- Геологическая деятельность подземных вод

Лекция №9

Геологическая деятельность подземных вод и ледников

План:

1. Сведения о подземных водах.

2. Геологическая деятельность подземных вод.

3. Геологическая деятельность ледников.

Ключевые слова:  Ледник, растворение, перенос, суффозия, формы рельефа, руда, лесс, оползни, масштаб, морены, глетчерный, лёд, область стока, фирн, борозды, валуны исцарапанные, флювиогляциальные отложения.  

Геологическая деятельность, совершаемая подземными водами и ледниками, заключается, прежде всего в растворении минералов и горных пород, по которым они движутся. Растворяющая  способность подземных вод значительно усиливается  с повышением  давления и температуры, а также при наличии растворённых в них газов. В частности, химически чистая вода оказывает на известняки незначительное растворяющее действие, но в присутствии углекислого газа агрессивность воды  резко повышается. Очень легко растворяются минералы галлий, сильвин, кальцит, доломит, гипс и т.д.  В районах распространения  пород, сложенных этими минералами, подземное выщелачивание (растворение) приводит к образованию вторичных коллекторов.

Рекомендуемые материалы

Плакат  № 19. Подземные воды

Процессы растворения повторяются многократно, в результате  во вмещающих породах образуется целая система соединяющих пустот и каналов, так возникают карстовые пещеры ( в США, Франции, России, Италии, Венгрии, Чехословакии, Югославии, Швейцарии, Австрии, Грузии, Узбекистане и др.)

Кроме того, подземные воды не только растворяют горные породы, но и разрушают их механическим путём, выносят твёрдые частицы. Процесс выноса подземными водами твёрдых частиц из различных пород называется механической суффозией.  Чаще всего суффозии подвергается лессы, суглинки, супеси, глины, пески, рыхлые песчаники. В результате суффозии возникают положительные формы рельефа на поверхности земли.

Наряду с растворением и переносом отдельных твёрдых частиц подземные воды в благоприятных условиях откладывают осадки. Этот процесс может происходить на земной поверхности у выходов источников, так и в пустотах пород водоносных пластов. Отложных осадков - одна из важнейших форм  геологической деятельности подземных вод.

          Подземными водами на поверхности земли откладываются известковые и кремнистые туфы, поваренную соль, железные и марганцевые руды.

Известковый туф состоит из кальцита, который накапливается на поверхности у выходов источников. Выпадение Ca CO₃ у выходов по схеме:

Ca (HCO 3)¦ Ca CO₃+H₂O+CO₂

 Железные руды - известны залежи бурых железняков, образование которых связано с геологической деятельностью подземных вод, обогащённых солями железо FeCO₃ в 2Fe₂ O₃*3H₂O - лимонит, который, откладываясь в больших количествах, образует пласты. Аналогично образуются марганцевые руды.

Выше сказано в примерах осаждения карбоната кальция в виде сталактитов  и сталагмитов, колонн и др. форм в карстовых пещерах. Таким же путём из подземных вод выделяются растворенные в них химические соединении, цементирующие галечники, щебень, пески и другие рыхлые породы. Цементирующим веществом при этом часто бывают Ca CO₃, FeCO₃, SiO₂ * n * H₂O и др. В результате образуются новые породы - конгломераты, песчаники и др.

          Смещения горных пород на крутых склонах бывают весьма различными как по характеру, так и по масштабу.

          Крутые смещения, или оползни, и внезапное обрушение огромных массивов горных пород, или обвалы, которые обычно происходят в горных районах. FeCO₃ FeCO₃

 В результате оползней массивы горных пород разбиваются на отдельные блоки I, II, III и т.д., которые обычно называют оползневыми телами.

          Иногда оползни возникают и при отсутствии водоносного горизонта. В этом случае пластичность глин, лежащих в основании склона, может быть связана с каким - либо внешним воздействием (обильные дождевые воды, реки, озёра). Например, попадание большого количества дождевых вод в слои глин, вблизи обрыва может происходить сползание блока. Ледники занимают (покрывают) 16 млн. км ² поверхности суши (11%). Геологическая деятельность ледников, как и других экзогенных факторов, включают эрозию, транспортировку обломков и их отложение. Изучением строения, развития и деятельности ледников занимается гляциология. Ледники состоят из так называемого глетчёрного  льда, который образуется из снега. Для возникновения ледника необходимы низкая температура (среднегодовая), большое количество осадков, выпадающих в виде снега, а так же наличие пологих склонов и впадин, защищённых от солнца и ветра. Условия круглогодичного сохранения устойчивого снежного покрова имеются в странах с холодным снежным климатом и в высокогорных областях различных климатических зон.

Высоты, на которой 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. Выше этой  линии масса снега растёт из года в год, он уплотняется и под влиянием суточных колебаний  температуры превращается в зернистую массу. Такой уплотнённый зернистый снег  называется  фирном, а область его накопления - фирновым полем. Средняя плотность глетчёрного льда 0,909 г/см 3 . У ледников выделяют область  стока, по которой  движется, стекает глетчёрный лёд и область стока, по которой движется, стекает глетчёрный лёд. Ледники подразделяются на три типа: 1) горные; 2) покровные; 3) промежуточные;

          Передвигаясь, массы льда производят значительную работу по разрушению горных пород, обработке поверхности, по которой они движутся, и переносу разнообразного обломочного материала. Работа ледника по разрушению и истиранию пород ложа называется ледниковой эрозией. Ледниковая эрозия в значительной степени обусловлена наличием обломков горных пород, вмерзших в лёд, которые и являются главным инструментом разрушения. При движении льда образуются глубокие борозды, исцарапанные, штрихованные валуны, выровненные выложенные формы рельефа.

F_т - тангенсальная

F_н - нормальная

Р - вектор силы.

          Округлые ассиметричные блоки со следами ледниковой эрозии называются баланьими лбами, а их скопление образуют дандшафт курчавых скал.

          Обломочный материал, образующийся  в результате  деятельности ледников,  получил название «Морены». 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. Основная  морена - это отложения, оставшиеся после таяния  ледника на всем протяжении троговой долины с деятельностью ледников связаны так же флювиогляциальные отложения. Это отложения водных потоков, образующихся  при таянии ледников. Такие водные потоки, как правило, размывают мореобразующийся 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 характеризуется сравнительной отсортированностью и сложностью и слоистостью и в этом отношении близки к речным. Однако по сравнению с речными флювиогляциальные отложения намного хуже окатаны, т.к. являются составной частью перемытой морены и переносятся водным потоком на незначительные расстояния.

Контрольные вопросы:

1. Какие минеральные частицы находятся в взвешенном состоянии в воде?

2. Лимонит, - к какому классу минералов относится?

3. Где можно увидеть ледники в нашей Республике?

4. Какова роль ледников северного и южного полюсов?

5. Существует ли взаимосвязь в деятельности подземных вод и ледников?

Вам также может быть полезна лекция "Рабочая проверка перед погружением".

Литературы:

1. Якушева А. Ф. «Общая геология». М. Недра 1988.

2. Мильнучук В. И. «Общая геология». М. Недра 1989.

3. Ершов В. В. «Основы геологии». М. Недра 1986.

4. Иванова М. Ф. «Общая геология». М. Недра 1974.

5. Панюков П. Н. «Основы геологии». М. М. Недра 1978.