Вечная мерзлота: её строение, распространение и свойства

Геол. Деятельность рек. Эрозия донная и боковая. Профиль долины

Подземные воды и временные ручьи отмосферных осадков, стекая по оврагам и балкам собираютмя в постоянные водопотоки- реки. С площадь с которой к реке стекает вода называют бассейном реки. Полноводные реки совершают большую геологическую работу- разрушение горных парод (эрозия) перенос и отложение (аккумуляция) продуктов разрушения.Эрозия осуществляется динамическим воздействием воды на ГП. Одновременно вода оказывают на ГП растворяющее действие. Базис эрозии – уровень моря или каких либо других бассейнов куда впадает река (или прекращает свое движение) в процессе размывающей и аккумулятивной деятельности реки в коренных пародах вырабатывают вытенные корытообразные углубления – речные долины. По мере углебленя долины река проходит ряд стадий. На первой стадии дно реки имеет значительный уклон, поток обладает большой скоростью интенсивно действует донная эрозия. Долина узкая и глобокая. Для этой стадии типичные горные реки (т.е молодые). Постепенно река вырабатывает равномерный профиль. Глубинная эрозия сменяется боковой. Река размывает свои берега. Долины широкие и пологие.

Река за счет эрозии углубляет свою долину вырабатывает определенный продольный профиль стремясь достигнуть макс глубины. Положения профиля зависит от базиса эрозии.

Билет 4:

1)Понятие минерала. Химические и физические свойства минералов.

2)Геологическая деятельность ветра. Эоловые отложения, их состав и формы залегания

Вопрос 1 «Понятие минерал. Химический состав и физические свойства минералов»

Минерал – это химический элемент или соединение однородное по своему составу строению или свойствам, образующееся в результате природных физико-химических процессов в земной коре, водной оболочке или атмосфере. Различают: 1)природного происхождения, рождение которых связано с процессами в земной коре. 2)искусственного происхождения, которые возникли в процессе техногенной деятельности человека.

Химический состав. Каждый минерал характеризуется определенным химическим составом. В отдельных случаях можно встретить минералы сходного химического состава, но в этом случае они имеют различное внутреннее строение, а следовательно, различную внешнюю форму. Химический состав кристаллических минералов выражается кристаллохимической формулой, которая одновременно показывает количественные соотношения элементов и характер их взаимной связи в пространственной решетке.

Физические свойства. Каждый минерал имеет определенные физические свойства. Внешняя форма минералов разнообразна. В природных условиях чаще всего приобретают неправильные очертания. Хорошо ограниченные кристаллы встречаются редко. Цвет для очень многих минералов строго постоянен. Их условно разделяют на светлые (кварц, полевые шпаты, гипс, кальцит и др.) и темные (роговая обманка, авгит и др.). Прозрачность – способность минералов пропускать свет. Выделяют три группы минералов: прозрачные(кварц, мусковит), полупрозрачные(гипс, халцедон), непрозрачные (пирит, графит). Блеск – способность поверхности минералов отражать различной степени свет. Блеск может быть металлическим и неметаллическим, который в свою очередь может быть стеклянным (силикаты), жирным (тальк),шелковистым (асбест) и т.д. Твердость – способность минералов противостоять внешним механическим воздействиям. Спайность – способность минералов раскалываться или расщепляться по определенным направлениям с образованием плоскостей раскола. Излом характеризует поверхность разрыва и раскалывания минералов.

2. Ветер совершает большую геологическую работу: разрушение земной поверхности (выдувание или дефиляция, обтачивание или коррозия), перенос продуктов разрушения и отложение этих продуктов в виде скоплений различной формы. Все эти процессы носят общее название эоловых. Наиболее ярко эоловые процессы проявляются в пределах пустынь, полупустынь, рек и морских побережий. Выдувание (дефляция) возникает в результате воздействия механической силы ветра. Наиболее ярко этот процесс проявляется в районах, сложенных рыхлыми или мягкими породами. Ветер выдувает котловины, борозды, траншеи в солончаках, суглинках и песках. Выдувание значительно усиливается после нарушения дернового покрова, вырубки кустарников и деревьев. Перенос частиц ветром совершается во взвешенном состоянии или перекатыванием в зависимости от скорости ветра и размера частиц. При небольшой скорости ветра и других благоприятных условиях происходит отложение переносимого материала. Так образуются ветровые (эоловые) отложения. В большинстве случаев это накопления песка и пыли. Отложения делятся на: подвижные (дюны, барханы) и закрепленные (грядовые, бугристые). Подвижные пески не закреплены корневой системой растений и под действием ветра легко перемещаются. Дюны образуются по берегам рек и морей в результате навевания песка ветром возле какого-нибудь препятствия. Это холмовидные накопления песка высотой до 40 м. Барханы возникают в пустынях, где постоянно дуют сильные ветры одного направления. Они сложены подвижным песком. Скорость их передвижения зависит от силы ветра, длительности действия и величины бархана. Грядовые пески – втянутые формы высотой 10-20 м. Бугристые пески – неподвижные холмы высотой до 10м с пологими склонами.

Билет 5:

1)Понятие минерал, происхождение минерал магматических горных пород.

2)Коэффицент фильтрации и метод его определения.

Вопрос 1 «Понятие минерал. Минералы осадочных горных пород. Искусственные минералы»

Минерал – это химический элемент или соединение однородное по своему составу строению или свойствам, образующееся в результате природных физико-химических процессов в земной коре, водной оболочке или атмосфере. Различают: 1)природного происхождения, рождение которых связано с процессами в земной коре. 2)искусственного происхождения, которые возникли в процессе техногенной деятельности человека.

Искусственные минералы: в результате производственной деятельности человеком создано более 150 искусственных минералов. В настоящее время промышленность получает два вида искусственных минералов: аналоги и техногенные. Аналоги – это повторение природных минералов (алмаз, горный хрусталь). Техногенные – это вновь созданные минералы с наперед заданными свойствами (алит, муллит). Такие минералы входят в состав различных строительных материалов. В образовании осадочных горных пород, кроме минералов, из которых формировался рыхлый осадок (кварц, полевые шпаты), принимают участие минералы, возникающие в данной породе в процессе её существования (кальцит, каолинит). Во многих случаях они играют существенную роль.

Просадочные явления в лёссовых породах.

Структура лёссовых пород по своей прочности не одинакова. В одних случаях она разрушается после водонасыщения и при одновременном приложении к ней нагрузке от объекта. Такие породы относят к первому типу по просалочности, другие лёссовые породы разрушаются уже при водонасыщении только под собственным весом (второй тип). В лёссовых толщах просадочными св-ми обладает только их верхняя часть. Толщина слоя просадочных пород колеблется от 1 до 30 метров. Певый тип – 8-10 м, второй=10-25. Просадочные св-ва с глубиной снижаются и постепенно переходят в непросадочные. При слабых и легко водорасворимых структурных сязях просадка возникает через несколько часов, что хар-но для грунта первого типа. Просадочный процесс возникает лишь при некотором для данного грунта давлении. Это давление называют «Начальным просадочным давлением». Значение начального просадочного давления определяет деформируемые зоны в лёссовой просадочной толще. В этих зонах происходит просадочное уплотнение пород.

 

Билет 16:

1)Тектонические движения земной коры, складки и разрывы.

2)Плоскостная эрозия, делювий.

Аллювиальное отложение рек

При определенных условиях река откладывает обломочный материал - аллювиальные отложения. Значительная часть этих отложений скапливается в русле рек и на поймах общая мощность аллювиальных отложений в долинах рек различна. Состав отражает скорость речного потока. В состав аллювия входит глыбы валуны галечник гравий пески суглинки глины илы органический материал. Там где течения сильные преобладают крупнообломочные материалы. Аллювий русловой – материал который откладывается в руслах реках, в его состав входят пески и более грубые обломки. Пойменный – откладывается в период паводка и представляет собой суглинки различного состава глины и пески. Старичный формируется на дне стариц, на которых откладываются илы со значительным количеством органических веществ.

2. Подтопление – подъем уровня грунтовых вод, обусловленный повышением горизонтов воды в реках при сооружении водохранилищ, русловых плотин, судоходных каналов и др. гидротехнических сооружений, насыщением ранее безводных грунтов при фильтрации воды через дно и берега каналов, потерями ее из водопроводных и канализационных сетей, заилением русел рек и пр. Естественная причина – подъем уровня моря. При подтоплении заболачиваются и заселяются почвы, снижается продуктивность лугов, полей и лесов, ухудшается санитарное состояние местности, разрушаются здания. К подтопленным относятся территории, на которых УГВ поднялся на глубину, не допустимую для ее хозяйственного использования. Для защиты земель от подтоплений строят осушительные системы – дренаж горизонтальный, вертикальный и комбинированный с машинной откачкой воды. Дрены располагают по границе защищаемой территории.

Билет 22:

1)Геологическая деятельность моря.

2)Классификация подземных вод по условиям залегания в земной коре и по гидрогеологическому признаку.

Вечная мерзлота: её строение, распространение и свойства

Вечная мерзлота – близкая к поверхности подземная зона с отрицательной температурой, сохраняющаяся в течении веков и тысячалетий. Мощность зоны от 1 до 100 метров.

Вечная мерзлота» (многолетняя криолитозона, многолетняя мерзлота) — часть криолитозоны, характеризующаяся отсутствием периодического протаивания. Распространение — север Аляски, Канады, Европы, Азии, острова Северного Ледовитого океана. Районы многолетней мерзлоты — верхняя часть земной коры, температура которой долгое время (от 2—3 лет до тысячелетий) не поднимается выше 0 °C. В зоне многолетней мерзлоты грунтовые воды находятся в виде льда, её глубина иногда превышает 1 000 метров.

По длительности существования мерзлого состояния пород принято подразделять:

· кратковременномерзлые породы (часы, сутки),

· сезонномерзлые породы (месяцы),

· многолетнемерзлые породы (годы, сотни и тысячи лет).

Между этими категориями могут быть промежуточные формы и взаимные переходы. Например, сезонномерзлая порода может не протаять в течение лета и просуществовать несколько лет. Такие формы мерзлой породы называются «перелетками».

65% территории России — районы многолетней мерзлоты. Наиболее широко она распространена в Восточной Сибири иЗабайкалье.

Учёт многолетней мерзлоты необходим при проведении строительных, геологоразведочных и других работ на Севере.

В районах вечной мерзлоты промерзший грунт никогда при современных климатических условиях не оттаивает.

В летнее время самые верхние горизонты вечномерзлой толщи оттаивают, зимой снова замерзают. Неоднократный переход воды из одного фазового состояния в другое сообщает неустойчивость, подвижность поверхностной толще. В результате возникают различные формы движения грунта и различные формы рельефа, свойственные только областям вечной мерзлоты. Слой сезонного промерзания и оттаивания, мощность которого изменяется от 1 до 4м, получил название деятельного слоя. Ниже его залегает собственно вечномерзлый слой. Слои отличаются друг от друга в летнее время, зимой они не имеют четко выраженной границы. Лед в мерзлом грунте присутствует в различных формах: в форме ледяного цемента (замерзшие поровые и капиллярные воды), ледяных включений и крупных ледяных тел — линз или жил. По условиям образования вечномерзлые грунты могут быть сингенетическими и эпигенетическими. Сингенетические мерзлые грунты образуются одновременно с осадконакоплением. Эпигенетическими мерзлыми грунтами называются такие отложения, которые промерзли уже после накопления.

 

Билет 2:

1)Происхождение, форма и строения планеты Земля.

2)Оползни, условия образования их. Меры борьбы с оползнями.

Вопрос 1 «Происхождение, форма и строение планеты Земля. Геосферы»

Основным объектом изучения геологии является земная кора, внешняя твердая оболочка Земли, имеющая важное значение для осуществления жизни и деятельности человека.

Солнечная система состоит из небесных тел. В неё входят: Солнце девять больших планет, в том числе Земля, и десятки тысяч малых планет, комет и множество метеорных тел. Солнечная система – сложный и многообразный мир, далеко ещё не изученный. Вопрос о происхождении Земли – важнейший вопрос естествознания. Более 100 лет пользовалась признанием гипотеза Канта-Лапласа, согласно которой Солнечная система образовалась из огромной раскаленной газоподобной туманности, вращавшейся вокруг оси, а земля в начале была в жидком состоянии, а потом стала твердым телом. Дальнейшее развитие науки показало несостоятельность этой гипотезы. Земля, по Шмидту, первоначально была холодной. Разогрев её недр начался, когда она достигла больших размеров. Это произошло за счет выделения теплоты в результате распада имеющихся в ней радиоактивных веществ. Форма Земли обычно именуется земным шаром. Установлено, что масса Земли равно 5,98х10²⁷г. Форма Земли близка к трехосному эллипсоиду вращения с полярным сжатием. Полярное сжатие обусловлена вращением Земли вокруг полярной оси и величина этого сжатия связана со скоростью вращения Земли. Иногда форму земли именуют сфероидом, но для Земли есть и собственное наименование формы, а именно геоид. В общем виде Земля сложена несколькими концентрическими оболочками: внешними – атмосфера (газовая оболочка), гидросфера (водная оболочка), биосфера (область распространения живого вещества) и внутренними, которые называют собственно геосферами(ядро, мантия и литосфера). Атмосфера – это воздушная среда вокруг Земли, вращающаяся вместе с ней. По распределенной в ней температуре снизу вверх подразделяется на тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу. Основные компоненты: азот 78%; кислород 20,95%; инертные и другие газы; водяной пар около 1%. Стратосфера – слой над тропосферой. Присутствие в нём озона в этом слое обуславливает повышение температуры в нем до +50^оС. Гидросфера – это водная оболочка, которая играет большую роль в геологических процессах Земли. В её состав входят все воды Земли (океаны, моря, реки, озера и т.д.) Биосфера находится в постоянном взаимодействии с литосферой, гидросферой и атмосферой, что существенно сказывается на составе и строении литосферы. Это сложноорганизованная оболочка, связанная биохимическими циклами миграции вещества, энергии и информации. Внутреннее строение Земли состоит из ядра, мантии и литосферы. Земное ядро – состоит из внешнего(жидкого) и внутреннего(твердого) ядра. Земное ядро состоит из 90% железа с примесью кислорода, серы, углерода и водорода. Мантия Земли представляет собой силикатную оболочку между ядром и подошвой литосферы. Земная кора – это верхний слой Земли, который имеет нижнюю границу или подошву. Различают континентальную кору и океаническую. Литосфера – это каменная оболочка Земли, объединяющая земную кору, подкоровую часть верхней мантии. В неё входят породы в твердом кристаллическом состоянии и она обладает жесткостью и прочностью.

 

2. Оползни. Геологические условия и причины образования оползней. Меры борьбы с оползнями.

Оползни – это скользящее смещение г.п. на склонах под действием гравитации и при участии поверхностных или подземных вод. Это явление свойственно склонам долин, оврагов, балок, берегам морей, искусственным выемкам. Они разрушают здания и сооружения на самих склонах и ниже их. Для возникновения и развития оползней необходимы некоторые определенные условия: высота, крутизна и форма, геологическое строение, св-ва пород, гидрогеологические условия. Основными причинами оползней следует считать 3 гр.процессов:1) процессы, изменяющие внешнюю форму и высоту склона: колебания базиса эрозии рек, оврагов; разрушающая работа волн и текучих вод; подрезка склона искусственными выемками; 2) процессы, ведущие к изменению структур и ухудшению физико-механических св-ств, слагающих склон пород за сче процессов выветривания, увлажнения подземными, дождевыми, талыми и хоз-ными водами, за счет выщелачивания водорастворимых солей и выноса частиц текучей водой с образованием в породе пустот; 3) процессы, создающие дополн.давление на породы, слагающие склон: гидродинамическое давление при фильтрации воды в сторону склона; гидростатистическое давление воды в трещинах и порах породы; искусственные статические и динамические нагрузки на склон; сейсмические явления.Для успешного применения противооплзневых мероприятий необходимо высококачественное выполнение инженерно-геологических изысканий для оценки фактической степени устойчивости склона. Эти изыскания выполняют согласно СНиП 11.02-96. Противооползневые мероприятия:1)активные, способные воздействовать на основную причину оползня путем полного пересечения или некоторого ослабления её действия, в частности, снятие перенапряжения грунтовой толщи за счет разгрузки любого вида; 2) пассивные, направленные на повышение значимости факторов сопротивления, влияющих положительным образом на степень устойчивости, например, пригрузка, закрепление любыми способами. Берегозащитные мероприятия и сооружения на водотоках и водоемах у подножья склона включают отвод и выправление русел, устройство защитных покрытий, возведение лотков, быстротоков, перепадов. Механическое крепление склонов, подпорные сооружения, покрытия, использование растительности, искусственное уплотнение и закрепление грунтов, обеспечение устойчивости возводимых сооружений.

Билет 3:

1)Температурный режим верхней части земной коры.

2)Геологическая деятельность рек. Эрозия донная и боковая, базис эрозии, продольный и поперечный профиль речной долины.

Вопрос 1 «Температурный режим верхней части земной коры»

Земная кора имеет два основных источника тепла: от солнца и от распада радиоактивных веществ в своей нижней части на границе с верхней мантией. В земной коре различают три температурные зоны: 1) переменных температур; 2) постоянных температур; 3) нарастания температур. Изменение температур в зоне переменных температур определяется климатом местности. По мере углубления в землю влияние сезонных колебаний температур уменьшается и на глубине примерно 15-40м находится зона постоянной температуры. В пределах третьей зоны температура с глубиной возрастает. Нарастание температуры с глубиной следует учитывать при проектировании сооружений глубокого заложения.