Учебное пособие по Геологии. Учебное пособие для студентов i курса Разработал В. Г. Юхименко Ижевск 2007 Содержание введение
 Скачать 6.88 Mb.
|
|
: русловой, пойменный и страичный. Русловой аллювий,как правило,самый грубый(крупнозернистый песок,гравий, галечник). Размер его обломков зависит от скорости течения воды в русле. Он обладает косой слоистостью с наклоном слоев в направлении течения реки. Пойменный аллювий –это значительно более мелкозернистый,чем русловой.Так, например, русловой аллювий представлен галечниками, а пойменный – песками. Почему пойменный аллювий мельче? Во время паводка вода выходит из берегов, разливается по пойме и скорость ее течения резко падает. На пойму она выносит более мелкий материал, чем несет в русле, где скорость течения больше. Пойменный аллювий обладает горизонтальной, слабоволнистой и линзовидной слоистостью. Старичный аллювий представлен чаще всего тонкообломочными глинистыми частицами и богат органическими остатками, которые образуются при зарастании стариц растительностью. Мощность аллювиальных отложений в долинах рек определяется уровнем (высотой) подъема паводковых вод и в этом случае она называется нормальной мощностью. В равнинных реках она колеблется от 10 – 15 до 30 м. Нормальный аллювий всегда имеет двухслойное строение: внизу слой руслового более грубого косослоистого аллювия, а выше он перекрыт слоем пойменного более мелкозернистого аллювия. 61 Ежегодно в моря и океаны реками выносится почти 20 млрд.т – твердые частицы. Так, например, р. Амударья выносит 45 млн.м 3 , р. Миссисипи 200 млн. т., а р. Хуанхе – до 1000 млн.м 3 твердого стока. Большая часть этого материала аккумулируется в дельтах рек. Дельта – это участок суши, который образуется за счет наноса аллювия в прибрежной части моря. Площадь дельты р. Лены составляет 45 тыс. км 2 , а дельта р. Хуанхк – 500 тыс. км 2 . дельтовые осадки образуют огромные линзы мощностью до 15 км и объемом 5 10 6 км 3 (р. Ганг и Брахмапутра в Индийском океане). Мощность дельтовых осадков р. Амазонки составляет 12 км. В таких линзах накапливается значительное количество органики, которая в дальнейшем участвует в нефтеобразовании. Стадии развития речной долины На протяжении времени существования река переживает периоды юности, молодости, зрелости и старости. В период юности продольный профиль равновесия реки еще не выработан.Река течет по неровному рельефу, региональный уклон ее русла на всем протяжении чрезвычайно крутой, скорость течения велика; кое-где обособляются отдельные участки, развитие которых контролируется местными базисами эрозии. На этой стадии развития реки происходят усиленные процессы глубинной (донной) эрозии, которые приводят к интенсивному углублению русла. Боковая эрозия в это время почти не проявляется, так как энергия реки в основном направлена на разрушение ложа и перенос продуктов разрушения. Быстрое углубление русла приводит к образованию долин, имеющих V- образную форму. Коэффициент извилистости реки на этой стадии минимален. Период юности в настоящее время переживают многие реки, текущие в горных районах. Они, как правило, характеризуются бурным течением, наличием порогов и водопадов. Долины их имеют форму ущелий и каньонов. По мере выработки профиля равновесия река переходит в период молодости. Этот период наступает когда в силу вступает боковая эрозия. В период молодости река стремится углубить свое русло только в верхнем течении, где еще наблюдаются процессы глубинной эрозии. В среднем и нижнем течении рек глубинная эрозия сменяется боковой. Это приводит к незначительному расширению ее долины, которая приобретает U- образную коробчатую форму. В эту стадию формируются прирусловые отмели. Продольный профиль реки еще не выработан. На стадии зрелости скорость течения равномерно уменьшается от верховьев к устью. Для этой стадии характерно появление излучин — меандр, приводящих к увеличению коэффициента извилистости реки, образованию многочисленных рукавов, по которым вода течет параллельно основному руслу, и возникновению обширных аллювиальных равнин поймы. Для определения стадии старости реки ясно выраженных критериев не существует. Считается, что река вступает в стадию старости, тогда, когда дно ее долины достигает ширины, во много раз превышающей ширину поймы меандрирующей реки. На этой стадии происходят перенос и образуются многочисленные меандры. Река на стадии старости характеризуется максимальным коэффициентом извилистости и перемывает свои пойменные отложения. На рис. 15 показана принципиальная схема образования меандр. Двигаясь прямолинейно, струя водного потока (и переносимые ею частицы) при повороте русла ударяется о берег. 62 Рис. 15. Схема формирования меандр и стариц 1- возвышенный берег; 2 – перекат; 3 – низкий берег; 4 – наиболее глубокое место(обычно находится ниже максимальной кривизны); 5 – сближенные части крыльев излучины, подверженные прорыву; 6 – прежнее русло; 7 – место прорыва между крыльями излучины; 8 – занесенная отложениями часть прежнего русла; 9 – стержень; точками показаны отмели В результате вогнутый берег интенсивно подмывается, становится обрывистым, а дно реки у вогнутого берега заметно углубляется (сечение АА). Как указывалось выше, скорость течения возрастает в самых глубоких участках русла, так как здесь меньше сказывается трение воды о дно. Следовательно, у вогнутого берега скорость будет больше. У противоположного берега скорость заметно падает, так как глубина здесь меньше и, кроме того, возникают поперечные придонные течения. Эти течения захватывают с собой частицы обломочного материала и откладывают их у выпуклого берега. Именно здесь, как правило, и накапливаются аллювиальные отложения. Струи воды, ударяясь о вогнутый берег, отражаются и направляются вниз по течению к противоположному берегу (сечение ВВ), в свою очередь, подмывая его. На этом участке берег начинает отступать, увеличивается кривизна изгиба русла реки и значительно расширяется долина. Последнее происходит не только за счет отступания береговой линии ниже изгиба, но и за счет перемещения самих изгибов реки вниз по течению. В результате большинство выступов, сложенных коренными породами, срезается и долина приобретает плоскодонную форму (сечение СС). Меандры с коротким радиусом расширяются значительно быстрее, чем более крупные. Это происходит потому, что все изгибы реки стремятся приобрести радиус кривизны приблизительно одного и того же порядка. Ввиду постоянного увеличения кривизны реки в ходе подмыва вогнутых берегов и отложения материала у выпуклых, вершины двух соседних меандр, обращенных в одну сторону, сходятся все ближе, и между ними остается только узкий перешеек. В период половодья может произойти прорыв такого перешейка, основная масса воды устремится в новое, спрямленное русло реки, а петля окажется отрезанной. На отрезанной стороне остается покинутое русло, получившее название старицы. Старицы, как правило, имеют в плане подковообразную форму; в дальнейшем они часто превращаются в болото. В период старости реки в ее долине образуется широкая пойма, или пойменная терраса, — часть долины, заливаемая в половодье и возвышающаяся над руслом реки в меженный период. Периоды юности, молодости и зрелости составляют цикл эрозии реки. Большинство рек проходит все эти стадии развития. В ряде случаев все стадии можно наблюдать у одной реки. Например, Терек в верхнем течении переживает период юности, в нижнем — это уже зрелая река. Цикл эрозии реки может быть неполным: в зависимости от рельефа начальной поверхности и слагающих ее пород река может сразу вступить в период зрелости, минуя 63 юность, и т. д. Особенно это характерно для равнинных рек. Более того, уже сложившийся цикл эрозии может быть нарушен, например, после вступления в период старости может вновь наступить период юности реки, т. е. может произойти ее омоложение. Этому способствует ряд факторов, главными из которых являются: 1) понижение базиса эрозии, приводящее к увеличению уклона русла реки и возрастанию скорости ее течения, а также к возобновлению донной эрозии; 2) повышение какого-либо участка реки, обусловливающее изменение ее продольного профиля и увеличение уклона русла; 3) изменение климата района, в котором протекает река; особенно большое значение имеет увеличение количества выпадающих осадков, в результате чего возрастает масса воды в реке; к этому же приводит таяние ледников в верховьях реки, связанное с потеплением климата. Геологическая деятельность снега и ледников Геологическая деятельность снега и ледников, как и других экзогенных факторов, включает эрозию, транспортировку обломков и их отложение. Изучением строения, развития и деятельности ледников занимается гляциология. Ледники* состоят из так называемого глетчерного льда.В отличие от других разновидностей льда (почвенный, речной, морской), возникающих при замерзании воды, глетчерный лед образуется из снега. Для возникновения ледника необходимы низкая среднегодовая температура, большое количество осадков, выпадающих в виде снега, а также наличие пологих склонов и впадин, защищенных от солнца и ветра. Условия круглогодичного сохранения устойчивого снежного покрова имеются в странах с холодным климатом и в высокогорных областях различных климатических зон. Высоты, на которых образуются ледники, в разных районах земного шара неодинаковы и зависят от широты местности. Уровень, выше которого снег не успевает полностью растаять за лето, называется снеговой линией. Гипсометрическое положение снеговой линии зависит от климатических условий. При увеличении снежного покрова эта линия перемещается вниз и, наоборот, при потеплении климата и уменьшении количества осадков поднимается. В полярных районах снеговая линия располагается на высотах, близких к уровню моря (от нуля до 50—70 м); в Норвегии и на Аляске — на высоте 1,5 км; в Гималаях и Тибете — на высоте от 5,1 до 6 км. Высота снеговой линии может меняться даже в пределах одного района. На Западном Кавказе, например, который характеризуется обилием осадков, снеговая линия проходит на высоте 2,7 км, а на Восточном Кавказе с более сухим климатом — на высоте около 3,8 км; в Джунгарском Алатау на северном склоне гор она располагается на высоте 3 км, а на южном, более прогреваемом летом, поднимается до 3,5 км. С уменьшением значения географической широты, при приближении к экватору, снеговая линия поднимается, на полюсах она приближается к уровню моря. Это и определяет неравномерность накопления снега и масштабов образования глетчерного льда — основная его часть (99,5%) сосредоточена в полярных областях и только 0,5 % связано с высокогорными ледниками. Область, где происходит накопление снега и превращения его в лед, получило название – хионосферы. Накапливаясь в понижениях рельефа или на вершинах гор, снег за лето не успевает растаять, масса его растет из года в год, он уплотняется и под влиянием суточных колебаний температуры превращается в зернистую массу. Такой уплотненный зернистый снег называется фирном, а область его накопления — фирновым полем. Фирн вновь покрывается снегом, под тяжестью которого продолжает уплотняться, пока со временем не превратится в глетчерный лед. Если 1 м 3 свежего снега имеет массу 85 кг, то масса 64 1 м 3 фирна достигает 600 кг, а 1 м 3 глетчерного льда— 909 кг. Таким образом, на образование одного кубометра глетчерного льда расходуется почти 11 м 3 снега. Средняя плотность глетчерного льда 0,909 г/см 3 , т. е. несколько ниже плотности речного льда (0,917 г/см 3 ). Обусловлено это беспорядочным расположением зерен глетчерного льда, размер которых изменяется от горошины до куриного яйца. Структура речного льда упорядоченная — кристаллы имеют примерно одинаковый размер и ориентированы перпендикулярно к поверхности воды. В отличие от речного и морского льда глетчерный лед не обладает слоистостью, как правило, прозрачен и имеет голубоватый оттенок. Накапливается он в виде масс значительной мощности, составляющих тело ледника. Важным свойством глетчерного льда является его текучесть. Скорость течения ледника зависит от его мощности и крутизны ложа, которое он покрывает. Чем больше мощность и чем круче ложе, тем значительнее скорость его течения. Обычно она составляет 3 - 10 м/сут, а крупные ледники движутся со скоростью до 40 м/сут. У ледников выделяют область питания, где происходит накопление снега и превращение его в фирн, а затем в глетчерный лед, и область стока, по которой движется, стекает глетчерный лед. В зависимости от соотношения областей питания и стока, от размеров и формы ледники подразделяются на три типа: горные (или альпийского типа), покровные (или материкового типа) и промежуточные. Горными,или альпийскими,называют сравнительно маломощные ледники высокогорных районов, приуроченные к различного рода депрессиям в рельефе: впадинам, долинам рек, ущельям и т.п. Ледники такого типа развиты в Альпах, Гималаях, на Тянь-Шане, Памире, Кавказе. Область питания горных ледников выражена отчетливо, имеет форму цирка и находится выше снеговой линии, как правило, эта область окружена амфитеатром высоких гребней и пиков. Лед стекает по горным долинам с крутыми склонами, образуя один или несколько ледяных потоков — языков. Среди горных ледников различают несколько разновидностей: долинные — наиболее крупные, характерные для ледников этого типа; каровые — образующиеся в углублениях гор почти на уровне снеговой линии и практически не имеющие стока; висячие —ложе ледника которых нарушается крутым уступом,и ледяной поток, нависающий над ним, периодически срывается вниз в виде лавины. Хотя ледники альпийского типа играют скромную роль в общем балансе оледенений, отдельные высокогорные ледники достигают значительных размеров. Длина крупнейшего в нашей стране ледника Федченко на Памире 77 км при ширине 4 км и толщине глетчерного льда до 1 км. Площадь оледенения горных систем даже в низких широтах измеряется десятками тысяч квадратных километров. На Памире и Тянь-Шане общая площадь ледников превышает 20 тыс. км 2 , а в Гималаях составляет почти 60 тыс. км 2 Покровные ледники обычно образуются в полярных районах и располагаются почти на уровне моря. Как правило, они занимают огромные площади и характеризуются значительной мощностью ледникового покрова. В отличие от ледников альпийского типа покровные ледники не обладают отчетливо обособленными областями питания и стока, форма их не контролируется рельефом ложа. Толщина льда здесь настолько велика, что под нею скрываются все неровности рельефа. Поверхность покровных ледников обычно имеет форму выпуклого щита с воздыманием центральной части. Примером ныне существующих покровных ледников могут служить ледниковые покровы Гренландии и Антарктиды. Ледники покровного типа — крупнейшие на планете. Так, площадь крупнейшего ледника северного полушария — Гренландского — достигает почти 2 млн. км 2 . При максимальной мощности 3,3 км общий объем льда здесь превышает 2,6 млн. км 3 Крупнейшим ледником планеты является Антарктический, занимающий площадь почти 14 млн. км 2 . В нем сосредоточено примерно 24 млн. км 3 льда, что составляет 80 % объема всех ледников мира. В Антарктиде расположены собственно два ледника, разделенные 65 Трансарктическими горами. Ложе ледника Восточной Антарктиды с максимальной мощностью льда до 3,6 км находится на высоте около 2 км (рис. 16); ледник Западной Антарктиды залегает в основном на дне океана и на отдельных островах морей Росса и Уэдделла, образуя здесь так называемые шельфовые ледники. В Антарктиде идет интенсивное накопление льда — при уровне осадков около 150 мм/год здесь ежегодно формируется слой льда в 24 мм; это накопление немного превышает потери льда, связанные в основном с отрывом ледяных глыб — айсбергов. К ледникам промежуточного типа относятся плоскогорные ледники, которые образуются на горах с плоской (столообразной) или плоско-выпуклой вершиной. Такие ледники, развитые на Скандинавском полуострове, иногда называются ледниками скандинавского типа. Рис. 16. Разрезы покровных ледников: а – Гренландского, с запада Промежуточными их считают потому, что они на восток; б – Антарктического, от ст. Мирный до Южного полюса. характеризуются смешением свойств ледников первых двух типов. Вследствие однообразия рельефа ложа они, как и материковые ледники, залегают сплошной массой на плоскогорьях. Передвигаясь от центра к периферии, промежуточные ледники используют для стока долины рек, ущелья и в этом отношении приближаются к горным. По размерам ледники промежуточного типа обычно невелики — площадь ледников Скандинавского полуострова редко превышает несколько сот квадратных километров (общая площадь ледников Скандинавского полуострова около 5000 км 2 ). Геологическая работа ледников Передвигаясь, массы льда производят значительную работу по разрушению горных пород, обработке (вспахиванию и истиранию) поверхности, по которой они движутся, и переносу разнообразного обломочного материала. Движению ледника способствует появление воды в его подошве, которая образуется в результате снижения температуры таяния льда при высоком давлении и выполняет роль смазки ледяного массива. Работа ледника по разрушению и истиранию пород ложа называется ледниковой эрозией или экзарация (выпахивание).Однако твердость льда явно недостаточна для разрушения большинства горных пород. Ледниковая эрозия в значительной степени обусловлена наличием обломков горных пород, вмерзших в лед, которые и являются главным инструментом разрушения. При движении льда образуются глубокие борозды, исцарапанные, исштрихованные валуны, выровненные, выположенные формы рельефа. Округлые асимметричные блоки со следами ледниковой эрозии называются бараньими лбами, а их скопления образуют ландшафт курчавых скал. Долина, по которой движется ледниковый язык с вмерзшими в лед обломками пород, приобретает корытообразную форму с плоским дном и крутыми боковыми стенками. Такая сформированная языком ледника долина называется трогом. Завершается она некоторым повышением коренных скальных пород, ограничивающих движение ледника и называемых ригелем. Обломочный материал, образующийся в результате деятельности ледников, получил название «морены*». Темноокрашенные 66 обломки пород, составляющие морену, хорошо нагреваются солнцем, способствуют плавлению льда и постепенно погружаются в него. Светлоокрашенные морены, наоборот, отражают солнечный свет и образуют грибообразные, воздымающиеся над поверхностью льда формы. В результате поверхность ледника приобретает довольно сложный рельеф, обусловленный неравномерным нагревом и таянием отдельных его участков. По своему состоянию морены подразделяются на движущиеся и неподвижные. Первые движутся вместе со льдом, а вторые представляют собой обломочный материал, оставшийся на месте после таяния ледника. Неподвижные морены разделяются на конечные и основные. Неподвижная морена, образовавшаяся у нижней границы ледникового языка, называется конечной, или фронтальной (рис. 17). Основная морена —это отложения, оставшиеся после таяния ледника на всем протяжении троговой долины. В отличие от конечной основная морена образуется при постепенном непрерывном отступании ледника, когда граница ледникового языка не фиксируется надолго в определенном положении. Характерной особенностью отложений конечной и основной морен является отсутствие сортировки обломочного материала. Среди движущихся морен различают поверхностные, внутренние и донные. Поверхностные морены, в свою очередь, делятся на боковые и срединные. Поверхностные боковые морены обычно образованы обломками горных пород, обрушившихся на поверхность ледника со склонов троговой долины. При слиянии двух ледников из смежных долин боковые морены каждого Р и с 1 7 П о л о ж е н и е м о р е н р а з л и ч н ы х т и п о в 1 – ф и р н ; 2 – г л а в н ы й л е д н и к ; 3 - п р и т о к ; 4 – с е р а к к и ; 5 – к р и в а с с ы ; 6 – п о д л е д н ы й п о т о к ; м о р е н 8 – ко не ч на я (ф ро нт ал ьн ая ), 9 – ср ед и н на я, 10 – в н ут ре н ня я, 11 – д о н на я, 12 - ц и рк ледника сливаются и дают начало поверхностной срединной морене. Обломочный материал, находящийся на поверхности ледника, может проникнуть в трещины или быть перекрытым новыми порциями снега. Обломки горных пород, заключенные внутри тела ледника, образуют внутреннюю морену, которая также может быть срединной либо боковой. Обломки, вмерзшие в подошву ледника, составляют донную морену. Они не только усиливают эрозионную деятельность, но и создают специфическую форму ледниковой эрозии: исштрихованные валуны и глубокие борозды в ложе ледника – ледниковые шрамы. С деятельностью ледников связаны также флювиогляциальные отложения. Это отложения водных потоков, образующихся при таянии ледников. Такие водные потоки, как правило, размывают морену и выносят за пределы тающего ледника образующийся обломочный материал. При этом вблизи границы ледника откладывается грубообломочный материал, далее — более мелкий, песчаный и затем глинистый. Таким образом, флювиогляциальные отложения в отличие от моренных характеризуются сравнительной отсортированностью и слоистостью и в этом отношении близки к речным. Однако по сравнению с речными флювиогляциальные отложения намного хуже окатаны, так как являются составной частью перемытой морены и переносятся водным потоком на 67 незначительные расстояния. 5.3.5. Геологическая деятельность моря Роль океанических и морских бассейнов весьма велика. Они занимают 361 млн. км 2 площади земной поверхности, что составляет 70,8%. в океане заключено 86% общего количества воды гидросферы. Они являются главными бассейнами, в которые поступают продукты разрушения материков и где происходит формирование осадочных горных пород. Разрушительная работа моря Разрушение берегов и дна моря происходит под действием различных факторов, главными из которых следует считать: ударную силу волны, обрушивающейся на берег; удары обломков горных пород, переносимых волнами; химическое воздействие морской воды на горные породы, слагающие берега. Эти факторы обычно действуют совместно, что значительно усиливает разрушительную деятельность моря. Комплекс разрушительной работы, производимой водами Мирового океана, называется абразией. Волны обладают значительной кинетической и потенциальной энергией. Полная энергия волн Е определяется по формуле Е = (1/8) g H 2 , где g—ускорение свободного падения; — плотность воды; Н — высота волны. Из формулы видно, что полная энергия волн резко возрастает с увеличением их высоты. Сила удара (давление) р волны может быть определена по формуле р = 0,18 L/g, где L. — длина волны. Во время штормов волны оказывают на горные породы, слагающие берег, давление, превышающее (0,1—0,2) МПа. Ударная сила волн значительно увеличивается благодаря многочисленным обломкам, которые вместе с волнами ударяются о берег. Однако при равной ударной силе волн скорость разрушения морских берегов различного типа неодинакова. Она зависит от ряда факторов и в первую очередь от крутизны берега, прочности слагающих его горных пород и характера их залегания. Более интенсивно абразия идет у крутых берегов. Многочисленные наблюдения показали, что максимальной скорость разрушения берега бывает там, где слагающие его породы падают в сторону материка (рис. 18 а); минимальная скорость разрушения характерна для берегов, сложенных пластами горных пород, моноклинально наклоненными в сторону моря (рис. 18 б). В том случае, когда пласты горных пород залегают горизонтально скорость их разрушения будет средней. 68 Рис. 18 . Схема разрушения морских берегов. Разрушение при падении пород: а – в сторону материка, б – в сторону моря; в – последовательное разрушение берега с образованием ниш и террас. 1 – известняки, 2 – глины, 3 – песчаники. I – первоначальная поверхность берега; II – волноприбойная нища; III – волноприбойная терраса; уровни стояния воды: IV – высокого, V – низкого, VI – намывная терраса Абразия проявляется постоянно, что в конечном итоге приводит к разрушению крутого берега. По мере разрушения в отвесной стенке берега образуется выемка — волноприбойная ниша (рис.18,в).Она постепенно углубляется и наступает момент, когда породы, слагающие кровлю ниши, обрушиваются под действием силы тяжести. Крутой берег постепенно отступает в сторону материка, и на месте ниши образуется волноприбойная терраса.Верхняя часть террасы при отливе обнажается,нижняя всегда покрыта водами моря. Здесь накапливаются галька, гравий, песок и другие продукты разрушения коренного берега. Эта часть террасы носит название намывной, или аккумулятивной.У подножия берегового уступа,на той части волноприбойной террасы, которая протягивается в виде отмели, также скапливаются различные обломки горных пород. Но в дальнейшем весь этот материал дробится волнами и выносится в удаленные от берега участки мор Часть волноприбойной террасы, с которой удалены продукты разрушения берега и которая сложена только коренными породам называется абразионной террасой. Волноприбойная терраса под действием абразии постоянно увеличивается, расширяясь в сторону как морского бассейна, так и материка. Иногда она достигает значительных размеров — (50—60) км в ширину. Скорость продвижения моря в сторону суши довольно велика и достигает 1—2 км за 1000 лет. В тех случаях, когда морской берег испытывает тектонические движения восходящего или нисходящего направления, образуется несколько волноприбойных ниш и волноприбойных террас. При нисходящих движениях более древние террасы располагаются ниже современного уровня моря, а при восходящих движениях, наоборот, выше этого уровня. Перенос продуктов разрушения Морские воды переносят не только продукты абразии, но и огромные массы обломочного материала, выносимого в море реками. Перемещение обломочного материала осуществляется теми же видами движения вод Мирового океана, которые производят разрушение берегов и дна, однако для переноса материала требуется меньшая энергия движущейся массы воды. Перенос частиц волновыми движениями воды ограничен определенным пределом, который получил название нормального разгона волнения. Как уже отмечалось, волновые движения в толще воды с глубиной затухают, поэтому перемещение обломочного, материала по дну волновыми движениями морской воды осуществляется только в 69 пределах сравнительно узкой прибрежной полосы с глубинами до 100—150, реже до 200 м, т. е. только в области шельфа. В пределах остальной части бассейна волновые движения могут перемещать лишь те частицы, которые находятся во взвешенном состоянии в верхних слоях воды. Более универсальным фактором переноса обломочного материала являются постоянные морские течения. Хотя в зонах их действия и происходит снижение скорости с глубиной, но движением охватывается слой воды мощностью до (1500—2000) м. Скорость постоянных течений в ряде случаев бывает очень значительной. По данным советского океанолога М. В. Кленовой, скорость течения Гольфстрим у берегов Флориды 250 см/с у Атлантического побережья снижается до 90 см/с. Имея такую скорость, постоянные течения способны переносить довольно крупный обломочный материал на большие расстояния. Еще более значительна роль постоянных течений в переносе тонкодисперсного материала, длительное время находящегося во взвешенном состоянии. Существенную роль в переносе обломочного материала играют приливные течения, скорость которых достигает иногда (5—7) м/с. Приливные течения и волнения приводят к закономерному размещению обломочного материала по площади бассейна. В результате их действия формируется горизонтальная зональность в распределении осадков, при которой более грубый материал располагается ближе к береговой линии, а тонкозернистый материал оседает во внутренних частях бассейна. Влияние постоянных течений проявляется в нарушении этой зональности и в появлении пятен и линз грубозернистого материала во внутренних частях бассейна. Перенос обломочного материала (хотя и в меньших объемах) осуществляется плавающими морскими льдами — айсбергами, а также донными мутьевыми потоками, возникающими при периодическом оползании рыхлых осадков на крутых континентальных склонах океана. Накопление осадков Кроме продуктов разрушения берегов в Мировой океан поступает с суши огромная масса минеральных веществ, сносимых реками и в меньшей степени ледниками и ветром. Эти вещества, находящиеся в виде обломков, а также в составе истинных и коллоидных растворов, осаждаются в различных участках моря, подчиняясь особенностям гидродинамического и гидрохимического режимов бассейна. В образовании морских осадков помимо принесенного материала принимают участие скелетные остатки организмов, населяющих морской бассейн. Небольшая доля материала, осаждающегося в морях и океанах, приходится на продукты вулканической деятельности (лавы при подводных извержениях; пепел, переносимый ветром), метеориты и космическую пыль (табл. 13). Таблица 13 Источники Количество Источники Количество осадочного осадочного осадочного осадочного материала материала, материала материала, млрд.т/год млрд.т/год Реки 21,73 Биогенный фактор 1,8 Ветер 1,6 Ледники 1,5 Абразия 0,5 Космическая пыль 0,05 Вулканы 2,5 Всего 29,68 Морские осадки чрезвычайно разнообразны. Они различаются размерами обломочных частиц, количественным соотношением обломочного материала и материала химического происхождения, минеральным составом тех и других компонентов, а также 70 фаунистической характеристикой. В одних районах остатки фауны и флоры содержатся в морских, осадках в изобилии, в других присутствуют в виде единичных экземпляров, в третьих, отсутствуют вообще. Различие характера морских осадков является следствием исключительного разнообразия физико-географических условий, в которых происходит их накопление. Изучение современных осадков показывает, что главными факторами, определяющими тип морских отложений, являются рельеф и глубина морского дна, а также степень удаленности береговой линии и климатические условия. В соответствии с этими особенностями в пределах Мирового океана выделяются следующие зоны со специфическими условиями осадконакопления: литоральная — в приливно-отливной зоне, мелководная — в области шельфа, батиальная — в области континентального склона и абиссальная, охватывающая области ложа Мирового океана и глубоководных впадин (рис. 19). Осадки, формирующиеся в литоральной и мелководной зонах, называются неритовыми, а в батиальной и абиссальной зонах — пелагическими. В зависимости от происхождения (генезиса) осадочного материала выделяются осадки терригенного, органогенного и хемогенного типов. Рис. 19. Зоны отложения морских осадков и их соотношение с областями рельефа дна Мирового океана. Неритовые осадки: I 1 – литоральной зоны, I 2 – мелководно зоны; пелагические осадки: II 1 – батиальной зоны, II 2 – абиссальной зоны. 1 – суша; 2 – шельф; 3 – склон; 4 – океаническое ложе; 5 глубоководные впадины Таким образом, наряду с разрушением берегов (абразией) и наступанием моря на сушу в Мировом океане происходит непрерывное накопление осадков. Особенно быстро этот процесс идет в мелководной зоне, где образуются отмели, косы и даже острова. 5.3.6. Геологическая деятельность озер и болот К деятельности моря близка геологическая деятельность озер — замкнутых водоемов, не имеющих непосредственной связи с Мировым океаном. Однако по сравнению с морями масштабы геологической деятельности озер намного скромнее и это естественно, так как суммарная их площадь почти в 120 раз меньше площади Мирового океана. Вместе с тем в масштабах нашей планеты деятельность озер играет заметную роль в связи с их большим распространением, например, только в Карелии насчитывается до 44 тыс. озер, площадь каждого из которых около 1 км 2 , иногда более. Общая площадь озер на Земле достигает 2,7 млн. км 2 , что соизмеримо с площадью Средиземного моря. Источниками питания озер служат атмосферные воды, поверхностный сток и подземная разгрузка водоносных горизонтов; Основную массу воды в озера поставляют реки. По величине озера сильно различаются — площадь крупных озер-морей измеряется сотнями тысяч квадратных километров (табл. 14). 71 Таблица 14 Озеро Континент Площадь озера, Высота над тыс. км 2 уровнем моря, м Каспийское море Азия 395 - 28 Аральское море -/- 65,5 53 Байкал -/- 30,5 455 Иссык-куль -/- 6,13 1609 Мертвое море -/- 0,98 - 392 Верхнее Северная Америка 82,4 183 Титикака Южная Америка 8,3 3812 Виктория Африка 69,4 1134 Изолированность озер от Мирового океана проявляется и в различии их гипсометрического уровня — встречаются озера на отметках от —392 м (Мертвое море) до 5400 м (оз. Хорпатсо в Тибете). Существенно различаются озера по глубине, солености воды и т. д. Однако их главным классификационным признаком является происхождение озерной котловины. По этому признаку выделяются озера экзогенные, происхождение которых связано с поверхностными факторами, и эндогенные, появление которых обусловлено поверхностным проявлением глубинных факторов. Экзогенные озера делятся на котловинные и плотинные. Котловинные озера в зависимости от происхождения котловины бывают эрозионными и провальными (карстовыми). Среди эрозионных озер различаются ледниковые, речные и эоловые. Ледниковые озера заполняют троговые долины,связанные с геологической деятельностью ледника, речные озера образуются в отшнурованных участках русла — старицах, эоловые озера расположены в углублениях эолового происхождения, обычно в котловинах выдувания. Провальные (карстовые) озера возникают на месте провала земной поверхности над карстовыми или другими пустотами. Плотинными называются озера,у которых одной из стенок углубления служит плотина. В зависимости от происхождения плотины различают озера ледниковые, лавинные, обвальные, моренные и т.д. К эндогенным озерам относятся тектонические и вулканические озера. Тектонические озера обычно образуются в результате опускания блоков земной коры (например, Байкал, Рица и др.), вулканические часто связаны с кратерами потухших вулканов. Другим классификационным признаком озер является их водный режим. По этому признаку озера делятся на проточные и бессточные. Проточные озера связаны как с впадающими в них, так и вытекающими из них реками. Примером проточного озера является Байкал, в который впадают многие реки (Селенга, Баргузин и др.) и из которого вытекает Ангара. В бессточные озера реки только впадают. Примером таких озер могут служить Каспийское и Аральское моря. Важную роль играют химический состав и минерализация озерных вод. По минерализации вод озера делятся на пресные, солоноватые и соленые. Минерализация пресных озер не превышает1 0 / 00 ;примером такого озера является Онежское с минерализацией до 30 мг/л. К категории солоноватых относятся озера с минерализацией от 1 до 24, 0 / 00 , например, Каспийское море с минерализацией около 13 0 / 00 . Минерализация вод соленых озер превышает 24 0 / 00 ; примером может служить оз. Эльтон с минерализацией до 28 0 / 00 По составу солей озера делятся на: содовые, сульфатные и соляные. 72 Геологическая деятельность озер близка к деятельности морей и обычно уступает ей лишь по масштабам проявления. Для берегов озер характерна озерная абразия, которая в случае крупных озер (например, Каспийского моря) вполне соизмерима по масштабам с морской. Озерные течения транспортируют приносимые в озеро обломки пород; на дне озер происходит накопление обломочных, органогенных и хемогенных пород. Однако отличительной особенностью озерных осадков является тонкая слоистость, обусловленная сезонными колебаниями температуры, которые определяют смену условий осадконакопления. Обломочные осадки озер в основном приносятся реками;образуются они также при разрушении берегов и дна озер. В литологическом отношении обломочные осадки представлены илами, песками, гравием, галькой. При уплотнении осадков образуются песчаники, конгломераты, брекчии и т. д. Органогенные осадки озер,как правило,представлены скоплениями раковин, органогенными илами. Из этих осадков образуются известняки, горючие и битуминозные сланцы, сапропелевые угли и другие горючие полезные ископаемые. Рис. 20. Процесс зарастания озера и превращения его в болото: а – г – стадии зарастания Химические осадки откладываются главным образом в бессточных озерах. Вода таких озер обычно насыщена NaCl, MgCl 2 , содержит CaSO 4 , MgSO 4 , Na 2 SO 4 , K 2 SO 4 , CaCl 2 и другие соли. В сухое время года, когда значительная часть воды в озере испаряется, происходит интенсивное выпадение солей в осадок. В озерах нередко осаждаются железные руды — бурые железняки. Озерные водоемы в масштабах геологического времени обычно недолговечны. Большинство из них заносятся осадками, а затем, зарастая растительностью, превращаются в болота (рис. 20). Болотами называют участки земной поверхности с избыточным увлажнением почвы и поверхностных горных пород и развитием болотной растительности. Они достаточно широко развиты на поверхности суши, занимая площадь около 175 млн. Га; 72,6 % этой площади находятся на территории нашей страны. Особенностью развития болот является накопление и разложение растительных остатков в переувлажненной среде. Отмирающая болотная растительность накапливается на дне водоема в большом количестве, но вследствие недостатка кислорода подвергается лишь слабому разложению. Из этих полуразложившихся растительных остатков и образуется торф, представляющий собой уплотненную, обогащенную углеродом массу отмерших остатков растений. При распаде растительного вещества в условиях болот обычно выделяются углекислота, метан и различные органические кислоты, придающие болотным водам бурую окраску. В результате неполного разложения органической массы она постепенно 73 обогащается углеродом и со временем превращается в черное углистое вещество. Давление вышележащих осадков и повышенная температура недр приводит к полному разрушению растительных тканей, относительному уплотнению торфяной массы, уменьшению содержания в ней водорода и кислорода и значительному увеличению содержания углерода. В результате торф превращается в бурый уголь (лигнит). Последующее погружение в область более высоких давлений и температур приводит к дальнейшей переработке лигнита и превращению его в каменный уголь. Угли озерно-болотного происхождения называют лимническими. Такие угли развиты, например, в Подмосковном угольном бассейне. Вопросы для самопроверки 1. Охарактеризуйте экзогенные и эндогенные геологические процессы. 2. В чем проявляется взаимосвязь экзогенных и эндогенных геологических процессов? 3. В чем заключается различие между магмой и лавой? 4. Какие интрузивные тела Вы знаете, и каковы условия их залегания? 5. Что называется эффузивным магматизмом (вулканизмом)? 6. Что такое дифференциация магмы? 7. Какие выделяются типы вулканов и как они распределяются на Земле? 8. Какие продукты извержения Вы знаете? 9. Перечислите основные типы тектонических движений. 10.Какие бывают дислокации пород? 11.Перечислите основные причины землетрясения. 12.Перечислите основные элементы землетрясений 13.Что такое «цунами» и где они возникают? 14.Какие виды метаморфизма Вы знаете? 15. Какие факторы обусловливают метаморфизм? 16. Назовите основные виды выветривания и их факторы 17. Перечислите продукты физического выветривания 18. Что такое гидролиз? 19. Что такое эллювий? 20. Какова геологическая роль выветривания? 21. Какие Вы знаете типы ветров и чем они отличаются между собой? 22. Перечислите факторы наиболее благоприятные для деятельности ветра 23. Что такое дефляция и корразия? 24. Барханы и дюны. Что это за формы рельефа и в чем их отличия? 25. Какие виды эрозии водотоков различаются? 26.В чем выражается деятельность временных водотоков? 27.Дайте характеристику аллювия. 28.Перечислите основные стадии развития речной долины и дайте их краткую характеристику. 29. Какие условия необходимы для образования ледников? 30. Какие Вы знаете типы ледников? 31.В чем заключается геологическая работа ледников? 32. В чем заключается геологическая деятельность моря? 33. В чем заключается геологическая деятельность озер и болот? 74 |