ветром во взвешенном состоянии и волочением по земле. Взвешенные алевритовые частицы поднимаются на высоту до сотен метров, а песчаные – 2…3 м, реже – до 10м. В результате корразии подрезаются нижние частицы скал, принимающих грибообразную форму. Если твердые породы неоднородны, в склонах и обрывах избирательная корразия создает иногда оригинальные эоловые формы – ячейки и пещеры выдувания.

Крупность переносимых  ветром частиц определяется скоростью  ветра. Дальность переноса также  зависит от скорости ветра. Пыль пустынь  Африки распространяется на расстояние более 2500 км.

Одновременно с переносом  происходит и аккумуляция (навевание) с образованием специфических песчаных эоловых форм рельефа пустыни: кучевых песков, барханов и барханных цепей, грядовых и бугристых песков.

Кучевые пески накапливаются  у каких-либо препятствий, чаще всего  у кустов растений, и могут достигать  высоты более 10м.

Барханы – ассиметричные  песчаные холмы, серповидные в плане, с заостренными концами, ориентированными по направлению преобладающих ветров. Высота барханов 2…15 м, реже до 30 м. Примером уникального бархана является Сарыкумский, находящийся в 18 км от Махачкалы. Высота его 213 м.

В песчаных пустынях барханы  группируются в барханные цепи, или  гряды, ориентированные перпендикулярно  к направлению господствующих ветров.

Грядовые пески –  это длинные, параллельные гряды  симметричного очертания в поперечном разрезе. Высота гряда в Каракумах доходит до 20 м, реже до 30 м, в Сахаре – до 60 м. Гряды разделяются понижениями, днища которых покрыты глинистыми породами.

Бугристые пески –  это песчаные холмы высотой до 5 м, реже до 8 м, неправильной формы, закрепленные растительностью.

На песчаных побережьях морей и озер господствующие ветры, дующие в направлении берега, нередко  переносят пески, выбрасываемые  на пляж волнением. Задерживаясь растительностью, пески образуют сначала небольшие холмики, а затем холмы и гряды, называемые дюнами. Дюны постепенно перемещаются ветром в глубь побережья и образуют несколько параллельных цепей.