Экзогенные процессы.
Выветривание.
Все разнообразие изменений горных пород обозначают одним словом – выветривание. Приповерхностную часть земной коры, в которой действуют перечисленные факторы, или агенты, называют зоной выветривания.
Зарисовать схему
Различают два основных вида выветривания горных пород:
1. Физическое выветривание состоит в распаде минералов и пород на обломки без изменения их химического состава. Простейшим видом физического выветривания является термическое выветривание, вызываемое колебаниями температуры при чередовании дня и ночи или сезонов года. Горные породы и минералы попеременно нагреваются и увеличиваются в объеме или охлаждаются и уменьшаются в объеме.
В странах с холодным климатом физическое выветривание проявляется в форме морозного выветривания, важнейшим фактором которого является вода, проникающая в трещины горных пород. Вода при переходе в лед увеличивает свой объем почти на 10%, при этом развивается огромное давление, и породы постепенно распадаются на обломки.
2. Химическое выветривание может проникать глубоко, а порода преобразуется им часто до неузнаваемости. Большая часть минералов разлагается и превращается в совершенно иные минералы, преимущественно глинистые.
Главные факторы химического выветривания – свободный кислород, углекислый газ, органические вещества и вода, которая играет особенно важную роль.
Основными химическими реакциями, протекающими при выветривании, являются:
1. Окисление - присоединение кислорода, происходит легче всего. Железо, освобождающееся при выветривании минералов, окисляясь, дает гидраты окиси. Они интенсивно окрашивают продукты выветривания.
2. Карбонатизация - отнятие углекислотой оснований от минералов с образованием солей угольной кислоты, или карбонатов.
3. Гидролиз - основной процесс химического выветривания. При гидролизе происходит разложение минералов, удаление некоторых элементов из их состава или же их замещение другими элементами.
4. Гидратация – процесс присоединения воды к минералам и образования новых минералов.
Обычно процессы физического и химического выветривания протекают совместно, что намного ускоряет процесс разрушения и преобразования горных пород.
Зарисовать Рисунок1. Отложения осадочного чехла
Под действием процессов выветривания земная поверхность покрывается чехлом рыхлого материала, который остается на месте и называется элювиальными отложениями или элювием (иногда его называют корой выветривания).
Элювиальные отложения под действием проточных вод и силы тяжести могут сносится с места своего образования и отлагаться на склонах и пониженных частях – это делювиальные отложения или делювий.
Если горные породы приобретают неустойчивое состояние, то под действием тяжести происходит обвал или оползень. Любой материал, образовавшийся обвальным путем, называется коллювием (масса материала, состоящая из глыб, обломков щебня, грубого песка, обычно плохо сортирована, крупные обломки скатываются по склону ниже всего).
Геологическая деятельность ветра
Геологическая деятельность ветра заключается в разрушении горных пород, переносе и отложении продуктов разрушения. Рыхлый материал, отложенный ветром, называется эоловым, а деятельность ветра – эоловой деятельностью. Ветер действует на суше практически повсеместно, но с наибольшей силой – в пустынных и степных областях.
Разрушительная деятельность ветра выражается в дефляции и коррозии.
Дефляция -выдувание и развевание рыхлых продуктов разрушения. Разрушительная сила ветра возрастает во много раз от присутствия в атмосфере механических примесей – пыли, мелких, а иногда и крупных песчинок и частиц породы. Размер переносимых ветром частиц породы зависит от его скорости: чем больше скорость ветра, тем большего размера обломки породы он поднимает и переносит. Эти обломки обтачивают, царапают, шлифуют встречающиеся на пути ветра выступы горных пород, ускоряя их разрушение. Эта деятельность обломков, переносимых ветром, называется коррозией.
Процессы дефляции и коррозии протекают одновременно, но не всегда с одинаковой силой.
Созидательная деятельность ветра. Благодаря переносу частиц песка и неровностям в рельефе, песок задерживается и образует вблизи этих неровностей песчаные холмы или барханы и дюны.
Дюны, барханы или их гряды являются результатом аккумулятивной деятельности ветра.
Мелкие песчинки и пыль нередко выносятся ветром из центральных районов пустынь в окраинные участки, где они, выпадая, покрывают травянистую растительность и образуя со временем своеобразную породу – лёсс (пылеватая, плотная карбонатная порода, является наиболее благоприятной материнской породой для образования черноземов).
Геологическая деятельность поверхностных текучих вод
Поверхностные текучие воды выполняют разрушительную и созидательную работу при своем движении в пониженные места. При этом их разрушительное действие проявляется в более приподнятых местах, а созидательная – аккумуляция, накопление осадков – в пониженных.
Различают три формы разрушительного действия поверхностных вод:
1. Плоскостной смыв, или дождевая денудация, заключается в размывающей деятельности дождевых и таловых вод по всей поверхности склонов и водоразделов. В результате смыва у подножий склонов и возвышенностей происходит накопление снесенного материала - делювия.
2. Линейным смывом или эрозией называется разрушительная деятельность русловых потоков воды – рек, ручьев и т.п.
3. Сели – бурные потоки воды, перемешанные с грязью и камнями. Сели возникают после проливных дождей и активного таяния снега. Отложения селевых потоков называется пролювием.
Геологическая деятельность подземных вод
Поверхностные воды, проникающие по трещинам и порам вглубь земной коры, образуют подземные воды, которые по происхождению делятся на две группы:
1. Вадозовые (лат. странствующие)– образованные из атмосферных вод. Главные в образовании подземных вод.
2. Ювенильные (юные) – образованы водяными парами магмы в недрах земной коры.
Процесс просачивания атмосферных вод вглубь земли называется инфильтрацией, которая зависит от густоты речной сети, от количества и характера осадков, от состава горных пород и т.д.
Подземные воды, заполняющие тонкие трещины и поры и свободно перемещающиеся в них, называются гравитационными водами. Кроме гравитационных вод имеются воды тесно связанные с частицами породы – это гигроскопическая вода, которая облепляет породы тонкой пленкой. Вода, входящая в состав минералов, химически связанная – кристаллизационная вода.
По условиям залегания подземные воды подразделяются на:
Почвенные воды - располагаются в почвенном слое у самой поверхности Земли. Зонамежду почвенным слоем и уровнем грунтовых вод называется зоной аэрации.Подземные воды могут накапливаться и в зоне аэрации над локальными линзами слабопроницаемых пород во время обильных осадков и таяния снегов. Такие сезонные воды называются верховодками.
2. Грунтовые воды залегают на первом от поверхности Земли региональном водоупорном слое.
3. Пластовые воды заполняют проницаемые пласты, расположенные ниже горизонта грунтовых вод, в отличие от которых подстилаются и перекрываются непроницаемыми горными породами.
Пласты, насыщенные водой, называются водоносными. Они в основном напорные, или артезианские. Область распространения одного или нескольких напорных горизонтов называется артезианским бассейном.
Разрушительная деятельность подземных вод заключается в растворении и механическом размыве горных пород. С ней связаны:
1. Карстовые явления – это совокупность процессов, выражающихся в растворении, выщелачивании горных пород и образования в них пустот в результате деятельности подземных вод. Наиболее подвержены карстовым явлениям известняки, доломиты, гипсы, ангидриты.
2. Суффозия (подкапывание) – это механическое вымывание пылевых частиц в рыхлых горных породах подземными водами, вызывающее оседание вышележащей толщи с образованием на поверхности небольших воронок, западин, блюдец. Наиболее широко суффозия развита в лессах.
3. Оползни – это отрыв масс горных пород от основного массива и перемещения их под действием силы тяжести по склону. Оползневое тело движется по скользкой поверхности водоупорного слоя, сложенного глинами, набухшими под воздействием осадков, сточных вод и т.п., которые проникли в толщу рыхлых пород, залегающих на склоне.
Созидательная деятельность подземных вод связана с отложением растворимых веществ, выделившихся при благоприятных условиях из подземных вод. С деятельностью подземных вод связано образование некоторых месторождении полезных ископаемых. Это возможно, когда подземная вода поступает с больших глубин, имея высокую температуру. При охлаждении в более высоких частях земной коры часть растворенного в ней вещества выпадает в осадок, образуя в трещинах и пустотах горных пород минеральные жилы. Так образуются рудные гидротермальные месторождения (серебра, золота, свинца, меди, цинка и т.д.).
Некоторые месторождения связаны с деятельностью источников – естественных выходов подземных вод на поверхность. Источники отлагают известковые и кремнистые туфы, бурый железняк, соединения меди и др. Источники, содержащие лечебные вещества, называются минеральными.
Горячие термальные воды глубоко залегающих горизонтов используют в промышленных целях, для отопления помещений, работы электростанций.
Оползень Сталактиты
Геологическая деятельность ледников
Ледники образуются в районах с отрицательной среднегодовой температурой. Нижней границей образования ледников служит снеговая линия. Формируются они за счет накопления снега, не таивающего даже летом. Почти 98,5% всей площади современного оледенения приходится на полярные районы, где снеговая линия приходится на уровне океана, и только 1,5% - на долю ледников на вершине гор. Мощность ледниковых покровов достигает, например, в Антарктиде 3-4 км.
Ледники бывают трех типов:
1. Горные (альпийский тип)
2. Плоскогорные (скандинавский тип)
3. Покровные (гренландский тип).
Разрушительная деятельность ледников называется ледниковым выпахиванием или экзарацией. Благодаря большой мощности и высокой плотности ледники при своем движении производят большую разрушительную работу.
В процессе движения ледник переносит и отлагает обломочный материал, называемый мореной. Различают:
1. Перемещаемые морены - подразделяются на поверхностные (боковые и срединные), внутренние и донные.
2. Отложенные морены - подразделяются на основные, конечные и продольные.
При таянии ледников образуются различные потоки воды (реки, ручьи). Они способствуют возникновению водно-ледниковых отложений, сортированных валунов, гальки, песков, суглинков, глин. В ледниковых озерах формируются озерно-ледниковые отложения (ленточные глины).
Вода в твердой фазе вызывает в природе образование вечной мерзлоты. Вечной (многолетней) мерзлотой называют длительное, удерживающееся на протяжении многих веков, промерзание горных пород. Она образуется только в тех районах, где среднегодовая температура не выше 00С.
Горный ледник Морена
Геологическая деятельность морей и океанов
Геологическая деятельность морей и океанов также выражена в разрушении, переносе и накоплении осадков.
В морях и океанах, в зависимости от глубины, различают следующие зоны:
Зона 1. Прибрежная или литоральная.
Она охватывает части морей и океанов, находящиеся в сфере действия приливно-отливных волн, в пределах глубин от 0 до 20м.
Зона 2. Мелководная или неритовая.
Прибрежная часть – в пределах глубин от 20 до 200м. Литоральная и неритовая зоны совпадают с областью расположения материковой отмели или шельфа.
Зона 3. Средних глубин или батиальная.
Охватывает толщу воды на глубинах от 200 до 2000 3000м и совпадает с материковым (континентальным) склоном.
Зона 4. Больших глубин или абиссальная.
Охватывает толщу воды от 2000-3000м до максимальных глубин (ложе Мирового океана и глубоководные впадины).
Зона 5. Открытого моря (океана) или пелагическая.
Занимает приповерхностные толщи воды в открытом море или океане (на некотором удалении от берега).
Рисунок 2 Строение морского дна (зарисовать)
Разрушительная деятельность моря называется абразией. Она обусловлена действием ветровых волн, морских течений, приливов и отливов, разрушающих берега и отложения в зоне шельфа. Наиболее сильно разрушительная деятельность ветровых волн проявляется у крутых скалистых берегов. Крупные камни и галька, подхватываемые волнами, увеличивают разрушительную силу волн. Они выбивают у подножия скал волноприбойные ниши, над которыми породы нависают в виде карниза. Когда глубина ниш достигает больших размеров, породы карниза разрушаются. В результате прибрежные скалы все дальше отступают от моря, а на их месте образуется ровная площадка, называемая абразионной террасой. Быстрый рост абразионных терасс происходит при опускании материка и наступлении на него (трансгрессии) моря. При отступлении моря (регрессии) образуется морская терраса.
Морские течения возникают под действием постоянно дующих ветров – пассатов и муссонов. Они бывают теплыми и холодными. Эти течения также производят большую разрушительную работу, в основном в зоне шельфа.
Созидательная деятельность моря выражается в процессах осадконакопления, или седиментации. Для различных зон дна характерны свойственные только им процессы осадконакопления.
В зоне шельфа происходят процессы образования обломочных, хемогенных и органогенных осадков.
Обломочные осадки образуются при разрушении прежде существовавших горных пород под влиянием выветривания, эрозии, во время переноса к бассейну осадконакопления. Обломочный материал откладывается по всему шельфу. Наиболее крупный обломочный материал откладывается у самого берега. В сторону моря он становится мельче и на глубине 20-25м представлен песком. С этими отложениями связаны месторождения нефти, углей, горючих сланцев.
Хемогенные осадки образуются в шельфовой зоне в результате химических процессов, происходящих в водной среде. Здесь накапливаются мощные отложения известняков и доломитов.
Органогенные осадки состоят из остатков животных и растительных организмов. Они представлены преимущественно ракушечником и коралловыми известняками. Шельфовая зона, благодаря образованию рифов, представляет существенный интерес в отношении нефтегазоносности.
Осадки батиальной зоны характеризуются однородностью и более тонким составом обломков. В основном это синие, красные и зеленые терригенные илы, серый вулканический или известковый ил.
Среди осадков абиссальной зоны преобладает еще более мелкозернистый материал – красные глубоководные глины, образующиеся за счет продуктов вулканической деятельности, частей известковых раковин и т.п.
Геологическая деятельность озер и болот
В крупных озерах геологическая деятельность совпадает с деятельностью морей. В мелких озерах преобладают процессы осадконакопления.
Различают озерные осадки обломочные, хемогенные и органогенные. Обломочные состоят из обломочного материала, принесенного реками, ветром, течениями, ветровыми волнами. Состав хемогенных осадков определяется минерализацией озерной воды. Органогенные осадки образуются вследствие отмирания растений и животных. В донной части озер отлагается смесь минерального и органического ила, называемая сапропелем. Его образование обусловлено отмиранием низших водорослей и планктонных животных организмов. Сапропелевые отложения по мере заболачивания озер перекрываются торфом – продуктом разложения без доступа воздуха отмершей растительности (осоки, камыша и др.). Торфообразование - основной процесс в геологической деятельности болот.
Диагенез осадков
Перечисленные выше экзогенные процессы ведут к образованию отложений, которые можно разделить на две большие группы – морские и континентальные. Рыхлые осадки под действием физико-химических и биохимических факторов в течение длительного времени видоизменяются и постепенно превращаются в осадочные породы. Этот процесс носит название диагенеза.
Образование осадочной породы происходит в результате взаимодействия составных частей осадка между собой и окружающей средой. При взаимодействии составных частей осадка могут происходить их перекристаллизация, образование конкреций и более устойчивых минералов за счет менее устойчивых, химические превращения. Взаимодействие осадков с окружающей средой заключается в их уплотнении, растворении и удалении их неустойчивых частей, образовании новых минералов, химических изменений и дегидратации и цементации осадков.
В целом диагенез осадков сводится к уплотнению и уменьшению влажности (обезвоживание или дегидратация), растворению и удалению легкорастворимых соединений (выщелачивание), преобразованию одних минералов в другие (перекристаллизация), цементации.
