Особенности минералогического состава четвертичных отложений и значение их изучения для почвоведения
- Геология
Геология (от «гео» и «логия»), комплекс наук о земной коре и более глубоких сферах Земли; в узком смысле слова — наука о составе, строении, движениях и истории развития земной коры и размещении в ней полезных ископаемых. Большинство прикладных и теоретических вопросов, решаемых Г., связано с верхней частью земной коры, доступной непосредственному наблюдению.
На прямых полевых наблюдениях основаны главным образом и геологические методы. Геологические исследования определённой территории начинаются с изучения и сопоставления горных пород, наблюдаемых на поверхности Земли в различных естественных обнажениях, а также в искусственных выработках (шурфах, карьерах, шахтах и др.). Породы изучаются как в их природном залегании, так и путём отбора образцов, подвергаемых затем лабораторному исследованию.
Обязательным
элементом полевых работ
Методы непосредственного
изучения недр не дают возможности
познать строение Земли глубже, чем
на несколько км (иногда до 20) от её поверхности.
Поэтому даже для изучения земной
коры, а тем более нижележащих
геосфер, Г. не обходится без помощи
косвенных методов, разработанных
др. науками, особенно без геохимических
и геофизических методов. Очень
часто применяется комплекс геологических,
геофизических и геохимических
методов.
- Процессы минералообразования
Процессы минералообразования - физико-химические процессы, протекающие в земной коре, вызывающие образование, изменение и разрушение минералов. Классификация процессов минералообразования основана, с одной стороны, на источнике вещества и энергии, а с другой - на характере среды, в которой протекает данный процесс и типах химических реакций. По первому признаку различают :
- эндогенные, связанные с привносом из глубоких частей земной коры вещества, в виде магмы или происходящих из неё растворов и газов, и энергии;
- метаморфические или автигенные, без существенного привноса вещества, идущие за счёт энергии, связанной с глубокими частями земной коры, обычно с той же магмой;
- экзогенные, порождаемые факторами, связанными с земной поверхностью - гидросферой, атмосферой и биосферой.
Эндогенные процессы минералообразования подразделяют на:
Собственно магматический или магматогенный (кристаллизация из магмы)
Пневматолитический или пиевматогенный (кристаллизация из газообразной среды)
Гидротермальный (кристаллизация из растворов, отделившихся от магмы)
Метасоматический
(взаимодействие растворов с
Пегматитовый (конечная стадия магматической кристаллизации и метасоматоз).
Метаморфические или автигенные процессы минералообразования: контактово-метаморфический, связанный с непосредственным местным действием интрузии, и регионально-метаморфический, охватывающий большие области, причём связь поднятия температуры с магматической деятельностью устанавливается лишь при исследованиях большого масштаба, а иногда вообще кажется сомнительной.
Экзогенные процессы минералообразования: экзогидратогенный, связанный с действием поверхностных растворов, пегнитогенный - осаждение в водных бассейнах, биогенный - образование в связи с жизнедеятельностью организмов и др.
Как в классификации, так и в терминологии П. м. существуют значительные расхождения, и попытки объединения их (напр., классифихация Болдырева) пока не дали желательных результатов.
- Диагенез
Переход осадков в горные породы — длительный и сложный процесс, который носит название диагенеза, что в переводе с греческого означает «перерождение». Процесс изменения осадка и превращения его в горную породу начинается еще в морском бассейне и длится многие десятки и даже сотни тысяч лет.
В
процессе диагенеза
Большое
значение в процессах
Уплотнение
осадка происходит в
Перекристаллизации
подвергаются главным образом
однородные мелкозернистые
Цементация
связана с выпадением в осадок
различных химических
В
результате неравномерной
Нередко
конкреции образуются в
Обезвоживание
осадка происходит в
В
конечном итоге все процессы,
совершающиеся во время
- Сила землетрясений
Для
борьбы с вредными
Сила
землетрясения в каждой группе
оценивалась баллом. Одной из
широко известных
1 -балльные толчки
людьми не ощущаются, а
2-балльные сотрясения ощущаются немногими людьми, наводящимися в состоянии покоя;
3-балльные сотрясения ощущаются многими лицами, находящимися в состоянии покоя;
4-балльные землетрясения
ощущаются людьми, занятыми обычной
деятельностью, дребезжат
5-балльные сотрясения
ощущаются всеми; движется
при 6-балльных — пробуждаются спящие, останавливаются маятники часов, начинают раскачиваться деревья, многие жители в испуге покидают дома;
при 7-балльных
— опрокидываются отдельные
при 8-балльных — падают дымовые трубы, образуются трещины в стенах зданий;
при 9-балльных — частично или полностью разрушаются некоторые здания;
при 10-балльных — происходит всеобщее разрушение, образование трещин в земле, горные обвалы.
Подобное
разделение, конечно, весьма субъективно.
Более объективной является
Ограничиваться
в классификации землетрясений
только показаниями приборов
невозможно; многие данные, характеризующие
силу землетрясений, можно
С
1952 г. в СССР принята новая
сейсмическая шкала. Эта шкала
построена, с одной стороны,
на основе показаний
В
шкале учитываются также
Запись
на сейсмометре производится
механически на сферически-
Как указывалось выше, в пределах одной изосейсмальной зоны сила землетрясения повсеместно одинакова. Однако в той же изосейсмальной зоне даже в одном городе некоторые дома подвергаются разрушению, а соседние с ними — сохраняются. Эти местные колебания силы землетрясений в пределах одной изосейсмальной зоны объясняются тем, что местами подходят две или три сейсмические волны сразу. Они интерферируют между собой, увеличивая или уменьшая силу сотрясения. При увеличении силы сотрясения создаются своего рода узлы, где землетрясение является наиболее разрушительным.
Географическое распределение землетрясений.
Эпицентры землетрясений располагаются по поверхности земного шара закономерно. Основная масса землетрясений (около 90%) располагается в двух узких поясах, окаймляющих земной шар.
Пер
вый пояс протягивается вдоль
восточного побережья Азии, проходит
к северу и востоку от
Второй
сейсмический пояс
За
пределами двух указанных
На огромных территориях земного шара очаги ощутимых. человеком землетрясений отсутствуют совершенно. К числу таких территорий относятся все пространство Тихого океана, заключенное внутри Тихоокеанского пояса, северная часть Европы и Азии, северная часть Северной Америки.
Как
правило, землетрясения
- Деллювий, колювий.
Породы выветриваются не только на плоских поверхностях водоразделов, но и на их склонах, где рыхлые продукты не могут уже задерживаться и под давлением собственного веса, под действием дождевых и талых снеговых вод перемещаются под уклон.
А. П. Павлов назвал скопления на склонах и у подножия возвышенностей рыхлых продуктов выветривания, сползающих по склону под воздействием дождевых и талых снеговых вод, делювием (от лат. deluo — смываю). Обломочный материал, смещенный под действием силы тяжести и накопленный на склонах и у их подножий (оползни, осыпи, обвалы), называется коллювием (от лат. colluvio — скопление, беспорядочная груда). Однако четкого разграничения в применении этих терминов нет, так как перемещение рыхлых продуктов выветривания по склонам происходит обычно под совместным действием силы тяжести и воды, причем значение каждого из этих факторов даже на одном и том же участке меняется: то превалирует один, то другой.
Характер движения рыхлых материалов вниз по склону обусловливается крутизной склона, силой трения, размерами и формой обломков, насыщенностью водой, колебаниями температуры, наличием или отсутствием растительного покрова и т. п. Рыхлые продукты выветривания сползают тем интенсивнее, чем круче склон. На очень крутых и отвесных участках склона обломки пород сваливаются по мере образования. Максимальный угол уклона, при котором рыхлый материал удерживается на склоне, называется углом естественного откоса. Для различных материалов этот угол меняется от 27 до 37°. В россыпях каменных глыб угол естественного откоса тем больше, чем крупнее глыбы, чем более шероховата их поверхность, неправильны и угловаты формы. Для мелкообломочного материала угол естественного откоса зависит от сцепления частиц между собой и величины внутреннего трения. Рыхлый материал, залегающий на склоне под углом естественного откоса, легко приходит в движение от различных, часто незначительных причин (например, от сотрясения, вызванного прохождением у подножия склона тяжелого транспорта). Однако перемещение рыхлого материала происходит и по очень пологим склонам.
Силы трения и сцепления частиц рыхлого материала между собой препятствуют перемещению вдоль любой поверхности как внутри слоя рыхлых пород, так и на границе этого слоя с коренными породами. Если вес рыхлого материала станет больше этих сил, он начнет скользить под уклон. Увеличение веса рыхлых продуктов выветривания чаще всего происходит после дождей за счет пропитывания их водой, которая одновременно снижает и силу трения. Поэтому продолжительные дожди часто вызывают развитие оползней и накопление коллювиальных масс на склонах и у их подножий. Своеобразные формы этот процесс принимает в зоне развития многолетней мерзлоты, где оттаивающий летом активный слой грунта легко насыщается дождевыми и талыми водами, проникновению которых на глубину препятствует нерастаявшая мерзлота. Пропитанный водой грунт стекает уже при углах склона от 3 до 5° со скоростью от сантиметров до десятков метров в год. Процесс этот получил название солифлюкции (от лат. solum — почва, fluxus — течение).
С явлениями солифлюкции связано образование солифлюкционных и нагорных террас, земляных рек, шлейфов и валов.
Деятельность дождевых и талых снеговых вод при движении рыхлых продуктов выветривания по склонам проявляется также в смывании.
С генетической точки зрения их нельзя называть ни делювием, в понимании А. П. Павлова, ни коллювием. Иногда коллювием называют обломочный материал, накопленный у подножия склонов в горах (осыпи, глыбовые россыпи и т. п.), а делювием — аналогичные образования равнинных областей, состоящие преимущественно из щебня и мелкозема, перемещенного плоскостным смывом. Однако такое деление в генетическом отношении вряд ли правильно, так как в горах плоскостной смыв играет такую же большую роль, как и на равнинах.
Учитывая трудности генетической классификации, Ю. А. Билибин предложил называть делювием все продукты выветривания, смещенные с места образования вниз по склонам без участия линейного смыва (т. е. не переработанные водными потоками). Коллювием Ю. А. Билибин назвал разновидность делювия, достигшую подножия склона и прекратившую движение. Эта простая и удобная классификация прочно вошла в практику геологических и поисковых работ, хотя и не разделяется некоторыми геологами. В дальнейшем изложении термины «делювий» и «коллювий» употребляются в понимании Ю. А. Билибина.
Делювий накапливается у основания возвышенности в виде коллю-виального шлейфа ее подножий. Нижние части делювия при этом прекращают движение, отодвигая подножие склонов в сторону от возвышенности и выполаживая ее: коллювиальный шлейф сам становится частью склона, по которой продолжается сползание рыхлого материала, все время увеличивающее ширину и мощность коллювия. Таким образом, мощность коллювиального шлейфа непостоянна и в зависимости от продолжительности накопления рыхлого материала бывает различной (в древних долинах до 20—30 м).
- Подземные воды зоны многолетней мерзлоты
Воды зоны многолетней мерзлоты — подземные воды, приуроченные к зоне многолетней мерзлоты.
Подземные
воды в своем распространении
тесно связаны с
Надмерзлотные воды сезонно-талого слоя образуются при оттаивании верхней части пород в летне-осеннее время. Основное питание их происходит за счет атмосферных осадков. Их движение происходит в соответствии с уклоном поверхности Земли с наиболее приподнятых и расчлененных участков к пониженным. На плоских поверхностях движение или очень замедлено, или совсем отсутствует. По составу это преимущественно пресные гидрокарбонатные воды.
К надмерзлотным водам несквозных таликов относятся подозерные, подрусловые и прирусловые пойменные несквозные талики, существующие благодаря отепляющему воздействию водоемов и водотоков. Особое значение имеют подрусловые талые воды, приуроченные к руслам рек и ручьев. Чем больше речной поток, тем шире и мощнее подрусловой талик. Питание этих вод происходит главным образом за счет инфильтрации атмосферных осадков и частично речных вод, вследствие чего они слабо минерализованы. Подрусловые талые воды движутся вдоль долины реки и имеют сток в течение года. Кроме того, в них местами происходит питание и разгрузка глубинных вод. Таким образом, с подрусловыми таликами связаны основные запасы грунтовых вод, что имеет важное значение для целей водоснабжения, особенно в северной части геокриологической зоны. Прирусловые пойменные талики приурочены к прирусловым отмелям, косам, нижним частям пойм, испытывающим временное отепляющее воздействие во время половодий. Поверхностный сток в них является периодическим.
Воды подозерных несквозных таликов характеризуются застойным режимом и в некоторых из них наблюдается сероводородное заражение.
Воды сквозных таликов. Среди них выделяются:
1) инфильтрационные талики, имеющие нисходящее движение и образующиеся в результате инфильтрации атмосферных осадков или инфлюации (втекания) поверхностных вод по зонам разрывных тектонических нарушений или карстовым каналам. Эти воды питают подземные воды глубокого стока (подмерзлотные и межмерзлотные);
2) напорно-фильтрационные талики, подземные воды которых обладают напором и характеризуются восходящим направлением движения. По таким таликам местами происходит разгрузка глубоких подмерзлотных и межмерзлотных вод.
Подмерзлотные воды, располагающиеся непосредственно ниже подошвы многолетнемерзлых пород, называются контактирующими. Они приурочены к различным по составу и проницаемости горным породам и всегда обладают напором. Местами вскрытые буровыми скважинами подмерзлотные воды фонтанируют (рис. 1). Глубина залегания их различна, что обусловлено мощностью ММП, которые являются криогенным водоупором. Температура их также неодинакова. Среди них выделяются воды с положительной и отрицательной температурами. По степени минерализации воды с положительной температурой (>0o С) - пресные и солоноватые. С отрицательной температурой - воды соленые и рассолы. Такие высокоминерализованные воды называют криогалинными или криопэгами. Местами они достигают значительной мощности, как бы наращивая снизу криолитозону. Помимо контактирующих подмерзлотных вод выделяются неконтактирующие, т.е. отделенные от подошвы мерзлой толщи водонепроницаемыми породами. Такие воды в большинстве случаев обладают напором, что подтверждается данными скважин.
В южных
районах
Межмерзлотные и внутримерзлотные воды наблюдаются в слоях, линзах и других формах, ограниченных ММП или сверху и снизу, или с бортов, в условиях поступления вод глубинного стока. Межмерзлотные воды обычно имеют гидравлическую связь с другими типами вод криолитозоны. Внутримерзлотные воды ограничены ММП со всех сторон и не связаны с другими типами вод (рис.1, Д). Межмерзлотные водоносные линзы образуются под обмелевшими и осушенными озерами.
- Особенности минералогического состава четвертичных отложений и значение их изучения для почвоведения.
Четвертичные отложения — накопления очень разнообразных горных пород за последний период геологической истории Земли, покрывающих сплошным плащом всю ее поверхность с различной мощностью — от миллиметра в скалистых горах до нескольких километров в прогибах земной коры. Все выходы кристаллических и метаморфических пород (щитов) и горных сооружений покрыты каменисто-щебенчато-дресвяной и глинисто-песчанистой корой выветривания. Скапливаясь у подножий возвышенностей и гор, материал выветривания образует конусы выноса и шлейфы предгорий, используемых для размещения сельскохозяйственных угодий и населенных пунктов.
В районах
вулканов накопились мощные
Во многих
местах южной полосы