Рельеф в горизонтальной структуре.

Цикл Дэвиса.

1. Стадия юности. 2. Стадия зрелости. 3. Стадия старости (древности).

Относительный морфологический возраст понятие более широкое, чем стадии, и позволяет определять последовательность этих стадий. Относительный геологический возраст – возраст в отрезках геохронологической шкалы.

Методы определения геологического возраста: сингенетических отложений (Q, Y и тд), фациальных переходов (глины Q2, аллювий Q2), коррелярных форм (овраги и их конусы выноса одного возраста), возрастных рубежей (Q1, Q2 и тд.).

Методы определения абсолютного морфологического возраста: радиоизотопный до 4 млрд. лет (калий-аргоновый, урановый, радиоуглеродный до 40 тыс. лет), историко-археологический (книги, летописи, находки в памятниках) – записи о разливах Нила с 620 года и есть сведения о катастрофах, дендрохронологический и лихенометрический (по деревьям и скорости нарастания лишайников).

Возраст гор: каледонский, герцинский, киммерийский, альпийский.

Возраст равнин: докембрийский, эпикаледонский, эпигерцинский (Скифская).

Рельеф и геологические структуры.

Типы структур: горизонтальная (равнины, плато, плоскогорья и предгорья), моноклинальная, складчатая и разрывная.

Выделяют пластовые бронированные и небронированные равнины, структурные плато. Породы залегают согласно.

Породы: светлые и темные, мономинеральные и полиминеральные, равномернозернистые и неравномернозернистые, растворимые и нерастворимые, водопроницаемые и водоупорные, просадочные и непросадочные.

Рельеф в горизонтальной структуре.

Пластовые равнины

Структурные плато

Структурные плоскогорья – участки горного рельефа с плоскими (волнистыми) водораздельными пространствами, глубоко расчлененные долинами и котловинами.

Денудационная равнина – с останцовыми горами.

Чем более денудирована поверхность, тем больше возникает аструктурных форм и меньше структурных.

Рельеф в моноклинальной структуре.

Структурный и аструктурный.

В зависимости от количества бронирующих пластов формируется столько же куэстовых гряд. Формирование куэстового рельефа происходит в результате расчленения. Девис выделил такие речные долины: консекрентная (согласная), субсекрентная, ресекрентная, абсекрентная.

Классификация климата по рельефообразующим свойствам (Пент): нивальный (снежный), гумидный, аридный, субарктический и резкоконтинентальный.

Специфика ( Дэвис ):

Нивальный. Снег, лед, мерзлота, морозное выветривание, экзорация (цирки, марены, лавинные лотки и конуса выносов).

Субарктический и резкоконтинентальный. Долгая суровая зима, перепады температур, мало осадков, вечная мерзлота. Преобладает физическое выветривание (бугры пучения, термокарст, курумы, останцовые горы морозного выветривания).

Гумидный. Обильное увлажнение, преобладает химическое выветривание (речные долины, балки, овраги).

Аридный. Очень мало осадков. Пустыни. Физическое (эоловое) выветривание.

Экзогенному рельефу свойственна широтная зональность и высотная поясность. Эндогенные формы азональны.

Из-за непостоянства климата есть реликтовый рельеф. По нему судят о прошлом рельефе и климате.

Рельеф как ФР.

Наследованный – повторяет предыдущий и в том же направлении.

Перестроенный – несогласный с предыдущим (современные РП).

Человек как ФР.

Древнее: курганы, пирамиды, каналы.

Середина 18 века: водохранилища, осушение рек, терриконы, каналы и тп.

Человек в год перемещает г. п. столько же сколько и реки – 1 млрд. т.

Человек: уничтожает природные формы, создает новые, активизирует или замедляет. Даже прекращает прир. процессы, вызывает действие новых процессов (обвалы).

Пенепленизация (сверху).

Пенеплен – обширная волнистая равнина, возникшая в результате длительной денудации горного или возвышенного массива. Механизм: выполаживание склонов, снижение водоразделов, заполнение впадин. 3 признака: поверхность резко несогласна с геол.структурами, воссозданный рельеф будет горным, денудационная равнина с абсолютной высотой на уровне моря. Девис в Аппалачах.

Педипленизация (сбоку).

Разработал Пент. Кинг изучал в горах С Америки.

Педиплен - обширная слабонаклонная денудационная равнина, образующаяся на месте ранее существовавшего горного или холмистого рельефа путём параллельного отступания склонов от оси долин и соединения отдельных выровненных участков.

Когда водоразделы соединяются, начинается снижение.

Понятие о поверхностях выравнивания.

К таким поверхностям относят пенеплены, педиплены, педименты, эрозионно-аккумулятивные равнины, карстовые и экзорационные равнины. Они бывают базисные и надбазисные.

В условиях длительного тектонического спокойствия!

Эндогенные процессы.

Вертикальные и горизонтальные. Пликативные и дизъюнктивные.

Складки. 2 фактора: литология (противоден. устойчивость), возраст складки.

Возраст складок: молодые (живые) и древние (мертвые).

Молодые складки отображаются в рельефе прямо. Древние не отображаются, если сложены однородными породами; отображаются, если неоднородными.

Разрывы – это нарушение сплошности пород с перемещением блоков.

Неамплитудные и амплитудные (вертикальные и горизонтальные). Глубокие (до 700 км) и неглубокие (несколько м). Протяжение несколько десятков км.

Возраст: молодые и древние. Молодые отображены прямо. Древние не выражены.

Разломы выражены в рельефе в виде линеаментов.

Рельефообразующая роль вертикальных движений.

4 стадии: прогибание з к; накопление осадков, внедрение магмы, развитие вулканизма и метаморфизма, возникновение островных дуг; инверсия геосинклинали и на её месте горы; затухание поднятий, денудация и молодые платформы.

Теория дрейфа плит Вегенера.

20 годы. Плиты дрейфуют по астеносфере. Наиболее активны граничные участки: конструктивные (зоны рифта) и деструктивные (окраины материков) границы.

Деструктивные 3 типов: 1 – раздвижения земной коры (желоба и дуги), 2 – столкновения ок и м плит (желоба и горные цепи), 3 – конт и конт (горные страны).

Вертикальные движения:

Эпейрогенические – малоамплитудные поднятия и опускания, измеряемые долями мм в год. Свойственны платформам. В результате медленных опусканий происходят трансгрессии. В результате поднятий – регрессии.

Орогенические – высокоамплитудные (мм/год – см/год). Участвуют в формировании современных синклиналей, рифтовых зон, молодых гор и их рельефа.

Типы тектонических движений:

Древние – в донеогеновый этап.

Новейшие – в неоген-четвертичное время. Основные черты современного рельефа. Плато и равнины – слабые движения, горы – сильные. Возрождение гор. Неотектонические движения.

Современные – 19-20 век. Деформации береговых зон. Герасимов предложил геоморфологическоевремя – время формирования современного рельефа.

Магматизм.

В рифтовых зонах, молодых гор, современных геосинклиналей. Интрузии: не вышедшие (холмы-криптолакколиты), вышедшие (останцовые горы и холмы). Интрузии: согласные (лакколиты, силлы), несогласные (батолиты, штоки, некки, дайки).

Вулканизм.

Вулканы: площадные (Декан), трещинные (Исландия), центрального типа.

Одноразовые вулканы – маары. С ними связаны алмазы. Если лава основная жидкая, то трещинные или щитовые вулканы (Мауна-Лока 9000), вулканические пещеры. Если лава среднего состава – через жерло (взрывы) – пепел, песок, лапилли, бомбы; туфф с потоками лавы. Это стратовулканы. Кальдера – вследствие обрушения центральной части вулкана. Если лава вязкая кислая, то жерло закупоривается и взрывается (Кракатау).

Землетрясения.

Это импульсные, очень быстрые движения, охватывающее обширные территории. Происходят при разгрузке напряжений в зонах разломов.

Механизм: накопление напряжений в з к, они превышают предел прочности пород, разрыв или смещение крыльев тектонического разлома, лавинное выделение энергии и образование упругих сейсмоволн.

Продольные волны – чередование зон сжатия и растяжения (ундаприма) – трещины.

Поперечные – скорость меньше (ундоминута), приходит второй.

На рельеф влияют только интенсивностью более 6 баллов. Шкала магнитуд 9 Рихтера, 12 шкала интенсивности МСК (международного сейсмического комитета). Более 8, 7 магнитуд не известны землетрясения.

Выделяют: очаг (гипоцентр), эпицентр, плейсто-сейстовая зона.

Магнитуда – логарифм натуральный смещения частицы грунта * на логарифм расстояния до гипоцентра.

3 зоны: тихоокеанское кольцо, ср.-ок. хребты, Альпийско-Гималайский пояс.

Сейсмогеоморфология (следы земл.в рельефе с целью прогнозирования). В Крыму: Севастополь – очаг, Ялта и Алушта – очаг, Судак-Феодосия – очаг, Керчь – очаг.

Сейсмодеформации: региональные (сотни тыс. км2), зональные, локальные.

3 класса сейсмодеформаций (Солоненко):

1. Сейсмотектонические деформации. Уступы. Более 8 баллов МСК. Взбросы, сбросы, провалы. 2. Гравитационно-сейсмотектонические деформации. Зоны разломов, вскрытых «мертвых» разломов. Взбросы, грабены. 3?

Выветривание + денудация = формы рельефа.

Несмещенные продукты выветривания – элювий.

Типы коры выветривания:

1. Обломочная. Обломки химически не измененной материнской породы. Свойственна холодному климату полярных широт и высокогорий.

2. Гидрослюдистая. Слабое химическое изменение коренных пород, основной глинистый минерал – гидрослюда. Характерна для лесов умеренных широт.

3. Монтмориллонитовая. Интенсивная химическая переработка. Монтмориллонит.

4. Коалиновая. Каолин. Еще более глубокая переработка.

5. Красноземная. Окислы металлов. 6. Латеритная. Кремнеземы. (5 и 6 в жарком климате).

Иногда в жарком климате не разрыхление а цементация пород. Мощность кор от 10 см до 100 и более м в тропиках.

Слои: мат. порода, разборная скала, глыбовый слой, среднеобломочный, песчано-глинистый.

Склоны.

Прямые, выгнутые, вогнутые, ступенчатые.

По крутизне: обрывы (60-90^о), очень крутые (60-40^о), крутые (40-20^о), средней крутизны (20-10^о), пологие (10-5^о), очень пологие (2-5^о). По длине: длинные (более 500 м), средней длины (до 50 м), короткие (менее 50 м).

Генетическая классификация склонов.

I. По склонообразующему процессу: тектонические, вулканические, грязевулканические, экзогенные (озерные, речные и тд.). II. По склоновому процессу: собственно гравитационные (обвальные, осыпные, лавинные), блокового движения (оползневые, отседания), делювиальные (массивное смещение чехла обломочного материала).

Денудационные и аккумулятивные. Структурные и аструктурные.

Обвал – процесс отрыва от основной массы пород крупных глыб и смещение их вниз. С потерей связи со склоном!

Факторы развития оползней: крутизна более 15^о, обводненность повышенная, наличие ослабленных пластов.

Деляпсий – бесструктурная масса сползших отложений.

Оползни: обычные (детрузивные) блоковые, оползни-сплывы (мелкие деформации на склонах средней крутизны). Противооползневые меры: отвод воды, подпорные стенки, разгрузка тела и нагрузка языка.

Склоны массового смещения:

1. Солифлюкционные. В зоне вечной мерзлоты. На склонах 2-35^о. Медленная солифлюкция (вязкотекущая). Быстрая солифлюкция (жидкая). Микротеррасы, сплывины, языки и шлейфы. 3-10 м/год. В высоких широтах главный поставщик материала в реки. Возникают курумные склоны – скопления на водораздельных поверхностях глыб.

2. Делювиальные. В результате плоскостного стока дождевых и талых вод. Образуется делювий – мелкий материал внизу, безрусловые ложбины – делли, делювиальные террасы.

3. Склоны крипа. В результате изменения объема материала – выталкивается. Набухание и высыхание, нагревание и охлаждение.

Флювиальные процессы.

Общие закономерности: расход воды F=mv²/2 (количество воды через створ в единицу времени), увеличивается масса воды – увеличивается скорость и эрозионная способность; шероховатость русла k_шер, поперечное сечение русла (отношение живого сечения к смоченному периметру.)

Карст – процесс растворения растворимых пород с образованием поверхностных и подземных карстовых форм. Карст – это и процесс и формы. В Украине 60% территории, в Крыму 80%.

Условия развития: наличие податливых пород (типы карста: карбонатный (известняк, мел), гипсоангидритовый, солевой); трещинноватость или поровая проницаемость; движущиеся воды, агрессивность вод. CaCO₃+H₂O+CO₂=2HCO₃^-+Ca⁺; 2CaSO₄+2H₂O=2H₂SO₄^2-+Ca⁺

Строение карста: зона пов. цирк. карстовых вод (ЗПЦКВ), зона вертикальной нисходящей циркуляции (ЗВНЦ), под ней зона переменной циркуляции (ЗПЦ), ниже зона горизонтальной циркуляции (ЗГЦ), ниже водозная зона ненапорной циркуляции (ВЗНЦ), Р – подъем вод на уровень временного источника (до 300 м), зона полного насыщения (ЗПН), зона напорных вод (фреотическая) (ЗНВ).

Источники, образованные напорными восходящими водами – ваклюзы.

Поверхностные карстовые формы:

1) Микроформы: карры (шратты) – глубокие борозды, разделенные карровыми гребнями. Карровые поля; воронки – коррозионные (только растворение), коррозионно-гравитационные (с обломками на дне), коррозионно-суффозионные с просадками (вынос суфф. отложений в полости).

2) Карстовые котловины. Сотни метров в длину и десятки в глубину. Кор, кор-грав, кор-суф, кор-эроз (карстовые осушенные долины с котловинами); полья – крупные карстовые котловины, в днище которых обнажаются некарстующиеся породы.

3) Карстовые долины – речные долины, утратившие речной сток и разбитые на ряд изолированных карстовых котловин. Почти на всех яйлах.

4) Карстовые рвы, заложенные у кромок обрывов. Поноры – входы в карстовые полости, в них поглощаются поверхностные воды.

Подземные карстовые формы (по действующему и моделирующему процессу):

1) Коррозионно-гравитационные полости – имеют трещинную морфометрию и глубину до 100 м. Моделируются коррозионными процессами.

2) Коррозионно-тектонические полости дальше от обрыва вглубь массива.

3) Нивально-коррозионые. В Крыму более 30 полостей с нетающим льдом.

4) Коррозионно-эрозионные полости.

Ледники.

Морена – аккум. образование из гляциальных отложений, сложенных материалом ледниковой экзорации. 2 типа: отложенная и перемещенная. Поверхностная (боковая, срединная), внутренняя (в трещинах), конечная (в области абляции) – стадиальные морены, основная (все морены, наловившиеся друг на друга.)

Альпипланация – высокогорное нивально-гляциальное выравнивание рельефа. Образует нагорные террасы. Карлинки (Альпы).

Рельеф.

1. Волново-грядовый. Холмистые экзорационные равнины, бараньи лбы, серьговый рельеф, шхеритные? берега.

2. Конечно-моренный. Гряды, экзотические валуны и скалы (несовп. пород), друмлины (асимметричные вытянутые в направлении движения ледника холмы яйцеподобной формы, сложенные ледниковыми отложениями, а в центре – коренные породы), оззы (крутостенные валы), кары (куполовидной формы – от озер).

3. Зандровые долины. Флювиогляциальный материал талых ледниковых вод.

Эоловые процессы.

В аридных областях.

Дефляция – процесс выдувания или развевания рыхлого грунта, корразия – процесс шлифовки, обтачивания, высверливания или разрушения твердых пород обломочным материалом.

Рельеф.

Коррозионные ниши, каменные грибы, каменные столбы – с слабоцементированных породах. Дефляционные котловины – округлые овальные отрицательные формы рельефа, десятки-сотни м в поперечнике, вытянутые в направлении ветра. Дефляционные борозды – ярданги.

Развиваются солончаки под действием ветра (испарение).

Ячеистые пески – чередование котловин и перегородок. Лунковые пески (фульджи в Аравии) – формы частичной аккумуляции в виде полумесяца.

Общие закономерности: емкость ветрового потока (скока может), мощность (скока несет), насыщенность (отношение мощности к емкости).

Аккумулятивные формы: холмик-коса (при полупроницаемом препятствии), становится эмбриональной дюной (бугром навевания). Песчаные гряды (грядовые пески), барханы (полумесяцем, подветренный склон крутой, наветренный положе), знаки ряби (низкие валики из песка длиной десятки м), кучевые пески (кучугуры).

Зависит от режима ветров, мощности, закрепленности растительностью, климата.

Денудационные формы: каменистые и глиняные пустыни; в глиняных пустынях распространены такыры (мелкие замкнутые понижения, заполненные растрескавшейся глиной); бедленды, сухие долины рек и конусы выноса, много солончаков, томмоки (холмики из глинистой пыли), бэровские бугры (грядовые формы), останцовые горы и ден. равнины, столово-останцовые возвышенности (турткули) и их склоны (чинки).

Береговые процессы.

Пляж – скопление наносов в зоне прибоя. Пляжи: полного профиля (широкие и высокие), неполного профиля (прислоненный). Подводные валы – параллельные берегу гряды. Береговые бары и барьеры (отделяют лагуну). Аккумулятивные террасы в верховьях заливов, косы.

Абразия (механическая, химическая, термическая – мерзлые берега). Клифы. Коралловые рифы. Морские террасы.

Часть 1. Теоретическая часть.

Возраст рельефа

Важной задачей геоморфологии наряду с изучением морфографии, морфометрии и генезиса является выяснение возраста рельефа. Как известно, в геологии возраст пород представляет одну из важнейших геологических характеристик, и, по существу, он составляет основное содержание общих геологических карт.

Геологический возраст пород определяется с помощью хорошо разработанных стратиграфического, палеонтологического и

петрографического методов, которые в последнее время все чаще

подкрепляются методами абсолютной геохронологии. В геоморфологии определение возраста — задача более сложная, так как геологические методы применимы лишь для аккумулятивных форм рельефа и не могут быть непосредственно использованы для определения возраста выработанного (денудационного) рельефа.

В геоморфологии, как и в геологии, обычно используют понятия " относительный" и " абсолютный" возраст рельефа.

Относительный возраст рельефа. Это понятие в геоморфологии имеет несколько аспектов.

1. Развитие рельефа какой-либо территории или какой-либо отдельно взятой формы, как показал В. Девис, является стадийным процессом. Поэтому под относительным возрастом рельефа можно понимать определение стадии его развития. В качестве примера можно проследить развитие рельефа морских берегов или речных долин. Из истории четвертичного периода известно,

что во время последнего оледенения (примерно 20 тыс. лет назад) уровень океанов и морей был ниже современного примерно на 100 м. По мере таяния материковых ледниковых покровов уровень Мирового океана постепенно повышался D000—5000 лет назад он достиг отметки, близкой к современной). Воды океанов и морей затопили бывшие понижения прибрежной суши.

Возникли исходные береговые линии, характеризующиеся сильной изрезанностью. Образование таких берегов, называемых ингрес-

сионными, можно рассматривать как начальную стадию развития

современного берега. В дальнейшем абразионные процессы способствовали образованию уступов у окончания мысов в результате разрушительной работы волн. Одновременно в вершинах заливов возникали первые береговые аккумулятивные формы. Это стадия юности развития берега. Позднее мысы были срезаны, а бухты (заливы) полностью отчленены от моря аккумулятивными образованиями. Берег стал выровненным. Выравнивание береговой линии завершает стадию зрелости берега. Дальнейшее развитие ведет к затуханию абразионных процессов. Сокращение поступления обломочного материала может привести к частичному размыву аккумулятивных форм, образовавшихся ранее в устьях бухт. Это стадия дряхлости, или старости, в развитии берега.

Другой пример — формирование речной долины на поверхности, недавно освободившейся из-под ледникового покрова.

Сначала река имеет невыработанную, слабо врезанную долину. В процессе развития русло реки постепенно врезается в подстилающие породы, но в его продольном профиле еще остаются многочисленные неровности. Это стадия юности речной долины.

Последующее врезание ведет к выработке вогнутого продольного профиля, углубление долины сменяется ее расширением за счет размыва берегов, начинается формирование поймы. Речная долина вступает в стадию зрелости. В дальнейшем боковая эрозия приводит к расширению поймы, река свободно блуждает в ее пределах, течение ее становится земедленным, а русло чрезвычайно извилистым или дробится на рукава. Наступает стадия

старости в развитии речной долины. Следовательно, один из аспектов определения относительного возраста рельефа — это определение стадии его развития по комплексу характерных морфологических и динамических признаков.

2. Понятие относительный возраст рельефа применяется также при изучении взаимоотношений одних форм с другими. В общем случае любая форма является более древней по отношению к тем, которые осложняют ее поверхность и сформировались в более позднее время. Так, в пределах Прикаспийской низменности широким распространением пользуется позднечетвертичная (хвалынская) морская равнина, которая после регрессии хвалынского моря в одних местах подверглась эрозионному расчленению, в

других — ее поверхность оказалась переработанной эоловыми процессами, сформировавшими разнообразные типы эолового рельефа. Следовательно, эрозионные и эоловые формы рельефа являются вторичными (более молодыми) по отношению к первичной (в данном случае хвалынской) морской равнине.

3. Определение геологического возраста рельефа означает установление того отрезка времени, когда рельеф приобрел черты, в основном аналогичные его современному облику. В этом, по существу, состоит главное в определении понятия возраст рельефа.

Если речь идет об аккумулятивных формах рельефа, то вопрос сводится к определению обычными геологическими методами возраста слагающих эту форму отложений. Так, речные террасы, сложенные среднечетвертичными отложениями, относятся к среднечетвертичному возрасту; древние дюны, сложенные эоловыми плиоценовыми отложениями, — к плиоценовому возрасту и т.д.

Сложнее определяется возраст выработанных форм рельефа.

К.К. Марков рекомендует следующие способы.

Корреляция — взаимная связь, соотношение предметов или понятий. Метод

корреляции основан на выяснении соотношения денудационных и

аккумулятивных форм рельефа.

. Определение возраста по коррелятным отложениям^. При образовании какой-либо выработанной формы рельефа, например оврага, в его устье накапливаются продукты разрушения пород, в которые врезается данный овраг, в виде аккумулятивной формы рельефа — конуса выноса. Определение геологическими методами возраста осадков, слагающих этот конус, дает ключ и к определению возраста выработанной формы, в данном случае — оврага.

2. Метод возрастных рубежей. Его суть заключается в определении возраста отложений, фиксирующих нижний и верхний рубежи образования данной выработанной формы рельефа. Например, долина реки врезана в поверхность, сложенную морскими отложениями неогенового возраста. На дне долины под современным аллювием залегают ледниковые осадки раннечетвертичного возраста. Следовательно, рассматриваемая долина

сформировалась на границе неогена и раннечетвертичного времени: она врезана в неогеновые отложения, т.е. моложе их, и выполнена нижнечетвертичными ледниковыми образованиями, т.е. старше их.

3. Определение времени " фиксации" денудационного рельефа. В ряде случаев денудационные поверхности бывают перекрыты (фиксированы) корой выветривания. Определение палеонтологическими, палеоботаническими или другими методами возраста коры выветривания дает тем самым ответ на вопрос о возрасте денудационной поверхности.

4. Метод фациальных переходов. Этот метод может быть

применен при решении задачи о возрасте тех аккумулятивных форм, которые сложены осадками, не содержащими палеонтологических остатков. Прослеживая в пространстве данную пачку отложений до фациальной смены ее отложениями, содержащими палеонтологические остатки, устанавливают одновозрастность обеих пачек осадков и, следовательно, одновозрастность образуемых ими форм рельефа. Так, можно установить возраст речной террасы, если удается проследить переход слагающих ее немых аллювиальных отложений в прибрежно-морские отложения, возраст которых определяется палеонтологическим методом.

Абсолютный возраст рельефа. В последние десятилетия благодаря развитию радиоизотопных методов исследования широко применяется определение возраста отложений и форм рельефа в абсолютных единицах, т.е. в годах. Для этого необходимо знать период полураспада того или иного радиоизотопа; затем определяют соотношение его количества в отложениях с производным.

Это достаточно надежный способ определения абсолютного возраста. В настоящее время широко используются для определения абсолютного возраста такие методы, как радиоуглеродный, калийаргоновый, фторовый, метод неравновесного урана, термолюминесцентный и др. Каждый из них имеет свои пределы применимости. Абсолютный возраст древних отложений и форм рельефа можно также определить с помощью палеомагнитного метода.

Установление морфографических и морфометрических характеристик рельефа, его генезиса, возраста и истории развития и современной динамики — основные задачи геоморфологического исследования. Методы решения этих задач, разумеется, не исчерпываются рассмотренными в этом разделе. В дальнейшем изложении материала будут проанализированы конкретные методы и приемы изучения рельефа.

12, 13. Выветривание…

Каждый рельефообразующий процесс — это прежде всего процесс динамики вещества, слагающего литосферу Земли. В отличие от эндогенных агентов, способных перемещать целые блоки земной коры, экзогенные агенты чаще осуществляют этот процесс при непременном условии дезинтеграции или химического изменения горных пород(Дезинтеграция горных пород — распадение их на обломки разных размеров без изменения состава). Совокупность процессов разрушения и химического изменения горных пород в условиях земной поверхности или вблизи нее под воздействием атмосферы, воды и организмов называется выветриванием( Чтобы не путать термин " выветривание" с деятельностью ветра, А.А.Ферсман предложил процесс преобразования горных пород и минералов на или вблизи поверхности Земли называть " гипергенезом" (отгрен, hyper — над, поверх и genesis — рождение, образование)). По существу, выветривание является начальным этапом любого экзогенного процесса.

В зависимости от факторов, воздействующих на горные породы, и результатов воздействия процессы выветривания подразделяются на два типа — физическое и химическое выветривание. Оба типа выветривания тесно связаны друг с другом, действуют совместно, и только интенсивность проявления каждого из них, определяемая рядом факторов (климатом, составом пород, рельефом и др.), в разных местах неодинакова.

Иногда выделяют еще один тип выветривания — органогенное, связанное с воздействием на горные породы растительных и животных организмов. Однако выделять органогенное выветривание в самостоятельный тип, по-видимому, нет необходимости, так как воздействие организмов на горные породы всегда можно свести к процессам физического или химического выветривания.

Физическое выветривание. Физическим выветриванием называется дезинтеграция горной породы, не сопровождающаяся химическими

изменениями ее состава. В зависимости от главного действующего фактора и характера разрушения горных пород физическое выветривание делят на температурное и механическое. Температурное выветривание происходит без участия внешнего механического воздействия и вызывается изменением температуры. Интенсивность температурного выветривания зависит от состава породы, ее строения (текстуры и структуры), а также от окраски, трещиноватое™ и других факторов. Большое значение при температурном выветривании имеют амплитуда и особенно скорость изменения температуры. Поэтому при выветривании ее суточные колебания играют большую роль, чем сезонные. Температурное выветривание наблюдается во всех климатических зонах, но наиболее интенсивно оно протекает в областях,

характеризующихся резкими контрастами температур, сухостью воздуха, отсутствием или слабым развитием растительного покрова. Такими областями, прежде всего, являются тропические и внетропические пустыни. Интенсивно температурное выветривание протекает также на крутых склонах высоких гор, особенно на склонах южной экспозиции.

Механическое выветривание происходит под воздействием таких факторов, как замерзание воды в трещинах и порах горных пород, кристаллизация солей при испарении воды, т.е. оно тесно связано с температурным выветриванием. Особенно сильный и быстрый механический разрушитель горных пород — вода. При ее замерзании в трещинах и порах горных пород

возникает огромное давление, в результате которого порода распадается на обломки. Это явление часто называют морозным выветриванием.

Предпосылками морозного выветривания служат трещиноватость горных пород, наличие воды и соответствующие температурные условия. Следует отметить, что интенсивность морозного выветривания определяется не амплитудой, а частотой колебания температуры около точки замерзания воды, т.е. около 0°С. Вследствие этого наиболее интенсивно морозное выветривание протекает в полярных странах, а также в горных районах, преимущественно выше снеговой границы.

Раздробляющее действие кристаллизующихся солей ярче проявляется в условиях жаркого, сухого климата, где днем при сильном нагревании солнцем влага, находящаяся в капиллярных трещинах, подтягивается к поверхности и соли, содержащиеся в ней, кристаллизуются. Под давлением растущих кристаллов трещины расширяются. В конечном счете это приводит к нарушению монолитности горных пород, к их разрушению. Разрушению горных пород способствуют намокание и высыхание (этот фактор особенно важен для глин, суглинков, мергелей), а также физическое воздействие

организмов (корней растений, землероев, камнеточцев).

В результате физического выветривания компактные породы распадаются на остроугольные обломки различной формы и разных размеров, т. е. образуется материал, из которого формируются осадочные обломочные породы — глыбы, щебень, дресва, песок. По мере дробления горных пород интенсивность физического выветривания ослабевает, и создаются все более благоприятные условия для химического выветривания.

Химическое выветривание. Химическое выветривание — результат взаимодействия горных пород внешней части литосферы с химически активными элементами атмосферы, гидросферы и биосферы. Наибольшей химической активностью обладают, как известно, кислород, углекислый газ, вода и органические кислоты. С воздействием этих веществ на горные породы и связано в основном химическое выветривание, сущность которого заключается в коренном изменении минералов и горных пород и образовании новых минералов и пород, отличающихся от первоначальных.

Изменение исходных минералов и горных пород, их разрушение и разрыхление (наблюдаемое, правда, не всегда) происходят в результате:

• растворения (связанного с водой, в которой всегда есть

большая группа ионов, в том числе " агрессивного" иона Н+),

• окисления (взаимодействия с кислородом): FeS2 [пирит] +

n02 + mH20 -> Fe203 • n2H20 [лимонит],

• гидратации (процесс присоединения воды к минералам):

CaS04 [ангидрит] + 2Н20 -> CaS04 • 2H20 [гипс],

• гидролиза (сложный процесс, особенно затрагивающий

минералы из группы силикатов): K[AlSi308] [ортоклаз] + nC02 +

+ mH20 -► Al4(OH)8[Si4O10] [каолинит] + Si02 • nH20 [опал] +

К2С03 [поташ] -» составная часть боксита А1203 • пН20 +

растворимые соли карбонатов; при выветривании железо-

магнезиальных силикатов образуется еще и лимонит —

Fe203 • nH20.

Как видно из вышесказанного, в результате химического выветривания минералы, образовавшиеся внутри Земли в условиях недостатка воды и кислорода (сульфиды, оксиды, силикаты), попадая в область гипергенеза, превращаются в сульфаты, карбонаты, гидрооксиды, т.е. в минералы, устойчивые в этих новых условиях.

Химическое выветривание наблюдается повсеместно. Однаконаиболее интенсивно оно протекает в областях с влажным климатом и хорошо развитым растительным покровом.

Интенсивность процесса резко возрастает с повышением температуры, так как при этом усиливается диссоциация воды на ионы Н+ и ОН".

Поэтому химическое выветривание достигает максимальной интенсивности в зоне влажных тропических лесов, где кроме высокой температуры этому процессу способствуют еще органические кислоты, образующиеся при разложении богатого растительного опада.

Химическое выветривание резко замедляется в полярных областях, где среднегодовая температура ниже 0°С. Оно ослаблено в аридных тропических и субтропических областях из-за малого количества осадков.

Выветривание (физическое и химическое) ведет к образованию своеобразного генетического типа отложений — элювия (от лат. eluo — вымываю). Формируется элювий на горизонтальных поверхностях или на пологих склонах, где слабо протекают процессы денудации.

Коры выветривания. Сохранившуюся от древних эпох совокупность остаточных (несмещенных) продуктов выветривания (элювия) называют корой выветривания. Существует несколько классификаций кор выветривания. Большинство авторов выделяют следующие

типы кор: 1) обломочная, состоящая из химически неизмененных

или слабо измененных обломков исходной породы; 2)гидрослюдистая кора, характеризующаяся слабыми химическими изменениями коренной породы, но уже содержащая глинистые минералы — гидрослюды, образующиеся за счет изменения полевых шпатов и слюд; 3) монтмориллонитовая кора, отличающаяся глубокими химическими изменениями первичных минералов; главный глинистый минерал в ней монтмориллонит; 4) каолинитовая кора; 5)

красноземная, 6) латеритная. Последние два типа коры представляют собой результат длительного и интенсивного выветривания с полным изменением первичного состава исходных пород.

Каждый из выделенных типов кор выветривания формируется в определенной природной обстановке, т.е. имеет зональный характер. Обломочные коры преобладают в полярных и высокогорных областях, а также в каменистых пустынях низких широт.

Гидрослюдистые коры характерны для холодных и умеренных областей с вечной мерзлотой. Монтмориллонитовая кора образуется в степных и полупустынных областях, каолинитовая и красноземная наиболее характерны для субтропиков и, наконец, латеритная кора формируется при наиболее активном химическом выветривании в условиях жаркого и влажного экваториального климата. Это " свойство" кор выветривания широко используется при палеогеографических реконструкциях. Характер кор выветривания зависит также от состава горных пород, на которых они

образуются, от возраста кор выветривания и стадии их развития.

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒