1.4 Геологические процессы, их роль в формировании горных
реклама
ВВЕДЕНИЕ Почва, по выражению Вернадского, есть горная порода, которая изменяется и продолжает видоизменяться под действием факторов почвообразования. Поэтому без знаний геологии, происхождения и состава основных почвообразующих пород невозможно понимание почвоведения. Плодородие почвы напрямую зависит от её богатства минералами. При изучении геологии рассматриваются основные геологические процессы, дается характеристика минералов и горных пород, участвующих в формировании почвообразующих пород и почв. В настоящих методических указаниях даются советы по изучению отдельных разделов программы курса по геологии, вопросы для самопроверки и во просы для выполнения контрольных работ. Все вопросы программы невозможно изложить в период сессии, поэтому основную часть учебного материала студент изучает самостоятельно. Самостоятельное изучение курса может быть более успешным при систематических занятиях по графику, который составляет сам студент сразу же после окончания предыдущего курса. В графике самостоятельной работы должны быть указаны сроки изучения каждой темы и выполнения контрольных работ. При составлении графика целесообразно придерживаться затрат учебного времени на изучение дисциплины, установленных с учетом объема материала, изложенного в литературе и в рекомендуемом плане. Раздел 1 М ЕТО ДИ Ч Е С КИ Е СО В Е ТЫ П О И З УЧ ЕН И Ю О Т Д ЕЛ ЬН Ы Х Т ЕМ Д И СЦ И П ЛИ Н Ы И В О П РО СЫ ДЛ Я САМ О С ТО Я Т Е ЛЬН О Й П РО В ЕР КИ З Н АН И Й 1 .1 П р едм ет гео л о гии , ее за да чи Геология — это наука о Земле, ее составе, строении, про исхождении и развитии, о процессах, протекающих в ней. В настоящее время геология представляет собой совокупность многих геологических дисциплин, изучающих вещественный состав Земли (кристаллография, минералогия, петрография и петрология, геохимия), процессы, протекающие в недрах литосферы и на ее поверхности (динамическая геология), ис торию Земли (историческая геология, в том числе геология четвертичного периода, палеонтология). Существуют еще отрасли геологии, которые занимаются изучением недр Земли с целью практического их исп ользования: учение о полезных ископаемых, разведочное дело, гидро геология, инженерная геология, экономическая геология. Гео логия, как любая другая наука, имеет свою историю. Необ ходимо знать краткую историю геологии как науки, основные направления ее развития в нашей стране. Геология рассматривает сложнейшие вопросы естество знания: образование Земли и возникновение материков и оке анов, гор и равнин, минералов, горных пород и различных по лезных ископаемых — и показывает исключительную длительность процессов, преобразующих лик Земли. При изучении процессов, которые протекают внутри зем ного шара (эндогенных) и на его поверхности (экзогенных), необходимо рассматривать Землю в ее развитии, непрерыв ном и направленном от простого к сложному; в развитии, к оторое определяется борьбой противоположностей и выража ется в постепенных, незаметных изменениях, приводящих к новому качественному состоянию. При этом развитие отража ет взаимодействие данного геологического объекта и среды, его окружающей. Студенты должны уяснить, что происходящие в природе сложные взаимодействия многообразных геоло - 2 гических процессов есть частная форма проявления всеоб щих законов природы, на которые опираются все современные научные дисциплины, в том числе и геология. Геология, в отличие от большинства естественных наук, является наукой, в которой экспериментальный метод иссле дования имеет ограниченное применение. Основное значение при геологических исследованиях имеет метод полевых геоло гических съемок и наблюдений. В последнее вре мя широко используются данные аэрофотосъемок, космосъёмок и различные геофизические методы (магнитометрический, гравиметрический, электрометрический, сейсмометрический). Комплексная борьба с водной и ветровой эрозией, засоле нием, заболачиванием почв невозможна без знания основ минералогии, петрографии, геохимии, геоморфологии, четвер тичной геологии, гидрогеологии. Геоморфологические знания используются при почвенном картировании, так как рельеф является важным фактором почвообразования и оказывает влияние на водный и тепловой режимы почв. Изучение рельефа необходимо также для ланд шафтного районирования, поскольку особенности рельефа во многом определяют агротехнику различных территорий хо зяйства. Изучение минералого-литологического состава, генетичес кого типа, условий залегания и возраста четвертичных отло жений важно для почвоведения, так как многие свойства, в том числе и минералогический состав, почва наследует от по роды, на которой она сформировалась. При изучении материала данной темы необходимо изучить решения партии и правительства последних лет по сель скому хозяйству, мелиорации, о мерах по улучшению охраны недр и рациональному использованию природных ресурсов. 1.2 Происхождение и строение земли Изучение этой темы следует начать с вопроса о положении Земли в мировом пространстве и соотношении ее с другими космическими телами, так как познание Вселенной, изучение состояния различных небесных тел и протекающих на них процессах может помочь в решении проблемы происхожде ния Земли. 3 Вопрос о происхождении Земли — один из важнейших и труднейших вопросов естествознания. Следует иметь пред ставление о первых научных космогонических гипотезах про исхождения Земли — гипотезах немецкого философа И. Канта (1755) и французского математика П. Лапласа (17 96). Более подробно следует остановиться на основных поло жениях современных космогонических гипотез советских уче ных О. Ю. Шмидта и В. Г. Фесенкова. Академик О. Ю. Шмидт (1944) является автором гипотезы холодного образования Земли. По его мнению, Земля образовалась за счет накопления метеоритного вещества. Академик В. Г. Фесенков (1960) иначе рассматривает вопрос о проис хождении Земли. Он считает, что Солнце и планеты образо вались в результате единого процесса эволюции сгустка га зопылевой туманности, имеющего вид сильно сплюснутого дискообразного облака. При рассмотрении этих гипотез, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки, необходимо подчеркнуть ту большую роль, которую они сыграли в познании закономерно стей развития Земли и земной коры. В настоящее время нет космогонической гипотезы, кото рая дала бы исчерпывающий ответ на вопрос о происхожде нии Земли. При изучении строения Земли необходимо разобраться в таких вопросах, как форма, размер, внутреннее строение, плотность, температура и радиоактивность Земли. Изучение внутреннего состояния Земли является одной из сложных проблем геологии. Непосредственному изучению доступна тонкая поверхностная оболочка земного шара толщи ной не более 0,1% от радиуса Земли (7—8 км). Поэтому, несмотря на большое количество данных о внутреннем строении Земли, полученных геофизическими методами, судить об ос новных особенностях строения и состава глубоких недр зем ного шара можно лишь предположительно. В свете современных данных Земля представляет собой сложное космическое тело, состоящее из нескольких концент рически расположенных оболочек — геосфер: земной коры (литосферы), мантии и ядра, которые составляют внутрен ние оболочки. К внешним оболочкам относят атмосферу, гидросферу и биосферу. 4 Наибольшее внимание следует уделить деятельности внешних сфер Земли, так как, соприкасаясь с ее поверхно стью, они оказывают огромное и разнообразное влияние на земную кору. Общим свойством внешних оболочек Земли является их большая подвижность. При рассмотрении атмосферы и гидросферы следует обратить внимание на их состав, строение, зна чение в общем ходе геологического развития земной коры и взаимодействие с другими оболочками. Особое место среди внешних оболочек принадлежит био сфере—оболочке, в которой сосредоточена жизнь. Следует знать, что впервые биосфера была выделена в 1875 году ав стрийским геологом Э. Зюссом, однако особое значение ее в жизни Земли, показано академиком В. И. Вернадским, При изучении внутреннего строения Земли следует выпол нить рисунок, на котором указать внутренние оболочки Зем ли, обозначая их мощность, состав, плотность, давление, тем пературу. По мнению В. И. Вернадского, земной корой следует счи тать верхнюю область нашей планеты, чрезвычайно сложную по своему строению и происхождению. Под з емной корой понимают толщу горных пород, которая сверху ограничена ат мосферой, гидросферой, биосферой, а снизу мантией Земли: земная кора представляет собой неоднородную оболочку, как по мощности, так и по составу. В ней выделяют осадочный (верхний) слой, «гранитный» и «базальтовый». Надо знать распространение, строение и химический состав каждого слоя. По строению и составу земную кору разделяют на два ти па: материковый и океанический. При изучении химического состава земной коры следует обратить внимание на таблицы в учебниках, в которых приводится процентное содержание элементов в земной коре (кларки) и дается средний химический состав метеоритов. Непосредственное изучение химического состава недр Зем ли пока невозможно. Решению этой проблемы косвенно помогает изучение метеоритов. Исходя из предположения, что метеориты являются осколками ранее существовавших пла нет и между ними имеется некоторая родственная связь, со став метеоритов не должен сильно отличаться от состава пла нет, в том числе и от Земли. Проведенные в последнее время 5 определения среднего химического состава метеоритов сви детельствуют о резком преобладании в них железа, что мо жет быть принято и для характеристики среднего химическо го состава Земли. Вопросы для самопроверки 1. Что изучает геология? Назовите направления в геоло гии и приведите примеры, показывающие связь геологии с почвоведением, агрохимией, земледелием. 2. Вклад русских ученых в развитие науки о Земле. 3. Что вы знаете о строении Солнечной системы, об ис пользовании искусственных спутников Земли и космических, кораблей для получения новых данных о Земле и ее спутни ках? 4. Назовите химический состав земной коры. Кто из рус ских ученых занимался изучением химического состава зем ной коры? Почему средние цифры содержания х имических элементов в земной коре названы кларками? 1.3 Вещественный состав земной коры Природные химические соединения встречаются в земной коре в виде минералов. Изучением свойств минералов и про цессов их образования занимается минералогия. Целесообразно рассмотреть основные положения этого раздела в следующем порядке: общие сведения о минералах, процессы их образования, понятие о кристаллическом строе нии минералов, физические свойства минералов и формы на хождения их в природе, классификация минералов. Для студентов агрономических специальностей изучение минералов приобретает особый интерес, так как минеральная часть составляет до 90—97% массы почвы. И важнейшие химические (запас и формы питательных или токсических ве ществ), физические (структура, проницаемость, набухание) и биологические свойства почв тесно связаны с ее минералогиче ским составом. Перед тем как изучать минералы, необходимо получить основные сведения по геометрической кристаллографии и оз накомиться с особенностями кристаллического стро ения минералов (на долю минералов с кристаллическим строением приходится 98% всех известных). 6 Наличие того или иного вида кристаллической решетки обусловливает физические и химические свойства минералов, а следовательно, и почв. Изучая вопрос о происхождении минералов, следует иметь в виду, что по условиям образования они подразделяются на две группы: эндогенные, связанные с процессами магматизма и метаморфизма, и экзогенные, или гипергенные, образующи еся в верхней части земной коры и на ее поверхности за счет выветривания и осаждения из водных растворов. Характеризуя магматические (магматическая, пегматито вая, пневматолитовая, гидротермальная стадии магматизма), метаморфические (контактовый, региональный, дислокацион ный типы метаморфизма), осадочные процессы образования минералов, надо хорошо представлять себе, где они протека ют, под влиянием каких факторов, к образованию каких ми нералов приводят. Существующая современная классификация минералов (кристаллохимическая) основана на двух основных признаках минералов — их химическом составе и кристаллической структуре. В зависимости от участвующих в образовании минералов анионов выделяют классы минералов. В пределах классов вы деляют подклассы по признаку химического состава, струк турным особенностям минералов, типам их связей. Внутри последних выделяют группы минералов, имеющих сходный состав и строение, и, наконец, виды минералов. При изучении минералов, относящихся к тому или иному классу, необходимо уделить особое внимание породообразу ющим минералам, преобладающим в земной коре (полевые шпаты, силикаты, кварц, карбонаты, слюды) и в почвах, осо бенно в составе крупных фракций, а также минералам, ко торые используются в сельском хозяйстве. По генетическому признаку породообразующие минер алы подразделяются на первичные и вторичные. К первичным относятся минералы, образовавшиеся из расплавленной магмы при высоких температурах и давлении в глубоких слоях Зем ли, затем поднятые или излившиеся на поверхность (полевые шпаты, кварц, роговые обманки, пироксены, слюды). К вто ричным - образовавшиеся на поверхности Земли и в почве в результате превращений первичных минералов под воздейст - 7 вием климатических и биохимических факторов. Примерами вторичных минералов могут служить каолинит, серицит, гид ромусковит, которые являются продуктами разрушения поле вых шпатов и слюд. В почвах присутствуют как первичные минералы (полевые шпаты, слюды, роговая обманка, авгит, кварц, апатит), так и вторичные. Особое внимание следует обратить на вторичные минера лы, так как от них зависят многие свойства почвы. Вторичные минералы почв и почвообразующих пород представлены ми нералами простых солей (кальцит, магнезит, доломит, сода, гипс, мирабилит, галит, фосфаты, нитраты), минералами гид роокисей и окисей кремния, алюминия, железа, марганца (опал, халцедон, лимонит, гематит, гетит, гидраргилит) и глинистыми минералами (монтмориллонит, нонтронит, бей - деллит, каолинит, галлуазит). Приступая к рассмотрению горных пород, изучением ко торых занимается петрография, студент должен уяснить, что горные породы являются материалом для образования всех видов почв и часто служат основным сырьем для производст ва минеральных удобрений. Особенно велико влияние горных пород на начальных ста диях почвообразовательного процесса. Свойст ва горных пород, их плотность, минералогический состав, хи мические особенности сказываются на скорости и направле нии почвообразовательных процессов. Первоначальный запас в горных породах фосфора, кальция, серы, калия и других элементов определяет в значительной степени уровень естественного плодородия почв. По происхождению горные породы обычно разделяют на три большие группы: магматические, или массивно -кристаллические, осадочные и метаморфические. Следует рассмот реть особенности каждой группы горных пород с точки зрения формирования на них почв и почвенного плодородия.При изучении магматических пород надо обратить вни мание на условия образования глубинных и излившихся по род, особенности их химического и минералогического соста ва, формы залегания, структуру (строение); и текстуру (сложение). В зависимости от процентного содержания кремнекислоты 8 (НSiО 4 ) магматические горные породы делятся на ультракислые, кислые, средние, основные и ультраосновные. Почвы, формирующиеся на элювии кислых магматических пород, особенно на ранних стадиях выветривания, отличаются рыхлостью, песчанистостью, гравийным характером мате риала. В случае формирования почв на элювии основных пород они длительное время сохраняют щелочную и нейтральную реакции, отличаются повышенным содержанием почвенного гумуса и вторичных глинистых минералов монтмориллонитовой группы. Почвы содержат микроэлементы и даже в усло виях влажного тропического климата отличаются высоким и относительно устойчивым плодородием. Изучение осадочных пород весьма важно, так как в современную эпоху почвообразовательный процесс происходит главным образом на осадочных породах, вторичных по про исхождению. С ними связаны многие важнейшие полезные ископаемые (железо, алюминий, нефть, уголь, минеральные соли, фосфориты и др.). Осадочные породы формируются из осадков, возникших в результате переноса и механического отложения в водной и воздушной среде продуктов физического и химического вы ветривания, химического осаждения растворенных веществ и жизнедеятельности организмов. В настоящее время осадочные породы принято делить на три группы: 1) обломочные, 2) хемогенные и 3) биогенные. Дальнейшее подразделение внутри этих групп проводится по вещественному составу. Горные породы, которые используются в сельском хозяй стве как удобрения для повышения урожайности сельскохо зяйственных культур, называются агрономическими рудами. Агрономические руды содержат ряд элементов, необходи мых для питания растений (азот, фосфор, калий и др.) или для улучшения свойств почвы (нейтрализации почвенной среды, изменения физических свойств). Большая часть агрономических руд представлена осадоч ными породами, некоторые встречаются среди магматических пород. Главнейшими агрономическими рудами являются азот но-кислые (натриевая и калиевая селитры), фосфорно-кислые (апатиты, фосфориты), калиевые (сильвин, сильвинит, кар - 9 наллит, каинит, полигалит), известковые (известняки, извест ковые туфы, мергели, доломиты), гипсовые (ангидрит, гипс), органические (торф, сапропели, озерный и прудовый ил) и аг рономические руды, содержащие микроэлементы. Надо знать их образование, свойства, применение и основные месторож дения. Фосфорно-кислые агроруды представлены апатитами и фосфоритами. Апатитовые агроруды состоят из двух минера лов: апатита Ca 5 [P0 4 ] 3 (F, С1, ОН) и нефелина (Na[Al Si0 4 ], иногда присутствует К2О, СаО). Качество апатитовых руд определяется содержанием фос фора (обычно в пересчете на фосфорный ангидрит Р 2 0 5 ). Количество последнего колеблется от 7 до 31%. Апатитовые ру ды используются для производства суперфосфата, преципитата, аммофоса, термофосфата. Крупнейшие месторождения — Хибинское на Кольском полуострове и Ошурковское в Забайкалье. Фосфориты — горные породы биохимического происхож дения, сложенные на 20—80% аморфными или микрокристаллическими фосфатами кальция. Главные типы фосфоритов — пластовые, желваковые (конкреционные), зернистые, раку шечные. Они служат сырьем для получения фосфоритной муки, применяемой на почвах с кислой реакцией среды. Месторож дения — Кара-Тау в Южном Казахстане, в Орловской, Курской, Московской, Рязанской, Кировской областях. Калийные агроруды — осадочные горные породы, представленные скоплениями калийсодержащих минералов. Наи более важными из них являются: сильвин (КС1), сильвинит (КС1, NaCl), карналлит (КС1 MgCl 2 6Н 2 0), каинит (КС1 MgS0 4 ЗН 2 0), полигалит (K 2 SO4 MgS0 4 2CaS0 4 ), лангбейнит (K 2 S0 4 2MgS0 4 ), шенит (K 2 S0 4 MgS0 4 6H 2 0). Калийные агроруды содержат 15—30% К 2 О и служат сырьем для получения калийных удобрений. По запасам калийных агроруд в свою бытность СССР занимало первое место в мире (Соликамское, Урало-Эмбинское, Среднеазиатское, Прикарпатское, Белорусское и другие месторождения). Азотно-кислые агроруды — это натриевая (чилийская) селитра NaN0 3 и калиевая (индийская) селитра KN0 3 . Встречаются в жарких пустынных местностях в виде современных экзогенных образований, часто связанных с жизнедеятельно стью организмов. 1 0 Известковые агроруды предназначены для нейтрализации почвенной кислотности. К ним относятся плотные известковые породы: известняки, мергели, доломиты, а также рыхлые об разования — известковые туфы. Месторождения известковых агроруд распространены в природе весьма широко. Аналогич ны по действию на кислые почвы также и отходы производст ва: доменные и мартеновские шлаки, сланцевая зола, дефекат и т. д. Гипсовые агроруды — вносятся в солонцы и солонцеватые почвы для нейтрализации щелочной реакции. Для гипсования применяют сыромолотый гипс. Тонина помола не должна превышать 0,25 мм. Источники добычи — гипсоносные отложения западного склона Урала (Ергач), Прикамья, Поволжья, и др. Кроме гипса, для мелиорации солонцовых почв могут применяться отходы промышленности: фосфогипс, хло ристый кальций, сернокислое железо. В последнее время разработаны и успешно применяются приёмы мелиорации солонцовых почв известковыми породами. Органические агроруды включают месторождения торфа, озерный и прудовый ил, сапропель. Для внесения в почву используется обычно торф низинно го типа. Он отличается повышенной зольностью (6 —18%), значительной степенью разложения (более 40—50%), слабокислой или нейтральной реакцией. Торф улучшает физические свойства почвы, обогащает ее питательными веществами. Сапропель — органоминеральные отложения озерных во доемов. Органическое вещество образуется за счет пр одуктов распада живущих в воде растительных и животных организ мов. После промораживания, необходимого для придиния сыпучести, сапропель используется в качестве удобрения в дозах 30— 60 т/га. Агроруды, содержащие микроэлементы, для обогащения почв микроэлементами используются как природные руды, так и отходы промышленности: шлаки, огарки. Источником бора могут служить тонко размолотые борные руды: ашаритовые, борацитовые, гидроборацитовые. Марганцевыми удобре ниями являются отходы обогащения марганцевых руд — марганцевые шлаки. Пиритные огарки — отход серно-кислотной промышленности — используются как дополнительный источник меди. 1 1 Вопросы для самопроверки 1. Назовите минералы, встречающиеся в природе в само родном виде, твердые, жидкие и газообразные минерал ы. 2. Различия между кристаллическим и аморфным состоя ниями минералов. Что понимают под анизотропией? Назовите минерал, обладающий этим свойством. 3. Перечислите основные физические свойства минералов: талька, алмаза, графита. Формы их нахождения в природе. 4. Свойства магматических пород — излившихся и глубинных. Приведите примеры тех и других. 5. Приведите примеры использования осадочных пород в промышленности, сельском хозяйстве, строительстве. 6. Какие агрономические руды имеются в вашем районе? Их образование и использование. 1.4 Геологические процессы, их роль в формировании горных пород, рельефа При изучении данной темы важно понять сущность эндо генных и экзогенных процессов, иметь правильное представле ние о их взаимодействии и роли этого взаимодействия в соз дании рельефа земной поверхности, почвообразующих пород. На поверхности Земли и в ее недрах протекают геологиче ские процессы-, которые по источникам энергии принято де лить на две большие группы: 1) эндогенные и 2) экзогенные. Эндогенные процессы. Это процессы внутренней динамики, которые проявляются при воздействии внутренних сил Земли на твердую оболочку. Они обусловлены той энергией, которая накапливается в недрах Земли: радиоактивное тепло Земли, которое выделяется в результате распада радиоакт ивных элементов, энергия фазовых превращений, энергия гравитацион ного уплотнения и сжатия вещества Земли и, возможно, рота ционная энергия, связанная с вращением Земли вокруг оси. К эндогенным процессам относятся: тектонические дви жения земной коры (эпейрогенические и орогенические), магматизм, метаморфизм и землетрясения, которые представ ляют особый вид тектонических движений. 1 2 Тектоническими движениями называют перемещения вещества земной коры под влиянием процессов, происходящих в недрах Земли (в мантии, в глубоких и верхних частях зем ной коры). Тектонические движения земной коры создают в течение длительного времени основные формы земной поверхности — горы и впадины. Важно ознакомиться с классификацией тектонических дви жений и закономерностями их проявления. Выделяют два типа тектонических движений: складчатые и разрывные, или орогенические (горизонтальные движения, создающие горы) и колебательные, или эпейрогенические (вертикальные дви жения, создающие континенты). Колебательные (эпейрогенические) движения — наиболее распространенная форма тектонических движений. Это мед ленные вековые поднятия и опускания, которые постоянно испытывает земная кора. При изучении колебательных движений следует рассмот реть современные колебательные движения и колебательные движения прошедших геологических периодов, причины, а также их общие свойства и методы изучения. При изучении материала учебника необходимо обратить, внимание на конкретные примеры и карты, иллюстрирующие современные колебательные движения. Вековые колебательные движения имеют большое значение в жизни человечества. Постепенное повышение уровня, суши меняет топографическую, гидрологическую, геохимическую обстановку почвообразования, приводит к усилению процессов эрозии, выщелачивания, появлению новых форм рельефа. Опускание суши ведет к накоплению механических, химических, биогенных осадков, заболачиванию местности. Наряду с явлениями вековой продолжительности, суще ствуют явления современной сейсмотектоники—землетрясения; и моретрясения. При изучении этого явления следует рассмотреть географическое распределение землетрясений, причины, последст вия землетрясений и их прогнозирование. В заключение следует подчеркнуть, что движения земной коры (как медленные, так и относительно быстрые) играют определяющую роль в формировании современного рельефа 1 3 земной поверхности и приводят к разделению поверхности на две качественно различные области — геосинклинали и Магматизмом называют совокупность эндогенных процессов, связанных с деятельностью магмы, проникающей из глубоких недр Земли в кору или на ее поверхность и засты вающей здесь в форме разнообразных тел. В зависимости от характера движения магмы и места ее застывания различа ют две формы магматизма: интрузивный магматизм (или плутонизм) и эффузивный магматизм (или вулканизм). Изучая деятельность вулканов, надо показать типы вул канов, их распространение (Тихоокеанское кольцо, Средизем номорское кольцо, Атлантический пояс); рассказать о вулка нах, находящихся на территории России; вспомнить о дея тельности вулкана Толбачик на Камчатке, извержение кото рого закончилось осенью 1976 года, и охарактеризовать про дукты вулканической деятельности: жидкие (лава), твердые (вулканические бомбы, песок, пепел, туф) и газообразные (фу.маролы, сольфатары, мофеты). Следует знать, что с деятельностью вулканов связаны многие горячие источники (термы) и их разновидность — гейзеры (периодически фонтанирующие), которые приносят на поверхность большое количество минеральных веществ, образующих минеральные конусы (гейзериты). Крайне важно выяснить роль вулканизма в процессах почвообразования и показать его влияние на свойства сов ременного почвенного покрова. Почвы почти всей территории южной Италии, Новой Зе ландии, Центральной Америки, Чили, Перу формируются под влиянием древнего и современного вулканизма. Поэтому в почвах этих районов наблюдаются десятки и сотни горизонтов погребенных почв. Свежие вулканические осадки как бы «омолаживают» почву, обогащают ее первичными минералами и соединениями микроэлементов. Вулканические почвы обладают устойчивым высоким плодородием. При интрузивном магматизме (плутонизме) магма внед ряется в земную кору, не достигнув поверхности Земли, мед ленно застывает, образуя разнообразные по форме магмати ческие тела — интрузии (батолиты, штоки, лакколиты, факолиты, лополиты, хонолиты). 1 4 Магматическая деятельность является основной причиной образования первичных магматических горных пород, преоб ладающих в составе литосферы, и возникновения горного рельефа. Процессы метаморфизма также представляют собой совокупность эндогенных процессов, которые вызывают различ ные, часто глубокие изменения горных пород. В результате этого процесса образуются метаморфические породы. При изучении этого процесса обратите внимание на при чины и основные виды метаморфизма, среди которых выде ляют контактовый метаморфизм, метасоматоз, гидротермаль ный метаморфизм, региональный, динамометаморфизм и ультраметаморфизм. Экзогенные процессы. Это процессы внешней динамики. Они протекают на поверхности Земли или на небольшой глубине в земной коре под влиянием сил, вызванных энергией солнечной радиации, силы тяжести, жизнедеятельности расти тельных и животных организмов и деятельности человека. К экзогенным процессам, преобразующим рельеф материков, от носятся: выветривание, различные склоновые процессы, дея тельность текучей воды, деятельность океанов и морей, озер,, льда и снега, мерзлотные процессы, деятельность ветра, под земных вод, процессы, обусловленные деятельностью человека, биогенные процессы. При рассмотрении экзогенных процессов необходимо уяс нить не только, сущность каждого из них, но и понять роль их в формировании рельефа и образовании отложений и изучить их. Все экзогенные процессы осуществляют геологическую ра боту по разрушению, переносу (денудации) и накоплению (аккумуляции) перенесенного материала. Следует четко представлять, что выветривание, являю щееся первым звеном в системе экзогенных процессов, спо собствует преобразованию горных пород в рыхлый мате риал, из которого в дальнейшем образуется почва. При изучении этого вопроса следует выяснить причины, вызывающие тот или иной тип выветривания, обратить вни мание на особенности выветривания, обусловленные клима том, и рассмотреть главные продукты выветривания. 1 5 Выветривание представляет собой совокупность процессов механического разрушения и химического изменения минера лов и горных пород, вызванных колебанием температуры, хи мическим воздействием воды, углекислоты, кислорода и жи вых организмов. Наиболее активно биологическое выветривание – под действием живых организмов, главным образом микроорганизмов. Следует охарактеризовать основные склоновые процессы (обваливание, осыпание, оползание, отседание, плоскостной смыв, солифлюкция, дефлюкция, деятельность селевых пото ков) и их роль в формировании рельефа склонов и склоновых отложений. Рельеф, обусловленный склоновыми процессами, можно разделить на гравитационный, который формируется в основ ном под влиянием силы тяжести, и делювиальный, формируе мый под влиянием неруслового склонового стока. Для них соответственно характерны гравитационные и делювиальные от ложения. Следует рассмотреть классификацию склонов по форме профиля, крутизне, протяженности, происхождению, степени обнаженности или задернованности и залесенност ( и, по активности современных склоновых процессов, экспозиции и условий увлажнения. По форме профиля выделяют прямые склоны, т. е. с по верхностью, наклоненной под углом, равным по всей длине склона; выпуклые и вогнутые, выпукло -вогнутые, ступенчатые. П о к р у т и з н е склоны бывают: крутые, с углом наклона 35°, средней крутизны—35—15°, пологие—15—5°; очень пологие — 5—1°, субгоризонтальные поверхности — с углами от 1 до 0°. Склоны, близкие к вертикальным, называют усту пами и обрывами. Склоны до 10° составляют 60% всех скло нов. П о д л и н е склоны разделяют на длинные — более 500 м; средней длины — 500—50 м; короткие — менее 50 м. П о п р о и с х о ж д е н и ю склоны делятся на две большие группы: эндогенные и экзогенные. Среди последних отме чают эрозионные, аккумулятивные и смешанные — эрозионноаккумулятивные. Кроме того, склоны различают по рельефообразующим процессам: флювиальные (водные), ледниковые, морские, эоловые, карстово -суффозионные, мерзлотные и гравитационные. Последние составляют 70 —80% 1 6 от площади всех склонов и подразделяются на несколько классов: обвальные', оползневые, осыпные, солифлюкционные, делювиальные и другие. Морфология склонов, особенно их крутизна и протяжен ность, оказывает большое влияние на плоскостной смыв почв. Так, на склонах с углами 3—3,5° с площади 1 га смывается до 20 т почвы, а со склонов 6—7° до 50 т/га. Как правило, почвы на склонах крутизной 5—8° и более являются с и л ь н о с м ы т ы м и , с полным выносом гумусового слоя. С р е д н я я с м ы т о с т ь п о ч в на склонах с углами 3—4°, с л а б а я — при уклоне 1—2°. При увеличении длины склона величина смыва почвы при таянии снега увеличивается пропорционально длине в сте пени 1,5. В полтора раза увеличивается смыв почв с выпукло го склона по сравнению с прямым и в два раза по сравнению с вогнутым склоном. Микрорельеф склонов оказывает влия ние на смыв почв лишь на склонах до 4°. При прочих рав ных условиях смыв почв со склонов южной и западной экспо зиций больше, чем со склонов северной и восточной экспози ций, вследствие разной увлажненности. В условиях достаточного или избыточного увлажнения н а склонах или у их подножий часто возникают выходы подзем ных вод в виде ключей и оползни. Этому способствует как естественные, так и искусственные, созданные деятельностью человека факторы. На склонах, кроме оползней, широко распространены раз личные формы мезо- и микрорельефа: овраги, балки, промои ны, ложбины стока, а на пашне — нанорельеф чередующихся борозд и плужных валиков земли. Часто встречается тропинчатый микрорельеф склонов, созданный вытаптыванием скотом горизонтальных тропинок, параллельных с клону. Антропогенные формы рельефа на склонах представлены различными террасами, которые чередуются с уступами. Размеры их зависят от хозяйственного назначения. Плоскостной смыв поверхностными водами. Рассмотрение этого вопроса следует начать с изучения поверхностного стока, который широко распространен на поверхности матери ков и определяет основные черты их ландшафтов почти во всех физико-географических зонах (исключая зону пустынь и вечных снегов) как в горах, так и на равнинах. 1 7 При изучении деятельности поверхностных вод прежде всего следует уяснить, что их работа заключается в смыве, размыве поверхности (эрозии), транспортировке и накоплении продуктов эрозии (аккумуляции). Сочетание процессов эрозии и аккумуляции и определяет образование форм эро зионного и аккумулятивного рельефов. Временные потоки в виде неруслового стока (плоскостно го смыва) переносят материал по склону и приводят к обра зованию делювиальных и пролювиальных отложений, явля ющихся своеобразным генетическим типом континентальных отложений. Изучите особенности делювиальных отложений (делювия), механический состав их в зависимости от залегания наносов по рельефу (верхняя, средняя и нижняя часть склона), ок раску, форму, районы наибольшего распространения делювия и его мощность. Рассматривая этот вопрос по учебнику, обратите внимание на рисунок — схему образования делювиального склона и де лювиальных отложений. Важно понять, что плоскостной смыв может легко перей ти в линейный там, где на склонах появились неровности, нарушен растительный покров, в грунтах имеются трещины. Стекающие воды, собираясь в понижениях, задерживаются и размывают грунт. На месте начинающегося размыва сна чала образуется рытвина, затем промоина и наконец овраг. Следует, внимательно изучить закономерности их формирования (стадии в развитии оврага) с целью предотвраще ния овражной эрозии почв. Интенсивность овражной эрозии зависит от состава почв и почвообразующих пород (их механического состава и сло жения), климата (количества и характера распределения осадков), рельефа местности, наличия или отсутствия расти тельного покрова, деятельности человека (неправильная рас пашка земель и их использование, уничтожение раститель ности, сброс сточных вод в лощины и др.), тектонических движений (поднятие земной коры вызывает усиление процессов эрозии). Изучив причины эрозии, рассмотрите основные меры по предупреждению и борьбе с ней. 1 8 Учитывая ущерб, наносимый эрозией плодородным зем лям, ЦК КПСС и Совет Министров СССР в 1967 году при няли постановление «О неотложных мерах по защите почв от ветровой и водной эрозии». Геолого-геоморфологическая деятельность русловых вод ных потоков. В отличие от временных потоков реки являются постоянными русловыми потоками. Реки постоянно соверша ют не только эрозионную работу, но и работу по переносу и отложению материала. Изучая строение речной долины по учебнику, следует сде лать рисунок профиля (продольного и поперечного), показы вая на нем пойму, террасы, коренные склоны. Изучив типы, строение и развитие речных долин в целом, необходимо понять внешние особенности, геологическое строение и механизм формирования каждого элемента релье фа речной долины: русла, поймы, террас, коренных склонов. Большое внимание надо уделить изучению террас, так как пойменная и первая надпойменная террасы наиболее благоприятны для развития овощеводства и луговодства, и особен ностям прирусловой, центральной и притеррасной частей поймы. В механической работе реки выделяют: 1) разрушение, размыв, или эрозию; 2) обтачивание и шлифование; 3) транс портировку материала; 4) отложение - накопление, аккумуляцию материала. Следует рассмотреть каждый вид механической работы ре ки подробно. При изучении эрозии, проводимой рекой, обрати те внимание на донную и боковую эрозию, выясните, в какой части реки она наиболее проявляется, учтите, что речная эро зия — сложный процесс, который может сочетаться с перено сом и накоплением материала. Разберитесь в понятиях «базис эрозии», «общий» для всех рек и «местный» для отдельных конкретных рек. Река имеет определенный продольный профиль. В связи с различным составом горных пород, среди которых протекает река, ее профиль в начальный период формирования долины имеет много неровностей. Постепенно, с течением времени, происходит сглаживание неровностей, то есть река вырабаты вает так называемый профиль равновесия, при котором на ступает равновесие между эрозией и аккумуляцией. Выясни те, 1 9 от каких причин зависит выработка профиля равновесия и как подразделяются реки по характеру продольного про филя. Реки при своем движении переносят огромную массу различного материала. Этот перенос осуществляется тремя спо собами. Рассмотрите каждый вид переноса материала рекой. Третий вид механической работы, проводимой рекой, — отложение, аккумуляция материала. Материал, откладываемый на суше текучими водами, называется — аллювием. Аллювиальные отложения являются почвообразующими породами для почв речных долин и пойм. По литологическому составу различают три типа аллюви альных отложений: 1) русловые отложения; 2) отложения стариц; 3) пойменные отложения. Изучите и охарактеризуй те каждый тип отложений и его особенности. Территория поймы в зависимости от удаленности ее от рус ла подразделяется на три области: прирусловую, централь ную и притеррасную. Они различаются по составу аллюви альных отложений, рельефу, гидрологическим условиям. Сле дует рассмотреть образование характерных форм пойменного рельефа (микрорельефа), который включает прирусловые ва лы, гривы и межгривные понижения, старичные западины, и изучить свойства аллювия (пойменного и с таричного). Образование почв на аллювии в различных областях пой мы имеет ряд особенностей, связанных с развитием пойменных и аллювиальных процессов, поэтому использование пойменных территорий и отдельных ее областей в сельскохозяйственном производстве имеет свои трудности. Стадии развития реки (и речных систем) во многом зави сят от базиса эрозии. В том случае, если базис эрозии пони жается, у реки усиливается боковая эрозия, которая приво дит к расширению долины и заполнению ее аллювием, начи нает формироваться новая пойма. Полосы прежней поймы, не заливаемые больше полыми водами, называют надпойменной террасой. Равнинные реки обычно имеют три-четыре надпойменные террасы. У горных рек террас формируется значительно больше (до 10 —15). Изучите строение надпойменных террас (аккумулятивные, эрозионные, цокольные), их образование, особенности и под - 2 0 разделение. Изучение террас в полевых условиях раскрывает историю развития речных долин. В заключение рассмотрите значение деятельности рек и роль аллювиальных отложений в сельском хозяйстве. Подземные воды, их основные типы, происхождение и распространение, геологическая роль и значение в сельском хо зяйстве. К подземным водам относятся все воды, находящиеся в порах и трещинах горных пород. Подземные воды — особый вид полезных ископаемых. Они приобретают все большее на роднохозяйственное значение. Различные проявления их дея тельности и взаимодействия с почвенными водами представ ляют конкретные объекты наблюдений почвоведов и агроно мов. Глубина залегания подземных вод, степень их минерализации оказывают большое влияние на свойства почв, харак тер растительности и происходящие в них процессы (оглеение, заболачивание, засоление), формируют ландшафтные особенности местности. Необходимо изучить виды воды в горных породах и почвах, водные свойства пород и почв, классификацию подзем ных вод по происхождению (инфильтрационные подземные воды, конденсационные, ювенильные), условиям залегания (верховодка, грунтовые воды, артезианские и почвенные), минерализации (пресные, солоноватые, соленые, рассолы), по температурным признакам (холодные, теплые, горячие, очень горячие). Надо хорошо знать, что представляют собой грунтовые воды, их образование, глубину залегания и режим, а также роль грунтовых вод в формировании рельефа и в почвообразовательных процессах. Также подробно следует изучить особенности образова ния межпластовых (артезианских) вод, типы артезианских бассейнов и значение этих вод в водоснабжении городов и орошении земель. Для лучшего усвоения материала изучите с хемы залегания грунтовых вод, верховодки, межпластовых вод по учеб нику и сделайте их зарисовки. Геологическая деятельность подземных вод является разрушительной и созидательной. Разрушительная деятельность подземных вод, в отличие от вод поверхностных, проявляется, главным образом, в гид2 1 рохимическом отношении, т. е. как растворителей различных горных пород, с образованием пустот, пещер, а на поверхно сти — воронок, углублений и котловин. Подземные воды так же способствуют созданию оползневого рельефа с образованием оползней. Разрушительная деятельность подземных вод тесно связана с их созидательной работой. Созидательная деятельность подземных вод приводит к формированию но вых минералов (при выходе подземных вод на поверхность) — известкового туфа, образованию сталактитов и сталагмитов в пещерах, из горячих источников—травертина, гейзерита и др., а также способствует засолению почв и т. д. При изуче нии разрушительной деятельнонсти подземных вод необходи мо понять сущность карстовых явлений и условия, которые благоприятствуют их развитию, рассмотреть формы карстово го рельефа и их особенности, выделить три главных типа карста. Карстовые явления нередко сочетаются с суффозией и обычно развиваются в карстовых районах покрытого карста. Понятие суффозии включает вынос мелких минеральных ча стиц и растворенных веществ водой, циркулирующей в тол ще горных пород. Примером суффозии служат просадочные явления и их формы (блюдца, воронки, замкнутые западины и др.), которые широко наблюдаются в областях с лёссовид ными породами и лёссами. Как видно, сущность суффозионного процесса отлична от типично карстового, наблюдающегося в известняках, гипсах и др. растворимых породах. Подземные воды широко используются не только для це лей водоснабжения, орошения и обводнения пастбищ, но имеют значение промышленного сырья (минерализованные во ды), термальные воды используют для получения элект роэнергии и отопления, для лечебных целей (термальные, тер моминеральные и термогазовые воды). С подземными вода ми приходится считаться при строительстве (гидротехниче ских, коммунальных и дорожных сооружений), особенно в зонах многолетней мерзлоты и в областях развития карсто вых явлений. Для целей строительства, при орошении, осуше нии и др. проводятся региональные и специальные гидрог еологические съемки и стационарные полевые и лабораторные исследования. 2 2 Геолого-геоморфологическая деятельность ледников и снежников. Ледники производят большую разрушительную и созидательную работу. Благодаря их деятельности видоизме няется рельеф земной поверхности, перемещается значитель ное количество обломочного материала и накапливаются раз нообразные осадки. При изучении этого вопроса следует обратить внимание на ряд общих вопросов деятельности ледников, а именно: понятие о снеговой границе, условия образования и развития ледников. Без хорошего усвоения этих понятий трудно разобраться в остальных вопросах темы. Следует рассмотреть особенности материковых и горных ледников и наиболее характерные формы создаваемого ими рельефа. Рельефообразующая деятельность льда заключается в разрушении (ледниковая эрозия, или экзарация), переносе и аккумуляции материала. Следует отметить наиболее характерные формы рельефа, связанные с разрушительной деятельностью ледников в го рах: кары, цирки, ледниковые долины (или троги), бараньи лбы и карлинги, — и с аккумулятивной: гряды морен и флювиогляциальные террасы. При изучении гляциальных форм материкового оледене ния очень важно понять причины зональности ландшафтов в областях прежнего материкового оледенения (разли чный характер деятельности ледников в центральных и перифери ческих частях прежних ледниковых щитов, многократность оледенений, изменение моренного рельефа в послеледнико вое время) и изучить особенности рельефа и отложений в пре делах каждой зоны: сноса, аккумуляции, внеледниковой. Рельеф областей преобладания ледникового сноса пред ставлен формами ледниковой обработки, штриховки и поли ровки: курчавыми скалами, бараньими лбами и формами ледникового выпахивания: впадинами, котловинами. Рельеф областей преобладания ледниковой аккумуляции представлен холмисто-моренным, конечноморенным, друмлинным ландшафтами. Рельеф внеледниковых областей связан с деятельностью талых ледниковых вод и представлен зандровыми равнина ми, приледниковыми озерами, озами и камами. 2 3 В послеледниковое время произошло изменение морен ного и водно-ледникового рельефа под влиянием плоскостно го смыва, солифлюкции, эрозии и тектонических движений (сглаживание холмов и заполнение озерных впадин, спуск озер, развитие овражно-балочной сети, образование пойм и террас, образование дюн). В заключение внимательно изучите свойства всех видов отложений, связанных с деятельностью ледника и водно -ледниковых потоков. В настоящее время неоспоримо доказано существование нескольких древних материковых оле денений, но наиболее изучены четвертичные оледенения (четвертичный или антро погенный период Кайнозойской эры). Изучите древние четвертичные оледенения, их причины, распространение оледенений, отложения ледников, формы ледникового рельефа. При изучении данного вопроса необходимо внимательно рассмотреть рисунки в тексте учебников и схемы распрост ранения оледенения и ледникового рельефа, особенно на тер ритории СССР. Многолетняя мерзлота, ее распространение, мощность, температура, глубина залегания. Под многолетней мерзлотой понимают такое состояние горных пород, при котором они в течение длительного времени (сотни и тысячи лет) сохра няют отрицательные температуры. Наличие на небольшой глубине мерзлых горных пород вызывает развитие особых криогенны х процессов (термокарст и солифлюкция) и создает своеобразный комплекс форм рельефа — солифлюкционные террасы (натечные формы), нагорные террасы (ступенчатые формы горных скло нов), крупные торфяные бугры (при процессах пучения), наледи, гидролакколиты, полигональные образования. При изучении этого вопроса студент должен уяснить не только причины, сущность и границы распространения «мно голетней мерзлоты», но и влияние, которое она оказывает на почвообразовательный процесс, специфику земледелия и особенности организации и проведения инженерных работ в районах ее распространения. Геологическая и рельефообразующая деятельность моря. Море занимает более 70,8% земной поверхности и производит 2 4 разнообразную работу по разрушению горных пород, перено су разрушенного материала, его накоплению и созданию но вых горных пород. Приступая к изучению деятельности моря, необходимо получить общее представление о Мировом океане и рассмот реть рельеф дна океанов, химический состав и свойства (температуру, плотность, газовый режим) вод, растительный и животный мир океана. В формировании современного рельефа побережий игра ли роль неоднократная смена суши морем, в особенности трансгрессии в неогеновом и четвертичном периодах. Ре зультатом этих трансгрессий являются морские аккум улятивные равнины Севера России и Северной Америки, При каспийской низменности, части Прибалтики и др. При изучении деятельности моря необходимо, прежде всего, усвоить значение ряда специальных понятий (берег, бере говая линия, побережье, подводный берего вой склон), разобраться в значении сил, формирующих рельеф береговой зоны (волновые и неволновые процессы) и дна морей и океанов. В ходе береговых процессов также происходит разруше ние (абразия) коренных пород берега, перенос продуктов разрушения и аккумуляция. Поэтому следует хорошо понять сущность абразионных и аккумулятивных процессов, действующих на морских берегах (прибой, продольное и по перечное перемещение наносов, сортировка материала). Затем следует изучить основные черты абразионных бере гов: формы рельефа и отложения аккумулятивных берегов: пляжи, береговые валы, косы, пересыпи, бары, переймы, береговые дюны, лиманы, лагуны — и обратить внимание на процесс перемещения береговой линии. Моря и океаны являются аккумуляторами не только то го материала, который образуется в самой среде в резуль тате абразии, но и того, который приносится другими аген тами: реками, ледниками, ветром. Сложный процесс осадконакопления называют седиментацией. По происхождению и вещественному составу выделяют несколько т ипов морских осадков: терригенные, органогенные, хемогенные. В итоге изучения темы следует иметь четкое представле ние об огромной созидательной работе Мирового океана. Именно моря и океаны являются главными накопителями осадочных 2 5 горных пород и различных полезных ископаемых. ^ Мировой океан за длительную историю развития Земли неоднократно менял свор границы. Вся поверхность современ ной суши не раз заливалась морскими водами, в которых происходило накопление осадков. Мощность этих осадков до стигала сотен и тысяч метров, толща их впоследствии превра тилась в осадочные породы. Наряду с глинами, песчаниками, известняками откладывались и полезные ископаемые —нефть, газ, железные и марганцевые руды, фосфориты, бокситы, го рючие сланцы, россыпные месторождения драгоценных камней и металлов, радиоактивных и редких земель. Морские отложения в виде песков, глин последнего, чет вертичного периода могут служить почвообразующими поро дами современных почв. Для почвообразующих пород морско го происхождения свойственна хорошая послойная отсортированность и сильная засоленность. Древние морские отложения как подстилающие породы оказывают влияние на современные процессы почвообразо вания. Озера и болота, их типы, сельскохозяйственное значение. Общая площадь озер на Земле составляет 1,8% площади суши. В СССР на долю озер приходится 1,3% площади суши. Изучите распространение крупнейших озер в СССР, их происхождение, водный режим, химический состав. В деятельности озер наблюдается разрушительная, транс портирующая и аккумулятивная работа. Разрушительная деятельность чаще всего проявляется в крупных озерах, в виде абразии береговых уступов, в связи с образованием ветровых волн. С направлением ветровых волн во многом связана тран спортирующая деятельность озер. Наибольшее геолог ическое значение имеет аккумулятивная деятельность озер (осадконакопление), которая определяется особенностями климата, рельефа, водного режима, минерализации воды и размерами озер. От этих же факторов зависит соотношение механических, химических и органогенных осадков, которые формируются в озере. 2 6 Рассмотрите формирование механических осадков в озе рах, их состав, образование; изучите химические и органо генные осадки, образование сапропеля. В толщах осадочных отложений озер встречаются различ ные полезные ископаемые, агроруды и удобрения. Следует ознакомиться с этими видами отложений, их применением в сельском хозяйстве. Отложения бывших озер могут быть и почвообразующими породами (озерные отложения). Они характеризуются чаще всего тяжелым механическим составом, с большим содержанием илистой фракции, обычно они имеют горизонтальную или волнистую слоистость. В озерных отложениях встреча ются прослойки органогенных осадков (сапропелита, торфа и др.). В бессточных озерах засушливых областей с минера лизованными водами отложения бывают засоленными. Озерные водоемы, как и другие водные источники, под лежат охране и в первую очередь от загрязнения. Болотами называют избыточно увлажненные участки су ши, часто со слоем торфа. В России болота занимают около 210 млн. га. Особенно много болот встречается в таежно -лесной зоне, где на их долю приходится свыше 20% территории зоны. По условиям залегания, по рельефу болота подразделяются на водораздельные (верховые), низинные и переходные. Среди верховых различают болота, залегающие непосредственно на водоразделах и верхних частях склонов, в котловинах. К низинным чаще всего относят пойменные, при террасные болота и болота староречий. Типичными болотными отложениями являются хемогенные (болотная известь, болотная железна я руда) и органогенные (торф) осадки. Изучите современные и ископаемые осадки болот, обратив наибольшее внимание на использование торфа в сельском хо зяйстве. Вопросы для самопроверки 1. Основные источники энергии эндогенных и экзогенных процессов. Какие процессы относятся к экзогенным? 2. Какова роль экзогенных процессов в формировании рельефа земной поверхности? Приведите примеры. 2 7 3. Назовите причины физического, химического и биохи мического выветривания. Свойства рухляка выветривания. 4. Понятие о процессах денудации, эрозии, аккумуляции. 5. Что вы знаете о коре выветривания? 6. Какие формы рельефа образуются в результате деф ляционной аккумулятивной деятельности ветра? 7. Классификация склонов в зависимости от формы, кру тизны, протяженности, ведущего экзогенного процесса. В чем состоит практическое значение изучения склонов? 8. Нарисуйте схему образования делювиального склона и объясните свойства делювиальных отложений. 9. Объясните образование овражного аллювия, руслового, пойменного, старичного. 10. Причина возникновения оползней. И. Значение подземных вод. 12. Назовите ледниково-эрозионные и ледниковоаккумулятивные формы рельефа. 13. В чем заключается аккумулятивная деятельность озер? Охарактеризуйте типы осадков. 14. Как образуется торф и каменный уголь? 1.5 Краткие сведения о геологической истории Земли Геологические карты и разрезы. Историческая геология изучает развитие земной коры, закономерности, управляю щие ее развитием, устанавливает последовательность геологи ческих событий, протекавших на Земле за всю ее историю. Основным материалом при решении различных проблем исторической геологии служат: горные породы, ископаемые остатки различных животных и растительных организмов, ос татки костей, отпечатки на горных породах и геологические процессы, происходящие на поверхнос ти и з земной коре. Одна из основных задач исторической геологии — установить возраст горных пород и последовательность их образования. Не менее важным является восстановление физико географических условий земной поверхности в прошлые геологические периоды и эпохи и изучение эволюции структуры земной коры в течение геологической истории. Для восстановления геологической истории Земли исполь зуют стратиграфический, палеонтологический, литолого 2 8 палеогеографический и тектонический методы, с которыми и следует ознакомиться. Знание последовательности образования осадочных гор ных пород дает возможность установить их относительный возраст. Для определения относительного возраста горных пород известны два метода: палеонтологический (по содержа нию окаменелостей) и стратиграфический, основанный на анализе взаимных соотношений пластов. Под абсолютным летоисчислением (геохронологией) пони мают определение возраста пород, которые слагают земную кору, и геологических событий в их исторической последова тельности в обычных единицах времени. Существуют различные геологические методы определе ния абсолютного возраста: метод, основанный на изучении ленточных глин, отложенных в ледниковую эпоху четвертич ного периода; методы, основанные на радиоактивном распаде (свинцовый, гелиевый, стронциевый). Всю историю Земли подразделяют на пять крупных отрез ков, называемых эрами, которые подразделяются на периоды, эпохи, века (геохронологическая шкала). Отложения, слагающие земную кору, подразделены так же на пять групп, которым по времени соответствуют эры. Группа подразделяется на системы (период), последние — на отделы (эпоха), а отделы — на ярусы (век). Такое подразделение отложений в зависимости от возраста их образования составляет стратиграфическую шкалу. Обе шкалы следует изучить по учебнику. Характеризуя каждую из пяти эр (архейскую, протеро зойскую, палеозойскую, мезозойскую, кайнозойскую), необ ходимо придерживаться следующей последовательности из ложения материала: продолжительность эры, деление на пе риоды, характер тектонических движений, распределение суши и моря, климат, особенности растительного и животного мира, образование полезных ископаемых. Особенно подробно следует изучить четвертичный период кайнозойской эры, получивший название антропогенового пе риода, общая длительность которого составляет примерно 1 -1,5 млн. лет. В течение четвертичного периода произошли значитель ные изменения физико-географических условий, что благо 2 9 приятствовало развитию материковых оледенений, которые сменялись межледниковыми эпохами. Интенсивные тектонические движения вызывали переме щения горных стран, неравномерные движения материковых и океанических платформ. Происходившие в течение большей части четвертичного периода неоднократные морские трансгрессии оказали значи тельное влияние на формирование гидрографической сети и условия осадкообразования. Значительные трансгрессии мор ских бассейнов сменялись регрессиями и осушением прибреж ных областей. Развитие материковых оледенений, распространение мор ских трансгрессий, тектонические движения, изменения климата во внеледниковых областях изменяли условия форми рования рельефа. На огромных пространствах северного по лушария, где развивались покровы материкового льда, фор мировался ледниковый рельеф. Морские трансгрессии изме няли прибрежные части материков и создавали рельеф мор ского происхождения. Во внеледниковых областях изменения климата приводи ли к изменениям в условиях развития процесса эрозии и де нудации. Следует знать, что наиболее важной, но не решенной пол ностью до последнего времени, является проблема оледене ния четвертичного периода. Существуют различные мнения по вопросу о количестве оледенений и принадлежности тех или иных групп ледниковых отложений к определенному оле денению, причинах оледенений. Для четвертичного периода характерна также активная вулканическая деятельность (в Карпатах, Саянах и на Кам чатке) и землетрясения (на Курильских островах, в Крыму и на других территориях). Совместное влияние всех геологических факторов, дейст вовавших в четвертичный период, прив ело к формированию современного облика материков и отложению наносов, пере крывших более древние осадочные породы. В силу большого разнообразия физико-географических условий и геологических процессов, которые происходили в раз ных районах страны, история их и отложившиеся в них осадки носят неодинаковый характер. Рассмотрение четвертичных 3 0 отложений следует вести по отдельным зонам. Основными из них будут: 1. Ледниковая зона, охватывающая территорию всех оле денений. 2. Перигляциальная зона — территория, находившаяся под воздействием процессов, связанных с ледником. 3. Внеледниковая зона. В пределах ледниковой зоны преобладающим генетиче ским типом отложений являются морены, причем лучше все го сохранились морены последнего оледенения. Менее рас пространены флювиогляциальные отложения. Встречаются ленточные глины и морские отложения. Широкое распространение в периглядиальной зоне полу чили флювиогляциальные отложения, местами встречаются солифлюкционные. Наиболее характерные образования внеледниковой зоны — лёссы и лёссовидные породы, эоловые отложения, сыртовые (скифские) глины, морские и озерные отложения. Широкое развитие в пределах различных ландшафтных зон получили аллювиальные, пролювиальные, озерные, элю виальные отложения и отложения склонового ряда, их относят к интрозональным отложениям. В современную геологическую эпоху огромную роль в изменении и преобразовании земной коры и ее поверхности оказывает производственная деятельность человека, которую следует рассмотреть. Геологические карты. Это основные документы, на которых графически с помощью условных знаков отражают геологичес кое строение местности. Они составляются на топографичес кой основе с использованием аэрофотоснимков и космических снимков. Геологические карты в зависимости от масштаба подразделяются на несколько видов: обзорные и мелкомас штабные, средние- и крупномасштабные. Чем крупнее масш таб, тем больше они несут информации. Необходимо иметь представление об их назначении. Собственно геологические карты (геолого -стратиграфические) отражают общее геологическое строение местности. Геологические карты сопровождаются разрезами и колонками. 3 1 На тектонических картах выделяются основные тектониче ские элементы земной коры — складчатые области и платформы. Четвертичные отложения изображаются на особых картах — картах четвертичных отложений. Основная характеристика рельефа (морфология, генезис, возраст и др.) дается на общих и специальных геоморфологи ческих картах. Необходимо изучить принцип построения геоморфологиче ской карты и карты четвертичных отложений и условные обозначения к ним. Обратите внимание на схематическую карту четвертичных отложений, приведенную в учебнике. Карта четвертичных отложений имеет большое народнохо зяйственное значение, так как используется при гидрогеоло гических и инженерно-геологических исследованиях, планировке поисковых работ месторождений полезных ископаемых. Особенно большое значение приобретают эти карты для сель ского хозяйства. Четвертичные отложения являются почвообразующими (материнскими) породами и обусл овливают физический и химический составы почв, их пригодность для земледелия. Вопросы для самопроверки 1. Что изучает историческая геология? 2. Что понимают под относительным и абсолютным возра стом горных пород? 3. В чем состоит сущность палеонтологического и стратиграфического методов определения возраста горных пород? 4. Назовите по геохронологической таблице основные под разделения кайнозойской эры. 5. Длительность четвертичного периода. Почему он полу чил название антропогенного? 6. Назовите причины оледенений и их количество в европейской части СССР 3 2 Перечень вопросов для выполнения контрольной работы 1. Что изучает геология. 2. Назовите разделы геологии и покажите народном хозяйстве. 3. Методы исследования в геологии. Использование ис кусственных спутников Земли и космических кораблей для получения новых данных о Земле. 4. Значение геологии в народном хозяйстве. Покажите на примерах взаимосвязь геологии и почвоведения. 5. Задачи геологии в сельском хозяйстве. 6. Основные представления о происхождении Земли. 7. Форма, возраст и размеры Земли. Физические свойства. 8. Строение Земли. Внешние и внутренние оболочки Зем ли, их мощность, плотность, температура, давление, химиче ский состав (показать на рисунке). 9. Состав и строение атмосферы, ее значение в жизни Земли. 10. Биосфера. В. И. Вернадский о роли живых организмов в жизни Земли. 11. Гидросфера как одна из внешних оболочек Земли и ее роль в развитии земной коры. 12. Земная кора, ее строение, физические свойства, хими ческий состав. 13. Понятие о минералах. Минералы первичные и вторич ные, их образование и значение в формировании почвообразующих пород и почв. 14. Аморфные и кристаллические минералы, их свойства. Приведите примеры. 15. Элементы кристаллографии. Симметрия. Кристалличес кая систематика сингоний. 16. Физические свойства минералов и их значение для диагностики, формы нахождения минералов в природе. 17. Процессы минералообразования. 18. Принципы современной классификации минералов, ос новные классы минералов (назвать представителей минера лов каждого класса). 3 3 19. Охарактеризуйте минералы класса карбонатов, фосфатов, сульфатов, используемых как сырье для получения удоб рений. 20. Минералы, используемые в сельском хозяйстве. Приве дите примеры и охарактеризуйте их. 21. К какому классу относится кварц, лимонит, галит, до ломит, апатит? Их свойства, использование и уча стие в составе почв. 22. Дайте общую характеристику класса оксидов и гидроксидов. Приведите примеры минералов. Охарактеризуйте их. 23. Приведите общую характеристику класса силикатов и алюмосиликатов. Примеры минералов этого класса. Их свой ства. 24. Назовите главнейшие породообразующие минералы (2 — 3) каждого класса и охарактеризуйте да. 25. Понятие о горной породе. Классификация горных по род по происхождению. 26. Магматические породы, их образование, классифика ция по содержанию кремнезема, основные представители каж дой группы. 27. Магматические горные породы. Формы и условия зале гания, минералогический состав, структура и текстура их. 28. Метаморфические породы, их происхождение, особен ности химического и минералогического состава. 29. Характеристика наиболее распространенных метаморфических пород, текстура, форма залегания, применение в народном хозяйстве. 30. Осадочные породы, их классификация по происхожде нию. Основные представители, форма залегания, химический и минералогический составы, структура. 31. Обломочные осадочные породы, их классификация, представители. 32. Глинистые породы, их подразделение, основные пред ставители, свойства глин, использование. 33. Хемогенные и биогенные осадочные породы, их подраз деление, основные представители, свойства и применение. 34. Полезные ископаемые, связанные с магматическими и осадочными горными породами. 3 4 35. Значение и применение осадочных пород в сельском хозяйстве. 36. Агрономические руды, их классификация, применение в сельском хозяйстве. 37. Образование фосфоритов, торфа и каменного угля. 38. Краткая характеристика эндогенных и экзогенных процессов. Источники энергии тех и других. 39. Рельефообразующее значение эндогенных и экзоген ных процессов. Приведите примеры. 40. Роль складчатых и разрывных нарушений в процессах формирования земной коры. 41. Современные колебательные движения и их роль в формировании земной коры. Привести примеры. Методы их изучения 42. Новейшие колебательные движения, их проявление, методы их изучения. 43. Колебательные движения прошлых геологических пе риодов, методы их изучения. 44. Особенности колебательных движений и отражение их в рельефе земной поверхности. Привести примеры. 45. Землетрясения как особый вид тектонических движе ний. Методы изучения землетрясений. 46. Методы определения силы землетрясений. Географиче ское распределение их. 47. Причины землетрясений, последствия их и прогнозирование. 48. Моретрясения и цунами. 49. Трансгрессии и регрессии моря как одно из проявле ний колебательных движений земной коры. 50. Сейсмическое районирование и его задачи. 51. Магматизм (вулканизм и плутонизм) как процесс фор мирования земной коры и почвообразующих пород. 52. Вулканизм, сущность этого процесса, продукты извер жения вулканов. 53. Распространение вулканов, их типы. Поствулканичес кие явления. 54. Географическое распространение вулканов, рельефообразующее значение вулканическ их извержений. 55. Интрузивный магматизм и его проявление. 56. Магматизм и формирование полезных ископаемых. 3 5 57. Экзогенные процессы (общая характеристика), источ ники их энергии. 58. Роль экзогенных процессов в формировании рельефа земной поверхности (эрозия, абразия, выщелачивание, дефляция, выветривание, ледниковая экзарация, водная и эоловая аккумуляция). 59. Физическое выветривание минералов и горных пород. Характеристика продуктов выветривания. 60. Химическое выветривание горных пород, причины, ос новные химические реакции (гидролиз, гидратация, окисле ние, растворение). 61. Биохимическое выветривание. Роль организмов в био химической аккумуляции и образовании полезных ископае мых (приведите примеры). 62. Элювий и кора выветривания. Стадийность и зональ ность процессов выветривания. 63. Причины физического и химического выветриваний. Состав и свойства продуктов выветривания. 64. Значение физического, химического и биохимического выветриваний в формировании рельефа и рыхлых отложений в различных климатических зонах земного шара ( нивальной, гумидной, аридной). 65. Роль процессов выветривания в образовании осадоч ных горных пород. 66. Выветривание и почвообразование. Роль выветривания в образовании почв. 67. Условия, благоприятствующие деятельности ветра. Сущность эоловых процессов (дефляция, корразия, перенос, аккумуляция). 68. Проявление разрушительной деятельности ветра. Деф ляционные формы рельефа. 69. Аккумулятивная деятельность ветра. Аккумулятивные формы рельефа. 70. Накопление дюнных, барханных и других видов песков. Образование лёссов и лёссовидных суглинков. 71. Формы эолового рельефа и их образование. Закрепле ние подвижных песков. 72. Типы пустынь и эоловых ландшафтов, их освоение. 73. Ветровая эрозия почв, ее распространение, причины, вред от эрозии и защита почв от ветровой эрозий. 3 6 74. Методы изучения ветровой эрозии почв, предупреждение и защита почв от ветровой эрозии. 75. Особенности эолового рельефа по беретам озер, мо рей, рек. 76. Понятие о плоскостной денудации. Ее проявление в различных климатических зонах. 77. Влияние климата, геологического строения, тектониче ского режима, рельефа на интенсивность склоновых про цессов. 78. Основные склоновые процессы (обваливание, осыпа ние, оползание, отседание) и их роль в формировании релье фа склонов. 79. Солифлюкционные и дефлюкционные процессы и их роль в формировании склонов. 80. Особенности склоновых процессов в зоне многолетней мерзлоты и в горных районах. 81. Классификация склонов и зависимости от формы, кру тизны, протяженности, ведущего экзогенного процесса. В чем состоит практическое значение изучения склонов? 82. Работа текучих поверхностных вод. Поверхностный сток и его виды. Делювий и коллювий. Их образование, свой ства. Закономерности отложения делювия по рельефу. 83. Работа поверхностных безрусловых вод (разрушитель ная и созидательная). Меры борьбы с плоскостной эрозией. 84. Деятельность временно действующих водных потоков и присущие им формы рельефа (промоина, овраг, балка). 85. Работа временных горных потоков. Пролювиальные отложения. 86. Геологическая деятельность рек. 87. Эрозионная деятельность рек. Эрозия донная и боко вая. Понятие о базисе эрозии и профиле равновесия реки. 88. Аккумулятивная деятельность рек. 89. Образование и свойства аллювия. Типы его. 90. Формирование речных долин, их типы, строение. 91. Формирование и строение поймы. Ее рельеф. Использо вание поймы и отдельных ее областей в сельском хозяйстве. 92. Речные террасы, их строение и типы. Сельскохозяйст венное использование террас. 93. Строение и развитие устьевых частей рек (дельты, эстуарии, лиманы). Отложения дельт. 3 7 94. Роль речных вод в водном балансе России, их охрана и рациональное использование. 95. Классификация видов воды в горных породах и почвах. Происхождение подземных вод. 96. Классификация подземных вод (выполнить рисунок) по условиям залегания и их характеристика. 97. Источники, их значение. Химический состав подземных вод. 98. Геологическая и рельефообразующая деятельность подземных вод (карст, суффозия). 99. Оползни и их типы, меры борьбы с ними. 100. Краткая характеристика основных типов подземных вод. Грунтовые воды, их движение, режим и роль в развитии рельефа сельскохозяйственных угодий, засолении почв, развитии суффозии. 101. Артезианские воды, особенности их образования и ти пы бассейнов. Значение их в сельскохозяйственном водоснаб жении и орошении земель. 102. Минеральные воды. Значение подземных вод, их ра циональное использование. 103. Разрушительная (экзарационная) деятельность лед ников. 104. Аккумулятивная деятельность ледников. 105. Охарактеризуйте ледниковые аккумулятивные формы рельефа. 106. Формы рельефа, обусловленные разрушительной дея тельностью ледников. 107. Ледниковые отложения и их характеристика. 108. Деятельность водно-ледниковых потоков, их отложе ния и присущие им формы рельефа. 109. Назовите ледниковые и водно -ледниковые отложения и дайте их характеристику. 110. Древние покровные оледенения и их роль в формиро вании рельефа, растительного и животного мира, современных ландшафтов. 111. «Многолетняя мерзлота», ее распространение, мощ ность и происхождение. 112. Особенности подземных вод в условиях «многолетней мерзлоты». 3 8 113. Особенности развития геологических процессов в рай онах распространения «многолетней мерзлоты» (бугры пучения, наледи, гряды пучения, торфяные бугры, пятна -медальоны, пятнистые тундры, солифлюкционные террасы). 114. Влияние многолетней мерзлоты на почвообразование и земледелие. Рациональное использование и защита поляр ных ландшафтов. 115. Понятие о Мировом океане и его роли в жизни Земли. 116. Особенности рельефа дна океанов. 117. Химический состав, температуры, плотность морской воды. Органический мир морей и океанов. 118. Абразионная работа моря и рельеф побережья. 119. Аккумулятивная работа моря. 120. Формирование прибрежных аккумулятивных форм (мысы, косы, лагуны, бары, пляжи, береговые валы, пересы пи, береговые дюны, лиманы). 121. Морские отложения, их типы. 122. Полезные ископаемые морей и океанов. 123. Сущность абразионных и аккумулятивных процессов, действующих на морских берегах (прибой, продольное и попе речное перемещения наносов, сортировка материала). 124. Народнохозяйственное значение озер и их распростра нение в России. Типы озер (по происхождению, составу вод и гидрогеологическому режиму). 125. Деятельность озер и озерные отложения. 126. Обломочные, химические и органогенные осадки в озерах. Роль озерных отложений как почвообразующих по род. 127. Распространение современных болот в России. Их осу шение и мелиорация. Типы болот. 128. Болота, их типы и характеристика. 129. Отложения болот и их использование. 130. Использование болот и торфа в сельском хозяйстве. 131. Что изучает историческая геология? Основные задачи и методы ее. 132. Относительный и абсолютный возраст минералов и горных пород. Методы определения геологического возраста пород. 133. Геохронологическая шкала. Основные подразделения ее, происхождение названий: эра, период, эпоха, их обозна чение на геологических картах. 3 9 134. Краткая история развития земной коры и жизни на ней. 135. Четвертичный период и его влияние на формирование современного рельефа и образование почвообразующих по род. 136. Древние четвертичные оледенения. Их причины, коли чество, границы оледенений. 137. Генетические типы четвертичных отложений и их краткая характеристика. 138. Генетическая связь четвертичных отложений опре деленными формами рельефа. Привести примеры. 139. Четвертичные отложения ледниковой перигляциальной и внеледниковой зон. 140. Основные почвообразующие (материнские) породы в России и их распространение по природным зонам. 141. Геологические карты, их назначение, масштабы. 142. Геоморфологические карты, принципы их составления. 143. Карта четвертичных отложений. Принципы ее состав ления. 144. Возникновение почв. Роль геологических и биологиче ских факторов в их образовании. 4 0 Приложение 1 Примерные затраты времени на изучение отдельных тем дисциплины «Геология» и на выполнение контрольных работ (в соответствии с учебным планом заочного обучения по специальностям: Природопользование, Экология и природопользование Всего часов Наименование тем В том числе с преподавателем Самостоя лекции тельно 1 2 3 4 5 4 3 1 Практич. занятия 6 Часть 1. Основы геологии 1 Предмет геологии, ее задачи. Определение геологии, разделы и методы геологии, ее значение в народном хозяйстве, в развитии сельскохозяйственной науки. 4 1 2 3 4 Происхождение и строение Земли. Современные представления о происхождении Земли. Форма, строение и физические свойства Земли 2 Вещественный состав земной коры. Понятие о минералах и горных породах, их происхождение, классификация 7 4 2 Главнейшие минералы почв и почвообразующих пород. Агрономические руды 6 4 2 Геологические процессы, их роль в формировании горных пород, рельефа 2 2 12 12 3 3 Эндогенные процессы — тектонические движения. Магматизм и вулканизм, метаморфизм. Источники их энергии Экзогенные процессы. Общая характеристика, значение в образовании осадочных пород и рельефа. Выветривание, его виды и продукты Понятие о коре выветривания. Выветривание 2 1 2 2 5 3 4 2 и почвообразование 4 3 1 Деятельность ветра. Эоловые отложения и формы рельефа 4 3 1 Склоновые процессы и отложения. Геологическая деятельность поверхностных текучих вод. Защита почв от ветровой и водной эрозий 5 5 3 3 5 4 1 7 6 1 3 3 7 5 5 5 8 7 100 86 Подземные воды, их основные типы, происхождение и использование в сельском хозяйстве. Их роль в заболачивании и засолении почв Геологическая деятельность ледников и снежников. Многолетняя мерзлота, ее влияние на почвообразование и 5 земледелие Геологическая деятельность озер, болот, моря Полезные ископаемые, связанные с их деятельностью Краткие сведения о геологической истории Земли. Геологические карты и разрезы 6 8 4 3 Оформление контрольной работы Итого 4 4 Литература Основная: 1. Короновский Н.В., Якушова А.Ф. Основы геологии,. М.: «Высшая школа», 1991. 2. Якушова А.Ф., Хаин В.Е., Славин В.И. Общая геология. М.: Изд-во МГУ, 1988. 3. Иванова М.Ф. Общая геология. М: «Высшая школа», 1974. 4. Горбачев A.M. Общая геология. М.: «Высшая школа», 1973, 5. И. Б. Борголов. Курс геологии. -М. : Агропромиздат, 1989г.216с Дополнительная: 1. Якушева А.Ф. Геология с элементами геоморфологии. Изд-во Москов. Ун-та, 1983. 2. Аллисон А., Пантер Д. Геология. М.: «Мир», 1984. 3. Толстой М.П. Геология с основами минералогии. М.: «Агропромиздат», 1991. 4. Александрова Л.Н. Практикум по основам геологии. М.: «Высшая школа», 1969.45 5. В. В. Добровольский . Геология : учебник для студентов ВУЗов.- М.: Гуманист. издательский центр ВЛАДОС, 2001 г. -320 с.
