Опасные геологические процессы и явления

1. Опасные геологические процессы и явления

2. Опасные геологические процессы и явления

Вулканы
Землятрясения

3. Землятрясения

• Землетрясе́ния — подземные толчки и колебания
поверхности Земли, вызванные естественными
причинами (главным образом тектоническими
процессами), или (иногда) искусственными процессами
(взрывы, заполнение водохранилищ, обрушение
подземных полостей горных выработок). Небольшие
толчки могут вызываться также подъёмом лавы при
вулканических извержениях.
• Землетрясение является результатом внезапного
высвобождения энергии упругой деформации в
ограниченном пространстве земной коры,
сопровождающейся подвижкой по какому-либо разрыву
(разлому) или новым разрывом. Это порождает
сейсмические волны на поверхности и в недрах земли.

4.

Очаг — это пространство или объем, в котором
заключены все сопровождающие землетрясение
первичные деформации.
Гипоцентр или фокус землетрясения — место
начала первичной деформации или разрыва горных
пород.

5. По глубине фокуса землетрясения выделяют:

• мелкофокусные, или нормальные, с глубиной до
60 км от земной поверхности (иногда еще выделяют
приповерхностные — менее 5 км);
• промежуточные с глубиной от 60 до 300 км;
• глубокие или глубокофокусные с размещением
очага от 300 до 720 км от поверхности (последнее
значение — максимальная зафик
сированная глубина очага землетрясения).

6.

• Эпицентр — точка на поверхности Земли,
расположенная непосредственно над гипоцентром
землетрясения. Разновременное фиксирование
землетрясения различными сейсмостанциями
позволяет определить координаты его очага и
эпицентра.
• Сила землетрясения определяется по характеру
разрушений на поверхности Земли и охваченной ими
площади.
• Для этого используются различные шкалы, по
которым определяется бальность землетрясения. В
нашей стране используется международная
(12-балльная) шкала MSK-64, разработанная в
Институте физики Земли (ИФЗ). В США — близкая ей
ММ (шкала Меркалли). В Японии существует
собственная шкала.

7.

• Оценка мощности землетрясения или
высвободившейся энергии в гипоцентре
производится с помощью шкалы Рихтера, в
которой мерой интенсивности является магнитуда.
• Магнитуда землетрясения — это величина,
пропорциональная выделенной при землетрясении
энергии, определяемая как десятичный логарифм
амплитуды наибольшего колебания горных пород
на основании показаний стандартного
сейсмографа Вуда-Андерсона.
• Мощность землетрясения по шкале Рихтера может
изменяться от 0 до 8,8. Для сопоставления
балльности различных шкал можно пользоваться
таблицей Н.В. Шебалина

8. Сопоставление мощности и силы землетрясений в зависимости от глубины расположения очага

4
Магнитуда
5
6
7
8
землетрясения по
шкале Рихтера
Глубина очага
3
5—10
5
10
10
20
15
7
6
8
7
8—9
7—8
9—10
30
25
40
землетрясения, км
Сила сотрясений на
поверхности по
шкале MSK-64,
баллы
8—9 10—11 9—10

9.

10.

Землетрясение в Японии

11.

Землетрясение в Армении в 1988 году

12.

Землетрясение в Италии

13. Экзогенные процессы, осадконакопление и осадочные горные породы

14.

• Гипергенез (выветривание) –
• совокупность процессов физического
разрушения и химического разложения
минералов и горных пород на месте их
залегания, вызванных колебанием
температуры, химическим воздействием воды,
газов, биохимическим воздействием
организмов в процессе их жизнедеятельности
и продуктов их разложения после вымирания.

15. Физическое выветривание вызывается различными причинами, но ведущая роль принадлежит факторам, обусловливающим механическое

движение частиц.
• Температурное выветривание связано
с изменением объема составных частей
горных пород, расширяющихся при
нагревании и сжимающихся при
остывании.
• Температурное выветривание наблюдается почти во всех
климатических зонах, но наиболее интенсивно оно
протекает в областях, характеризующихся резкими
контрастами температур, особенно суточных, и
отсутствием или слабым развитием почвеннорастительного покрова, смягчающего температурные
колебания.

16. Выветривание (в зависимости от факторов, воздействующих на горные породы и результатов этого воздействия)

• Физическое
• (температурное,
механическое)
Химическое

17.

Естественное выветривание снаружи
Село Чистоводное Парк Драконов

18. Механическое выветривание

Процесс, при котором разрушение пород
происходит под воздействием
посторонних факторов:
• замерзающей воды
(морозное выветривание);
• корней растений и роющих
животных (органогенное
выветривание);
• кристаллизации солей
(солевое).

19. Химическое выветривание

• Это результат взаимодействия горных пород
наружной части литосферы с химическими
элементами атмосферы, литосферы, гидросферы и
биосферы.
• Наибольшей химической активностью отличаются
вода, кислород, углекислый газ, органические
кислоты.
• Процессы, протекающие при химическом
выветривании, могут быть сведены к следующим
основным реакциям: гидролизу, окислению,
восстановлению, гидратации, растворению и др.

20.

Результат химического выветривания
Результат морозного и химического
выветривания известняковых пород

21.

22.

• В результате всей совокупности
процессов физического и химического
разрушения горных пород образуются
различные продукты гипергенеза,
формирующие кору выветривания

23. Продукты гипергенеза

1) остаточные —остаются на месте
разрушения исходной горной породы.
Эти не перемещенные продукты выветривания
представляют собой один из важнейших
генетических типов континентальных
образований, называемых элювием;
2) подвижные — которые уносятся на то или
иное расстояние в результате воздействия
различных факторов: силы тяжести, ветра,
воды, льда и т.д.

24. Экзогенные геологические процессы

• геологическая деятельность ветра,
• ледники,
• поверхностные и подземные воды и др.

25. Геологическая деятельность ветра

проявляется в различных климатических зонах, но
особенно в областях сухого климата, где имеет место
сочетание следующих особенностей:
1. резкие суточные изменения температур,
обусловливающие
интенсивность процессов физического выветривания;
2. незначительное количество атмосферных осадков,
выпадающих редко, нерегулярно и в форме ливней;
3. превышение испарения над осадками (в 5—15 раз);
4. разреженность растительного покрова или его полное
отсутствие;
5. наличие материала, способного перемещаться ветром;
6. частые ветры большой силы (более 10 м/с).

26.

Геологическая деятельность ветра состоит из
процессов
• дефляции,
• корразии,
• переноса и аккумуляции.
Все процессы, обусловленные деятельностью
ветра, объединяются названием «эоловые
процессы».
Эоловыми называются и континентальные
отложения (лессы), возникающие при
ветровой аккумуляции, и специфические
формы рельефа (барханы, дюны и др.).

27.

Барханы в Астраханской области
Снежные барханы
Дюны морских побережий
На барханах Аравийской пустыни

28.

• Дефляция — процесс выдувания и
развеивания ветром частиц горных
пород.
Когда развеивание осуществляется на
значительных площадях более или
менее равномерно, то его называют
плоскостной, или площадной,
дефляцией.
Местами наблюдается бороздовая
дефляция (при сочетании пород с
различной устойчивостью), она
проявляется в виде борозд, понижений,
отдельных щелей.

29. Перенос

• При движении ветер захватывает
мелкие пылеватые частицы, перенося
их на значительные расстояния и
оставляя на месте более крупный
обломочный материал.
• В зависимости от силы ветра
частицы переносятся
во взвешенном
состоянии

30. Корразия

Это механическая обработка горных пород
ветром при помощи переносимых им частиц:
обтачивание,шлифование, высверливание и
др.
В силу неодинаковой прочности
обтачиваемых пород, а также ввиду
уменьшения производимой работы по мере
удаления от поверхности земли образуются
своеобразные корразионно-дефляционные
формы:
грибообразные, качающиеся скалы, ниши,
ячеистые поверхности и т.д.

31. Аккумуляция

• Это процесс накопления переносимых
ветром частиц в результате выпадения из
воздушного потока.
• Вследствие ослабления ветра, изменения рельефа
или растительного покрова, образующих
механические барьеры на пути воздушного потока,
формируются эоловые отложения,
представленные песками, лессами, и своеобразный
грядово-барханный рельеф.

32. Ледник

• Это масса фирна и льда,
образовавшаяся путем длительного
накопления и преобразования твердых
атмосферных осадков (снег >
зернистый снег > фирн > зернистый лед
> ледниковый лед) и обладающая
собственным движением.
• Ледники разделяются
на покровные и горные

33.

• На каждом леднике можно выделить
две области.
• Верхнюю, где идет накопление снега,
фирна и льда, называют областью
питания или аккумуляции.
• Нижнюю, где лед, переместившись из
области питания, тает, называют
областью абляции или расхода.
Область абляции ледника часто
называют языком ледника

34. Многолетнемерзлые породы

Наука о закономерностях формирования и
распределения многолетней мерзлоты, о
процессах, происходящих в этой зоне, называется
мерзлотоведением или геокриологией.
Мерзлыми породами называют породы,
характерными признаками которых являются
нулевая или отрицательная температура и
присутствие в них льда, заключающегося в порах
и трещинах.
Подземные льды разделяют:
на собственно лед;
лед-цемент;
жильные льды;
повторно жильные;
пещерные;
погребенные.

35.

В результате многократного промерзания и оттаивания
горных пород возникают специфический ландшафт и
специфические формы рельефа:
• бугры пучения;
• воронки;
• структурно-полигональные образования.
С многолетнемерзлыми породами связаны понятия
«термокарст» и «солифлюкция».
• Термокарст — представляет собой процесс
вытаивания подземного льда, заключенного в
верхней части многолетнемерзлой зоны, и связанные
с этим проседание поверхности Земли и
образование отрицательных форм рельефа.
• Солифлюкция — течение рыхлых переувлажненных
после оттаивания масс грунта на склонах. Особенно
часто проявляется в переувлажненных
тонкодисперсных грунтах с формированием
солифлюк-ционных террас, внешне похожих на
речные.

36.

р
Районы развития зон многолетней мерзлоты в России
районы со сплошным распространением многолетней мерзлоты
районы распространения многолетней мерзлоты с талыми грунтами
районы с участками многолетней мерзлоты
районы, лишенные многолетней мерзлоты

37. Геологическая деятельность воды

• Когда атмосферных осадков выпадает
больше, чем может впитаться в почву,
избыток воды стекает по поверхности.
• На пологих склонах сток проявляется в виде
плоскостного смыва, при котором тонкая
пленка воды (или множество тонких струек и
капель) движется вниз по склону, вызывая
плоскостную эрозию и формируя ниже по
склону делювиальные (склоновые)
отложения

38.

Формы водной эрозии
Вода, движущаяся по неровной поверхности,
может скапливаться в отдельные ручейки и
потоки, которые приурочены ко дну
понижений. На почти ровной поверхности
скорость течения воды ничтожна, поэтому
вода может просачиваться в почвы в течение
длительного времени. Чем круче наклон
поверхности, тем выше скорость движения
воды. Собравшаяся в ручьи вода обладает
большей несущей и эрозионной
способностью, и плоскостная эрозия
преобразуется в линейную.

39.

В период активных осадков или таяния снега вода при
своем движении размывает дно понижений, углубляя
их и расширяя площадь водосбора за счет донной и
боковой эрозии, формируя рытвины и овраги.
При своем движении она выносит продукты размыва
горных пород к устью, где кинетическая энергия
потока падает, а переносившиеся водой частицы
выпадают в осадок, формируя пролювиальные
отложения
(отложения
временных
водных
потоков).
Ближе к выходу из оврага накапливаются самые
крупные обломки, дальше — более мелкие. В плане
эти отложения похожи на конус, примыкающий к
склону, поэтому называются конусом выноса.

40. Геологическая деятельность рек

• Геологическая деятельность рек
складывается из трех основных
составляющих: эрозии, переноса и
аккумуляции. Соотношение этих трех
процессов определяет характер реки на
различных участках и этапах ее
развития.

41. ЭРОЗИЯ

• Эрозия (донная и боковая), производимая речной
водой, включает несколько процессов, действующих
одновременно.
Это:
• абразия, или механическое разрушение речного дна и
берегов под действием ударов и трения частиц,
движущихся в потоке,
• гидравлическое выпахивание, обусловленное
стачивающим, расклинивающим действием и
подъемной силой движущейся воды (особенно
турбулентными потоками),
• растворение материалов, слагающих речное русло.
Интенсивность речной эрозии определяется уклоном
речного ложа (величина перепада отметок дна, деленная
на расстояние по горизонтали), расходом воды в реке
(количеством воды в единицу времени) и наличием
взвешенных и влекомых частиц.

42. Перенос

• Перенос реками продуктов размыва русла и
долины производится в растворенном
состоянии, взвешенном, а наиболее крупные
обломки скользят и перекатываются по дну.
От верховьев реки к устью размеры частиц
на дне, берегах и в потоке уменьшаются.
Это вызвано ослаблением скорости
движения, сортировкой (мелкий материал
переносится на большие расстояния) и
абразивным истиранием.

43. Аккумуляция

• Аккумуляция транспортируемого реками материала
(аллювия) наблюдается в тех частях речных долин
или русла, где несущая способность водного потока
снижается. Обычно это происходит при приближении
к приемному водоему или базису эрозии.
• Базис эрозии — самый низкий уровень, до которого
река может размывать свое ложе (уровень
приемного водоема).
• Базис эрозии достигнут, когда уклон русла
приближается к нулю, а течение останавливается или
замедляется. После этого река неспособна
производить работу (эрозию). Большое количество
обломочного материала, переносимого реками,
откладывается в виде отмелей, островов, песчаных
баров в застойных участках русел.

44. Поперечное сечение долины реки

I – первая надпойменная терраса
II - вторая надпойменная терраса
III - третья надпойменная терраса

45.

• Речные долины по происхождению могут быть
тектоническими, ледниковыми и эрозионными.
• По форме поперечного профиля речные долины
подразделяют на теснины, ущелья-каньоны,
V-образные, трапецеидальные, ящикообразные,
корытообразные и др.
• В поперечном профиле долины выделяют склоны
долины (вместе с уступом и надпойменными
террасами, в настоящее время не заливаемыми
водой) и дно долины.
• В пределах дна (ложа) долины находятся русло
реки (наиболее низкая часть долины, занятая
водным потоком в межень) и пойма (часть речной
долины, заливаемая во время половодья или
значительных паводков).

46.

• Русла рек по форме в плане подразделяются на
прямолинейные, извилистые (меандрирующие),
разделенные на рукава, разбросанные
(блуждающие).
Продольный профиль реки — это график
изменения отметок дна и водной поверхности вдоль
русла. Разность отметок дна или водной поверхности
реки на каком-либо ее участке называется падением
(∆Н). Разность отметок истока и устья реки
составляет полное падение реки.
• Продольные профили рек могут быть
плавновогнутыми, прямолинейными, выпуклыми,
ступенчатыми. Перегибы профиля обычно
приурочены к местам впадения притоков (ниже их
профиль, как правило, выполаживается), а также к
местным базисам эрозии, в качестве которых могут
быть главная река для притока, пороги..

47.

• Уровень приемного водоема (океана,
моря, бессточного озера), куда впадает
река, называют главным базисом
эрозии.
• Дельта — устьевая часть реки, в
которой происходит разгрузка
переносимого материала и которая
постепенно нарастает в сторону озера,
моря, океана.

48. Моря и океаны

• Моря и океаны занимают почти 71% поверхности
планеты, и в них содержится около 1,4 млрд куб. км
воды. Эти массы находятся в непрерывном
движении, постоянно производя работу, которая, как
и в континентальных водных объектах, сводится к
трем видам:
• разрушению;
• переносу продуктов разрушения;
• отложению осадков и образованию новых
пород.
Разрушительная деятельность моря
называется абразией
• В результате абразии на крутых берегах
формируется абразионный уступ — клиф, иногда с
нависающими склонами, а у подножия уступа —
абразионная терраса, верхняя надводная часть
которой называется пляжем

49.

• Исходя из источников отлагающегося
материала различают осадки терригенные (в
минеральной), хемогенные (в коллоидной или
растворенной форме), осадки органического,
вулканического и внеземного происхождения.
Во время и после накопления осадка он
подвергается низкотемпературным
физическим и химическим преобразованиям,
которые включают уплотнение, цементацию,
перекристаллизацию и замещение. Все эти
процессы в совокупности составляют
диагенез, в результате которого первичный
рыхлый осадок литифицируется и
превращается в осадочную горную породу

50. Осадочные горные породы

• образуются в результате соединения
процессов:
• накопления и осаждения обломочных
материалов;
• химического осаждения веществ;
• жизнедеятельности и отмирания
организмов.

51.

• Фация — горная порода — одна или
несколько, обладающая
определенными генетическими
признаками (составом, текстурой,
остатками флоры и фауны) и
отражающая определенные условия
или обстановку ее формирования,
отличные от смежных одновозрастных
пород.

52. Группы фаций

• Среди современных и ископаемых фаций
выделяют три группы:
• морская;
• лагунная;
• континентальная.
• Морская фация подразделяется на
литоральную, прибрежную, неритовую,
умеренно-глубоководную 100—500 м,
глубоководную, абиссальную или весьма
глубоководную.
• Лагунная — представлена опресненными
лагунами, засоленными эстуариями и
лиманами.

53.

Континентальная — разделяется:
• на элювиальную (кора выветривания, обломки
горных пород,
оставшихся на месте их первичного залегания);
• делювиальную (на склонах);
• пролювиальную (отложения временных водных
потоков);
• аллювиальные (речные отложения);
• болотную;
• озерную;
• эоловую (отложения, формирующиеся под
действием воздушных потоков);
• ледниковую;
• коллювий (отложения, сформировавшиеся под
действием силы тяжести).

54. Типы слоистости:

• горизонтальная (образуется в морских
и озерных водоемах — там, где в
придонных слоях волнение
отсутствует);
• косая (характерна для
однонаправленных течений);
• волнистая (образуется при
поступательно-возвратных движениях
среды осаждения).

55. Группы осадочных горных пород

• обломочные;
• глинистые;
• химикоорганогенные.

56. Классификация обломочных горных пород

• По величине и форме обломков, а
также степени и составе цементации
(табл.). Например, по величине
слагающих частиц выделяют:
• псефитовые (грубообломочные);
• псамитовые (песчаные);
• алевритовые.

57.

Таблица 1.4
Классификация обломочных и глинистых пород по Л.Б. Рухину
Группы горных
пород
Размеры обломков,
мм
Наименование пород
рыхлых
Грубообломочные
(псефиты)
Песчаные
(псаммиты)
Алевритовые
(алевриты)
сцементированных
сложенных
окатанными
обломками
сложенных не
окатанными
обломками
сложенных
окатанными
обломками
сложенных не
окатанными
обломками
Крупные
>200
Валуны
Глыбы
Валунные
конгломераты
Глыбовые
брекчии
Средние
200—
10
Галечники
Щебень
Конгломерат
Брекчии
Мелкие
10—2
Гравий
Дресва
Грубые
2—1
Пески грубозернистые
Песчаники грубозернистые
Крупные
1—0,5
Пески крупнозернистые
Песчаники крупнозернистые
Средние
0,5—
0,25
Пески среднезернистые
Песчаники среднезернистые
Мелкие
0,25—
0,1
Пески мелкозернистые
Песчаники мелкозернистые
Алевриты
Алевролиты
0,1—0,01
Гравийные конгломераты

58. Глинистые породы

Составляют более половины объема осадочных пород.
Они состоят из частиц тоньше 0,01 мм и обладают
специфическими свойствами:
• пластичностью;
• способностью поглощать воду и увеличиваться в
объеме до
40% (в некоторых случаях в 10—12 раз);
• слабой водопроницаемостью.
В составе глин наблюдаются три вида минералов:
• глинистые минералы;
• обломочные зерна минералов (кварца, полевых
шпатов, слюды);
• вкрапления гидроокислов железа, карбонатов,
сульфатов, органического вещества.

59.

• В зависимости от обогащения
глинистых пород различными
примесями выделяют:
• известковые;
• битуминозные;
• чистые;
• кремнистые;
• песчаные и др.

60. Породы химического и органического происхождения

возникают в различных водоемах, а местами на суше в
результате разнообразных химических процессов и
жизнедеятельности животных и растений, а также
вследствие накопления остатков организмов после
отмирания. Выделяют:
• карбонатные породы (известняки органогенные,
оолитовые, доломиты, мергели. Особенно ценны
мергели, состоящие из 70% известняка и 25%
глинистых минералов, использующиеся для
производства цемента);
• кремнистые (диатомиты, опока, яшма);
• сернокислые и галоидные (гипс, каменная соль,
сильвинит,
ангидрид);
• фосфатные (фосфориты);

61. Метаморфизм и метаморфические горные породы

Метаморфизм - всякое изменение горных
пород, происходящее под влиянием
изменившихся физико-химических условий
после образования этих пород под влиянием
эндогенных сил.
Основные факторы метаморфизма:
• давление;
• высокая температура;
• химически активные и весьма подвижные
вещества (растворы, газы).

62. Виды метаморфизма

контактовый метаморфизм — связан с внедрением
интрузий в земную кору;
региональный — под ним понимается глубинный
метамор
физм, проявляется на огромных площадях в неявной
зависимости от местной тектонической обстановки и
захватывает самые различные горные породы;
динамометаморфизм (дислокационный) — связан
с текто
ническими движениями земной коры, вызывающими
процессы складкообразования и разрывные
нарушения;
метасоматический — основным фактором
преобразования
горных пород являются химически активные
вещества.

63. Продукты метаморфизма, образовавшиеся из осадочных пород

64.

Структура метаморфических пород:
бластическая, кристалло-бластическая.
Текстура метаморфических пород:
сланцеватая, полосчатая, очковая,
массивная.
Особенности образования
метаморфических пород обусловливают
повышенную прочность как самих горных
пород (кварциты, гнейсы и др.), так и
образующихся в этих условиях
минералов (алмазы, гранаты и т.д.).

65. Характеристика и классификация рельефа

• Рельеф — закономерный комплекс
форм, образующихся в результате
сложного взаимодействия земной коры
с водной, воздушной и биологической
оболочками планеты, соответствующий
определенному геологическому
строению и особенностям воздействия
атмосферы, гидросферы и внутренних
сил Земли (по O.K. Леонтьеву и Г.И.
Рычагову).

66.

• Геоморфология — наука о строении,
происхождении, истории развития и
современной динамике рельефа Земли
как совокупности неровностей ее
поверхности, разных по форме,
размерам, происхождению, возрасту и
истории развития

67.

Сочетания форм рельефа, обладающих
сходным обликом, строением,
происхождением и закономерно
повторяющихся на определенной
территории, называют генетическими
типами рельефа.

68.

Рельеф земной поверхности состоит из
сочетания склонов и субгоризонтальных
поверхностей (с углами наклона до 2°)
Формы рельефа могут быть замкнутыми
(холм, западина) или открытыми
(овраг, балка), простыми или
сложными, положительными или
отрицательными, ровными,
вогнутыми или выпуклыми. Простые
формы обычно невелики по размерам,
имеют более или менее правильные
геометрические очертания. Сложные
формы — комбинация нескольких
простых форм.