Лекции по "Геологии"

Геологическая деятельность временных  потоков. Образование оврагов и  селевых потоков. Овраги. Условия  образования селевых потоков: значительные уклоны речных долин, балок, оврагов или бурное таяние снегов в верховьях, большое количество рыхлых продуктов выветривания в пределах водосборного бассейна реки или оврага. Пролювий  - отложения временных грязе-каменных потоков - селей. Пролювиальные отложения не имеют сортировки, но с удалением от гор размер обломков уменьшается. Обломки имеют неравномерную окатанность,  слоистость отсутствует. Сель  - грязекаменный поток, возникающий в горах при переувлажнении  рыхлых  горных  пород за счет таяния ледников, длительных дождей и др. Условия образования селей: горная  местность, обилие рыхлообломочного  материала, дожди или таяние ледников. Селевые отложения не имеют сортировки, окатанность неравномерная.

Модуль2

Экзогенные геологические  процессы. Эндогенные геологические процессы. Геотектонические гипотезы. Антропогенное воздействие на природу Казахстана.

Лекция 9

Геологическая работа подземных вод.

Кругооборот воды в природе. Вода в горных породах. Происхождение подземных вод. Типы подземных вод. Химический и газовый состав подземных вод. Минеральные воды. Отложения минеральных источников. Полезные ископаемые, связанные с деятельностью жнерализованных термальных вод. Народнохозяйственное значение подземных вод.

Карст, условия  образования и развития.

Подземные воды. Вода в земной  коре может находиться в парообразном, жидком и твердом  состояниях. Вода, содержащаяся в горных породах, делится на связанную, входящую в химическую формулу минерала и свободную (подземную), содержащуюся в порах и трещинах пород. Связанная вода делится на конституционную, кристаллизационную и гидратную. Свободная вода в свою очередь делится на гигроскопическую, пленочную, капиллярную и гравитационную.

Происхождение подземных вод: инфильтрационные, седиментационные, ювенильные, смешанные.

Химический состав и  физические свойства подземных вод.

Химический состав подземных вод  зависит от концентрации водородных ионов: нормальная вода, кислая и щелочная. Основные химические компоненты подземных вод: хлор-ион, сульфат-ион, гидрокарбонатный и карбонатный ионы, ионы щелочных и щелочно-земельных металлов, оксидов натрия, кальция и магния, железа и кремнезема в коллоидном состоянии. В воде растворены различные газы – углекислый, сероводород, метан и др. По общей минерализации воды подразделяются на (пресные –до1г/л, слабосоленые –1-5г/л, солоноватые 5-10 г/л, соленые 10-50 г/л, рассолы 50г/л и более).

 В зависимости от  условий залегания, подземные  воды делятся на напорные и  ненапорные. Ненапорные воды не   полностью заполняют водоносный пласт. Они делятся на грунтовые, межпластовые, верховодку, и почвенные. Дополнительно к ним по условиям залегания относят трещинные и карстовые воды. Напорные подземные воды заполняют полностью водоносный пласт, располагаясь между водоупорами, подвергаются давлению. В случае вскрытия горизонта напорных вод скважиной или естественным путем, вода поднимается на определенный уровень и останавливается на отметке, соотвествующей пьезометрическому уровню. Этот уровень может находиться выше поверхности Земли и такие воды будут называтться самоизливающимися. Напорные воды  могут быть с местным напором и артезианские.

Выход подземной воды на поверхность Земли называется источником или родником. Количество воды, которое он дает в единицу времени, называется дебитом источника. В зависимости от происхождения выделяют вадозные, ювенильные и смешанные источники. В зависимости от направления течения воды источники делят на нисходящие и восходящие. Первые получают питание из верховодки они безнапорны и свободно вытекают из пласта сверху вниз. Вторые находятся под напором, питаются напорными и пластовыми, обычно артезианскими. Родники, втекающие из трещин – воклюзские источники. Они приурочены к карстовым пещерам, функционироют периодически. По температурному режиму различают: обычные, холодные и горячие.  Обычные – температура равна среднегодовой температуре местности – изотермические. Вторые – температура ниже среднегодовой (гипотермические), третьи – температура выше среднегодовой (гипертермические). В зависимости от химического состава, источники подразделяются  на железистые, щелочные, соленые, горько-соленые, сернистые, известковые, радиевые – это минеральные источники. Они имеют целебное значение.

Геологические процессы и явления, связанные с  работой  подземных вод: суффозия, карст, плывуны, оползни, грязевой вулканизм. Породы, в которых развиваются эти процессы: известняки, доломиты, гипс, каменная соль. Поверхностные и подземные формы карста. Поверхностный карст: карры, каналы, щели, каньоны, карстовые воронки, карстовые котловины, карстовые полья. Подземный карст: пещеры, галереи, натечные образования: сталактиты, сталагмиты, колонны, занавесы и т.д.

Лекция 10 

Геологическая работа ледников

Условия накопления снега  и образование фирна и льда. Горные, материковые, промежуточные  ледники. Типы горных ледников. Геологическая работа ледников: разрушение, транспортировка и аккумуляция, формы ледникового рельефа

Ледники - движущиеся естественные скопления льда атмосферного происхождения на земной поверхности; образуются в тех районах, где твердых атмосферных осадков отлагается больше, чем стаивает и испаряется. В пределах ледников выделяют области питания и абляции. Ледники делятся на наземные ледниковые покровы, шельфовые и горные. Общая площадь современных ледников ок. 16,3 млн. км² (10,9% площадь суши), общий объем льдов ок. 30 млн. км³.

Типы ледников. Различают ледники  горно-долинные (так как они связаны  с горным рельефом, занимая долины с характерным корытообразным поперечным профилем, так называемые троги), покровные и шельфовые. Отколовшиеся части ледников, пустившиеся в морское плавание, носят название айсбергов.

Горно-долинные ледники, среди которых  встречаются  висячие,  каровые и переметные, распространены практически повсеместно их площадь редко превышает 30 км², а длина 10 км. К покровным ледникам можно отнести ледниковый щит Антарктиды, если его рассматривать как единый покровный ледник. В пределах единого покрова выделяют отдельные ледяные потоки, направленные от центра материка к периферии. Шельфовые ледники являются плавучим продолжением материковых покровных ледников. Образование ледников: у ледников выделяют области питания (аккумуляции) и абляции. В первой из них снег превращается в фирн, а затем в лед, и происходит увеличение массы льда, переносимого в область абляции, где эта масса уменьшается в результате таяния, откалывания, испарения и сдувания снега ветром.

Скорость движения ледников обычно невелика, составляя в среднем от нескольких десятков до нескольких сотен метров в год. Но бывают случаи очень быстрого движения ледников. В результате движения ледника поверхность, по которой он перемещается, подвергается экзарации. Формы рельефа: денудационные (троги, курчавые скалы), аккумулятивные друмлины, камы, озы, зандры. Ледниковые отложения: морены (поверхностные боковые, поверхностные серединные, внутренние серединные, донные) – от суглинков до валунов. Неотсортированы, содержат гальки и валуны с ледниковыми шрамами и полировкой; флювиогляциальные осадки. Древние ледниковые отложения - тиллиты.

Лекция 11

Геологическая работа  океанов  и морей. Озера и болота.

Разрушительная работа моря. Береговые формы рельефа. Перемещение обломочного материала и образование прибрежных аккумулятивных форм. Морские осадки: терригенные, хемогенные, биогенные (органогенные), вулканогенные и полигенные. Осадки прибрежные, области шельфа, материкового склона и подножия, ложа мирового океана. Осадки лагун и солероцных морских бассейнов.

Превращение осадков в горные породы. Диагенез осадков и его стадии. Обломочные, химические и органогенные осадочные породы. Общие представления о фациях осадочных горных пород. Полезные ископаемые морей и океанов.

Моря и океаны. Океан - непрерывная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова и отличающаяся общностью солевого состава. Мировой океан делится материками на четыре океана. В составе океанов выделяются моря. Особенности строения океана: по геоморфологическим и геологическим признакам в океанах выделяют: подводную окраину материков (шельф, материковый склон и материковое подножие), переходные зоны от океана к материку, в частности системы островных дуг со свойственным им интенсивным вулканизмом и сейсмичностью; ложе океана и срединно-океанические хребты. Дно океана образует земная кора океанического типа с малой мощностью (8-10 км) и отсутствием гранитно-метаморфического слоя. Ложе океана сложено базальтами; на них залегает чехол глубоководных осадков, мощность которых уменьшается, а подошва омолаживается по направлению к срединно-океаническим хребтам. Химический состав воды в океане: морская вода — это раствор 44 химических элементов. Важную роль играют соли. Общее количество солей в Мировом океане – 49,2·10¹⁵ т. Если всю морскую соль в сухом виде распределить по поверхности суши, то ее слой составит почти 150 м. Средняя соленость воды Мирового океана 35 (то есть в каждом килограмме воды содержится 35 г соли), в тропических морях соленость может достигать 42. Сильно распреснены воды в устьях крупных рек. Температурный режим в океане: на поверхности от 19,4 °С до 16,5 °С. С глубиной температура воды, как правило, падает. Хотя бывают исключения, обусловленные поднятием глубинных теплых вод. На глубине 2 км на всей акватории Мирового океана обычно температура не превышает 2-3 °С; в Северном Ледовитом океане она еще ниже.

Воды океана находятся в постоянном движении под воздействием различных  сил: космических, атмосферных, тектонических  и др. Наиболее выражены поверхностные  морские течения, преимущественно ветрового происхождения. Течения, изменяющие свою силу от сезона к сезону, в зависимости от направления прибрежных муссонов, называются муссонными. В океанах существуют пассатные, меридиональные течения.

Для многих районов Мирового характерен апвеллинг, который может быть вызван ветровым сгоном поверхностных вод от берега. Приливы и отливы: изменение взаимного расположения Земли и Луны вызывает в Мировом океане приливы и отливы. Волны. Океан практически всегда находится в движении. Одно из наиболее ярких его выражений — ветровые волны. В океанах бывают тайфуны, цунами. Разрушительная работа моря – абразия. Морские осадки: хемогенные, органогенные и терригенные. В зависимости от физико-географических условий образования осадков образуются определенные  фации. После накопления осадков происходит их изменение – литогенез. Факторы литогенеза — тектонические движения и климат. В цикле литогенеза выделяют стадии: гипергенез, седиментогенез, диагенез, катагенез (эпигенез), метагенез. Различают ледовый, гумидный, аридный и вулканогенно-осадочный типы литогенеза. С различными стадиями литогенеза связано образование многих полезных ископаемых (углей, нефти, газа, железных и марганцевых руд, бокситов и др.). Полезные ископаемые: нефть, газ, железо-марганцевые руды и другие полезные ископаемые.

Тема: Геологическая роль озёр и болот. Происхождение и  распространение озёр, физико-химическая характеристика озёрной воды. Режимозёр. Движение воды в озёрах. Геологическая деятельность озёр. Полезные ископаемые, связанные с осадконакоплением в озёрных условиях.

Озера и болота. Озеро – изолированный, иногда слабопроточный водоем. По генезису выделяют экзогенные и эндогенные озера. Среди экзогенных выделяют котловинные (речные, ледниковые, эоловые, карстовые), плотинные (лавинные, ледниковые, прирусловые, или речные и морские). Среди эндогенных выделяют вулканические, тектонические и реликтовые. В зависимости от водного режима озера подразделяют на проточные и бессточные. В зависимости от солености различают пресные – минерализация менее 1%₀ и соленые – минерализация более 1%₀.

Разрушительная работа озер: абразия. Органический мир: простейшие, моллюски, рыбы, водоросли. Осадки: терригенные, органогенные, хемогенные.

Болота – озерные ванны недолговечны, заполняясь осадками, они зарастают растительностью. Питание болот – атмосферными и грунтовыми водами. Геологическая работа болот заключается в формировании осадочных горных пород: торф, лигнит, каменный уголь, сапропелевый ил. При захоронении пластов торфа,  они попадают в зоны повышенного давления и температуры. Торф уплотняется, в нем увеличивается содержание углерода, понижается количество кислорода и водорода и в результате образуется лигнит. При дальнейшем погружении пласта образуется каменный уголь, затем антрацит.

Лекция 12

Эндогенные геологические процессы. Тектонические движения.

Эндогенные геологические  процессы   -  процессы,  вызванные в основном внутренними силами Земли. Обусловлены энергией, выделяемой при развитии вещества Земли, действием силы тяжести и сил, возникающих при вращении Земли. К ним относятся:  колебательные (эпейрогенические)  и тектонические  движения земной коры,  пликативные и дизъюнктивные деформации,  землетрясения,  магматизм  и   метаморфизм.

Движения эпейрогенические   – медленные вековые поднятия или опускания обширных площадей, невызывающие изменения их структуры. Колебательные движения подразделяются на: современные, новейшие, прошлых геологических эпох.

Поднятия земной коры при современных движениях  проявляются в увеличении абсолютных и относительных высот, увеличении крутизны склонов, омоложении эрозии, усилении денудации. При опускании земной коры происходит выполаживание склонов, уменьшение абсолютных и относительных превышений, уменьшении денудации и эрозии. Для современных колебательных движение механизм проявления: медленные вековые поднятия и опускания земной коры. По направленности движения могут быть вертикальными, по масштабам проявления – общекоровыми. Причины опустошение магматического очага, повышение уровня грунтовых вод, мантийная конвекция, гляциоизостазия и др. Время проявления от долей миллиметров до 1 см/год. Методы изучения: геодезические (нивелирование). Результаты изучения: количественная оценка графики, номограммы, карты скоростей колебательных движений.