Краткие сведения о стратиграфии и литологии района практики.

Российский Государственный Университет нефти и газа им. И. М. Губкина

кафедра геологии

 

ОТЧЁТ

по учебно-геологической практике

 

 

руководители практики:                        выполнили студенты 1 бригады гр. ГФ-06-3:

Горюнова Любовь Фёдоровна                                        Коробкин Василий

Курбала Елена Леонидовна                                            Зарипов Ринат

Якимов Артём

Лыков Владимир

Глаголев Александр

Соловьёв Максим

Анисимов Руслан

Данько Дмитрий

Вильданов Руслан

 

Москва 2007

Оглавление:

Графические приложения                                                                                          3-5

Введение (вып. Соловьёв М.)                                                                                     6

Физико-географический очерк (Вильданов Р.)                                                           

Краткие сведения о стратиграфии и литологии района практики (Коробкин В.)

Основные сведения о тектонике (Соловьёв М.)

История геологического развития Московской синеклизы (Глаголев А.)

Полезные ископаемые района практики (Анисимов Р.)

Современные геологические процессы:

Процессы выветривания (Лыков В.)

Геологическая деятельность поверхностных текучих вод (Якимов А.)

Геологическая деятельность подземных вод (Глаголев А.)

Коллекторские свойства горных пород (Анисимов Р.)

Геологическая деятельность ледников (Зарипов Р.)

Геологическая деятельность озёр (Данько Д.)

Геологическая деятельность болот (Данько Д.)

Заключение (Зарипов Р.)

Список литературы

                                        

 

 

 

приложение 1. физико-географическая карта местности

 

 

 

приложение 2. геологическая карта местности

 

 

 

 

приложение 3. тектоническая карта района

 

 

Введение.

           

В ходе практике мы наглядно познакомились с основными геологическими телами и объектами – горизонтально залегающими слоями, моренными отложениями, выходами источников, речными террасами и т.п.. Мы также познакомились с явлениями стратиграфического несогласия, речной эрозии и многих других.

        

По ходу первого маршрута в карьере Домодедово, а также близ лежащих районах, было отмечено множество интересных объектов. В начале маршрута, непосредственно в карьере было отмечено обнажение коренных пород каменноугольного и юрского возраста, а также стратиграфическое несогласие между горизонтально залегающими слоями этих пород. По ходу маршрута отмечалось обнажение глинистых пород юрского возраста (преимущественно глины), выход грунтовых вод, явление речной эрозии.

 

Далее в ходе второго маршрута в город Дмитров, были отмечены моренные отложения, которые образовались вследствие оттаивания ледников, и обнажение пород неогенового и четвертичного возраста горизонтально залегающих.

 

После этого, в завершающем третьем маршруте были отмечены интересные проявления речной эрозии и образовавшиеся вследствие этого речные террасы, а также отмечены последствия оползней и обвалов.

 

В нижеперечисленных темах объясняются и подробно рассматриваются самые важные моменты, которые изучались на практике.  

 

 

Карбонатные породы.

К карбонатным породам относятся: известняки и доломиты. Карбонатные породы разрабатываются открытыми карьерами и поэтому добыча их осуществляется там, где они залегают выше уровня рек. Месторождения известняков и доломитов в природной зоне Москвы приурочены к слоям каменноугольной системы, а именно к гжельскому и кассимовскому горизонту верхнего отдела (доломиты) и к мячковскому и подольскому горизонтам среднего отдела (известнякам).

Карбонатная толща сложена преимущественно доломитами, образующими 8 пластов. Доломиты то плотные, то пористые, перекристализованные от тонко- до среднезернистых, реже мелкообломочные и оолитовые. Доломиты содержание М§0 17-24%. Месторождения карбонатных пород находятся в Домодедово, Подольске, Щёлково, Ногинске.

Известняки Домодедовского карьера разрабатываются для строительного и бутового камня. Домодедовский карьер представляет собой действующее месторождение известняков.

В его геологическом строении выделяется 4 слоя: в основном известняки располагаются во 2 и 4 слоях. Слой 2: преобладают белые органогенные известняки, кроме них встречаются прослои желтовато-серых, крупных массивных известняков, серых комковатых, желтовато-серых, тонко-плитчатых известняков. Состав органических остатков в этом слое указывает на принадлежность известняков к мячковскому горизонту московского яруса среднего карбона. Известняки мячковского горизонта подвержены процессам растворения грунтовыми и поверхностными водами, в них местами проявлен процесс образования небольших пустот (карстовые пустоты). Известняки 4 слоя относятся к генетическому типу флювиогляциальных отложений и сформировались в Московскую стадию четвертичного оледенения. Слой 1 сложен желтовато-серыми массивными доломитами залегающими в основании разреза и содержащие редкие остатки ископаемых организмов. Слой 1 является верхней частью подольского регионального горизонта, который сформировался в московском ярусе каменноугольной эпохи.

 

Слой 3 состоит из пластинчатых, слюдистых глин скомкованной и местами тонко плитчатой структуры. Глины залегают на неровной размытой поверхности известняков. Возраст глин - юрский. Разработка известняков в Домодедовском карьере имеет давнюю историю (16в. Строительство Московского бело-каменного Кремля). Доломиты Подольского горизонта в Домодедовском карьере также являются ценным полезным ископаемым для московской области. Они являются ценным сырьем для производства цемента, добывались ранее в подольском карьере, теперь добываются на юго-востоке московской области. Месторождение известняков в Домодедовском карьере разрабатывается системой уступов.

 

Глины.

Глины широко распространены среди горных пород Земли и образуют при разрушении ряд алюмосиликатных минералов, в процессе чего возникают вторичные «глиняные» минералы: каолинит, гидрослюды. Существуют три основных типа гжельских глин: Мыловка, песчанка и Жировка («Сало»). Существует ещё один тип глин - кирпичный. Северотеплостанские группы месторождений сырья для красного кирпича изучены на территории между Ленинскими горами. Основным сырьем для производства кирпичей являются покровные суглинки, мощностью 1.5-3 метра. Залежи представляют собой тёмные глины Оксфордского яруса Юрской системы.

С точки зрения нефтегазоносности породы относятся к коллекторам и покрышкам. Количество содержащейся в породе воды зависит от коллекторских свойств этой породы, то есть от пористости и проницаемости (способность породы включить воду и другие флюиды и пропускать воду и эти флюиды). Эти свойства определяются структурой породы. Наиболее проницаемыми являются пески, галечники, трещиноватые и кавернозные известняки и т.д., то есть эти породы можно отнести к коллекторам. К покрышкам можно отнести глины, магматические и метаморфические породы. На нефтяных и газовых месторождениях нефть и газ залегают совместно с подземными водами. При этом происходит их естественная сепарация по плотности: самое высокое положение занимает газ, ниже залегает нефтенасыщенная часть пласта, а ниже - водонасыщенная.

Московская область и прилегающие к ней районы богаты также разнообразными минеральными и минерализованными водами, рассолами пищевой воды высшего качества.

3) Уголь.

В центре Восточно-Европейской платформы расположен крупный угольный бассейн, приуроченный к нижнекаменноугольным образованиям (пески, глины) Московской синеклизы. Площадь бассейна внушительна- 120 тыс.км², мощность пластов с углем меняется в широких пределах - от 10 до 180 м. Угли бурые. Общие запасы угля достигают 24 млрд. т.

4)Торф.

Торф — органическая горная порода, состоящая из скоплений растительных остатков, подвергшихся неполному разложению в болотах, при затрудненном доступе кислорода. Цвет торфа бурый, серый, черный. В зависимости от преобладающего состава растений различают древесный, травяной и маховый виды торфа. Залегает торф в виде линзо- и пластообразных тел толщиной до 20 метров и более.

 

Выветривание.

Большинство геологических процессов на поверхности Земли обусловленных действием солнечной энергии и силы тяжести, называются экзогенными. Все горные породы под воздействием различных факторов постепенно разрушаются — выветриваются. Образовавшиеся мелкие обломки (дресва, песок, глина) смываются дождем, водными потоками и перемещаются. Этот процесс называется денудацией (лат. «денудо» — смыв). В дальнейшем весь рыхлый материал где-то накапливается — происходит его аккумуляция. Процесс разрушения первоначально монолитных горных пород является очень важным в ряду выветривания, денудации и аккумуляции. Приходя в контакт в поверхностной части Земли с атмосферой, гидро- и биосферой, горные породы, ранее находившиеся на глубине, подвергаются изменению состояния, нарушению сплошности и дезинтеграции, т.е. разрушению на мелкие частицы.

 

Виды выветривания.

Механическое.

Морозное или механическое выветривание связано с увеличением объема воды, попавшей при замерзании в трещины. Вода, замерзая, превращается в лед, объем которого на 10% больше, и при этом создается давление на стенки, например трещин, до 200 МПа, что значительно больше прочности большинства горных пород. Такое же расклинивающее действие на породы оказывают кристаллы соли при их росте из раствора. Механическое расклинивающее воздействие на горные породы оказывают корни деревьев и кустарников, которые, увеличиваясь в объеме, создают большое добавочное напряжение на стенки трещины. Хорошо известно, как раньше раскалывали гранитные блоки. В них забивали дубовые клинья, поливали водой и разбухший клин Разрывал породу на блоки. Даже мелкие грызуны, а также черви, муравьи и термиты оказывают механическое воздействие на горную породу, роя ходы глубиной до 1,5 м. Земляные черви способны переработать до 5 т почвы на 1 га за 1 год. При этом поверхностные слои почвы обогащаются гумусом. Улитки высверливают глубокие ходы в карбонатных породах, а муравьи роют неглубокие но многочисленные ходы, разрыхляя почву и способствуя проникновению в нее воздуха.

Очевидно, что температурное выветривание шире всего проявляется в условиях жаркого климата, особенно в пустынях, где велики перепады дневных и ночных температур, достигающие 50 "С. Морозное выветривание свойственно полярным и субполярным областям, а также высокогорьям, для которых характерны развалы обломков горных пород.

 

Химическое

Химическим выветриванием называется разрушение горных пород под воздействием воды, кислорода, углекислоты и органических кислот, содержащихся в воздухе и воде и воздействующих на поверхность пород, растворяя их.

Химическое выветривание представлено несколькими основными типами: растворением, окислением, гидратацией, восстановлением, карбонатизацией, гидролизом.

Растворение  играет наиболее важную роль, так как связанно с воздействием воды, в которой растворены ионы Na+,Mg2+,Ca2+, Cl -,So2-, HC03-.Особенно существенны ионы водорода Н+, гидроксильный ион ОН" и содержание О2, СО2 и органических кислот. Как известно, концентрация ионов Н+ оценивают в виде рН — логарифма концентрации ионов. При рН = 6 растворимость железа в 100 тыс. раз (!) больше, чем при рН = 8,5. Глинозем А12О3, при рН = 5-9 практически нерастворимый, при рН <4 прекрасно растворяется. Кремнезем SiO, значительно увеличивает свою растворимость при переходе от кислых растворов с рН < 7 к щелочным рН>7. Отсюда ясно, какую важную роль играет водородный ион в ускорении процессов химического выветривания, в частности растворения.

Хорошо растворяются соли хлористо-водородной и соляной кислот. Так, на 100 частей воды по весу растворяется 36 частей NaCl, 32 - RC1, 56 - MgCl, 67 - CaCI. Карбонаты и сульфаты растворяются хуже, например на 10 тыс. частей воды всего 20

частей CaSO4 или 25 частей CaSO4 ■ 2Н2О. Еще хуже растворяются карбонатные породы: известняки, мергели, доломиты. Однако если растворение продолжается длительное время, то возникает большое разнообразие карстовых форм рельефа, включая глубокие, многокилометровые пещеры (см. гл. 8).

  Окисление представляет собой взаимодействие горных пород с кислородом и образование оксидов или гидроксидов, если присутствует вода. Сильнее всего окисляются закисные соединения железа, марганца, никеля, серы, ванадия и других элементов, которые легко соединяются с кислородом. Легко окисляется такой распространенный минерал, как пирит:

FeS2 + n O2 + m H2O -> FeSO4 -> Fe2 (SO4) -» Fe2O3 ■ n H2O.

Таким образом, на «выходе» после окисления получается такой распространенный минерал, как лимонит, или бурый железняк. На многих месторождениях сульфидных руд встречается «шляпа», или «покрышка» из бурого железняка — результат одновременных окисления и гидратации. Для нижних частей почвы характерны отрзанды — корки лимонита, цементирующего песок. Следы окисления в виде пород, окрашенных в бурый, охристый цвет, наблюдаются везде, где в породах содержатся железистые минералы или их включения. Во влажном и жарком климате при испарении воды образуются бедные водой минералы группы гематита Fe2O3 с красной окраской. Поэтому в тропических областях коры выветривания превращаются в твердую красную породу — латерит (лат. «латер» — кирпич).

Восстановление происходит в отсутствии химически связанного кислорода, когда сильным восстановителем является органическое вещество, сформировавшееся в результате отмирания болотной растительности. При этом необходимы анаэробные условия в неподвижной застойной воде, например в болотах. Породы с оксидом железа, окрашенные в бурые, желтые и красноватые цвета, восстановительные процессы превращают в серые и зеленые. Под торфом иногда возникает серо-зеленая глинистая масса, называемая глеем.

Гидролиз - сложный процесс, особенно затрагивающий минералы из группы силикатов и алюмосиликатов. Он происходит при взаимодействии ионов Н+ и ОН" с ионами минералов, следовательно, для гидролиза всегда необходима вода. Гидролиз приводит к нарушению первичной кристаллической структуры минерала и возникновению новой структуры уже другого минерала. Наиболее распространенный пример -это гидролиз ортоклаза, одного из полевых шпатов, часто встречающегося в горных породах, особенно в гранитах. Гидролиз в присутствии СО2 приводит к образованию нерастворимого минерала каолинита и выносу бикарбоната калия и кремнезема:

K2A!2Si6O10 + 2 Н2О + СО2 -> H2Al2Si20,«Н2О + К2СО3 + 4 SiO2.

ортоклаз                                   каолинит

Каолиновая глина, покрывая панцирем выветривающуюся породу, препятствует ее дальнейшему разрушению. Будучи довольно устойчивым минералом, каолинит при определенных условиях способен к дальнейшему разложению с образованием еще более устойчивых минералов, например гиббсита А10(0Н)3, входящего в состав боксита, основной руды для получения алюминия.

Карбонатизация представляет собой реакцию ионов карбоната и бикарбоната с минералами, которая ведет к образованию карбонатов кальция, железа, магния и др. Большая часть известных нам карбонатов хорошо растворяется в воде и выносится из зоны выветривания. Именно поэтому грунтовые воды в таких местах обладают высокой жесткостью.

Гидратация — это процесс присоединения воды к минералам и образование новых минералов. Самый простой пример — переход ангидрита в гипс:

CaSO4 + 2 Н2О о CaSO4 • 2Н2О. Или гематита в гидроокислы железа:

Fe2O3 + п Н2О о Fe2O3 • п Н2О.

Объем породы при гидратации увеличивается, что может привести к деформациям отложений.

  Биологическое

Биологическое выветривание. Живое вещество, с точки зрения В.И. Вернадского, создает химические соединения, которые могут производить большую геологическую работу.

Горные породы на поверхности содержат огромное количество микроорганизмов. На 1 г выветрелой породы может приходиться до 1 млн бактерий. Как только порода начинает выветриваться, на ней сразу же поселяются бактерии и сине-зеленые водоросли, затем лишайники и мхи, которые растворяют и разрушают поверхностный слой породы, и после их отмирания на ней образуются углубления, ямки, борозды, заполненные сухой биомассой отмерших организмов. Изучение поверхности камней под микроскопом, слагающих древние храмы, дворцы, церкви, жилые здания и другие показывает, что на них находится множество разнообразных организмов — бактерии (цианобактерии, актиномицесты), водоросли, грибы, протисты, членистоногие, лишайники и др. Наиболее распространены грибныефы (ветвящиеся тяжи) и микроколонии из округлых клеток. Грибы, как правило, интенсивно окрашены различными пигментами — меланином, каротиноидами, микроспоринами, которые вызывают потемнение трещин и придают поверхности мрамора, например, красновато- бурый, бурый — почти черный цвет. Еле заметные трещинки на поверхности камней обладают другими экологическими обстановками, нежели обстановки на гладкой поверхности породы. Там больше влаги и меньше света. Поэтому в субаэральных пленках на поверхностях камней преобладают микроскопические грибы, гифы которых активно растут, удлиняются и в конце концов покрывают всю поверхность камня.

Таким образом, на поверхности горных пород формируются сообщества микроорганизмов, играющие важную роль в процессах выветривания.

Биота, поселившаяся на поверхности горных пород, извлекает из нее необходимые для жизни химические элементы — Р, S, К, Са, Mg, Na, В, Sr, Fe, Si, Al и другие, что подтверждается их большим содержанием в золе растений, выросших на горных породах. Даже Si извлекаются из кристаллических решеток алюмосиликатов. Следовательно, организмы участвуют в разложении минералов. Однако они и возвращают новые химические элементы в геологическую среду. Тем самым происходит круговорот веществ, обусловленный активностью биоты.

Следует отметить, что в процессах химического выветривания организмы участвуют и косвенным путем, выделяя, например, кислород при фотосинтезе, образуя СО2 при отмирании растений, провоцируя образование весьма агрессивных органических кислот, которые резко усиливают растворение и гидролиз минералов. Такое воздействие наиболее интенсивно происходит во влажном, тропическом климате, в густых болотистых лесах, в которых опад (отмершие растения, листья и др.) составляет почти 260 ц/га. Вода в подобных джунглях обладает кислой реакцией и активно растворяет горные породы, нарушая связи в кристаллической решетке минералов.

                         Процессы гипергенеза и коры выветривания

Под зоной гипергенеза понимается поверхностная часть земной коры, непрерывно подвергаемая воздействию различных экзогенных факторов и в которой горные породы стремятся войти в равновесие с непрерывно изменяющейся окружающей геологической средой. Термин «гипергенез», введенный знаменитым Российским минералогом А.Е. Ферсманом, по существу является синонимом термину «выветривание». Гипергенные процессы проникают вглубь поверхностной части земной коры и оидои меняют ее в сильно расчлененном горном рельефе на сотни метров и даже первые километры.

Типы гипергенеза, установленные Б.М. Михайловым, включают в себя следующие обстановки. Поверхностный (континентальный) гипергенез происходит на поверхности суши и проникает вглубь с помощью нисходящей воды. К наиболее важным образованиям поверхностного гипергенеза относятся два вида.

1. Элювий, или кора выветривания представляет собой геологическое тело, развитое на определенной площади или вдоль какой-либо зоны в горных породах, сложенное продуктами переработки поверхностных горных пород процессами физического, химического и биохимического выветривания. Элювий не перемещается, он остается на месте разрушенных пород. Естественно, что процессы формирования элювия развиваются на слабо расчлененном, выровненном рельефе, достигшем стадии зрелости. Именно в таких условиях и формируются коры выветривания, представляя собой остаточные продукты разрушения пород. Кора выветривания, как и ее мощность, зависит от ряда факторов. Наиболее благоприятные условия создаются при высокой температуре, высокой влажности и выровненном рельефе. В условиях жаркого гумидного климата образуются латеритные красные коры выветривания, состоящие из минералов гидрооксидов и оксидов алюминия, железа и титана с примесью каолинита. В связи с тем, что верхняя часть коры выветривания обладает наибольшей степенью разложения первичного материала, в ней присутствуют глинозем (А12О3) и гидроокислы железа, которые придают элювию в сухом состоянии высокую прочность, напоминая красный кирпич. Эта твердая самая верхняя часть латеритной коры выветривания называется панцирем, или кирасой (франц. «кираса» — панцирь). Нижняя часть латеритной коры выветривания имеет неровную границу с глубокими карманами над более раздробленными участками пород, где залегает дресва — мелкие обломки этих же коренных горных пород. В областях с гумидным климатом распространен глинистый элювий — слой или толща глин, в которых сохраняется реликтовая структура коренных пород.

Над рудными залежами сульфидных руд иногда образуются рудные «шляпы», специфические коры выветривания, прочные корки из разложившихся сульфидных минералов.

2. Иллювий, или ипфильтрациопная кора выветривания — еще один из типов гипергенеза, в котором вещество, замещающее коренные породы, привнесено извне. Иллювиальные коры выветривания характеризуются различным составом и мощностью в зависимости от химического состава инфильтрующего раствора, физико-химических и климатических обстановок. Встречаются сульфатные, карбонатные, кремнистые и соляные (солончаки и солонцы) иллювиальные коры выветривания.

Выделяется также подводный гипергенез, или гальмиролиз, который связан с воздействием морской воды на отложения океанского или морского дна. Магматические породы в этом случае располагаются с образованием глин, а вулканические пеплы превращаются в особую глинистую массу.

Современные коры выветривания обладают небольшой мощностью и они, как правило, еще не сформировались, так как было недостаточно времени. В далекие геологические времена, когда большие пространства континентов обладали слабо расчлененным, выровненным рельефом, в условиях благоприятного климата формировались мощные до 100 м и более коры выветривания, обладающие характерным вертикальным профилем. В их основании располагалась дресва коренных пород, сменяемая выше зоной с гидрослюдами, и в верхней части разреза находилась толща каолиновых глин. Подобный вид разреза древней мезозойской коры выветривания характерен для гранитных пород Урала, а для других коренных пород зональная последовательность в коре выветривания может быть иной. С древними  корами выветривания связаны разнообразные полезные ископаемые, такие как бокситы — основное сырье для получения алюминия; гидроокислы окислы железа, марганца; гидросиликаты никеля, развитые по ультраосновным породам, и др. 

В настоящее время наблюдаются лишь сохранившиеся татки древних кор выветривания, уцелевшие от эрозии в западинах и карманах рельефа. Раньше они были площадными занимая большие пространства или, наоборот, имели линейный" характер, будучи приуроченными к раздробленным зонам крупных разломов.

Чаще всего перечисленные типы выветривания действуют одновременно. Однако под воздействием климата, водного режима, смены суточной и сезонной температур решающим становится какой-нибудь один тип, подчиняясь климатической зональности. Так, во влажной тропической зоне химическое выветривание благодаря высокой температуре протекает интенсивно, с максимумом выщелачивания. Несколько менее энергично такое же выветривание происходит в таежно-подзолистой зоне. В пустынях, полупустынях и тундре преобладает физическое выветривание, тогда как химическое сходит на нет.  

Выветривание происходит всегда и везде. Даже на пирамиде Хеопса в Гизе, в предместье Каира, за последнюю1000 лет потеря материала поверхности известняковых блоков составила 0,2 мм гранитных облицовочных плит - 0,002 мм/год. Современной загрязнение воздушной среды способствует быстрому выветриванию древних каменных скульптур, храмов и памятников.

 

 

        Геологическая деятельность поверхностных водных потоков

Геологическая деятельность рек относится к экзогенным геологическим процессам. Геологические процессы видоизменяют земную кору и ее поверхность, приводя к разрушению и одновременно созданию горных пород. Экзогенные процессы обусловлены действием силы тяжести и солнечной энергии.

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ РЕК

Мощные водные потоки рек, расчленяющие огромные пространства суши, производят значительную эрозионную, переносную и аккумулятивную деятельность. Это наиболее динамические системы, преобразующие рельеф. Интенсивность работы рек определяется их живой силой, т. е. кинетической энергией, равной mv²/2, где m - масса воды; v - скорость течения. Последняя зависит от уклона продольного профиля и определяется по формуле Шези: v = с , где с - коэффициент, зависящий от шероховатости русла; R - гидравлический радиус, равный отношению площади живого сечения водотока к смоченному периметру; i - уклон.

Под уклоном понимается величина перепада высот, деленная на расстояние по горизонтали, на котором наблюдается этот перепад.

На интенсивности процессов в речных долинах сказывается турбулентный характер течения, когда молекулы воды движутся беспорядочно или по перекрещивающимся траекториям, наблюдаются различные завихрения, вызывающие перемешивание всей массы воды от дна до ее поверхности. Наибольшие скорости наблюдаются в приповерхностной части потока на стрежне, меньше у берегов и в придонной части, где поток испытывает трение о породы, слагающие русло. Вдоль реки скорость течения также меняется, что связано с наличием перекатов и плёсов, нарушающих равномерность уклона.

Питание рек бывает: снеговое, ледниковое, дождевое, смешанное, за счет подземных вод. В зависимости от характера и интенсивности питания изменяются режим рек, количество и уровень воды, а также скорость ее течения. В соответствии с изменением уровня воды в реке говорят о высоком горизонте, соответствующем половодью, и низком меженном горизонте, или межени, наступающей после спада половодья. Помимо этого, в реках наблюдаются периодические паводки, соответствующие кратковременному повышению уровня воды от затяжных дождей.

В основании аллювиальных отложений каждой террасы всегда располагается цоколь, сложенный коренными горными породами. В зависимости от высотного положения цоколя и мощности аллювия выделяются три типа террас.

Об эрозионном цикле в первом приближении можно судить по глубине эрозионного вреза от поверхности той или иной террасы до цоколя последующей более низкой террасы (Н₃, Н₂ и т.д.). Региональные цикловые террасы неоднородны по условиям развития и строения. Среди них различают следующие типы:

1) эрозионные, или скульптурные (террасы размыва);

 2) эрозионно-аккумулятивные, или цокольные;

 3) аккумулятивные.

Эрозионные террасы встречаются главным образом в молодых горных сооружениях, где имеют место импульсы нарастания и спада тектонических движений, с которыми связаны изменения уклонов продольного профиля реки, вызывающих глубинную эрозию, а в конце цикла и боковую. В этих террасах почти вся террасовидная площадка и уступ до нижерасположенной площадки слагаются коренными породами и лишь местами на их поверхности встречаются отдельные маломощные галечники (рис. 10А).

Аккумулятивные террасы характеризуются тем, что их площадки и уступы полностью сложены аллювиальными отложениями. Среди них по строению и соотношению разновозрастных аллювиальных комплексов выделяют наложенные и вложенные (рис. 10Б). Аккумулятивные террасы имеют широкое распространение в пределах низменных платформенных равнин, а также в межгорных и предгорных впадинах (областях прогиба), где в ряде мест отмечаются значительные мощности аллювия.

Эрозионно-аккумулятивные, или цокольные, террасы характеризуются тем, что в них нижняя часть уступа (цоколь) сложена коренными породами, а верхняя часть уступа - аллювиальными отложениями. Эрозионно-аккумулятивные надпойменные террасы приурочены чаще к переходным зонам от поднятий к погружениям, но встречаются местами и в пределах равнин (рис. 10В)).

 

Рис. 10. Типы речных террас:

 

А - эрозионные или скульптурные;
Б- аккумулятивные;
В- цокольные.
Р- русло; П- пойма; I,II,III- надпойменные террасы; H₁,H₂,H₃- эрозионные циклы.
Элементы террасы: а- тыловой шов; б- террасовидная площадка; в- бровка террасы; г- уступ террасы.
1-аллювий; 2-коренные породы.

1. Эрозионные террасы (размыва), в которых почти вся террасовидная площадка и уступ слагаются коренными породами, и лишь местами на поверхности сохраняется аллювий. Они образуются в молодых горных сооружениях в результате интенсивных тектонических движений.

2. Аккумулятивные террасы, в которых площадка и уступ полностью сложены аллювиальными отложениями, а цоколь из коренных пород всегда ниже уровня реки и никогда не обнажается. Они образуются в пределах низменных платформенных равнин, в межгорных и предгорных впадинах.

3. Цокольные или смешанные, эрозионно-аккумулятивные террасы характеризуются тем, что в нижней части уступа выходит на поверхность цоколь, а верхняя часть уступа и площадка сложены аллювием. Они образуются в переходных зонах от поднятий к погружениям, реже к равнинам.

 

 

Наличие надпойменных террас свидетельствует о том, что река протекала когда-то на более высоких уровнях, которые в последующем были прорезаны в результате периодического усиления глубинной эрозии. Образование террас связано с понижением базиса эрозии, тектоническими движениями и изменениями климата. Наибольшее значение имеет тектонический фактор. При поднятии суши в верховьях речного бассейна или опускании базиса эрозии изменяются уклоны реки и, следовательно, увеличивается ее живая сила, резко возрастает глубинная эрозия. В результате на месте плоскодонных долин вырабатываются вначале врезы V-образного типа, на новом уровне формируется профиль равновесия реки и затем новая пойма. Прежняя пойма остается в виде террасы, возвышающейся над новой поймой. При многократных понижениях базиса эрозии или поднятиях суши на склонах долин рек образуется система надпойменных террас. По взаимным превышениям террас, продольному профилю долины можно судить о том, как они развивались. При поднятии верховьев относительная высота террас постепенно уменьшается к низовьям, при опускании базиса эрозии, наоборот, относительная высота снижается к верховьям. Счет надпойменных террас производится снизу вверх. Самая нижняя I н. т. (самая молодая), следующая выше расположенная II н. т. и т. д. Самая высокая терраса - самая древняя.

Следует отметить, что речные потоки чутко реагируют на изменение скорости и направленности тектонических движений во времени и пространстве. Вследствие этого в пределах одной и той же реки можно наблюдать участки морфологически зрелой долины с хорошо выраженной поймой и участки, где пойма отсутствует, а река глубоко врезается в растущее на ее пути тектоническое поднятие. При этом интенсивность глубинной эрозии соизмерима со скоростью поднятия. Такие участки долины называются антецедентными. Влияние неоднородности локальных тектонических движений сказывается в строении надпойменных террас и изменении их высоты. При пересечении локального тектонического поднятия относительная высота террасы и ее цоколь повышаются, мощность аллювия значительно уменьшается, а его состав становится преимущественно грубозернистым в сравнении с составом аккумулятивных террас, расположенных выше и ниже поднятия. Такие локальные повышения террас нередко отражают унаследованное развитие от более глубоких древних структур. Вследствие этого анализу речных террас и долин рек уделяется большое внимание при поисках нефтегазоносных структур.

В иды воды в горных породах

К подземным водам относятся все природные воды, находящиеся под поверхностью Земли в подвижном состоянии. Вопросы происхождения, движения, развития и распространения подземных вод являются предметом изучения специальной отрасли геологической науки - гидрогеологии. Подземные воды тесно связаны с водой атмосферы и наземной гидросферы - океанами, морями, озерами, реками. В природных условиях происходит непрерывное взаимодействие этих вод, так называемый гидрологический круговорот.

Таким образом, распределение выпадающих атмосферных осадков может быть представлено следующей схемой: испарение, поверхностный сток, инфильтрация, или просачивание, подземный сток. Соотношение между указанными составляющими изменяется в зависимости от конкретных природных условий: рельефа, температуры воздуха, растительности, водопроницаемости горных пород и др. В пределах большого круговорота на материках выделяется внутренний, или внутриконтинентальный, круговорот, повторяющийся неоднократно, существенно увеличивая количество атмосферных осадков, выпадающих на сушу и пополняющих подземные воды.

Горные породы содержат различные виды воды. Ее состояние и свойства в рыхлых песчаных и глинистых породах впервые были экспериментально изучены советским ученым А. Ф. Лебедевым, выделившим несколько видов воды в горных породах, отличающихся физическими свойствами. В настоящее время предложено следующее подразделение видов воды в породах:

I. Вода в форме пара.

II. Физически связанная вода: 1) прочносвязанная (гигроскопическая) вода; 2) слабосвязанная (пленочная) вода.

III. Свободная вода: 1) капиллярная вода; 2) гравитационная вода.

IV. Вода в твердом состоянии.

V. Кристаллизационная вода и химически связанная вода.

Вода в форме пара содержится в воздухе, заполняющем пустоты и трещины горных пород, свободные от жидкой воды. Парообразная вода находится в динамическом равновесии с другими видами воды и с парами атмосферы. Прочносвязанная вода образуется непосредственно на поверхности частиц горных пород в результате процессов адсорбции молекул воды из паров и прочно удерживается под влиянием электрокинетических и межмолекулярных сил. Вследствие этого она и получила название прочносвязанной или гигроскопической. Содержание прочносвязанной воды зависит от состава, структуры и степени дисперсности минеральных частиц. Особенно много физически связанной воды содержится в тонкодисперсных глинистых породах. Слабосвязанная вода имеет меньший уровень энергетической связи. Она образует на поверхности частиц как бы вторую пленку поверх прочносвязанной и может передвигаться