Экзогенные геологические процессы выветривание ветер ООО Газпромнефть НТЦ

Экзогенные геологические процессы: выветривание, ветер ООО «Газпромнефть НТЦ» Преподаватель: Буторина Мария 08. 12. 2015 ООО «Газпромнефть НТЦ» 1

Что изменяет лик Земли? Геологические процессы – это процессы, изменяющие рельеф, структуру, состав и глубинное строение Земли. § Экзогенные (поверхностные) процессы, протекающие за счёт внешней энергии; → Энергия этих процессов берется, в основном, от Солнца. Развиваются процессы при малой температуре и небольшом давлении – на поверхности. § Эндогенные (внутренние) процессы, протекающие за счёт внутренней энергии Земли; § Антропогенные. ООО «Газпромнефть НТЦ» 2

Экзогенные геологические процессы § процессы выветривания; § деятельность ветра; § деятельность поверхностных текучих вод; § деятельность подземных вод; § деятельность ледников; § процессы в криолитозоне; § гравитационные процессы; § деятельность озёр и болот; § деятельность морей и океанов. ООО «Газпромнефть НТЦ» 3

Что мы рассмотрим сегодня? § Процессы выветривания. § Физическое и химическое выветривание. § Роль органического мира в процессах выветривания. § Геологическая деятельность ветра: § Эоловая* аккумуляция** – песчаные формы; § Эоловые отложения – отличительные черты. * Эол – в древнегреческой мифологии – бог ветров ** лат. «аккумуляцио» – накопление ООО «Газпромнефть НТЦ» 4

1. Процессы выветривания Выветривание – сложная совокупность естественных процессов физического (механического) разрушения (полного или частичного) и химического разложения минералов и горных пород на месте их залегания (на поверхности Земли и в верхних ее слоях выше уровня грунтовых вод) под влиянием: § колебания температур, § химического воздействия воды и газов (в основном кислорода, углекислоты), § биохимического воздействия организмов в процессе их жизнедеятельности и продуктов их разложения после отмирания. Типы выветривания: § § Поверхностное физическое, Химическое; Биохимическое; Подводное выветривание. ООО «Газпромнефть НТЦ» 5

Физическое выветривание – механическое разрушение минералов и горных пород на отдельные зёрна и обломки. Виды физического выветривания: 1) Температурное выветривание вследствие суточных и сезонных колебаний температур, ведущих к последовательному расширению и сжатию вещества (изменение объема составных частей породы); 2) Морозное выветривание вследствие замерзания и оттаивания воды в порах и трещинах минералов и пород; 3) Выветривание в результате деятельности растений и животных (сверление, рост корней и т. п. ). ООО «Газпромнефть НТЦ» 6

Физическое выветривание Факторы, определяющие интенсивность выветривания: - минеральный состав горных пород (светлые и тёмные минералы, коэффициенты расширения минералов); - структура и текстура горных пород (крупно- и тонкозернистая, массивная, плотная, сланцеватая, пористая и т. д. ); - водоотдача и влагоёмкость горных пород. Формы выветривания: Карнизы, арки, островерхие скалы, столбы (Красноярские столбы), выступы, останцы и др. Формы ландшафта: Курумы (каменные реки), гаммады (каменистые или щебнистые пустыни) ООО «Газпромнефть НТЦ» 7

Химическое выветривание – разрушение пород в результате химического разложения минералов и горных пород под влиянием химически активных веществ. То есть это результат взаимодействия горных пород наружной части литосферы с химически активными элементами атмосферы, гидросферы и биосферы. Факторы выветривания, существенно изменяющие структуру и состав минералов: вода, кислород воздуха, угольная, серная и органические кислоты. Процессы химического выветривания обусловлены реакциями: окисления, гидратации, растворения, гидролиза. ООО «Газпромнефть НТЦ» 8

Химическое выветривание Гидратация (реакция присоединения молекулы воды) Са. SO 4 (ангидрит)+2 Н 2 О=Са. SO 4 х2 Н 2 О (гипс); Fe 2 O 3 (гематит)+3 Н 2 О=Fe 2 O 3 х3 Н 2 О (лимонит). Растворение (переход минерала в раствор без изменения химического состава). Процесс карстообразования. Окисление 4 Fe. S 2(пирит)+11 H 2 O+15 O 2=2 Fe 2 O 3 х3 Н 2 О+8 Н 2 SO 4 Образование «железных шляп» . Гидролиз (обменное разложение вещества с образованием гидроксилсодержащих минералов) 4 КAl. Si 3 O 8 (ортоклаз)+n. H 2 O+2 CO 2=Al 4(Si 4 O 10)(OH)8(каолин) +2 K 2 CO 3+Si. O 2 хn. H 2 O(опал) Окремнение (обогащение почвы Si. O 2 за счёт выноса из почвы соединений органического вещества, железа и алюминия поверхностными водами, осветление почвы (подзолистое выветривание)) ООО «Газпромнефть НТЦ» 9

Биохимическое (органическое) выветривание Биохимическое выветривание – разложение минералов и горных пород в связи с жизнедеятельностью растений и животных под воздействием органических кислот. Продукты биохимического разложения отмерших остатков растений и животных образуют гумус. ООО «Газпромнефть НТЦ» 10

Понятие – кора выветривания Коры выветривания – рыхлые и обломочные оставшиеся на месте продукты физического, химического и биохимического разрушения и разложения минералов и горных пород. Почва – верхняя часть коры выветривания, обогащенная гумусом. Общий процесс формирования кор выветривания весьма сложен, зависит от сочетания многих факторов и представляет несколько явлений: 1) разрушение и химическое разложение горных пород с образованием продуктов выветривания; 2) частичный вынос и перераспределение продуктов выветривания; 3) синтез новых минералов в результате взаимодействия продуктов выветривания в ходе их миграции; 4) метасоматическое (греч. "мета" – после, "сома" – тело) замещение минералов материнских пород. ООО «Газпромнефть НТЦ» 11

Почвы Глобальные экологические функции: 1. Биологическая продуктивность (плодородие) – обеспечивает 98 -99% (по весу) продуктов питания. 2. Среда обитания организмов – живёт более 50% всех видов животных, масса составляет 90% всех живых существ суши. В 1 г почвы около 20 млрд микроорганизмов, несколько км грибных гиф. 3. Энергетический банк планеты – в гумусе содержится такое же количество аккумулированной энергии, как и во всей надземной массе растительности. 4. Почвенный покров – кожа Земли, предохраняющая поверхность от денудации, эрозии, загрязнения. 5. Регулятор состава атмосферы и гидросферы. Выделяет в атмосферу СО 2 в 5 раз больше промышленных выбросов. 6. Обеспечивает взаимодействие большого геологического и малого биологического круговоротов веществ на земной поверхности. ООО «Газпромнефть НТЦ» 12

Понятие – кора выветривания Обломочные продукты выветривания, находящиеся на месте разрушения первичных (материнских/коренных) пород представляют собой важный генетический тип континентальных образований – элювий, перемещающиеся вниз по склону и накапливающиеся у подножия склона – делювием и коллювием. Образование коры выветривания зависит от биоклиматических, геолого-структурных и геоморфологических особенностей, от состава исходных пород, гидрогеологических условий и длительности формирования. Глобальное значение имеет климат. ООО «Газпромнефть НТЦ» 13

Типы кор выветривания Выделяют два морфогенетических типа: площадной и линейный. § Площадные коры выветривания развиваются в виде покрова или плаща, занимают местами обширные площади до десятков и сотен квадратных километров, представляющие различные выровненные тектонически спокойные поверхности рельефа. § Линейные коры выветривания имеют линейное распространение в плане и приурочены к зонам повышенной трещиноватости, к разломам и контактам различных по составу и генезису горных пород. В этих условиях происходит более свободное проникновение воды и связанных с ней химически активных компонентов, что вызывает интенсивный процесс химического выветривания. ООО «Газпромнефть НТЦ» 14

Строение коры выветривания. Профиль. Кора выветривания в тропической лесной зоне ( по Н. М. Страхову): 1 – граниты, 2 – слабо измененная химически зона дресвы, 3 – гидрослюдистомонморилонитово-бейделитовая зона, 4 – коалинитовая зона, 5 – охры Al 2 O 3, 6 – панцирь ( Fe 2 O 3+ Al 2 O 3) По минеральному составу, отражающему геохимические процессы его образования, выделяются 4 минерально-геохимические зоны (снизу вверх): дезинтеграции, выщелачивания, глинистых минералов, оксидов и гидроксидов. В зависимости от состава исходных пород эти зоны слагаются различными минеральными ассоциациями. Совокупность зон называется профилем коры выветривания. ООО «Газпромнефть НТЦ» 15

Коры выветривания Полезные ископаемые: 1. Никелевые руды. 2. Огнеупорные, каолиновые и др. глины. 3. Высвобождение минералов для формирования россыпных месторождений. 4. Накопление в глинистых корах «тонкого» золота выветривания 5. Коллекторы нефти и газа. ООО «Газпромнефть НТЦ» 16

Что мы рассмотрели? § Геологические процессы § Экзогенные § Эндогенные § Выветривание § Физическое выветривание § Химическое выветривание § Биохимическое выветривание § Кора выветривания § Типы кор выветривания § Профиль коры выветривания § ПИ ООО «Газпромнефть НТЦ» 17

2. Геологическая деятельность ветра Что такое ветер? ООО «Газпромнефть НТЦ» 18

2. Геологическая деятельность ветра Ветер – это движение воздушных масс, струй и потоков, в приземном слое, в основном, параллельно земной поверхности. Геологическая деятельность ветра проявляется в динамическом воздействии воздушных струй на горные породы и включает: 1. Разрушение горных пород, выдувание мелких обломков, их развеивание (дефляция), шлифовка (корразия) выступов и обломков горных пород; 2. Перенос и отложение обломочного материала (аккумуляция); 3. Создание своеобразных форм рельефа (эоловые формы). ООО «Газпромнефть НТЦ» 19

Благоприятные условия проявления эоловой деятельности § Отсутствие или незначительное распространение растительности на обширных территориях; § Частые ветры большой силы; § Превышение испарения над незначительным количеством выпадающих атмосферных осадков; § § Резкие суточные колебания температур; Наличие обломочного материала, способного перемещаться под действием ветра. Баллы Скорость, м/с Переносимый материал 3 -4 4. 4 -6. 7 Пыль 5 -4 9. 3 -15. 5 Песок 8 19. 0 Гравий 9 -10 22. 6 -58. 6 Мелкая галька ООО «Газпромнефть НТЦ» 20

Процессы эоловой деятельности Дефляция (лат. Deflare) – выдувание и развевание ветром рыхлых частиц горных пород (главным образом песчаных и пылеватых). Постоянные процессы выдувания – дефляции приводят к постепенному углублению долин или узостей. Корразия (лат. Corrasus) представляет механическую обработку обнаженных горных пород песчаными частицами, переносимыми ветром, выражающуюся в обтачивании, шлифовании, соскабливании, высверливании и т. д. Корразии подвергаются все выступы горных пород, причем более мягкие участки менее сцементированные, углубляются быстрее, чем плотные и тогда образуются ячейки, ниши углубления неправильной формы. Эоловый перенос – перенос песчаных и пылеватых частиц на различные расстояния. Существует 2 способа эолового переноса: § Сальтация (перемещение песчинок прыжками). Песчинка, поднятая ветром ударяется в песок, выбивает из него еще песчинки и т. д. Сальтация происходит при довольно сильном ветре и действует по типу цепной реакции. § Волочение, перетекание. ООО «Газпромнефть НТЦ» 21

Эоловая аккумуляция - накопление осадков и осадочных пород в результате деятельности ветра. Причины: 1) ослабление или прекращение ветра; 2) выпадение дождя или снега; 3) наличие препятствий. Эоловая аккумуляция создает: § Песчаные формы рельефа пустынь (связь с режимом ветров, динамикой атмосферы и ее циркуляцией, мощностью песков и степенью их оголенности); § Дюнные пески и лессы ООО «Газпромнефть НТЦ» 22

Какие песчаные формы рельефа пустынь вы знаете? ООО «Газпромнефть НТЦ» 23

Песчаные формы рельефа пустынь 1. Структуры прилипания (наросты, рябь прилипания) 2. Эоловая рябь 3. Дюны (барханы и поперечные, копьевидные) 4. Драа (простые и сложные дюны – звездчатые (пирамидальные) и продольные барханные гряды) ООО «Газпромнефть НТЦ» 24

Отличительные черты эоловых отложений 1. Перекрещивающаяся косая слоистость; 2. Тонкая зернистость при отсутствии пылеватых частиц; 3. Наличие полированных зерен и царапин на их поверхности. ООО «Газпромнефть НТЦ» 25

Иерархии эоловых и сопутствующих отложений Механизмы эолового переноса n. Перекатывание: 2 -4 мм n Поверхностное оползание n 20 -25% песка перемещается за счет зерен, сдвигаемых сталкивающимися прыгающими зернами размером < 2 mm n Во взвешенном состоянии: мелкозернистый песок, ил, глина n Наиболее легко ветром перемещаются зерна размером 0, 1 мм; по большей части на высоту > 2 м над уровнем земли Эволюция структуры дюн Зерна n Рябь n Дюны n Междюнные незамкнутые поверхности n Замкнутые тела отложений русел вади n Плайя – незамкнутые поверхности гетерогенных обломочных отложений, переносимых химическим путем, ветром и водой ООО «Газпромнефть НТЦ» n 26

Типы пустынь Пустынями на Земле сейчас занято около 20 млн. км 2 – это около 20% поверхности континентов. 1. Песчаные пустыни (кумы/эрги); 2. Каменистые пустыни (гаммады); 3. Лёссовые пустыни (адыры); 4. Глинистые пустыни (такыры) – на месте высохших озер; 5. Солончаковые пустыни (шоры) – преобладание лессовых отложений; 6. Гипсовые пустыни. ООО «Газпромнефть НТЦ» 27

Эоловые отложения – Критические характеристики Эоловые отложения проявляются как х-напластование с большим углом (30 -34 градусов) n Распространены тонкие локальные прослойки n Песок с округлыми зернами, матовый n Наличие окиси железа на поверхности кварца говорит о горячем засушливом климате и/или сезонной влажности климата (исключения) n Зерна хорошо отсортированы: обычно одномодальные, а в случае бимодальности присутствуют две популяции n Ил и глина в минимальном количестве n Маломасштабная и крупномасштабная косая слоистость с большим количеством ориентаций в горизонтальном напластовании n Зерна в прослойках хорошо отсортированы, особенно мелкоразмерные, наблюдаются резкие различия в размере зерен между прослойками n Размер зерен варьируется от ила (60 миллимикрон) до грубого зерна (2 мм) n Максимальный размер зерна, переносимый ветром, составляет 1 см, но зерна свыше 5 мм наблюдаются редко n Зерна более крупного размера (0, 5 – 1, 0 мм) обычно хорошо округлены n Пески, не содержащие глины и глинистого облекания, наблюдаются редко n Несцементированные пески имеют матовую поверхность n Слюда, как правило, отсутствует n ООО «Газпромнефть НТЦ» 28

Что мы рассмотрели? § Геологическая деятельность ветра § Процессы эоловой деятельности § Дефляция § Корразия § Эоловый перенос § Эоловая аккумуляция § Песчаные формы рельефа § Отличительные черты эоловых отложений ООО «Газпромнефть НТЦ» 29

ВСЕ! ООО «Газпромнефть НТЦ» 30