Геологический отчет по городу Томск

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Геология (греч. геа - Земля, логос - слово, учение) - это наука о строении Земли, ее происхождении и развитии, основанная на изучении горных пород и земной коры в целом всеми доступными методами с привлечением данных астрономии, астрофизики, физики, химии, биологии и других наук.

Основным объектом изучения геологии является литосфера (литос - камень), представляющая твердую наружную оболочку Земли. Литосфера сложена разнообразными горными породами, например, такими как гранит, базальт, песчаник, известняк и др. горны породы - это сложные природные образования, состоящие из минералов, представляющих собой природные химические соединения, возникающие при различных геологических процессах в земной коре.

Таким образом, главными объектами изучения геологии являются минералы, горные породы, геологические тела, вымершие организмы (окаменелости), газовые и жидкие среды, физические поля.

На примере геологического строения территории г. Томска и его окрестностей мы ознакомились с современными геологическими процессами (ростом оврагов, деятельностью рек, антропогенными процессам залеганием подземных вод и т.п.), с методами полевых геологических наблюдений, научились пользоваться геологическим компасом, описывать и документировать естественные и искусственные обнажения горных пород (обрывы по берегам рек, овраги, оползни и т.п.) позволяющее реконструировать историю геологического развития района.

Задача практики:

- закрепление знаний, полученных по курсу «Общая геология»;

- исследование современных геологических процессов, проходящих в области;

- ознакомление с геологическим строением окрестностей г. Томска и ее историей;

- получение различных навыков самостоятельного описания маршрутов;

- описание обнажений, их иллюстрации.

1. Геоморфология города Томска

Район расположен на юго-востоке Западно-Сибирской плиты. В ее геологическом строении выделяются складчатый фундамент и рыхлый мезозойско-кайнозойский чехол. Образования фундамента представлены породами докембрия и палеозоя - сланцами, песчаниками, аргиллитами; встречаются граниты, кварцевые диориты и др. Осадочный чехол в правобережной части до 4-4,5 км. Он сложен морскими и континентальными отложениями - глинами, песчаниками, алевритами, песками и др. С поверхности исследуемая территория перекрыта плащом четвертичных отложений, мощность их колеблется от первых метров до 10-40 м. Они представлены суглинками, глинами, песками, супесями, болотными и озерными илами, торфом. Четвертичные отложения являются почвообразующими породами.

Породы занимают преимущественно правобережную долину р. Томи и расположены в основном на террасах р. Томи и ее притоков.

Классификация систем

Палеозойская эратема РZ

Основы стратиграфического разреза г. Томска представлены отложениями нижнего карбона, которые Н.В. Ивановым (1956 г.) расчленены на два яруса: турнейский и визейский.

Турнейский ярус ct)

Отложения Турнейского яруса, залегающие в основание нижнего карбона, расположены к востоку от г. Томска и обнажаются в верховьях рек Ушайки и Басандайки.

Это темные алевролиты и алевролитовоглинистые сланцы с частичными прослоями известняковых пород, с отпечатками прочих пород.

Визейский ярус (cv)

В районе города расположены толщи визейского яруса, в котором Н.В. Иванов (1956 г.) выделяет свиты (сверху вниз):

- глинисто-сланцевая; (лагерносадская clg)

- сланцево-песчанная (басандайские cv);

- преимущественно глинистая (коларовская C1V3).

Лагерносадская свита clg

Залегает на отложениях Турнейского яруса. Эта свита обнажается в южной части г. Томск, на правом берегу р. Томи, над Лагерным садом и выше по течению р. Томи до устья р. Басандайки. Эти обнажения мы наблюдали на первых маршрутах.

Свита представлена однородными темно-серыми до черных алевролито-глинистыми, иногда углистоглинистыми сланцами. Мощность свиты ~ 1 км.

Мезозойская эратема МZ

Меловые системы К

Верхний отдел K

Обычно осадочные отложения мезозойского возраста на территории г. Томска отсутствуют. В меловом периоде на отложениях нижнего карбона и диабаза, предположительно юрского возраста, сформировались аллювиальные образования коры выветривания. Это продукты глубокой химической переработки песчаноглинистых сланцев и диабазов. Они прослеживаются в обнаженных по правому берегу р. Томи до мыса Боец. По составу это преимущественно глины (белые, желтовато-бурые, иногда голубые). В переходном горизонте к глинистым сланцам нижнего карбона породы приобретают более темный цвет (от синего до черного). Вопрос о возрасте коры выветривания до сих пор не решен однозначно. Образование коры выветривания в районе города условно датируется меловым периодом палеогеновой эпохи.

Каменозойская эратеме KZ

Палеогеновая система F

Отложения палеогеновой системы развиты в районе г. Томска и представлены континентальными фракциями, залегающими на отложениях нижнего карбона и глинах коры выветривания, наиболее полные разрезы палеогена обнажены под Лагерным Садом и в верховьях Громовского оврага. Их изучали М.В. Янышевский, Б.В. Плотников и др.

Верхний отдел F

Новомихайловская свита сложена аллювиально-озерными глинами, алевролитами и песками с прослоями магнитов и бурых углей. Мощность отложений свиты в пределах города составляет от 2,5 - 7 м до 53 см.

Четвертичная система (Q)

Нижний плейстоцен QI

Верхний плейстоцен QIII

Отложения слагают I, II, III н/п террасы. Верхняя часть разреза - лессовидные суглинки или пески субаэрального генезиса. Мощность ~ 8 - 12 м. Современная почва, органогенные осадки верховых болот, делювиальные суглинки 1 -2 м.

Отложения речных долин

Нижний плейстоцен nQI

Представлено аллювием состоящим из хорошо окатанного галечника, состоящего из обломков магматических горных пород.

Выше залегают суглинки, глины. Суммарная мощность 25 -30 м.

Все эти отложения прикрыты мощным (2-Зм) иловидными известняками.

Средний плейстоцен ОН

отнесены аллювиальные отложения IV н/п террасы. Представлены супесями с редкой галькой и гравием в нижней части разреза и лёссовидными суглинками с отчетливо видной тонкой слоистостью.

Верхний плейстоцен QIII

Отложения слагают I, II, III н/п террасы. Нижняя часть аллювия сложена лёссами, супесями; верхняя - облицованными супесями, реже суглинками. В основании более молодого аллювия (супесчано-суглинистого) иногда залегают галечники.

Выше залегают суглинки, супеси, глины. Суммарная мощность ~ 14 -16 м. все эти отложения перекрыты лёссовидными суглинками, составляющими единый покровный комплекс субаэральных отложений.

Голоцен QIV

Сюда относятся пойменные и русловые отложения р. Томи и ее притоков. Речные отложения представлены галечниками, наносными песками, супесями, суглинками. Мощность ~ 18 -21 м.

Характеристики террас р. Томи

Номер и название террасы	Отметки повехности (площадь террасы)	Отметки повехности (цоколь террасы)	Высота террасы	Мощность террасы
	Абс.	Отн.	Абс.	Отн.
Пойма	73-74	3-4	55	-15	3-4	18-21
Первая надпойменная	78-82	8-12	63-65	-5-7	8-12	12-20
Вторая надпойменная (Университетская)	90-95	20-25	75-80	5-10	20-25	13-18
Третья надпойменная (Воскресенская)	109-112	39-42	95 - 98	25-28	39-42	12 - 17
Четвертая надпойменная (Лагерносадская)	120-130	50-60	110-115	40-45	50-60	5-12
Пятая надпойменная	135-142	65-72	100-104	30-34	65-72	25-30
Более высокие	50 и >	80 и >	125-130

Магматизм

Магматические породы г. Томска и его окрестностей представлены дайками. Их возраст относится к триасу, прорывающие породы нижнего карбона. Их обнажения мы наблюдаем под Лагерным Садом, в устье р. Басандайка, в долине р. Ушайка (горизонтальная дайка). Дайки простираются с СЗ на ЮВ. Их состав: монсолит-долеритовый. Мощность даек колеблется от нескольких сантиметров до 20 метров.

Рис. 1.интрузивный магматизм (Кныш С.К., Геология ч. 1 эндогенные процессы, Томск 2004)

2. Краткий геологический очерк

геологический полезный ископаемое томский

Геологическое развитие района города Томска нужно рассматривать поэтапно, в соответствии с изменениями в осадконакоплении.

1. Накопление глинистых сланцев и песчаников в раннем карбоне в условиях мелкого моря.

На правом берегу реки Томи возле русла, под скалой «Боец» были обнаружены выходы коренных пород, практически не тронутых выветриванием и не перенесённые. Глинистые сланцы переслаиваются с песчаниками, залегают согласно. По размеру частиц, среди глинистых сланцев встречаются как алевролиты (серые), так и аргиллиты (тёмно-серые). Равномерное переслаивание терригенных пород свидетельствует о том, что на данном месте были тектонические подвижки, постоянная регрессия и трансгрессия неглубокого раннекаменноугольного моря. О том, что это было море, говорит морская фауна, найденная в этих отложениях: брахиоподы, двухстворчатые моллюски, мшанки. По этой и был определён возраст отложений.

2. Верхний карбон: смятие накопившихся отложений в складки, растрескивание.

В конце карбона отложения были смяты в напряженные складки с крыльями крутых углов наклона. При складкообразование образовались трещины вследствие больших давлений. Всё это мы могли наблюдать в ходе маршрута вдоль правого берега реки Томи. Здесь угол наклона складки составляет от 75є до 80є.

3. Пермь и триас: внедрение магматического расплава по трещинам, образование даек.

Во время тектогенеза появились многочисленные трещины и разломы, которые затем быстро заполнялись магмой. В результате чего образовались дайки габбро-диабаза.

Состав дайки:

Плагиоклаз, пироксены, амфиболы и породы, частично подвергшиеся серпентинезации.

4. Постмагматические процессы Перми и триаса: образование гидротермальных кварцевых жил.

В постмагматический этап гидротермальные растворы привносили кварц. В результате образовывались многочисленные кварцевые жилы. Вместе с кварцем по трещинам откладывалось золото, поэтому во многих реках окрестностей города Томска есть россыпные отложения этого металла.

5. Мезозойская эра: поднятие территории и денудация.

После складкообразования в карбоне территория поднялась и стала сушей, и уже в континентальных условиях происходила денудация осадков в течение триаса, юры и раннего мела.

6. Образование в раннем мелу коры выветривания на пониженных участках, образование рудных месторождений железа, марганца, фосфора и т.д.

В раннем мелу климат становился достаточно теплым и влажным, глинистые сланцы, к тому времени превращенные в структурный элювий, подвергаются химическому выветриванию. Образуется кора выветривания. Кора выветривания появляется не повсеместно по простиранию, а карманообразно. Это говорит о неровности рельефа того времени: в местах, где были горы, кора не накапливается. Климат того времени способствовал произрастанию пышной растительности. За счет накопления органических остатков и их гниения воды рек насыщались органическими кислотами. Эти кислоты способствовали переносу химических элементов, в первую очередь железа, марганцевых, фосфорных, алюминиевых руд. Растворы транспортировались водотоками в мелкий морской бассейн, существовавший на месте Западно-Сибирской низменности. В прибрежных условиях накапливались руды. Так образовались крупные Колпашевское и Бакчарское месторождения железных руд в Томской области.

7. Накопление кварц-каолиновых песков с остатками субтропической флоры в континентальных условиях палеогена.

Выше по разрезу коры выветривания мел-палеогенового возраста расположена толща кварц-каолиновых песков палеогенового возраста. В палеогене климат был субтропический, что способствовало произрастанию магнолиевой флоры. В песках найдены отпечатки грецкого ореха, магнолии, таксодиума. Считают, что эти пески сформировались в условиях дельты древней реки, на что указывает косоволнистая и диагональная слоистость.

8. Поднятие территории в неогене, накопление высокогорных озёрных отложений, похолодание.

Выше по разрезу располагаются неогеновые озерные глины. Считают что это отложения высокогорных озер, то есть район, продолжая испытывать поднятие.

9. Дальнейшее похолодание в плиоцене, наступление ледникового периода, накопление ленточных глин с остатками фауны ледникового периода.

Выше озерных глин были обнаружены ленточные глины. Такие глины образуются при таяние ледника, что говорит о резком похолодании и ледниковом периоде. В этих отложениях были обнаружены останки мамонта, шерстистого бизона и т.д.

10. Аридизация климата в четвертичный период, эоловый тип литогенеза, накопление лессовидных суглинков.

Разрез венчается толщей лессовидных суглинков палевого цвета. Налицо Аридизация климата и наличие ветров, долгое время дующих в одном направлении. Мощность суглинков местами достигает 10 км. Именно в этих отложениях, в лагерном саду К.В. Радугин обнаружил останки мамонта, которым было 17 тыс. лет.

11. Четвертичный период: гумидизация климата, накопление почвенного слоя произрастания растения.

3. Геологическая деятельность рек озер болот

Геологическая работа поверхностных, текучих вод зависит от массы воды и скорости ее течения. Чем больше масса и скорость, тем больше совершаемая работа. Она складывается из смыва, размыва (эрозии), переноса и отложения (аккумуляции) продуктов разрушения горных пород. Деятельность поверхностных вод, или водная денудация, имеет огромное значение в формировании рельефа. Она приводит к расчленению и в целом к понижению поверхности материков.

Реки производят огромную денудационную и аккумулятивную работу, существенно преобразуя рельеф. Питание рек бывает: снеговое, ледниковое, дождевое, за счет подземных вод. Для каждой реки в течение года характерно чередование периодов высокого и низкого уровня воды. Состояние низкого уровня называется меженью, а высокого - паводком или половодьем. Движение воды в реках всегда турбулентное (беспорядочное, вихревое). В поперечном сечении потока максимальные скорости наблюдаются в наиболее глубокой части потока - стержне, меньше - у берегов.

Мощные водные потоки производят большую эрозионную, переносную и аккумулятивную работу. Способность рек производить работу называют энергией реки, или ее живой силой (К). Она пропорциональна массе воды и скорости течения.

В образовании речных долин главная роль принадлежит эрозии. Различают эрозию донную, или глубинную, направленную на врезание потока в породы, слагающие дно русла, и боковую, ведущую к подмыву берегов и, в целом, к расширению долины. Соотношение глубинной и боковой эрозии меняется на разных стадиях развития долины. В начальных стадиях преобладает глубинная эрозия, когда водный поток стремится выработать свой продольный профиль, который характеризуется значительными неровностями. Река стремиться сгладить эти неровности применительно к уровню моря или озера, в которые впадает река. Уровень бассейна, куда впадает река, определяет глубину эрозии речного водного потока и называется базисом эрозии.

К примеру можно привести правый приток реки Томи реку Ушайку. Так как р. Ушайка впадает в Томь, то её базис эрозии будет зависеть от уровня р. Томи. Эту зависимость мы хорошо наблюдаем в ходе маршрутов. Река Ушайка - это помолодевшая река, пережившая уже стадию зрелости (об этом говорит её хорошо выработанная долина, наличие террас и стариц). Что же повлияло на процесс развития реки? Ответ прост. Дело в том, что уровень реки Томи понизился, а это привело к понижению базиса эрозии. Река возобновила свою донную эрозию, для достижения профиля равновесия.
Базис эрозии является общим для всей речной системы. Постепенно в нижнем течении реки уклон продольного профиля уменьшается, приближаясь к горизонтальной линии, уменьшается скорость течения и, следовательно, затухает глубинная эрозия.

Рис. 4. элементы речной долины (Кныш С.К., Геология ч. 1 эндогенные процессы, Томск 2004)

Речная долина - это эрозионно-аккумулятивная форма рельефа, возникающая в результате деятельности постоянных водотоков.

Одновременно с эрозией реки при своем движении захватывают продукты разрушения (при выветривании или эрозии) горных пород и переносят их волочением по дну, во взвешенном состоянии, и в растворенном виде. Влекомые по дну и взвешенные частицы принято называть твердым стоком рек.

Одновременно с эрозией и переносом происходит и отложение обломочного материала. Уже на первых стадиях развития реки при явном преобладании процессов эрозии и переноса на отдельных участках частично откладывается обломочный материал. Отложения, накапливающиеся в речных долинах в результате деятельности водного потока, называются аллювиальными отложениями или аллювием. В маршруте №3 мы познакомились с аллювием р. Томи, который представляет из себя хорошо окатанные породы. Размер галечника от 1 см. до 5, также встречаются валуны. По составу аллювий очень разнообразен: осадочные породы, магматические и кварц-полевошпатовые.

Известно, что эпохи слабого проявления тектонических движений, когда происходит выравнивание рельефа, сменяются эпохами относительно быстрых поднятий и опусканий земной коры. На месте плоскодонных долин появляются молодые эрозионные врезы V - образного типа. Происходит как бы «омоложение» речной долины. Река вновь начинает вырабатывать продольный профиль применительно к новым соотношениям с базисом эрозии. В результате в реке формируется новая пойма на более низком гипсометрическом уровне. Прежняя пойма останется у коренного склона долины в виде площадки, сочленяющейся с новой поймой уступом и не заливаемой талыми водами. Последующее оживление тектонических движений вновь вызовет врезание потока в коренные породы и формирование плоской долины на еще более низком уровне.

Таким образом, в речных долинах образуется лестница террас, возвышающихся друг над другом. Они называются надпойменными террасами. Самая высокая является наиболее древней, а низкая - самой молодой. Нумерация террасы, снизу от более молодой. У каждой террасы различают следующие элементы: террасовидную площадку, уступ или склон, бровку террасы, тыловой шов, где терраса сочленяется со следующей террасой или склоном (см. рис).

Рис. 5. элементы надпойменных террас (Кныш С.К., Геология ч. 1 эндогенные процессы, Томск 2004)

В основании аллювиальных отложений каждой террасы всегда располагается цоколь, сложенный коренными горными породами. В зависимости от высотного положения цоколя и мощности аллювия выделяются три типа террас.

Эрозионные террасы (размыва), в которых почти вся террасовидная площадка и уступ слагаются коренными породами, и лишь местами на поверхности сохраняется аллювий. Они образуются в молодых горных сооружениях в результате интенсивных тектонических движений.

Аккумулятивные террасы, в которых площадка и уступ полностью сложены аллювиальными отложениями, а цоколь из коренных пород всегда ниже уровня реки и никогда, не обнажается. Они образуются в пределах низменных платформенных равнин, в межгорных и предгорных впадинах.

Цокольные или смешанные, эрозионно-аккумулятивные террасы характеризуются тем, что в нижней части уступа выходит на поверхность цоколь, а верхняя часть уступа и площадка сложены аллювием. Они образуются в переходных зонах от поднятий к погружениям, реже к равнинам.

В отличие от морей, озёра имеют небольшие размеры, расположены преимущественно внутри континентов и, как правило, не связаны с Мировым океаном. Общая площадь озёр 2,7 млн. кмІ (2% площади континентов).

Происхождение и типы озёрных впадин. Озёрные впадины могут быть экзогенного и эндогенного происхождения. Те и другие, в свою очередь, разделяются на плотинные и котловинные.

Плотинные экзогенные впадины развиты широко. Сюда же относятся искусственные водохранилища.

Котловинные впадины имеют различное происхождение.

Наиболее распространены котловины, связанные с ледниковой деятельностью.

Плотинные эндогенные впадины распространены реже.

Котловинные эндогенные впадины очень распространены. Примерами могут служить озеро Байкал (глубина до 1741 м).

Озёра бывают:

1. бессточные, 2.проточные, 3. озёра с перемежающимся стоком,

4. некоторые озёра имеют подземный сток.

Сенная Курья - самая молодая старица реки Томи

Озёрные отложения.

Накопление осадков в озёрах осуществляется за счёт сноса с континента механически разрушенного (терригенного) и химически растворённого материала, а также в результате жизнедеятельности организмов. Кроме климата на характер осадконакопления влияет величина площади бассейна стока и его интенсивность.

Болотами называют участки земной поверхности, характеризующиеся избыточным увлажнением верхних горизонтов почво-грунтов и горных пород, развитием болотной растительности и образованием торфа.

По характеру водно-минерального питания, составу растительного покрова, форме поверхности болота внутри континентов подразделяются на низинные, верховые и переходные.

а) низинные болота - располагаются в понижениях рельефа и характеризуются плоской или вогнутой поверхностью. Питаются низинные болота грунтовыми и речными водами с большим содержанием минеральных солей.

б) переходные болота с мезотропной растительностью, которой для прорастания требуется малое количество минеральных солей.

в) верховые болота располагаются обычно на водоразделах и имеют выпуклую поверхность. Основное питание это поверхностные воды, в которых небольшое содержание минеральных солей.

К отложениям болот относятся некоторые хемогенные и органогенные осадки. К первым относится болотная известь или болотный мергель, а также болотные или дерновые железные руды.

Наибольшее значение среди болотных отложений имеет торф, образующийся из различных остатков болотной растительности - мхов, трав, кустарников и деревьев.

4. Геологическая деятельность подземных вод

К подземным относятся воды, находящиеся в недрах Земли в жидком, парообразном и твердом состоянии и заполняющие поры, пустоты и трещины в горных породах. По происхождению различают воды:

инфильтрационные, образованные в результате проникновения атмосферных осадков в толщу горных пород;

(Выходы инфильтрационных вод у подножия III н/т на Каштаке).

конденсационные, образованные из влаги атмосферного влажного воздуха, проникающего в почву или выходящие на дневную поверхность породы, обычно в засушливых областях;

седиментогенные, образованные в результате захоронения вод морского происхождения, высокоминерализованные и сильно измененные под влиянием давления и температуры;

межаморфогенные, образованные в результате дегидратации под действием температуры и давления минералов, содержащих в своем составе воду.

Вода в горных породах может находиться в парообразном, жидком и твердом состоянии, в связном (кристаллизационная, конституционная, гигроскопическая, плёночная и капиллярная вода) и свободном (гравитационная) виде.

Гравитационная вода содержится в порах пород, может перемещаться и выполнять механическую и химическую работу, поэтому собственно эта вода и является подземной.

Различают подземные воды принадлежащие к зонам аэрации и насыщения.

В зоне аэрации различают воды:

почвенные, связанные с инфильтрацией атмосферных осадков и различных поверхностных вод;

верховодку - воды, образующиеся на небольшой глубине, задерживающиеся линзами и прослоями водоупорных пород.

В зоне насыщения различают воды:

грунтовые, залегающие на первом водоупорном горизонте, из - за отсутствия водоупорной кровли подпитывающиеся атмосферной влагой;

межпластовые воды (ненапорные) - залегают между двумя водоупорными толщами с областями питания, значительно удаленными от водоносного горизонта и выходят на поверхность. Режим грунтовых вод из - за сезонных колебаний подвержен значительным колебаниям. В сельской местности - источник водоснабжения. Верхняя граница грунтовых вод - уровень или зеркало грунтовых вод. Порода, насыщенная водой, называется водоносным горизонтом. По направлению уклона местности подземные воды движутся под действием собственного веса по порам и трещинам. Разгрузка происходит в пониженных участках в виде исходящих источников (родников).

напорные подземные воды (артезианские) залегают между двумя водоупорными толщами, насыщают весь водоносный горизонт и обладают гидростатическим напором. Большие скопления напорных вод - артезианские бассейны, находятся обычно в прогибах. При снятии напора вода поднимается выше уровня грунтовых вод. Артезианские воды способны образовывать восходящие источники, «бьющие ключи». Не загрязнены. Область питания находится на значительном расстоянии от области

распространения. Артезианские скважины в г. Томске являются основным источником питьевой воды.

Разрушительная деятельность подземных вод проявляется главным образом в химическом разрушении и выщелачивании горных пород, что связано с содержанием в них кислорода, углекислоты, различных органических и неорганических веществ. Суффозии - подземные воды подмывают горные породы у своего выхода и те осыпаются. Наблюдаются на Лагерном саду.

5. Геологическая деятельность ветра

Горные породы, обнажаясь на поверхности Земли, подвергаются постоянному воздействию атмосферы и других природных агентов и претерпевают выветривание, т.е. постепенно превращаются в обломочный или растворенный материал. Известны 2 типа выветривания - физическое и химическое. Оба типа обычно проявляются совместно, причем значимость каждого зависит от климатических условий.

Физическое выветривание.

В тех местах, где протекание природных химических реакций ограничено недостатком влаги или тепла характерно для пустынь и холодных областей, основную роль в процессе выветривания играют температурные колебания атмосферы (температурное выветривание). Так в пустынях с жарким климатом перепады между дневными и ночными температурами нередко достигают 40єС. В течение дня поверхностные слои пород разогреваются солнцем, при этом слагающие их минералы расширяются но в различной степени, в результате чего в породах создается внутреннее ослабляющее их напряжения. Ночью протекает обратный процесс - быстрое охлаждение пород и столь же неравномерное сжатие минералов. В горах и тундре, для которых характерны сильные колебания низких температур. Происходит постоянное чередование процессов замерзания поверхностных вод и последующего таяния льда. Вода, накопившаяся в порах, трещинах и расщелинах пород, ночью превращается в лед, объем которого на 9% превышает первоначальный объем воды. Физическому выветриванию нередко способствует разрушение их корнями растений (особенно деревьев), сверлящими животными и даже поражение вершин скал молниями.

Химическое выветривание.

Более интенсивное и глубокое разложение пород происходит в теплых и очень влажных областях (тропические), где активно идут химические и биохимические реакции. Природные химические реакции очень сложны и в общих чертах сводятся к следующему. Дождевые воды, выпадая на землю и проходя через атмосферу, поглощают из нее некоторые газы (О2, СО2) захватывают и растворяют мельчайшие рассеянные в атмосфере частички различных солей. Достигнув земной поверхности, эти воды растворяют некоторые находящиеся в почве органические кислоты и становятся, т.о., способными вступать в органические реакции с минералами горных пород. Под действием химически активных вод минералы постепенно разлагаются или просто растворяются, причем многие продукты разложения выносятся подземными водами, либо увеличиваются в объеме, тем самым, оказывая давление на окружающие более стойкие минералы.

К процессам химического выветривания относятся окисление, гидратация, растворение и гидролиз. Окисление особенно интенсивно происходит в минералах, содержащих Fe - окисление магнетита до устойчивой формы гематита.

Гидратация. В процессе гидратации происходит закрепление молекул воды на поверхности отдельных участков кристаллических структур минералов.

Растворение. Под действие стекающей по поверхности горных пород и проникающей через поры и трещины глубины воды происходит растворение некоторых минералов. Этот процесс ускоряется за счет высокой концентрации ионов Н2, а также содержания О2, СО2 и органических кислот.

Гидролиз - это процесс разрушения кристаллической структуры под действием воды и находящихся в ней ионов. В результате образуется новая структура, существенно отличающаяся от первоначальной. Характерен для силикатов алюмосиликатов. При этом каркасная структура ПШ превращается в слоистую, характерную для вторичных (гипергенных) глинистых минералов. Из кристаллической решетки ПШ выносятся растворимые соединения сильных оснований (К, Nа, Cu) которые образуют с СО2 истинные растворы бикарбонатов и карбонатов (К2, СО3, Na2CO3, CaCO3) они либо выносятся с места их образования, либо остаются на месте (в условиях сухого климата).

Происходит частичный вынос кремнезема и присоединение гидроксильньгх ионов.

Кора выветривания.

Корой выветривания называют комплекс остаточных или несмещенных продуктов выветривания, остающихся на месте разрушения коренных горных пород (элювий).

Процесс формирования кор выветривания включает:

Разрушение и химическое разложение горных пород с образованием продуктов выветривания.

Частичный вынос и перераспределение продуктов выветривания.

Синтез новых минералов в результате взаимодействия продуктов выветривания в ходе их миграции.

Метасамасоматическое замещение минералов материнских пород.

Различают генетические типы коры выветривания.

а) автоморфная - остаточные или несмещенные продукты выветривания, остающиеся на месте разрушения коренных пород (элювий).

б) гидроморфная (вторичная) - образующаяся в результате выноса - почвенными и грунтовыми химических элементов в виде и коллоидных растворов при формировании автоморфной коры.

Полезные ископаемые: бокситы, железные и марганцевые руды образуют крупные скопления, кроме того, руды никеля, кобальта и др.

6. Геотектоника

Город Томск имеет очень сложную тектоническую структуру. Его район расположен на северно-западной окраине Саяно - Алтайской складчатой области. А как известно для этой области характерна герцинская складчатость. Поэтому нас не удивляет, что г. Томск и его окрестности находятся в области погружения герцинид Колывань - Томской складчатой зоны под мезозойско-кайнозойский чехол эпигерцинской Западано - Сибирской плиты.

В истории геологического развития района выделяют два основных геотектонических цикла и соответствующие им структурные этажи: герцинский и мезозойско-кайнозойский.

а) Антиклинальная складка

б) Синклинальнавя складка

Нижний структурный этаж слагается герцинидами, которые представлены шельфовыми, преимущественно терригенными, прибрежно-морскими и лагунно-континентальными отложениям нижнего карбона, залегающими с несогласием на сложнодислоцированном салаирском основании. Отложения нижнего карбона подверглись интенсивной складчатости герцинского цикла тектогенеза, в результате чего были собраны в напряжённые антиклинальные и синклинальные складки СВ простирания. Складки асимметричны, слегка опрокинуты на северо-запад. Юго-восточные крылья антиклиналей положе, чем северо-западные. Породы нижнего карбона выглядят так: они интенсивно рассланцованы, сильно раздроблены, имеются часть зоны дробления, перетирания, которые ориентированы параллельно складчатыми структурами. Стратифицированные отложения прорваны монцонит-долеритовым комплексом даек. Общая мощность отложений этого этажа составляет около 6 км.

Колывань - Томская складчатая зона является основной структурой томского района. На востоке и юго-востоке она ограничена Томским надвигом (шарьяжем), а с северной, западной и юго-западной сторон закрыта рыхлыми отложениями чехла. Ширина Колывань - Томской складчатой зоны составляет 80-140 км. Мощность коры складчатой зоны составляет 41-42 км.

Верхний структурный этаж слагается мезозойско-кайнозойскими платформенными отложениями чехла Западно-Сибирской плиты. Он представлен континентальными терригенными не дислоцированными рыхлыми породами. Мощность отложений верхнего структурного этажа в пределах района достигает первых сотен метров.

6. Полезные ископаемые Томской области

1. Рудные полезные ископаемые

Колпашевский железорудный бассейн с его уникальными запасами руды сформировался в морских условиях. Поступление железа в морской бассейн было тесно связанно с развитием мезозой-палеогеновой коры выветривания. На территории г. Томска и более южных районов Сибири происходило химическое выветривание горных пород. Железо, содержащееся в них, выщелачивалось. Об интенсивности выщелачивания железа при процессе выветривания свидетельствует белая окраска (отбеливание) коры выветривания: продукты выветривания лишены железа. Известно, что даже небольшие количества железа окрашивают минеральные образования в бурый, а примеси в зеленый.

Сидеритовые руды слагают сравнительно небольшие тела, встречающиеся во многих местах, где сохранились реликты мезозойской коры выветривания. При выщелачивании железа оно при благоприятных условиях оседало в виде сидерита. У нижней границы коры выветривания в ряде мест можно видеть заполнение сидеритом трещин в сланцах и «замещение» сланцев сидеритом. Сидеритовые руды легкоплавкие. Если сейчас из-за малых размеров рудньх тел они не привлекают к себе внимания, то в прошлом из этих руд люди выплавляли кустарным способом железо.

Золото, сурьма, ртуть.

Кварцевые жилы в окрестностях г. Томска. В районе д. Семилужки был обнаружен антимонит. В Томском районе также обнаружена киноварь. Формирование кварцевых жил и содержащихся в них рудных минералов связанно с эндогенными гидротермальными процессами.

2. Строительные полезные ископаемые

Месторождения глин. В процессе формирования мезозой палеогеновой коры выветривания образовались большие массы преимущественно каолиновых глин. Глины используются Богашевской фабрикой художественных керамических изделий, для изготовления плиток и других изделий. Белые глины в Томске используются для побелки стен. Элювиальные месторождения глин весьма обильны: реликты мезозой-палеогеновой коры выветривания, как мы могли убедиться в маршрутах по окрестностям города, имеются и по р. Томи и по ее правым притокам.

Кварцевые пески. Формирование слоев почти чистых кварцевых песков происходило примерно так же, как у цирконовых россыпей. Только кварца в осадочных породах несравненно больше, поэтому накопления кварцевых песков весьма большие. Кварцевые пески используются для производства стекла, силикатного кирпича. Современные здания сложены или облицованы этим кирпичом. Кварцевые пески могут быть использованы в металлургической промышленности.

Русловой аллювий - галечники и гравий - представляет собой ценный строительный материал. Он используется для строительства дорог, бетонных конструкций. Благодаря быстрому смещению аллювия месторождения постоянно пополняются, особенно в половодье. При этом прирост запасов может превышать расход.

Дюны. Огромные массы дюнных песков (в основном в левобережье р. Томи) составляют крупные месторождения строительных материалов. Здесь организованна карьерная добыча песков. Лессовидные покровные суглинки в районе г. Томска используются в качестве сырья для производства кирпича.

3. Горючие полезные ископаемые.

Торф в томских болотах накапливается интенсивно. Он используется в качестве топлива, представляет собой сырье для - химической промышленности, а также для удобрений полей.

Каменные угли, пласты которых встречаются в каменноугольных сланцах, образовались за счет торфов, накопившихся в свое время в прибрежноморских бассейнах.

Нефть и газ. Известно, что недра Томской земли богаты нефтью и горючим газом. Формирование нефтегазпроизводящих и нефтегазвмещающих толщ имело место в морском бассейне. Наиболее благоприятные условия для накопления этих толщ в юрском и меловом периодах. Однако установлены залежи газа в палеозойских пластах. В связи с этим не исключается возможность обнаружения признаков, характерных для нефтепроизводящих и нефтевмещающих пластов, в слоях палеозойских сланцев в разрезах г. Томска. Нефть на территории Томской области была получена в 1953 г. из скважины у г. Колпашево с глубины 2860 м. Залежи нефти не имели промышленного значения, но они подтвердили предположение. Первый мощный фонтан промышленной нефти получен 18 августа 1962 года у д. Соснино Александровского района. Это месторождение крупное и многопластовое. Затем были отрыты многие другие месторождения. Первое газоконденсатное месторождение в области открыто 15 апреля 1962 г. в 50 км от села Каргасок, его назвали Усть-Сильгинским.

4. Гидротермальное сырьё

Гидротермальное сырьё - это подземные воды, содержащие в промышленных концентрациях йод, бром, литий, рубидий, стронций, калий и т.д. Прогнозные эксплуатационные запасы их могут обеспечить выход суммарной продукции: йода-360 м/год, брома-5416 т/год, стронция-23555 т/год, лития-212 т/год. По данным исследований, в области присутствуют воды, содержащие повышенные концентрации золота.

7. Биолокация

Биолокация - «совокупность приемов и методов, используемых для определения пространственно удаленных объектов». Приведенное определение является наиболее общим, допускающим использование разных приемов и методов, но не раскрывающим их сущность. В проблематике, которой посвящена книга рассматриваемое понятие озвучиваем так: «Биолокация - совокупность приемов и методов, используемых оператором для определения разноудаленных объектов путем их сверхчувственного восприятия, визуализируемого посредством биолокационного эффекта»

Биолокационный метод может быть использован на всех стадиях поисково-разведочных работ от региональных до детальных съемок. Работы выполняются преимущественно по протяженным одиночным маршрутам, а так же по системе профилей в пешеходном варианте с использованием автомобильного и воздушного транспорта, плавучих средств, то есть оператор может работать с индикатором в руках, перемещаясь по местности пешком в обычном режиме, или сидя в автомобиле, самолете, вертолете, или находясь на судне.

Во время биолокационного поиска применяют индикаторы двуручные (П - образные), одноручные (Г - образные) и маятники. При этом измеряют интенсивность биолокационного эффекта, характеризующегося числом оборотов рамки или углом ее отклонения во время пешеходного перемещения по равным (по протяженности) участкам маршрута, разделенного пикетами с расстоянием между ними в 20 м реже - 50 м. В случае перемещения на автомобиле, вертолете, самолете или судне подсчет ведут за определенный интервал времени или пройденное расстояние (на самолете, вертолете через 10с или 20с).

Выявление тектонических зон

Тектонические трещины и зоны дробления различной мощности хорошо фиксируются резкими и многократными переменами знака вращения, то есть при их пересечении П - образная рамка начинает подниматься вверх и сразу же опускаться вниз Подъемы и опускания такой рамки быстро чередуются. Если же в двух руках буду Г - обращенные рамки, они начнут то сходиться вовнутрь пространства между руками, то расходиться в стороны. При наличии мощной тектонической зоны ее прослеживание ведется по линиям перемены знака вращения, расположенным в периферической части зоны. Уточнение положения самой зоны проводится с помощью коротких маршрутов прокладываемых вкрест ее простирания.

Определение поперечных размеров небольшой выявленной тектонической зоны можно осуществить следующим способом. Оператор встает в зону (примерно в ее центре). В его руках две Г - образные рамки. Он разводит руки в стороны. Рамки сначала начинают вращаться, а затем на границах зоны прекращают вращение и устанавливаются параллельно друг другу. Ширина тектонической зоны будет как раз равна расстоянию между рамками.

8. Прогноз геодинамических явлений

Геодинамика отрасль геологии, изучающая силы и процессы в коре, мантии и ядре Земли, обусловливающие глубинные и поверхностные движения масс во времени и пространстве. Геодинамика использует магнитометрические, сейсмометрические, гравиметрические и другие данные, а также геологическое моделирование и геохимические характеристики. Геодинамика лежит в основе тектоники литосферных плит. Нелинейная геодинамика изучает явления и процессы, связанные как с нерегулярными, хаотическими и другими импульсами в земных глубинах, так и с воздействиями внеземных факторов (движение комет, падение метеоритов и др.).

Возродившись, гипотеза А. Вегенера усилиями ученых ряда стран обрела много новых, весьма весомых доказательств своей правоты. Так, например, выяснилось, что горные породы, содержащие магнитные материалы, способны за - поминать древнее магнитное поле Земли. Восстановление такого поля по образцам пород с разных континентов и по магнитным аномалиям на океанах привело к исключительно интересному и важному выводу: с течением времени положения всех континентов на поверхности Земли существенно изменялись. Опираясь на собранный новый фактический материал о земном магнетизме, ученые довольно точно определили, когда откололись и начали удаляться друг от друга различные части Пангеи. Геологи Массачусетского технологического института (США) и университета Сан-Паулу в Бразилии, используя методику датировки с помощью радиоизотопов, сопоставили слои горных пород в западной части Африки и на восточном побережье Южной Америки. Горные породы и их возраст совпали точно, вплоть до месторождений железной руды, олова и золота. Новейшие научно-технические средства, появившиеся во второй половине нашего века, позволили ученым проникнуть в тайны глубин океанов, ранее совершенно недоступных. Обнаружилось, что по дну всех океанов единой лентой протянулся гигантский срединноокеанический хребет. Его размеры оказались поистине грандиозными: длина достигает в общей сложности примерно 65 тысяч км, ширина у основания - около 2 тысяч км, а возвышение над окружающими глубоководными котловинами - 4 км. Почти по всей его длине вдоль гребня протянулась так называемая рифтовая долина. Там обычно наблюдаются повышенные тепловые потоки из земных недр и частые мелкофокусные землетрясения. Так, в ходе активного изучения прошлого и настоящего нашей планеты, гипотеза дрейфа континентов претерпела значительную модернизацию и переросла в фундаментальную теорию тектоники литосферных плит, новую глобальную тектонику. За каких-нибудь 10-15 лет новая глобальная тектоника произвела подлинную революцию в науках о Земле. Тем не менее нельзя не отметить, что есть еще геологи, продолжающие по-прежнему упорно отстаивать представления о неподвижном (фиксированном) положении всех континентов и практически полностью отвергающие горизонтальные движения в земной коре. Теория тектоники литосферных плит охватывает геологическое развитие всей планеты.

Размещено на Allbest.ru

...