Четвертичная геология Шарафутдинов Р А 2015 Четвертичная

Четвертичная геология Шарафутдинов Р. А, 2015

Четвертичная геология А. А. Чистяков, Н. В. Макарова. Четвертичная геология. Учебник. – Москва. : Геос, 2000. – 303 с. А. С. Новоселов. Четвертичная геология (курс лекций). PDF

Четвертичная геология Геоморфология и основы четвертичной геологии: учебное пособие / Р. А. Цыкин. - Красноярск : Красноярский университет цветных металлов и золота [ГУЦМи. З], 2006.

Четвертичная геология Итоговая форма контроля: Экзамен Возможность аттестации 50%: Да Количество вопросов в экзаменационном билете: 2+1 Перечень вопросов к экзамену в начале семестра: Да Форма допуска: Реферат/з.

Цели и задачи освоения курса

Четвертичная геология - дисциплина, изучающая последний, четвертичный период в истории Земли.

Именно в этот промежуток времени, охватывающий последние 1, 8 миллионов лет, произошло изменение физико-географической обстановки земной поверхности.

Современный ландшафт в долине реки

Песчаные отложения четвертичного возраста. «Новейшие отложения»

Торфяные отложения

Строительство стадиона «Спартак» , Москва

Комплекс берегоукрепительных сооружений, ТРЦ «Июнь» , г. Красноярск

Трещины на фасаде жилого дома вследствие просадки фундамента (слева) и здание в низовьях Енисея, пострадавшее от вытаивания подземного льда (справа)

Объекты ОАО НК «Роснефть» , полуостров Таймыр

Грязевой вулкан Люси в Индонезии, 2006 год

Ювелирные изделия, изготавливаемые из сырья, добываемого в осадочных породах

Добыча драгоценных камней, Шри-Ланка (Photo by Ilya Varlamov)

Добыча золота дражным способом, Западная Сибирь

Применение полученных знаний в научных экспедициях и пр.

Лекция 1. Введение

1. 1. Принципы обособления четвертичной системы

Возраст Земли составляет 4, 54 миллиарда лет

65 миллионов лет назад – конец Мезозойской эры

Следующая эра – Кайнозойская, новый этап геологической истории планеты, продолжающийся ныне

Очертания материков планеты около 1, 8 миллионов лет назад (Ron Blakey, Northern Arizona University)

Хребет «Ергаки»

Примерный облик ландшафтов Саян около 1, 6 млн. лет назад

От более древних, четвертичный период отличается рядом особенностей:

1. Малой длительностью по сравнению с более древними в связи с его незавершенностью

2. Присутствием в отложениях четвертичной системы остатков человека и его культуры

Окрестности Денисовой пещеры, Алтай. Возраст находок около 280 тысяч лет назад. Фото: Александр Кряжев

Пожалуй, важнейшая причина, почему ЧП выделено особое место - это то что мы сейчас в нем живем.

ЧП имеет второе название - Антропоген

3. Резкими многократными изменениями климата, особенностей денудации и осадконакопления

Арктика летом. Photos were take by Ajar Varlamov

Гляциалы (ледниковые эпохи) и интергляциалы (межледниковья)

Плювиалы (периоды увлажнения) и ариды (иссушения) климата

4. Многократными изменениями уровня мирового океана

Гипотетический прогноз затопления крупных городов

В ЧП уровень мирового океана опускался на 120 и более метров

Две основные причины: Гигантские ледники изымают воду из океана, пока они не тают - она не возвращается обратно

Затопленные речные долины острова Кейп-Бретон (Новая Шотландия). Image courtesy R. C. Courtney, GSC.

Создание дополнительной нагрузки на континенты

Увеличение нагрузки вызывает растекание масс в астеносфере — слое пониженной вязкости

Гляциоизостазия

медленные поднятия и опускания земной поверхности на территориях древнего и современного оледенения

5. Осадочный чехол, сформированный в течение ЧП, имеет иное распространение на поверхности суши и на дне морей и океанов

6. осадочные образования ЧВ сложное строение разреза, пестрота фаций, быстрая изменчивость литологического состава, малая мощность

Мезозойские отложения, территория Казахстана

Четвертичные отложения Рязанской области, Россия

1. 2. Основы стратиграфии четвертичного периода

При расчленении ЧО исследователи использовали два различных подхода: 1. Климатостратиграфический 2. Палеонтологический

Метод сопоставления между собой различных слоев горных пород по содержащимся в них окаменелостям для определения их относительного возраста

Яркий пример – трилобиты. Появились в начале и исчезли в конце в палеозоя

Латимерия – живое ископаемое, яркий представитель «долговечных» представителей. Существует около 400 миллионов лет.

Щитни– существуют около 200 миллионов лет.

Проблема - животный и растительный мир четвертичного периода близок к современному, эволюционный период слишком краток для значительных изменений

Планктонная фораминифера Globorotalia truncatulinoides

Климатостратиграфия установление периодизации геологических событий небольшой продолжительности на основании ритмических колебаний палеоклиматов

До конца 40 -х годов XX столетия нижняя граница четвертичной системы проводилась под отложениями, которые содержат признаки материкового оледенения.

Считалось, что такие отложения располагаются на уровне 0, 7 млн. лет.

Международный геологический конгресс в 1948 г - рекомендовано понизить границу четвертичной системы до 1, 8 млн. лет

Это решение было подтверждено на сессии INQUA в Москве в 1982 г

В 1996 году в Пекине решение ICS - Международной комиссии по стратиграфии

Схема стратиграфического расчленения четвертичного периода (1989 год) Абсолютный возраст, тыс. лет Стратиграфическое расчленение 10 Голоцен 120 Верхний плейстоцен 350 Средний плейстоцен 700 Нижний плейстоцен 1000 Верхний эоплейстоцен Эоплейстоцен 1800 Нижний эоплейстоцен Четвертичный период Плейстоцен

Официально принято сокращенное название четвертичного периода «квартер»

Стратиграфия

1

1

Четвертичная геология Лекция № 1 Предмет, задачи и основные понятия четвертичной геологии. Связь ч. г. С другими науками. Геологический круговорот материи.

О

О

О

ЧЕТВЕРТИЧНАЯ ГЕОЛОГИЯ — геол. дисциплина, изучающая последний — четвертичный период истории Земли. Выделение Ч. г. в особую дисциплину обусловлено особенностями объекта, методов исследования круга решаемых научных проблем и практических задач

Четвертичный период — геологический период, последний этап истории Земли, завершающий кайнозой. Четвертичный период начался 1, 8— 1, 6 миллионов лет назад, и продолжается по сей день.

В океане нижняя граница четвертичной системы отвечает подошве зоны Globorotalia truncatulinoides (фораминиферы).

Выветривание - процесс разрушения и изменения горных пород под влиянием физического и химического воздействия атмосферы, грунтовых и поверхностных вод и организмов.

Геологическая работа ветра

Эол (Aeolus)

Геологическая деятельность ветра - это экзогенный процесс, происходящий в поверхностном слое земной коры под действием перемещающихся воздушных масс, и заключающийся в динамическом воздействии ветра на горные породы.

Она проявляется в разрушении, размельчении пород, сглаживании и полировке их поверхностей, перемещении мелкого обломочного материала с одного места на другое

Геологическая работа ветра особенно интенсивна там, где отсутствует растительный покров. Такими районами являются пустыни, горные вершины и морские побережья. Чем больше скорость ветра, тем значительнее производимая им работа.

Эоловая слоистость

Микродюны (берег о. Татышева)

-дефляция -корразия Дальность переноса частиц зависит от величины и формы обломков, их удельного веса, а также силы ветра. Особенно далеко переносятся тонкие частицы, поднявшиеся на большую высоту.

Геологическая работа вод

Подземные воды Все воды, находящиеся в трещинах и порах горных пород ниже поверхности Земли называются подземными водами. Подземные воды не могут существовать без обмена с поверхностными водами и активно участвуют в круговороте воды в природе.

По степени водопроницаемости пород выделяют: 1) водопроницаемые - пески, гравий, галечники, трещиноватые песчаники, конгломераты; 2) слабопроницаемые - супеси, легкие супеси, лесс; 3) водонепроницаемые (водоупорные) - глина, тяжелые суглинки.

Способность горных пород накапливать и удерживать в себе воду называется влагоемкостью. Под полной влагоемкостью понимают такое состояние породы, в которой все виды пор заполнены водой.

Максимальная молекулярная влагоемкость - это то количество воды, которое остается в горной породе после того, как стечет вся капельно-жидкая гравитационная вода. Оставшаяся вода удерживается в порах силами молекулярного сцепления и поверхностного натяжения.

По условиям залегания подземные воды верхней зоны земной коры подразделяются на безнапорные и напорные (артезианские). Безнапорные воды делятся на три типа: верховодка, грунтовые воды, межпластовые воды

Естественные выходы вод на поверхность называют источниками (ключами, родниками). Выделяют два главных типа источников: нисходящие и восходящие.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ РАБОТА ТЕКУЧИХ ВОД Под текучими водами понимают всю воду, стекающую по поверхности суши, начиная от мелких струек, возникающих во время дождей или таяния снега, до самых крупных рек, подобных Енисею, Волге или Амазонке.

Разрушая горные породы и перенося продукты их разрушения в виде гальки, песка, глины и растворенных веществ, текучие воды способны в течение миллионов лет сравнять с землей самые высокие горные хребты.

Ежегодный твердый снос (сток) всех рек мира в мировой океан оценивается цифрой 17 миллиардов тонн, что значительно превышает снос другими геологическими агентами

В то же время вынесенные ими в моря и океаны продукты разрушения горных пород служат главным материалом, из которого возникают мощные толщи новых осадочных пород.

Устье реки, спектральный космоснимок

На поверхность океана выпадает 409 км 3 осадков, суши - 108 км 3. Река и выносится в моря и океаны 46 км 3

Средний по интенсивности ливень с диаметром капли в 27 мм и конечной скоростью капли 7 м/с. способен произвести работу, эквивалентную подъему слоя почвы в 10 см на высоту в 2 м

Падающие капли, выбивая тонкий пылеватый материал, оставляют на поверхности маленькие столбики почвы

Вода при этом стекает по уклону безрусловыми тонкими струйками, которые несут с собой мелкий обломочный материал и образуют делли - плоскодонные неглубокие ложбины.

Более глубокие промоины - борозды и рытвины дают начало овражной сети.

Нельзя забывать о геологической работе морей, направленную на преобразование суши. Однако подробное рассмотрение данной группы процессов не входит в рамки курса.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ РАБОТА ЛЬДА Большую роль как геологический фактор играет лед. В природе лед выступает в трех формах: в виде грунтового льда, плавучего-морского, озерного и речного льда и, наконец, в виде горных и материковых льдов.

Музей вечной мерзлоты

Вода и лед

Особенно большую работу по разрушению горных пород, переносу обломочного материала и образованию новых сложений осуществляют ледники.

Во всех странах с холодной зимой почва периодически промерзает с поверхности, и в ней образуется почвенный лед, заполняющий поры грунта. Глубина промерзания тем больше, чем ниже зимние температуры и чем тоньше зимний снежный покров, защищающий почву от крайнего переохлаждения.

Многолетняя мерзлота широко распространена в субполярном и холодно-умеренном климате, особенно в Канаде, на Аляске и в Восточной Сибири. В этих областях вертикальный разрез почвы и подпочвы в схеме имеет следующие особенности. Верхняя часть его (мощностью от нескольких сантиметров до 1, 5 -2 м)носит название деятельного слоя. Это слои сезонной мерзлоты, который за лето оттаивает, а зимой замерзает.

Летом деятельный слой обычно целиком насыщен водой или содержит воду в своей нижней части над водоупорными постоянно мерзлыми слоями. Это так называемые надмерзлотные воды. Ниже располагается постоянно промерзший слой различной толщины, не оттаивающий летом, т. е. собственно слой многолетней мерзлоты.

Иногда из-за образования трещин в мерзлоте напорные воды внедряются под почву и замерзаю там в виде крупных линз; поднимающих поверхностный слой и носящих название гидролакколитов. Образующиеся над такими гидролакколитами бугры с ледяным ядром, пли булгунняхи, имеют высоту до 10 м и более.