Осадочные горные породы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

КРАЕВОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«КРАСНОЯРСКИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ»

Контрольная работа

Осадочные горные породы

Осадочные горные породы

Осадочные горные породы (а. sedimentary rocks; н. Sedimentargesteine, Sedimentgesteine; ф. roches sedimentaires; и. rocas sedimentarios, rocas de lecho sedimentario) -- горные породы, возникшие путём осаждения вещества в водной среде, реже из воздуха и в результате деятельности ледников на поверхности суши, в морских и океанических бассейнах. Осаждение может происходить механическим путём (под влиянием силы тяжести и изменения динамики среды), химическим (из водных растворов при достижении ими концентраций насыщения и в результате обменных реакций), а также биогенным (под влиянием жизнедеятельности организмов). В зависимости от характера осаждения осадочные горные породы разделяются на обломочные, химические и органогенные (биогенные).

Источником вещества для образования осадочных горных пород являются: продукты выветривания магматического, метаморфического и более древних осадочных пород, слагающих земную кору; растворённые в природных водах компоненты; газы, различные вещества, возникающие при жизнедеятельности организмов; вулканогенный материал (твёрдые частицы, выброшенные вулканами, горячие водные растворы и газы, выносимые вулканическими извержениями на поверхность Земли и в водные бассейны). В современных океанических осадках (красная глубоководная глина, ил и др.) и в древних осадочных породах встречается также космический материал (мелкие шарики никелистого железа, силикатные шарики и т.п.).

Кроме того, в составе осадочных горных пород, как правило, присутствуют органические остатки (растительного и животного происхождения), синхронные времени их образования, реже более древние (переотложенные). Некоторые осадочные горные породы (известняки, угли, диатомиты и др.) целиком сложены органическими остатками. Размер частиц (зёрен), их форма и взаимное сочетание определяют структуру осадочных горных пород. осадочный горный порода геологический

Осадочные горные породы образуют пласты, слои, линзы и другие геологические тела разной формы и размера, залегающие в земной коре нормально-горизонтально, наклонно или в виде сложных складок. Внутреннее строение этих тел, обусловливаемое ориентировкой и взаимным расположением зёрен (или частиц) и способом выполнения пространства, называется текстурой осадочных горных пород. Для большинства этих пород характерна слоистая текстура: типы текстуры зависят от условий их образования (главным образом от динамики среды).

Образование осадочных горных пород происходит по следующей схеме: возникновение исходных продуктов путём разрушения материнских пород, перенос вещества водой, ветром, ледником и осаждение его на поверхности суши и в водных бассейнах. В результате образуется рыхлый и пористый, насыщенный водой, полностью или частично, осадок, сложенный разнородными компонентами. Он представляет собой неуравновешенную сложную физико-химическую и частично биологическую систему, с течением времени постепенно превращающуюся в осадочную породу.

Классификация осадочных горных пород основана на их составе и генезисе. В связи с тем, что большинство пород полигенно, т.е. одна и та же осадочная порода может образоваться при различных процессах (например, известняки могут быть обломочными, хемогенными или органогенными), при выделении основных групп пород учитывается их состав. Различают свыше 10 групп осадочных горных пород: обломочные, глинистые, глауконитовые, глинозёмистые, марганцевые, железистые, фосфатные, кремнистые, карбонатные, соли, каустобиолиты и др. Кроме основных групп существуют породы смешанного состава -- переходные между обломочными и карбонатными, карбонатными и кремнистыми и т.п., а также вулканогенно-осадочные породы, представляющие собой смесь обломочно-осадочного материала и твёрдых продуктов выбросов вулканов (см. также Пирокластические породы). Более детальное подразделение в пределах выделенных групп проводится по структуре (размеру зёрен), минеральному составу и генезису.

По химическому составу осадочных горных пород отличаются от магматических пород гораздо большей дифференцированностью, широким диапазоном колебаний в содержании породообразующих компонентов, повышенным содержанием воды, углекислоты, органического углерода, кальция, серы, галоидов, а также высокими значениями отношения оксидного железа к закисному.

Среди осадочных горных пород преобладают глинистые (глины, аргиллиты, глинистые сланцы -- 48% на платформах, 49% в геосинклиналях), песчаные (пески и песчаники -- 23% на платформах, 23% в геосинклиналях) и карбонатные (известняки, доломиты и др. -- 29% на платформах, 28% в геосинклиналях). Соли составляют всего 2,8% на платформах и 0,3% в геосинклиналях.

Образование и размещение на поверхности Земли осадочных горных пород определяется главным образом климатическими и тектоническими условиями. Так, в областях гумидного климата (влажного и тёплого) образуются глинозёмистые, железистые, марганцевые породы и различные каустобиолиты; для аридных (засушливых) областей характерны отложения доломитов, гипса, галита, калийных солей, красноцветных пород; для нивальных областей (полярных и высокогорных) -- продукты физического выветривания, представленные различными обломочными породами. Влияние тектонического режима не менее важно. В геосинклиналях накапливаются мощные толщи осадочных горных пород, которые, как правило, характеризуются изменчивостью в пространстве и пёстрым (многокомпонентным) составом обломочного и другого материала, наличием пластов вулканогенно-осадочных пород и т.п. Наоборот, на платформах залегают небольшие по мощности толщи осадочных горных пород, часто с пластами, выдержанными в пространстве, с более однородным (однокомпонентным) составом обломочного материала и т.п. Условия осадконакопления в прежние геологические эпохи (особенно в течение фанерозоя) были близки или аналогичны современным. Поэтому распределение типов пород на поверхности Земли в древние геологические периоды позволяет восстанавливать палеогеографическую и палеотектоническую обстановку геологического прошлого.

Осадко- и породообразование -- процесс периодический; формирование сходных типов пород и их парагенетических ассоциаций (формаций) многократно повторяется во времени, что связано с периодическими (долговременными) изменениями климата и режима геотектонических движений. Наряду с этим наблюдается также постепенное изменение условий осадконакопления на протяжении всей истории развития земной коры. Эволюция осадконакопления связана с изменением состава вод Мирового океана, атмосферы, эволюцией органического мира, а также с изменением (увеличением) общего количества осадочных горных пород на поверхности Земли.

Осадочные горные породы составляют около 10% массы земной коры и покрывают 75% поверхности Земли. Основная их масса сосредоточена на материках (752 млн. км3), шельфах и континентальных склонах (158 млн. км3), тогда как на дно океанов приходится 190 млн. км3. В пределах материков около 20% объёма всех осадочных горных пород залегает на платформах и 48% в геосинклиналях. Свыше 75% всех полезных ископаемых, извлекаемых из недр Земли (уголь, нефть, соли, руды железа, марганца, алюминия, россыпи золота и платины, фосфориты, нерудные строительные материалы и др.), заключено в осадочных горных породах. Изучением осадочных горных пород занимается литология.

Геологическая деятельность рек

Реки производят огромную денудационную и аккумулятивную работу, существенно преобразуя рельеф. Питание рек бывает: снеговое, ледниковое, дождевое, смешанное, за счет подземных вод. Для каждой реки в течение года характерно чередование периодов высокого и низкого уровня воды. Состояние низкого уровня называется меженью, а высокого - паводком или половодьем. Движение воды в реках всегда турбулентное (беспорядочное, вихревое). В поперечном сечении потока максимальные скорости наблюдаются в наиболее глубокой части потока - стержне, меньше - у берегов.

Мощные водные потоки производят большую эрозионную, переносную и аккумулятивную работу. Способность рек производить работу называют энергией реки, или ее живой силой К. Она пропорциональна  массе воды m и квадрату скорости течения v:

Эта энергия в основном расходуется на передвижение поступающего в русло рыхлого материала Т и на разрушение горных пород (эрозию). Если К > Т, то происходит эрозия (скорость потока при данной массе воды становится размывающей); если К = Т, то работа реки направлена в основном на перенос поступающего в русло рыхлого материала; если К < Т, то происходит аккумуляция.

Приведенные простые зависимости между энергией потока и характером производимой им работы в действительности оказываются достаточно сложными, так как массы воды и скорости течения в реках распределяются крайне неравномерно, постоянно меняются и в результате взаимодействия потока и русла, и во время половодья, паводков и межени, не говоря уже о множестве других причин, влияющих на режим рек (климат, пестрота и разная устойчивость пород, размываемых реками, тектонические движения и пр.).

В образовании речных долин главная роль принадлежит эрозии. Различают эрозию донную, или глубинную, направленную на врезание потока в породы, слагающие дно русла, и боковую, ведущую к подмыву берегов и, в целом, к расширению долины. Соотношение глубинной и боковой эрозии меняется на разных стадиях развития долины. В начальных стадиях преобладает глубинная эрозия, когда водный поток стремиться выработать свой продольный профиль, который характеризуется значительными неровностями. Река стремиться сгладить эти неровности применительно к уровню моря или озера, в которые впадает река. Уровень бассейна, куда впадает река, определяет глубину эрозии речного водного потока и называется базисом эрозии. Он является общим для всей речной системы. Постепенно в нижнем течении реки уклон продольного профиля уменьшается, приближаясь к горизонтальной линии, уменьшается скорость течения и, следовательно, затухает глубинная эрозия.

Одновременно с эрозией реки при своем движении захватывают продукты разрушения (при выветривании или эрозии) горных пород и переносят их волочением по дну, во взвешенном состоянии, и в растворенном виде. Влекомые по дну и взвешенные частицы принято называть твердым стоком рек.

Грубый обломочный материал усиливает донную эрозию, но и сам измельчается, истирается и окатывается, образуя гальку, гравий, песок.

Одновременно с эрозией и переносом происходит и отложение обломочного материала. Уже на первых стадиях развития реки при явном преобладании процессов эрозии и переноса на отдельных участках частично откладывается обломочный материал. Отложения, накапливающиеся в речных долинах в результате деятельности водного потока, называют аллювиальные отложения (аллювий).

Сортировка обломочного материала в реках связана с разнообразными и часто меняющимися скоростями течения даже в плоскости одного сечения. На участках реки с быстрым течением отлагается только грубообломочный материал, который река не в состоянии передвигать. В таких местах накапливаются валунно-галечниковые отложения. На участках с медленным течением накапливаются песок и даже ил при полном отсутствии валунно-галечных отложений. Однако участки разных типов аллювия постоянно меняются в связи с частой сменой режимов реки. Поэтому аллювиальные толщи в гранулометрическом отношении весьма непостоянны и представлены обычно чередованием линз различного состава.

Перенос материала, включенного в лед, имеет небольшие масштабы, но объясняет некоторые особенности строения речных отложений. Зимой на замерзшую поверхность реки сползает со склонов долины делювий, а на мелководье, где река промерзает до дна, в лед вмерзает некоторое количество донных отложений. Весь этот материал уносится вместе со льдом вниз по течению реки и по мере таяния льда отлагается в самых различных участках русла и на косах. Поэтому иногда среди заведомо речного хорошо отсортированного песка и галечника попадаются крупные валуны, угловатые глыбы и щебень. Весь этот несортированный материал принесен льдом.

В ряде районов, особенно с засушливым климатом, встречаются сухие долины, в которых водные потоки появляются только периодически во время сильных ливней, затяжных дождей или быстрого снеготаяния. Во время сильного ливня рыхлый материал подхватывается временным потоком и с большой скоростью (до 10--15 км/ч) устремляется вниз по долине. Масса обломочного материала, увлекаемая таким потоком, часто доходит до 75% от общего объема, т. е. это уже не водные, а грязевые потоки, которые называют силями или селями.  Рыхлые отложения, снесенные со склонов временными потоками и слагающие конусы выноса в их устьях, называются пролювием.

В эрозионной работе рек выделяют 4 фазы, последовательно сменяющиеся и «приводящие речные долины через целый ряд изменений в исходное состояние, из которого они начали свое развитие, но на другом относительном уровне» (Ю. А. Билибин, 1938 г.). Таким исходным состоянием естественно считать период равновесия.

1. Фаза глубинной эрозии (врезания долины) вызывается нарушением равновесия в связи с понижением базиса эрозии (или повышением бассейна реки относительно базиса эрозии). До тех пор, пока река не выработает нормального уклона, нарушенного понижением базиса эрозии, ее работа направлена главным образом на врезание русла. Река вырабатывает в старой долине новую, расположенную на более низком эрозионном уровне, соответствующем новому, пониженному положению базиса эрозии. Долины, находящиеся в фазе врезания, имеют V-образный или каньонообразный поперечный профиль. Их принято называть «молодыми».

2. Фаза боковой эрозии (расширения долины) частично перекрывает фазу врезания или начинается по ее окончании. Работа реки направлена на расширение вновь углубленной долины до нормальных размеров, соответствующих ее многоводности, в пределах которой могут свободно перемещаться извилины русла. В результате долина приобретает U - образную или ящикообразную поперечную форму вполне, как говорят, «зрелой долины».

3. Фаза накопления наносов (заполнения долины аллювием) начинается по окончании врезания и протекает одновременно с фазой боковой эрозии, но заканчивается позднее ее, когда река вследствие образования излучин приобретает определенную нормальную для нее длину и уклон, которые могут измениться лишь в связи с новыми колебаниями базиса эрозии.

4. Фаза покоя, или переноса, завершает развитие долины, вызванное понижением базиса эрозии. Работа реки в основном сводится к транспортировке рыхлого материала и выносу его за пределы бассейна. В этой фазе реки имеют вид дряхлых потоков, лениво протекающих по широким и плоским долинам. Примером могут служить реки Западно-Сибирской низменности. Они текут по плоским очень широким долинам, блуждают из стороны в сторону, образуя множество излучин.

Таким образом, развитие рек при прогрессирующей направленности эрозии идет от юных потоков, обладающих большой эрозионной энергией, до старческих дряхлых рек, омывающих широкие и пологие, предельно разработанные долины. Но реки, прошедшие до конца указанный путь превращений, встречаются редко, так как частые и обычно неравномерные колебания базиса эрозии вносят в развитие рек существенные коррективы.

Список источников

1. http://www.mygeos.com/

2. http://geo.web.ru/

3. http://mining-enc.ru/

Размещено на Allbest.ru