3. Геологическая деятельность поверхностных вод

Тема:
Геологическая деятельность поверхностных вод
Круговорот воды в природе
Прежде всего, рассмотрим круговорот воды в природе.
Классификация поверхностных вод
Поверхностные воды
Плоскостной сток
Временные водотоки
Линейный сток
Постоянные водотоки
Плоскостной сток
Плоскостной сток. Водный поток охватывает значительные площади (но не
надо путать с наводнением!). Характерен для степных районов и саванн, когда в
незначительный промежуток времени выпадает большое количество осадков.
Формированию площадного стока способствует разреженная растительность.
Источник питания – атмосферные осадки и сезонное таяние снега.
Водный поток смывает верхнюю часть отложений, может переносить его на
значительное расстояние.
Делювий – рыхлые отложения, продукт плоскостного смыва.
В результате формируется делювиальный
шлейф у подножия слабонаклонных площадок в
рельефе равнинных областей.
Линейные водотоки
Линейный водоток – водоток, имеющий отчетливо выраженное русло.
Выполняют работу: разрушение (эрозия), транспортировка (перенос, транзит) и
накопление (аккумуляция).
Эрозия – это разрушительная работа, которая производится водными потоками.
Виды эрозии:
- Донная эрозия – проявляется в углублении русла водным потоком;
- Боковая эрозия – проявляется в разрушении бортов русла водным потоком;
- Пятящаяся эрозия – врезание вершины (истока) водотока по направлению к
водоразделу.
Временные водотоки
Это водотоки, действующие сезонно, не постоянно.
Источники питания временных водотоков: атмосферные осадки, талые воды,
реже – грунтовые воды.
Пролювий – генетический тип рыхлых отложений, переносимых и
откладываемых временными водотоками.
Временные водотоки по-разному проявляют себя в горных и равнинных
областях.
Равнины.
Характерная форма рельефа, которую создает временный водоток на равнине –
это овраг. Возникновению оврагов способствуют:
- ливневый характер дождей,
- засушливый климат,
- наличие рыхлых отложений.
Итак, сформировался молодой овраг. Он интенсивно врезается в склон.
Проявляют себя все три вида эрозии. Но, в конце концов, достиг такого состояния,
что дальше не может углубляться (прекратилась донная эрозия). Говорят, что он
достиг базиса эрозии.
Базис эрозии – горизонтальный элемент рельефа, который определяет глубину
врезания водного потока.
Для оврага базисом эрозии может служить:
- подножие холма, в который врезается овраг;
- уровень воды в реке, если овраг врезается в ее берег.
Овраг перестал углубляться, но боковая и пятящаяся эрозия продолжаются.
Через некоторое время и они прекращают свою работу. В таком случае говорят, что
овраг выработал продольный и поперечный профиль динамического
равновесия.
Работа, которую ведет водоток, определяется формулой:
Q=mV2
2
Где m – масса воды, V – скорость воды.
Графическое выражение – выположенная парабола. Это и есть продольный
профиль динамического равновесия.
Стадии развития оврага
1. Ранняя стадия (юная)
На ранней стадии развития овраг имеет V-образный поперечный профиль
динамического равновесия. Нет донных отложений или их мало. Донная эрозия
преобладает над боковой. Не выработан продольный профиль динамического
равновесия.
2. Зрелая стадия.
На зрелой стадии овраг имеет ящико-образный поперечный профиль. В долине
оврага накапливаются донные отложения (пролювий). Овраг достиг базиса эрозии,
поэтому донная эрозия прекращается. Продольный профиль динамического
равновесия выработан, поперечный – нет. Основное значение имеет боковая эрозия.
Борта оврага выполаживаются.
3. Старческая стадия.
Борта оврага пологие. Продольный и поперечный профили динамического
равновесия выработаны. Эрозионная деятельность прекращается. Овраг отмирает и
превращается в балку.
Рыхлый материал
(пролювий),
выносимый
временными
водотоками
на
поверхность
базиса
эрозии
образует
своеобразную
форму
рельефа
–
конус
выноса.
Горы
В горных районах временные водотоки прорезают не только рыхлые отложения,
но и скальные породы. Продольный профиль динамического равновесия никогда не
бывает выработанным.
Строение временного водотока в горах:
Горный пролювий
характеризуется
следующими
особенностями:
грубообломочный,
грубокосослоистый,
плохосортированный, слабоокатанный.
Строение конуса выноса временных водотоков в горах
Сели – катастрофические временные горные потоки.
В том случае, если временный водный поток достигает уровня грунтовых вод,
то он превращается в реку.
Водосборный цирк
Постоянные водотоки
Также как и временные водотоки, реки ведут три вида деятельности:
разрушение (эрозия), транспортировка (перенос, транзит) и накопление
(аккумуляция).
Строение речной долины.
Аллювий – рыхлые отложения, образование которых связано с деятельностью
постоянных водотоков.
В строении долины реки можно различать русловой, пойменный и старичный
аллювий.
В отличие от пролювия, русловые аллювиальные отложения характеризуются
хорошей сортировкой, хорошей окатанностью, отчетливой косой слоистостью.
Пойменный аллювий всегда на порядок мельче руслового, так как формируется из
материала, который выносится в пойму при разливах рек. Старичный аллювий
представляет собой комплекс озерных отложений в старицах – это глины, ил,
сапропели, торф. Пойменный и старичный аллювий характеризуются преобладанием
параллельной слоистости.
Реки ведут боковую, донную и пятящуюся эрозию, деятельность донной эрозии
ограничена положением базиса эрозии. Переживают три стадии развития
Базисом эрозии рек является уровень воды водоема, в который река впадает
1. Юная стадия.
Характерна для горных рек. Русло состоит
из прямолинейных участков, донная эрозия >>
боковой эрозии, аллювий только русловой или
его нет, продольный и поперечный (Vобразный) профили динамического равновесия
не выработаны. Перенос материала в твердом
виде (волочение, во взвешенном состоянии).
2. Зрелая стадия.
Начинается боковая эрозия, русло реки
становится
извилистым,
появляются
прирусловые отмели. Перенос материала
волочением, в растворенном виде.
3. Старческая стадия.
Донной эрозии нет, только боковая,
Начинается меандрирование рек, долины
становятся широкими, появляются пойменные
отложения, пойма >> русла, формируются Река на юной стадии развития
старицы, продольный профиль динамического
равновесия выработан. Перенос материала в растворенном виде и органноминеральных соединений.
Эрозионный цикл (морфоцикл) – «жизненный путь» реки от юной стадии
развития до старческой.
При изменении положения базиса эрозии начинается новый эрозионный цикл и
происходит образование речной террасы.
Положение базиса эрозии может изменяться. В случае резкого изменения
положения базиса эрозии река начинает следующий эрозионный цикл.
Речная терраса – площадка в разрезе речной долины, созданная эрозионной и
аккумулятивной деятельностью водотока в предыдущий морфоцикл (эрозионный
цикл).
Элементы строения террасы
Типы речных террас по происхождению:
Типы речных террас по взаимному расположению:
Принципиальный разрез аллювия в развитой стадии развития реки
Значение пятящейся эрозии
В результате пятящейся эрозии часто происходят явления обезглавливания рек и
перехват русла. Верховья реки могут перебраться через водораздел в соседнюю
долину и захватить притоки или верховья другой реки
Месторождения полезных ископаемых, связанных с геологической
деятельностью рек.
Россыпи – это скопления обломочного материала, содержащие ценный
компонент. Россыпные месторождения в долинах рек – аллювиальные россыпи.
Многие минералы обладают низким удельным весом и легко переносятся
водным потоком. Многие минералы и горные породы являются неустойчивыми к
механическому воздействию, легко дробятся, освобождая более устойчивые
компоненты.
Минералы, обладающие повышенным удельным весом и устойчивые к
механическому воздействию, образуют скопления, которые целесообразно
промышленно отрабатывать. (Месторождение – это, прежде всего экономическое
понятие).
К таким минералам относятся самородное золото, минералы группы платины,
касситерит (SnO2), хромит (FeCr2O4), ильменит (FeTiO2), вольфрамит
((Fe,Mn)WO4), магнетит (Fe3O4), пирит (FeS2), рутил (TiO2), шеелит (СaWO4),
циркон (ZrSiO4), минералы группы граната, алмаз и другие.
Из аллювиальных россыпей добываются преимущественно золото, платиноиды
и касситерит.
Россыпи могут располагаться как в пойме реки, так и в террасовых комплексах.
Строение россыпных месторождений.
Плотик – основание россыпи,
Пески – продуктивная часть россыпи,
Торфа – отложения, перекрывающие россыпь.
Наиболее богатые части россыпей – при пересечении рекой тектонических
нарушений (зон трещиноватости и рассланцевания), карстовых воронок.
Методы поиска россыпей.
При поисковых и разведочных работах на россыпных месторождениях
применяется шлиховое опробование. Из нижних частей аллювиальных отложений
путем промывки получают концентрат тяжелых минералов (шлих). Исследование
рек и ручьев шлиховым методом позволяет в конечном итоге обнаружить и рудные
объекты.
Разработка россыпей
Драга – «плавучая фабрика», предназначенная для переработки аллювиальных
отложений. Материал поступает на концентрационный стол и на нем происходит
обогащение с получением концентрата тяжелых минералов россыпи.
Промприбор – стационарная установка. Материал привозится автотранспортом,
подается в приемный бункер, вода подается при помощи гидромонитора. Материал
проходит несколько стадий отделения (отмывка глины, крупного аллювия, среднего
аллювия). Затем промывается мелкая фракция, а тяжелые минералы остаются на
специальных ковриках.
Выделение золота из концентрата производится вручную (с помощью лотка).
Амальгамирование (получение соединения золота с ртутью) – золото становится
плавучим, затем выпаривается в специальной печи. Запрещенный метод. Поскольку
утечка ртути неизбежна. При поступлении в водоем ртуть легко образует
органоминеральные соединения, которые могут сохраняться много лет.
После работы старателей