Геология

Приведите схемы  нарушений форм залегания пород (табл. 6).

Покажите  зависимость силы землетрясения от геоморфологического строения участка, состава и обводненности пород. 

     Эндогенные  процессы (греч.Endon - внутри + Genes - рождающий, рожденный) - рельефообразующие геологические процессы, связанные с энергией, возникающей в недрах твёрдой земли и обусловленные ее внутренней энергией, силой тяжести и силами, возникающими при вращении Земли. Эндогенные процессы проявляются в виде тектонических движений земной коры, магматизма, метаморфизма горных пород, сейсмической активности. Главными источниками энергии эндогенных процессов являются тепло и перераспределение материала в недрах Земли по плотности (гравитационная дифференциация). Эндогенные процессы играют главную роль при образовании крупных форм рельефа.

Метаморфизм - процесс  твердофазного минерального и структурного изменения горных

пород под воздействием температуры и давления в присутствии  флюида.

Магматизм - это процесс, развивающийся в глубоких слоях земной коры и верхней мантии Земли, протекающий при высоких температурах и давлениях. Сведения об этих процессах до сих пор довольно скудные и вопрос о происхождении их пока остается гипотетическим. Одни ученые считают основным источником энергии эндогенных процессов гравитационную энергию, другие - космическую, третьи - ротационную (вращение Земли вокруг своей оси), четвертые - радиогенную, образующуюся при распаде тяжелых неустойчивых элементов.

     Тектоническими  движениями называют движения земной коры, вызывающие изменение залегания  геологических тел.

     Тектонические движения земной коры разделяют на три основных типа:

     1. Колебательные движения, выражающиеся  в медленных поднятиях и опусканиях  отдельных участков земной коры  и приводящие к образованию  крупных поднятий и прогибов.

     Колебательные движения не изменяют первоначальных условий залегания горных пород, но от них зависит положение границ между сушей и морями, обмеление  и усиление размывающей деятельности рек.

     Различают следующие виды колебательных движений земной коры:

     1) прошедших геологических периодов, 2) новейшие, связанные с четвертичным периодом; 3) современные

     2. Складчатые движения. Осадочные  породы первоначально залегают  горизонтально или почти горизонтально.  Это положение сохраняется даже  при колебательных движениях  земной коры. Складчатые тектонические  движения выводят пласты из  горизонтального положения, придают  им наклон или сминают в  складки. Отсюда возникают складчатые  дислокации.

     Все формы складчатых дислокаций образуются без разрыва сплошности слоёв. Основными среди этих дислокаций является: моноклиналь, флексура, антиклиналь и синклиналь.

     Моноклиналь – самая простая форма нарушения  первоначального залегания пород  и выражается в общем наклоне  слоёв в одну сторону.

     Флексура  – коленоподобная складка, образующаяся при смещении одной части толщи пород относительно другой без разрыва сплошности.

     Антиклиналь – складка, обращенная своей вершиной вверх.

     Синклиналь  – складка с вершиной, обращенной вниз.

     3. Разрывные движения. В результате  интенсивных тектонических движений  могут происходить разрывы сплошности слоёв. Разорванные части пластов смещаются относительно друг друга. Смещение происходит по плоскости разрыва, которая проявляется в виде трещины. Величина амплитуды смещения бывает разной – от сантиметров до километров. К разрывам относят сбросы, взбросы, горсты, грабены, надвиги.

     Сброс образуется в результате опускания  одной части толщи относительно другой. Если при разрыве происходит поднятие, то образуется взброс.

     Грабен  возникает, когда участок земной коры опускается между двумя крупными разрывами. Если участок поднимается, то образуется горст.

     Надвиг  в отличие от предыдущих форм разрывных  дислокаций возникает при смещении толщ в горизонтальной или сравнительно наклонной плоскости. В результате надвига молодые отложения могут  быть сверху перекрыты породами более  древнего возраста.

     Сдвиг - смещение одних блоков горных пород  относительно других в горизонтальном направлении по разлому, Сдвиг –  представляет собой разрывное нарушение, в котором происходит горизонтальное смещение горных пород по простиранию. 

     

     рис. 1. Сдвиг

     

             рис. 2: Разрывной тип дислокаций: сброс

     а – неподвижная часть земной коры, б – подвижная часть

     Сейсмические  движения - проявляются в виде упругих  колебаний земной коры. Присущи районам  геосинклиналей, где активно действуют  современные горообразовательные  процессы, а также зонам субдукции и обдукции.

     Сотрясения  сейсмического происхождения происходят почти непрерывно, но только более  из 100 тысяч землетрясений к разрушительным последствиям приводят около 100, а только отдельные к катастрофам.

     Очаг  зарождения сейсмических волн называют гипоцентром. По глубине залегания  гипоцентра различают землетрясения: поверхностные: от 1 до 10 км глубины, коровые – 30-50 км и глубокие (плутонические) – от 100-300 до 700 км. От гипоцентра во все стороны расходятся сейсмические волны, по своей природе являющиеся упругими колебаниями. Различают продольные и поперечные сейсмические волны. Продольные волны вызывают растяжение и сжатие пород в направлении их движения. Они распространяются во всех средах – твердых, жидких и газообразных. Поперечные колебания перпендикулярны продольным, распространяются только в твердой среде и вызывают в породах деформации сдвига.

     Непосредственно над гипоцентром на поверхности  земли располагается эпицентр. На этом участке сотрясение поверхности  происходит в первую очередь и  с наибольшей силой. На поверхности  земли от эпицентра во все стороны  расходятся поверхностные волны, по природе они являются волнами  тяжести (подобно морским валам).

     Тектонические сейсмические явления возникают  как на суше, так и на море. В  связи с этим различают землетрясения  и моретрясения.

     Моретрясения  возникают в глубоких океанических впадинах Тихого, реже Индийского и  Атлантического океанов. Быстрые поднятия и опускания дна океанов вызывают смещения крупных масс горных пород  и на поверхности океана порождают  пологие волны (цунами). Цунами перемещаются на расстояния в сотни и тысячи километров со скоростью 500-800 и даже 1000 км/ч. По мере уменьшения глубины моря крутизна волн резко возрастает, и они со страшной силой обрушиваются на берега, вызывая разрушения сооружений и гибель людей.

     Зависимость силы землетрясения от геоморфологического  строения участка, состава и обводнённости пород. В зависимости от геологических особенностей конкретного района оценка силы землетрясения может меняться в большую или меньшую сторону. Породы делят на категории по сейсмическим свойствам:

     Породы I категории уменьшают оценку силы землетрясений на 1 балл от общей  оценки по сейсмической карте района, т. е. последствия землетрясений  будут менее катастрофичны. К ней относятся: скальные, например, граниты, гнейсы, известняки, песчаники; полускальные, например, мергель, глинистые песчаники, туфы, гипсы породы, крупнообломочные особо плотные породы при глубине залегания грунтовых вод более 15 метров.

     Породы II категории по своим сейсмическим свойствам свою исходную бальность сохраняют без изменения. Это глины и суглинки, находящиеся в твердом состоянии, пески и супеси при глубине залегания грунтовых вод менее 8 метров, крупнообломочные породы при глубине залегания грунтовых вод от 8 до 10 метров.

     Породы III категории на участках таких пород  при оценке последствий землетрясений балл повышают на единицу, т. е. последствия землетрясения на такой площадке будут более разрушительными. К таким породам относят: глины и суглинки, находящиеся в пластичном состоянии, пески и супеси при глубине залегания грунтовых вод менее 4 метров, крупнообломочные породы при глубине залегания грунтовых вод 3 метров.

     6. Объясните сущность процессов внешней динамики Земли (экзогенных процессов). Опишите процессы (табл. 7) и возможные защитные мероприятия.

     Экзогенные  процессы – геологические процессы, обусловленные внешними по отношению  к Земле источниками энергии (преимущественно  солнечное излучение) в сочетании  с силой тяжести. Экзогенные процессы протекают на поверхности и в  приповерхностной зоне земной коры в  форме механического и физико-химического  её взаимодействия с гидросферой  и атмосферой.

     Геологические процессы на земной поверхности подразделяют на: процессы выветривания, деятельность атмосферных осадков, деятельность рек, деятельность моря, деятельность в водохранилищах, озерах, болотах, деятельность ледников, движение горных пород на склонах рельефа местности, суффозионные и карстовые процессы, плывуны, посадочные явления в лессовых породах.

     Под денудацией понимается совокупность процесса сноса продуктов разрушения горных пород, создаваемых в основном выветриванием. Она проявляется главным образом  в пределах суши и сводится к перемещению  раздробленного или химически растворенного  материала с возвышенностей в  депрессии рельефа – долины, котловины, озерные и морские бассейны.

     Выветривание

     Под процессом выветривания понимают разрушение и изменение состава горных пород, происходящие под воздействием различных  агентов, действующих на поверхности  земли, среди которых основную роль играют колебания температур, замерзание вод, кислот, щелочей, углекислоты, действие ветра, организмов.

       Выделять три вида выветривания: физическое, химическое, биологическое.

     Физическое  выветривание выражено в механическом дроблении пород без существенного  изменения их минерального состава. Породы дробятся в результате колебания  температур, замерзания воды, механической силы ветра и ударов давления песчинок, переносимых ветром, кристаллизации солей в капиллярах, давления, которые  возникают в процессе роста корней растений и т. д.

     Химическое  выветривание выражается в разрушении горных пород путём растворения  и изменения их состава. Наиболее активными химическими реагентами в этом процессе является вода, кислород, углекислота и органические кислоты.

     В породах кроме растворения протекают  реакции обмена, замещении, окисления, гидратации и дегидратации. Простейшим видом химического выветривания является растворение в воде.

     Биологическое выветривание проявляется в разрушении горных пород в процессе жизнедеятельности  живых организмов и растений. Механические разрушения производят растения своей  корневой системой, живые организмы, особенно из числа землероев. Растения, животные, микроорганизмы и низшие растения выделяют различные кислоты и соли, которые весьма активно взаимодействуют с горными породами, разрушая их.

     Перенос

     Сели  – это временные грязекаменные  потоки, возникающие при выпадения дождей ливневого характера или интенсивном снеготаянии. В своем потоке сели захватывают твердые материалы, и увлажненные делювиальные массы образуя мощный грязевой поток.

     Разрушительное  воздействие ледников в процессе движения происходит выламывание различных блоков и кусков горных пород, их дробление, стачивание. В нижнюю поверхность, в придонную часть ледника, вмерзают обломки, которые своими острыми краями при движении по скальным породам оставляют на их поверхности различные штрихи, царапины или борозды.

     Оползень  – скользящее смещение (сползание) масс грунтов и горных пород вниз по склонам гор и оврагов, крутых берегов морей, озер и рек под  влиянием силы тяжести.

     Диагенез - совокупность природных процессов преобразования рыхлых осадков на дне водных бассейнов и суши в осадочные горные породы в условиях верхней зоны земной коры.

     Процессы, вызванные строительством железных дорог

     На  инженерно-геологические условия  территории воздействует как строительство, так и эксплуатация транспортных систем. Они способны активизировать природные или вызвать к жизни экзогенные геологические процессы — оползни, обвалы, плывуны, суффозию, карст, эрозию, заболачивание и т.д. Вибрационное воздействие от тяжелых груженых поездов, образование выемок и насыпей, вырубка леса образуют оползни, обвалы, осыпи, лавины и другие явления.