Геологическая деятельность текучих вод, озёр и болот. Подземные воды

1.

Национальный исследовательский Томский государственный университет
Геолого-географический факультет
кафедра палеонтологии и исторической геологии
ЛЕКЦИЯ № 7
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
ТЕКУЧИХ ВОД, ОЗЁР И БОЛОТ.
ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ
Преподаватель: доцент каф. ПиИГ, канд. геол.-минерал. наук Адылбаев Руслан Ренадович

2.

7.1 Геологическая деятельность поверхностных текучих вод
Разрушительная деятельность водных потоков – эрозия
Эрозия – разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками, включающее в себя
отрыв и вынос
обломков материала и сопровождающееся их отложением.
Виды эрозии водных потоков:
• плоскостная эрозия;
• пятящаяся эрозия;
• донная (глубинная) эрозия – врезание потока в глубину;
• боковая эрозия – подмыв берегов, расширение долины .
Геологическая деятельность плоскостного стока
Дождевая вода способна захватывать часть рыхлого, мелкого
материала и перемещать его вниз по склону. Процесс
плоскостного смыва получил название делювиального, а
формирующиеся при этом у основания склона отложения
называются делювием.
В
вершине
делювиального
шлейфа
откладывается
относительно более грубый материал – песчаный. По
периферии шлейфа скапливаются более тонкие пылеватые и
глинистые частицы.
2

3.

Геологическая деятельность временных русловых потоков
Среди временных русловых потоков выделяются:
• потоки оврагов равнинных территорий;
• горные потоки.
образование оврага
Начальная стадия
С верховьев горных
склонов вода временных
водотоков движется в
едином русле, захватывая
обломочный материал,
который усиливает
разрушительную работу
потока. Отложения
временных потоков
называются пролювием.
II стадия – образование балок
При выходе на подгорную равнину скорость потока резко уменьшается, и обломочный материал откладывается,
образуя пролювиальный конус выноса.
В строении конусов выноса наблюдается дифференциация материала от более крупного до тонкого по мере
удаления от вершины конуса.
3

4.

7.2 Геологическая деятельность рек
Строение речной долины:
• русло;
• пойма, или пойменная терраса
(высокая и низкая);
• надпойменные террасы (плоские
площадки на бортах речной долины,
слабо наклоненные к руслу реки).
Базис эрозии – это уровень до
которого опускается эрозия, как
правило, он соответствует уровню
моря, другой реки в которую
впадает река.
При понижении базиса эрозии река вновь начинает вырабатывать продольный
профиль. В речных долинах может образоваться лестница террас, возвышающихся
друг над другом. Самая высокая терраса является наиболее древней, а самая
низкая – самой молодой.
В строении каждой террасы различают следующие элементы: террасовидную
площадку, уступ или склон, бровку террасы, тыловой шов, где терраса сочленяется со
следующей более высокой террасой или с коренным склоном долины.
4

5.

р. Томь, Томск
5

6.

Аллювий
Весь материал, который переносятся реками, а затем откладывается, называется аллювием. Они состоят из обломочного
материала различной зернистости, степени окатанности и сортировки.
Материал, из которого формируется аллювий, может переносится тремя способами:
а) влекомые наносы – тащится и перекатывается по дну русла;
б) – во взвешенном состоянии;
в) – в растворенном виде.
Русловой аллювий
самый грубый
(крупнозернистый песок,
гравий, галечник)
Пойменный аллювий
более мелкозернистый
(образуется во время паводка)
Старичный аллювий
тонкообломочные глинистые частицы и
богат органическими остатками,
которые образуются при зарастании
стариц растительностью
6

7.

Меандры – искривление русла реки
Старица – старое русло реки
7

8.

Типы речных террас
Эрозионные террасы (размыва) – террасы 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.
Аккумулятивные террасы – 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.
Цокольные или, эрозионно-аккумулятивные террасы характеризуются тем,
что в нижней части уступа выходит на поверхность цоколь, а верхняя часть
уступа и площадка сложены аллювием.
8

9.

Циклы эрозии
1) юность (глубинная эрозия) течение бурное, скорость
потока максимальная, коэффициент извилистости реки
минимален;
2) зрелость (боковая + глубинная), коэффициент
извилистости увеличивается, скорость уменьшается от
истоков к устью, течение среднее;
3) старость (боковая, профиль равновесия выработан) –
длина реки увеличивается, увеличивается извилистость,
течение медленное.
Схема формирования поймы и меандрового пояса: А, Б,
В, Г, Д, Е, Ж - стадии развития речной долины.
9

10.

7.3 Геологическая деятельность озёр
Экзогенные озера – результат ледникового выпахивания,
эрозионные котловины, эоловые карстовые воронки,
метеоритные кратеры. Так же озера образуются в старицах
рек (при меандрировании). В горных районах озера нередко
возникают в связи с обвалами, перегораживающими речные
долины.
Эндогенные озера – образуются в рифтовых зонах, многие
озера приурочены к кальдерам, в кратерах на вершинах
потухших вулканов, в зонах тектонических опусканий
земной коры.
• Органогенное осадконакопление – водоросли, трава и фитопланктон погружаются на дно, образуя илистый
слой, насыщенный органикой. В некоторых озёрах формируются слои известняков-ракушечников.
• Хемогенные отложения – интенсивное испарение воды и выпадение в осадок поваренной и калийной солей,
соды, соединений бора, серы. В зависимости от наиболее характерных осадков озера подразделяют на
сульфатные, хлоридные, боратные. Нередко в озёрах накапливаются железистые и марганцевые конкреции.
• Терригенные озёрные отложения представлены илами, песками, галечниками.
10

11.

7.4 Геологическая деятельность болот
1.
2.
3.
4.
Типы болот
Низинные болота – располагаются в понижениях рельефа и
характеризуются плоской или вогнутой поверхностью.
Верховые болота – располагаются обычно на водоразделах и
имеют выпуклую поверхность.
Переходный тип болот – характеризуется питанием за счёт
подземных вод, атмосферных осадков.
Болота приморских низин – характерны для тропических и
субтропических зон. Особенностью приморских низин является
значительная обводненность (мангровые лесные заросли
тропиков).
Отложения болот :
Торф. Скопление полуразложившихся остатков отмерших растений. Этот медленный процесс гниения клетчатки, протекающий
без доступа воздуха и ведущий к образованию торфа, называется гумификацией, или начальными этапами углефикации.
Углеобразование: буроугольная стадия – обогащение торфа углеродом и сильное превращение остатков растительности. Затем
бурые углы переходят в каменные, далее в антрацит.
Отложения дерновых железных руд: формируются с привносом железистых соединений грунтовыми водами. Связаны в
основном с низинными болотами.
11

12.

7.5 Подземные воды
К подземным водам относятся все воды, находящиеся в недрах Земли в жидком, парообразном и
твёрдом состоянии и заполняющие поры, пустоты и трещины в горных породах
форма нахождения
воды в горных породах
в связном виде – кристаллизационная,
конституционная, гигроскопическая,
плёночная и капиллярная вода
свободном виде – гравитационная
(свободная) вода.
происхождение
типы горных пород:
коллекторы (могут собирать в себе
воду, проницаемые водой);
водоупоры (непроницаемые и крайне
слабопроницаемые для воды)
Экзогенные воды:
Инфильтрационные, образованные в результате просачивания атмосферных
осадков и вод рек, озёр, морей и т. д. в толщу горных пород;
Конденсационные, образованные из влаги атмосферного влажного воздуха,
проникающего в почву и горные породы, в результате; конденсации в порах
пород;
Седиментогенные, образованные в результате захоронения вод бассейна
осадконакопления вместе с осадками.
Эндогенные воды:
Метаморфогенные, или возрождённые, образованные в результате
дегидратации под действием температуры и давления минералов, содержащих
в своём составе воду;
Магматогенные, или ювенильные, образованные в результате отделения от
магмы паров воды.
12

13.

Типы подземных вод
по условиям залегания
• Верховодка – временное скопление
воды на локальном водоупоре;
• Грунтовые воды – верхний
постоянный водоносный горизонт;
• Межпластовые
воды
–
располагаются
между
двумя
водоупорами, они могут обладать
напором.
а) ненапорные – уровень воды не
достигает
верхней
поверхности
водоносного горизонта;
б) напорные (артезианские) –
вода заполняет водоносный горизонт
по степени минерализации
по В.И. Вернадскому
• пресные (сухой остаток до 1 г/л),
• солоноватые (1 – 10 г/л),
• солёные (10 – 50 г/л),
• рассолы (50 – 550 г/л).
по температуре
• холодные – до 20°С;
• тёплые – 20–42°С;
• горячие (или термальные) > 42 °С,
связаны с вулканическими явлениями
Жёсткость подземных вод
определяется наличием солей
CaSO4, MgSO2, NaCl и т. д.
13

14.

Геологическая деятельность подземных вод
Разрушительная деятельность подземных вод проявляется главным образом в химическом
разрушении и выщелачивании горных пород, что связано с содержанием в них кислорода, углекислоты,
различных органических и неорганических веществ
I. Оползни
отрыв земляных масс и перемещение их по
склону под действием собственного веса.
Для возникновения оползня необходимо:
наличие достаточно крутого склона (не
менее 25°), наличие водоупора, наличие
водоносного слоя.
14

15.

Геологическая деятельность подземных вод
II. Подтопление
процесс, при котором в результате
нарушения водного режима под влиянием
комплекса техногенных и природных
факторов
происходит
направленное
повышение влажности грунтов или уровня
подземных вод.
15

16.

Геологическая деятельность подземных вод
III. Карст
геологический
процесс,
сочетающий
в
себе
растворение, выветривание и эрозию пород, и
сопровождающийся формированием особого режима
подземных вод, деформациями земной поверхности и
образованием особого карстового рельефа.
Карстующиеся породы – известняки, доломиты, гипсы,
ангидриты, каменная соль.
• Открытый карст – карстовые формы видны на
поверхности; чаще развит в горных районах.
• Закрытый карст – карстовые образования на
поверхности не заметны, так как они перекрыты
толщей каких-то других отложений; характерно для
равнинных платформенных районов.
16

17.

Поверхностные карстовые формы рельефа
Карры – углубления в виде ямок,
борозд, канавок, образованные в
основном выщелачиванием известняков
поверхностными атмосферными водами
Желоба и рвы – более
протяжённые и глубокие, чем
карры
17

18.

Поверхностные карстовые формы рельефа
Поноры – это узкие глубокие отверстия,
наклонные или вертикальные,
поглощающие поверхностную воду и
отводящие её вглубь карстового массива
Карстовые воронки – наиболее
распространённые
поверхностные формы карста
18

19.

Поверхностные карстовые формы рельефа
Великая голубая дыра расположена в центре Лайтхаус-Рифа — атолла в
составе Белизского барьерного рифа. Дыра представляет собой круглую
карстовую воронку диаметром 305 м, уходящую на глубину 120 м.
19

20.

Карстовые пещеры
Гуры – наплывы на полу пещеры
Изменение физико-химических условий приводит к выпадению из
насыщенных минеральными солями подземных вод приводит к выпадению их
из раствора минералов, например, арагонита, галита, гипса, и образованию на
стенах, потолке и днище пещер разнообразных натёчных форм, таких как:
сталактиты, сталагмиты и сталагнаты, гуры и т.д.
Сталактиты – выросшие на своде
пещеры из просачивающейся воды
Сталагмиты – выросшие на полу из
капающей сверху воды
Сталагнаты
20

21.

Известковые образования, по
форме похожие на чаши,
достигают в высоту 1 м и
состоят из травертина.
Таловские чаши, Томская область
В местах выхода на земную поверхность насыщенных углекислотой подземных вод откладывается известняк и
известковый туф – травертин.
21

22.

Суффозия
процесс разрушения горных пород подземными водами путём механического выноса твёрдых частичек породы, внешне похожий
на карст, но принципиально иной, т. к при суффозии идёт выноса материала в нерастворённом состоянии
Суффозия приводит к проседанию вышележащей толщи с образованием отрицательных форм рельефа: западин, суффозионных
воронок, блюдец, впадин.
Суффозионно-карстовый процесс – процесс вмывания материала в трещины и полости, который как бы засасывается вниз в
разжиженном виде, и на поверхности земли внезапно образуются провалы или медленно развиваются карстово-суффозионные
воронки (воронки просасывания).
22