Підземними водами називають всі води які знаходятся в гірських породах в тверд рід і газ стані. Вернадський підрахував що до глибини 16 км знах 400млн. км кубічних води. На глибині 60 км від поверхні землі присутні пари. Підземні води так як і всі води гідросфериперебувають в колообігу і в залежності від характеру водооббміну розрізняють три зони 1)зона вільного водообміну (верхня) води цьої зони частіше всього прісні і постійно поповнюються, використовуються для питного, господарчого і промислового використання. 2)Уповільненого водообміну(середня зона)-переважно мінералізовані води, мають широкий спектр хімічних елементів, можуть містити рідкісні елементи і часто бувають газованими.(напр. моршинська) 3) зона досить повільного водообміну(нижня)-як правило представлена високомінералізованими розсолами і може використовуватися для вилучення корисних елементів.

Підземні води утворюються трьома способами 1)інфільтрація вода атмосферних опадів просочується через гірські породи доходить до водонепроникного шару і накопичується там, глибина утворення підземних вод залежить від: --типу гірських порід, --інтенсивності процесів вивітрювання, на інфільтрацію також впливає рельєф місцевості, наявності рослинності, діяльності людини. 2)конденсація водяних парів в грунті, в атмосфері присутні пари води які проходять в грунт до шару постійних температур і ця глибина складає 20-25 м, рух парів води припиняється з надр землі в зворотньому напрямку рухається інший потік водяної пари ці два потоки водяної пари зустрічаються, пара конденсується і таким чином утворюються підземні води, основним місцем утворення таких підземних вод є пустеля. 3)Накопичення осадів на дні морів та озер-в ході геологічного розвитку водойми зникають, а вода яка знаходилась в осадах зберігається достатньо великий час, під тиском верхніх мас осадів з нижніх прошарків осадів виділяється вода, вона накопичується і утворюються підземні води, таким чином існує три способи утворення підземних вод, найсильніші інфільтраційні.

Склад підземних вод: розділяють шість видів підземних вод: 1)конституційна вода-найбільше повязана з гірськими породми, водень і кисень не утворюють молекул води, а входять до складу мінералів, і видалити цю воду можна лише при руйнування самих мінералів, даний тип води утворюється тільки під великим тиском. 2)Кристалізаційна вода:входить до складу мінералів у вигляді Н2О наприклад(кальцій ес о 4*2Н2О) вилучається з порід без руйнування самих мінералів. 3)гігроскопічна вода: створює оболонку навколо мінералу товщиною в 1 молекулу водички, видалятися може в пароподібному стані при температурі 100 градусів, при більш низьких температурах вона нерухома, ця гігроскопічна вода відрізняється від звичайної водички, вона більш щільна, не замезає при температурі -78 градусів і не розчиняє речовини, вміст гігроскопічної води залежить від температури, тискуі вологості і гігроскопічна вода створює природну вологість породи 4)плівкова вода:створює другий шар води навколомінералу, утримується навколо мінералів за рахунок сил поверхневого натягу, ця плівка може рухатись навколо мінералу. За фізичними властивостями вона займає проміжне місце між гігроскопічною і звичайною водичкою. 5) капілярна вода: заповнює пустоти і тріщини між зернами порід. Капілярна вода за рахунок сил поверхневого натягу може підніматись вище ніж рівень вільної води, висота на яку вона піднімається може складати більше 2х метрів 6)вільна вода: займає всі пустоти і тріщини, пересувається за допомогою сил тяжіння і утворює підземні води. Таким чином існує шість фізико-хімічних станів води перших два пов»язані з мінералами хімічними зв»язками. Третя четверта, повязані з мінералами фізичними звязками, і дві останніх існують під дією гравітаційних сил.

Хім склад підземних вод На хімічний склад підземних вод впливають дві групи процесів 1)які безпосередньо впливають(відносятся розчинення гірськіх порід, вилужування, концентрування розчинів і випадіння солей, мікробіоологічні процеси, колоїдні процеси) 2) які опосередковано впливають на хім склад(відносится клімат, рельєф, хімічний склад гірських порід. З хімічних елементів які присутні у підземних водах, найбільш розповсюдженішими газами є: кисень, вуглекислий газ метан, водень, сірководень, азот. Серед розчинених елементів домінують десять йонів: хлориди сульфати, гідрокарбонати,ю карбонати, натрій, калій, магній, кальцій, гідроген, ферум два. Наявність цих іонів визначає основні характеристики вод: мінералізацію, жорсткість і лужність з глибиною концентрація розчиненого кисню зменшується а збільшується вміст ЦеОдва, при цьому вода стає агресивною. Наявність іонів кальцію і магнію обумовлюють жорсткість води, якщо жорсткість підвищена, то дані води не можна використовувати у промисловості, або їх необхідно спочатку обробити а потім використовувати. Концентрація йонів Н+ і ОН- визначають рН середовище, що є важливим показником при використанні води. Хлориди: потрапляють у воду при розчиненні натрійхлор, або калійхлор, хлориди найбільш розчинні у воді аніони. Ульфати- потрапляють у воду при розчиненні піріту. Найбільший вміст сульфатів в водах зустрічається поблизу пустель. Гідрокарбонати і карбонати визначають лужність води і з глибиною їх концентрація падає. Натрій потрапляє у воду при розчиненні Натрій хлор або натрій два Це о три. Концентрація Калію менша ніж концентрація натрію. Магній зустрічається в підземних водах у менших концентраціях ніж кальцій. Дані іони потрапляють в води при розчиненні вапняків, доломідів і так далі. Однією з особливостей підземних вод є наявність ферум 2 +, яяк правило залізо перебуває у сполуках Ферум (НСО3)2.

Класифікація підземних вод. Єдиною класифікацією яка б охоплювала всі характеристики підземних вод на сьогоднішній день не існує, розглянемо одну з класифікацій Альохіна. Він поділяє всі природні води по основному аніону на три класи: 1) гідрокарбонатні і карбонатні. 2) сульфатні 3) хлоридні. Кожен клас в свою чергу поділяється за домінуючим катіоном на три групи. 1)Кальцієву 2)Магнієву 3)Натрієву. Кожна група в залежності від співвідношення між катіонами і аніонами поділяється на типи. Таким чином класифікація Альохіна розрізняє води на класи і типи по ступеню мінералізації.

Геологічна діяльність підземних вод геологічна діяльність підземних вод проявляється в хімічній взаємодії гірських порід з водою(див. хімічне вивітрювання) одним з проявів на поверхні землі діяльності підземних вод є суфозія(з лат суфозіо-підкопування)-це процес розчинення і виносу гірських порід підземними водами, в результаті суфозії відбувається просідання поверхні з утворенням воронок, западин і тд. Наступним фактором є зсуви. Вони відбуваються за рахунок того що в результаті потужного зволоження поверхневий шар зменшує силу тертя і просто сповзає.

Лекція 9

Світовий океан

1. Океани і моря. Рух океанічних течій

2. Відомості про життя в океані

3. Геологічна роль океанів

4. Коорисні копалини світового океану.

Світовий океан-це океани, заливи, моря. Він вкриває 70% поверхні землі. Обєм води 1370 млн км3. Світовий океан відіграє суттєву рольв геологічних, кліматичних процесах. При цьому основний вплив пов'язаний з рухом океанічних вод. Рух океанічних вод викликаний: 1)дією вітру 2)перепадами тиску в масі води 3) приливами відливами 4)землетрусами 5)відцентровими силами обертання землі 6)силами тертя між водою і дном океану. Рух океанічних течій розділяють на три групи. 1)морські течії (розрізняють поверхневі(повязані з рухом вітру, тому умовно(схематично) рух океанічних течій може бути представленим в наступному вигляді(мал.) Всі течії повязані з вітрами. В поверхневій зоні океану по обидві сторони від екватора зі сходу на захід відбувається рух води під дією пасатних вітрів. У західних берегів течії починають розходитися вздовж і на десятій паралелі частина повертається в протилежному напрямку. Інша частина світового океану рухається вздовж материків до 30-35 паралелі. А далі вони починають рухатися на схід і знову перетинають весь океан, досягнувши східного узбережжя води направляються до екватора і знову починають рухатися на захід. Ще частина води в північній півкулі направляється вздовж берегів в полярні зони де проходять менші колообіги, поверхневі течії затухають до глибини від 10 до 100м. в низьких широтах на поверхні води швидкість перенесення часток становить 15-20 см/сек вертикальний рух повільніший і становить 5*10в-4 до 3*10в-3 см/сек. В середніх і високих широтах горизонтальний рух часток становить всього кілька см за сек. А вертикальна циркуляція є такою ж самою., глибинні і придонні Глибинні і придонні рухи води повязані в першу чергу з рельєфом дна.(якщо вода піднімається за годинниковою стрілкою якщо на пониження рельєфу у впадини то проти) прибрежні, а за температурою розрізняють холодні і теплі- розділення течій на холодні і теплі залежить від різниці температур у воді течі і температури зовнішніх вод, якщо вода течії тепліша ніж оточуючих вод, то течія вважається теплою(течія пн льодовитого океану 2град) і якщо температура води в течії менша ніж температура зовнішніх вод, то течія вважається холодною(перуанська течія22 грд).)2)вертикальна циркуляція 3) хвилювання при хвилюванні розрізняють три типи хвиль 1)приливні-це повязано з існуванням місяця. приливи настають один або два рази на добу і найбільше їх значення досягається під час сезігій(повнолуння або новолуння) розміри і характер припливів залежить від сизігій, географічної широти і від місцевих умов. У відкритому океані висота приливу до 1 метра. Максимальні припливи спостерігаються в заливах і зовнішніх морях. 2)вітрові коли швид досягає 1.1м/с вітру, на поверхні води утворюються маленькі короткі хвилі які пересуваються рівними рядочками, при збільшенні швидкості вітру правильні ряди хвиль зникають і хвилі приймають форму окремих холмів. Коли швидкість вітру ще збільшується виникає шторм і при цьому зявляються правельні ряди хвиль, але розмір їх значно більший. При зменшенні швидкості вітру енергія хвиль поступово зменшується на тертя і хвилювання затухає. Таким чином розрізняють три підгрупи хвиль.3)сейсмічні-див розділ землетруси. За висновками біологів 75% класів тварин виникло у воді і 60% у морській воді. Живі організми відіграють велике значення в процесах породоутворення і світовому океані. По перше:вони впливають на дно і по друге змінюють фізико-географічні умови морського середовища при цьому вносится енергія яка утворюється в результаті фотосинтезу по розподілу живих організмів в світовому океані розрізняють неритову область-співпадає з шельфом, в ній розрізняють три зони літоральну(зона припливів та відливів), субліторальну-від максимальних відливів до межі розповсюдження вищіх водоростей і псевдоабісальну-існує в межах між існуванням вищіх водоростей до тереторій зовнішнього краю шельфу батіальну(до 3 км) і абісальну(від 3 км до дна) області. По знаходженню організмів в водах світового океану розрізняють бентос(придонні) нектон(товща води) планктон(поверхня)

Геологічна роль океанів-в різних частинах світового океану геологічні процеси проходять з різною інтенсивністю. В центральнихх частинах світового океану важливу роль відіграють ендогенні процеси. А в береговій зоні домінують процеси контакту між сушею та морем. Робота хвиль в береговій зоні проявляється в наступних діяльностях. 1)в процесах абразій(руйнування основ берегової зони під дією прибоїв) 2)руйнування корінних порід на дні. 3)диференціація уламкового матеріалу.(схема) берегова зона під дією хвиль руйнується. В результаті чого утворюється ніша, над якою нависає карниз. З часом карниз може обвалюватися утворюючи кліф, при обвалі карнизу процес руйнування берега припиняється, через те що енергія хвиль направлена на диференціацію уламкового матеріалу. В результаті диференціації уламкового матеріалу відбувається вирівнювання дна. І таким чином утворюється бенчі або пляжі, розмір і форма бенчу визначається розмірами хвиль. Чим більша хвиля тим довше і більш пологіше утворюється профіль. При утворенні пологого берега інтенсивність руйнування берегової зони уповільнюється, так як енергія хвиль витрачається на тертя. Інтенсивність і швидкість абразії залежать від: геологічної будови берегів, положення берегової лінії, складу і фізико-механічних властивостей порід і фізико-географічних умов. Наприклад в тропіках абразія більш повільна бо там існують лагуни бо коли заходить хвиля вона має перешкоду у вигляді каралів. В придонному шарі при проходженні хвилі виникають потоки води направлені до берега, а в зворотньому напрямку від берега проходять нижні шари хвилі. На гризонтальному дні частка осаду яка несется хвилею пересувається спочатку до берега, а потім повертається назад у вихідне положення, але на похилому дні силі тяжіння скорочує шлях частки до берега і збільшує його уклін від берега. Дана ситуація виникає коли хвиля симетрична. Але при зменшенні глибини хвилі приймають асиметричну форму похилену в сторону берега, і швидкість руху води в сторону берега збільшується і частка проходить до берега більший шлях, і зворотнім напрямком води повертається назад у водичкуу, але не в своє вихідне положення. Таким чином переміщення осадів визначається формаю хвилі і розміром частки. Утворення підводних валів і барів-утворюються вздовж рівних плоских берегів які складаються з дрібнодисперсного матеріалу. Вали і бари тягнутся вздовж берегів на протязі кількох десятків кілометрів. Вали утворюються на пологому дні, на певних глибинах хвилі починають закручуватися і при цьому втрачають певну енергію. Втративши енергію вони не можуть переносити осадові частки далі і таким чином частки випадають на дно утворюючи горбочки.

КОРИСНІ КОПАЛИНИ СВІТОВОГО ОКЕАНУ

Водами світового океану виступають постачальниками мінеральних солей, найінтенсивніше поклади мінеральних солей проявляються в лагунах, лиманах, які відділені від основного моря валами та барами, як правило в результаті випаровування концентрація солей в даних об"ємах набагато більша ніж у відкритому морі(напр. по близу каспійського моря є залив карабагас гол, який відділений пересипами і концентр солей в лимані в 23-25 разів більша ніж в самому морі) поклади корисних копалин тим більші, чим менша розчинність даних солей. У відкритих морях є поклади заліза, при чому форма знаходження заліза залежить від відстані від берега. в береговій зоні, де шар води незначний і вода насичена киснем утвор поклади ферум о аш тричі, далі він переходить в ліманіт Ферум О (Оаш) помножити на воду. ще далі утворюються силікати заліза, ще глибше-карбонати заліза, а на великих глибинах де недостатньо кисню і де невідновлювальне середовище утворюються поклади піриту. поклади фосфору утворюються тільки у водному середовищі. ті поклади фосфоритів які існують на суші, були утворені ще коли створилось морське середовище. в шельфах морів зустрічаються поклади нафти і частково природного газу.(приклади утворення покладів в світовому океані, на самостійне вивченя)

Лекція 10. ОЗЕРА ТА БОЛОТА

1. озера і болота, їх типи.

2. озерні та болотні відкладення.

3.копалини вугельних порід.

1. Озерами називаються замкнені впадини які заповнені водою. площа озер на землі складає 1,8% від території суші. озера виступають колекторами мінеральної і органічної речовини.

наука як вивчає озера називається лімнологія. в залежності від походження розрізняють наступні типи озер: 1) тектонічні озера, які утворилися в результаті розломів в поверхні землі(напр Байкал, Вікторія(озеро в африці), Мертве море, каспійське море. 2) Вулканічні озера: утворюються в кратерах потухших вулканів а також на лавових полях(напр на курильських остворах і на камчатці) 3)льодовикові озера, можуть зустрічатися там де колись було оледеніння, вони заповнюють розорані гірські породи(напр озера в Канаді,Якуті, Скандинавії 4) Водоакумуляційні озера утворюються в дельтах річок, сюди відносятся лимани, лагуни. 5) карстові або суфозійні озера, повязані з діяльністю підземних вод. гірські породи вимиваються підземними водами і грунти просідають утворюючи западини в яких поступово накопичується вода. прикадами може бути озеро Мічіган, Антаріо. 6) Еолові, займають котловини або западини будування, такі озера зустрічаються в дюнах. 7) Плотинні озера-утворюються в результаті утворення перешкоди на шляху потоку води в результаті відкладання морени, обвалів, зсувів і тд. Сюди відносятся як штучні так і природні озера(природні-Сиван, штучні-плотинні, штучні моря) За мінералізацією всі озера поділяють на прісні(до 1 граму на літр) солонуваті(від 1 до 10 грамів на літр солі) Солоні(від 10 до 35 грам на літр) і ропа(більше 35 грамів на літр) мінералізація озер залежить від: 1) живлення озера 2) від гірських порід які його оточують 3) від швидкості живлення і швидкості випаровування.

БОЛОТА-це надлишково зволожені ділянки землі на яких відбувається накопичення мертвої органічної речовини яка з часом перетворится в торф, а потім у вугілля.процес заболочування повязаний з діяльністю живих організмів і як правило залежить від вмісту поживних речовин, їх кількості і якості. утворення боліт характерно для помірного кулімату в залежності від знаходження болота бувають низинні(утворюються в поймах річок і по берегах озер, сюди відносятся ще лісові і травяні болота)

2) Верхові боолота-характерні для помірного клімату де атмосферні опади домінують над випаровуваняям. перехідні болота.

оЗЕРНІ ВІДКЛАДЕННЯ: Тип озерних відкладень залежить від мінералізації озер. в солоних озерах утворюються відкладення мінеральних солей, в прісних озерах утворюються сапропелеві відкладення

Осади солоних озер: в солоних озерах на дні накопичуються мінеральні солі, склад і інтенсивність відкладень залежить від хімічного складу, від кліматичних умов, солі розчинність яких зростає з підвищенням температури(напр натрій хлор) можуть утворювати осади як взимку( в результаті зниження температури води і розчиності солі, так і влітку. інші солі, напр. кальцій ес о 4, утворюють осади тільки влітку, тому що, по перше збільшується швидкість випаровування і по друге зі збільшенням температури зменшується їх розчинність. Осади прісних озер. Осади прісних озер визначаються кліматом, геологічною будовою району, розмірами озера і рельєфом) у прісних озерах утворюються сапронєли(сапрос-гнилий, пелос-мул) які є органічним мулом що підлягає ущільненню і перетворенню при нестачі кисню мікроорганізмами. верхні шари мулу склад на 95% З ВОДИ З ГЛИБИНОЮ ЩІЛЬність мулу зростає і приймає консестенцію платиліну.сапропєлі на 80% складаються з органічних решток, решта це мінеральні речовини. Сапропєлі використовуються в косметології, так як вони багаті на органіку. поклади прісних озер-це горючі сланці що є зольними сланцевими породами. органічна частина горючих сланців складає 57-82% і сланцеві породи є низькосортним паливом

БОЛОТНІ ВІДКЛАДЕННЯ. основним болотним відкладеням є торф, це продукт неповного розкладання відмерлих болотних рослин в умовах зволоженого клімату, і при ускладненому доступі кисню. Як правило торфоутворюючими рослинами є мохи, хвощі, а серед дерев, сосна, береза. утворенню торфу сприяють гриби і анаеробні бактерії. торф в залежностівід питомої теплоти згоряння, розрізняється на високої якості, середньої якості і поганої якості. Торф використовується в місцевих районах для опалення, використовується як ізоляційний матеріал, використовується як добриво в сільському господарстві, і з торфом можуть отримувати аміак, парафіни, оцтову кислоту і тд

КОРИСНІ ВУГІЛЬНІ КОПАЛИНИ-процес перетворення торфу в буре вугілля потім в камяне, а потім в антрацит називається процесом вуглефікації. процес перетворення торфу в буревугілля відбувається під дією анаеробних бактерій і при температурі 60-70 градусів, перетворення бурого вугілля в камяне проходить при температурі 300-360 градусів а антрацит утворюється при температурі 50 градусів. буре вугілля є низькосортним продуктом і має наступні ознаки: 1)містить в собі гумінові кислоти. 2)Висока вологість і гігроскопічність 3) неспікаємість 4) характерисується високою здатністю до окиснення і самовозгорання 5) крихкість 6) великий вмість летких компонентів. КАМЯНЕ ВУГІЛЛЯ ознаки: 1)більший вміст гумінів 2)вологість 3.12% 3) спікаємість 4) не самовозгоряється. АНТРАЦИТ є продуктом найвищої стадії вуглефікації, характеризується 1) низьким вмістом литких компонентів до 8%, не самовозгоряється, має найбільшу температуру згоряння, спікається і є найміцнішим.

Загрузка...

1 2 34