Раздел I. Ендогенни и екзогенни геоложки процеси

Геоложките процеси са процеси, които променят състава, структурата, релефа и дълбинния строеж на земната кора. Геоложките процеси, с малки изключения, се характеризират с мащаб и голяма продължителност (до стотици милиони години); в сравнение с тях съществуването на човечеството е много кратък епизод от живота на Земята. В това отношение по-голямата част от геоложките процеси не могат да се наблюдават директно. За тях може да се съди само по резултатите от въздействието им върху определени геоложки обекти - скали, геоложки структури, типове релеф на континентите и океанското дъно. От голямо значение са наблюденията на съвременните геоложки процеси, които според принципа на актуализма могат да се използват като модели, които ни позволяват да разберем процесите и събитията от миналото, като вземем предвид тяхната променливост. В момента геологът може да наблюдава различни етапи от едни и същи геоложки процеси, което значително улеснява тяхното изследване.

Всички геоложки процеси, протичащи във вътрешността на Земята и на нейната повърхност, се разделят на ендогененИ екзогенен. Ендогенните геоложки процеси възникват поради вътрешната енергия на Земята. Според съвременните представи (Сорохтин, Ушаков, 1991) основният планетарен източник на тази енергия е гравитационната диференциация на земната материя. (Компонентите с повишено специфично тегло, под въздействието на гравитационните сили, се стремят към центъра на Земята, докато по-леките се концентрират на повърхността). В резултат на този процес в центъра на планетата се отдели плътно желязо-никелово ядро ​​и в мантията възникнаха конвективни течения. Вторичен източник на енергия е енергията на радиоактивния разпад на материята. На него се падат само 12% от енергията, използвана за тектоничното развитие на Земята, а делът на гравитационната диференциация е 82%. Някои автори смятат, че основният източник на енергия за ендогенните процеси е взаимодействието на външното ядро ​​на Земята, което е в разтопено състояние, с вътрешното ядро ​​и мантията. Ендогенните процеси включват тектонски, магмени, пневматолитно-хидротермални и метаморфни.

Тектонски процеси са тези, под влияние на които се формират тектонски структури на земната кора - планински гънкови пояси, котловини, падини, дълбоки разломи и др. Вертикалните и хоризонталните движения на земната кора също принадлежат към тектонските процеси.

Магматичните процеси (магматизъм) са съвкупността от всички геоложки процеси, свързани с активността на магмата и нейните производни. Магма- огнена течна разтопена маса, която се образува в земната кора или горната мантия и се превръща в магматични скали, когато се втвърди. По произход магматизмът се разделя на интрузивен и ефузивен. Терминът "интрузивен магматизъм" съчетава процесите на образуване и кристализация на магма в дълбочина с образуването на интрузивни тела. Ефузивният магматизъм (вулканизъм) е набор от процеси и явления, свързани с движението на магма от дълбините към повърхността с образуването на вулканични структури.

В специална група са хидротермални процеси.Това са процесите на образуване на минерали в резултат на отлагането им в пукнатини или пори на скали от хидротермални разтвори. Хидротерми –течни горещи водни разтвори, циркулиращи в земната кора и участващи в процесите на движение и отлагане на минерали. Хидротермите често са повече или по-малко обогатени с газове; ако съдържанието на газ е високо, тогава такива разтвори се наричат ​​пневматолитично-хидротермални. Понастоящем много изследователи смятат, че хидротермите се образуват чрез смесване на подземни води от дълбока циркулация и ювенилни води, образувани от кондензацията на магмени водни пари. Хидротермите се движат през пукнатини и кухини в скалите към ниско налягане - към земната повърхност. Като слаби разтвори на киселини или основи, хидротермите се характеризират с висока химична активност. В резултат на взаимодействието на хидротермалните флуиди с вместващите скали се образуват минерали с хидротермален произход.

метаморфизъм -комплекс от ендогенни процеси, които причиняват промени в структурата, минералния и химичния състав на скалите при условия на високо налягане и температура; не се случва топене на скали. Основните фактори на метаморфизма са температура, налягане (хидростатично и едностранно) и течности. Метаморфните промени се състоят от разпадане на оригиналните минерали, молекулярно пренареждане и образуване на нови минерали, които са по-стабилни при определени условия на околната среда. Всички видове скали претърпяват метаморфизъм; получените скали се наричат ​​метаморфни.

Екзогенни процеси – геоложки процеси, възникващи поради външни източници на енергия, главно слънцето. Те се срещат на повърхността на Земята и в най-горните части на литосферата (в зоната на влияние на факторите хипергенезаили изветряне). Екзогенните процеси включват: 1) механично раздробяване на скалите в съставните им минерални зърна, главно под влияние на ежедневните промени в температурата на въздуха и поради изветряне от замръзване. Този процес се нарича физическо изветряне; 2) химично взаимодействие на минерални зърна с вода, кислород, въглероден диоксид и органични съединения, което води до образуването на нови минерали – химически изветряне; 3) процесът на преместване на продуктите на изветряне (т.нар трансфер) под въздействието на гравитацията, чрез движеща се вода, ледници и вятър в зоната на утаяване (океански басейни, морета, реки, езера, релефни падини); 4) натрупванеседиментни слоеве и тяхната трансформация поради уплътняване и дехидратация в седиментни скали. По време на тези процеси се образуват находища на седиментни минерали.

Разнообразието от форми на взаимодействие между екзогенни и ендогенни процеси определя разнообразието от структури на земната кора и топографията на нейната повърхност. Ендогенните и екзогенните процеси са неразривно свързани помежду си. В основата си тези процеси са антагонистични, но в същото време неразделни и целият този комплекс от процеси може условно да се нарече геоложка форма на движение на материята.Напоследък включва и човешки дейности.

През последното столетие се засилва ролята на техногенните (антропогенни) фактори в общия комплекс от геоложки процеси. Техногенезис– набор от геоморфоложки процеси, причинени от производствената дейност на човека. Въз основа на тяхната насоченост човешката дейност се разделя на селскостопанска, експлоатация на минерални находища, изграждане на различни съоръжения, отбрана и други. Резултатът от техногенезата е техногенният релеф. Границите на техносферата непрекъснато се разширяват. Така че дълбочината на сондиране за нефт и газ на сушата и шелфа се увеличава. Пълненето на резервоари в планински сеизмично опасни райони предизвиква в някои случаи изкуствени земетресения. Добивът е придружен от освобождаване на огромни количества „отпадъчни“ скали върху дневната повърхност, което води до създаването на „лунен“ пейзаж (например в района на Прокопиевск, Киселевск, Ленинск-Кузнецки и други градове на Кузбас). Сметища от мини и други производства, сметища създават нови форми на техногенен релеф, заемайки все по-голяма част от земеделските земи. Рекултивацията на тези земи се извършва много бавно.

По този начин икономическата дейност на човека вече се е превърнала в неразделна част от всички съвременни геоложки процеси.

Въпроси

1.Ендогенни и екзогенни процеси

Земетресение

.Физични свойства на минералите

.Еперогенни движения

.Библиография

1. ЕКЗОГЕННИ И ЕНДОГЕННИ ПРОЦЕСИ

Екзогенни процеси - геоложки процеси, протичащи на повърхността на Земята и в най-горните части на земната кора (изветряне, ерозия, ледникова дейност и др.); се причиняват главно от енергията на слънчевата радиация, гравитацията и жизнената дейност на организмите.

Ерозията (от латински erosio - разяждане) е разрушаване на скали и почви от повърхностни водни потоци и вятър, включително отделяне и отстраняване на фрагменти от материал и придружено от тяхното отлагане.

Често, особено в чуждестранната литература, ерозията се разбира като всяка разрушителна дейност на геоложки сили, като морски прибой, ледници, гравитация; в този случай ерозията е синоним на денудация. За тях обаче има и специални термини: абразия (вълнова ерозия), екзарация (ледникова ерозия), гравитационни процеси, солифлукция и др. Същият термин (дефлация) се използва успоредно с понятието ветрова ерозия, но последното е много по-често срещано.

Въз основа на скоростта на развитие ерозията се разделя на нормална и ускорена. Нормалният винаги възниква при наличието на някакъв изразен отток, протича по-бавно от почвообразуването и не води до забележими промени в нивото и формата на земната повърхност. Ускореното е по-бързо от образуването на почвата, води до деградация на почвата и е придружено от забележима промяна в топографията. По причини се разграничават естествена и антропогенна ерозия. Трябва да се отбележи, че антропогенната ерозия не винаги е ускорена, както и обратното.

Работата на ледниците е релефообразуващата дейност на планинските и покривните ледници, състояща се в улавяне на скални частици от движещ се ледник, тяхното прехвърляне и отлагане, когато ледът се топи.

Ендогенни процеси Ендогенните процеси са геоложки процеси, свързани с енергията, възникваща в дълбините на твърдата Земя. Ендогенните процеси включват тектонични процеси, магматизъм, метаморфизъм и сеизмична активност.

Тектонски процеси - образуване на разломи и гънки.

Магматизмът е термин, който обединява ефузивни (вулканизъм) и интрузивни (плутонизъм) процеси в развитието на нагънати и платформени области. Под магматизъм се разбира съвкупността от всички геоложки процеси, чиято движеща сила е магмата и нейните производни.

Магматизмът е проява на дълбоката активност на Земята; той е тясно свързан с неговото развитие, термична история и тектонска еволюция.

Магматизмът се отличава:

геосинклинален

платформа

океански

магматизъм на зоните на активиране

По дълбочина на проявление:

бездна

хипабисал

повърхност

Според състава на магмата:

ултраосновен

основен

алкален

В съвременната геоложка епоха магматизмът е особено развит в Тихоокеанския геосинклинален пояс, средноокеанските хребети, рифовите зони на Африка и Средиземно море и др. С магматизма е свързано образуването на голям брой разнообразни минерални находища.

Сеизмичната активност е количествена мярка за сеизмичния режим, определена от средния брой огнища на земетресения в определен диапазон от енергийни величини, които възникват на разглежданата територия за определено време на наблюдение.

2. ЗЕМЕТРЕСЕНИЯ

геоложка кора epeirogenic

Действието на вътрешните сили на Земята се проявява най-ясно в явлението земетресения, под които се разбира разклащане на земната кора, причинено от размествания на скали в недрата на Земята.

Земетресение- доста често срещано явление. Наблюдава се в много части на континентите, както и на дъното на океани и морета (в последния случай се говори за „морско земетресение”). Броят на земетресенията на земното кълбо достига няколкостотин хиляди годишно, т.е. средно се случват едно или две земетресения в минута. Силата на земетресението е различна: повечето от тях се откриват само от високочувствителни инструменти - сеизмографи, други се усещат директно от човек. Броят на последните достига две до три хиляди годишно и те са разпределени много неравномерно - в някои райони такива силни земетресения са много чести, докато в други са необичайно редки или дори практически липсват.

Земетресенията могат да бъдат разделени на ендогеннисвързани с процеси, протичащи дълбоко в Земята, и екзогенни, в зависимост от процесите, протичащи в близост до повърхността на Земята.

За естествени земетресенияТе включват вулканични земетресения, причинени от вулканични изригвания, и тектонични земетресения, причинени от движението на материята в дълбоката вътрешност на Земята.

За екзогенни земетресениявключват земетресения, възникващи в резултат на подземни срутвания, свързани с карст и някои други явления, газови експлозии и др. Екзогенните земетресения могат да бъдат причинени и от процеси, протичащи на самата повърхност на Земята: падане на камъни, удари на метеорити, падаща вода от голяма височина и други явления, както и фактори, свързани с човешката дейност (изкуствени експлозии, работа на машини и др.) .

Генетично земетресенията могат да бъдат класифицирани, както следва: Естествено

Ендогенни: а) тектонски, б) вулканични. Екзогенни: а) карстови свлачища, б) атмосферни в) от вълни, водопади и др. Изкуствени

а) от експлозии, б) от артилерийски огън, в) от изкуствено скално срутване, г) от транспорт и др.

В курса по геология се разглеждат само земетресения, свързани с ендогенни процеси.

Когато се появят силни земетресения в гъсто населени райони, те причиняват огромни щети на хората. По отношение на бедствията, причинени на хората, земетресенията не могат да се сравняват с никое друго природно явление. Например в Япония по време на земетресението от 1 септември 1923 г., което продължи само няколко секунди, 128 266 къщи бяха напълно разрушени и 126 233 бяха частично разрушени, около 800 кораба бяха изгубени и 142 807 души бяха убити или изчезнали. Повече от 100 хиляди души бяха ранени.

Изключително трудно е да се опише явлението земетресение, тъй като целият процес трае само няколко секунди или минути и човек няма време да възприеме цялото разнообразие от промени, които се случват в природата през това време. Вниманието обикновено се фокусира само върху колосалните разрушения, които възникват в резултат на земетресение.

Ето как М. Горки описва земетресението, станало в Италия през 1908 г., на което той е очевидец: „Земята заглушаваше, стенеше, прегърбваше се под краката ни и се тревожеше, образувайки дълбоки пукнатини - сякаш в дълбините някакъв огромен червей, дремеща от векове, събудила се и се мятала насам-натам...Тръпки и залитане, сградите се накланяли, пукнатини се виели по белите им стени, като светкавици, и стените се рушили, заспивали тесните улици и хората сред тях ... Подземният тътен, грохотът на камъните, скърцането на дървата заглушиха виковете за помощ, виковете на безумието. Земята е развълнувана като морето, изхвърляйки от гърдите си дворци, бараки, храмове, казарми, затвори, училища, унищожавайки стотици и хиляди жени, деца, богати и бедни с всяко потръпване. "

В резултат на това земетресение град Месина и редица други населени места са разрушени.

Общата последователност на всички явления по време на земетресение е изследвана от И. В. Мушкетов по време на най-голямото земетресение в Централна Азия - земетресението в Алма-Ата от 1887 г.

На 27 май 1887 г. вечерта, както пишат очевидци, няма признаци на земетресение, но домашните животни се държат неспокойно, не приемат храна, скъсват се от каишката си и т.н. Сутринта на 28 май, в 4: 35 сутринта се чу подземен тътен и доста силен тласък. Разтърсването продължи не повече от секунда. Няколко минути по-късно бръмченето се възобнови; наподобяваше глухия звън на множество мощни камбани или рев на преминаваща тежка артилерия. Ревът беше последван от силни смазващи удари: в къщите падна мазилка, излетяха стъкла, срутиха се печки, паднаха стени и тавани: улиците бяха пълни със сив прах. Най-тежко са пострадали масивните каменни сгради. Северната и южната стена на къщите, разположени по меридиана, са паднали, а западната и източната са запазени. Отначало изглеждаше, че градът вече не съществува, че всички сгради са разрушени без изключение. Сътресенията и трусовете, макар и по-слаби, продължиха през целия ден. Много повредени, но съществуващи къщи паднаха от тези по-слаби трусове.

В планините се образуваха свлачища и пукнатини, през които на места излязоха на повърхността потоци подпочвени води. Глинестата почва по планинските склонове, вече силно намокрена от дъждовете, започна да пълзи, затрупвайки речните корита. Събрана от потоците, цялата тази маса от пръст, развалини и камъни под формата на гъсти кални потоци се втурна към подножието на планините. Един от тези потоци се простираше на 10 км и беше широк 0,5 км.

Разрушенията в самия град Алмати бяха огромни: от 1800 къщи оцеляха само няколко къщи, но броят на човешките жертви беше сравнително малък (332 души).

Многобройни наблюдения показват, че южните стени на къщите са се срутили първо (част от секундата по-рано), а след това и северните, а камбаните в църквата "Покров" (в северната част на града) са ударили няколко секунди след разрушенията, настъпили в южната част на града. Всичко това показваше, че центърът на земетресението е южно от града.

Повечето от пукнатините в къщите също бяха наклонени на юг, или по-точно на югоизток (170°) под ъгъл 40-60°. Анализирайки посоката на пукнатините, И. В. Мушкетов стигна до извода, че източникът на земетръсните вълни се намира на дълбочина 10-12 км, на 15 км южно от Алма-Ата.

Дълбокият център или огнището на земетресението се нарича хипоцентър. INВ план се очертава като кръгла или овална площ.

Зона, разположена на повърхността Земята над хипоцентъра се наричаепицентър . Характеризира се с максимално разрушаване, като много обекти се движат вертикално (подскачат), а пукнатините в къщите са разположени много стръмно, почти вертикално.

Районът на епицентъра на земетресението в Алма-Ата беше определен на 288 км ² (36 *8 km), а районът, където земетресението е било най-мощно, обхваща площ от 6000 km ². Такава област се нарича плейстосейст („плейсто” – най-голям и „сейстос” – разтърсен).

Земетресението в Алма-Ата продължи повече от един ден: след трусовете от 28 май 1887 г. се случиха трусове с по-малка сила в продължение на повече от две години. на интервали от първо няколко часа, а след това дни. Само за две години имаше над 600 стачки, които все повече отслабваха.

Историята на Земята описва земетресения с още повече трусове. Например през 1870 г. трусове започват в провинция Фокида в Гърция, които продължават три години. През първите три дни трусовете се следват на всеки 3 минути, а през първите пет месеца са възникнали около 500 хиляди труса, от които 300 са разрушителни и следват един след друг със среден интервал от 25 секунди. За три години са извършени над 750 хиляди стачки.

По този начин земетресението не възниква в резултат на еднократно събитие, което се случва в дълбочина, а в резултат на някакъв дългосрочен процес на движение на материята във вътрешните части на земното кълбо.

Обикновено първоначалният голям трус е последван от верига от по-малки трусове и целият този период може да се нарече период на земетресение. Всички сътресения от един период идват от общ хипоцентър, който понякога може да се измества по време на развитието и следователно епицентърът също се измества.

Това ясно се вижда в редица примери за кавказки земетресения, както и земетресението в района на Ашхабад, станало на 6 октомври 1948 г. Основният трус последва в 1 час и 12 минути без предварителни трусове и продължи 8-10 секунди. През това време в града и околните села са настъпили огромни разрушения. Едноетажните къщи от сурови тухли се рушат, а покривите се покриват с купчини тухли, домакински съдове и пр. Отделни стени на по-солидно изградени къщи изпадат, а тръбите и печките се срутват. Интересно е да се отбележи, че кръглите сгради (асансьор, джамия, катедрала и т.н.) издържат на удара по-добре от обикновените четириъгълни сгради.

Епицентърът на труса е бил на 25 км. югоизточно от Ашхабад, в района на държавното стопанство Карагаудан. Епицентралната област се оказа издължена в северозападна посока. Хипоцентърът е бил на дълбочина 15-20 км. Дължината на плейстосейстичната област достига 80 км, а ширината 10 км. Периодът на земетресението в Ашхабад беше дълъг и се състоеше от много (повече от 1000) труса, епицентрите на които бяха разположени северозападно от главния в тясна ивица, разположена в подножието на Копет-Даг

Хипоцентровете на всички тези вторични трусове са били на същата плитка дълбочина (около 20-30 км) като хипоцентъра на основния трус.

Хипоцентровете на земетресението могат да бъдат разположени не само под повърхността на континентите, но и под дъното на морета и океани. По време на морски земетресения разрушенията на крайбрежните градове също са много значителни и са съпроводени с човешки жертви.

Най-силното земетресение е през 1775 г. в Португалия. Плейстозеистичният регион на това земетресение покрива огромна площ; епицентърът е бил разположен под дъното на Бискайския залив близо до столицата на Португалия Лисабон, която беше най-силно засегната.

Първият трус е на 1 ноември следобед и е придружен от страшен рев. Според очевидци земята се е издигнала и след това е паднала цял лакът. Къщите паднаха със страшен трясък. Огромният манастир в планината се люлееше толкова силно от едната страна на другата, че заплашваше да рухне всяка минута. Трусовете продължиха 8 минути. Няколко часа по-късно земетресението се възобнови.

Мраморният насип се срути и потъна под вода. Хората и корабите, стоящи близо до брега, бяха привлечени в образувалата се водна фуния. След земетресението дълбочината на залива на мястото на насипа достигна 200 m.

Морето се отдръпна в началото на земетресението, но тогава огромна вълна с височина 26 метра удари брега и наводни брега на ширина от 15 километра. Имаше три такива вълни, следващи една след друга. Това, което е оцеляло след земетресението, е отнесено и изнесено в морето. Повече от 300 кораба са унищожени или повредени само в лисабонското пристанище.

Вълните от Лисабонското земетресение преминаха през целия Атлантически океан: близо до Кадис височината им достигна 20 м, на африканския бряг, край бреговете на Танжер и Мароко - 6 м, на островите Фуншал и Мадера - до 5 м. Вълните прекосиха Атлантическия океан и бяха усетени край бреговете на Америка на островите Мартиника, Барбадос, Антигуа и др. Земетресението в Лисабон уби над 60 хиляди души.

Такива вълни често възникват по време на морски трусове, те се наричат ​​цуцна. Скоростта на разпространение на тези вълни е от 20 до 300 м/сек в зависимост от: дълбочината на океана; височината на вълната достига 30 m.

Изсушаването на брега преди цунами обикновено продължава няколко минути и в изключителни случаи достига час. Цунами възникват само по време на морски трусове, когато определена част от дъното се срутва или издига.

Появата на вълни цунами и отливи се обяснява по следния начин. В епицентралната област, поради деформацията на дъното, се образува вълна на налягане, която се разпространява нагоре. Морето на това място само силно набъбва, на повърхността се образуват краткотрайни течения, разминаващи се във всички посоки или „кипи“ с вода, изхвърлена на височина до 0,3 m. Всичко това е придружено от бръмчене. След това вълната на налягане се трансформира на повърхността във вълни цунами, разпространяващи се в различни посоки. Отливите преди цунами се обясняват с факта, че водата първо се втурва в подводна дупка, от която след това се изтласква в епицентралния регион.

Когато епицентровете са в гъсто населени райони, земетресенията причиняват огромни бедствия. Особено разрушителни са земетресенията в Япония, където за 1500 години са регистрирани 233 големи земетресения с брой трусове над 2 милиона.

Големи бедствия са причинени от земетресения в Китай. По време на бедствието на 16 декември 1920 г. в района на Кансу загинаха над 200 хиляди души, а основната причина за смъртта беше срутването на жилища, вкопани в льоса. Земетресения с изключителна сила станаха в Америка. Земетресение в района на Риобамба през 1797 г. уби 40 хиляди души и разруши 80% от сградите. През 1812 г. град Каракас (Венецуела) е напълно унищожен в рамките на 15 секунди. Град Консепсион в Чили многократно беше почти напълно унищожен, град Сан Франциско беше тежко повреден през 1906 г. В Европа най-голямото разрушение се наблюдава след земетресението в Сицилия, където през 1693 г. бяха унищожени 50 села и загинаха над 60 хиляди души .

На територията на СССР най-разрушителните земетресения са в южната част на Централна Азия, в Крим (1927 г.) и в Кавказ. Град Шемаха в Закавказието особено често страда от земетресения. Разрушаван е през 1669, 1679, 1828, 1856, 1859, 1872, 1902 г. До 1859 г. град Шемаха е провинциален център на Източно Закавказие, но поради земетресението столицата трябва да бъде преместена в Баку. На фиг. 173 показва местоположението на епицентровете на земетресенията в Шемаха. Точно както в Туркменистан, те са разположени по определена линия, удължена в северозападна посока.

По време на земетресенията на повърхността на Земята настъпват значителни промени, изразяващи се в образуване на пукнатини, пропадания, гънки, издигане на отделни участъци на сушата, образуване на острови в морето и др. Тези смущения, наречени сеизмични, често допринасят до образуването на мощни свлачища, свлачища, кални потоци и кални потоци в планините, появата на нови източници, спирането на стари, образуването на кални хълмове, газови емисии и др. Наричат ​​се смущения, образувани след земетресения постсеизмични.

Феномени. свързани със земетресенията както на повърхността на Земята, така и в нейната вътрешност се наричат ​​сеизмични явления. Науката, която изучава сеизмичните явления, се нарича сеизмология.

3. ФИЗИЧНИ СВОЙСТВА НА МИНЕРАЛИТЕ

Въпреки че основните характеристики на минералите (химичен състав и вътрешна кристална структура) са установени на базата на химически анализи и рентгенова дифракция, те косвено се отразяват в свойства, които лесно се наблюдават или измерват. За диагностициране на повечето минерали е достатъчно да се определи техният блясък, цвят, цепителност, твърдост и плътност.

Блясък(метални, полуметални и неметални - диамантени, стъклени, мазни, восъчни, копринени, перлени и др.) се определя от количеството светлина, отразена от повърхността на минерала и зависи от неговия показател на пречупване. Въз основа на прозрачността минералите се разделят на прозрачни, полупрозрачни, полупрозрачни на тънки фрагменти и непрозрачни. Количественото определяне на пречупването и отразяването на светлината е възможно само под микроскоп. Някои непрозрачни минерали отразяват силно светлината и имат метален блясък. Това е често срещано при рудни минерали като галенит (оловен минерал), халкопирит и борнит (медни минерали), аргентит и акантит (сребърни минерали). Повечето минерали поглъщат или пропускат значителна част от падащата върху тях светлина и имат неметален блясък. Някои минерали имат блясък, който преминава от метален към неметален, който се нарича полуметален.

Минералите с неметален блясък обикновено са светли, някои от тях са прозрачни. Кварцът, гипсът и леката слюда често са прозрачни. Други минерали (например млечнобял кварц), които пропускат светлина, но през които обектите не могат да бъдат ясно разграничени, се наричат ​​полупрозрачни. Минералите, съдържащи метали, се различават от другите по пропускливост на светлина. Ако светлината преминава през минерал, поне в най-тънките ръбове на зърната, тогава той по правило е неметален; ако светлината не преминава, значи е руда. Има обаче изключения: например светло оцветеният сфалерит (цинков минерал) или цинобър (живачен минерал) често са прозрачни или полупрозрачни.

Минералите се различават по качествените характеристики на техния неметален блясък. Глината има матов, землист блясък. Кварцът по ръбовете на кристалите или върху повърхностите на счупване е стъклен, талкът, който е разделен на тънки листа по равнините на разцепване, е седеф. Ярък, искрящ, като диамант, блясък се нарича диамант.

Когато светлината падне върху минерал с неметален блясък, тя частично се отразява от повърхността на минерала и частично се пречупва на тази граница. Всяко вещество се характеризира с определен показател на пречупване. Тъй като може да се измерва с висока точност, това е много полезна функция за диагностика на минерали.

Естеството на блясъка зависи от индекса на пречупване, а и двете зависят от химичния състав и кристалната структура на минерала. Като цяло прозрачните минерали, съдържащи атоми на тежки метали, се характеризират със силен блясък и висок индекс на пречупване. Тази група включва такива общи минерали като англезит (оловен сулфат), каситерит (калаен оксид) и титанит или сфен (калциев титанов силикат). Минералите, съставени от относително леки елементи, също могат да имат силен блясък и висок индекс на пречупване, ако техните атоми са плътно опаковани и държани заедно чрез силни химически връзки. Ярък пример е диамантът, който се състои само от един лек елемент, въглерод. В по-малка степен това важи и за минерала корунд (Ал 2О 3), прозрачни цветни разновидности, от които - рубини и сапфири - са скъпоценни камъни. Въпреки че корундът е съставен от леки атоми на алуминий и кислород, те са толкова здраво свързани помежду си, че минералът има доста силен блясък и относително висок индекс на пречупване.

Някои гланцове (маслен, восъчен, матов, копринен и др.) зависят от състоянието на повърхността на минерала или от структурата на минералния агрегат; смолистият блясък е характерен за много аморфни вещества (включително минерали, съдържащи радиоактивните елементи уран или торий).

Цвят- прост и удобен диагностичен знак. Примерите включват месингов жълт пирит (FeS 2), оловно-сив галенит (PbS) и сребристо-бял арсенопирит (FeAsS 2). При други рудни минерали с метален или полуметален блясък, характерният цвят може да бъде маскиран от играта на светлина в тънък повърхностен филм (затъмняване). Това е обичайно за повечето медни минерали, особено за борнита, който се нарича "паунова руда" поради преливащия си синьо-зелен цвят, който бързо се развива, когато е прясно счупен. Въпреки това, други медни минерали са боядисани в познати цветове: малахит - зелен, азурит - син.

Някои неметални минерали се разпознават безпогрешно по цвета, определен от основния химичен елемент (жълто - сяра и черно - тъмно сиво - графит и др.). Много неметални минерали се състоят от елементи, които не им осигуряват специфичен цвят, но имат цветни разновидности, чийто цвят се дължи на наличието на примеси от химични елементи в малки количества, които не са сравними с интензивността на цвят, който причиняват. Такива елементи се наричат ​​хромофори; техните йони се характеризират със селективно поглъщане на светлина. Например тъмно лилавият аметист дължи цвета си на следи от желязо в кварца, докато тъмнозеленият цвят на изумруда се дължи на малкото количество хром в берила. Цветовете в нормално безцветните минерали могат да са резултат от дефекти в кристалната структура (причинени от незапълнени атомни позиции в решетката или включване на чужди йони), което може да причини селективно поглъщане на определени дължини на вълните в спектъра на бялата светлина. След това минералите се боядисват в допълнителни цветове. Рубините, сапфирите и александритите дължат цвета си именно на тези светлинни ефекти.

Безцветните минерали могат да бъдат оцветени от механични включвания. Така тънкото разпръснато разпръскване на хематита придава на кварца червен цвят, а хлорита - зелен. Млечният кварц е замъглен с газово-течни включвания. Въпреки че минералният цвят е едно от най-лесно определяемите свойства в минералната диагностика, той трябва да се използва с повишено внимание, тъй като зависи от много фактори.

Въпреки променливостта на цвета на много минерали, цветът на минералния прах е много постоянен и следователно е важен диагностичен признак. Обикновено цветът на минералния прах се определя от линията (т.нар. „цвят на линията“), която минералът оставя, когато се прекара върху неглазирана порцеланова чиния (бисквита). Например минералът флуорит се предлага в различни цветове, но жилката му винаги е бяла.

Деколте- много съвършен, съвършен, среден (ясен), несъвършен (неясен) и много несъвършен - изразява се в способността на минералите да се разцепват в определени посоки. Счупване (гладко, стъпаловидно, неравномерно, раздробено, конхоидално и т.н.) характеризира повърхността на разцепването на минерал, което не е настъпило по протежение на разцепването. Например кварцът и турмалинът, чиято повърхност на счупване прилича на стъклен чип, имат конхоидална фрактура. При други минерали фрактурата може да бъде описана като грапава, назъбена или раздробена. За много минерали характеристиката не е счупване, а разцепване. Това означава, че те се разцепват по гладки равнини, пряко свързани с тяхната кристална структура. Силите на свързване между равнините на кристалната решетка могат да варират в зависимост от кристалографската посока. Ако те са много по-големи в някои посоки, отколкото в други, тогава минералът ще се раздели през най-слабата връзка. Тъй като разцепването винаги е успоредно на атомните равнини, то може да бъде обозначено чрез посочване на кристалографски посоки. Например халитът (NaCl) има разцепване на куб, т.е. три взаимно перпендикулярни посоки на евентуално разцепване. Цепителността се характеризира и с лекотата на проявление и качеството на получената повърхност на цепителността. Слюдата има много перфектна цепителност в една посока, т.е. лесно се разделя на много тънки листа с гладка лъскава повърхност. Топазът има идеално разцепване в една посока. Минералите могат да имат две, три, четири или шест посоки на разцепване, по които са еднакво лесни за разцепване, или няколко посоки на разцепване с различна степен. Някои минерали изобщо нямат разцепване. Тъй като разцепването, като проява на вътрешната структура на минералите, е тяхно постоянно свойство, то служи като важен диагностичен признак.

твърдост- устойчивостта, която минералът оказва при надраскване. Твърдостта зависи от кристалната структура: колкото по-здраво са свързани помежду си атомите в структурата на един минерал, толкова по-трудно е да се надраска. Талкът и графитът са подобни на мека плоча минерали, изградени от слоеве атоми, свързани заедно чрез много слаби сили. На пипане са мазни: при триене върху кожата на ръката отделни тънки слоеве се изплъзват. Най-твърдият минерал е диамантът, в който въглеродните атоми са толкова здраво свързани, че може да бъде надраскан само от друг диамант. В началото на 19в. Австрийският минералог Ф. Моос подрежда 10 минерала в нарастващ ред според тяхната твърдост. Оттогава те се използват като стандарти за относителната твърдост на минералите, т.нар. Скала на Моос (Таблица 1)

Таблица 1. СКАЛА ЗА ТВЪРДОСТ ПО MOH

Минерална относителна твърдостТалк 1 Гипс 2 Калцит 3 Флуорит 4 Апатит 5 Ортоклаз 6 Кварц 7 Топаз 8 Корунд 9 Диамант 10

За да се определи твърдостта на един минерал, е необходимо да се идентифицира най-твърдият минерал, който той може да надраска. Твърдостта на изследвания минерал ще бъде по-голяма от твърдостта на минерала, който е надраскал, но по-малка от твърдостта на следващия минерал по скалата на Моос. Силите на свързване могат да варират в зависимост от кристалографската посока и тъй като твърдостта е груба оценка на тези сили, тя може да варира в различни посоки. Тази разлика обикновено е малка, с изключение на кианита, който има твърдост 5 в посока, успоредна на дължината на кристала, и 7 в напречна посока.

За по-малко точно определяне на твърдостта можете да използвате следната, по-проста, практична скала.

2 -2,5 Миниатюра 3 Сребърна монета 3,5 Бронзова монета 5,5-6 Острие на канцеларски нож 5,5-6 Прозоречно стъкло 6,5-7 Файл

В минералогическата практика се използва и измерването на абсолютни стойности на твърдост (така наречената микротвърдост) с помощта на склерометър, който се изразява в kg/mm2. .

Плътност.Масата на атомите на химичните елементи варира от водород (най-лекият) до уран (най-тежкият). При равни други условия масата на вещество, състоящо се от тежки атоми, е по-голяма от тази на вещество, състоящо се от леки атоми. Например два карбоната - арагонит и церусит - имат подобна вътрешна структура, но арагонитът съдържа леки калциеви атоми, а церуситът съдържа тежки оловни атоми. В резултат на това масата на церусит надвишава масата на арагонит със същия обем. Масата на единица обем на минерал също зависи от плътността на опаковане на атомите. Калцитът, подобно на арагонита, е калциев карбонат, но в калцита атомите са по-малко плътно опаковани, така че той има по-малка маса на единица обем от арагонита. Относителната маса или плътността зависи от химичния състав и вътрешната структура. Плътността е съотношението на масата на веществото към масата на същия обем вода при 4 ° C. Така че, ако масата на минерал е 4 g, а масата на същия обем вода е 1 g, тогава плътността на минерала е 4. В минералогията е обичайно плътността да се изразява в g/ cm3 .

Плътността е важна диагностична характеристика на минералите и не е трудна за измерване. Първо пробата се претегля във въздух и след това във вода. Тъй като проба, потопена във вода, е подложена на възходяща плаваща сила, нейното тегло там е по-малко, отколкото във въздуха. Загубата на тегло е равна на теглото на изместената вода. По този начин плътността се определя от съотношението на масата на пробата във въздуха към нейната загуба на тегло във вода.

Пиро-електричество.Някои минерали, като турмалин, каламин и др., се наелектризират при нагряване или охлаждане. Това явление може да се наблюдава чрез опрашване на охлаждащ минерал със смес от прахове от сяра и червено олово. В този случай сярата покрива положително заредените участъци от повърхността на минерала, а червеният олово - участъците с отрицателен заряд.

Магнетичност -това е свойството на някои минерали да действат върху магнитна игла или да бъдат привлечени от магнит. За определяне на магнетизма се използва магнитна игла, поставена върху остър триножник, или магнитна подкова, прът. Също така е много удобно да използвате магнитна игла или нож.

При тестване за магнетизъм са възможни три случая:

а) когато минерал в естествената си форма („сам по себе си“) действа върху магнитна стрелка,

б) когато минералът става магнитен само след калциниране в редуциращия пламък на духалка

в) когато минералът не проявява магнетизъм преди или след калциниране в редуциращ пламък. За да калцинирате с редуциращ пламък, трябва да вземете малки парчета с размер 2-3 mm.

Сияние.Много минерали, които не светят сами, започват да светят при определени специални условия.

Различават се фосфоресценция, луминесценция, термолуминесценция и триболуминесценция на минералите. Фосфоресценцията е способността на минерала да свети след излагане на един или друг лъч (вилит). Луминесценцията е способността да свети в момента на облъчване (шеелит при облъчване с ултравиолетови и катодни лъчи, калцит и др.). Термолуминесценция - светят при нагряване (флуорит, апатит).

Триболуминесценция - светят в момента на драскане с игла или разцепване (слюда, корунд).

Радиоактивност.Много минерали, съдържащи елементи като ниобий, тантал, цирконий, редкоземни елементи, уран и торий, често имат доста значителна радиоактивност, лесно откриваема дори от домашни радиометри, което може да служи като важен диагностичен знак.

За да се тества за радиоактивност, първо се измерва и записва фоновата стойност, след което минералът се приближава, по възможност по-близо до детектора на устройството. Увеличаване на показанията с повече от 10-15% може да служи като индикатор за радиоактивността на минерала.

Електропроводимост.Редица минерали имат значителна електропроводимост, което им позволява ясно да бъдат разграничени от подобни минерали. Може да се провери с обикновен домакински тестер.

4. ЕПЕЙРОГЕННИ ДВИЖЕНИЯ НА ЗЕМНАТА КОРА

Еперогенни движения- бавни вековни издигания и потъвания на земната кора, които не предизвикват промени в първичното залягане на слоевете. Тези вертикални движения са осцилаторни по природа и обратими, т.е. покачването може да бъде заменено от спад. Тези движения включват:

Съвременни, които са записани в човешката памет и могат да бъдат измерени инструментално чрез многократна нивелация. Скоростта на съвременните колебателни движения средно не надвишава 1-2 cm/година, а в планинските райони може да достигне 20 cm/година.

Неотектонските движения са движения през неоген-кватернера (25 милиона години). По принцип те не се различават от съвременните. Неотектонските движения са регистрирани в съвременния релеф и основният метод за изучаването им е геоморфологичният. Скоростта на движението им е с порядък по-ниска, в планинските райони - 1 см/год.; в равнините - 1 мм/год.

Древни бавни вертикални движения са записани в участъци от седиментни скали. Скоростта на древните осцилаторни движения според учените е по-малка от 0,001 mm/година.

Орогенни движенияпротичат в две посоки - хоризонтална и вертикална. Първият води до срутване на скали и образуване на гънки и навлачвания, т.е. до намаляване на земната повърхност. Вертикалните движения водят до повдигане на площта, където се получава нагъване и често появата на планински структури. Орогенните движения се случват много по-бързо от осцилаторните движения.

Те се съпровождат от активен ефузивен и интрузивен магматизъм, както и от метаморфизъм. През последните десетилетия тези движения се обясняват със сблъсъка на големи литосферни плочи, които се движат хоризонтално по астеносферния слой на горната мантия.

ВИДОВЕ ТЕКТОНСКИ РАЗРЕШЕНИЯ

Видове тектонични нарушения

а - сгънати (пликатни) форми;

В повечето случаи тяхното образуване е свързано с уплътняване или компресия на земното вещество. Гънките се разделят морфологично на два основни типа: изпъкнали и вдлъбнати. При хоризонтален разрез в сърцевината на изпъкналата гънка са разположени слоеве, които са по-стари по възраст, а по-младите слоеве са разположени върху крилата. Вдлъбнатите завои, от друга страна, имат по-млади отлагания в ядрата си. В гънките изпъкналите крила обикновено са наклонени встрани от аксиалната повърхност.

б - прекъснати (дизюнктивни) форми

Прекъснатите тектонични нарушения са тези промени, при които се нарушава непрекъснатостта (целостта) на скалите.

Разломите се разделят на две групи: разломи без изместване на разделените от тях скали един спрямо друг и разломи с изместване. Първите се наричат ​​тектонски пукнатини или диаклази, вторите се наричат ​​параклази.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Белоусов В.В. Очерци по история на геологията. В началото на науката за Земята (геология до края на 18 век). - М., - 1993.

Вернадски V.I. Избрани трудове по история на науката. - М.: Наука, - 1981.

Поваренных А.С., Оноприенко В.И. Минералогия: минало, настояще, бъдеще. - Киев: Наукова думка, - 1985.

Съвременни идеи на теоретичната геология. - Л.: Недра, - 1984.

Khain V.E. Основните проблеми на съвременната геология (геология на прага на 21 век). - М .: Научен свят, 2003.

Khain V.E., Рябухин A.G. История и методология на геоложките науки. - М.: МГУ, - 1996.

Халем А. Големи геоложки спорове. М.: Мир, 1985.

Ендогенни процеси

Земната кора е подложена на постоянно въздействие на вътрешни (ендогенни) и външни (екзогенни) сили, които променят нейния състав, структура и форма на повърхността.

Вътрешните сили на Земята, причинени главно от колосалното налягане и високата температура на дълбоките слоеве, причиняват смущения в първоначалната поява на скалните слоеве, което води до образуване на гънки, пукнатини, разломи и размествания.

Земетресенията и магматизмът се свързват с дейността на вътрешните сили.

Магматизмът е сложен геоложки процес, който включва явленията на генериране на магма в подкоровата област, нейното движение към горните хоризонти на земната кора и образуването на магмени скали.

Движението на магмата към повърхността се дължи, първо, на хидростатичното налягане и, второ, на значително увеличение на обема, което придружава прехода на твърди скали към състояние на стопилка.

Резултатът от дейността на вътрешните сили е образуването на планини и дълбоки падини на земната повърхност.

Вътрешните сили предизвикват векови флуктуации – бавно издигане и спускане на отделни части от земната кора. В този случай морето настъпва към сушата (трансгресия) или се отдръпва (регресия). Освен бавни вертикални движения се случват и хоризонтални премествания на земната кора.

Клонът на геологията, който изучава движенията на земната кора, промяната на нейната структура и появата на скали (гънки, разломи и др.), се нарича тектоника. Тектоничните процеси се проявяват през цялата геоложка история на Земята, променя се само интензивността им.

Съвременните движения на повърхността на земната кора се изучават от неотектониката (науката за последните движения на земната кора).

Скандинавия бавно се издига, а планинската структура на Голям Кавказ всяка година „растат“ с почти 1 см. Равнините на Източноевропейската равнина, Западносибирската низина, Източен Сибир и много други области също изпитват много бавни издигания и спускания .

Земната кора изпитва не само вертикални, но и хоризонтални движения, като скоростта им е няколко сантиметра годишно. С други думи, земната кора сякаш „диша“, като постоянно е в забавено движение.

Този въпрос е много сериозен и на първо място е от голямо значение при изграждането на големи конструкции, както и при тяхната експлоатация. Издиганията и спусканията несъмнено оказват влияние върху тяхната безопасност, особено на конструкции с линейно издължена форма (например язовири, канали), както и на резервоари и други обекти.

При разработването на каменни кариери и оценката на здравината на основите на конструкциите е необходимо също така да се вземе предвид наличието на пукнатини и разломи в земната кора, които също възникват в резултат на движенията на земната кора.

Следователно информацията за геоложките процеси е необходима, за да се предвиди предварително възможността за тяхното възникване, резултатите от промените, настъпващи в природата под въздействието на природни причини и човешка дейност.

При оценка на всяка територия във връзка с изграждането на съоръжения инженерната геология предоставя на органите за планиране информация за възможността и естеството на геоложките процеси в района. Прогнозата трябва да се дава както във времето, така и в пространството. Това ще ви позволи правилно и рационално да проектирате конструкцията, като вземете предвид всички инженерни мерки и нормална работа.

В тази връзка инженерната геология изучава и онези процеси, които преди това не са съществували на дадена територия, но могат да възникнат в резултат на човешката дейност. Тези процеси се наричат ​​инженерно-геоложки. Те имат много общо с природните геоложки процеси, но има и разлики.

Разликата се състои в това, че инженерно-геоложките процеси се характеризират с по-голяма интензивност, по-бързо протичане във времето и по-ограничена зона на тяхното проявление. Особено значимо е въздействието върху състоянието и свойствата на скалите.

Земната кора има различна подвижност, откъдето идва и характерното за нея формиране и комбинация от платформи и геосинклинали.

Платформите са най-твърдите части на земята, те се характеризират със сравнително спокойни колебателни движения с вертикален характер. Те заемат огромни пространства. Те включват източноевропейската, сибирската платформа, австралийската, северноафриканската и др.

Площите, разположени между платформите, се наричат ​​сгънати и представляват техните подвижни стави.

В началото на своето развитие зоните на гънки представляват морски басейн, в който е транспортиран кластичен материал. Натрупват се много километри утайки. В резултат на ендогенни процеси тектоничните сили раздробяват натрупаните седиментни слоеве и възниква процес на планинообразуване. Така са се образували Алпите, Карпатите, Кримските, Кавказките планини и др.

Регионите на геосинклиналите се характеризират с различни движения, но главно от нагънат и дефектен характер, което причинява промени в първоначалното положение на скалите и образуването на разломи.

Разломите на Земята могат да бъдат скрити под покритието на скалите и могат да бъдат ясно изразени на повърхността.

Разломите са зони на смачкване на кората, отслабени области, които от своя страна помагат на учените да изучават различни явления, като земетресения, и да изучават самите корени на това явление. В земната кора в резултат на вертикален и страничен натиск се нарушава първоначалното залягане на скалните пластове с образуването на разломни гънки, свличания и други тектонични форми.

Планините обикновено се наричат ​​хълмове с височина над 500 m над морското равнище, характеризиращи се с разчленен релеф.

Има различни форми - хребети, планински вериги, масивни планини и дори блокове.

Преди 5-7 милиона години са се образували Жигулийските планини - единствената уникална тектонска структура в рамките на Руската платформа. Блок се издигна покрай разлом в основата. Движенията на седиментните слоеве са плавни, без прекъсвания или размествания на слоевете един спрямо друг.

Получената дислокация има формата на гънка със стръмно северно крило и полегато южно. Разломът в основата минава от град Кузнецк през град Сизран, село Золное и минава на левия бряг на река Волга. Планините Соколи са продължение на Жигули. Планините Самара Лука и Соколи са част от общо куполообразно тектонично издигане, което постепенно става леко на изток, юг и запад. Град Самара е разположен на южното крило на флексурата.

Скалите, които изграждат планините, обикновено се срещат под формата на слоеве (слоеве). Ако слоевете са разположени хоризонтално или леко наклонени, те се наричат ​​​​нормални. Паралелното появяване на няколко слоя се нарича съгласувано появяване.

Най-простата тектонска структура е моноклиналата (фиг. 2), където слоевете имат общ наклон в една или друга посока.

Гънката е едно непрекъснато огъване на слоеве, което възниква в резултат на въздействието на вертикални тектонични сили върху скалите (фиг. 3).

Фиг. 3 Антиклинала (A) и синклинала (C): 1 -1 гънка ос, 2 гънки, 3 - гънка крило, 4 - гънка сърцевина

Различават се два основни вида гънки: антиклинала - с обърната нагоре изпъкнала част и синклинала - с обратна форма.

Първата гънка се характеризира с това, че по-древните скали лежат в централната й част или ядрото, докато по-младите скали лежат във втората. Тези определения не се променят, дори ако гънките са наклонени, поставени отстрани или обърнати.

Всяка гънка има определени елементи: крилото на гънката, сърцевината, дъгата, аксиалната повърхност, оста и пантата на гънката.

Характерът на наклона на аксиалната повърхност на гънката ни позволява да разграничим следните видове гънки: прави, наклонени, преобърнати, легнали, гмуркащи се (фиг. 4).

В зависимост от положението на аксиалната равнина гънките се разделят на

Фиг.4. Класификация на гънките според наклона на аксиалната повърхност и крилата (гънките са показани в напречно сечение): а - прави; б- наклонен; в - преобърнат; g - легнал; d - гмуркане

При определени условия възниква разновидност на този вид дислокация - флексура - коленовидна гънка (фиг. 5), образувана при разместване на един скален масив спрямо друг без нарушаване на непрекъснатостта.

Фиг.5 Огъване

Трябва да се помни, че при избор на площадки за строителство в район с нагънати скали, скалите по върховете на гънките винаги са по-начупени, дори понякога натрошени, което естествено влошава техническите им свойства.

Когато скалите се движат хоризонтално, възникват тектонични напрежения.

Ако се увеличат тектонските напрежения, тогава в даден момент границата на якост на скалите може да бъде превишена и тогава тези напрежения могат да се срутят или разкъсат - образува се прекъсване, разкъсване и разлом и по тази равнина на разкъсване има изместване на един масив спрямо друг.

Тектонските разкъсвания, подобно на гънките, са изключително разнообразни по своята форма, размер, денивелация и др.

Основните форми на разломни дислокации са разломите и реверсите. Тези форми се характеризират с възникване на формационни разкъсвания и последващо относително движение на разкъсаните части. Те възникват в точката на прекъсване на движението на слоевете нагоре (реверсен разлом) или надолу (разлом) (фиг. 6).

Фиг.6 Нулиране. повдигане

Грабен е, когато парче земя потъва между две фиксирани

(Червено море) (фиг. 7).

Ориз. 7 грабен. Хорст.

Известното езеро Байкал, най-големият резервоар за прясна вода в света, е точно ограничено до асиметричен грабен, в който най-голямата дълбочина на езерото достига 1620 m, а дълбочината на дъното на грабена се основава на седименти от плиоценска възраст (4 милиона години) е 5 км. Байкалският грабен е многостъпален и е част от сложна рифтова система от млади грабени, чиято дължина е 2500 км.

Хорст е, когато секция се издига между две неподвижни крила.

Срязването и навлизането са хоризонтални премествания на пластове (фиг. 8). В резултат на тези процеси по-младите скали могат да се окажат заровени под по-старите.

Ориз. 8 Shift. Тяга.

Наклонните разломи и навлачните разломи са интересни, защото могат да съдържат важни минерали, особено нефт и газ. Но на повърхността няма следи от петрол и за да стигнете до него, трябва да пробиете 3-4 км дебел слой от напълно различни скали.

По време на строителството трябва да се вземат предвид видовете поява на слоеве, тяхната дебелина и състав.

Така от инженерно-геоложка гледна точка най-благоприятно е хоризонталното залягане на пластовете, тяхната по-голяма дебелина и равномерен състав.В този случай са създадени условия за предпоставки за равномерна свиваемост на пластовете под тежестта на конструкциите, най-голяма стабилност (фиг. 9).

Ориз. 9 Неблагоприятни и благоприятни условия за строителство.

Наличието на дислокации и геоложки смущения драматично променя и усложнява инженерно-геоложките условия на строителните обекти.

Например, изграждането на стръмно падащи формации може да бъде много неблагоприятно.

Ако има, например, разломи, разположени върху големи площи, местоположението на структурите трябва да бъде избрано далеч от линията на разлома.

Сеизмични явления

Земетресенията са внезапни разклащания на земната кора, обикновено причинени от естествени причини.

Земетресенията се изучават от науката – сеизмологията (от гръцки seismos – разтърсвам).

Според произхода земетресенията се делят на:

Тектонски, вулканични, свлачищни (денудационни), ударни

(метеоритен) и антропогенен (изкуствен, причинен от човека).

Тектонски - причинени от движението на скали в дълбоките недра на земята.

Вулканичен - причинени от вулканични изригвания.

Барабани - причинени от удари на метеорити.

Антропогенен - изкуствени, причинени от човека.

Слаби удари от този тип се записват непрекъснато от уредите. Има повече от милион от тях на година. Повечето от тях не се усещат. Почти всяка минута на Земята има 2 - 3 макросеизмични въздействия, а мегасеизмични - катастрофални земетресения се наблюдават 1-2 пъти в годината. Обикновено има няколкостотин, причиняващи минимални щети и 20 големи.

Вулканичните земетресения се случват по време на вулканични изригвания, могат да достигнат голяма сила, но се усещат само в непосредствена близост до вулкана .

Ударни (метеоритни, космогенни) земетресения в настоящия период са наблюдавани само при падането на много големи метеорити (през 1908 г. . Тунгуски метеорит и през 1947 г. Сихоте-Алин).

Антропогенните земетресения обикновено не се описват в разделите, посветени на описанието на земетресенията, възникващи под въздействието на природни фактори. Въпреки това човешката дейност често води до появата на трусове, които са доста сравними със свлачищни земетресения.

В центъра на огнището има точка, наречена хипоцентър. Проекцията на хипоцентъра върху земната повърхност се нарича епицентър.

Сеизмичните вълни се излъчват от хипоцентъра във всички посоки. Има два вида вълни; надлъжна и напречна.

Първите предизвикват вибрации на скалните частици по дължината, вторите - перпендикулярно на посоките на сеизмичните лъчи.

Надлъжните вълни имат най-голямо количество енергия. Разрушаването на сгради и конструкции се причинява главно от въздействието на надлъжни вълни.

Напречните вълни носят по-малко количество енергия, скоростта им е 1,7 пъти по-малка. Те не се разпространяват в течни и газообразни среди.

При оценката на разрушителното въздействие на сеизмичната вълна голямо значение има ъгълът, под който тя преминава от хипоцентъра към земната повърхност. Размерът му може да варира.

Степента на разрушителност на земетресенията се оценява по величината на ускорението на хоризонталния компонент (λ).

Максималната му стойност се изчислява по формулата:

където: T - период, сек.

А е амплитудата на сеизмичната вълна, mm.

За оценка на силата на земетресението се използва коефициентът на сеизмичност

където g е ускорението на гравитацията.

При изчисляване на конструкциите, както и при определяне на устойчивостта на склоновете на куриерите, стойността на хоризонталния компонент на сеизмичната вълна (сеизмична инерционна сила) се определя по формулата:

където P е теглото на конструкцията или свлачищната маса, т.е.

Ъгълът на приближаване на сеизмичните вълни към земната повърхност също влияе върху силата на земетресението.

Най-голяма опасност представляват тези източници, от които сеизмичните вълни се приближават до повърхността под ъгъл 30-6 градуса.В този случай инженерно-геоложките условия ще играят особено голяма роля в проявата на силата на сеизмичния шок.

Подгизналите почви влияят върху увеличаването на силата на земетресение. Беше отбелязано, че в рамките на горния 10-метров слой, увеличаването на подземните води води до постоянно увеличаване на интензивността.

Анализът на сеизмични геоложки и геофизични данни дава възможност да се идентифицират предварително онези области, където трябва да се очакват земетресения в бъдеще и да се оцени тяхната максимална интензивност.

Това е същността на сеизмичното райониране.

Карта на сеизмичното райониране - официален документ,

които проектантските организации в сеизмичните райони са длъжни да вземат предвид. Стриктното спазване на стандартите за устойчиво на земетресение строителство може значително да намали разрушителното въздействие на земетресението.

Силата на земетресенията се оценява с помощта на редица характеристики; разместване на почвата, степен на повреда на сградите, промени в режима на подземните води, остатъчни явления в почвите и др.

В Русия за определяне на силата на земетресението е приета 12-степенна скала, според която най-слабото земетресение се оценява на 1 бал, най-силното - на 12 точки.

Изграждане на съоръжения и проектиране на кариери в сеизмични райони

В райони, предразположени към земетресения (с магнитуд 7 и повече), се извършва антисеизмично строителство, при което се предприемат мерки за подобряване на сеизмичната устойчивост на сгради и конструкции,

В сеизмични райони, в които максималната сеизмичност не надвишава 5 бала, не се предвиждат специални мерки.

С 6 точки строителството се извършва с подходящи строителни материали и се поставят по-високи изисквания към качеството на строителните работи:

При проектиране на конструкции в зони с възможн 7 Земетресение с магнитуд -9 изисква използването на специални мерки, предвидени в специални стандарти.

В тези райони при избора на място за конструкциите е необходимо да се стремим те да се поставят в зони, съставени от масивни скали или дебели слоеве от рохкави седименти с дълбоко ниво на подпочвените води.

Опасно е да се поставят конструкции в зони, счупени от разломи.

Строителните конструкции са направени възможно най-твърди. За тази цел е за предпочитане да се използват стоманобетонни монолитни конструкции.

По правило се монтират един или два или повече стоманобетонни пояса.

Избягвайте тежките архитектурни украшения.

Очертанията на сградата в плана са проектирани да бъдат възможно най-прости, без навлизащи ъгли.

Височината на сградите е ограничена.

От голямо значение при проектирането на конструкциите е спазването на следния принцип: периодът на свободните вибрации на конструкцията не трябва да се различава рязко от периода на сеизмичните вибрации, характерни за дадена област.

Спазването на това условие помага да се избегне появата на резонанс (добавяне на недвусмислени, синфазни трептения), което може да доведе до пълно разрушаване на сградите.

Ако периодите на колебания са близки, тогава се променя твърдостта на конструкцията или методът за изграждане на основи и основи.

При проектирането на кариери за строителни материали и различни изкопи в сеизмични зони е необходимо да се помни, че по време на земетресения стабилността на склоновете е рязко намалена.

Това налага да се ограничи височината и стръмността на стените на вдлъбнатините. Ако тези изисквания не се спазват при земетресения, свлачищата и свлачищата са неизбежни. При прогнозен магнитуд на земетресението от 7 бала дълбочината на изкопа трябва да бъде не повече от 15-16 m. В райони със земетресение от 8 бала -14-15м.

Министерство на образованието и науката на Руската федерация

Федерална агенция за образование

Държавно висше учебно заведение

професионално образование

"Уфимски държавен петролен технически университет"
Катедра по приложна екология

1. КОНЦЕПЦИЯТА ЗА ПРОЦЕСИ…………………………………………………………3

2. ЕКЗОГЕННИ ПРОЦЕСИ……………………………………………………..3

2.1 ИЗМЕРИТЕЛНИ ВЛИЯНИЯ……………………………………………………...3

2.1.1 ФИЗИЧЕСКО ИЗМЕРЕНИЕ………………………….4

2.1.2 ХИМИЧЕСКО ИЗТЪРЖАНЕ………………………...5

2.2 ГЕОЛОЖКА АКТИВНОСТ НА ВЯТЪРА………………………6

2.2.1 ДЕФЛАЦИЯ И КОРОЗИЯ………………………………….7

2.2.2 ПРЕХВЪРЛЯНЕ……………………………………………………...8

2.2.3 НАТРУПВАНЕ И ЕЛИЙСКО ОТЛАГАНЕ…………..8

^ 2.3 ГЕОЛОЖКА АКТИВНОСТ НА ПОВЪРХНОСТТА

ТЕЧАЩА ВОДА………………………………………………………………...9

2.4 ГЕОЛОЖКА АКТИВНОСТ НА ПОДЗЕМНИТЕ ВОДИ…………… 10

2.5 ГЕОЛОЖКА АКТИВНОСТ НА ЛЕДНИКИТЕ………………. 12

2.6 ГЕОЛОЖКА АКТИВНОСТ НА ОКЕАНИТЕ И МОРЕТАТА…… 12

3. ЕНДОГЕННИ ПРОЦЕСИ………………………………………………………………………. 13

3.1 МАГМАТИЗЪМ…………………………………………………………. 13

3.2 МЕТАМОРФИЗЪМ……………………………………………………... 14

3.2.1 ОСНОВНИ ФАКТОРИ НА МЕТАМОРФИЗМА………………. 14

3.2.2.МЕТАМОРФИЗЪМ ФАЦИЕС……………………………. 15

3.3 ЗЕМЕТРЕСЕНИЕ………………………………………………………15

СПИСЪК НА РЕФЕРЕНЦИИТЕ………………………… 16

1. 
   ^ ПОНЯТИЕ ЗА ПРОЦЕСИ

По време на своето съществуване Земята е преминала през дълга поредица от промени. По същество тя никога не е била същата като в предишния момент. Променя се непрекъснато. Неговият състав, физическо състояние, външен вид, позиция в световното пространство и връзката с други членове на Слънчевата система се променят.

Геологията (на гръцки “geo” - земя, “logos” - изучавам) е една от най-важните науки за Земята. Тя изучава състава, устройството, историята на развитието на Земята и процесите, протичащи във вътрешността и на повърхността. Съвременната геология използва най-новите постижения и методи на редица природни науки – математика, физика, химия, биология, география.

Обект на непосредствено изучаване на геологията е земната кора и подлежащият твърд слой на горната мантия – литосферата (на гръцки „литос“ – камък), която е от изключително значение за живота и дейността на човека.

Едно от няколко основни направления в геологията е динамичната геология, която изучава различни геоложки процеси, форми на земната повърхност, взаимоотношенията на скалите с различен произход, естеството на тяхното възникване и деформация. Известно е, че в хода на геоложкото развитие са настъпили множество промени в състава, агрегатното състояние, облика на земната повърхност и структурата на земната кора. Тези трансформации са свързани с различни геоложки процеси и техните взаимодействия.

Сред тях има две групи:

1) ендогенни (на гръцки „endos“ - вътре) или вътрешни, свързани с топлинния ефект на Земята, напрежения, възникващи в нейните дълбини, с гравитационна енергия и нейното неравномерно разпределение;

2) екзогенни (гръцки „exos“ - отвън, външен) или външни, причиняващи значителни промени в повърхностните и близките до повърхността части на земната кора. Тези промени са свързани с лъчистата енергия на Слънцето, гравитацията, непрекъснатото движение на водни и въздушни маси, циркулацията на водата на повърхността и вътре в земната кора, с жизнената дейност на организмите и други фактори. Всички екзогенни процеси са тясно свързани с ендогенните, което отразява сложността и единството на силите, действащи вътре в Земята и на нейната повърхност. Геоложките процеси модифицират земната кора и нейната повърхност, което води до разрушаване и същевременно създаване на скали. Екзогенните процеси се предизвикват от действието на гравитацията и слънчевата енергия, а ендогенните – от влиянието на вътрешната топлина на Земята и гравитацията. Всички процеси са взаимосвързани и тяхното изследване ни позволява да използваме метода на актуализма, за да разберем геоложките процеси от далечното минало.

^ 2. ЕКЗОГЕННИ ПРОЦЕСИ

Терминът „изветряне“, който се използва широко в литературата, не отразява същността и сложността на природните процеси, определени от това понятие. Неуспешният термин доведе до факта, че изследователите нямат единно разбиране за неговата същност. Във всеки случай изветрянето никога не трябва да се бърка с дейността на самия вятър.

Изветрянето е съвкупност от сложни процеси на качествена и количествена трансформация на скалите и съставните им минерали, протичащи под въздействието на различни агенти, действащи на повърхността на земята, сред които основна роля играят температурните колебания, замръзването на водата, киселините. , алкали, въглероден диоксид, действието на вятъра, организми и др. .d . В зависимост от преобладаването на определени фактори в единичен и сложен процес на изветряне условно се разграничават два взаимосвързани вида:

1) физическо изветряне и 2) химическо изветряне.
^ 2.1.1 ФИЗИЧЕСКО ИЗМЕТРЯНЕ

При този тип най-важното е температурното изветряне, което е свързано с дневни и сезонни температурни колебания, което води до нагряване или охлаждане на повърхностната част на скалите. В условията на земната повърхност, особено в пустините, дневните температурни колебания са доста значителни. Така през лятото през деня скалите се нагряват до + 80 0 C, а през нощта температурата им пада до + 20 0 C. Поради рязката разлика в топлопроводимостта, коефициентите на топлинно разширение и компресия и анизотропията на топлинните свойства на минералите, изграждащи скалите, възникват определени напрежения. Освен редуващо се нагряване и охлаждане, разрушителен ефект има и неравномерното нагряване на скалите, което е свързано с различни термични свойства, цвят и големина на минералите, изграждащи скалите.

Скалите могат да бъдат многоминерални или едноминерални. Мултиминералните скали са подложени на най-голямо разрушаване в резултат на процеса на температурно изветряне.

Процесът на температурно изветряне, който причинява механично разпадане на скалите, е особено характерен за екстрааридните и нивални ландшафти с континентален климат и неперколативен тип режим на влага. Това е особено очевидно в пустинните райони, където количеството на атмосферните валежи е от порядъка на 100-250 mm / година (с колосално изпарение) и има рязка амплитуда на дневните температури на повърхността на скалите, незащитени от растителност. При тези условия минералите, особено тъмните, се нагряват до температури, надвишаващи температурата на въздуха, което води до разпадане на скалите и образуването на кластични продукти на изветряне върху консолидиран ненарушен субстрат. В пустините се наблюдава лющене или десквамация (на латински "desquamare" - премахване на люспи), когато люспи или дебели плочи, успоредни на повърхността, се отлепват от гладката повърхност на скалите поради значителни температурни колебания. Този процес може да се наблюдава особено добре върху отделни блокове и камъни. Интензивно физическо (механично) изветряне възниква в райони със сурови климатични условия (в полярни и субполярни страни) с наличие на вечна замръзналост, причинено от излишната повърхностна влага. При тези условия изветрянето се свързва главно с ефекта на заклинване на замръзналата вода в пукнатини и с други физически и механични процеси, свързани с образуването на лед. Температурните колебания в повърхностните хоризонти на скалите, особено тежката хипотермия през зимата, водят до обемно градиентно напрежение и образуване на пукнатини от замръзване, които впоследствие се развиват от замръзване на вода в тях. Добре известно е, че когато водата замръзне, нейният обем се увеличава с повече от 9% (П. А. Шумски, 1954 г.). В резултат на това се развива натиск върху стените на големи пукнатини, причинявайки голямо разединително напрежение, раздробяване на скалите и образуване на предимно блоков материал. Такова изветряне понякога се нарича замръзване. Кореновата система на растящите дървета също има вклиняващ ефект върху скалите. Различни ровещи се животни също извършват механична работа. В заключение трябва да се каже, че чисто физическото изветряне води до раздробяване на скалите, до механично разрушаване, без да променя техния минералогичен и химичен състав.

^ 2.1.2 ХИМИЧНО ИЗТЪРЛЯНЕ

Едновременно с физическото изветряне, в райони с излугващ тип режим на влага, протичат процеси на химична промяна с образуването на нови минерали. По време на механичното разпадане на плътни скали се образуват макропукнатини, което улеснява проникването на вода и газ в тях и освен това увеличава реакционната повърхност на изветрящите скали. Това създава условия за активиране на химични и биогеохимични реакции. Проникването на вода или степента на влага не само определя трансформацията на скалите, но също така определя миграцията на най-подвижните химични компоненти. Това е особено ясно отразено във влажните тропически зони, където се комбинират висока влажност, високи топлинни условия и богата горска растителност. Последният има огромна биомаса и значителен спад. Тази маса от умираща органична материя се трансформира и обработва от микроорганизми, което води до големи количества агресивни органични киселини (разтвори). Високата концентрация на водородни йони в киселинни разтвори допринася за най-интензивната химическа трансформация на скалите, извличането на катиони от кристалните решетки на минералите и тяхното участие в миграцията.

Процесите на химическо изветряне включват окисление, хидратация, разтваряне и хидролиза.

Окисляване.Особено интензивно се среща в минералите, съдържащи желязо. Пример за това е окислението на магнетит, който преминава в по-стабилна форма - хематит (Fe 2 0 4 Fe 2 0 3). Такива трансформации са идентифицирани в древната кора на изветряне на KMA, където се добиват богати хематитни руди. Железните сулфиди претърпяват интензивно окисляване (често заедно с хидратация). Така например можем да си представим изветрянето на пирита:

FeS 2 + mO 2 + nH 2 O FeS0 4 Fe 2 (SO 4) Fe 2 O 3. nH2O

Лимонит (кафява желязна руда)

В някои находища на сулфидни и други железни руди се наблюдават „шапки от кафява желязна руда“, състоящи се от окислени и хидратирани продукти на изветряне. Въздухът и водата в йонизирана форма разрушават железните силикати и превръщат двувалентното желязо в тривалентно желязо.

Хидратация.Под въздействието на водата настъпва хидратация на минералите, т.е. фиксиране на водни молекули върху повърхността на отделни участъци от кристалната структура на минерала. Пример за хидратация е преходът на анхидрит към гипс: анхидрит-CaSO 4 +2H 2 O CaSO 4. 2H 2 0 - гипс. Хидрогоетитът също е хидратирана разновидност: гьотит - FeOOH + nH 2 O FeOH. nH 2 O - хидрогетит.

Процесът на хидратация се наблюдава и при по-сложни минерали - силикати.

Разтваряне.Много съединения се характеризират с определена степен на разтворимост. Тяхното разтваряне става под въздействието на водата, която се стича по повърхността на скалите и се просмуква през пукнатини и пори в дълбините. Ускоряването на процесите на разтваряне се улеснява от високата концентрация на водородни йони и съдържанието на O 2, CO 2 и органични киселини във водата. От химичните съединения най-добра разтворимост имат хлоридите - халит (трапезна сол), силвит и др. На второ място са сулфатите - анхидрит и гипс. На трето място са карбонатите - варовици и доломити. При разтварянето на тези скали на повърхността и в дълбочина на редица места се образуват различни карстови форми.

Хидролиза.При изветрянето на силикатите и алумосиликатите е важна хидролизата, при която структурата на кристалните минерали се разрушава под действието на водата и разтворените в нея йони и се заменя с нова, значително различна от първоначалната и присъща на новообразуваните. супергенни минерали. При този процес се случва следното: 1) рамковата структура на фелдшпатите се превръща в слоеста, характерна за новообразуваните глинести супергенни минерали; 2) отстраняване от кристалната решетка на фелдшпатите на разтворими съединения на силни основи (K, Na, Ca), които, взаимодействайки с CO 2, образуват истински разтвори на бикарбонати и карбонати (K 2 CO 3, Na 2 CO 3, CaCO 3 ). При условия на промиване карбонатите и бикарбонатите се пренасят извън мястото на тяхното образуване. При условия на сух климат те остават на място, на места образуват филми с различна дебелина или изпадат на малка дълбочина от повърхността (настъпва карбонатизация); 3) частично отстраняване на силициев диоксид; 4) добавяне на хидроксилни йони.

Процесът на хидролиза протича на етапи с последователно появяване на няколко минерала. По този начин, по време на супергенната трансформация на фелдшпатите се появяват хидрослюди, които след това се трансформират в минерали от групата на каолинита или галойзита:

K (K,H 3 O)A1 2 (OH) 2 [A1Si 3 O 10]. H 2 O Al 4 (OH) 8

Ортоклаз хидрослюден каолинит

В умерените климатични зони каолинитът е доста стабилен и в резултат на натрупването му при процесите на изветряне се образуват каолинови отлагания. Но във влажен тропически климат може да настъпи по-нататъшно разлагане на каолинита до свободни оксиди и хидроксиди:

Al 4 (OH) 8 Al (OH) 3 + SiO 2. nH2O

Хидраргилит

Така се образуват алуминиеви оксиди и хидроксиди, които са съставна част на алуминиевата руда - боксит.

По време на изветрянето на основни скали и особено на вулканични туфи, сред получените глинести супергенни минерали, заедно с хидрослюдите, монтморилонитите (Al 2 Mg 3) (OH) 2 * nH 2 O и високоалуминиевият минерал бейделит A1 2 (OH) 2 [A1Si 3 О 10 ]nН 2 O. При изветряне на ултраосновни скали (ултрабазити) се образуват нонтронити или железни монтморилонити (FeAl 2)(OH) 2. nH 2 O. При условия на значително атмосферно овлажняване нонтронитът се разрушава и се образуват оксиди и хидроксиди на желязо (феноменът на нонтронитно охлаждане) и алуминий.
^ 2.2. ГЕОЛОЖКА АКТИВНОСТ НА ВЯТЪРА

На земната повърхност постоянно духат ветрове. Скоростта, силата и посоката на ветровете варират. Те често имат ураганен характер.

Вятърът е един от най-важните екзогенни фактори, които трансформират релефа на Земята и образуват специфични находища. Тази дейност се проявява най-ясно в пустините, които заемат около 20% от повърхността на континентите, където силните ветрове се комбинират с малко количество валежи (годишното количество не надвишава 100-200 mm / година); резки температурни колебания, понякога достигащи 50 o и повече, което допринася за интензивни процеси на изветряне; липса или оскъдна растителна покривка.

Вятърът извършва много геоложка работа: разрушаване на земната повърхност (издухване или дефлация, смилане или корозия), транспортиране на продукти от разрушаване и отлагане (натрупване) на тези продукти под формата на клъстери с различни форми. Всички процеси, причинени от дейността на вятъра, формите на релефа и утайките, които създават, се наричат ​​еолийски (Еол в древногръцката митология е богът на ветровете).
^

2.2.1. ДЕФЛАЦИЯ И КОРОЗИЯ

Дефлацията е издухване и разпръскване на рохкави скални частици (предимно пясъчни и тинести) от вятъра. Известният пустинен изследовател Б. А. Федорович разграничава два вида дефлация: ареална и локална.

Площна дефлация се наблюдава както в скалната основа, подложена на интензивни процеси на изветряне, така и особено върху повърхности, съставени от речни, морски, ледникови пясъци и други рохкави седименти. В твърдите напукани скали вятърът прониква във всички пукнатини и издухва от тях свободните продукти на изветряне.

В резултат на дефлацията повърхността на пустините в местата, където се развива различен кластичен материал, постепенно се изчиства от пясък и по-фини земни частици (изнасяни от вятъра) и на мястото остават само груби фрагменти - скалисти и чакълести материали. Площната дефлация понякога се проявява в сухите степни райони на различни страни, където периодично възникват силни сухи ветрове - „горещи ветрове“, които издухват разораните почви, пренасяйки големи количества от частиците си на големи разстояния.

Локалната дефлация се проявява в отделни вдлъбнатини в релефа. Много изследователи обясняват произхода на някои големи дълбоки безотточни басейни в пустините на Централна Азия, Арабия и Северна Африка, чието дъно на места е много десетки и дори няколкостотин метра под нивото на Световния океан, с дефлация.

Корозията е механична обработка на оголени скали от вятъра с помощта на пренасяни от него твърди частици - смилане, шлайфане, пробиване и др.

Пясъчните частици се издигат от вятъра на различни височини, но най-голямата им концентрация е в ниските повърхностни части на въздушния поток (до 1,0-2,0 m). Силните, дълготрайни удари на пясък върху долните части на скалистите первази ги подкопават и сякаш ги нарязват и те стават по-тънки в сравнение с надлежащите. Това се улеснява и от процеси на изветряне, които нарушават здравината на скалата, което е придружено от бързо отстраняване на продуктите от разрушаването. По този начин взаимодействието на дефлация, пренос на пясък, корозия и изветряне придава на скалите в пустините техните отличителни форми.

Академик В. А. Обручев през 1906 г. открива в Джунгария, граничеща с Източен Казахстан, цял „еолийски град“, състоящ се от причудливи структури и фигури, създадени в пясъчници и пъстри глини в резултат на изветряне на пустинята, дефлация и корозия. Ако по пътя на движението на пясъка се срещнат камъчета или малки парченца твърда скала, те се остъргват и шлифоват по един или повече плоски ръбове. При достатъчно дългосрочно излагане на нанесен от вятъра пясък, камъчетата и отломките образуват еолови полиедри или триедри с лъскави полирани ръбове и относително остри ръбове между тях (фиг. 5.2). Трябва също да се отбележи, че корозията и дефлацията се проявяват и върху хоризонталната глинеста повърхност на пустините, където при стабилни ветрове от една посока пясъчните струи образуват отделни дълги бразди или падини с дълбочина от десетки сантиметри до няколко метра, разделени чрез успоредни ръбове с неправилна форма. Такива образувания в Китай се наричат ​​ярданг.

2.2.2 ПРЕХВЪРЛЯНЕ

Докато вятърът се движи, той улавя частици пясък и прах и ги отнася на различни разстояния. Прехвърлянето се извършва или спазматично, или чрез търкаляне по дъното, или в суспензия. Разликата в транспорта зависи от размера на частиците, скоростта на вятъра и степента на турбулентност. При ветрове със скорост до 7 m/s около 90% от пясъчните частици се транспортират в слой от 5-10 cm от повърхността на Земята; при силен вятър (15-20 m/s) пясъкът се издига на няколко метра. Бурните ветрове и ураганите повдигат пясък на десетки метри височина и дори се търкалят върху камъчета и плосък натрошен камък с диаметър до 3-5 см или повече. Процесът на преместване на пясъчни зърна се извършва под формата на скокове или подскоци под стръмен ъгъл от няколко сантиметра до няколко метра по извити траектории. Когато кацнат, те удрят и безпокоят други песъчинки, които участват в спазматично движение или салтация (лат. “saltatio” - скок). Така протича непрекъснат процес на движение на много песъчинки.

^

2.2.3 НАТРУПВАНЕ И ЕОЛИЕВО ОТЛАГАНЕ

Едновременно с дифлацията и преноса протича и акумулация, в резултат на което се образуват еолови континентални отлагания, сред които се открояват пясъци и льос.

Еолийските пясъци се отличават със значително сортиране, добра закръгленост и матова повърхност на зърната. Това са предимно дребнозърнести пясъци, чийто размер на зърната е 0,25-0,1 mm.

Най-често срещаният минерал в тях е кварцът, но има и други устойчиви минерали (фелдшпати и др.). По-малко устойчивите минерали, като слюдата, се изтриват и отнасят по време на еоловата обработка. Цветът на еоловите пясъци е различен, най-често светложълт, понякога жълтеникавокафяв, понякога червеникав (при дефлация на червената земна кора на изветряне). В отложените еолови пясъци се наблюдават наклонени или кръстосани напластявания, показващи посоката на транспортирането им.

Еолският льос (на немски "льос" - жълтозем) е особен генетичен тип континентални отлагания. Образува се при натрупването на суспендирани частици тиня, пренасяни от вятъра извън пустините и в техните крайни части, както и в планинските райони. Характерен набор от характеристики на льоса е:

1) състав на частици от тиня с преобладаващ размер на тиня - от 0,05 до 0,005 mm (повече от 50%) с подчинена стойност на глинести и фини пясъчни фракции и почти пълна липса на по-големи частици;

2) липса на напластяване и равномерност по цялата дебелина;

3) наличие на фино диспергиран калциев карбонат и варовити нодули;

4) разнообразие от минерален състав (кварц, фелдшпат, рогова обманка, слюда и др.);

5) льосът е пронизан от множество къси вертикални тръбести макропори;

6) повишена обща порьозност, достигаща на места 50-60%, което показва недостатъчна консолидация;

7) слягане при натоварване и при навлажняване;

8) колонно вертикално разделяне в естествени разкрития, което може да се дължи на ъгловатостта на формите на минералните зърна, осигуряващи силна адхезия. Дебелината на льоса варира от няколко до 100 m или повече.

Особено големи дебелини се отбелязват в Китай, образуването на които някои изследователи предполагат поради отстраняването на прахов материал от пустините на Централна Азия.

1. ^

2. 2.3 ГЕОЛОЖКА АКТИВНОСТ НА ПОВЪРХНОСТНИТЕ ТЕЧНИ ВОДИ

Подземните води и временните потоци от атмосферни валежи, течащи по дерета и дерета, се събират в постоянни водни потоци - реки. Пълноводните реки извършват много геоложка работа - разрушаване на скали (ерозия), транспортиране и отлагане (натрупване) на продукти от разрушаването.

Ерозията се осъществява от динамичното въздействие на водата върху скалите. Освен това речният поток износва скали с отломки, носени от водата, а самите отломки се разрушават и разрушават коритото на потока чрез триене при търкаляне. В същото време водата има разтварящ ефект върху скалите.

Има два вида ерозия:

1) дъно или дълбоко, насочено към рязане на речния поток в дълбочина;

2) странични, водещи до ерозия на бреговете и като цяло до разширяване на долината.

В началните етапи от развитието на реката преобладава дънната ерозия, която има тенденция да развие равновесен профил по отношение на основата на ерозията - нивото на басейна, в който се влива. Основата на ерозията определя развитието на цялата речна система - главната река с нейните притоци от различен порядък. Първоначалният профил, върху който е положена реката, обикновено се характеризира с различни неравности, създадени преди образуването на долината. Такива неравности могат да бъдат причинени от различни фактори: наличието на разкрития в речното корито на скали с разнородна стабилност (литоложки фактор); езера по пътя на реката (климатичен фактор); структурни форми - различни гънки, прекъсвания, тяхната комбинация (тектонски фактор) и други форми. С развитието на равновесния профил и намаляването на склоновете на канала дънната ерозия постепенно отслабва и страничната ерозия започва да се засяга все повече и повече, насочена към ерозиране на бреговете и разширяване на долината. Това е особено очевидно в периоди на наводнения, когато скоростта и степента на турбулентност на потока се увеличават рязко, особено в основната част, което предизвиква напречна циркулация. Възникналите вихрови движения на водата в дънния слой допринасят за активна ерозия на дъното в сърцевината на канала и част от дънните седименти се изнасят до брега. Натрупването на утайка води до изкривяване на формата на напречното сечение на канала, нарушава се праволинейността на потока, в резултат на което ядрото на потока се измества към един от бреговете. Започва засилена ерозия на единия бряг и натрупване на наноси на другия, което води до образуването на завой на реката. Такива първични завои, постепенно развиващи се, се превръщат в завои, които играят голяма роля в образуването на речни долини.

Реките пренасят големи количества отломки с различни размери, от фини частици тиня и пясък до големи отломки. Пренасянето му се осъществява чрез влачене (търкаляне) по дъното на най-големите фрагменти и във висящо състояние на пясък, тиня и по-фини частици. Транспортираните отломки допълнително засилват дълбоката ерозия. Те са, така да се каже, инструменти за ерозия, които смачкват, разрушават и полират скалите, които изграждат дъното на речното корито, но самите те се смачкват и изтриват, за да образуват пясък, чакъл и камъчета. Пренесените по дъното и окачени материали се наричат ​​твърд речен отток. Освен отломки, реките пренасят и разтворени минерални съединения. Речните води на влажните зони са доминирани от Ca и Mg карбонати, които представляват около 60% от йонния отток (O. A. Alekin). Съединенията на Fe и Mn се срещат в малки количества, като често образуват колоидни разтвори. В речните води на сухите райони, в допълнение към карбонатите, хлоридите и сулфатите играят важна роля.

Наред с ерозията и пренасянето на различни материали се извършва и тяхното натрупване (отлагане). В първите етапи от развитието на реката, когато преобладават ерозионните процеси, отлаганията, които се появяват на места, се оказват нестабилни и с увеличаване на скоростта на потока по време на наводнения те отново се улавят от потока и се движат надолу по течението. Но с развитието на равновесния профил и разширяването на долините се образуват постоянни отлагания, наречени алувиални или алувиални (на латински „alluvio“ - алувий, нанос).
^

2.4. ГЕОЛОЖКА АКТИВНОСТ НА ПОДЗЕМНИТЕ ВОДИ

Подземните води включват цялата вода, намираща се в порите и пукнатините на скалите. Те са широко разпространени в земната кора и тяхното изучаване е от голямо значение при решаването на въпроси: водоснабдяване на населени места и промишлени предприятия, хидротехническо строителство, промишлено и гражданско строителство, мелиоративни дейности, курортно и санаториално стопанство и др.

Геоложката активност на подземните води е голяма. Те са свързани с карстови процеси в разтворими скали, свличане на земни маси по склоновете на дерета, реки и морета, разрушаване на минерални находища и образуването им на нови места, извеждане на различни съединения и топлина от дълбоките зони на земната кора. .

Карстът е процес на разтваряне или измиване на напукани разтворими скали от подпочвени и повърхностни води, в резултат на което се образуват отрицателни вдлъбнатини на релефа на повърхността на Земята и различни кухини, канали и пещери в дълбините. За първи път такива широко развити процеси са изследвани подробно на брега на Адриатическо море, на карстовото плато близо до Триест, откъдето са получили името си. Разтворимите скали включват соли, гипс, варовик, доломит и креда. В съответствие с това се разграничават солен, гипсов и карбонатен карст. Най-проучен е карбонатният карст, който се свързва със значително площно разпространение на варовици, доломити и креда.

Необходими условия за развитието на карста са:

1) наличието на разтворими скали;

2) раздробяване на скала, позволяващо проникване на вода;

3) способността на водата да се разтваря.
Повърхностните карстови форми включват:

1) кари или белези, малки вдлъбнатини под формата на дупки и бразди с дълбочина от няколко сантиметра до 1-2 m;

2) пори - вертикални или наклонени дупки, които отиват в дълбочина и абсорбират повърхностна вода;

3) карстови понори, които са най-разпространени както в планинските райони, така и в равнините. Сред тях, според условията на развитие, се открояват следните:

A) фунии за повърхностно излужване, свързани с разтварящата активност на метеорните води;

Б) провалени кратери, образувани от пропадането на сводовете на подземни карстови кухини;

4) големи карстови котловини, на дъното на които могат да се развият карстови понори;

5) най-големите карстови форми са полета, добре известни в Югославия и други области;

6) карстови кладенци и рудници, достигащи на места дълбочина над 1000 m и като че ли преходни към подземни карстови форми.

Подземните карстови форми включват различни канали и пещери. Най-големите подземни форми са карстови пещери, които представляват система от хоризонтални или няколко наклонени канала, често сложно разклонени и образуващи огромни зали или пещери. Тази неравномерност в очертанията очевидно се дължи на характера на сложната напуканост на скалите, а вероятно и на разнородността на последните. В дъното на редица пещери има много езера; през други пещери текат подземни водни течения (реки), които при движение произвеждат не само химически ефект (излужване), но и ерозия (ерозия). Наличието на постоянен воден поток в пещерите често се свързва с абсорбирането на повърхностния речен отток. В карстовите масиви са известни изчезващи реки (частично или напълно) и периодично изчезващи езера.

Различните премествания на скалите, изграждащи стръмните крайбрежни склонове на речни долини, езера и морета, са свързани с дейността на подземните и повърхностните води и други фактори. Към такива гравитационни премествания, освен сипеите и свлачищата, спадат и свлачищата. Именно при свлачищните процеси важна роля играят подземните води. Под свлачища се разбират големи размествания на различни скали по склона, разпространяващи се в някои райони на големи пространства и дълбочини. Свлачищата често имат много сложна структура; те могат да се състоят от поредица от блокове, плъзгащи се надолу по плъзгащи се равнини с накланяне на слоеве от разместена скала към скалната основа.

Свлачищните процеси възникват под въздействието на много фактори, включително:

1) значителна стръмност на крайбрежните склонове и образуване на пукнатини в страничната стена;

2) ерозия на бреговете от реката (Поволжието и други реки) или абразия от морето (Крим, Кавказ), което увеличава напрегнатото състояние на склона и нарушава съществуващия баланс;

3) голямо количество валежи и увеличаване на степента на водност на склоновите скали както с повърхностни, така и с подземни води. В някои случаи свлачищата възникват точно по време или в края на интензивните валежи. Особено големи свлачища са причинени от наводнения;

4) влиянието на подземните води се определя от два фактора - суфозия и хидродинамичен натиск. Суфозия или подкопаване, причинено от източници на подпочвена вода, излизащи на склон, носещи малки частици от водоносни скали и химически разтворими вещества от водоносния хоризонт. В резултат това води до разхлабване на водоносния хоризонт, което естествено предизвиква нестабилност в по-високата част на склона и той се свлича; хидродинамично налягане, създадено от подпочвените води, когато достигнат повърхността на склона. Това е особено очевидно, когато нивото на водата в реката се променя по време на наводнения, когато речните води се инфилтрират в стените на долината и нивото на подземните води се повишава. Намаляването на маловодието в реката става относително бързо, а намаляването на нивата на подпочвените води е относително бавно (изостава). В резултат на такава разлика между нивата на реката и подземните води може да възникне изстискване на склоновата част на водоносния хоризонт, последвано от плъзгане на скали, разположени отгоре;

5) падане на скали към река или море, особено ако съдържат глини, които под въздействието на вода и процеси на изветряне придобиват пластични свойства;

6) антропогенно въздействие върху склоновете (изкуствено изрязване на склона и увеличаване на стръмността му, допълнително натоварване на склоновете с инсталирането на различни конструкции, унищожаване на плажове, обезлесяване и др.).

По този начин в комплекса от фактори, допринасящи за свлачищните процеси, подземните води играят важна, а понякога и решаваща роля. Във всички случаи, когато се взема решение за изграждането на определени конструкции в близост до склонове, тяхната стабилност се проучва подробно и за всеки конкретен случай се разработват мерки за борба със свлачищата. На редица места има специални противосвлачищни станции.
^ 2.5. ГЕОЛОЖКА АКТИВНОСТ НА ЛЕДНИКИТЕ

Ледниците са голямо естествено тяло, състоящо се от кристален лед, образуван на повърхността на земята в резултат на натрупване и последваща трансформация на твърди атмосферни валежи и е в движение.

Когато ледниците се движат, възникват редица взаимосвързани геоложки процеси:

1) разрушаване на скалите на подледниковото легло с образуването на кластичен материал с различни форми и размери (от тънки пясъчни частици до големи камъни);

2) транспортиране на скални късове по повърхността и вътре в ледниците, както и замръзнали в дънните части на леда или транспортирани чрез влачене по дъното;

3) натрупване на кластичен материал, което се случва както по време на движение на ледника, така и по време на деглациация. Целият комплекс от тези процеси и техните резултати могат да се наблюдават в планинските ледници, особено там, където ледниците преди това са се простирали на много километри отвъд съвременните граници. Разрушителната работа на ледниците се нарича екзарация (от латински "exaratio" - изораване). Той се проявява особено интензивно при големи дебелини на леда, създавайки огромен натиск върху подледниковото легло. Различни блокове от скали се улавят и разбиват, смачкват и износват.

Ледниците, наситени с фрагментиран материал, замръзнал в дънните части на леда, когато се движат по скалите, оставят различни щрихи, драскотини, бразди по повърхността си - ледникови белези, които са ориентирани в посоката на движение на ледника.

По време на движението си ледниците транспортират огромно количество разнообразен кластичен материал, състоящ се главно от продукти на надледниково и подледниково изветряне, както и фрагменти, получени в резултат на механичното разрушаване на скалите от движещи се ледници. Всички тези отпадъци, които влизат, транспортират се и се отлагат от ледника, се наричат ​​морени. Сред подвижния моренен материал се разграничават повърхностни (странични и средни), вътрешни и дънни морени. Отложеният материал се нарича крайбрежни и крайни морени.

Крайбрежните морени са хребети от отломки, разположени по склоновете на ледникови долини. Крайните морени се образуват в края на ледниците, където се топят напълно.
^ 2.6. ГЕОЛОЖКА АКТИВНОСТ НА ОКЕАНИТЕ И МОРЕТАТА

Известно е, че повърхността на земното кълбо е 510 милиона km 2, от които около 361 милиона km 2, или 70,8%, са заети от океани и морета, а 149 милиона km 2, или 29,2%, е земя. По този начин площта, заета от океаните и моретата, е почти 2,5 пъти по-голяма от площта на сушата. В морските басейни, както обикновено се наричат ​​моретата и океаните, протичат сложни процеси на енергийна деструкция, движение на продуктите на деструкция, отлагане на седименти и образуване на различни седиментни скали.

Геоложката активност на морето под формата на разрушаване на скали, брегове и дъно се нарича абразия. Абразионните процеси са в пряка зависимост от характеристиките на движението на водата, интензивността и посоката на духащите ветрове и течения.

Основната разрушителна работа се извършва от: морския прибой и в по-малка степен различни течения (крайбрежни, дънни, приливи и отливи).

^ ЕНДОГЕННИ ПРОЦЕСИ

3.1.МАГМАТИЗЪМ

Магматични скали, образувани от течна стопилка - магма, играят огромна роля в структурата на земната кора. Тези скали са се образували по различни начини. Големи обеми от тях замръзнаха на различна дълбочина, преди да достигнат повърхността, и оказаха силно въздействие върху вместителните скали с високи температури, горещи разтвори и газове. Така са се образували интрузивните (лат. “intrusio” - прониквам, въвеждам) тела. Ако магмените стопилки изригнаха на повърхността, настъпиха вулканични изригвания, които в зависимост от състава на магмата бяха спокойни или катастрофални. Този тип магматизъм се нарича ефузивен (на латински „effusio“ - изливане), което не е съвсем точно. Често вулканичните изригвания имат експлозивен характер, при който магмата не се излива, а експлодира и върху земната повърхност падат фино натрошени кристали и замръзнали капчици стъкло - стопилка. Такива изригвания се наричат ​​​​експлозивни (на латински "explosio" - да експлодирам). Следователно, говорейки за магматизъм (от гръцката „магма“ - пластична, пастообразна, вискозна маса), трябва да се прави разлика между интрузивни процеси, свързани с образуването и движението на магма под земната повърхност, и вулканични процеси, причинени от освобождаването на магма върху земната повърхност. И двата процеса са неразривно свързани и проявата на единия или другия от тях зависи от дълбочината и начина на образуване на магмата, нейната температура, количеството на разтворените газове, геоложкия строеж на района, естеството и скоростта на движения на земната кора и др.

Магматизмът се отличава:

Геосинклинален

Платформа

Океански

Магматизъм на зоните на активиране
По дълбочина на проявление:

Абисал

Хипабисал

Повърхност
Според състава на магмата:

Ултраосновен

Основен

Алкална
В съвременната геоложка епоха магматизмът е особено развит в Тихоокеанския геосинклинален пояс, средноокеанските хребети, рифовите зони на Африка и Средиземно море и др. С магматизма е свързано образуването на голям брой разнообразни минерални находища.

Ако течна магматична стопилка достигне земната повърхност, тя изригва, чийто характер се определя от състава на стопилката, нейната температура, налягане, концентрация на летливи компоненти и други параметри. Една от най-важните причини за изригването на магмата е нейната дегазация. Именно газовете, съдържащи се в стопилката, служат като „двигател“, който причинява изригването. В зависимост от количеството газове, техния състав и температура, те могат да бъдат освободени от магмата сравнително спокойно, след което се получава изливане - излив на потоци лава. Когато газовете се отделят бързо, стопилката мигновено кипи и магмата се пръсва с разширяващи се газови мехурчета, причинявайки мощно експлозивно изригване - експлозия. Ако магмата е вискозна и нейната температура е ниска, тогава стопилката бавно се изстисква, изстисква се на повърхността и се получава екструзия на магма.

По този начин методът и скоростта на отделяне на летливите вещества определя трите основни форми на изригвания: ефузивни, експлозивни и екструзивни. Вулканичните продукти от изригвания са течни, твърди и газообразни

Газообразните или летливи продукти, както е показано по-горе, играят решаваща роля при вулканичните изригвания и техният състав е много сложен и далеч не е напълно разбран поради трудностите при определяне на състава на газовата фаза в магмата, разположена дълбоко под повърхността на Земята. Според директни измервания различни активни вулкани съдържат сред летливите водни пари, въглероден диоксид (CO 2), въглероден оксид (CO), азот (N 2), серен диоксид (SO 2), серен оксид (III) (SO 3) , серен газ (S), водород (H 2), амоняк (NH 3), хлороводород (HCL), флуороводород (HF), сероводород (H 2 S), метан (CH 4), борна киселина (H 3 BO 2), хлор (Cl), аргон и други, въпреки че H 2 O и CO 2 преобладават. Присъстват хлориди на алкални метали и желязо. Съставът на газовете и тяхната концентрация варират значително в рамките на един вулкан от място на място и във времето; те зависят от температурата и в най-общ вид от степента на обезгазяване на мантията, т. върху вида на земната кора.

Течните вулканични продукти са представени от лава - магма, която е достигнала повърхността и вече е силно дегазирана. Терминът "лава" идва от латинската дума "laver" (измивам, измивам) и преди това калните потоци са се наричали лава. Основните свойства на лавата - химичен състав, вискозитет, температура, съдържание на летливи вещества - определят естеството на ефузивните изригвания, формата и степента на лавовите потоци.

3.2.МЕТАМОРФИЗЪМ

Метаморфизмът (на гръцки metamorphoómai - претърпява трансформация, преобразува се) е процесът на твърдофазни минерални и структурни промени в скалите под въздействието на температура и налягане в присъствието на течност.

Има изохимичен метаморфизъм, при който химичният състав на скалата се променя незначително, и неизохимичен метаморфизъм (метасоматоза), който се характеризира със забележима промяна в химичния състав на скалата в резултат на прехвърлянето на компоненти с течност.

Въз основа на размера на площите на разпространение на метаморфните скали, тяхното структурно положение и причините за метаморфизма се разграничават:

Регионален метаморфизъм, който засяга значителни обеми от земната кора и се разпространява на големи площи

Метаморфизъм при свръхвисоко налягане

Контактният метаморфизъм е ограничен до магмени интрузии и възниква от топлината на охлаждащата магма

Динамометаморфизмът се среща в разломните зони и е свързан със значителна деформация на скалите

Ударен метаморфизъм, който възниква, когато метеорит внезапно удари повърхността на планета.
^ 3.2.1 ОСНОВНИ ФАКТОРИ НА МЕТАМОРФИЗМА

Основните фактори на метаморфизма са температура, налягане и течност.

С повишаване на температурата протичат метаморфни реакции с разлагането на фази, съдържащи вода (хлорити, слюда, амфиболи). С увеличаване на налягането протичат реакции с намаляване на обема на фазите. При температури над 600 °C започва частично топене на някои скали, образуват се стопилки, които отиват в горните хоризонти, оставяйки огнеупорен остатък - рестит.
Течностите са летливите компоненти на метаморфните системи. Това са предимно вода и въглероден диоксид. По-рядко, кислород, водород, въглеводороди, халогенни съединения и някои други могат да играят роля. В присъствието на течност областта на стабилност на много фази (особено тези, съдържащи тези летливи компоненти) се променя. При тяхно присъствие топенето на скалите започва при много по-ниски температури.
^ 3.2.2.МЕТАМОРФИЗЪМ ФАЦИЕС

Метаморфните скали са много разнообразни. Повече от 20 минерала са идентифицирани като скалообразуващи минерали. Скали с подобен състав, но образувани при различни термодинамични условия, могат да имат напълно различни минерални състави. Първите изследователи на метаморфни комплекси откриха, че могат да бъдат идентифицирани няколко характерни, широко разпространени асоциации, които се образуват при различни термодинамични условия. Първото разделение на метаморфните скали според термодинамичните условия на образуване е направено от Ескола. В скалите с базалтов състав той идентифицира зелени шисти, епидотни скали, амфиболити, гранулити и еклогити. Последвалите проучвания показаха логиката и съдържанието на това разделение.

Впоследствие започва интензивно експериментално изследване на минералните реакции и с усилията на много изследователи е съставена диаграма на метаморфния фациес - P-T диаграма, която показва полустабилността на отделните минерали и минерални асоциации. Диаграмата на фациесите се превърна в един от основните инструменти за анализ на метаморфни сглобки. Геолозите, след като определиха минералния състав на скалата, го съпоставиха с всеки фациес и въз основа на появата и изчезването на минерали съставиха карти на изогради - линии с равни температури. В почти съвременна версия схемата на метаморфните фациеси е публикувана от група учени, ръководени от V.S. Соболев в Сибирския клон на Академията на науките на СССР.

3.3.ЗЕМЕТРЕСЕНИЯ

Земетресение е всяко трептене на земната повърхност, причинено от естествени причини, сред които първостепенно значение имат тектоничните процеси. На някои места земетресенията се случват често и достигат голяма сила.

По бреговете морето се оттегля, оголвайки дъното, а след това гигантска вълна удря брега, помитайки всичко по пътя си, отнасяйки останките от сгради в морето. Големите земетресения са придружени от множество жертви сред населението, което умира под руините на сгради, от пожари и накрая просто от предизвиканата паника. Земетресението е бедствие, катастрофа, следователно се изразходват огромни усилия за прогнозиране на възможни сеизмични сътресения, за идентифициране на земетръсни зони, за мерки, предназначени да направят промишлени и граждански сгради устойчиви на земетресения, което води до големи допълнителни разходи в строителството.

Всяко земетресение е тектонична деформация на земната кора или горната мантия, възникваща поради факта, че натрупаното напрежение в даден момент е превишило здравината на скалите на дадено място. Разреждането на тези напрежения предизвиква сеизмични вибрации под формата на вълни, които при достигане на земната повърхност предизвикват разрушения. „Спусъкът“, който предизвиква освобождаване на напрежението, може да бъде на пръв поглед най-незначителен, например пълнене на резервоар, бърза промяна на атмосферното налягане, океански приливи и др.

^ СПИСЪК НА ИЗПОЛЗВАНАТА ЛИТЕРАТУРА

1. Г. П. Горшков, А. Ф. Якушева Обща геология. Трето издание. - Издателство на Московския университет, 1973-589 с.: ил.

2. Н. В. Короновски, А. Ф. Якушева Основи на геологията - 213 с.: ил.

3. В.П. Ананьев, А.Д. Потапов инженерна геология. Трето издание, преработено и коригирано - М.: Висше училище, 2005. - 575 с.: ил.

1. ЕКЗОГЕННИ И ЕНДОГЕННИ ПРОЦЕСИ

Екзогенни процеси - геоложки процеси, протичащи на повърхността на Земята и в най-горните части на земната кора (изветряне, ерозия, ледникова дейност и др.); се причиняват главно от енергията на слънчевата радиация, гравитацията и жизнената дейност на организмите.

Ерозията (от латински erosio - разяждане) е разрушаване на скали и почви от повърхностни водни потоци и вятър, включително отделяне и отстраняване на фрагменти от материал и придружено от тяхното отлагане.

Често, особено в чуждестранната литература, ерозията се разбира като всяка разрушителна дейност на геоложки сили, като морски прибой, ледници, гравитация; в този случай ерозията е синоним на денудация. За тях обаче има и специални термини: абразия (вълнова ерозия), екзарация (ледникова ерозия), гравитационни процеси, солифлукция и др. Същият термин (дефлация) се използва успоредно с понятието ветрова ерозия, но последното е много по-често срещано.

Въз основа на скоростта на развитие ерозията се разделя на нормална и ускорена. Нормалният винаги възниква при наличието на някакъв изразен отток, протича по-бавно от почвообразуването и не води до забележими промени в нивото и формата на земната повърхност. Ускореното е по-бързо от образуването на почвата, води до деградация на почвата и е придружено от забележима промяна в топографията. По причини се разграничават естествена и антропогенна ерозия. Трябва да се отбележи, че антропогенната ерозия не винаги е ускорена, както и обратното.

Работата на ледниците е релефообразуващата дейност на планинските и покривните ледници, състояща се в улавяне на скални частици от движещ се ледник, тяхното прехвърляне и отлагане, когато ледът се топи.

Ендогенни процеси Ендогенните процеси са геоложки процеси, свързани с енергията, възникваща в дълбините на твърдата Земя. Ендогенните процеси включват тектонични процеси, магматизъм, метаморфизъм и сеизмична активност.

Тектонски процеси - образуване на разломи и гънки.

Магматизмът е термин, който обединява ефузивни (вулканизъм) и интрузивни (плутонизъм) процеси в развитието на нагънати и платформени области. Под магматизъм се разбира съвкупността от всички геоложки процеси, чиято движеща сила е магмата и нейните производни.

Магматизмът е проява на дълбоката активност на Земята; той е тясно свързан с неговото развитие, термична история и тектонска еволюция.

Магматизмът се отличава:

геосинклинален

платформа

океански

магматизъм на зоните на активиране

По дълбочина на проявление:

бездна

хипабисал

повърхност

Според състава на магмата:

ултраосновен

основен

кисело

алкален

В съвременната геоложка епоха магматизмът е особено развит в Тихоокеанския геосинклинален пояс, средноокеанските хребети, рифовите зони на Африка и Средиземно море и др. С магматизма е свързано образуването на голям брой разнообразни минерални находища.

Сеизмичната активност е количествена мярка за сеизмичния режим, определена от средния брой огнища на земетресения в определен диапазон от енергийни величини, които възникват на разглежданата територия за определено време на наблюдение.

2. ЗЕМЕТРЕСЕНИЯ

геоложка кора epeirogenic

Действието на вътрешните сили на Земята се проявява най-ясно в явлението земетресения, под които се разбира разклащане на земната кора, причинено от размествания на скали в недрата на Земята.

Земетресението е доста често срещано явление. Наблюдава се в много части на континентите, както и на дъното на океани и морета (в последния случай се говори за „морско земетресение”). Броят на земетресенията на земното кълбо достига няколкостотин хиляди годишно, т.е. средно се случват едно или две земетресения в минута. Силата на земетресението е различна: повечето от тях се откриват само от високочувствителни инструменти - сеизмографи, други се усещат директно от човек. Броят на последните достига две до три хиляди годишно и те са разпределени много неравномерно - в някои райони такива силни земетресения са много чести, докато в други са необичайно редки или дори практически липсват.

Земетресенията могат да бъдат разделени на ендогенни, свързани с процеси, протичащи дълбоко в Земята, и екзогенни, в зависимост от процеси, протичащи близо до повърхността на Земята.

Естествените земетресения включват вулканични земетресения, причинени от вулканични изригвания, и тектонични земетресения, причинени от движението на материята в дълбоките недра на Земята.

Екзогенните земетресения включват земетресения, възникващи в резултат на подземни срутвания, свързани с карстови и някои други явления, газови експлозии и др. Екзогенните земетресения могат да бъдат причинени и от процеси, протичащи на самата повърхност на Земята: падане на камъни, удари на метеорити, падаща вода от голяма височина и други явления, както и фактори, свързани с човешката дейност (изкуствени експлозии, работа на машини и др.) .

Генетично земетресенията могат да бъдат класифицирани, както следва: Естествено

Ендогенни: а) тектонски, б) вулканични. Екзогенни: а) карстови свлачища, б) атмосферни в) от вълни, водопади и др. Изкуствени

а) от експлозии, б) от артилерийски огън, в) от изкуствено скално срутване, г) от транспорт и др.

В курса по геология се разглеждат само земетресения, свързани с ендогенни процеси.

Когато се появят силни земетресения в гъсто населени райони, те причиняват огромни щети на хората. По отношение на бедствията, причинени на хората, земетресенията не могат да се сравняват с никое друго природно явление. Например в Япония по време на земетресението от 1 септември 1923 г., което продължи само няколко секунди, 128 266 къщи бяха напълно разрушени и 126 233 бяха частично разрушени, около 800 кораба бяха изгубени и 142 807 души бяха убити или изчезнали. Повече от 100 хиляди души бяха ранени.

Изключително трудно е да се опише явлението земетресение, тъй като целият процес трае само няколко секунди или минути и човек няма време да възприеме цялото разнообразие от промени, които се случват в природата през това време. Вниманието обикновено се фокусира само върху колосалните разрушения, които възникват в резултат на земетресение.

Ето как М. Горки описва земетресението, станало в Италия през 1908 г., на което той е очевидец: „Земята тъпо бръмчеше, стенеше, прегърбваше се под краката ни и се тревожеше, образувайки дълбоки пукнатини - сякаш в дълбините някакъв огромен червей , дремеща от векове, се събуди и се мяташе....Тръпки и олюлявания, сградите се накланяха, пукнатини се виеха като светкавици по белите им стени, а стените се срутваха, заспивайки по тесните улици и хората сред тях тях... Подземният тътен, грохотът на камъните, скърцането на дървата заглушиха виковете за помощ, виковете на безумието. Земята е развълнувана като морето, изхвърляйки от гърдите си дворци, бараки, храмове, казарми, затвори, училища, унищожавайки стотици и хиляди жени, деца, богати и бедни с всяко потръпване. "

В резултат на това земетресение град Месина и редица други населени места са разрушени.

Общата последователност на всички явления по време на земетресение е изследвана от И. В. Мушкетов по време на най-голямото земетресение в Централна Азия - земетресението в Алма-Ата от 1887 г.

На 27 май 1887 г. вечерта, както пишат очевидци, няма признаци на земетресение, но домашните животни се държат неспокойно, не приемат храна, скъсват се от каишката си и т.н. Сутринта на 28 май, в 4: 35 сутринта се чу подземен тътен и доста силен тласък. Разтърсването продължи не повече от секунда. Няколко минути по-късно бръмченето се възобнови; наподобяваше глухия звън на множество мощни камбани или рев на преминаваща тежка артилерия. Ревът беше последван от силни смазващи удари: в къщите падна мазилка, излетяха стъкла, срутиха се печки, паднаха стени и тавани: улиците бяха пълни със сив прах. Най-тежко са пострадали масивните каменни сгради. Северната и южната стена на къщите, разположени по меридиана, са паднали, а западната и източната са запазени. Отначало изглеждаше, че градът вече не съществува, че всички сгради са разрушени без изключение. Сътресенията и трусовете, макар и по-слаби, продължиха през целия ден. Много повредени, но съществуващи къщи паднаха от тези по-слаби трусове.

В планините се образуваха свлачища и пукнатини, през които на места излязоха на повърхността потоци подпочвени води. Глинестата почва по планинските склонове, вече силно намокрена от дъждовете, започна да пълзи, затрупвайки речните корита. Събрана от потоците, цялата тази маса от пръст, развалини и камъни под формата на гъсти кални потоци се втурна към подножието на планините. Един от тези потоци се простираше на 10 км и беше широк 0,5 км.

Разрушенията в самия град Алмати бяха огромни: от 1800 къщи оцеляха само няколко къщи, но броят на човешките жертви беше сравнително малък (332 души).

Многобройни наблюдения показват, че южните стени на къщите са се срутили първо (част от секундата по-рано), а след това и северните, а камбаните в църквата "Покров" (в северната част на града) са ударили няколко секунди след разрушенията, настъпили в южната част на града. Всичко това показваше, че центърът на земетресението е южно от града.

Повечето от пукнатините в къщите също бяха наклонени на юг, или по-точно на югоизток (170°) под ъгъл 40-60°. Анализирайки посоката на пукнатините, И. В. Мушкетов стигна до извода, че източникът на земетръсните вълни се намира на дълбочина 10-12 км, на 15 км южно от Алма-Ата.

Дълбокият център или огнището на земетресението се нарича хипоцентър. В план се очертава като кръгла или овална площ.

Областта, разположена на повърхността на Земята над хипоцентъра, се нарича епицентър. Характеризира се с максимално разрушаване, като много обекти се движат вертикално (подскачат), а пукнатините в къщите са разположени много стръмно, почти вертикално.

Площта на епицентъра на земетресението в Алма-Ата е определена на 288 km² (36 * 8 km), а зоната, където земетресението е било най-мощно, обхваща площ от 6000 km². Такава област се нарича плейстосейст („плейсто” – най-голям и „сейстос” – разтърсен).

Земетресението в Алма-Ата продължи повече от един ден: след трусовете от 28 май 1887 г. се случиха трусове с по-малка сила в продължение на повече от две години. на интервали от първо няколко часа, а след това дни. Само за две години имаше над 600 стачки, които все повече отслабваха.

Историята на Земята описва земетресения с още повече трусове. Например през 1870 г. трусове започват в провинция Фокида в Гърция, които продължават три години. През първите три дни трусовете се следват на всеки 3 минути, а през първите пет месеца са възникнали около 500 хиляди труса, от които 300 са разрушителни и следват един след друг със среден интервал от 25 секунди. За три години са извършени над 750 хиляди стачки.

По този начин земетресението не възниква в резултат на еднократно събитие, което се случва в дълбочина, а в резултат на някакъв дългосрочен процес на движение на материята във вътрешните части на земното кълбо.

Обикновено първоначалният голям трус е последван от верига от по-малки трусове и целият този период може да се нарече период на земетресение. Всички сътресения от един период идват от общ хипоцентър, който понякога може да се измества по време на развитието и следователно епицентърът също се измества.

Това ясно се вижда в редица примери за кавказки земетресения, както и земетресението в района на Ашхабад, станало на 6 октомври 1948 г. Основният трус последва в 1 час и 12 минути без предварителни трусове и продължи 8-10 секунди. През това време в града и околните села са настъпили огромни разрушения. Едноетажните къщи от сурови тухли се рушат, а покривите се покриват с купчини тухли, домакински съдове и пр. Отделни стени на по-солидно изградени къщи изпадат, а тръбите и печките се срутват. Интересно е да се отбележи, че кръглите сгради (асансьор, джамия, катедрала и т.н.) издържат на удара по-добре от обикновените четириъгълни сгради.

Епицентърът на труса е бил на 25 км. югоизточно от Ашхабад, в района на държавното стопанство Карагаудан. Епицентралната област се оказа издължена в северозападна посока. Хипоцентърът е бил на дълбочина 15-20 км. Дължината на плейстосейстичната област достига 80 км, а ширината 10 км. Периодът на земетресението в Ашхабад беше дълъг и се състоеше от много (повече от 1000) труса, епицентрите на които бяха разположени северозападно от главния в тясна ивица, разположена в подножието на Копет-Даг

Хипоцентровете на всички тези вторични трусове са били на същата плитка дълбочина (около 20-30 км) като хипоцентъра на основния трус.

Хипоцентровете на земетресението могат да бъдат разположени не само под повърхността на континентите, но и под дъното на морета и океани. По време на морски земетресения разрушенията на крайбрежните градове също са много значителни и са съпроводени с човешки жертви.

Най-силното земетресение е през 1775 г. в Португалия. Плейстозеистичният регион на това земетресение покрива огромна площ; епицентърът е бил разположен под дъното на Бискайския залив близо до столицата на Португалия Лисабон, която беше най-силно засегната.

Първият трус е на 1 ноември следобед и е придружен от страшен рев. Според очевидци земята се е издигнала и след това е паднала цял лакът. Къщите паднаха със страшен трясък. Огромният манастир в планината се люлееше толкова силно от едната страна на другата, че заплашваше да рухне всяка минута. Трусовете продължиха 8 минути. Няколко часа по-късно земетресението се възобнови.

Мраморният насип се срути и потъна под вода. Хората и корабите, стоящи близо до брега, бяха привлечени в образувалата се водна фуния. След земетресението дълбочината на залива на мястото на насипа достигна 200 m.

Морето се отдръпна в началото на земетресението, но тогава огромна вълна с височина 26 метра удари брега и наводни брега на ширина от 15 километра. Имаше три такива вълни, следващи една след друга. Това, което е оцеляло след земетресението, е отнесено и изнесено в морето. Повече от 300 кораба са унищожени или повредени само в лисабонското пристанище.

Вълните от Лисабонското земетресение преминаха през целия Атлантически океан: близо до Кадис височината им достигна 20 м, на африканския бряг, край бреговете на Танжер и Мароко - 6 м, на островите Фуншал и Мадера - до 5 м. Вълните прекосиха Атлантическия океан и бяха усетени край бреговете на Америка на островите Мартиника, Барбадос, Антигуа и др. Земетресението в Лисабон уби над 60 хиляди души.

Такива вълни често възникват по време на морски трусове, те се наричат ​​цуцна. Скоростта на разпространение на тези вълни е от 20 до 300 м/сек в зависимост от: дълбочината на океана; височината на вълната достига 30 m.

Изсушаването на брега преди цунами обикновено продължава няколко минути и в изключителни случаи достига час. Цунами възникват само по време на морски трусове, когато определена част от дъното се срутва или издига.

Появата на вълни цунами и отливи се обяснява по следния начин. В епицентралната област, поради деформацията на дъното, се образува вълна на налягане, която се разпространява нагоре. Морето на това място само силно набъбва, на повърхността се образуват краткотрайни течения, разминаващи се във всички посоки или „кипи“ с вода, изхвърлена на височина до 0,3 m. Всичко това е придружено от бръмчене. След това вълната на налягане се трансформира на повърхността във вълни цунами, разпространяващи се в различни посоки. Отливите преди цунами се обясняват с факта, че водата първо се втурва в подводна дупка, от която след това се изтласква в епицентралния регион.

Когато епицентровете са в гъсто населени райони, земетресенията причиняват огромни бедствия. Особено разрушителни са земетресенията в Япония, където за 1500 години са регистрирани 233 големи земетресения с брой трусове над 2 милиона.

Големи бедствия са причинени от земетресения в Китай. По време на бедствието на 16 декември 1920 г. в района на Кансу загинаха над 200 хиляди души, а основната причина за смъртта беше срутването на жилища, вкопани в льоса. Земетресения с изключителна сила станаха в Америка. Земетресение в района на Риобамба през 1797 г. уби 40 хиляди души и разруши 80% от сградите. През 1812 г. град Каракас (Венецуела) е напълно унищожен в рамките на 15 секунди. Град Консепсион в Чили многократно беше почти напълно унищожен, град Сан Франциско беше тежко повреден през 1906 г. В Европа най-голямото разрушение се наблюдава след земетресението в Сицилия, където през 1693 г. бяха унищожени 50 села и загинаха над 60 хиляди души .

На територията на СССР най-разрушителните земетресения са в южната част на Централна Азия, в Крим (1927 г.) и в Кавказ. Град Шемаха в Закавказието особено често страда от земетресения. Разрушаван е през 1669, 1679, 1828, 1856, 1859, 1872, 1902 г. До 1859 г. град Шемаха е провинциален център на Източно Закавказие, но поради земетресението столицата трябва да бъде преместена в Баку. На фиг. 173 показва местоположението на епицентровете на земетресенията в Шемаха. Точно както в Туркменистан, те са разположени по определена линия, удължена в северозападна посока.

По време на земетресенията на повърхността на Земята настъпват значителни промени, изразяващи се в образуване на пукнатини, пропадания, гънки, издигане на отделни участъци на сушата, образуване на острови в морето и др. Тези смущения, наречени сеизмични, често допринасят до образуването на мощни свлачища, свлачища, кални потоци и кални потоци в планините, появата на нови източници, спирането на стари, образуването на кални хълмове, газови емисии и др. Смущенията, образувани след земетресения, се наричат ​​постсеизмични.

Феномени. свързани със земетресенията както на повърхността на Земята, така и в нейната вътрешност се наричат ​​сеизмични явления. Науката, която изучава сеизмичните явления, се нарича сеизмология.

3. ФИЗИЧНИ СВОЙСТВА НА МИНЕРАЛИТЕ

Въпреки че основните характеристики на минералите (химичен състав и вътрешна кристална структура) са установени на базата на химически анализи и рентгенова дифракция, те косвено се отразяват в свойства, които лесно се наблюдават или измерват. За диагностициране на повечето минерали е достатъчно да се определи техният блясък, цвят, цепителност, твърдост и плътност.

Блясъкът (метален, полуметален и неметален - диамантен, стъклен, мазен, восъчен, копринен, перлен и др.) се определя от количеството светлина, отразена от повърхността на минерала и зависи от неговия показател на пречупване. Въз основа на прозрачността минералите се разделят на прозрачни, полупрозрачни, полупрозрачни на тънки фрагменти и непрозрачни. Количественото определяне на пречупването и отразяването на светлината е възможно само под микроскоп. Някои непрозрачни минерали отразяват силно светлината и имат метален блясък. Това е често срещано при рудни минерали като галенит (оловен минерал), халкопирит и борнит (медни минерали), аргентит и акантит (сребърни минерали). Повечето минерали поглъщат или пропускат значителна част от падащата върху тях светлина и имат неметален блясък. Някои минерали имат блясък, който преминава от метален към неметален, който се нарича полуметален.

Минералите с неметален блясък обикновено са светли, някои от тях са прозрачни. Кварцът, гипсът и леката слюда често са прозрачни. Други минерали (например млечнобял кварц), които пропускат светлина, но през които обектите не могат да бъдат ясно разграничени, се наричат ​​полупрозрачни. Минералите, съдържащи метали, се различават от другите по пропускливост на светлина. Ако светлината преминава през минерал, поне в най-тънките ръбове на зърната, тогава той по правило е неметален; ако светлината не преминава, значи е руда. Има обаче изключения: например светло оцветеният сфалерит (цинков минерал) или цинобър (живачен минерал) често са прозрачни или полупрозрачни.

Минералите се различават по качествените характеристики на техния неметален блясък. Глината има матов, землист блясък. Кварцът по ръбовете на кристалите или върху повърхностите на счупване е стъклен, талкът, който е разделен на тънки листа по равнините на разцепване, е седеф. Ярък, искрящ, като диамант, блясък се нарича диамант.

Когато светлината падне върху минерал с неметален блясък, тя частично се отразява от повърхността на минерала и частично се пречупва на тази граница. Всяко вещество се характеризира с определен показател на пречупване. Тъй като може да се измерва с висока точност, това е много полезна функция за диагностика на минерали.

Естеството на блясъка зависи от индекса на пречупване, а и двете зависят от химичния състав и кристалната структура на минерала. Като цяло прозрачните минерали, съдържащи атоми на тежки метали, се характеризират със силен блясък и висок индекс на пречупване. Тази група включва такива общи минерали като англезит (оловен сулфат), каситерит (калаен оксид) и титанит или сфен (калциев титанов силикат). Минералите, съставени от относително леки елементи, също могат да имат силен блясък и висок индекс на пречупване, ако техните атоми са плътно опаковани и държани заедно чрез силни химически връзки. Ярък пример е диамантът, който се състои само от един лек елемент, въглерод. В по-малка степен това важи за минерала корунд (Al2O3), чиито прозрачни цветни разновидности - рубин и сапфир - са скъпоценни камъни. Въпреки че корундът е съставен от леки атоми на алуминий и кислород, те са толкова здраво свързани помежду си, че минералът има доста силен блясък и относително висок индекс на пречупване.

Някои гланцове (маслен, восъчен, матов, копринен и др.) зависят от състоянието на повърхността на минерала или от структурата на минералния агрегат; смолистият блясък е характерен за много аморфни вещества (включително минерали, съдържащи радиоактивните елементи уран или торий).

Цветът е прост и удобен диагностичен знак. Примерите включват месингово-жълт пирит (FeS2), оловно-сив галенит (PbS) и сребристо-бял арсенопирит (FeAsS2). При други рудни минерали с метален или полуметален блясък, характерният цвят може да бъде маскиран от играта на светлина в тънък повърхностен филм (затъмняване). Това е обичайно за повечето медни минерали, особено за борнита, който се нарича "паунова руда" поради преливащия си синьо-зелен цвят, който бързо се развива, когато е прясно счупен. Въпреки това, други медни минерали са боядисани в познати цветове: малахитът е зелен, азуритът е син.

Някои неметални минерали се разпознават безпогрешно по цвета, определен от основния химичен елемент (жълто - сяра и черно - тъмно сиво - графит и др.). Много неметални минерали се състоят от елементи, които не им осигуряват специфичен цвят, но имат цветни разновидности, чийто цвят се дължи на наличието на примеси от химични елементи в малки количества, които не са сравними с интензивността на цвят, който причиняват. Такива елементи се наричат ​​хромофори; техните йони се характеризират със селективно поглъщане на светлина. Например тъмно лилавият аметист дължи цвета си на следи от желязо в кварца, докато тъмнозеленият цвят на изумруда се дължи на малкото количество хром в берила. Цветовете в нормално безцветните минерали могат да са резултат от дефекти в кристалната структура (причинени от незапълнени атомни позиции в решетката или включване на чужди йони), което може да причини селективно поглъщане на определени дължини на вълните в спектъра на бялата светлина. След това минералите се боядисват в допълнителни цветове. Рубините, сапфирите и александритите дължат цвета си именно на тези светлинни ефекти.

Безцветните минерали могат да бъдат оцветени от механични включвания. Така тънкото разпръснато разпръскване на хематита придава на кварца червен цвят, а хлорита - зелен. Млечният кварц е замъглен с газово-течни включвания. Въпреки че минералният цвят е едно от най-лесно определяемите свойства в минералната диагностика, той трябва да се използва с повишено внимание, тъй като зависи от много фактори.

Въпреки променливостта на цвета на много минерали, цветът на минералния прах е много постоянен и следователно е важен диагностичен признак. Обикновено цветът на минералния прах се определя от линията (т.нар. „цвят на линията“), която минералът оставя, когато се прекара върху неглазирана порцеланова чиния (бисквита). Например минералът флуорит се предлага в различни цветове, но жилката му винаги е бяла.

Цепителността – много съвършена, перфектна, средна (чиста), несъвършена (неясна) и много несъвършена – се изразява в способността на минералите да се разделят в определени посоки. Счупване (гладко, стъпаловидно, неравномерно, раздробено, конхоидално и т.н.) характеризира повърхността на разцепването на минерал, което не е настъпило по протежение на разцепването. Например кварцът и турмалинът, чиято повърхност на счупване прилича на стъклен чип, имат конхоидална фрактура. При други минерали фрактурата може да бъде описана като грапава, назъбена или раздробена. За много минерали характеристиката не е счупване, а разцепване. Това означава, че те се разцепват по гладки равнини, пряко свързани с тяхната кристална структура. Силите на свързване между равнините на кристалната решетка могат да варират в зависимост от кристалографската посока. Ако те са много по-големи в някои посоки, отколкото в други, тогава минералът ще се раздели през най-слабата връзка. Тъй като разцепването винаги е успоредно на атомните равнини, то може да бъде обозначено чрез посочване на кристалографски посоки. Например халитът (NaCl) има разцепване на куб, т.е. три взаимно перпендикулярни посоки на евентуално разцепване. Цепителността се характеризира и с лекотата на проявление и качеството на получената повърхност на цепителността. Слюдата има много перфектна цепителност в една посока, т.е. лесно се разделя на много тънки листа с гладка лъскава повърхност. Топазът има идеално разцепване в една посока. Минералите могат да имат две, три, четири или шест посоки на разцепване, по които са еднакво лесни за разцепване, или няколко посоки на разцепване с различна степен. Някои минерали изобщо нямат разцепване. Тъй като разцепването, като проява на вътрешната структура на минералите, е тяхно постоянно свойство, то служи като важен диагностичен признак.

Твърдостта е съпротивлението, което даден минерал предлага при надраскване. Твърдостта зависи от кристалната структура: колкото по-здраво са свързани помежду си атомите в структурата на един минерал, толкова по-трудно е да се надраска. Талкът и графитът са подобни на мека плоча минерали, изградени от слоеве атоми, свързани заедно чрез много слаби сили. На пипане са мазни: при триене върху кожата на ръката отделни тънки слоеве се изплъзват. Най-твърдият минерал е диамантът, в който въглеродните атоми са толкова здраво свързани, че може да бъде надраскан само от друг диамант. В началото на 19в. Австрийският минералог Ф. Моос подрежда 10 минерала в нарастващ ред според тяхната твърдост. Оттогава те се използват като стандарти за относителната твърдост на минералите, т.нар. Скала на Моос (Таблица 1)

СКАЛА ЗА ТВЪРДОСТ по MOH

Плътността и масата на атомите на химичните елементи варира от водород (най-лекият) до уран (най-тежкият). При равни други условия масата на вещество, състоящо се от тежки атоми, е по-голяма от тази на вещество, състоящо се от леки атоми. Например два карбоната - арагонит и церусит - имат подобна вътрешна структура, но арагонитът съдържа леки калциеви атоми, а церуситът съдържа тежки оловни атоми. В резултат на това масата на церусит надвишава масата на арагонит със същия обем. Масата на единица обем на минерал също зависи от плътността на опаковане на атомите. Калцитът, подобно на арагонита, е калциев карбонат, но в калцита атомите са по-малко плътно опаковани, така че той има по-малка маса на единица обем от арагонита. Относителната маса или плътността зависи от химичния състав и вътрешната структура. Плътността е съотношението на масата на веществото към масата на същия обем вода при 4° C. Така че, ако масата на минерал е 4 g, а масата на същия обем вода е 1 g, тогава плътността на минерала е 4. В минералогията е прието плътността да се изразява в g/ cm3.

Плътността е важна диагностична характеристика на минералите и не е трудна за измерване. Първо пробата се претегля във въздух и след това във вода. Тъй като проба, потопена във вода, е подложена на възходяща плаваща сила, нейното тегло там е по-малко, отколкото във въздуха. Загубата на тегло е равна на теглото на изместената вода. По този начин плътността се определя от съотношението на масата на пробата във въздуха към нейната загуба на тегло във вода.

Пиро-електричество. Някои минерали, като турмалин, каламин и др., се наелектризират при нагряване или охлаждане. Това явление може да се наблюдава чрез опрашване на охлаждащ минерал със смес от прахове от сяра и червено олово. В този случай сярата покрива положително заредени участъци от минералната повърхност, а миниумът покрива участъци с отрицателен заряд.

Магнетизмът е свойството на някои минерали да действат върху магнитна стрелка или да бъдат привлечени от магнит. За определяне на магнетизма се използва магнитна игла, поставена върху остър триножник, или магнитна подкова, прът. Също така е много удобно да използвате магнитна игла или нож.

При тестване за магнетизъм са възможни три случая:

а) когато минерал в естествената си форма („сам по себе си“) действа върху магнитна стрелка,

б) когато минералът става магнитен само след калциниране в редуциращия пламък на духалка

в) когато минералът не проявява магнетизъм преди или след калциниране в редуциращ пламък. За да калцинирате с редуциращ пламък, трябва да вземете малки парчета с размер 2-3 mm.

Сияние. Много минерали, които не светят сами, започват да светят при определени специални условия.

Различават се фосфоресценция, луминесценция, термолуминесценция и триболуминесценция на минералите. Фосфоресценцията е способността на минерала да свети след излагане на един или друг лъч (вилит). Луминесценцията е способността да свети в момента на облъчване (шеелит при облъчване с ултравиолетови и катодни лъчи, калцит и др.). Термолуминесценция - светят при нагряване (флуорит, апатит).

Триболуминесценция - светят в момента на драскане с игла или разцепване (слюда, корунд).

Радиоактивност. Много минерали, съдържащи елементи като ниобий, тантал, цирконий, редкоземни елементи, уран и торий, често имат доста значителна радиоактивност, лесно откриваема дори от домашни радиометри, което може да служи като важен диагностичен знак.

За да се тества за радиоактивност, първо се измерва и записва фоновата стойност, след което минералът се приближава, по възможност по-близо до детектора на устройството. Увеличаване на показанията с повече от 10-15% може да служи като индикатор за радиоактивността на минерала.

Електропроводимост. Редица минерали имат значителна електропроводимост, което им позволява ясно да бъдат разграничени от подобни минерали. Може да се провери с обикновен домакински тестер.

ЕПЕЙРОГЕННИ ДВИЖЕНИЯ НА ЗЕМНАТА КОРА

Епейрогените движения са бавни вековни повдигания и потъвания на земната кора, които не причиняват промени в първичното поява на слоеве. Тези вертикални движения са осцилаторни по природа и обратими, т.е. покачването може да бъде заменено от спад. Тези движения включват:

Съвременни, които са записани в човешката памет и могат да бъдат измерени инструментално чрез многократна нивелация. Скоростта на съвременните колебателни движения средно не надвишава 1-2 cm/година, а в планинските райони може да достигне 20 cm/година.

Неотектонските движения са движения през неоген-кватернера (25 милиона години). По принцип те не се различават от съвременните. Неотектонските движения са регистрирани в съвременния релеф и основният метод за изучаването им е геоморфологичният. Скоростта на движението им е с порядък по-ниска, в планинските райони - 1 см/год.; в равнините – 1 mm/год.

Древни бавни вертикални движения са записани в участъци от седиментни скали. Скоростта на древните осцилаторни движения според учените е по-малка от 0,001 mm/година.

Орогенните движения протичат в две посоки – хоризонтална и вертикална. Първият води до срутване на скали и образуване на гънки и навлачвания, т.е. до намаляване на земната повърхност. Вертикалните движения водят до повдигане на площта, където се получава нагъване и често появата на планински структури. Орогенните движения се случват много по-бързо от осцилаторните движения.

Те се съпровождат от активен ефузивен и интрузивен магматизъм, както и от метаморфизъм. През последните десетилетия тези движения се обясняват със сблъсъка на големи литосферни плочи, които се движат хоризонтално по астеносферния слой на горната мантия.

ВИДОВЕ ТЕКТОНСКИ РАЗРЕШЕНИЯ

Видове тектонични смущения:

а – сгънати (пликатни) форми;

В повечето случаи тяхното образуване е свързано с уплътняване или компресия на земното вещество. Гънките се разделят морфологично на два основни типа: изпъкнали и вдлъбнати. При хоризонтален разрез в сърцевината на изпъкналата гънка са разположени слоеве, които са по-стари по възраст, а по-младите слоеве са разположени върху крилата. Вдлъбнатите завои, от друга страна, имат по-млади отлагания в ядрата си. В гънките изпъкналите крила обикновено са наклонени встрани от аксиалната повърхност.

b – прекъснати (разделителни) форми

Прекъснатите тектонични нарушения са тези промени, при които се нарушава непрекъснатостта (целостта) на скалите.

Разломите се разделят на две групи: разломи без изместване на разделените от тях скали един спрямо друг и разломи с изместване. Първите се наричат ​​тектонски пукнатини или диаклази, вторите се наричат ​​параклази.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Белоусов В.В. Очерци по история на геологията. В началото на науката за Земята (геология до края на 18 век). – М., – 1993.

Вернадски V.I. Избрани трудове по история на науката. – М.: Наука, – 1981.

Поваренных А.С., Оноприенко В.И. Минералогия: минало, настояще, бъдеще. – Киев: Наукова думка, – 1985.

Съвременни идеи на теоретичната геология. – Л.: Недра, – 1984.

Khain V.E. Основните проблеми на съвременната геология (геология на прага на 21 век). – М.: Научен свят, 2003.

Khain V.E., Рябухин A.G. История и методология на геоложките науки. – М.: МГУ, – 1996.

Халем А. Големи геоложки спорове. М.: Мир, 1985.