55 (075.8)

С 717 С

МИНИСТЕРСТВО ТОПЛИВА И ЭНЕРГЕТИКИ УКРАИНЫ

СЕВАТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Кафедра теоретических основ экологии

Ю.Ю. Сперанская

Геология с основами геоморфологии

Курс лекций для студентов

специальности 7.070801

«Экология и охрана окружающей среды»

У т в е р ж д е н о

Ученым советом университета

Севастополь

2010

55 (075.8)

С 717С

УДК 55. 551.4 (075.8)

Сперанская Ю.Ю.

С 717С Геология с основами геоморфологии: учеб. пособие. - Севастополь: СНУЯЭиП, 2010. - 104 с.:ил.

Лекции составлены в соответствии с действующей программой по курсу «Геология с основами геоморфологии» для студентов очного и заочного отделения Эколого-технологического факультета. Изложены современные представления об эндогенных и экзогенных геологических процессах, их рельефообразующей роли, строении Земли, технолитогенезе, рассмотрены основные понятия экологической геологии и современные методы борьбы с опасными геологическими процессами.

Теоретический материал, изложенный в курсе лекций, поможет в подготовке к экзамену по дисциплине.

Для более подробного ознакомления с учебным материалом предложен список литературы.

Рецензенты:Т.М. Чекмарева

Е.М. Филиппов

© Издание СНУЯЭиП, 2010

Оглавление

Введение	5
Лекция 1. Экологическая геология	8
1.1. Теоретические основы экологической геологии	8
1.2. Геологическая среда и экологические функции литосферы	10
1.3. Особенности миграции загрязняющих веществ в геологической среде при добыче полезных ископаемых	12
Лекция 2. Внутреннее строение Земли. Развитие литосферы	14
2.1. Существующие концепции развития литосферы	14
2.2. Внутреннее строение Земли	16
2.3. Строение земной коры. Изостазия	19
2.4. Внутренняя теплота и магнитные свойства Земли	20
Лекция 3. Геологическая хронология	23
3.1. Относительная геохронология и ее методы. Палеоэкология	23
3.2. Абсолютная геохронология и ее методы	27
3.3. Геохронологическая (стратиграфическая) шкала	28
Лекция 4. Магматизм и рельефообразование	31
4.1. Интрузивный и эффузивный магматизм	31
4.2. Вулканизм. Морфогенетические типы вулканов	33
4.3. Рельефообразующая роль эффузивного магматизма	37
Лекция 5. Основные структурные единицы земной коры. Рельеф	40
5.1. Происхождение и развитие рельефа	40
5.2. Складчатые и разрывные дислокации	41
5.3. Типы и формы рельефа. Гипсометрическая кривая	43
5.4. Морфографические и морфометрические характеристики рельефа	47
Лекция 6. Гипергенез (выветривание)	50
6.1. Виды гипергенеза	50
6.2. Кора выветривания	53
6.3. Климат, как фактор рельефообразования. Реликтовый рельеф	54
6.4. Свойства горных пород и выветривание	56

Лекция 7. Геологическая деятельность ветра	59
7.1. Эоловые процессы и формы рельефа	59
7.2. Аккумулятивные эоловые формы	60
7.3. Денудационные эоловые формы	62
Лекция 8. Геологическая деятельность поверхностных текучих вод	64
8.1. Геологическая работа постоянных водотоков	65
8.2. Профиль равновесия реки	66
8.3. Геологическая работа временных водотоков. Овражная эрозия	68
Лекция 9. Опасные геологические процессы городских агломераций	72
9.1. Опасные геологические процессы	72
9.2. Склоновые процессы	73
9.3. Абразия	75
9.4. Карстообразование, просадки грунта, эрозия почв	77
Лекция 10. Современные методы борьбы с опасными геологическими процессами	79
10.1. Методы борьбы с оползнями и обвалами	79
10.2. Создание берегоукрепительных сооружений - борьба с абразией	85
10.3. Предотвращение просадок грунта	87
10.4. Способы борьбы с плывунными песками	91
10.5. Прогноз землетрясений	91
Лекция 11. Техногенное воздействие на геологическую среду	93
11.1. Современные представления о геологической среде	93
11.2. Инженерная геоморфология	95
11.3. Техноморфологическое воздействие на рельеф земной поверхности	96
11.4. Технолитогенез	97
11.5. Оценка техногенного воздействия на геологическую среду городов	98
литература	102

В В Е Д Е Н И Е

В Украине и во всем мире все большее внимание стало уделяться вопросам экологии. Решение экологических проблем, которые часто приобретают глобальный характер, невозможно без изучения внешней оболочки Земли – литосферы, являющейся литогенной основой биосферы. В настоящее время литосфера все больше изменяется в процессе антропогенеза и переходит в техносферу.

Человечеством за исторический период перемещено от 2 до 4 триллионов кубических метров горных пород и руд. Ежегодно добывается около 10 млрд тонн руд. Рассеивается по полям 3 млрд тонн удобрений. Ежегодно сжигается до 7 млрд тонн условного топлива.

За всю историю человечества сожжено 90 млрд тонн условного топлива, причем более половины за последние 25 лет.

Несмотря на внедрение заменителей (пластмассы, керамики, волокна, композитов и т.п.), потребление металлов и индустриальных минералов и материалов активно растет. Так, в 13 веке использовались 18 химических элементов, в 18 веке – 29 элементов, 40 минералов и около 15 видов горных пород. В настоящее время из 110 химических элементов используется 104, а также 170 видов индустриальных минералов и около 80 видов горных пород.

Научная геология, поставившая целью выяснение закономерностей строения и развития нашей планеты, возникла в конце 18-го - начале 19-го века и с тех пор прошла большой и сложный путь. Геологические знания - это необходимое и важное звено научного мировоззрения. Но решение экологических проблем невозможно без изучения экологических свойств литосферы, поэтому в геологии сформировалось новое направление – экологическая геология, которая и изучает качество литосферы и ее экологические функции. С ее появлением начался новый этап в изучении литосферы науками геологического цикла.

Значение геологической науки для хозяйственной деятельности человека неуклонно возрастало по мере вовлечения в эту деятельность все новых и новых видов полезных ископаемых - от угля до урановой руды и редких элементов, - пока их спектр практически не охватил всю таблицу Менделеева. В двадцатом столетии к этой традиционной прикладной функции геологии добавилась новая, ведь без серьезного геологического обоснования стало невозможным проектирование и строительство крупных инженерных сооружений - гидроэлектростанций, атомных электростанций, каналов и т.п. Позднее определилась еще одна важная роль геологии - предупреждение о проявлении и учет возможных последствий природных катастрофических явлений - землетрясений, вулканических извержений, оползней и т.д.

В настоящее время повышается роль геологии в решении вопросов городской застройки, планирования развития городов, устойчивого развития урбанизированного сообщества. В связи с глобальной урбанизацией важное значение приобретает ряд проблем, к которым относятся:

- геологическое картирование территории и составление трехмерных моделей геологической среды для территории городов в целом и отдельных ее участков;

- изучение подземного пространства городов в целях его рационального использования;

- изучение минеральных ресурсов городской и прилегающей к ней территории, прежде всего ресурсов подземных вод и строительных материалов;

- геохимическое изучение территории городов и оценки ее загрязненности;

- оценка природных опасностей и разработка методов защиты людей и городской инфраструктуры от опасных геологических процессов.

Сейчас во многих странах важное место в планировании и развитии городов занимает освоение подземного пространства, но его успешное использование во многом зависит от степени изученности геологической среды. Уже есть примеры трехмерных геотехнических моделей геологического пространства, построенных на всю изученную глубину, на основании данных скважин, дистанционного зондирования Земли и геологических разрезов. Это позволяет создать модель геологического пространства с хорошо прогнозируемыми сейсмическими свойствами, что имеет первостепенное значение для обеспечения природной (сейсмической) безопасности городов.

Количество экологических проблем, связанных с состоянием и ресурсами геологической среды, постоянно растет. Поэтому в комплексе геологических работ все большее место занимают геоэкологические исследования и решение вопросов, связанных с оценкой устойчивости и рациональным использованием геологической среды.

Главная задача курса «Геология с основами геоморфологии» заключается в развитии у студентов профессиональных эколого-геологических навыков и знаний, необходимых для изучения и решения экологических проблем. Изучение эндогенных и экзогенных процессов как природного, так и антропогенного происхождения, позволяет правильно оценивать их экологическую значимость, что является очень важным для становления специалиста-эколога.