Документ Microsoft Office Word

1. Происхождение земли и её развитие. Вопрос о происхождении Земли является весьма сложным и пока нерешенным. Космогоническая гипотеза Канта была первой научной гипотезой, рассматривающей развитие космоса на основе действия физических сил (1755г.). Несколько позднее появилась гипотеза Лапласа. По Канту и Лапласу, космическая материя первоначально была раздроблена на элементарные частицы. Под влиянием сил притяжения и отталкивания они в пределах всего космоса стали приходить в определенный порядок, стягиваясь к центрам притяжения и приобретая вращательное движение. В результате такого сгущения массы большой вращающейся туманности и образовалась, по их мнению, Солнечная система: из периферической части туманности возникли планеты, из центральной- Солнце. Предполагалось также, что первоначально Земля находилась в огненно- жидком состоянии, а затем произошло постепенное ее остывание.

2. Физические свойства земли. Форма Земли, близка к эллипсоиду вращения, представляет собой двухосный эллипсоид, малая ось которого является осью вращения. Большая часть эллипсоида составляет 12756 км, малая 12714 км. Сравнительно малая разница (42 км) между длинами обеих осей эллипсоида делает его близким к шару, что определяет обычное употребление термина "земной шар". Размеры: длина меридиана- 40009км, длина экватора- 40076км, площадь поверхности- 510 млн.км2, объем- 1080000км3. Масса Земли равна 5,975*1027, объемная масса 5.52 г/см3, плотность ядра от 9...12 г/см3. Земля создает огромное гравитационное поле. Ускорение свободного падения на поверхности земли на уровне моря равно: на экваторе 9,78 см/с2, на полюсе 9,83 см/с2. Внутреннее давление Земли составляет: в подошве земной коры около 1,3 тыс. МПа, в центре Земли более 0,3 млн. МПа. Тепловой режим Земли определяется поступлением внутреннего тепла, образующегося при радиоактивном распаде слагающих Землю веществ и в результате солнечной радиации, а также потери тепла на излучение с поверхности в космическое пространство. Магнитные свойства Земли определяются существованием вокруг нее магнитного поля. Оно наглядно проявляется воздействием на магнитную стрелку.

3. Строение земли. Земля состоит из ряда концентрических оболочек, называемых геосферами. К периферическим геосферам относятся атмосфера и гидросфера, а к геосфера тела Земли- земная кора, иначе называемая литосферой, магния и ядро. Мощность земной коры до 50...80 км, под океаническими впадинами она меньше, под горными массивами больше. Под земной корой залегают так называемая мантия (верхняя и нижняя) мощностью 2900км. В ней преобладают ультраосновные магматические породы. Центральную часть земного шара составляет ядро(внешнее и внутреннее) радиусом около 3500км, сложенное предположительно железом и никелем.

4.Вещественный состав земли. . Минералы- составные части горных пород. Минералы в основном твердые тела. К жидким минералам в основном относятся вода и ртуть. Почти все твердые минералы имеют кристаллическое строение. В настоящее время известно около 3000 минералов, из них только несколько десятков широко встречаются в земной коре и участвуют в образовании распространенных горных пород. Горная порода- природная совокупность минералов более или менее постоянного минералогического состава, образующая самостоятельное тело в земной коре. Группы горных пород- магматические, метаморфические, осадочные.

5.Минералы и их классификация. Минералы- природное тело с определенным химическим составом и упорядоченной атомной структурой, образующееся в результате природных физико- химических процессов и обладающее определенными физическими свойствами. Минералы, входящие в состав горной породы и определяющие (влияющие) на её свойства называются породообразующими. В природе существует около 40 породообразующих минералов. Второстепенные минералы в составе породы, не влияющие на её свойства называют акцессорными. Породообразующие минералы — минералы, входящие в качестве постоянных существенных компонентов в состав горных пород. Классификация минералов по химическому составу: алюмосиликаты и силикаты(соли кремниевых и кремнеглиноземистых кислот), оксиды и гидроксиды, карбонаты и(соли угольной кислоты), сульфаты(соли серой кислоты), фосфаты, сульфиты(сернистые соединения), галоиды(соли галоидно - водородных кислот), самородные элементы(графит, сера, золото, серебро)

6. Горные породы и их классификации по происхождению и строительные свойства. Горные породы- природная совокупность минералов более или менее постоянного минералогического состава, образующая самостоятельное тело в земной коре. Магматические породы – образовались в результате остывания магмы – силикатного расплава, включающего различные газы и водяной пар. Осадочные породы- образовались во внешней зоне земной коры, при поверхностном давлении и температуре, в результате разрушения других пород, жизнедеятельности организмов и выпадения из воздушной или водной среды материалов любого природного происхождения. Метаморфические породы- образуются на значительной глубине в толще земной коры в результате глубокого преобразования магматических и осадочных пород. Полиминеральные горные породы- состоящие из опала и халцедона.

7.Возраст земли и горных пород. Возраст Земли — время, которое прошло с момента образования Земли как самостоятельной планеты. Согласно современным научным данным возраст Земли составляет 4,54 миллиардов лет. Абсолютный возраст выражается в годах, т.е. определяется, сколько лет прошло с момента образования породы. Для этой цели применяют радиоактивные методы, основанные на использовании процессов радиоактивных превращений, которые имеют место в некоторых химических элементах (уран, калий, рубидий), входящих в состав пород. С помощью одних элементов устанавливают возраст в миллионах лет, другие дают возможность определять более короткие отрезки времени. Относительный возраст позволяет определить возраст пород относительно друг друга, т.е. устанавливать, какие породы древне, какие моложе. Для определения относительного возраста используют два метода: стратиграфический и палеонтологический. Стратиграфический метод применяют для толщ с ненарушенным горизонтальным залеганием слоев. При этом считают, что нижележащие слои (породы) являются более древними, чем вышележащие. Палеонтологический метод позволяет определять возраст осадочных пород по отношению друг к другу независимо от характера залегания слоев и сопоставлять возраст пород, залегающих на разных участках. В основу метода положена история развития органической жизни на Земле.

8. Магматические породы – образовались в результате остывания магмы – силикатного расплава, включающего различные газы и водяной пар. Классификация: интрузивные породы- образуются в результате застывания магмы в глубинах земли; эффузивные породы- образуются в результате быстрого остывания лавы, изливающейся на поверхность земли, имеют неполно кристаллическую или мелкозернистую структуру.; гипабиссальные- образуются в толще земной коры на небольшой глубине, характеризуются порфировой или порфировидной структурой., в которой крупные кристаллы одного минерала окружены скрытокристаллической массой других минералов. Формы залегания: батолиты- представляют собой массивы интрузивных пород, имеющие значительные размеры как по площади, так и по глубине; пластовые интрузии- образуются в результате внедрения магмы между слоями вмещающих пород; лакколиты- каравае образные тела с плоским основанием. Строительные свойства: гранит используют для облицовки монументальных зданий и гидротехнических сооружений, плит для полов, ступеней, материалов для дорог, крупного заполнителя для бетонов, бутового камня; базальт широко используют как дорожный материал, в качестве щебня для бетона, для кислотоупорных материалов, а также каменного литья и производства минеральной ваты; андезит - аналог диорита, но отличается от них порфировой структурой. Плотные андезиты применяют в виде кислотоупорных плит и щебня для кислотоупорного бетона; порфиры — излившиеся горные породы, близкие по химическому составу к гранитам (кварцевый порфир), сиенитам (бескварцевый порфир), диоритам (порфирит) и характеризующиеся порфировой структурой. Вследствие неоднородного строения порфиры менее устойчивы к выветриванию, слабее сопротивляются истиранию, чем глубинные породы

9. Осадочные породы- образовались во внешней зоне земной коры, при поверхностном давлении и температуре, в результате разрушения других пород, жизнедеятельности организмов и выпадения из воздушной или водной среды материалов любого природного происхождения. Классификация: обломочные породы образовались из обломков пород, подвергшихся физическому развитию, глинистые- в основном из продуктов химического разложения магматических пород, химические- из солей, выпавших в осадок при усыхании водоемов, органогенные- остатков растительных и животных организмов. Большинство осадочных пород залегает в виде пластов, или слоёв. Строительство: Гипс и ангидрит — породы химического происхождения, состоящие в основном из минерала гипса и ангидрита. Внешне и по своим физико-механическим свойствам они мало отличаются друг от друга. Их применяют для производства вяжущих веществ, а некоторые разновидности — для внутренней облицовки зданий. Магнезит — порода химического происхождения, состоящая в основном из минерала магнезита. Его применяют для изготовления огнеупорных изделий, частично для получения вяжущих веществ (каустического магнезита). Мел — порода органогенного происхождения, обычно белого цвета, землистого сложения, представлена микроскопическими раковинами простейших организмов. По химическому составу почти целиком состоит из карбоната кальция, имеет небольшую прочность. Применяют в качестве белого пигмента в красочных составах, приготовлении замазки, а также при производстве извести и портландцемента. Диатомит — органогенная порода, образовавшаяся из панцирей диатомовых водорослей и отчасти из скелетов радиолярий и губок, между которыми осаждались тончайший ил и глина. Состоит в основном из аморфного кремнезема в виде минерала опала.

10. Метаморфические породы- образуются на значительной глубине в толще земной коры в результате глубокого преобразования магматических и осадочных пород. Классификация: метаморфизм погружения- увеличение давления, циркуляция водных растворов; метаморфизм нагревания- рост температуры; метаморфизм гидратации- взаимодействие горных пород с водными растворами; дислокационный метаморфизм- тектонические деформации; импактный(ударный) метаморфизм- падение крупных метеоритов, мощные эндогенные взрывы. Условия залегания: Так как исходным материалом метаморфических горных пород являются осадочные и магматические породы, их формы залегания должны совпадать с формами залегания этих пород. Так на основе осадочных пород сохраняется пластовая форма залегания, а на основе магматических — форма интрузий или покровов. Этим иногда пользуются, чтобы определить их происхождение. Так, если метаморфическая порода происходит от осадочной, ей дают приставку пара- (например, парагнейсы), а если она образовалась за счёт магматической породы, то ставится приставка орто- (например, ортогнейсы). Строительство: В строительстве из метаморфических пород применяют гнейсы, глинистые сланцы, мраморы, кварциты. Гнейсы по минеральному составу и свойствам сходны с породами гранитного типа, из которых они образовались. В строительстве их чаще всего используют в виде бутовых плит для кладки фундаментов, устройства тротуаров, облицовки набережных, каналов.Глинистые сланцы не размокают в воде, стойки против выветривания, легко раскалываются на тонкие ровные плитки (3...10 мм), применяемые как кровельный материал (природный шифер). Мраморы- широко применяют для внутренней облицовки стен, изготовления ступеней, подоконных досок и других изделий. Кварциты применяют для наружной облицовки повышенной стойкости, подферменных камней в мостах, иногда в виде щебня и бута, а также как сырье для изготовления динасовых огнеупоров. 11. Инженерно- геологическая классификация горных пород: а) скальные грунты - изверженные, метаморфические и осадочные с жесткой связью между зернами (спаянные и сцементированные), залегающие в виде сплошного массива. Прочность скальных грунтов высокая. Предел прочности на сжатие у магматических пород изменяется от 800 до 3500 кГс/см2. У метаморфических пород он колеблется от 400 до 2500 кГс/см2, у осадочных – от 200 до 1200 кГс/см2. При такой прочности от давления инженерных сооружений эти грунты не сжимаются. Водопроницаемость скальных грунтов зависит от степени их трещиноватости и пористости. Водопроницаемость скальных грунтов зависит от степени их

11.(продолжение) трещиноватости и пористости. Монолитные скальные породы практически водонепроницаемы. б) полускальные грунты - также обладают жесткими структурными связями. К ним относятся трещиноватые и выветрелые скальные грунты, в основном осадочные и некоторые метаморфические горные породы. К практически нерастворимым полускальным грунтам относятся опоки, трепелы, диатомиты, алевролиты, аргиллиты, глинистые и некоторые сланцы. Растворимыми грунтами являются гипсы, ангидриты, трещиноватые известняки и доломиты, каменная соль, известковые туфы. Полускальные грунты достаточно прочны. Предел прочности на сжатие у них колеблется от 50 до 500 кГс/см2. У выветрелых, трещиноватых и закарстованных разновидностей он снижается до 20-25 кГс/см2. В направлении сланцеватости и слоистости прочность их также снижается. Водопроницаемость обусловлена первичной пористостью и вторичной трещиноватостью, кавернозностью, величина которой определяется главным образом размером трещин и карстовых пустот. в) грунты с мягкими структурными связями. К таким грунтам относятся осадочные глинистые, пылеватые и смешанные породы (глины, суглинки, лёсс, супеси), илы. Свойства этих грунтов определяются их гранулометрическим и минеральным составом, структурой и текстурой. Пористость их обычно высокая до 50-60 %, но водопроницаемость либо незначительна, либо практически отсутствует. Характерной особенностью мягких грунтов является изменение свойств грунта в зависимости от влажности (набухание, пластичность, липкость, просадочность и др.). г) грунты, не имеющие структурных связей. Эта группа представлена рыхлыми, несвязанными грунтами (гравий, галечник, дресва, щебень, различные пески). Прочность их обусловлена силами трения, пористостью, размерами, формой, составом обломков и уменьшается при увлажнении. При статических нагрузках слабо или практически несжимаемы. Рыхлые несвязные грунты не обладают пластичностью, но некоторые разновидности, насыщенные водой могут переходить в плывунное состояние. Обычно водопроницаемы, не влагоемки или слабовлагоемки, обладают капиллярными свойствами. Пористость их 35-40 % иногда 40-50 %, угол внутреннего трения 30°-35°. д) искусственные грунты. Искусственные грунты – это грунты, сформировавшиеся в результате деятельности человека. Они подразделяются на культурные – сформировавшиеся на месте древних и современных поселений человека и техногенные образования. Последние возникли и формируются под действием инженерной деятельности человека (терриконы, грунты в теле дамб, насыпей, шлаковые отходы

12. Эндогенные процессы: 1)Тектонические (вертикальные и горизонтальные) движения создают наиболее крупные формы рельефа (мегарельеф). Например, большие равнинные территории и горные страны. 2)Магматизм проявляется в интрузивной и эффузивной форме. Данный процесс характерен для границ литосферных плит, рифтовых зон, современных геосинклиналей, зон молодых и омоложенных гор, срединно-океанических хребтов. 3)Метаморфизм — процесс твердофазного минерального и структурного изменения горных пород под воздействием температуры и давления в присутствии флюида. Интрузия — геологическое тело, сложенное магматическими горными породами, закристаллизовавшимися в глубине земной коры. По взаимоотношениям с вмещающими породами выделяют согласные и несогласные интрузии. Контакты согласных интрузий конформны слоистости вмещающих пород. К согласным интрузиям относятся силлы, лакколиты, лополиты. Несогласные интрузии — дайки, штоки, батолиты; все они имеют секущие контакты, срезающие структурные элементы вмещающих толщ. При классификации интрузий используются также такие признаки, как форма и размер тел. По глубине формирования выделяют приповерхностные, среднеглубинные (гипабиссальные) (0,5—1,5 км), и глубинные, или абиссальные (более 1,5 км) интрузии. Глубинные интрузии сложены полнокристаллическими магматическими породами, в то время как малоглубинные часто имеют порфировые и афировые структуры. Интрузии слагают значительные части земной коры, как океанической, так и континентальной. Строительство: Гранит (высокой прочности на сжатие, малой истираемости, разнообразию цветов породы, возможности полировки и т.д.), гранит ценен как камень для строительных работ - от гранитного щебня для строительства зданий, сооружений и дорог, до массивных вычурной формы гранитных глыб для облицовки фасадов и ландшафтного дизайна. ЛАБРАДОРИТ-обладает характерным стеклянным блеском и цветовой гаммой от дымчато-серого до серовато-черного. Отличается непрозрачностью и игрой (переливанием) цветов, которая особенно проявляется на полированных поверхностях. Лабрадорит находит применение как в производстве ювелирных изделий, так и в строительстве, в качестве облицовочного материала. ГАББРО - интрузивная порода, одной из самых отличительных черт которой является насыщенный темный цвет - полированная поверхность камня производит впечатление почти черной. Зачастую встречаются оттенки от голубовато-серого до темно-серого, иногда - буроватого. Основное применение габбро находит в качестве камня для изготовления ритуальных конструкций, а так же как камень для дорожного строительства.

13. Вулканы — геологические образования на поверхности земной коры или коры другой планеты, где магма выходит на поверхность, образуя лаву, вулканические газы, камни (вулканические бомбы) и пирокластические потоки. Виды вулканов: 1)Щитовидные вулканы, или «щитовые вулканы». Образуются в результате многократных выбросов жидкой лавы. Эта форма характерна для вулканов, извергающих базальтовую лаву низкой вязкости: она длительное время вытекает как из центрального жерла, так и из боковых кратеров вулкана. Лава равномерно растекается на многие километры; постепенно из этих наслоений формируется широкий «щит» с пологими краями. Пример — вулкан Мауна-Лоа на Гавайях, где лава стекает прямо в океан; его высота от подножия на дне океана составляет примерно десять километров (при этом подводное основание вулкана имеет длину 120 км и ширину 50 км). 2)Шлаковые конусы. При извержении таких вулканов крупные фрагменты пористых шлаков нагромождаются вокруг кратера слоями в форме конуса, а мелкие фрагменты формируют у подножия покатые склоны; с каждым извержением вулкан становится всё выше. Это — самый распространённый тип вулканов на суше. В высоту они — не больше нескольких сотен метров. Пример — вулкан Плоский Толбачик на Камчатке, который взорвался в декабре 2012 года. 3)Стратовулканы, или «слоистые вулканы». Периодически извергают лаву (вязкую и густую, быстро застывающую) и пирокластическое вещество — смесь горячего газа, пепла и раскалённых камней; в результате отложения на их конусе (остром, с вогнутыми склонами) чередуются. Лава таких вулканов вытекает также из трещин, застывая на склонах в виде ребристых коридоров, которые служат опорой вулкана. Примеры — Этна, Везувий, Фудзияма. 4)Купольные вулканы. Образуются, когда вязкая гранитная магма, поднимаясь из недр вулкана, не может стечь по склонам и застывает вверху, образуя купол. Она закупоривает его жерло, как пробка, которую со временем вышибают накопившиеся под куполом газы. Такой купол формируется сейчас над кратером вулкана Сент-Хеленс на северо-западе США, образовавшегося при извержении 1980 г. 5)Сложные (смешанные, составные) вулканы. Извержения: Извержения вулканов относятся к геологическим чрезвычайным ситуациям, которые могут привести к стихийным бедствиям. 13(продолжение) Процесс извержения может длиться от нескольких часов до многих лет. Среди различных классификаций выделяются общие типы извержений: Гавайский тип — выбросы жидкой базальтовой лавы, часто образуются лавовые озёра, должны напоминать палящие тучи или раскалённые лавины. Гидроэксплозивный тип — извержения, происходящие в мелководных условиях океанов и морей, отличаются образованием большого количества пара, возникающего при контакте раскалённой магмы и морской воды. Продукты извержений: пемза, обсидиан, базальт – используются в строительстве. Большая пористость пемзы обусловливает хорошие теплоизоляционные свойства, а замкнутость большинства пор — хорошую морозостойкость. Огнестойка. Химически инертна. Обсидиан используется также как добавка к извести, как сырьё для изготовления тёмного стекла и в качестве термоизоляции.

14. Колебательные движения земной коры, медленные поднятия и опускания земной коры, происходящие повсеместно и непрерывно. Благодаря им земная кора никогда не остаётся в покое: она всегда разделена на участки, одни из которых поднимаются, другие прогибаются. К. д. з. к. происходили на протяжении всех прошлых геологических периодов и продолжаются сейчас. Они определяют размещение и изменение очертаний суши и моря на поверхности Земли, лежат в основе образования и развития ее рельефа. Эпейрогеническое движение- медленные поднятия и опускания обширных площадей земной коры, не вызывающие изменений их структуры. Орогеническое движение- движения, создающие горы, в противоположность эпейрогеническим движениям, создающим континенты и плато, а также океанские и континентальные басс. Тектонические дислокации- это нарушение залегания горных пород под действием тектонических процессов. Тектонические дислокации связаны с изменением распределения вещества в гравитационном поле Земли. Они могут происходить как в осадочной оболочке, так и в более глубоких слоях земной коры.

15. Землетрясения: происхождения, разрушительная сила и ее оценка, антисейсмическое строительство. а) Денудационные землетрясения связаны с провалами горных пород в карстовые пустоты и с горными провалами. Они малоинтенсивны и имеют узкоместное значение б) Вулканические связаны со взрывами сжатых газов в жерлах вулканов в) Тектонические, связанные с тектоническими дислокациями, явл. причиной наибольших разрушений, они зарождаются в земной коре на глубине до 700 км Сила землетрясения оценивается в баллах с помощью сейсмометра. Если сейсмометра нет, то силу происшедшего землетрясения оценивают по специальной таблице, характеризующей разрушения и повреждения зданий.

16. Метаморфизм, его виды и значения для строительства. Метаморфизм приводит к глубоким изменениям горных пород с превращением их в новые породы. При этом происходят процессы перекристаллизации, замещения, разрушение старых структур и создание новых. б) Контактовый метаморфизм пород происходит под влиянием близости внедрившейся магмы. б) Региональный проявляется при глубоком погружении участка земной коры, что вызывает совместное действие нескольких факторов метаморфизма. в) Динамометаморфизм – порода раздробляется на смещающиеся блоки неправильной формы и различных размеров.

17. Горообразование: стадии горообразования, эпохи горообразования. Понятия о геоструктурах земли. Горообразование — процесс формирования горных сооружений под влиянием интенсивных тектонических движений, скорость которых превышает скорость процессов, ведущих к выравниванию поверхности Земли. Денудационно – тектонические горы – сформировались в результате взаимодействия тектонических процессов с преобладанием поднятий и денудации. Вулканические горы – появились в результате вулканической деятельности. 18. Экзогенные процессы. Выветривание и его виды. Коллювий и элювий.Горные породы, образованные в недрах земной коры, при попадании на поверхность оказываются в новой природной обстановке. Это приводит к разрушению и разложению пород называемым выветриванием.а)Физическое выветривание проявляется в разрушении пород без изменения их минерального состава б)Химическое выветривание заключается в химическом взаимодействии минералов породы с другими минералами. Коллювий — обломочный материал, накопившийся на склонах гор или у их подножий путем перемещения с расположенных выше участков под влиянием силы тяжести и движения оттаивающих, насыщенных водой продуктов выветривания в областях распространения многолетнемерзлых горных пород. Элювий - рыхлые геологические отложения и почвы, формируемые в результате выветривания поверхностных горных пород на месте первоначального залегания или в результате выветривания и последующей аккумуляции его продуктов под действием силы тяжести. Элювиальные отложения формируются на горизонтальных или слабонаклонных поверхностях. 19. Геологическая деятельность ветра, ее виды и результат эоловые отложения. Ветер явл. одним из основных факторов переноса продуктов выветривания Дефляция (выдувание) – мелкие частицы, продукты выветривания, выдуваются из трещин и углублений поверхности твердых пород. Корразия (обтачивания) – обтачивание, высверливание и шлифование твердых пород переносимыми в воздухе песком и частицами алеврита. Эоловыми называют процессы, обусловленные деятельностью ветра: так же называются отложения и формы рельефа, образованные этими процессами

20. Геологическая деятельность текучих вод и ее виды. Плоскостной смыв (делювиальный процесс). Грязекаменные потоки. Поверхностные воды размывают на своем пути горные породы, смывают со склонов продукты выветривания, транспортируют и откладывают продукты размыва и смыва в местах замедления или прекращения течения. Селевыми или грязекаменными называют потоки, образующиеся в горных районах после выпадения обильных осадков и быстро стекающие по русла рек или оврагов.

21. Оврагообразование. Эрозионный процесс и пролювий. Оврагобалочная система.

Оврагообразование - образование линейных форм размыва различных по глубине, форме, протяженности, связано с деятельностью водных потоков, формирующихся при сильных дождях и снеготаянии.

Пролювий — рыхлые образования, представляющие собой продукты разрушения горных пород, выносимые временными водными потоками к подножиям возвышенностей. Эрозийный процесс — процесс разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками и ветром, включающее в себя отрыв и вынос обломков материала и сопровождающееся их отложением.

22. Геологическая деятельность рек. Долина реки, ее образование, типы долин, характерные элементы долины реки.

Геологическая деятельность рек, выражается главным образом:

a) размыванием - разрушением горных пород.

б) перенесением размытого материала или в растворенном виде, или в механически взвешенном состоянии.

в) отложением переносимого материала в места более или менее отдаленные от той области, из которой этот материал заимствован.

Долина реки образуется обычно в результате эрозионной деятельности текучей воды. Речная вода, смывая берега и подошву, образует речную долину.