Экзогенные геологические процессы Экзогенные геологические процессы Экзогенными

Экзогенные геологические процессы

Экзогенные геологические процессы Экзогенными (греч. "эксос" - снаружи, "генесис" - происхождение) процессами называютсяпроцессы внешней динамики Земли, обусловленные действием внешних агентов и происходящие в приповерхностной зоне.

Экзогенные геологические процессы • Гипергенез • Деятельность текущих поверхностных вод • Деятельность озер и болот • Деятельность ледников и талых ледниковых вод • Деятельность подземных вод • Деятельность морей и океанов • Деятельность силы тяжести • Деятельность замерзающей и оттаивающей воды (= деятельность «вечной мерзлоты» ) • Деятельность ветра • Деятельность живых организмов • Деятельность человека

Экзогенные геологические процессы Все геологические процессы «работают» по одной схеме (этот процесс получил название ЛИТОГЕНЕЗ):

Литогенез исходная древняя горная порода → подготовка вещества → мобилизация вещества → транспортировка → седиментация (осаждение) → аккумуляция (накопление осадка) → диагенез → образование новой (осадочной) горной породы

Экзогенные геологические процессы

Экзогенные геологические процессы Горные породы, сформировавшиеся в недрах Земли, могут оказаться на её поверхности. В этом случае они попадают в условия, которые отличаются от тех, в которых они сформировались. В новых условиях минералы и горные породы теряют первоначальную физическую и химическую устойчивость- начинается процесс их разрушения.

Экзогенные геологические процессы. Выветривание (= гипергенез) – процесс изменения и новообразования минералов и горных пород на поверхности Земли (или вблизи неё) под действием факторов географической среды.

Экзогенные геологические процессы. Выветриванием называется совокупность процессов физического разрушения, химического и биологического преобразования горных пород и минералов. Процессы выветривания тесно связаны с взаимодействием поверхностной части земной коры с атмосферой, гидросферой и биосферой. Часть земной коры, где происходит преобразование минералов, называется зоной выветривания или зоной гипергенеза.

Экзогенные геологические процессы. Выветривание. • Физическое выветривание • Химическое выветривание • Биологическое выветривание Выделение этих разновидностей – условно. В целом гипергенез – единый процесс.

Экзогенные геологические процессы. Выветривание. Физическое выветривание – механическое разрушение и дробление минералов и горных пород без изменения их химического состава. Факторы физического выветривания: • Изменяющаяся температура • Изменяющееся атмосферное давление • Солнечная инсоляция • Давление воды, замерзающей в порах и трещинах горных пород

Экзогенные геологические процессы. Физическое выветривание сильнее всего проявляется в областях с резким колебанием температуры дня и ночи

Термин «физическое выветривание» включает в себя целый ряд процессов: • Температурное выветривание - Теплым днем горные породы разогреваются и расширяются в объёме. А ночью, охлаждаясь, вновь сжимаются. В результате в горных породах возникают трещины, и породы раскалываются на отдельные обломки. • Инсоляционное выветривание - Под действием солнечного излучения темноокрашенные минералы нагреваются сильнее чем светлоокрашенные этом одни минералы расширяются больше, а другие - меньше. Этого достаточно для того, чтобы ослабить силы сцепления между отдельными минеральными зернами. • «Ледяной клин» - 1 г воды при 4 градусах С имеет объем равный 1 см 3. А в твердом агрегатном состоянии (0 градусов С) объём 1 г льда занимает 1, 000132 см 3. Проникая в трещины и пустоты горных пород, вода замерзает и оказывает на их стенки громадное давление (более 2000 кг/см 2). Это приводит к разрушению и дроблению любых горных

Дробление и десквамация скальных горных пород при физическом выветривании

Экзогенные геологические процессы. Выветривание. Химическое выветривание – химическое разложение и новообразование минералов и горных пород. Оно всегда сопровождается изменением химического состава исходного вещества и выводом продуктов выветривания из зоны химических реакций.

Химическое выветривание Факторы химического выветривания: • Кислород воздуха • Жидкая вода (как универсальный растворитель) • Углекислота • Органические кислоты, образующиеся при разложении и гниении органики

Химическое выветривание Термин «химическое выветривание» включает целый ряд процессов: • Растворение • Гидратация и дегидратация • Карбонатизация • Гидролиз

Химическое выветривание Процессы химического выветривания наиболее интенсивно происходят в условиях жаркого и влажного тропического климата. Так, например, процесс гидролиза проходит в несколько стадий, количество которых как и конечный продукт зависят от климатических условий. Так при умеренном климате ортоклаз превращается в каолинит, и на этом процесс завершается. Но если эта реакция происходит при жарком и влажном климате, то процесс гидролиза продолжается и каолинит переходит в боксит (смесь окислов и гидроокислов Al ).

Химическое выветривание

Биологическое выветривание Физическому и химическому выветриванию содействует деятельность животных и растительных организмов. Например, моллюсков, просверливающих норы в прибрежных скалах. Корни деревьев, растущих в трещинах горных пород, также оказывают на них механическое и биохимическое воздействие. Растения и бактерии разлагают первичные минералы, поглощая из разрушаемой породы питательные химические элементы.

Биологическое выветривание Мнение учёных – геохимиков единодушно: без участия животных, растений, грибов и бактерий процессы химического выветривания происходили бы в десятки и сотни раз медленнее, чем мы можем наблюдать сейчас.

Экзогенные процессы. Гипергенез. Различные горные породы в разной степени могут сопротивляться процессам выветривания

Экзогенные процессы. Гипергенез. Искусственные материалы подвергаются воздействию процессов выветривания подчиняясь тем же закономерностям что и естественные камни

Экзогенные геологические процессы. Гипергенез. Продукты выветривания • Продукты гипергенеза - минералы и горные породы. Они могут оставаться на месте или перемещаться в условиях расчлененного рельефа. • Элювий - это продукты физического разрушения, оставшиеся на месте после своего образования. Они представляют до элювиальных песков и глин.

Экзогенные геологические процессы. Гипергенез. Кора выветривания - это специфический продукт физического и химического процессов гипергенеза – совокупность всех не перемещенных и незначительно перемещенных продуктов выветривания, не потерявших связи с исходной материнской горной породой.

Гипергенез. Кора выветривания. Формирование коры выветривания – процесс медленный, он проходит в несколько стадий: 1. Обломочная - преобладает физическое разрушение горных пород (дезинтеграция). 2. Сиаллитная - преобладает гидролиз с образованием глинистых минералов (каолинит, нонтронит). 3. Аллитная - преобладает окисление глинистых минералов до оксидов и гидрооксидов Fe, Al, Mn, Si. Образуются минералы - лимонит, гематит, боксит, пиролюзит, опал, халцедон. Продукты этой стадии окрашены в красно-бурый цвет и похожи на обожженый кирпич, поэтому их еще называют латеритами (later-высушенный кирпич).

Гипергенез. Кора выветривания. Полезные ископаемые - продукты гипергенеза 1. Обломочные МПИ- элювиальные россыпи Au, Pt, Sn, алмазов. Образуются благодаря устойчивости минералов к разрушению и накоплению их в элювии. 2. Остаточные коры выветривания (т. е. после формирования коры выветривания новообразованные минералы остаются на месте). С ними связаны МПИ Ni , Co, Cr , Fe, каолиновых глин, бокситов. 3. Инфильтрационные - образуются за счет растворения полезных компонентов при гипергенезе из одних пород и перенос их водными растворами и осаждение в других породах. Таков способ образования некоторых месторождений урана, ванадия, железа и других полезных ископаемых.

Деятельность (работа) поверхностных текущих вод

Деятельность поверхностных текучих вод Под текучими водами понимаются все виды поверхностного стока на суше от струй, возникающих при выпадении дождя и таяния снега, до самых крупных рек.

Геологическую работу экзогенных геологических процессов всегда сопровождают три явления: • Эрозия – разрушение горных пород потоками воды или воздуха • Денудация – процесс сглаживания рельефа и понижения высотных отметок • Деструкция рельефа – разрушение рельефа, созданного другими геологическими процессами • Все три процесса – это разные стороны одного и того же явления. В природе они всегда происходят одновременно!

Мягкие вулканические породы легко подвергаются выветриванию и вымыванию дождями. <>

В деятельности воды выделяют 3 воздействия: • разрушение (больше в горах), • перенос (на равнинах), • отложение (аккумуляция) (на равнинах).

По характеру и результатам деятельности выделяют 3 вида поверхностного стока вод: • плоскостной безрусловой склоновый сток, • сток временных русловых потоков, • сток постоянных водотоков (рек).

Эрозия - разрушение горных пород и почв путем смыва их частиц (лат. "эродо" размываю). Различают эрозию водными потоками: • поверхностную, • линейную, • боковую • глубинную.

Геологические структуры, образованные эрозией речных и озерных осадочных пород, под действием ветра, воды и льда

• Поверхностная эрозия сглаживает неровности рельефа. • Линейная расчленяет рельеф, вырабатывает ложбины, овраги и в конечном итоге долины. • При боковой эрозии происходит подмыв берегов рек или временных водных потоков. • Донная (глубинная) эрозия проявляется в углублении дна потока или русла реки.

Постепенная эрозия, вызванная Ниагарским водопадом, послужила основанием для утверждения, что геологические процессы действуют в течение долгих периодов времени

Чем больше уклон русла, тем больше энергия водного потока. Наибольшая глубинная эрозия (наибольшее углубление дна русла) происходит в верхнем течении реки вследствие значительного уклона поверхности ее русла. В нижнем течении склоны пологие, и углубление русла здесь незначительное. Самая нижняя точка русла, где река впадает в море, называется "базисом эрозии". Она совпадает с уровнем моря, и ниже река не может углублять свое русло. Но с понижением уровня моря базис эрозии также понизится, и русло реки вновь углубится.

Половодье и межень Режим рек изменяется во времени и проявляется чередованием в течение года периодов высокого (половодье, или паводк) и низкого (межень) уровня воды. Количество воды в реках о время половодий увеличивается в 5 -20 раз и более.

Осадконакопление. Текучие воды производят огромную геологическую работу по разрушению горных пород и переносу их обломков. Ежегодно реками к устью выносится около 20 куб. км. песчано-глинистого материала. Переносимые текучими водами продукты разрушения горных пород осаждаются по пути продвижения водных потоков.

Делювий На склонах возвышенностей скапливается делювий (лат. "делюо" - смываю). Пролювий У выхода временного потока из горного ущелья на предгорную равнину поток теряет силу и несомый им обломочный материал осаждается. Так образуются конусы выносов - веерообразно накопленные грубообломочные отложения, состоящие главным образом из галечников. Более общее название таких образований - пролювий (лат. "пролюо" - промываю).

Аллювий На дне пологого речного русла осаждается обломочный материал, называемый аллювием (лат. "аллювио" - нанос). В аллювии часто концентрируются различные ценные минералы, вымываемые из коренных пород. Они образуют россыпные месторождения золота, платины, алмазов, рубина, титанистого железняка, касситерита и других минералов.

Дельта реки При впадении рек в моря и озера происходит резкое понижение скорости речного потока. Вследствие этого принесенный реками обломочный материал осаждается в устье реки. Здесь образуется широкий песчаный треугольный конус выноса - дельта.

Морена Существенно отличаются от морских и речных аллювиальных осадков ледниковые отложения. Переносимые и переотложенные ледниками продукты разрушения коренных горных пород называются мореной. Характерным типом озерно-ледниковых отложений являются ленточные глины.

Геологическая деятельность подземных вод К подземным водам относятся все природные воды, находящиеся под землей в подвижном состоянии. Атмосферные осадки и талые снеговые воды сливаются в реки. Большая их часть впадает в моря или озера. Меньшая часть испаряется с поверхности Земли в атмосферу. Другая часть поверхностных текучих вод просачивается (инфильтруется) вглубь, пополняя подземные воды.

Карст Под воздействием подземных вод внутри пластов осадочных пород происходит растворение и вынос хлоридов, сульфатов, карбонатов, а следствием - формирование пустот, полостей и пещер. Этот процесс называется карстом - по названию горного известнякового плато Карст близ г. Триеста на побережье Адриатического моря, где карстовый процесс и карстовые формы наиболее полно развиты.

Горные породы содержат различные виды воды: • вода в виде пара • физически связанная вода, гигроскопическая и пленочная • свободная вода, капиллярная и гравитационная • вода в твердом состоянии • кристаллизационная и химически связанная вода.

Деятельность льда Немалую роль в разрушении коренных горных пород играют и ледники. Они занимают около 11% поверхности суши земного шара. А общий объем заключенного в них льда составляет около 30 млн км 3. Антарктида занимает площадь 15 млн. кв. км. (до 4 км. высотой). Лед обладает пластичностью и способностью течь под давлением. Скорость движения ледников составляет от 0, 25 мм/ч до 1, 25 м/ч.

Уникальные геологические структуры, называемые худу, образованные эрозией речных и озерных осадочных пород, под действием ветра, воды и льда.

Выделяют 3 основных типа ледников: • материковые (покровные) • горные • промежуточные (смешанные).

Деятельность морей (абразия). Большую геологическую работу по разрушению горных пород и переносу их обломков производит море. Разрушительная работа моря называется абразией (лат. «абрасио» - соскабливаю). Морские волны обладают колоссальной разрушительной силой. Они разбивают даже самые крепкие породы. Волны способны перемещать на значительные расстояния глыбы весом до тысячи тонн.

Следы деятельности волн и льда

Геологическая деятельность ветра состоит из 4 видов: 1. дефляции (выдувание и развевание), 2. коррозии (обтачивание и соскабливание), 3. Транспортировки (переноса) обломочного материала, 4. аккумуляции (отложение). Дефляция - разрушение, раздробление и выдувание ветром (воздушными струями) рыхлых горных пород на поверхности Земли (дефляцией - лат. "дефляцио" - выдувание). Коррозия (корразия). Процесс разрушения горных пород с помощью переносимых ветром твердых частиц называется коррозией (лат. «корразио» - обтачивание). Совокупность процессов сноса и удаления с возвышенностей продуктов выветривания горных пород с последующим их накоплением в понижениях рельефа называется денудацией (лат. "денудацио" - обнажение).

Гравитационные процессы Под действием силы тяжести продукты выветривания либо остаются на месте своего образования, либо скатываются вниз по склонам гор и оврагов и накапливаются у подножий. В первом случае они называются элювием (лат. "элюо" - вымываю), во втором - осыпями. На крутых обрывах под влиянием сил гравитации вследствие подмыва или переувлажнения склона могут происходить оползни, приводящие к большим разрушениям и человеческим жертвам. Крупные массы горных пород перемещаются (оползают) вниз по наклонной поверхности глинистого слоя. В горах с крутыми обрывистыми склонами под влиянием силы тяжести возникают обвалы больших масс горных пород, особенно во время землетрясений.

ТЕХНОГЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ Техногенные изменения геологической среды связаны с деятельностью человека. Это: проходка горных выработок (шахт, штолен, карьеров), буровых скважин, накоплением отходов горного производства (отвалов, «хвостов» ). Сюда же относятся: • строительные работы по возведению плотин, поворотам рек и пр. • ядерные взрывы (испытания), • войны.

Разрушение напочвенного покрова и почвенная эрозия после использования тяжелой вездеходной техники в районе геологической разведки (месторождение хромитов " Большая Варака", в центральной части Кольского полуострова), проводимой норвежской компанией "Elkem"