Контрольная работа по дисциплине «инженерная геология»

Выполнила студентка группы ТЗУ-41

Харьковский государственный технический университет строительства и архитектуры

Харьков-2007

Охарактеризовать отложения, образовавшиеся в результате различных физико-геологических процессов. Объяснить сущность этих процессов и указать строительные особенности отложений. Морские отложения.

Морские отложения, донные осадки современных и древних морей Земли. Преобладают над континентальными отложениями, слагая более 75% общего объёма осадочной оболочки материковой земной коры. Формирование морских отложений началось с появлением первых морей в архее или в ещё более отдалённом геологическом прошлом, около 3,5—4 млрд. лет назад, и происходило в течение всей геологической истории. Ископаемые морские отложения превращены процессами диагенеза в осадочные горные породы. К морским отложениям относятся большинство известняков, доломитов, мергелей и кремнистых пород, значительная часть глин и аргиллитов, алевролитов, песчаников, конгломератов, а из полезных ископаемых — многие железные и марганцевые руды, большинство фосфоритов, горючие сланцы и др.. Многие метаморфические горные породы (гнейсы, сланцы, мраморы) первоначально накапливались как морские отложения.

Из поступающего на дно водоёма осадочного материала разного происхождения образуются основные типы морских отложений — терригенные, биогенные, хемогенные и вулканогенные, а также различные их сочетания.

В зависимости от глубины, удалённости берега, форм рельефа дна, течений, условий обитания осадкообразующих организмов и др. факторов в пределах отдельных морских бассейнов существуют одновременно разнообразные обстановки осадкообразования, в которых развиваются разные фации морские отложения. Так, в прибрежной наиболее мелководной зоне под воздействием волнения накапливаются терригенные пески, галечники, ракушечники, а в участках затишья и близ устьев рек — глины, алевриты. На подводных поднятиях и на открытых шельфах часты ракушечные и детритовые биогенные известковые осадки, пески; во впадинах эпиконтинентальных морей преобладают глины, алевриты, иногда богатые органическим веществом; встречаются мергелистые, известковые, кремнистые илы. Особый тип мелководных морских отложений представляют рифовые тела известняков или доломитов, часто залегающие среди глубоководных морских отложений. К мелководным морским отложениям относятся некоторые осадочные железные (оолитовые) и марганцевые руды, бокситы, фосфориты.

Глубоководные морские отложения, накапливающиеся главным образом в котловинах глубоких морей, преимущественно тонкозернистые (глины, алевриты, известковые и кремнистые илы), но встречаются и пески, отложенные придонными течениями. На склонах образуются подводно-оползневые отложения. В центральных частях обширных глубоких морей, куда поступает мало терригенного материала, морские отложения приобретают пелагический облик, приближаются к океаническим осадкам (пелагические диатомиты, известняки). На дне и у подножий склонов замкнутых котловин образуются морские отложения, обогащенные органическим веществом.

Ископаемые Морские отложения распознаются по содержащимся в них остаткам или следам жизнедеятельности морских организмов, которые, однако, могут отсутствовать (особенно в глубоководных морских отложениях). Признаками морских отложений служат некоторые аутигенные минералы (глауконит), структурные и текстурные особенности пород.

Массы морских отложений, их состав и распределение на поверхности Земли зависят в первую очередь от тектонического режима и климатических условий. Тектонические движения предопределяют образование морских бассейнов, их конфигурацию, основные черты рельефа дна и прилегающих берегов, обусловливают трансгрессии и регрессии моря, влияют на интенсивность осадконакопления и на мощности накапливающихся толщ морских отложений .Характер морских отложений в тектонических подвижных геосинклинальных областях и на относительно стабильных платформах существенно различен. Для первых характерны большие мощности, формирование на начальных и заключительных стадиях тектонических циклов глубоководных морских отложений: кремнистых и глинистых пород, туфов и туффитов, мергелей, пелитоморфных пелагических известняков, а также полимиктовых и граувакковых обломочных отложений — конгломератов, песчаников, алевролитов, ритмично-слоистого флиша, подводно-оползневых отложений, рифовых известняков. Платформенные морские отложения — мелководные органогенные известняки и доломиты, тонкозернистые терригенные породы (глины, мергели, мелкозернистые песчаники — кварцевые, нередко глауконитовые) накопились преимущественно в эпиконтинентальных морях и отличаются небольшими мощностями.

Состав морских отложений закономерно связан с климатической зональностью Земли. Как показывает изучение современных морей, в основных климатических зонах морское осадкообразование протекает по-разному (см. Литогенез). В морях гумидных зон, в условиях интенсивного выноса реками продуктов выветривания пород суши, как в умеренном, так и в тропическом поясах господствуют терригенные отложения — пески, алевриты, глины. В холодноводных бассейнах умеренного пояса местами накапливаются диатомовые илы. В пределах аридной зоны, в условиях слабого терригенного выноса, более широко развито биогенное карбонатонакопление, образуются ракушечные, мшанковые, фораминиферовые, кокколитовые, птероподовые осадки, а в тёплых водах тропической зоны — кораллово-водорослевые рифовые комплексы; местами происходит хемогенное карбонатонакопление (оолитовые известковые осадки). В ледовой зоне большое значение приобретают ледово-морские отложения.

Условия образования морских отложений в течение геологической истории не оставались неизменными. Например, в протерозое и палеозое хемогенные морские отложения накапливались в более широких масштабах, чем в мезозое и кайнозое, когда большее развитие получило биогенное осадкообразование. В докембрии и раннем палеозое были широко распространены морские доломиты, а в последующие эпохи — в основном известняки. Своеобразные морские отложения — железистые кварциты (джеспилиты) известны только в протерозое и т. д. В этих изменениях можно видеть отражение длительной эволюции состава гидросферы и атмосферы, развития жизни на Земле.

***

Дать общую характеристику тектонических движений земной коры(колебательных и складчато-разрывных). Охарактеризовать различные формы дислокаций горных пород. Пояснить возможность влияния дислокаций на условия строительства различных сооружений.

Тектонические движения, механические движения земной коры, вызываемые силами, которые действуют в земной коре и главным образом в мантии Земли, приводящие к деформации слагающих кору пород. Тектонические движения связаны, как правило, с изменением химического состава, фазового состояния (минерального состава) и внутренней структуры подвергающихся деформации горных пород. Тектонические движения охватывают одновременно очень большие площади. Геодезические измерения показывают, что практически вся поверхность Земли находится непрерывно в движении, однако скорость Тектонические движения невелика, изменяясь от сотых долей до первых десятков мм/год, и только накопления этих движений в ходе очень продолжительного (десятки — сотни млн. лет) геологического времени приводят к крупным суммарным перемещениям отдельных участков земной коры.

Американский геолог Г. Джильберт предложил (1890), а немецкий геолог Х. Штилле развил (1919) классификацию «Тектонические движения» с разделением их на эпейрогенические, выражающиеся в длительных поднятиях и опусканиях крупных участков земной поверхности, и орогенические, проявляющиеся эпизодически (орогенические фазы) в определённых зонах образованием складок и разрывов и ведущие к формированию горных сооружений (см. Орогенез). Эта классификация применяется до сих пор, но её основной недостаток — объединение в единое понятие орогенеза двух принципиально различных процессов — складко- и разрывообразования, с одной стороны, и горообразования — с другой. Поэтому были предложены др. классификации. Одна из них (советские геологи А. П. Карпинский, М. М. Тетяев и др.) предусматривала выделение колебательных складко- и разрывообразующих Тектонические движения, другая (немецкий геолог Э. Харман и голландский учёный Р. В. ван Беммелен) — ундационных (волновых) и ундуляционных (складчатых) Тектонические движения (см. Колебательные движения земной коры). Стало ясным, что Тектонические движения весьма разнообразны как по форме проявления, так и по глубине зарождения, а также, очевидно, по механизму и причинам возникновения. По др. принципу Тектонические движения были разделены ещё М. В. Ломоносовым на медленные (вековые) и быстрые. Быстрые движения связаны с землетрясениями и, как правило, отличаются высокой скоростью, на несколько порядков превышающей скорость медленных движений. Смещения земной поверхности во время землетрясений составляют несколько м, иногда более 10 м. Однако такие смещения проявляются эпизодически и в сумме дают эффект, не намного превышающий эффект медленных движений.

Существенное значение имеет подразделение Тектонические движения на вертикальные (радиальные) и горизонтальные (тангенциальные), хотя оно и носит в большей мере условный характер, ибо эти движения взаимосвязаны и переходят одни в другие (см. Горизонтальные движения земной коры). Поэтому правильнее говорить о Тектонические движения с преобладающей вертикальной или горизонтальной компонентой. Преобладающие вертикальные движения обусловливают поднятия и опускания земной поверхности, в том числе образование горных сооружений. Они являются основной причиной накопления мощных толщ осадочных пород в океанах и морях, а отчасти и на суше. Горизонтальные движения наиболее ярко проявляются в образовании крупных сдвигов отдельных блоков земной коры относительно других с амплитудой в сотни и даже тысячи км, в их надвигах с амплитудой в первые сотни км, а также (спорно) в образовании океанических впадин шириной в тысячи км в результате раздвига глыб континентальной коры (см. Мобилизм).

Тектонические движения отличаются определённой периодичностью или неравномерностью, которая выражается в изменениях знака и (или) скорости во времени. Относительно короткопериодические вертикальные движения с частой переменой знака (обратимые) называются колебательными. Горизонтальные движения обычно длительно сохраняют свою направленность и являются необратимыми. Колебательные Тектонические движения. вероятно, служат причиной трансгрессий и регрессий моря, образования морских и речных террас. По времени проявления выделяют новейшие Тектонические движения. которые непосредственно отражаются в современном рельефе Земли и поэтому распознаются не только геологическими, но и геоморфологическими методами, и современные Тектонические движения, которые изучаются также и геодезическими методами (повторные нивелировки и пр.). Они составляют предмет исследования неотектоники.

Тектонические движения отдалённого геологического прошлого устанавливаются по распространению трансгрессий и регрессий океана, по суммарной толщине (мощности) накопившихся осадочных отложений, по распределению их фаций и источников обломочного материала, снесённого в депрессии. Таким способом выясняется вертикальная компонента перемещения верхних слоев земной коры или поверхности консолидированного фундамента, расположенного под осадочным чехлом. В качестве репера используется уровень Мирового океана, который считают почти постоянным, с возможными отклонениями до 50—100 м при таянии или образовании ледников, а также более значительными отклонениями — до нескольких сот м в результате изменения ёмкости океанических впадин при их разрастании и образовании срединно-океанических хребтов.

Крупные горизонтальные перемещения, которые признаются не всеми учёными, устанавливаются как по геологическим данным, путём графического выпрямления складок и восстановления надвинутых толщ горных пород в первоначальном положении, так и на основании изучения остаточной намагниченности горных пород (см. Палеомагнетизм) и изменений палеоклимата (см. Палеоклиматология). Считается, что при достаточном количестве палеомагнитных и геологических данных можно восстанавливать былое расположение материковых глыб и определять скорость и направление перемещений, происходивших в последующее время, например с конца палеозойской эры.

Скорость горизонтальных перемещений определяется сторонниками мобилизма по ширине новообразованных океанов (Атлантического, Индийского), по палеомагнитным данным, указывающим на изменения широты и ориентировки по отношению к меридианам, и по ширине образующихся при разрастании океанического дна полос магнитных аномалий различного знака, которые сопоставляются с длительностью эпох различной полярности магнитного поля Земли. Эти оценки, как и скорость современных горизонтальных движений, измеренная геодезическими методами в рифтах (Восточная Африка), складчатых областях (Япония, Таджикистан) и на сдвигах (Калифорния), составляют 0,1—5 см/год. На протяжении миллионов лет скорость горизонтальных движений изменяется незначительно, направление остаётся почти постоянным.

Вертикальные движения имеют, напротив, переменный, колебательный характер; повторные нивелировки показывают, что скорость опускания или поднятия на равнинах обычно не превышает 0,5 см/год, поднятие в горных областях (например, на Кавказе) достигает 2 см/год. В то же время средние скорости вертикальных Тектонические движения, определяемые для больших интервалов времени (например, за десятки млн. лет), не превышают 0,1 см/год в подвижных поясах и 0,01 см/год на платформах. Это различие в скоростях, измеренных за малые и большие промежутки времени, указывает на то, что в геологических структурах фиксируется лишь интегральный результат вековых вертикальных движений, накапливающийся при суммировании колебаний противоположного знака. Сходство Тектонические движения. повторяющихся на одних и тех же тектонических структурах, позволяет говорить об унаследованном характере вертикальных Тектонические движения К Тектонические движения обычно не относят перемещения горных пород в приповерхностной зоне (десятки м от поверхности), вызванные нарушениями их гравитационного равновесия под влиянием экзогенных (внешних) геологических процессов, а также периодические поднятия и опускания земной поверхности, обусловленные твёрдыми приливами Земли вследствие притяжения Луны и Солнца. Спорным является отнесение к Тектонические движения процессов, связанных с восстановлением изостатического равновесия (см. Изостазия), например, поднятий при сокращении крупных ледниковых покровов типа антарктического или гренландского. Локальный характер носят движения земной коры, вызванные деятельностью вулканов. Причины Тектонические движения до сих пор достоверно не установлены; в этом отношении высказываются различные предположения (см. Тектонические гипотезы). По мнению ряда учёных (О. Ампферер. 1906; P. Швиннер. 1919; и др.), глубинные Тектонические движения вызваны системой крупных конвекционных течений, охватывающих верхние и средние слои мантии Земли; с такими течениями, по-видимому, связано растяжение земной коры в океанах и сжатие в складчатых областях, над теми зонами, где происходит сближение и погружение встречных течений вниз. Др. учёные (В. В. Белоусов. 1954) отрицают существование замкнутых конвекционных течений в мантии, но допускают подъём разогретых в низах мантии и более лёгких продуктов её дифференциации, вызывающий восходящие вертикальные движения коры. Охлаждение этих масс служит причиной её опусканий.

При этом горизонтальным движениям не придаётся существ. значения и они считаются производными от вертикальных. При выяснении природы движений и деформаций земной коры некоторые исследователи отводят определённую роль напряжениям, возникающим в связи с изменениями скорости вращения Земли, другие считают их слишком незначительными.

Моноклиналь [от моно... и греч. klino — наклоняю(сь)], форма залегания слоев горных пород, характеризующаяся их пологим наклоном в одну сторону. Представляет собой обычно крыло какого-либо обширного и пологого поднятия или прогиба слоев. Моноклиналь особенно характерны для платформ, где они приурочены к крыльям антеклиз и синеклиз. Примером Моноклиналь является структура, образуемая палеозойскими толщами от южного склона Балтийского кристаллического щита к центру Московской синеклизы; наклон слоев исчисляется в 2—2,5 м на 1 км длины.