Геологія з основами геоморфології

Супіски - породи, число пластичності яких складає від 1 до 7%, а суглинки - із числом пластичності від 7 до 17%. Зцементовані супіски та суглинки називаються алевролітами, у воді такі породи не розмокають.

Глинисті породи. Сюди відносяться глини, які досить поширені на поверхні Землі. Ці породи складаються як з механічно утворених при руйнуванні інших порід найтонших уламків, так і з часток, які виникли в результаті хімічного розкладання древніх порід. Типовими мінералами глин є каолініт, ілліт та монтморилоніт. Число пластичності глин складає більше 17%. Щільні, зцементовані кремнеземом глини називаються аргілітами, а суглинки - алевролітами. Вони розколюються на плитки і не розмокають. Для визначення супісків, суглинків та глин у польових умовах застосовують досить простий спосіб. Грудочку породи подрібнюють, злегка змочують водою і скачують у кульку, яку потім здавлюють пальцями. Якщо при цьому кулька розсипається, то породу відносять до супісків; якщо не розсипається, але по краях такої таблетки утворюються тріщини - до суглинків; типова глина розплющується в коржик без утворення тріщин по краях.

Хімічні й органічні породи. Ці породи в переважній своїй більшості утворюються у водних басейнах. Перші - внаслідок випадання осадів із розчинів в результаті різних реакцій, другі - в результаті накопичення відмираючих організмів, котрі поглинали із розчинів деякі солі для створення свого тіла і скелету. Всі ці осади внаслідок наступного переродження (діагенезу) перетворюються в гірські породи хімічного й органічного походження. Багато з цих порід пов'язані одна з другою поступовими переходами, що затрудняє визначення порід за походженням і тому їх часто називають біохімічними. Класифікація хімічних і органічних порід проводиться, як правило, за їх хімічним складом. Серед них виділяють карбонатні, кремнисті, залізисті, галоїдні, сульфатні та інші породи. Окремо виділяють горючі породи або каустобіліти.

Карбонатні породи найпоширеніші з цієї групи. Представлені вони найчастіше вапняками, доломітами й мергелями.

Вапняк - дуже поширена мономінеральна порода, що складається з кальциту, легко визначається за бурхливою реакцією із соляною кислотою. Колір вапняків найчастіше білий або світло-жовтий, але за рахунок домішок може бути змінений аж до чорного. Вапняки бувають органічного й хімічного походження. Якщо вдається визначити, із залишків яких організмів складається вапняк, то за ними йому дається більш точна назва наприклад, фузуліновий, кораловий та ін. Якщо ж організми не визначені, а порода складається з цілих та битих черепашок, то вона називається вапняк-черепашник. Різновидом органогенного вапняку є крейда, котра складається головним чином з надзвичайно дрібних раковин форамініфер, їх уламків, порошкоподібного кальциту й скелетів найпростіших морських водоростей. Крейда - біла землиста порода, широко використовується в народному господарстві. Вапняки хімічного походження зустрічаються у вигляді:

а).щільних вапняків з тонкокристалічною масою;

б). оолітових вапняків, які складаються з дрібних кульок шкаралупкової або радіально-променистої будови, з'єднаних карбонатним цементом;

в). вапнистого туфу, який складається з дрібнокристалічного кальциту. Ця пориста маса утворюється з розчиненого у воді вуглекислого кальцію, котрий випадає в осад. Вапнистий туф називають також травертином;

г). натічних утворень кальциту, які утворюються з осадів підземних вод. Найбільш характерними для них є печерні утворення - сталактити й сталагміти (від грець "сталактос" - те, що натікає по краплі і "сталагма" --крапля).

Доломіт складається з мінералу цієї ж назви. Зовні він подібний до вапняку, але відрізняється від нього слабкою реакцією із соляною кислотою, буруватим кольором і більшою твердістю. Утворюється він у результаті хімічної зміни вапнякових осадів. Доломіт використовується як флюс, вогнетрив, а також у будівельній справі. Родовища відомі на Донбасі, Львівщині.

Мергель - порода змішаного складу, складається на 50-75% з кальциту і на 25-50% із глинистих часток. Зовні мергель мало чим відрізняється від вапняку, характерною його ознакою є бурхлива реакція з соляною кислотою, після якої на поверхні мергелю залишається сіра пляма, утворення котрої пов'язане з концентрацією глинистих часток на місці реакції. Порода широко застосовується для виробництва цементу. Родовища зустрічаються часто.

Кремнисті породи бувають як хімічного, так і органічного походження. Серед них найбільш відомі діатоміт, трепел, опока і яшма.

Діатоміт - біла, легка, пориста порода маже руки, легко розтирається, а порошок, прилипає до язика. Складається з дуже дрібних опалових шкарлупок діатомових водоростей (звідси і назва породи). Використовується як фільтрувальний матеріал, служить сировиною для виробництва рідкого скла. Родовища відомі в Поволжі (Росія).

Трепел - зовні важко відрізняється від діатоміту, хоч складається він не з органічних залишків, а з найдрібніших зерен опалу, із незначною домішкою шкаралупок діатомових водоростей. Колір трепелу від білого до темно-сірого. Характерною його ознакою є низька щільність і здатність вбирати вологу (прилипає до язика). Застосовується як фільтрувальний матеріал, для теплової й звукової ізоляції, при виробництві цементу і рідкого скла.

Опока - тверда порода білого, сірого або чорного кольору, часто має раковистий злам. Найтвердіші її різновиди при ударі розколюються з характерним дзвінким звуком. Опока складається із зерняток опалу та залишків кремнієвих скелетів організмів, зцементованих кремнистою речовиною. Застосовується як фільтрувальний матеріал. Родовища діатоміту, трепелу та опоки відомі у Львівській області.

Яшма - щільна халцедонова порода, значну частину якої складають домішки і забарвлюючі речовини. Забарвлення різноманітне. Застосовується як виробний камінь. Кращі б світі яшми відомі на Уралі та Алтаї.

Залізисті породи утворюються внаслідок руйнування (вивітрювання) магматичних та метаморфічних порід, вміщують іноді 2-3% заліза. Залізо може накопичуватись на місці вивітрювання або переноситись з розчиненому виді в моря і озера, де й осідає.

Найпоширенішими залізистими породами є лімоніти, які є гідроксидами заліза з піщаним або глинистим матеріалом. За зовнішнім виглядом це, як правило, бобові або оолітові утворення, інколи натічної форми. Колір від жовтого до бурого з різними відтінками.

Сидерити - (від грецьк. "сидерос" - залізо) - утворюють суцільні зернисті маси жовтого та сірого кольору, є цінною рудою на залізо. Складаються з однойменного мінералу. Родовища відомі на Керченському півострові, в Закарпатті, Донбасі, Східних Карпатах.

Галоїдні та сірчанокислі породи утворюються внаслідок хімічних процесів. Сюди відносяться кам'яна сіль, гіпс, ангідрит та інші мономінеральні породи, котрі складаються з породоутворюючого мінералу і різних, головним чином, механічних домішок.

Фосфатні породи. Сюди відносяться пісковики і глини, збагачені кальцієвими солями фосфорної кислоти з умістом їх до 40 %. Зустрічаються вони у вигляді конкреційних та жовнистих різновидів або пластових покладів.

Фосфорити - (від лат. "фосфорус" - той, що несе світло) - складаються більш як на 50% з аморфних або дрібнокристалічних фосфатів кальцію (апатит або мартиніт) із домішками кальцію, гіпсу. Утворюються в результаті випадання хімічного осаду в морських умовах. Колір їх сірий, темно-сірий, чорний. Утворюють конкреції з характерною радіально-променистою будовою. Застосовується як добриво і для отримання фосфору. Відомі родовища в Дніпровсько-Донецькій западині, а також у Придністров'ї (Новоушицьке в Хмельницькій та Незвиське в Івано-Франківській областях), Закарпатті (Кобилецька Поляна).

Каустобіоліти (від грецьк. "каустос" - горючий, "біос" - життя і лат. "літос" - камінь. Під цією назвою об'єднується велика група органогенних порід і мінералів. Вони бувають твердими: торф, горючі сланці, буре та кам'яне вугілля, антрацит, асфальт, озокерит, бурштин (янтар); рідкими (нафта) та газоподібними (горючі гази). Каустобіоліти мають велике народногосподарське значення.

Будівельні властивості осадових порід. Осадові породи широко використовуються в будівництві. Великоуламкові та піщані породи застосовуються в дорожньому будівництві, а також як наповнювачі бетонів. Пісковики служать хорошими основами для споруд, глини використовуються для виробництва цегли, вапняки - для отримання вапна і т.д.

Метаморфічні гірські породи

Магматичні та осадові породи після свого утворення не залишаються без змін. Внаслідок різних переміщень у літосфері вони можуть опускатись на великі глибини, де на протязі тривалого часу потрапляють під вплив високої температури і великого тиску. Під дією цих факторів породи в тій чи іншій мірі змінюють свій зовнішній вигляд та мінеральний склад. Процес зміни може бути настільки значним, що навіть при мікроскопічному дослідженні не завжди вдається встановити, в результаті зміни якої породи утворилась дана. Процес зміни гірських порід під дією високої температури, великого тиску та дії газів і розчинів називається метаморфізмом, а утворені при цьому породи - метаморфічними.

При опусканні окремих ділянок земної кори на великі глибини метаморфізмові піддаються потужні товщі порід на значних площах. Такий метаморфізм називається регіональним. Метаморфізм відбувається і в місцях, де проникаюча магма стикається з уміщуючими породами. В цьому випадку зміни відбуваються в зоні контакту (стикування) і такий метаморфізм називають контактовим. Зміну породи під впливом великих тисків, які виникають у літосфері внаслідок великих напружень, називають динамічним метаморфізмом. Класифікацію метаморфічних порід демонструє таблиця 1.3.3.

Структура метаморфічних порід кристалічна, але її виникнення дещо інше, ніж у магматичних порід, так як кристали утворюються не внаслідок охолодження магми, а в результаті перекристалізації порід у твердому стані. Найбільш характерною для метаморфічних порід текстурою є сланцювата. Вона утворюється внаслідок того, що під впливом великих односторонніх тисків усі кристали в породі розташовуються довгим боком перпендикулярно напряму цього тиску. По сланцюватості порода розколюється на окремі, інколи дуже тонкі, пластинки. Крім сланцюватої спостерігаються і інші текстури: смугаста (смуги різного мінерального складу й забарвлення чергуються між собою) та масивна.

Таблиця 1.3.3. Класифікація метаморфічних порід

За ступенем метаморфізації породи дуже відрізняються одна від одної. Найнижчим ступенем метаморфізму характеризуються глинисті сланці, які утворюються на початковій стадії зміни глинистих осадів Ці зміни настільки незначні, що глинисті сланці інколи можна віднести ще до осадових порід. Від останніх вони відрізняються добре вираженою сланцюватістю, паралельно якій глинисті сланці легко розколюються на пластини. У сланцях глинисті мінерали частково перекристалізовані з утворенням біотиту, серициту, хлориту (обидва мінерали з групи слюд), кварцу. Колір сланців - зелений, сірий, бурий, чорний, вони не розмокають у воді.

Філіти мають повнокристалічну структуру, та тонкосланцювату текстуру. В них неозброєним оком кристали майже не розрізняються. Філіти складаються з дуже дрібних кристалів слюд, кварцу, польового шпату. Колір їх зеленуватий, сірий, чорний.

Кристалічні сланці - більш метаморфізовані, добре розкристалізовані породи, утворюються при значно більших тисках і температурах. Текстура їх здебільшого сланцювата. Сюди відносяться сланці хлоритові, графітові, пірофілітові (за назвою однойменного мінералу, від грецьких "пір" - вогонь і "філлон" - лист - за здатність розщеплюватись під дією вогню на тонкі листочки) та ін.

Кварцит - порода, яка складається цілком із кварцу, має повнокристалічну, як правило дрібнозернисту структуру. Він утворюється за рахунок перекристалізації кварцових пісків, пісковиків та інших осадових порід. Колір - білий, темно-сірий, але домішки можуть забарвлювати його в червоно-бурий та інші тони. Текстура масивна, порода дуже міцна. Залізисті кварцити (джеспіліти - від англ "джеспер" - яшма і грецьк. "літос" - камінь) використовуються як руда на залізо. Значні за запасами родовища джеспілітів розробляються поблизу Кривого Рогу. Родовища пірофілітових сланців і кварцитів розробляються в Житомирській області.

Мармур - порода, якій притаманна повнокристалічна структура, складається із зерен кальциту. Утворюється він за рахунок перекристалізації вапняків, та інших осадових порід, багатих на кальцит. Для нього характерно світле забарвлення, бурхливо реагує із соляною кислотою. Текстура мармуру здебільшого масивна. Родовища мармуру є на Донбасі, на Волині (Козіївка), у Закарпатті і в Криму.

Гнейс - глибокометаморфізована порода, характеризується смугастою або сланцюватою текстурами. До складу входять кварц, польовий шпат, слюди, рогова обманка. При наявності слюд гнейс називають біотитовим, мусковітовим або двохслюдяним. В гнейси інколи входять також гранати, піроксени (мінерали класу силікатів, від грець "пір" - вогонь і "ксенос" - чужий, їх вважали невластивими для магматичних порід), графіт. За перевагою того чи іншого мінералу розрізняють гнейси гранатові, графітові тощо. Гнейси можуть виникати в результаті метаморфізму магматичних (ортогнейси) або осадових (парагнейси) порід. Розробляються в багатьох родовищах Українського кристалічного щита.

Будівельні властивості метаморфічних порід. Слід відмітити, що метаморфічні породи порівняно рідко використовуються як будівельний камінь. Це пов'язано зі сланцюватою текстурою цих порід, яка різко понижує їх міцність. Мармур широко використовується для оздоблення будівель і т.д.

2. Динамічна геологія та геоморфологія

2.1 Геологічні процеси та їх роль у рельєфоутворенні. Ендогенні процеси

Поняття про геологічні процеси. Ендогенні процеси

Одна з основних властивостей географічної оболонки - динаміка. Всі природні тіла знаходяться не в статичному стані, а в динамічному, весь час закономірно й цілеспрямовано розвиваючись. В надрах планети і на її поверхні постійно відбуваються процеси, що пов'язані з утворенням, розпадом та метаморфізацією мінералів, гірських порід, утворенням та зміною структурних елементів земної кори, появою та руйнуванням різноманітних форм рельєфу. Ці та інші процеси носять назву геологічних. Рельєф, посідаючи контактне місце у географічній оболонці (на стику твердої оболонки із рідким і газовим середовищами), утворюється безперервною взаємодією й боротьбою двох основних сил природної динаміки Землі - ендогенних та екзогенних геологічних процесів. Ендогенні процеси - це фізичні і хімічні процеси й перетворення, що відбуваються у надрах Землі, в першу чергу в земній корі і верхній мантії. Джерелом енергії цих процесів є внутрішнє тепло Землі, що утворюється внаслідок радіоактивного розпаду, гравітаційних переміщень, хімічних перетворень і т.д. Загальне спрямування ендогенних процесів - створення нерівностей на земній поверхні. Ендогенні процеси, за образним виразом І.М. Коротуна, створюють "кістяк рельєфу". Серед ендогенних процесів найважливіші - магматичні й тектонічні.

Магматичні процеси і відповідні їм форми рельєфу

Магматизм проявляється в рельєфі в основному через створення інтрузивних (не виходять на денну поверхню) та ефузивних (вивержених) гірських порід, які мають більшу стійкість до руйнування зовнішніми агентами, ніж навколишні осадові породи. Поряд з тим, створені виверженими породами, магматичні тіла, часто безпосередньо впливають на рельєф, утворюючи особливі форми й типи поверхні.

Серед інтрузивних тіл одними з найпоширеніших є батоліти. Батоліти найчастіше виходять на поверхню в центральних частинах антиклінальних піднять, зруйнованих екзогенними процесами й утворюють великі додатні форми рельєфу (розміром у довжину до сотень км, а ширину - до десятків кілометрів), ускладнені більш дрібними формами.

Ще більш яскраво проявляється геоморфологічна роль лаколітів. Вони зустрічаються поодиноко або в групах і чітко простежуються в сучасному рельєфі у вигляді куполів ("короваїв"). Їх осадова покрівля зруйнована і на поверхню виходить більш стійке до процесів денудації інтрузивне ядро. Лаколіти ще називають недорозвиненими вулканами минулого.

Від інтрузивних тіл часто відходять різноманітні жили (січні, міжпластові), виходи яких на поверхню зумовлюють утворення стійких до процесів руйнування мікроформ рельєфу (наприклад, дайки) або уступів своєрідних трапових формації, що являють собою відпрепаровані екзогенними процесами пластові інтрузії.

Геоморфологічні особливості ефузивного (вулканічного) рельєфу насамперед зумовлюються характером вихідного отвору магматичного каналу на поверхню (кратера вулкану). У зв'язку з цим виділяють виверження площинні, лінійні та центральні.

Площинні та лінійні (тріщинні) виверження особливо були поширені у минулі геологічні епохи, коли земні кора відзначалась значно меншою стійкістю. У сучасному рельєфі з ними пов'язані обширні лавові плато.

В наш час найбільш поширеним є вулканізм центрального типу, при якому лава, що подається через магматичний канал, розтікається по кратеру в усі боки, поступово створюючи додатні форму рельєфу - вулканічний конус. В залежності від характеру виверження й форми конусів розрізняють наступні морфологічні типи вулканів:

1. маар - найпростіший тип вулкану, що утворюється внаслідок прояву лише вибухової сили, без нагромадження продуктів виверження, у рельєфі являють собою лійкоподібні або циліндричні від'ємні форми рельєфу діаметром до 3,5 км при глибині до 400 м; часто у них утворюються озера;

2. лавові вулкани - екструзивні куполи, складені майже виключно лавовими потоками, і щитові вулкани, складені базальтовими лавами;

3. Стратовулкани, що складені перешаруванням лавового і пірокластичного матеріалу та утворюються, як правило, в результаті на одного, а кількох вивержень.

4. своєрідні форми рельєфу утворюють так звані грязьові вулкани, через кратери яких постійно чи періодично вивергаються на земну поверхню грязьові маси, горючі гази, тверді уламки, в рельєфі вони виражені у вигляді конічних горбів чи похилих підвищень висотою до 60 м, зустрічаються і в Україні (Керченський п-ів).

На сучасному етапі головними районами локалізації вулканічної діяльності є Тихоокеанський та Середземноморсько-Центальноамериканський вулканічні пояси, а також розломні зони серединноокеанічних хребтів.

Рельєфотворча роль тектонічних процесів.

Повільні (вікові) коливання земної кори

Повільні вертикальні рухи земної кори, які часто називають епейрогенічними, проявляються практично повсюдно, відрізняючись лише спрямуванням та інтенсивністю. За часом прояву ці рухи поділяють на давні (донеогенові), новітні або неотектонічні (неоген-антропогенові) і сучасні. Не дивлячись на невеликі темпи, в неоген-антропогеновий час ці рухи спричинили підняття Альп на 3-4 км, Паміру на 5 км. В межах України темпи дещо скромніші: загальне підняття Карпат не перевищує 1,5-2,0 км, Криму 1,0-1,2 км.

Особливо виразно проявляються масштаби і характер епейрогенічних рухів в узбережних частинах материків, де їх можна прослідкувати за характером зміни берегової лінії та обрисів берегів (наприклад фіордові, урвисті береги Скандинавії, що зазнали значного підіймання; лиманний тип узбережжя Українського Причорномор'я, де переважає опускання). Тому епейрогенічні рухи позначаються на трансгресіях (наступах) і регресіях (відступах) морів, сприяють нагромадженню осадових товщ на одних ділянках земної кори (у зонах опускання) та розвитку процесів денудації на інших (в областях стійких піднять).

Складчасті деформації земної кори та їх прояв у рельєфі

У первісному стані пласти осадових порід, що нагромаджуються на поверхні Землі (у морях, озерах і т.д.), залягають горизонтально або майже горизонтально (під кутом до 5о). Проте на сьогодні на значних ділянках ці пласти залягають під значно більшими кутами, а часом падають на глибину майже вертикально. Такі порушення зумовлені тектонічними дислокаціями. Якщо прослідкувати окремі дислоковані пласти і сполучити їх між собою, то виявиться, що вони утворюють у земній корі немовби застиглі хвилі. Такі хвилеподібні форми залягання пластів отримали назву складок. Складкоутворення (плікативні дислокації) майже завжди є наслідком горизонтальних переміщень, що відбувалися й відбуваються у земній корі.

За орієнтуванням у просторі складки бувають опуклі (антиклінальні) і увігнуті (синклінальні). У синклінальних складках пласти падають назустріч один одному, а антиклінальних - в різні боки. Основними елементами складок є: крила, замок, вісь складки й кут падіння.

Геоморфологічна роль складкоутворення проявляється, головним чином, у двох формах: 1. утворення складчастих гірських систем (межах України - Карпати, Крим); 2. Утворення складчастого фундаменту платформ на місці зруйнованих гірських систем (Український кристалічний щит, Донецький кряж).

Розривні деформації земної кори та їх прояв у рельєфі

Під дією тектонічних сил шари порід, що мають обмежену пластичність, далеко не завжди набувають форми складок. Дуже часто суцільність пластів порушується, що призводить до утворення розривних (диз'юнктивних) дислокацій.

Найпростішими й найпоширенішими формами таких дислокацій є розриви суцільності земної кори, які називають розломами. Особливо велике значення мають глибинні розломи, якими розривається вся товща порід осадового комплексу, і надглибокі розломи, що розривають і кристалічний фундамент платформ, сягаючи мантії.

Вздовж ліній розломів часто відбувається вертикальне й горизонтальне переміщення пластів, яке може знаходити відображення у сучасному рельєфі. Так, наприклад, утворюються брилово-тектонічні гори та уступи (горсти). Не менш яскраво у рельєфі проявляються і значні негативні форми, створені розривними дислокаціями (грабени морів та озер, наприклад, оз. Світязь). З тріщинами і розломами земної кори, де концентруються поверхневі і підземні води, часто пов'язані напрямки річкових долин, системи глибинних розломів визначають обриси берегових ліній морів і океанів (наприклад, Кримське узбережжя).

Сейсмічні явища і рельєф

Сейсмічні явища (землетруси) являють собою особливий рух рухів у літосфері, який проявляється у хвилеподібних пружних коливаннях, що призводить до стійких деформацій у земній корі. За походженням землетруси поділяються на вулканічні (внаслідок виверження вулканів, мають значну силу, хоч і проявляються на невеликих територіях) і тектонічні (унаслідок раптового переміщення мас речовини у надрах земної кори і верхньої мантії).

Точка, де відбувся поштовх називається гіпоцентром, а її проекція на земну поверхню - епіцентром. Якщо гіпоцентр розміщений на дні моря, виникає моретрус, який супроводжується велетенськими хвилями цунамі. В залежності від глибини гіпоцентру розрізняють землетруси: поверхневі (гіпоцентр знаходиться на глибині до 50 км), проміжні (50-300 км) та глибинні (понад 300 км). Для визначення сили землетрусу застосовується 10-бальна шкала Ріхтера, яка дозволяє зіставити силу сейсмічних явищ за величиною магнітуди (магнітуда визначається як логарифм відношення максимальних амплітуд хвиль даного землетрусу стосовно таких самих хвиль умовного "стандартного" землетрусу).

Рельєфотворча роль землетрусів проявляється у створенні тріщин, у переміщеннях блоків земної кори по тріщинах у вертикальному й горизонтальному напрямках, іноді - у складчатих деформаціях. Землетруси можуть викликати значну активізацію деяких екзогенних процесів: обвалів, осипів, зсувів, селів, сходу гірських лавин і т.д. Підвищеною сейсмічною активністю на сьогодні відрізняється кільце навколо Тихого океану, Середземноморсько-Гімалайський геосинклінальний пояс, серединно-океанічні хребти, що територіально співпадає із зонами розвитку вулканізму. В межах України виділяють 2 сейсмічні області: Карпатська і Кримська, де зафіксовані численні землетруси силою 5-8 балів, крім того, територія України зазнає відголосків землетрусів, що мають епіцентри в межах сусідніх держав.

Планетарний рельєф Землі.

Головним наслідком комплексної діяльності ендогенних процесів є формування загальної структури планетарного рельєфу Землі, основними елементами якого виступають материки й океанські западини. Геологічною основою планетарного рельєфу є земна кора. Більшість дослідників виділяють існування трьох типів земної кори: материкового та океанічного типів та перехідної зони між ними - кори геосинклінального типу (окремі дослідники в межах океанічного типу виділяють ще наймолодший тип кори - рифтовий у розломних зонах серединноокеанічних хребтів).

Розглянемо детальніше основні елементи планетарного рельєфу Землі. В межах океанічних западин такими елементами є: стійкі платформи (плити) та серединно-океанічні рухомі (мобільні) пояси, представлені серединно-океанічними хребтами з рифтовими зонами в їх осьовій частині, пересічені трансформними розломами, на сучасному етапі розвитку земної кори ці хребти є зонами спредінгу (тобто зонами розширення морського дна й нарощування новоутвореної океанічної кори).

На континентах, як структурні елементи найвищого рівня, виділяються стабільні області - платформи й епіплатформенні орогенні пояси, що сформувались в неоген-антропогеновий час у стійких структурних елементах земної кори після періоду платформенного розвитку. Крім того, рухомі геосинклінальні пояси, що зазнали складчастості й орогенезу в альпійську епоху, складають епігеосинклінальні орогенні пояси.

Крім того, в межах деяких континентів, в зоні переходу континент-океан розміщуються окраїнно-континентальні рухомі геосинклінальні пояси, що являють собою складне поєднання окраїнних морів, острівних дуг і глибоководних жолобів. Це пояси високої сучасної тектонічної активності, контрастності вертикальних рухів земної кори, інтенсивної сейсмічності й вулканізму.

Мегарельєф платформ і геосинклінальних поясів суходолу

Платформи, на відміну від геосинкліналей, характеризуються більш спокійним тектонічним режимом, меншою інтенсивністю прояву магматизму і сейсмічності, меншою диференціацією швидкості та амплітуд епейрогенічних рухів.

Найважливішими структурними елементами давніх платформ є щити, антеклізи (підняття) і синеклізи (прогини), які здебільшого відбиваються у сучасному рельєфі у вигляді великих височин і западин. Утворення антекліз і синекліз пов'язують з епейрогенічними переміщеннями блоків фундаменту вздовж ліній глибинних розломів. В сучасному рельєфі, як правило, до антекліз територіально тяжіють вододіли, а до синекліз - річкові долини.

Як правило, щити й антеклізи розвиваються у рельєфі як великі денудаційні рівнини, а синеклізи, де формуються значні товщі осадових відкладів, являють собою акумулятивні рівнини. Характерною властивістю таких рівнини є значна потужність пухких товщ відкладів, які формуються безпосередньо на місці, чи приносяться із сусідніх ділянок суходолу, а також те, що властивості корінних (руйнованих) порід майже не грають ролі в процесах рельєфоутворення. В окрему групу виділяються пластові рівнини. Вони являють собою різновид акумулятивних рівнин, верхній поверх яких складають морські та лагунно-континентальні відклади, а в основі лежить кристалічний фундамент. Принципово інші риси рельєфу мають денудаційні (цокольні) рівнини, які утворюються на ділянках платформ із переважно висхідними рухами земної кори. Найважливішою рисою цих рівнин є залежність їх рельєфу від геологічної структури корінних порід. Найбільш типові денудаційні рівнини формуються на кристалічних щитах.

В залежності від морфології поверхні виділяють кілька типів рівнин:

1. Плоскі рівнини - характеризуються одноманітною поверхнею й похилом не більше 10 о/оо. Такий рельєф, як правило, характерний для молодих морських платформ.

2. Похилі рівнини теж мають одноманітну поверхню, але похил перевищує 10 о/оо.

3. В увігнутих рівнинах поверхня знижується від периферії до центру.

4. В опуклих рівнинах, навпаки, найвищі точки розміщені у центрі і місцевість має похил від центру до периферії.

5. Горбисті рівнини - відрізняються різними напрямками й крутизною поверхні.

6. Хвилясті рівнини - характеризуються послідовним чергуванням напрямків падіння поверхні, то в один, то в інший бік. Іноді такий рельєф називають гривистим.

Загальна рівнинність поверхні древніх платформ на окремих ділянках порушується платформенними горами, що являють собою відпрепаровані денудацією магматичні тіла або ерозійні останці, "вирізані" ріками у склепінних підняттях щитів та антекліз.

Загальні риси рельєфу молодих платформ, утворених на місці зруйнованих складчастих споруд каледонського, герцинського та мезозойського орогенічних етапів, в цілому нагадують рельєф древніх (докембрійських) платформ. Тут теж переважають акумулятивні та денудаційні рівнини, а також зростає роль гірських утворень. Гори молодих платформ хоч і втратили тектонічну активність, проте дуже чітко виражені в рельєфі.

У сучасному рельєфі давніх і молодих платформ поряд із згаданими останцевими горами помітне місце займають так звані відроджені (омолоджені) гори, що утворюються на вирівняних екзогенними процесами ділянках платформ унаслідок інтенсивних неотектонічних та сучасних рухів земної кори, значних вертикальних переміщень окремих блоків, супроводжуваних розривними (диз'юнктивними) порушеннями. Ці гори складені давніми кристалічними породами і, мають виразну платформенну структуру, проте відрізняються явною тектонічною активністю.

Геосинкліналі являють собою ділянки земної кори, де відбувається горотворення, активно протікають тектонічні процеси з утворенням складчатих і розривних деформацій. Це області інтенсивного вулканізму, частих і сильних землетрусів.

У розвитку геосинклінальних поясів простежується кілька основних етапів. Спочатку відбувається інтенсивний прогин, із яким пов'язане нагромадження осадових відкладів, які при зануренні значною мірою метаморфізуються під дією високого тиску і високих температур. Цей процес змінюється складкоутворенням із численними інтрузіями магми при одночасному загальному піднятті поверхні. При цьому утворюються глибокі розломи, вздовж яких відбувається інтенсивний вулканізм та землетруси.

Геосинклінальний режим ще довго зберігається у створених на місці колишнього прогину складчатих горах, але з часом вулканізм згасає, напруга тектонічних процесів знижується. Складчаті гори поступово руйнуються, нівелюються і на місці гірської системи зрештою, утворюється малорухома стійка структура - платформа, під якою формується материковий тип кори.

Наявність потужної материкової кори на платформенних ділянках дозволяє виділити внутрішньоплатформенні геосинклінальні системи в окремий тип, відмінний за своїми структурними особливостями від типових геосинклінальних утворень, що формуються в межах перехідного типу земної кори. Внутрішньоплатформенні геосинклінальні системи здебільшого представлені склепінно-складчастими та складчастими різновидами гір, до них належать Альпи, Гімалаї, Карпати і т.д.

Особливе місце серед геосинклінальних утворень займають складчасті системи, що формуються у перехідних зонах земної кори, тобто утворюють складчасте обрамлення платформ, а також складки, які утворюються в умовах океанічної кори. Отже, узагальнюючи, можна виділити три принципово відмінних типи горотворення:

1. Гори, що утворюються в рифтових зонах океанів (зонах спредінгу) - серединноокеанічні хребти Атлантичного, Тихого, Індійського океанів.

2. Горотворення в областях "підсовування" океанічної кори під материкову (у зонах субдукції). Саме цей тип найбільш відповідає класичним уявленням про геосинклінальний орогенез.

3. Гори, що утворюються на контактах зустрічного руху літосферних плит (у зонах обдукції), наприклад, Гімалаї.

Помітна місце у планетарному рельєфі Землі займають острови - ділянки суходолу, що підіймаються над поверхнею океану, помітно поступаючись у розмірах континентам. Площа островів становить приблизно 6,64% площі суші. За походженням і розташуванням острови поділяються на дві великі групи: материкові (генетично пов'язані із сусідніми континентами) та самостійні.

Серед материкових найбільш поширені платформенні (затоплені частини платформ), острови материкового схилу (відділені від материків не похилим прогином морського дна, а глибокими тектонічними розломами), орогенічні (утворені продовженням під водою гірських систем материків), острівні дуги (вершини гір, що підіймаються у сучасних геосинкліналях), прибережні острови (їх класифікацію ми розглянемо дещо пізніше).

Серед островів самостійної групи найбільш поширені вулканічні та коралові.

2.2 Екзогенні процеси рельєфоутворення

Поняття про екзогенні процеси.

Екзогенними процесами (від грецьк. - "зовні" та "походження") називають процеси, що протікають внаслідок взаємодії кам'яної оболонки (літосфери) із зовнішніми оболонками (атмосферою, гідросферою, біосферою). Енергетичною базою цих процесів, на відміну від ендогенних, є теплова енергія Сонця, а не внутрішня енергія Землі. Загалом діяльність екзогенних процесів спрямована на вирівнювання (нівелювання) нерівностей поверхні, створених діяльністю внутрішніх сил: руйнування додатних форм рельєфу (піднять, виступів) і заповнення осадовим матеріалом від'ємних форм рельєфу (западин, улоговин і т.д.). Принциповими особливостями цих процесів є:

1). широтна поясність та висотна зональність (у різних кліматичних зонах виникають різні комплекси рельєфу);

2). висока швидкість рельєфоутворення - якщо для формування ендогенних форм рельєфу (за виключенням сейсмічних та вулканічних) потрібно досить довгий період (тисячі чи десятки тисяч років), то прояв екзогенних форм помітний вже через кілька років (наприклад, яро-балкова ерозія).

Специфіка геоморфологічної діяльності екзогенних форм рельєфу полягає у постійній послідовній взаємодії трьох основних етапів роботи: руйнування раніше створених форм рельєфу (денудація, ерозія) - перенесення (транспортування) зруйнованого матеріалу - перенесення нагромаджених уламків (акумуляція) і зрештою, утворення нових відкладів, які з плином часу, під дією природного ущільнення, дії температури, тиску, хімічних реакцій, перетворюються на осадові (щебінь, пісок) чи метаморфічні (піщаник) породи.

Екзогенні процеси поділяються за генетичним принципом на: еолові процеси (геологічна діяльність вітру); флювіальні (діяльність площинного змиву, тимчасових та постійних водотоків); карстові та суфозійні (діяльність підземних вод); гляціальні (геологічна діяльність давніх та сучасних льодовиків); кріогенні (в умовах багаторічної мерзлоти); берегові форми рельєфу, створені внаслідок геологічної роботи морів, океану, озер; схилові процеси і т.д. Окреме місце займає зміна рельєфу під впливом життєдіяльності різноманітних організмів (органогенний рельєф) та під впливом виробничої діяльності людини (антропогенний рельєф), а також внаслідок впливу різноманітних космічних факторів (падіння метеоритів і т.д.). Проте прояв практично усіх екзогенних процесів починається із вивітрювання.

Вивітрювання. Утворення кори вивітрювання та ґрунту.

Вивітрюванням називають сукупність процесів руйнування та глибокого перетворення поверхневих шарів гірських порід під дією змін температури, впливу кисню, вуглекислоти, органічних кислот, живих організмів. Матеріал, утворений під час вивітрювання, залишається безпосередньо на місці руйнування і утворює особливий тип відкладів, що формують на суші своєрідний комплекс подрібнених порід - кору вивітрювання, а також складають особливі форми й типи рельєфу.

Залежно від переважання тих чи інших факторів руйнування виділяють фізичне, хімічне та органогенне вивітрювання.

Фізичне вивітрювання - це руйнування гірської породи на уламки різних розмірів без зміни їх хімічного складу. При цьому розрізняють вивітрювання температурне й механічне. Температурне вивітрювання проявляється під дією різких змін температури (без участі зовнішніх механічних чинників). Особливе значення при цьому мають фізичні властивості породи (мінералогічний склад, структура, текстура, тріщинуватість) та інтенсивність температурних коливань (амплітуда й період коливань). Механічне вивітрювання полягає у руйнуванні породи механічною дією води, що замерзає у її тріщинах і порах (так зване "морозне вивітрювання"), кристалізацією солей і т.д. Внаслідок прояву процесів фізичного вивітрювання компактні гірські породи розпадаються на різноманітної форми та розмірів уламки, із яких утворюються уламкові осадові породи (щебінь, галька, жорства і т.д.). Процеси фізичного вивітрювання проявляються практично скрізь, але найвища інтенсивність їх прояву в областях із значними контрастами температур, значною сухістю повітря, відсутністю постійного рослинного покриву, що характерно для пустель, приполярних територій, крутосхилів гір. В Україні такі процеси проявляються у найвищій частині Карпат (масив Чорногора) і на крутосхилах Кримських гір.

Хімічне вивітрювання відбувається під впливом води і розчинених у ній кислот і газів. Воно проявляється у різних формах (розчинення, оксидація, гідратація, гідроліз і т.д.) і призводить до зміни хімічного складу мінеральної речовини, а отже - до руйнування корінної породи й утворення нового типу відкладів. Тому процеси хімічного вивітрювання, що характеризуються максимальним подрібненням материнських порід (утворенням пісків, супісків, суглинків, глин), проявляються в основному в областях із гумідним (достатньо вологим) кліматом, у т.ч. в поліській та лісостеповій частинах України.

Органогенне вивітрювання - це руйнування гірських порід за участю живих організмів, яке проявляється у двох формах - фізичній (діяльність землериїв, механічне руйнування порід корінням рослин тощо) і хімічній (виділення живими організмами продуктів життєдіяльності, амінокислот, засвоєння окремих елементів і т.д.).

Рельєфоутворююча роль процесів вивітрювання полягає як у створенні окремих морфоскульптурних форм земної поверхні (кам'яні стовпи, "кам'яний ліс", "бруківка велетнів"), так і формуванні особливого типу континентальних відкладів - елювію (кори вивітрювання).

Основною властивістю кори вивітрювання є стаціонарність, тобто нагромадження на місці руйнування породи. Потужність елювію варіює в широких межах: від 0 (на ділянках, де продукти вивітрювання зносяться тими чи іншими зовнішніми агентами - водою, вітром, силами гравітації) до 100 м (в екваторіальній зоні). В межах кори вивітрювання можна помітити послідовне чергування наступних горизонтів (від поверхні): зона повного подрібнення порід, товща щебеню, брилова зона, тріщинна зона.

За складом і особливостями утворення елювію, виділяють декілька типів кори вивітрювання:

уламкова (хімічно не змінені уламки корінної породи);

гідрослюдиста (незначні хімічні зміни уламків корінної породи з появою глинистих мінералів - гідрослюд, що утворюються при хімічних перетвореннях польових шпатів, слюд та деяких інших поширених алюмосилікатів);

монтморилонітова (глибокі хімічні перетворення первинних мінералів з утворенням головного глинистого матеріалу - монтморилоніту);

каолінова (глибокі перетворення з утворенням каолінових глин);

латеритна (тривале хімічне руйнування породи з повною зміною її первинного складу).

Кожен із типів кори вивітрювання має чітко виражену зональність. Так, уламковий елювій переважає у полярних областях та у високогір'ї; гідрослюдиста кора формується у холодних та помірних областях; монтморилонітова - у степах та напівпустелях; каолінова - у субтропіках; латеритна кора утворюється майже виключно у вологих та жарких умовах екваторіального клімату. В Україні найбільше поширення мають монтморилонітові, гідрослюдисті та каолінові різновиди кори вивітрювання, у горах та на окремих ділянках Українського кристалічного щита зустрічаються досить значні площі, вкриті уламковим елювієм.

З корою вивітрювання тісно пов'язані геоморфологічні методи пошуку певних видів корисних копалин, зокрема, бокситів, залізних, нікелевих та кобальтових руд, розсипів золота і т.д.

Окрім того, кора вивітрювання виступає як матеріальний субстрат ґрунтоутворення. Ґрунтом називають поверхневий шар земної кори, що утворюється при сукупній дії води, повітря, організмів на гірські породи. Спочатку на поверхні продуктів руйнування утворюється плівка мікроорганізмів (бактерій, нижчих грибів, водоростей), які іноді ще називаються "піонерними". Вони, виділяючи певні органічні речовини, готують середовище для наступного поселення мохів, лишайників, а з часом і вищих рослин. Ті, у свою чергу, відміираючи утворюють запаси гумусу в ґрунті, що і забезпечує родючість ґрунту. Цей процес триває сотні (інколи тисячі) років і знаменує утворення нової субстанції - ґрунту з косної (мінеральної) речовини.

Геологічна робота вітру, еолові форми рельєфу.

Геоморфологічні процеси та форми рельєфу, створювані діяльністю вітру, називають еоловими (Еол - бог вітру в грецькій міфології). Для прояву еолових процесів необхідне поєднання ряду фізико-географічних та геологічних умов: незначна кількість атмосферних опадів, підвищена сухість повітря, часті та сильні вітри, відсутність або розрідженість рослинного покриву, інтенсивне фізичне вивітрювання гірських порід і пов'язане з ним поширення піщаних та дрібноуламкових (пилуватих) порід.

Найбільш повно ці умови представлені в пустелях та напівпустелях, що дає підставу говорити про зональність еолових процесів. Однак іноді ці процеси проявляються і як азональні - на погано закріплених рослинністю пісках (на берегах великих водосховищ, озер та морів; на переосушених землях, в т.ч. і на Українському Поліссі).

При дії еолових процесів можна дуже чітко відслідкувати тріаду геоморфологічної роботи вітру: руйнування - транспортування - акумуляція.

Руйнівна діяльність вітру проявляється у формах дефляції та коразії. Дефляція - це видування або розвіювання вітром пухких ґрунтів, із яким пов'язується утворення своєрідних негативних форм рельєфу. Так утворюються дефляційні улоговини (улоговини видування), які можуть досягати сотень метрів у довжину уздовж панівного напряму вітрів. За умови спрямування вітру вздовж лінії простягання пластів утворюються ярданги (вітрові борозни). На поверхні значних піщаних масивів, за умови нерівномірного розвіювання і перемінних напрямків вітру, часто утворюється своєрідний рельєф ніздрюватих пісків, що являють собою хаотичне чергування улоговин видування та перегородок між ними. Одна з найпоширеніших і найшкідливіших форм дефляції - вітрова ерозія ґрунтового покриву. Неправильна агротехніка призводить до погіршення структури ґрунту, його переосушення й розвіювання вітром. При цьому маса знесеного вітром ґрунту може становити 100-125 т/га. Поширено, на жаль, це явище і в межах України: дефляційні процеси (пилові бурі) охоплюють понад 1/7 частину загальної площі сільськогосподарських угідь.

Коразія - обточування та шліфування підвищених ділянок рельєфу, складених скельними породами, "бомбардуючою" діяльністю піщаного матеріалу, що переноситься у вітровому потоці. Коразійні форми рельєфу (кам'яні гриби та стовпи, останцеві гори, столові плато, коразійні ніші тощо) найбільш поширені в кам'янистих пустелях.

Транспортні можливості вітрового потоку прямо пропорційно залежать від швидкості вітру та обернено пропорційно - від розмірів часточок та уламків ґрунту. Великі уламки (2-30 мм), внаслідок дії вітру достатньої сили, можуть котитись по поверхні (утворюються вітрова галька, вітровий гравій). Дрібний пісок та пилуваті часточки підіймаються у вітровому потоці на висоту до кількох кілометрів та переносяться вітром на сотні кілометрів із місця, де вони були підхоплені вітровим потоком. Основна маса піщаного матеріалу (понад 80%) переноситься в приземному шарі повітряного потоку (10-20 см). Уже при вітрі силою в 3-4 бали над відкритою піщаною поверхнею утворюється "поземок", а при 6-7 бальному вітрі окремі язики піднятого піску зливаються в суцільну піщану завісу, яка рухається у напрямку вітру.

Акумулятивна діяльність вітру проявляється у створенні найрізноманітніших форм нано-, мікро- і навіть мезорельєфу, а також у формуванні своєрідного комплексу еолових відкладів. Найпростішою з акумулятивних форм еолового рельєфу є горбокоса. Вона утворюється при обтіканні вітром більш-менш значної перешкоди (кам'яної брили, рослини тощо). Коли ця перешкода повністю засипається піском, утворюється нерухома дюна. Подальше нарощування сили вітропіщаного потоку зумовлює переміщування піску через її вершину. Так утворюється рухома дюна, яка має асиметричний профіль (крутий і короткий підвітряний укіс та виположений, відносно видовжений навітряний схил). Рух дюни відбувається за рахунок безперервного переміщення піску з навітряного схилу на підвітряний.

На значних за розмірами відкритих піщаних просторах формуються більш складні форми - піщані пасма (пасмові піски), які орієнтовані за напрямком переважаючих вітрів і теж, як і дюни, належать до поздовжніх форм рельєфу.

В межах України дюнний рельєф характерний для окремих ділянок Чорноморського та Азовського узбережжя, лівого берега Дніпра (Олешківські піски). Давні дюнні форми рельєфу характерні і для Полісся. Вони сформувались у післяльодовиковий час на поверхні холодних піщаних пустель, утворених потоками під час танення давніх льодовиків. Порушення захисного грунтово-рослинного покриву може призвести до утворення вторинних форм дюнного рельєфу - параболічних дюн. Вони утворюються так: на зруйнованому навітряному схилі формується дефляційна улоговина, а винесений звідти пісок нагромаджується на підвітряному схилі. Тому центральна частина дюни починає рухатись і поступово вигинається у напрямку переважаючих вітрів, утворюючи своєрідну серповидну форму рельєфу, яка зверху нагадує параболу.