Геоморфология и геодезия

Место типов выветривания в рельефообразующих процессах

Выветривание горных пород - Выветривание горных пород и минералов - это процесс разрушения и химического изменения горных пород под влиянием температуры, химического и механического воздействия на них атмосферы, воды и организмов.

Различают три типа выветривания: физическое, химическое, биологическое.

Физическое выветривание - это процесс механического раздробления горных пород без изменения химического состава образующих их минералов.

Физическое выветривание активно протекает при больших колебаниях суточных и сезонных температур, например в жарких пустынях, где поверхность почвы иногда нагревается до 60 - 70°С, а ночью охлаждается почти до 0°С. Процесс разрушения усиливается при конденсации и замерзании воды в трещинах горных пород, поскольку, замерзая, вода расширяется на своего объема и с огромной силой давит на стенки. В сухом климате аналогичную роль играют соли, кристаллизующиеся в трещинах горных пород. Так, соль кальция CaSO4, превращаясь в гипс (CaSO4 - 2H2O), увеличивается в объеме на 33%. В результате от породы, разбитой сетью трещин, начинают отпадать отдельные обломки, и с течением времени ее поверхность может подвергнуться полному механическому разрушению, что благоприятствует химическому выветриванию.

Химическое выветривание - это процесс химического изменения горных пород и минералов и образования новых, более простых соединений в результате реакций растворения, гидролиза, гидратации и окисления.

Важнейшими факторами химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. Вода выступает в роли активного растворителя горных пород и минералов, а растворенный в воде углекислый газ усиливает разрушающее действие воды.

Основная химическая реакция воды с минералами магматических пород - гидролиз - приводит к замене катионов щелочных и щелочноземельных элементов кристаллической решетки на ионы водорода диссоциированных молекул воды.

С деятельностью воды связана также гидратация - химический процесс присоединения воды к минералам. В результате реакции происходит разрушение поверхности минералов, что в свою очередь усиливает их взаимодействие с окружающим водным раствором, газами и другими факторами выветривания.

Реакция присоединения кислорода и образования оксидов (кислотные, основные, амфотерные, солеобразующие) называется окислением. Окислительные процессы широко распространены при выветривании минералов, содержащих соли металлов, особенно железа.

В результате химического выветривания изменяется физическое состояние минералов, разрушается их кристаллическая решетка. Порода обогащается новыми (вторичными) минералами и приобретает такие свойства, как связность, влагоемкость, способность к поглощению и др.

Биологическое выветривание - это процесс химического разрушения и химического изменения горных пород и минералов под влиянием организмов и продуктов их жизнедеятельности.

При биологическом выветривании организмы извлекают из породы необходимые для построения своего тела минеральные вещества и аккумулируют их в поверхностном горизонте породы, создавая условия для формирования почвы. Корни растений и микроорганизмы выделяют во внешнюю среду углекислый газ и различные кислоты (щавелевую, яблочную, янтарную, плавиковую, азотную, серную и др.), которые разрушают минералы и усиливают процесс выветривания.

Большая роль в биологическом выветривании монолитных пород принадлежит лишайникам, которые разрушают породы как химически, выделяя углекислоту и кислоты, так и механически, проникая гифами внутрь минералов и трещин горных пород.

Животные в меньшей степени, чем растения, влияют на горные породы. Однако и они разрушают их путем механического разрыхления и выделения продуктов жизнедеятельности.

Разные породы и минералы имеют неодинаковую устойчивость к выветриванию. Более легко выветриванию подвергаются пористые породы с высоким содержанием минералов: вулканические пеплы, слюды и др. Наоборот, минералы с плотной структурой - устойчивы к выветриванию - это кварциты, граниты и др. Промежуточное положение занимают полевые шпаты.

Интенсивность выветривания зависит также от климатических условий и главным образом от температуры и количества осадков. В условиях засушливого климата продукты выветривания накапливаются, в условиях влажного климата - вымываются (выщелачиваются).

Морфологические категории.

В порядке возрастающего усложнения устанавливается в геоморфологии последовательность морфологических категорий:

1) элементарные зачаточные формы (микроформы) - песчаная рябь, земляные пирамиды, каменные многоугольники, карры и т.п.;

2) простые крупные формы (мезоформы) - такыр, холм, дюна и пр.;

3) сложные микроформы - гора, долина, равнина и т.п.;

4) совокупность микроформ - микрорельеф;

5) совокупность макроформ - макрорельеф;

6) категории крупных форм - страны: равнинные страны, холмистые страны, горные страны и т.д.

Морфологические типы склонов

Морфология склонов чрезвычайно разнообразна и определяется, прежде всего, рельефообразующими процессами и многими другими факторами, из которых важнейшее значение имеет геологическое строение.

Морфологические типы склонов:

а--прямые,

б--выпуклые,

в--вогнутые,

г-- ступенчатые,

д--террасированные,

е--со сложным рельефом,

ж--структурные,

з--аструктурные склоны

Морфология речных долин

В морфологии речных долин различают три элемента:

русло потока - относительно узкое линейное углубление, по которому идёт сток воды в период межени (межень - минимальный уровень воды в реке, устанавливающийся между паводками);

днище долины - формируется в процессе боковой эрозии и меандрирования с сопутствующей аккумуляцией аллювия, большая часть днища речных долин бывает занята поймой. Последняя представляет аккумулятивную форму рельефа, которая образуется в результате накопления аллювия при паводках;

склоны долин - могут иметь разнообразную морфологию. Это - надпойменные речные террасы, структурные уступы, гребни, продольные структурные террасы, оползневые склоновые формы, делювиальные шлейфы, пролювиальные конусы выносов в устьях притоков и т.д.

На какие две группы делится рельеф (по происхождению)

Формы, образовавшиеся в результате деятельности внутренних, эндогенных сил;

Формы, образовавшиеся за счёт экзогенных, внешних сил.

Первая группа включает в себя два подкласса: а) формы, связанные с движением земной коры; б) формы, связанные с вулканической деятельностью.

Во вторую группу входят: а) флювиальные формы; б) эоловые формы; в) гляциальные; г) карстовые и др.

Образование нагорных террас

В горах, вершины которых поднимаются выше снеговой границы, наряду с экзарационной работой льда протекает процесс альтипланации --вершинного нивального выравнивания. Совокупность действия нивации и гравитационных процессов обусловливает при определенных тектонических условиях выравнивание вершин и образование на склонах ступенчатого рельефа нагорных террас (рис. 82). Последние представляют собой площадки размером от нескольких метров до нескольких километров, ограниченные крутыми уступами высотой от одного до нескольких десятков метров. Площадки характеризуются слабым наклоном, покрыты глыбами, щебнем и мелкоземом. Образуются нагорные террасы на склонах, сложенных твердыми породами. В условиях интенсивного тектонического поднятия такие поверхности могут, вероятно, и не сформироваться. Однако во многих случаях и в очень высокогорных районах (т. е. испытывающих значительное поднятие) замечено, что абсолютная высота большинства вершин не превышает некоторого определенного уровня. Полагают, что нивальные процессы и процессы выветривания ставят определенный предел росту горных вершин, который получил название верхнего уровня денудации или уровня вершин. Предельный рост гор в высоту, т. е. положение верхнего уровня денудации, зависит от ряда факторов; 1) скорости тектонического поднятия, 2) климата, определяющего «набор» и интенсивность денудационных процессов, и 3) стойкости слагающих горных пород.

Основные генетические типы почв

Генетический почвенный тип является главной таксономической единицей. Понятие о типе почвообразования введено П. С. Коссовичем, а точно установлено и развито В. В. Докучаевым, В. Р. Вильямсом, К. Д. Глинкой, К. К. Гедройцем и др. Это суммарное понятие о группе почв или ряде конкретных почв. В один тип объединяют почвы, развивающиеся в одинаковых природных условиях и характеризующиеся ярким проявлением основного почвообразовательного процесса, однотипностью поступления и трансформации органического вещества, минеральной массы, процессов миграции и аккумуляции вещества, почвенных режимов в целом, сходством строения почвенного профиля, характером мероприятий по воспроизводству их плодородия. К почвенным типам относят: подзолистые, бурые лесные,серые лесные почвы, черноземы, каштановые, бурые полупустынные почвы, красноземы, желтоземы,солончаки, солонцы, солоди.

Генетические типы почв подразделяют на подтипы, роды, виды, разновидности и разряды, а также на генетические ряды -- автоморфный, полугидроморфный, гидроморфный и пойменно-аллювиальный.

Подтипы -- это группы почв, представляющие собой переходные почвенные образования между типами почв. В них из-за смены провинциальных природных условий общие признаки почвенного типа дополняются особыми чертами в их профиле. Появление подтипов обусловлено наложением дополнительного процесса почвообразования (например, чернозем оподзоленный, выщелоченный, обыкновенный), спецификой положения в пределах почвенной зоны (чернозем южный), существенной динамикой основного признака типа (темно-каштановые, каштановые, светло-каштановые почвы). По сумме активных температур почвы (более 10 °С) на глубине 20 см и продолжительности отрицательных температур на той же глубине почвы делят на фациальные подтипы: теплые промерзающие, умеренно-холодные длительно промерзающие, холодные длительно промерзающие.

Основные рельефообразующие процессы - эндогенные и экзогенные

* Эндогенные - обычно формируют наиболее крупные формы земной поверхности. Это:

а) процессы образования земной коры и тектонические движения;

б) вулканические процессы.

* Экзогенные - формируют более мелкие формы рельефа, преобразуют и осложняют строение эндогенных форм. Выделяются три группы геологических экзогенных процессов:

1. Выветривание - процессы разрушения и преобразования слоя горных пород под воздействием термодинамической и физико-химической обстановки. Приводят к разрыхлению внешнего слоя горных пород, подготавливая их к перемещению под воздействием внешних сил;

2. Денудация - совокупность процессов удаления продуктов выветривания и непосредственного разрушения горных пород агентами денудации;

3. Аккумуляция - отложение продуктов разрушения.

Денудационно-аккумулятивные процессы, в свою очередь, различаются по характеру деятельности агентов и сил на следующие виды:

гравитационные процессы - смещение материала под действием силы тяжести;

делювиальный процесс - плоскостной смыв тонкими безрусловыми струями воды;

флювиальный процесс - действие русловых водных потоков;

ледниковый (гляциальный) - действие движущихся ледников;

флювиогляциальный - действие талых ледниковых вод;

карстовый процесс - вынос химически растворенного вещества подземными водами;

суффозия - вынос подземными водами механически взвешенных частиц;

волноприбойный процесс;

ветровой (эоловый) процесс;

антропогенный (техногенный).

Особенности рельефа дна океана

Основные черты рельефа дна мирового океана по морфологическим данным. Современные данные свидетельствуют о весьма значительном и разнообразном расчленении рельефа морского дна. Вопреки прежним представлениям в пределах дна океанов наиболее распространен холмистый и горный рельеф. Ровные поверхности обычно наблюдаются вблизи суши, в пределах материковой отмели, и в некоторых глубоководных котловинах, где неровности «коренного» рельефа погребены под мощным слоем рыхлых осадков. Существенная внешняя особенность рельефа дна морей и океанов - преобладание замкнутых отрицательных элементов: котловин и узких желобообразных впадин различных размеров. Для рельефа океанского дна характерны также одиночные горы, в большом количестве встречающиеся среди холмистых или выровненных пространств, занимающих днища крупных котловин. На суше, как известно, такие «островные» горы встречаются лишь в особо специфических условиях. Редки по сравнению с сушей линейные долинообразные формы. Горные системы, как и на суше, имеют линейную ориентировку, в большинстве случаев значительно превосходят горные системы континентов по ширине, протяженности и площади, не уступают им в крупномасштабной вертикальной расчлененности. Величайшая горная система Земли - это система так называемых срединно-океанических хребтов. Она протягивается непрерывной полосой через все океаны, общая длина ее более 60 тыс. км, занимаемая площадь составляет более 15% земной поверхности.

Сложно построенные окраинные зоны океанов получили название переходных зон. Кроме описанных выше отличительных черт рельефа переходные зоны выделяются также обилием вулканов, резкими контрастами глубин и высот. Большинство их находится на окраинах Тихого океана. Максимальные глубины океанов приурочены именно к глубоководным желобам переходных зон, а не к собственно ложу океана.

В наиболее типичном виде переходные зоны, таким образом, представлены в виде комплексов трех крупных элементов рельефа: котловин окраинных глубоководных морей; горных систем, отгораживающих котловины от океана и увенчанных островами, островных дуг; узких желобообразных впадин, расположенных обычно с внешней стороны островных дуг, - глубоководных желобов. Такое закономерное сочетание перечисленных элементов явно указывает на их единство и генетическую взаимосвязь. В строении , некоторых переходных зон имеются заметные отклонения от этой типичной схемы.

Морфологически материковая отмель и материковый склон - единая система. Поскольку материки - это выступы земной поверхности, т. е. объемные тела, то материковую отмель можно рассматривать как часть поверхности материка, затопленную водами океана, а материковый склон - как склон материковой глыбы. Таким образом, на основе только морфологических особенностей намечается довольно четкое разделение дна Мирового океана на следующие основные элементы:

*подводную окраину материка, состоящую из материковой отмели, материкового склона и материкового подножия;

*переходную зону, состоящую обычно из котловины окраинного глубоководного моря, островной дуги и глубоководного желоба;

*ложе океана, представляющее собой комплекс океанических котловин и поднятий;

*срединно-океанические хребты.

От чего зависит стойкость горных пород и чем определяется

Твердость - способность горной породы оказывать сопротивление проникновению в неё другого твердого тела, не получающего остаточных деформаций. Твердость можно считать частным случаем прочности на вдавливание. Это одно из наиболее важных свойств горных пород, определяющее величину внедрения резцов бурового инструмента и существенно влияющее на механическую скорость бурения скважины. Различают агрегатную твердость (твердость породы в целом) и твердость отдельных минералов, из которых состоит порода. Скорость разрушения пород при бурении зависит в основном от агрегатной твердости. В зависимости от предназначения величина твердости определяется различными методами. При использовании метода царапания по поверхности горных пород перемещают острый алмазный наконечник или эталонный минерал. В качестве меры твердости принимают величину усилия, с которым протягивается наконечник, ширину и объём царапины. В методах сверления твердости определяют по показателям взаимодействия сверла и породы. Меры твердости в этом случае: объёмная работа разрушения, величина крутящего момента и др. показатели твердости используют при проектировании средств механизации горных работ, оптимизации режимов эксплуатации породоразрушающих органов, обосновании нормативов производительности различных конструкций инструментов и т.д.

Устойчивость - поведение горных пород при обнажении их в массиве. Породы устойчивые при этом не обрушаются, стенки скважины не требуют закрепления. В породах неустойчивых или слабоустойчивых требуется проводить крепление стенок скважины. При бурении по таким породам часто разрушается керн, что снижает качество буровых работ. Устойчивость горных пород зависит целиком от характера связи между частицами, слагающими горную породу, от трещиноватости и степени выветрелости. Понятие устойчивости в горном деле в большинстве случаев рассматривается применительно к горным породам, а исходя из этого -- к массивам горных пород искусственного происхождения (закладочным), к устойчивости обнажений кровли, устойчивости горных сооружений (выработок). Под этим подразумевается способность горных пород обеспечивать их функционирование с эксплуатационными характеристиками в течение заданного срока службы. Устойчивость зависит от прочностных свойств горных пород и действующих на соответствующие объекты нагрузок. Горные породы по устойчивости подразделяются на весьма неустойчивые (не допускающие их обнажения без укрепления), неустойчивые (требующие укрепления вслед за обнажением), средней устойчивости (допускающие обнажение на больших площадях и требующие со временем укрепления), устойчивые (допускающие обнажение на значительных площадях и требующие локального укрепления), весьма устойчивые (не требующие укрепления). Свойства горных пород в массиве из-за его сложности и трещиноватости в разных направлениях неодинаковы, они изменяются во времени (реологические изменения) и в зависимости от характера прикладываемых нагрузок. Действующие на массив нагрузки обусловлены природными факторами (собственный вес пород, давление напорных вод, набухание горных пород и т.п.) и технологическими воздействиями (пригрузка оборудованием, ведение взрывных и других работ).

Отложения и рельеф ледниковой аккумуляции

Выделяют два генетических типа материковых отложенных морен, образующихся при аккумуляции.

1. Основные морены - состоят из самых разнообразных по размеру частиц - от глинистых до валунных. Характерно площадное залегание, отсутствие сортировки обломочного материала по величине и настоящей слоистости. Важные признаки - наличие валунов различных крепких пород, принесённых издалека, а также валунного суглинка - сильно уплотнённого, лишённого слоистости и содержащего щебень, гальку и валуны. С удалением от области ледниковой денудации в составе морены увеличивается количество пылеватого материала и заметно уменьшается величина валунов.

2. Краевые (конечные) морены - образуются при длительном стационарном положении края ледника, вдоль его границы, где количество притекающего льда равно его стаиванию. В результате ледник, продолжая транспортировать обломочный материал, сгруживает его у своей окраины. В свою очередь, различают:

а) насыпные краевые морены - формируются при преобладающей роли вытаивания материала, приносимого ледником;

б) напорные морены - образуются при смещении отложенного материала, а нередко также и пород ложа, напорным движением льда. В составе этих морен, кроме ледниковых и водно-ледниковых отложений, могут участвовать пакеты и линзы коренных пород, срезанные ледником;

в) морены выдавливания - возникают на податливых породах в результате их выжимания из-под края льда в виде выраженного в рельефе вала, сложенного интенсивно дислоцированными и динамически метаморфизованными породами (гляциотектонитами).

Конечные морены отмечают границы распространения ледников и стадии их отступания, указывают эпохи стабилизации климатических условий. Помимо отложенных морен, среди отложений ледниковой аккумуляции выделяют также ледниково-морские, флювиогляциальные, внеледниковые и озёрно-ледниковые.

3. Ледниково-морские отложения - связаны в основном с шельфовыми ледниками, находящимися на плаву или двигающимися по морскому дну. Различают:

а) айсберговые отложения - дрейфующие айсберги служат основным источником рассеянного в морских отложениях обломочного материала, который разносится по акватории, концентрируясь обычно полосами вдоль постоянных течений, образуют резкие чужеродные включения в слоистых морских отложениях;

б) подводные морены - образуются за счёт таяния плавучего ледника снизу и оседания транспортирующей морены на дно, для подводных морен характерны разнонаправленная субвертикальная ориентировка длинных осей обломков, нередко следы оползания и срывов, часто содержат остатки морских организмов.

4. Флювиогляциальные образования - связаны с деятельностью потоков талых ледниковых вод и обнаруживают некоторое сходство с аллювием. Внутри- и приледниковые образования откладываются мощными потоками талых вод, перемывая и переоткладывая материал морен. Различают:

а) озы - узкие длинные извилистые валы и гряды, расположенные поперечно к конечным моренам, т.е. ориентировочно вдоль движения ледника. Они пересекают рельеф, часто подобно потокам сливаются друг с другом, образуя ветвящиеся системы. Длина оз достигает десятков километров, высота - 20-50 м, ширина - 100-300 м. Озы слагаются песками, гравием, галечником, валунами, материал заметно окатан и отмыт, часто наблюдается хорошо развитая горизонтальная и косая слоистость;

б) камы - плоские обширные холмы с пологими и крутыми склонами высотой 10-20 м, часто располагаются группами и разделяются заболоченными низинами, выстланными основной мореной. Сложены песками, супесями, суглинками. Слоистость обычно хорошо развита.

5. Внеледниковые образования формируются за пределами ледника в перигляциальной зоне. Главную роль играют зандры - песчаные равнины, примыкающие к внешнему краю конечного моренного пояса. Пески часто выполняют крупные по размерам площади - зандровые поля. По направлению к леднику пески замещаются гравийно-галечными отложениями. К периферии иногда сменяются флювиогляциальными суглинками.

6. Озёрно-ледниковые отложения - связаны с образованием многочисленных озёр после стаивания материковых ледников. Характерны мелко- и тонкообломочный материал без примеси органического вещества, хорошая отсортированность и тонкая параллельная слоистость.

Отрицательные формы рельефа

Отрицательные формы рельефа - это пониженные участки поверхности суши относительно уровня горизонта: долины, впадины, балки, овраги, строительные котлованы и др.

Перечислите главные агенты физического выветривания

Расслаивание при снятии нагрузки - возникает при падении давления по мере выхода твердых пород на поверхность земли. В результате верхние, лишенные нагрузки, слои породы закономерно расширяются. Это

приводит к послойному напряжению и растрескиванию, расслоению породы серией параллельных дневной поверхности трещин разгрузки.

Термическая трещинноватость - появление серии трещин при остывании расплавленных магматических пород.

Индуцированная трещинноватость - возникает в случае, когда крупные горные глыбы раздавливают более мелкие, на которых они залегают. Не выдержав давления, нижние блоки могут разрушиться тремя путями:

а - раскрошиться при раздавливании,

б - истереться по трещинам скольжения при сползании одного блока по другому

в - рассыпаться в результате хрупкой деформации

Скалывание - образование пестикообразных (или линзообразных) валунов путем откалывания его нижних боковых частей за счет суточных температурных перепадов, что приводит к их переворачиванию и началу нового скалывания.

Перечислите скульптурные формы шельфа

Структурно-скульптурные формы рельефа океанических шельфов представляют собой переходные образования между чисто структурными (эндогенными) и скульптурными формами рельефа, созданными широким комплексом экзогенных процессов. На суше такими формами рельефа являются, например, куэстовые гряды, у которых часть ограничивающих их поверхностей имеет структурное происхождение ("бронирующий" пласт коренных пород), а часть - склоны и уступы - являются результатом действия речной эрозии. На современном шельфе существуют грандиозные системы куэстовых гряд. Они распространены в районах так называемых пластовых равнин, сложенных горизонтально или моноклинально залегающей толщей литифицированных осадочных пород мезо-кайнозойского возраста

Перечислите элементы форм рельефа

Элементы форм рельефа - это отдельные части форм рельефа: поверхности (грани), линии (ребра), точки, углы в совокупности образующие формы рельефа.

По каким признакам проводят классификацию рельефа

С учётом свойств рельефа проводят классификацию рельефа по следующим признакам:

Морфологическая классификация, учитывающая величину форм рельефа:

Планетарные формы - материки, подвижные пояса, ложе океана и срединно-океанические хребты;

Мегаформы - это части планетарных форм, т.е. равнины и горы;

Макроформы - это части мегаформ: горные хребты, крупные долины и впадины;

Мезоформы - это формы средней величины: балки, овраги;

Микроформы - неровности, ослажняющие поверхность мезоформ: карстовые воронки, промоины;

Наноформы - очень мелкие формы: кочки, рябь на склонах барханов и т.д.

Классификация по генетическим признакам

Формы, образовавшиеся в результате деятельности внутренних, эндогенных сил;

Формы, образовавшиеся за счет экзогенных, внешних сил.

Морфогенетическая классификация

* Геотектуры - самые крупные формы рельефа на Земле.

* Морфоструктуры - крупные формы земной поверхности, которые созданы под влиянием эндогенных и экзогенных процессов, но при ведущей и активной роли тектонических движений.

* Морфоскульптуры - это средние и мелкие формы рельефа, созданные при участии при участии эндо- и экзогенных сил, но при ведущей и активной роли экзогенных сил.

Классификация рельефа по возрасту

Поверхностные карстовые формы

1. Карры (карровые поля) - системы узких желобков, борозд, разделённых неширокими гребешками, развивающихся на поверхности известняков, лишённых рыхлого покрова под действием дождевых или талых вод. Ширина ложбинок и гребней - от нескольких сантиметров до 1-1.5 м.

2. Карстовые воронки - возникают в трещиноватых породах, часто в местах пересечения трещин, развиваются до глубины 15-20 м, диаметром до 30-35 м, реже до 100 м и более. Поглощающее отверстие на дне воронки называется понором.

3. Провальные воронки - возникают за счёт обрушения сводов подземных полостей. Характеризуются крутыми склонами, чёткой бровкой, имеют часто угловатые очертания в плане, дно покрыто глыбами обрушившегося свода.

4. Карстовые озёра - образуются в случае закупоривания понора нерастворимым осадком окислов Fe, Al, Si в карстовых воронках.

5. Карстовые ниши и навесы - образуются преимущественно на отвесных скальных выступах, глубина достигает 1.5 м и более.

6. Слепые долины - исчезающие реки (воклюзы) заканчиваются ручьём, уходящим по трещине вглубь.

7. Тропический карст - образуется в тропиках с высокой температурой воздуха и большим количеством осадков. Характерны башенные, конические или куполовидные остаточные возвышенности высотой 100-300 м, разделённые широкими впадинами с плоскими днищами.

Подземные воды

Подземные воды -- воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии.

По условиям залегания подземные воды подразделяются на несколько видов:

*почвенные - заполняют часть промежутков между частицами почвы; они могут быть свободными, перемещающимися под влиянием силы тяжести, или связанными, удерживаемыми молекулярными силами.

*грунтовые - образуют водоносный горизонт на первом от поверхности водоупорном слое. В связи с неглубоким залеганием от поверхности уровень грунтовых вод испытывает значительные колебания по сезонам года: он то повышается после выпадения осадков или таяния снега, то понижается в засушливое время. В суровые зимы грунтовые воды могут промерзать. Эти воды в большей мере подвержены загрязнению.

*межпластовые - нижележащие водоносные горизонты, заключенные между двумя водоупорными слоями. В отличие от грунтовых, уровень межпластовых вод более постоянен и меньше изменяется во времени. Межпластовые воды более чистые, чем грунтовые. Напорные межпластовые воды полностью заполняют водоносный горизонт и находятся под давлением. Напором обладают все воды, заключенные в слоях, залегающих в вогнутых тектонических структурах.

*артезианские;

*минеральные.

В зависимости от залегания, характера пустот водовмещающих пород, подземные воды делятся на:

*поровые -- залегают и циркулируют в четвертичных отложениях: в песках, галечниках и др. обломочных породах;

*трещинные (жильные) -- в скальных породах (гранитах, песчаниках);

*карстовые (трещинно-карстовые) -- в растворимых породах (известняках, доломитах, гипсах и др.).

Подземные воды имеют разное происхождение: одни из них образовались в результате проникновения талых и дождевых вод до первого водоупорного горизонта (то есть до глубины 1,5-2,0 м, которые образуют грунтовые воды, то есть так называемая верховодка); другие занимают более глубокие полости в земле.

Подземные карстовые формы

1. Карстовый колодец - продолжение развития поверхностного карста, достигает десятков метров в глубину.

2. Карстовые шахты - достигают сотен метров в глубину.

3. Карстовые пещеры - образуются под действием подземных вод в результате расширения трещин в породах и вдоль плоскостей напластования. Образование пещер связано с уровнем базиса карстования, зависящего от зеркала грунтовых вод (базиса эрозии).

Существуют следующие разновидности пещер:

а) горизонтальные; в) слепые;

б) наклонные; г) сквозные.

Покрытый карст

Своеобразный рельеф образуется на территориях, сложенных растворимыми породами - известняками и доломитами, реже гипсами и солями. Обычная всюду эрозионная деятельность текучих вод здесь сочетается с растворяющим их действием. В результате выноса растворенных пород в рельефе появляются пустоты. Вместе с рельефом меняется и гидрологический режим местности. Такой рельеф и связанную с ним гидрогеографическую сеть называют карстовыми или просто карстом. Это название происходит от собственного имени известкового плато Карст на Балканском полуострове.

Если пласты растворимых пород залегают на поверхности, то карст называется открытым, поверхностным или средиземноморским; если они находятся на некоторой глубине и прикрыты толщей нерастворимых песчано-глинистых отложений, карст называется покрытым или среднеевропейским. Покрытый карст распространен шире, чем открытый.

Внутри карстующихся известняковых, доломитовых или гипсовых пластов, независимо от того, открытый или покрытый карст, образуются пещеры. Карстовые пещеры имеют вид длинных галерей, местами расширяющихся в обширные залы. На поверхности они открываются обычно одним небольшим входом.

Полезные ископаемые морских берегов

Прибрежные россыпи - формируются в береговой зоне, где активно протекают процессы осадочной дифференциации и происходит интенсивная минералогическая сепарация наносов, разделение материала по крупности и удельному весу. Наибольшая концентрация тяжёлых компонентов происходит в сравнительно узкой полосе береговой зоны, непосредственно примыкающей к урезу воды. Наиболее благоприятные условия для образования повышенной концентрации тяжёлых минералов создаются в волноприбойной полосе на пляже - пляжевые россыпи.

Террассовые россыпи - являются чаще всего отмершими пляжевыми, поднятыми на различную высоту над уровнем моря.

Россыпи древней прибрежно-морской зоны - обычно являются погребёнными, т.е. перекрытыми толщей аллювиальных, солифлюкционных и др. континентальных отложений.

Строительные материалы - балластное сырьё, строительный песок и гравий, стекольные и формовочные пески.

Полезные ископаемые флювиального ряда

1. Аллювиального типа:

- пески - формовочное сырьё, производство низкосортного, в основном, тарного стекла, силикатного кирпича, бетона;

- галечники и валуны - балласт при дорожном строительстве;

- песчано-гравийные смеси;

- россыпи алмазов, Au, Sn, Pt, W, P, Ta, Nb и других металлов. В геоморфологическом плане различают россыпи: пойменные, погребённых врезов, русловые, террасовые, террасо-увальные, косовые и ложковые. Классификация россыпей по генезису отложений и по промышленными типам приведена в приложении 2.

2. Пролювиального типа - связаны с континентальными дельтами, конусами выноса и предгорными шлейфами, развитыми в предгорьях аридных и семиаридных областей. Наибольший практический интерес представляют толщи валунно-галечно-щебнистых отложений как балластное сырьё, лёссовидные суглинки могут быть использованы для производства кирпича.

Положительными называются …

Положительные формы возвышаются над горизонтальной линией, представляя собой поднятия поверхности. Их примерами могут служить бугор, холм, гора, плоскогорье и др.

Признаки активно развивающихся оврагов

промоины или рытвины глубиной до 0.5 реже до 1м, V-образной формы. В ней обычно концентрируются потоки талых и дождевых вод. Продольный профиль промоины повторяет профиль склона, на котором она образовалась.

Продольный профиль днища постепенно отклоняется от профиля склона, но еще сильно отличается от профиля равновесия. Глубина оврага становится значительнее, склоны крутыми, треугольная форма его начинает переходить в трапециидальную.

Овраг врезается до основания слона, форма поперечного профиля становится трапецеидальной, рост заметно замедляется.

Рельефообразующая деятельность потоков

Вода - "скульптор лика земного" и один, из самых мощных агентов перестройки рельефа. Текучие воды воздействуют на рельеф, разрушая горные породы. Временные и постоянные водные потоки, реки и ручьи миллионы лет "вгрызаются" в земную поверхность, размывают ее (эрозия), перемещают и переоткладывают смытые частицы. Если бы не происходило постоянного поднятия земной коры, хватило бы всего 200 млн. лет, чтобы вода смыла все выступающие над морем участки и вся поверхность нашей планеты представляла бы единый безбрежный океан. Наиболее распространенными эрозионными формами рельефа являются формы линейной эрозии: речные долины, овраги и балки.

Овраги и балки образованы временными водотоками, возникающими после таяния снега или выпадения ливневых дождей. Между собой они отличаются тем, что овраги - это постоянно растущие, врезающиеся в рыхлые породы, узкие крутосклонные рытвины, а балки - имеющие широкое днище и прекратившие свое развитие ложбины, заняты лугами или лесами.

Самые разнообразные формы рельефа создают реки. В речных долинах выделяют следующие формы: коренной берег (в его строении не участвуют речные наносы), пойму (часть долины, затопляемая в паводки или половодья), террасы (бывшие поймы, поднявшиеся над урезом в результате понижения базиса эрозии), старицы (участки реки, отделившиеся в результате меандрирования от прежнего русла).

Кроме природных факторов (наличия уклонов поверхности, легко размываемых грунтов, обильных осадков и т. д.), образованию эрозионных форм способствует нерациональная деятельность человека - сплошная вырубка лесов и распашка склонов.

Кроме воды важным фактором экзогенных сил является ветер. Обычно он обладает меньшей, чем вода силой, но работая с рыхлым материалом может творить чудеса. Формы, созданные ветром, называются эоловыми. Они преобладают в засушливых районах, или там, где засушливые условия были в прошлом (реликтовые эоловые формы). Это барханы (песчаные холмы серповидной формы) и дюны (холмы овальной формы), обточенные скалы.

Речные террасы, их генезис и типизация

Речные террасы - горизонтальные или слегка наклоненные площадки долины (поверхности в случае последующего погребения) в строении долины, созданные эрозионной или аккумулятивной деятельностью реки в предыдущие морфоциклы развития долины. Морфологическую выраженность большинства проявлений террас в виде ступенек на склонах долин следует рассматривать только как дополнение к этому определению. По генезису речные (долинные) террасы подавляющим большинством авторов делятся на 3 категории, за которыми к настоящему времени закрепились названия: эрозионные, аккумулятивные и цокольные (эрозионноаккумулятивные или смешанные). Принципиальное различие между ними заключается в строении уступа террасы: эрозионные - весь уступ сложен коренными породами, аккумулятивные - уступ сложен аллювием данной террасы, цокольные - верхняя часть уступа сложена аллювием, а нижняя - коренными породами. Такое подразделение террас имеет смысл, если рассматривать их как выпуклые ступеньки на склоне долины. Но если исходить из вышеприведенного определения террасы как площадки в строении долины, то по генезису речные террасы могут быть только эрозионными или аккумулятивными. Эрозионные террасы ранее назывались «коренные». Эрозионные террасы формируются в юных и молодых долинах в конце «восходящей» фазы эрозионноаккумулятивного морфоцикла, когда происходит замедление тектонического поднятия и, соответственно, донной эрозии и в процесс моделирования долины включается активная боковая эрозия. Аккумулятивные террасы, ранее называвшиеся также аллювиальными формируются в зрелых долинах в фазы «нисходящего» развития полных морфоциклов, которые пережила долина, когда дно последней перекрывается перстративным аллювием нормальной мощности с четким подразделением на русловую и пойменную фации. Таким образом, и это, по мнению автора, важно, аккумулятивная терраса не просто реликт прежнего дна долины, а именно ее поймы (пусть даже динамической для горных рек).

При наличии нескольких террас соотношение их между собой в поперечном профиле долины может быть разным.

Различают террасы наложенные, воженные и врезанные. Различие в соотношении террас вместе с динамическими типами аллювия характеризуют развитие эрозионно-аккумулятивной деятельности рек при формировании долин.

Наложенные террасы состоят из налегающих друг на друга разновозрастных аллювиальных толщ, так что верхняя молодая терраса - "дневная", а более низкие (и более древние) - погребенные. Такие террасы образуются в результате преобладания аккумулятивной деятельности реки.

Воженные террасы - все "дневные". Образуются в результате чередования эрозионной и аккумулятивной деятельности рек или сокращения нормальной мощности аллювия. Основания аллювиальных толщ вложенных террас могут располагаться на разной высоте или на одном уровне.

Врезанные террасы - дневные, их аллювий полностью или частично прислонен к породам цоколя более высоких террас. Образуются в результате преобладания глубинной эрозии рек.

Различают также террасы цикловые, образующиеся в результате перестройки выработанного или относительно выработанного профиля реки. Их обособление происходит в связи с изменением общи», чаше всего тектонических или климатических, условии на большой территории, т.е. цикловые террасы характеризуют крупные этапы, или циклы, в развитии долины. Вместе с ними в долинах встречаются и так называемые локальные террасы, которые возникают в результате локальных изменений продольного профиля эндогенными или экзогенными процессами: образования складки или разрывного нарушении на каком-то участке реки, подпруживания реки лавовым потоком, обвалом или конусом выноса бокового притока и др. Цикловые террасы прослеживаются но всей долине или на большей ее части, локальные террасы характеризуются небольшой протяженностью, изменчивостью строения и морфометрических показателей.

Рудный карст

В районах с сульфидной минерализацией имеют большое значение сернокислые воды, образованные в результате окисления сульфидов. Это - рудный, или сернокислый карст. Образование карстовых полостей происходит как в самом рудном теле, так и в зоне окисления, а также на некотором расстоянии от последних. В таких карстовых пустотах стенки покрыты натёчными окисленными рудами, переотложенными трещинно-карстовыми водами. Существующая определённая закономерность расположения карстовых пустот в пределах месторождений и полей может служить поисковым признаком сульфидной минерализации.

Собственно аккумалятивными равнинами называются

Аккумулятивные формы рельефа - рельеф земной поверхности, образующийся вследствие накопления морских, речных, озерных, ледниковых, эоловых и других отложений, продуктов извержения вулканов, а также продуктов хозяйственной деятельности человека.

Созидательная деятельность подземных вод

Насыщение минеральными солями подземных вод приводит к выпадению их из раствора и образованию, например, из Са(НСО3)2 минерала арагонита. В пещерах образуются на стенах натечные корки, посреди - сталактиты и сталагмиты. Полости могут постепенно заполняться ими из вод, насыщенных кремниевой кислотой, образуя кремниевые туфы (гейзериты). В местах выхода на земную поверхность насыщенных углекислотой подземных вод откладывается углекислая известь в виде известкового туфа - травертина, а с Fе - массы бурого железняка.

Тектонические движения как факторы, влияющие на развитие склонов

1. Поднятие земной коры - врезание потоков и усиление эрозии. Следствие - интенсивное углубление долин. Склоновые процессы не успевают выравнивать склоны, последние приобретают выпуклую форму, с увеличением крутизны к руслу потока.

2. Опускание земной коры - замедление эрозии. Следствие - заполнение долин продуктами сноса, скопление их у подножья склонов, последние приобретают вогнутую форму с постепенным выполаживанием к днищу долин.

В. Пенк (1924) - разработал теорию о развитии склонов в условиях одновременно протекающих тектонических движений земной коры. Им введены понятия восходящего и нисходящего развития рельефа.

Типизация склонов по крутизне

Склоны - поверхности, на которых в перемещении вещества определяющую роль играет составляющая сила тяжести, ориентированная вниз по склону. Соотношение составляющей силы тяжести и сил сцепления частиц рыхлых пород между собой определяет ход процессов, происходящих на склонах, и зависит от многих факторов.

Значение изучения склонов - генезис и история развития рельефа, борьба с эрозией почв, изыскания под строительство сооружений на склонах, поиски месторождений полезных ископаемых и др.

Нерудные полезные ископаемые обычно связаны с делювиальными шлейфами склонов, это - небольшие скопления глин, которые могут быть использованы для нужд кирпичного и гончарного производства. Крупные скопления коллювия могут рассматриваться в качестве месторождений строительного камня и щебня.

Типизация склонов по крутизне

а) Очень крутые - угол склона более 350

б) Крутые - угол склона варьирует от 150 до 350

в) Склоны средней крутизны - углы склона варьируют от 80 до 150

г) Пологие - углы склона варьируют от 40 до 80

д) Очень пологие - углы склона менее 40

Типизация склонов по особенностям генезиса и характеру развития процессов и отложений

Склоны - поверхности, на которых в перемещении вещества определяющую роль играет составляющая сила тяжести, ориентированная вниз по склону. Соотношение составляющей силы тяжести и сил сцепления частиц рыхлых пород между собой определяет ход процессов, происходящих на склонах, и зависит от многих факторов.

Значение изучения склонов - генезис и история развития рельефа, борьба с эрозией почв, изыскания под строительство сооружений на склонах, поиски месторождений полезных ископаемых и др.

Нерудные полезные ископаемые обычно связаны с делювиальными шлейфами склонов, это - небольшие скопления глин, которые могут быть использованы для нужд кирпичного и гончарного производства. Крупные скопления коллювия могут рассматриваться в качестве месторождений строительного камня и щебня.

1. По особенностям генезиса различают склоны:

а) эндогенного происхождения;

б) экзогенного происхождения;

в) биогенные (коралловые рифы);

г) техногенные.

2. По характеру развития процессов и отложений склоны делятся:

а) денудационные (выработанные);

б) аккумулятивные.

Типизация склонов по особенностям склоновых процессов

1. Склоны собственно гравитационные (крутизна 35-40 град и более):

а) обвальные - процесс отрыва от основной массы горной породы крупных глыб и последующего их перемещения по склону;

б) осыпные - связаны преимущественно с физическим выветриванием, продукты -щебень, дресва (colluvio - скопление);

в) лавинные - скользящие и низвергающиеся вниз снежные массы.

2. Склоны блоковых движений - образуются при смещении вниз по склону блоков горных пород разных размеров. Смещению блоков способствуют часто подземные воды, значительную роль играет гравитация. Крутизна склонов - 20-40 град. Выделяются:

а) оползневые - перемещение монолитного блока породы, всегда гидрогеологически обусловлены, часто водоупорный горизонт служит поверхностью скольжения;

б) оплывно-оползневые - увлажнение верхнего горизонта рыхлых осадков. В результате у подножья склонов возникают массы со сложным бугристым микрорельефом;

в) склоны отседания - близки к блоковым оползням, крутые склоны - не менее 15 град, значительная относительная высота.

3. Склоны массового смещения чехла рыхлого материала - характер смещения грунта зависит от его консистенции, обусловленной количеством содержащейся в грунте воды. Массовое смещение материала происходит на склонах разной крутизны - от 40 град до 2-3 град:

а) солифлюкционные - процесс медленного течения поверхностного выветрелого слоя горных пород - слоя сезонного промерзания - оттаивания. Формы - натёчные солифлюкционные терраски;

б) склоны медленной солифлюкции - движение массы грунта, обладающего вязкотекучей консистенцией, т.е. способностью растекаться толстым слоем;

в) дефлюкционные - пластичное движение в виде медленного выдавливания слабо увлажнённых грунтовых масс под почвенно-растительным слоем (покровом). Наиболее распространён в областях гумидного климата.

4. Делювиальные склоны (плоскостного смыва) - перемещение материала вниз по склону происходит в результате стока дождевых или талых вод.

Типы карстовых отложений

1. Остаточные отложения - нерастворимый глинистый и алевритовый остаток, образующийся при выщелачивании карстующихся пород. Часто возникают краснозёмные образования (окислы Si, Al, и Fe, залежи бокситов).

2. Обвальные накопления - образуются за счёт обрушения сводов и стен пещер.

3. Водные механические отложения - накапливаются в основном в пещерных реках и озёрах.

4. Водные хемогенные отложения:

а) субаэральные (натёчные) - сталактиты. сталагмиты и др.;

б) субаквальные (в водной среде) - корки, оолиты и др..

5. Отложения источников:

а) известковые туфы;

б) травертины - твёрдые, раскристаллизованные известковые образования, связанные с выходами термальных углекислых вод.

6. Пещерный лёд и снег.

7. Органогенные отложения:

а) мумиё;

б) залежи фосфоритов (скопления костей и экскрементов летучих мышей и птиц).

8. Отложения культурного слоя - продукты жизнедеятельности человека.

Типы поперечного профиля долин

1. Симметричные:

а) теснины;

б) каньоны;

в) ущелья;

г) ящикообразные;

д) V-образные;

е) трапециевидные;

ж) корытообразные (У-образные)

2. Асимметричные:

а) разложистые;

б) террасированные;

в) формирующиеся по закону Бера-Бабине - асимметрия обусловлена вращением Земли. Согласно правилу Кориолеса, все предметы, движущиеся по поверхности Земли, в северном полушарии отклоняются вправо от своего направления, а в южном полушарии - влево. Примерами являются чаще более высокие и крутые берега рек Днепра, Волги, Дона;

г) с учётом моноклинального залегания коренных горных пород;

д) обусловленные гипсометрическими факторами;

е) обусловленные структурно-гидрогеологическими условиями;

В зависимости от истории развития, различают первичные и вторичные долины. Как более сложные явления описываются последовательно-развивающиеся (неоднократное возобновление процессов углубления и расширения долин) и унаследованные (развивающиеся вторично по отмершей более древней и широкой долине). При генетических реконструкциях форм речного рельефа также выделяются:

а) антецендентные (предшествующие) - долины, прорезающие молодой поднимающийся горный рельеф. Хорошо описываются молодыми формами эрозионного рельефа;

б) эпигенетические (наложенные) - долины не обнаруживают заметной связи с тектоническими структурами, в том числе с составом и прочностью коренных горных пород. Первоначально закладываются в горизонтально лежащих слоях маломощного платформенного чехла и постепенно врезаются в складчатое основание, сохраняя при этом своё первичное направление.

Типы эолового рельефа

Эоловые формы рельефа, возникающие под действием ветра, преимущественно в районах с аридным климатом (пустыни, полупустыни); встречаются также по берегам морей, озер и рек со скудным растительным покровом, не способным защитить от действия ветра рыхлые и разрушенные выветриванием породы субстрата. Наиболее распространены аккумулятивные и аккумулятивно-дефляционные формы, образующиеся в результате перемещения и отложения ветром песчаных частиц, а также выработанные (дефляционные) Э. ф. р., возникающие за счет выдувания (дефляции) рыхлых продуктов выветривания, разрушения горных пород под воздействием динамических ударов самого ветра и особенно под действием ударов мелких частиц, переносимых ветром в ветропесчаном потоке. Для аккумулятивных и дефляционно-аккумулятивных Э. ф. р. пустынь характерно одновременное присутствие наложенных друг на друга форм нескольких категорий величин: 1-я категория -- ветровая рябь, высотой от долей мм до 0,5 м и расстоянием между гребнями от нескольких мм до 2,5 м; 2-я категория -- щитовидные скопления высотой не менее 40 см; 3-я категория -- барханы до 2--3 м высотой, соединяющиеся в продольную ветрам гряду или в поперечную ветрам барханную цепь: 4-я категория -- барханный рельеф высотой до 10--30 м, 5-я и 6-я категории -- крупные формы (высотой до 500 м), образующиеся в основном восходящими потоками воздуха.

Условия определяющие развитие карста

Развитию карста способствует ряд условий. Необходимо наличие легкорастворимых пород: либо карбонатных (известняков, доломитов, мела и др.), либо некарбонатных (солей, гипса). Наибольшая растворимость у гипса, но известняки шире распространены, поэтому карст ассоциируется, прежде всего, с известняками. По вещественному составу пород выделяют карбонатный (обычно известняковый и меловой), гипсовый и соляной карст. Важна и химическая чистота породы: чем меньше содержится в ней нерастворимого остатка, тем значительнее выщелачивание. Карсту благоприятствует трещиноватость пород, облегчающая условия для проникновения в них вод. Трещиноватость пород больше в горах, чем на равнинах, из-за значительных тектонических разрывных нарушений. Важна и мощность карстующихся толщ -- пещеры образуются только в мощных породах. Большое значение имеет содержание в воде растворенного углекислого газа, вследствие чего она становится химически агрессивной и увеличивает растворимость пород в десятки раз. Предпочтительны небольшие уклоны поверхности, при которых вода меньше стекает, больше просачивается в грунт. Необходимо достаточное, но не избыточное количество осадков, т. к. низкое положение уровня грунтовых вод обеспечивает вертикальную циркуляцию просачивающихся в грунты поверхностных вод.