Геологическая деятельность внутренних (эндогенных) сил Земли

Тема 1.4 Геологическая деятельность внутренних (эндогенных) сил Земли

1.Горообразование и тектонические процессы внутри Земли.

2.Нормальное и нарушенное залегание пластов.

3.Дислокации разрывные, их виды и неразрывные, их виды.

4 Складки их виды и типы. Элементы складки.

5.Оценка условий залегания пластов в земной коре, влияние на устойчивость сооружений.  

 

 

1.Горообразование и тектонические  процессы внутри Земли.

Горообразование (также  орогенез, от др.-греч. ὄρος «поднятие», «гора» и γένεσις «рождение») — процесс формирования горных сооружений под влиянием интенсивных восходящих тектонических движений, скорость которых превышает скорость процессов, ведущих к выравниванию поверхности Земли (денудации, сброса).

Подвижность земной коры в  значительной степени зависит от характера ее тектонических структур. Наиболее крупными структурами являются платформы и геосинклинали. Платформы относятся к устойчивым, жестким, малоподвижным структурам. Им свойственны выровненные формы рельефа. Снизу они состоят из жесткого неподдающегося складчатости участка земной коры (кристаллического фундамента), над которым горизонтально залегает толща ненарушенных осадочных пород. Типичным примером древних платформ служат Русская и Сибирская. Платформам свойственны спокойные, медленные движения вертикального характера. В противоположность платформам геосинклинали представляют собой подвижные участки земной коры. Располагаются они между платформами и представляют собой как бы их подвижные сочленения. Для геосинклиналей характерны разнообразные тектонические движения, вулканизм, сейсмические явления. В зоне геосинклиналей происходит интенсивное накопление мощных толщ осадочных пород.

Тектонические движения земной коры можно разделить на три основных типа:

•колебательные, выражающиеся в медленных поднятиях и опусканиях отдельных участков земной коры и приводящие к об-разованию крупных поднятий и прогибов;

•складчатые, обусловливающие смятие горизонтальных слоев земной коры в складки;

•разрывные, приводящие к разрывам слоев и массивов горных пород

 

Колебательные движения. Отдельные участки земной коры на протяжении многих столетий поднимаются, другие в это же время опускаются. Со временем поднятие сменяется опусканием, и наоборот. Колебательные движения не изменяют первоначальных условий залегания горных пород, но инженерно-геологическое их значение огромно. От них зависит положение границ между сущей и морями, обмеление и усиление размывающей деятельности рек, формирование рельефа и многое другое.

Различают следующие виды колебательных движений земной коры: 1) прошедших геологических периодов; 2) новейшие, связанные с четвертичным периодом; 3) современные.

Для инженерной геологии особый интерес представляют современные колебательные движения, вызывающие изменение высот поверхности земли в данном районе. Для надежной оценки скоро¬сти их проявления применяют геодезические работы высокой точ¬ности. Современные колебательные движения наиболее интенсив¬но происходят в районах геосинклиналей.

 

2.Нормальное и нарушенное  залегание пластов

При изучении инженерно-геологических  условий строительных площадок необходимо устанавливать пространственное положение  пластов. Определение положения  слоев (пластов) в пространстве позволяет  решать вопросы глубины, мощности и  характера их залегания, дает возможность  выбирать слои в качестве оснований  сооружений, оценивать запасы подземных  вод и т. д. Для строительных целей наиболее благоприятными условиями являются гори зонтальное залегание слоев, большая их мощность, однородность состава. В этом случае здания и сооружения располагаются в однородной грунтовой среде, создается предпосылка для равномерной сжимаемости пластов под весом сооружения. В таких условиях сооружения получают наибольшую устойчивость . Наличие дислокаций усложняет инженерно-геологические условия строительных площадок — нарушается однородность грунтов оснований сооружений, образуются зоны дробления, снижается прочность грунтов, по трещинам разрывов периодически происходят смещения, циркулируют подземные воды. При крутом падении пластов сооружение может располагаться одновременно на различных фунтах, что иногда приводит к неравномерной сжимаемости слоев и деформации сооружений. Для зданий неблагоприятным условием является сложный характер складок. Нежелательно располагать сооружения на линиях разломов.

 

3. Дислокации разрывные, их виды и неразрывные, их виды.

Тектонические дислокации (от позднелат. dislocatio — смещение, перемещение) — 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.

Различают два вида тектонических  дислокаций:

1пликативные, которые выражаются в изгибах слоёв различных масштабов и формы,

2 дизъюнктивные (разрывные), которые сопровождаются разрывом сплошности геологических тел.

 

Кроме этого выделяют также иньективные тектонические дислокации, которые подразделяют на 1.магматические, представленные интрузивными телами различной формы и состава,

2амагматические (соляные, глиняные и «ледяные» диапиры).

 

Образование тектонических дислокаций происходило на протяжении всей геологической  истории. В качестве типичных примеров тектонических дислокаций можно привести складки, флексуры, разломы, интрузии и т.р.

 

Тектонические дислокации всех видов — главные движущие силы горообразования (орогенеза). Складчатые горные сооружения, или, что менее точно — геосинклинали (в широком смысле этого слова), геосинклинальные системы, в современной научной литературе часто заменяется более точным термином «ороген», то есть горное сооружение, достигшее заключительной стадии своего геологического развития в тектонически подвижных зонах земной коры. Именно эта стадия, суть которой заключается преимущественно в сочетании восходящих движений коры на фоне тектонических дислокаций и вулканизма, — заключительный этап возникновения гор преимущественно складчатого типа.

Дизъюнктивные дислокации (от лат. disjunctivus — разделительный) — это разрывы сплошности горных геологических тел. «Дизъюнктивная (разрывная) деформация» — это общий термин для трещин, разрывов и разломов. Разрывные дислокации могут происходить без вертикальных смещений блоков горных пород относительно друг друга (разрывы, трещины).

Наиболее контрастны разрывы со смещениями в виде сбросов, взбросов, сдвигов, надвигов, тектонических покровов (шарьяжей) и раздвигов. По отношению к складчатым геологическим структурам дизъюнктивные дислокации бывают краевыми (граничными), внутренними и сквозными. По глубине проявления они подразделяются на приповерхностные и на глубинные. Последние рассекают земную кору и верхнюю мантию. Именно такие дислокации обычно служат каналами выхода мантийного вещества на земную поверхность (вулканизм), или внедрение магмы между слоями осадочных горных пород на глубине (интрузивный магматизм).

Некоторые специалисты выделяют дизъюнктивные  деформации нетектонического происхождения. Таковыми являются деформации, возникающие  при сокращении объема породы, выветривании, оползней, падения метеоритов и т. п.

Пликативные нарушения (от лат. plico — складываю) — нарушения первичного залегания горных пород (то есть, собственно дислокация)), которые приводят к возникновению изгибов горных пород различных масштабов и формы без разрыва их сплошности (связности). Причиной пликативных нарушений могут быть эндогенные процессы, которые связаны с деятельностью глубинных сил Земли (тектонические, магматические, обусловленные различными проявлениями гравитации и др.)). Бывают пликативные нарушения, связанные и с экзогенными процессами, например с оползнями, нагнетающим движениями глетчерных льдов (гляциодислокация) и другими нетектоническими причинами. Однако основное значение в проявлении пликативных дислокаций имеют все же тектонические процессы, в частности, явления горизонтального сжатия, возникающие при сближении (субдукции, коллизии) литосферных плит.

 

Разрывные дислокации также  прямо или опосредованно отражены в рельефе. Обособление антиклиналей (антиклинориев) и синклиналей (синклинориев) обычно сопровождается формированием ограничивающих разломов. В результате образуются горст-антиклинали (горст-антиклинории) или грабен-синклинали (грабен-синклинории), которые в большинстве случаев и определяют внутреннюю стркутуру складчато-глыбовых гор.

Трещины и разломы в земной коре обычно служат также линейными первичными понижениями для заложения эрозионной сети. Крупнейшие водотоки мира часто  наследуют тектонические разломы.

 

4 Складки их виды и типы. Элементы складки.

Складчатые движения. Осадочные породы первоначально залегают горизонтально или почти горизонтально. Это положение сохраняется даже при колебательных движениях земной коры. Складчатые тектонические движения выводят пласты из горизонтального положения, придают им наклон или сминают в складки. Так возникают складчатые дислокации

Все формы складчатых дислокаций образуются без разрыва сплошности слоев (пластов). Это их характерная особенность. Основными среди этих дислокаций являются: моноклиналь, флексура, антиклиналь и синклиналь.

Виды складок:

1. полная (нормальная); 2— изоклинная; 3 — сундучная; 4— прямая; 5—косая; 6— наклонная; 7 — лежачая; 8 — опрокинутая; 9 — флексура; 10 — моноклинная

 

Моноклиналь является самой простой формой нарушения первоначального залегания пород и выражается в общем наклоне слоев в одну сторону

Флексура — коленоподобная складка, образующаяся при смещении одной части толщи пород относительно другой без разрыва сплошности.

Антиклиналь — складка, обращенная своей вершиной вверх

3 Складки их виды и типы. Элементы  складки. 

Антиклинальное залегание горных пород в природной обстановке (о); кинематическая схема формирования трещин в антиклинальной складке (б)

, и синклиналь — складка с  вершиной, обращенной вниз . Бока складок называют крыльями, вершины — замком, а внутреннюю часть — ядром.

         Рис. 34. Полная  складка (а) и элементы складки  (б): /—антиклиналь;2— синклиналь

 

Следует отметить, что горные породы в вершинах складок всегда бывают трещиноваты, а иногда даже раздроблены

Грабен возникает, когда участок земной коры опускается меж¬ду двумя крупными разрывами. Таким путем, например, образо¬валось озеро Байкал. Некоторые специалисты считают Байкал началом образования нового рифта.

Горст — форма, обратная грабену.

Сбросы – разрывные нарушения, когда подвижная часть земной коры опустилась вниз по отношению к неподвижной.

Взброс – разрывное нарушение, когда подвижная часть земной коры поднялась в результате тектонического движения по отношению к неподвижной.

Сдвиг – представляет собой разрывное нарушение, в котором происходит горизонтальное смещение горных пород по простиранию.

Надвиг – обратное сдвигу перемещение.

 

5 Оценка условий залегания пластов в земной коре, влияние на устойчивость сооружений

С инженерно-геологической точки  зрения наиболее благоприятными местами  строительства являются горизонтальное залегание горных пород, где присутствует большая их мощность, однородность состава. Фундаменты зданий и сооружений располагаются в однородной грунтовой  среде, при этом создается равномерная  сжимаемость слоев под весом  сооружения и создается наибольшая их устойчивость

Наличие дислокации резко изменяет и усложняет инженерно-геологические  условия строительства – нарушается однородность грунтов основания  фундамента сооружений, образуются зоны дробления (разрывы), снижается прочность  пород, по трещинам разрывов происходят смещения, нарушается режим подземных  вод. Это вызывает неравномерную  сжимаемость грунтов и деформацию самого сооружения вследствие неравномерной  осадки различных его частей (рис. 4).

 

Рис. 4. Неблагоприятные (а) и благоприятные (б) условия строительства.

 

Задание 5. Проектируется строительство  промышленных и гражданских сооружений на участке с просадочными грунтами. Необходимо дать общую характеристику просадочным грунтам, на основании расчетной величины установить тип грунтовых условий(І или ІІ) и наметить мероприятие по борьбе с просадочностью.

К І типу по просадочности относятся условия,при которых просадка в основном происходит в пределах деформируемой зоны, обусловленной приложением внешней нагрузки. В этих условиях величина просадки под действием собственной силы тяжести практически находится в пределах от 0 до 5 см. К ІІ типу по просадочности относятся условия, при которых просадка грунта от собственной силы тяжести происходит преимущественно в нижних слоях просадочной толщи, а просадка от внешней нагрузки и в пределах деформируемой зоны. Следовательно, І тип грунтовых условий.

 

Рефераты:

1 26 декабря 2004 — землетрясение в Индийском океане,

2 12 января 2010 — землетрясение на Гаити

3. 11 марта 2011 — Сендайское землетрясение и цунами вблизи острова Хонсю, Япония

4 Тамбора, Кракатау, Мон-Пале, Руис, Уизен,