лекции / Маслов В.В. Лекции по дисциплине «Инженерная Геология»

Движение ледников

Движению ледника способствует появление воды в его подошве (в нижней части ледника), которая образуется в результате снижения температуры таяния льда при высоком давлении и выполняет роль смазки ледяного массива.

Скорость движения ледника зависит от:

●Массы льда

●Уклона поверхности, по которой перемещается ледник

●Изменение климата

●Условия питания ледника

●Извилистости ледникового ложа

Геологическая работа ледников:

1.Разрушение или денудация коренных горных пород с образованием подледного ложа и различных форм обломочного материала;

2.Перенос, транспортировка обломочного материала на поверхности и внутри ледников;

3.Аккумулятивная работа, которая осуществляется как во время движения, так и в результате его таяния.

Разрушительное воздействие ледников

Разрушительное воздействие ледников на породы подледного ложа называется экзарацией (выпахивание). Экзарация проявляется при значительной толщи льда, создающее огромное давление на подледное ложе. При процессе разрушения коренных пород образовываются своеобразные формы обломочного материала:

●Бараньи лбы

●Курчавые скалы

●Ледниковые валуны

●Ледниковые отторженцы

Бараньи лбы – округлые асимметричные блоки со следами ледниковой эрозии.

Курчавые скалы – движущийся ледник создает сглаженные выступы и углубления асимметричной формы.

41

При движении ледник срывает крупные выступы или глыбы коренных горных пород и переносит их на значительное расстояние. На пути перемещения породы истираются, сглаживаются и покрываются трещинами. Такие истертые,

окатанные породы называются ледниковыми валунами или эрратическими

валунами.

Ледниковые отторженцы – крупные глыбы коренных горных пород, сорванные со своего основания и перенесенные ледниками на разные расстояния

Транспортировка обломочного материала

Транспортировка обломочного материала происходит при движении ледника, который захватывает и переносит различный материал, начиная от тонкого песка и кончая крупными глыбами весом в десятки тонн. Обломочный материал любого размера, включенный в лед или переносимый льдом и впоследствии отложенный, называется мореной.

Типы морен:

1.Движущиеся - обломочный материал движется вместе с ледником.

2.Не подвижная или отложенная – представляет собой обломочный материал, оставшийся на месте после таяния ледника.

42

Движущиеся морены имеют различное расположение

В горных ледниках выделяются:

●Поверхностные морены – боковые по краям долинного ледника, образующиеся за счет выветривания и гравитационных процессов со склонов гор (осыпей, оползней, обвалов), и срединные, возникающие в результате объединения боковых морен при слиянии ледников.

●Внутренние морены образуются как в областях питания, так и в результате проникновения обломочного материала по трещинам.

●Донные морены образуются за счет экзарации и захвата продуктов выветривания.

Среди не подвижных или отложенных ледников выделяются три типа морен:

1.Основная (донная)

2.Абляционная

3.Конечная (краевая)

Водно-ледниковые отложения

В геологической работе ледников участвует не только лед, но и талая вода ледников. Талая вода производит большую работу, как аккумулятивную, так и эрозионную. Объем талых вод сильно изменяется в зависимости от сезона, а также от типа ледника. Благодаря постоянному выносу талых вод формируются ложбины стока, образующие своеобразный рельеф чередования ложбин с широкими днищами и крутыми склонами.

43

Все отложения, связанные с действием талых ледниковых вод, называются флювиогляциальными, что указывает на их водноледниковое происхождение.

Флювиогляциальные отложения и рельеф

Обломочный, главным образом песчаный материал, переносимый талыми водными потоками, распространяется на больших пространствах, образуя зандровые равнины (исланд. sandar и датский sandur — песчаная равнина) за внешним краем конечно-моренных валов.

На основании морфологических признаков выделяются три группы флювиогляциальных образований:

●Камы – холмы изометричной формы, сложенные из чередующихся слоев разнозернистого песка, глин, отдельными гальками и валунами.

●Озы – представляют собой протяженные извилистые гряды или валы, сложенные слоистым песчано-галечным или песчаногравийным материалом.

●Зандры – представляют собой обширные аккумулятивные поверхности и образуются в результате отложения материала, переносимого потоками талых вод, перед фронтом ледника.

Схема формирования морфологических форм ледникового рельефа

44

Озерно-ледниковые отложения (лимногляциальные)

Озерно-ледниковые, тонкослоистые (ленточные) отложения, состоят из многократно чередующихся глинистых и песчанистых слоев.

Количество слоев в ленточных озерных отложениях (варвы) говорит о времени формирования озера.

Оледенение земной коры

Анализ геологической истории Земли показывает, что различные участки современных континентов в определенное время находились под мощной толщей ледникового покрова. Ученые установили важнейшее свойство оледенений – их периодичность (эпохи оледенения и межледниковые эпохи). На протяжении последних 400 тыс. лет установлено не менее 5 понижений температуры на 6-8 градусов.

Гипотезы, причины оледенения Земли:

●Астрономические,

●Геологические.

Астрономические

Периодические изменения в планетарном движении Земли, такие как вариации эксцентриситета земной орбиты и угла наклона земной оси к плоскости эклиптики. Астрономические факторы, могут привести к значительному понижению или повышению среднегодовой температуры планеты в целом.

Геологические

В геологической истории Земли отмечена несомненная связь периодов оледенения с эпохами горообразования и тектонические движения. Эпохи горообразования сопровождаются активной вулканической деятельностью. При этом в атмосферу Земли выбрасывалось огромное количество углекислоты, создающей парниковый эффект. Снижение содержания СО2 в атмосфере служит один из главных геологических факторов, обусловливающих периодические похолодания и глобальные изменения климата.

45

Криогенные эпохи четвертичного периода

В четвертичном (2 млн. лет тому назад) периоде в Западной Европе выделено 4 эпохи оледенения:

●Гюнцкая (поздний плиоцен)

●Миндельская (ранний плейстоцен),

●Рисская (средний плейстоцен)

●Вюрмская (поздний плейстоцен) с двумя стадиями наступления ледников либо с двумя самостоятельными оледенениями.

Установлено в начале XX в. немецкими геологами А. Пенкоми Э. Брюкнером

Эпохи четвертичного оледенения европейской части Русской равнины

На Русской равнине установлено 3 эпохи оледенения:

1.Валдайская (Q3) оледенение характеризовалась очень суровыми климатическими условиями (температурный минимум Плейстоцена) – длилось 70 000 лет

2.Днепровская (Q2) самое сильное оледенением Русской равнины, которое покрывало почти всю территорию, продолжительность 130 тыс. лет. Ледник, толщиною до 2.5 км. достиг долин рек Днепр и Дон.

3.Лихвинская (Q1)

46

Геологические процессы в криолитозоне

Территория, на которой распространены многолетнемерзлые породы, носит название криолитозоны. Криогенные (мерзлотные) процессы – экзогенные геологические процессы, происходящие при промерзании или оттаивании увлажненных рыхлых горных пород, а также, при замерзании подземных вод.

Эти процессы включают в себя:

●морозобойное растрескивание

●морозное пучение

●термокарст и термоабразию;

●образование наледей

●солифлюкцию и курумообразование

Большинство из этих процессов характерно для районов развития многолетней мерзлоты, но морозное пучение охватывает и районы сезонного промерзания грунтов.

Карта распространения многолетней мерзлоты на территории России.

47

Криогенные процессы

Морозобойное растрескивание характерно для зоны распространения многолетнемерзлых пород, где оттаивающий летом надмерзлотный грунт, оказывается к моменту замерзания существенно водонасыщенным. Замерзание такого грунта приводит к его растрескиванию (морозобойные трещины), а попадание и замерзание в трещинах воды – к образованию ледовых клиньев.

Морозное пучение – увеличение объема водонасыщенных дисперсных грунтов при замерзании в них воды. Морозное пучение происходит там, где грунтовые воды залегают выше фактической глубины промерзания. При морозном пучении, наиболее значимо (до 10% и более), увеличиваются в объеме водонасыщенные глинистые пылеватые породы, особенно, при притоке вод извне.

Термокарст

Протаивание многолетней мерзлоты (термокарст) сопровождается проседанием грунтов и образованию отрицательных форм рельефа – западин, воронок и провалов. Заполнение их водой приводит к дальнейшему вытаиванию мерзлоты и образованию озер. В своем большинстве эти озера неглубокие и мелкие, способные к динамичному развитию – протаивание мерзлоты у берега приводит к быстрому разрастанию озера.

Наледи

Наледи – ледяные тела, образующиеся при излиянии на дневную поверхность или в подземные полости и замерзания речных или подземных вод. Наледи характерны для районов развития многолетней мерзлоты и глубокого сезонного промерзания – т.е. для местностей с суровой холодной зимой. Другим фактором, способствующим образованию наледей, является расчлененный рельеф, обеспечивающий высокие гидравлические напоры.

Солифлюкция

Солифлюкция (криосолифлюкция) – (лат. solum — почва и fluctio — истечение) процесс медленного сползания (сплывания) со склонов, несвязных, сильно переувлажненных, мелкоземистых грунтов, происходящий при их периодическом протаивании и промерзании.

48

Курумы

Курумы – подвижные скопления грубообломочного материала, способных сползать с горных склонов. Курумы характерны для горных районов с суровым климатом, многолетней и глубокой сезонной мерзлотой (Восточная Сибирь, Урал, острова Арктики и др.) Они формируются склонах крутизной от 3 до 45° , сложенных преимущественно скальными породами.

Хозяйственная деятельность в криолитозоне

Морозное выпучивание фундаментов происходит в том случае, когда пучащийся грунт увлекает за собой фундамент, с которым он смерзся. Под фундаментом образуется пустота, которая заполняется водой, или разжиженным грунтом. Последующее замерзание этой воды или грунта усиливает выпучивание, а при оттаивании и усадке грунта, начинающихся с поверхности, не дает фундаменту опуститься вместе с грунтом.

49

Список литературы:

1.Короновский Н. В. Общая геология: учебник 4-е изд. Москва, 2014г.

2.Короновский Н.В. Общая геология: учебник. - 3е изд. М.: Книжный дом Университет, 2012г.

3.Короновский Н.В. Практическое руководство по общей геологии. – 2е изд. Издательский центр Москва «Академия», 2007г.

4.Соколовский А. К. и др. Общая геология, изд. Университет, Москва, 2006г.

5.Гаврилов В. П. Путешествия в прошлое Земли. - М.: Недра, 2005 г.

6.Гаврилов В. П. Общая и историческая геология, недра, 1989

50