Файл: Основы геологии.pdf

64
При переносе обломков волоком происходит очень интересная и важная геологическая работа, заключающаяся в окатывании обломков, т.е. сглажива- нии острых краев (рёбер) обломков и придании им более округлой или полно- стью округлой формы. Эта работа происходит в результате взаимодействия переносимых обломков друг с другом, породами дна и берегов реки. В итоге острые края сглаживаются и обломки приобретают окатанную форму, иногда – шарообразную или овальную с ровной отшлифованной поверхностью и следа- ми полировки. Форма обломков зависит от состава и строения горной породы: однородные массивные породы при разрушении дают изометрические обломки, которые при окатывании превращаются в шарообразные; полосчатые, сланце- ватые породы дают при разрушении удлинённые пластинчатые обломки, кото- рые при окатывании превращаются в уплощенные или овально-удлинённые.
Степень окатанности обломков позволяет восстанавливать условия образования обломочной горной породы: в какой среде, на какие расстояния происходил пе- ренос обломочного материала, послужившего исходным материалом для обра- зования этой горной породы.
По степени окатанности обломочные горные породы разделяют на сло- женные окатанными, полуокатанными и неокатанными (остроугольными) об- ломками.
Кроме окатывания, при транспортировке обломочного материала происхо- дит ещё один важный вид геологической деятельности реки: распределение об- ломков по размерам и удельным весам минералов на всём протяжении русла.
Такая работа также зависит от скорости течения реки. Чем больше скорость реки, тем крупнее она может переносить обломки и тем дальше от места их образова- ния. Если бы течение реки было постоянным, то из одного источника разрушения она все обломки «разложила» бы строго по размерам: крупные переместила бы на самые короткие расстояния, средние – на значительно большие, а самые мелкие – на самые дальние расстояния вплоть до самого устья реки. Но так как река произ- водит разрушительную работу на всём протяжении русла, а скорость течения час- то изменяется, эта закономерность нарушается и усложняется, в результате чего речные отложения представляют собой обломки, перемешанные по размерам и по форме. Однако в целом для них всё-таки характерно общее распределение по раз- мерам и удельным весам минералов. Поэтому характерным для речных отложе- ний является окатанность обломков в слагаемых ими породах и отсортированность обломочного материала. Распределение же разных по разме- рам обломков отложений приводит к образованию слоистости, т.е. обособлению во времени и пространстве отложений с определённым размером обломков.

65
Совокупность процессов разрушения горных пород и переноса продуктов разрушения, осуществляемая внешними – экзогенными геологическим процес- сами, называется денудацией.
Аккумулятивная работа рек. Перенос материала в растворённом или ме- ханическом виде завершается встречей на пути перемещения этого материала непреодолимого препятствия и осаждением его. Поэтому горные породы, обра- зованные в результате осаждения, называются осадочными.
Отложения, образованные в результате деятельности реки, называются
аллювиальными или аллювием. Накапливаются они в речных долинах. Отложе- ние материала происходит одновременно с разрушением и переносом, но на разных стадиях развития речной долины преобладает один из видов геологиче- ской работы реки.
В развитии речной долины выделяют три стадии, для каждой из которых характерны определённые особенности. Эти стадии называются юностью, зре- лостью и старостью.
В стадию юности профиль реки ещё не выработан и русло только закла- дывается. Река течёт по неровностям рельефа. Уклон реки обычно крутой, а скорость течения очень большая. В эту стадию очень интенсивна глубинная эрозия при слабой или полностью отсутствующей боковой. Образуется
V-образная долина прямолинейного направления. Такой период переживают горные реки. Главная сила реки направлена на разрушение дна и перенос про- дуктов разрушения, аккумуляция практически отсутствует.
По мере выработки профиля равновесия река переходит в стадию зрело-
сти. Наступает она при приближении рельефа дна к продольному профилю равновесия. Углубление дна происходит только в верхнем течении, а в среднем и нижнем работает боковая эрозия, вследствие чего долина реки расширяется с подмывом береговых участков и приобретает U-образную форму. На отдель- ных участках, кроме верховьев, начинают образовываться излучины – сказыва- ется вращение Земли вокруг своей оси. Такие излучины реки называются
меандрами (рис. 12, 13). Скорость течения в нижней части речной долины за- метно уменьшается.
В стадию старости в среднем и нижнем течении реки усиливаются процес- сы боковой эрозии, что приводит к быстрому отложению осадков механическим способом, усложняются и увеличиваются многочисленные меандры вплоть до об- разования стариц. В этот период образуется пойма реки (рис. 14) – часть долины, заливаемая в паводок и возвышающаяся над руслом в меженный период.

66
Рис. 12. Система меандр в приустьевой части долины р. Печоры.
Фото Д. Темнова
Рис. 13. Пойма и долина р. Чути в нижнем течении. Южный Тиман.
Фото автора
Три названные стадии образуют полный цикл речной эрозии, который может повторяться и сменяться новым эрозионным циклом, начиная со стадии юности. Причинами наступления нового цикла эрозии может быть понижение базиса эрозии и возрастание скорости течения, а также повышение одного из участков речной долины или изменение климата с увеличением количества осадков и массы воды в реке.

67
Рис. 14. Пойменная терраса в устье дельтового типа р. Чути. Фото Д. Темнова
Каждое омоложение речной долины вызывает новый цикл эрозии с вре- занием реки в ранее образованные пойменные отложения, неразмытые участки которых образуют надпойменные террасы. Речные террасы являются фрагмен- тарными образованиями, оставшимися от размыва древней поймы. В их теле различают площадку террасы, уступ, бровку и тыловой шов. Площадка террасы представляет собой выровненную поверхность, полого наклонённую к руслу реки. Уступ террасы – это поверхность склона, круто обрывающаяся к руслу.
Бровка – линия, разделяющая площадку террасы от её уступа, а тыловой шов – линия, по которой соприкасается площадка более низкой террасы с уступом более высокой (смежной) террасы.
Количество речных террас соответствует количеству полных циклов эро- зии, пережитых речной долиной. При образовании новых молодых террас древние террасы оказываются расположенными выше молодых. Террасы в реч- ных долинах нумеруют снизу вверх, от более молодых к более древним.
Различают три типа речных террас: аккумулятивные, эрозионные и цо- кольные. Аккумулятивные террасы образуются в результате аккумулятивной, накопительной работы реки, поэтому они сложены аллювиальными отложе- ниями, что очень хорошо видно по уступу террасы. Террасы эрозионные обра-

68 зуются как результат эрозионной, т.е. разрушительной, работы реки. Поэтому такие террасы сложены так называемыми «коренными» породами – другими словами, не аллювиальными, практически почти всегда докайнозойскими. Цо-
кольные террасы являются продуктом и эрозионной, и аккумулятивной дея- тельности реки. Сначала река вырабатывает себе русло в коренных породах, и они занимают нижнюю часть цокольной террасы; а затем она отлагает сверху собственные, аллювиальные отложения, которые слагают верхнюю часть разре- за цокольной террасы.
Геологическая деятельность рек приводит в результате дифференциации обломков по размерам и удельным весам минералов к образованию россыпных месторождений аллювиального типа, так как само полезное ископаемое – ми- нерал накапливается в результате деятельности реки в аллювии. Принцип фор- мирования аллювиальной россыпи и механизм её образования заключается в разрушении рекой исходной горной породы, содержащей в небольших количе- ствах полезный минерал (золото, платину, алмазы, минералы титана и проч.), в переносе более лёгких частиц (мелких и с малым удельным весом) и за счёт этого в относительном накоплении более тяжёлых (по размерам и удельным ве- сам) минералов до концентраций, представляющих практический (промышлен- ный) интерес. Такие месторождения могут быть перемещёнными – переотложенными или остаточными – оставшимися, накопившимися на месте разрушения исходной горной породы. В последнем случае россыпь может быть элювиальной.
2.2.2. Океаны и моря
Океаны представляют собой непрерывную водную оболочку Земли, ок- ружающую материки и острова. Моря являются частью Мирового океана, в разной степени отделёнными от открытого океана сушей или поднятиями дна.
Вместе с морями океаны составляют 94% гидросферы и занимают около 71% земной поверхности.
Моря и океаны находятся в постоянном взаимодействии с атмосферой и литосферой. Они являются аккумуляторами солнечного тепла и влаги на Земле, а поэтому способствуют сглаживанию резких колебаний температуры на поверх- ности планеты и увлажнению отдельных районов. Эта часть гидросферы являет- ся важнейшим источником различных минеральных ресурсов: нефти и газа, фосфоритов, железных и марганцевых руд, россыпных скоплений золота, олова

69 и редких металлов, других полезных ископаемых. В морях и океанах накаплива- ется огромная масса различных по составу осадков: обломочных, приносимых реками; хемогенных и органогенных. Все перечисленное выше показывает, на- сколько важно геологам понимать процессы, связанные с деятельностью морей и океанов, а следовательно, насколько важно изучать эти процессы.
Наиболее крупным океаном на Земле является Тихий океан, который за- нимает площадь около 180 млн. км
2
, составляющую 50% площади Мирового океана. В Тихом океане расположена самая глубоководная впадина (желоб) –
Мариинская, имеющая максимальную глубину 11022м. Средняя глубина этого океана составляет почти 4000 м.
Самое крупное море на Земле – Коралловое море расположено также в
Тихом океане и имеет площадь 4791 тыс. км
2
, а максимальную глубину 9140 м.
Одно из самых крупных северных морей – Баренцево море занимает площадь
1405 тыс. км
2
с наибольшей глубиной всего 600 м.
Границы океанов обозначаются береговыми линиями, разделяющими сушу и море.
Очень большую роль в геологической деятельности играет характер рельефа дна Мирового океана. Он имеет весьма сложный характер, но в зави- симости от положения отдельных его участков относительно суши и глубины этих участков принято выделять следующие зоны в направлении от берега к океану: материковый шельф, материковый склон, океаническое ложе и глубо- ководные впадины. Иногда нижнюю часть материкового склона выделяют как самостоятельную зону рельефа дна – материковое подножие. Название более мелководных зон – материковые, подчёркивает, что земная кора под этими зо- нами имеет материковый (континентальный) характер в отличие от океаниче- ского ложа и глубоководных впадин, под которыми земная кора принадлежит океаническому типу.
Материковый шельф – это прибрежный участок моря или океана, имею- щий пологую поверхность, слабо наклонённую в сторону океана. Глубина зоны шельфа изменяется в широких пределах: от 80-90 до 500 м, составляя в среднем около 200 м. В зоне шельфа накапливается большое количество обломочного материала, приносимого реками и образующегося в результате разрушительной работы моря в береговой зоне. Этот материал вместе с хемогенными осадками выравнивает первичные неровности рельефа мелководной зоны, сглаживает их,
«замазывая» собою. Внешняя граница шельфа образуется береговой линией, а внутренняя часто бывает хорошо обозначена перегибом в материковый склон, более крутой, чем шельф.

70
Материковый склон выражен более наклонённой поверхностью, обра- щённой в сторону океана. Угол наклона часто превышает 15 0
. При такой кру- тизне склона осадки на его поверхности не удерживаются, сползая к нижней его части – материковому подножию. Такое перемещение осадков создаёт не- сколько сглаженную переходную зону на границе с океаническим ложем. Глу- бина материкового склона достигает 5000-5500 м. Площадь поверхности материкового склона составляет около 15% площади Мирового океана.
Океаническое ложе занимает по площади большую часть дна Мирового океана – около 75%. Отличается оно от более мелководных зон очень сильно расчленённым рельефом и глубинами 5500-6000 м. Главные типы рельефа здесь представлены котловинами и срединно-океаническими хребтами. Котловины имеют изометрическую форму и относительно плоское дно. В их пределах выде- ляются глубоководные долины и плосковершинные горы столового типа, иногда выходящие над поверхностью океана в виде островов. Ширина котловин может достигать нескольких тысяч километров. Глубина долин достигает 200 м при ширине 3-5 км и протяжённости до 100-120 км. Срединно-океанические хребты представляют собой систему крупных, сильно расчленённых подводных подня- тий. Хребты расчленены рифтовыми долинами, многочисленными разломами продольного и поперечного направления и вулканическими постройками. Глу- бинные разломы имеют протяжённость, превышающую 1000 км, и называются трансформными. Один из наиболее чётко выраженных срединно-океанических хребтов расположен в центральной части Атлантического океана и протягивает- ся между Африкой и Южной Америкой в южной части океана, между Северной
Америкой и Европой в его северной части.
Глубоководные впадины представляют собой наиболее погруженную часть океана с глубинами до 11022 м. Они располагаются по периферии Тихого океана, часто приурочены к островным дугам, которые со стороны океана огра- ничиваются глубоководными желобами.
Морские воды представляют собой солевые растворы со средним содер- жанием солей 35 г/л и их колебаниями от почти 0 г/л около устьев крупных во- дотоков до 42 г/л в тропических морях (Красное, Средиземное море и др.). В составе солей главную роль играют ионы Na
+
, Mg
2+
, K
+
, Ca
2+
, Cl
-
, SO
4 2-
. Другие элементы содержатся в количествах не более 1
Х
10
-5
%. При этом часть ионов
(Na
+
, Mg
2+
, Cl
- и др.) способна накапливаться в морской воде, не образуя нерас- творимого осадка. Другая часть быстро осаждается в виде труднорастворимых соединений. Например, сильно перегретые морские воды в тропической зоне быстро пересыщаются СаСО
3
за счёт растворения в них СО
2
атмосферы и оса- ждаются на дне в виде хемогенного или биогенного труднорастворимого осад-