Особенности минералогического состава четвертичных отложений и значение их изучения для почвоведения

Географическое  распределение землетрясений.

Эпицентры землетрясений  располагаются по поверхности земного  шара закономерно. Основная масса землетрясений (около 90%) располагается в двух узких  поясах, окаймляющих земной шар.

     Пер  вый пояс протягивается вдоль  восточного побережья Азии, проходит  к северу и востоку от Австралии  и прослеживается вдоль западного  побережья Южной и .Северной Америки. Этот пояс образует гигантское полукольцо, окаймляющее Тихий океан, и называется Тихоокеанским поясом землетрясений. К этому поясу приурочено около 90% всех землетрясений, причем подавляющее большинство глубокофокусных землетрясений. Особенно страдают от землетрясений в Тихоокеанском поясе жители Японских и Филиппинских островов.

     Второй  сейсмический пояс протягивается  в широтном направлении. Он  начинается от о-вов 3еленрго  мыса и Португалии, проходит через  бассейны Средиземного и Черного  морей,, через Малую Азию и Гималаи к Индонезии и называется Средиземноморским сейсмическим поясом. Боковая ветвь пояса отходит в сторону Центрального Китая. С ним связано свыше 21% всех землетрясений. Основные сейсмические районы: Карпаты, Молдавия, Крым, Кавказ, Южная Туркмения, Памир и Тянь-Шань, располагаются в пределах этого пояса.

     За  пределами двух указанных поясов  за последние 100 лет совершилось не более 11 % всех землетрясений. Очаги землетрясений концентрируются вдоль средней части Атлантического» океана, протягиваясь от Шпицбергена и Исландии до о-ва Буве в южной части Атлантического океана. Небольшой пояс землетрясений протягивается от р. Нила через область Великих озер Африки. Участок с относительно слабыми землетрясениями проходит вдоль Урала.

     На  огромных территориях земного  шара очаги ощутимых. человеком землетрясений отсутствуют совершенно. К числу таких территорий относятся все пространство Тихого океана, заключенное внутри Тихоокеанского пояса, северная часть Европы и Азии, северная часть Северной Америки.

     Как  правило, землетрясения происходят  в областях наиболее резкого  колебания высот рельефа, т.  е. где горы чередуются с  впадинами, а области больших  равнин (Восточно-Европейская, Западно-Сибирская и т. п.) являются асейсмическими, Эту закономерность можно объяснить тектонически. Участки с расчлененным рельефом связываются со значительным проявлением тектонических напряжений, а области равнин обычно относятся к платформам, т. е. к районам, где внутренние силы Земли проявляются слабо уже давно. Нужно отметить, что области проявления землетрясений в основном совпадают с областями проявления вулканизма. Связь между этими двумя явлениями, по-видимому, довольно тесная. Наблюдалось, что в одних случаях землетрясения как бы оживляли вулканическую деятельность, а в других — извержения вулканов прекращались после землетрясений. Так, например, во время Лиссабонского землетрясения перестал действовать Везувий. Все это свидетельствует о том, что причины землетрясений и вулканизма едины и связываются с общим процессом движения вещества в подкоровом слое Земли.

5. Деллювий, колювий.

Породы выветриваются  не только на плоских поверхностях водоразделов, но и на их склонах, где  рыхлые продукты не могут уже задерживаться  и под давлением собственного веса, под действием дождевых и  талых снеговых вод перемещаются под уклон.

А. П. Павлов назвал скопления на склонах и у подножия возвышенностей рыхлых продуктов выветривания, сползающих по склону под воздействием дождевых и талых снеговых вод, делювием (от лат. deluo — смываю). Обломочный материал, смещенный под действием силы тяжести и накопленный на склонах и у их подножий (оползни, осыпи, обвалы), называется коллювием (от лат. colluvio — скопление, беспорядочная груда). Однако четкого разграничения в применении этих терминов нет, так как перемещение рыхлых продуктов выветривания по склонам происходит обычно под совместным действием силы тяжести и воды, причем значение каждого из этих факторов даже на одном и том же участке меняется: то превалирует один, то другой.

Характер движения рыхлых материалов вниз по склону обусловливается  крутизной склона, силой трения, размерами и формой обломков, насыщенностью  водой, колебаниями температуры, наличием или отсутствием растительного  покрова и т. п. Рыхлые продукты выветривания сползают тем интенсивнее, чем круче  склон. На очень крутых и отвесных участках склона обломки пород сваливаются  по мере образования. Максимальный угол уклона, при котором рыхлый материал удерживается на склоне, называется углом  естественного откоса. Для различных  материалов этот угол меняется от 27 до 37°. В россыпях каменных глыб угол естественного  откоса тем больше, чем крупнее  глыбы, чем более шероховата их поверхность, неправильны и угловаты формы. Для  мелкообломочного материала угол естественного  откоса зависит от сцепления частиц между собой и величины внутреннего  трения. Рыхлый материал, залегающий на склоне под углом естественного  откоса, легко приходит в движение от различных, часто незначительных причин (например, от сотрясения, вызванного прохождением у подножия склона тяжелого транспорта). Однако перемещение рыхлого  материала происходит и по очень  пологим склонам.

Силы трения и сцепления частиц рыхлого материала  между собой препятствуют перемещению  вдоль любой поверхности как  внутри слоя рыхлых пород, так и на границе этого слоя с коренными  породами. Если вес рыхлого материала  станет больше этих сил, он начнет скользить  под уклон. Увеличение веса рыхлых продуктов  выветривания чаще всего происходит после дождей за счет пропитывания их водой, которая одновременно снижает  и силу трения. Поэтому продолжительные  дожди часто вызывают развитие оползней и накопление коллювиальных масс на склонах и у их подножий. Своеобразные формы этот процесс принимает  в зоне развития многолетней мерзлоты, где оттаивающий летом активный слой грунта легко насыщается дождевыми  и талыми водами, проникновению которых  на глубину препятствует нерастаявшая мерзлота. Пропитанный водой грунт стекает уже при углах склона от 3 до 5° со скоростью от сантиметров до десятков метров в год. Процесс этот получил название солифлюкции (от лат. solum — почва, fluxus — течение).

С явлениями  солифлюкции связано образование солифлюкционных и нагорных террас, земляных рек, шлейфов и валов.

Деятельность  дождевых и талых снеговых вод  при движении рыхлых продуктов выветривания по склонам проявляется также  в смывании.

С генетической точки зрения их нельзя называть ни делювием, в понимании А. П. Павлова, ни коллювием. Иногда коллювием называют обломочный материал, накопленный у подножия склонов в горах (осыпи, глыбовые россыпи и т. п.), а делювием — аналогичные образования равнинных областей, состоящие преимущественно из щебня и мелкозема, перемещенного плоскостным смывом. Однако такое деление в генетическом отношении вряд ли правильно, так как в горах плоскостной смыв играет такую же большую роль, как и на равнинах.

Учитывая трудности  генетической классификации, Ю. А. Билибин предложил называть делювием все продукты выветривания, смещенные с места образования вниз по склонам без участия линейного смыва (т. е. не переработанные водными потоками). Коллювием Ю. А. Билибин назвал разновидность делювия, достигшую подножия склона и прекратившую движение. Эта простая и удобная классификация прочно вошла в практику геологических и поисковых работ, хотя и не разделяется некоторыми геологами. В дальнейшем изложении термины «делювий» и «коллювий» употребляются в понимании Ю. А. Билибина.

Делювий накапливается  у основания возвышенности в  виде коллю-виального шлейфа ее подножий. Нижние части делювия при этом прекращают движение, отодвигая подножие склонов в сторону от возвышенности и выполаживая ее: коллювиальный шлейф сам становится частью склона, по которой продолжается сползание рыхлого материала, все время увеличивающее ширину и мощность коллювия. Таким образом, мощность коллювиального шлейфа непостоянна и в зависимости от продолжительности накопления рыхлого материала бывает различной (в древних долинах до 20—30 м).

6. Подземные воды зоны многолетней мерзлоты

Воды  зоны многолетней мерзлоты — подземные  воды, приуроченные к зоне многолетней  мерзлоты.

Подземные воды в своем распространении  тесно связаны с пространственным положением. Одна из первых классификаций  подземных вод криолитозоны была предложена Н.И. Толстихиным. Последующие исследования внесли в указанную классификацию уточнения и дополнения. Схема различных категорий подземных вод по отношению к мерзлым породам, предложенная Н.Н. Романовским. В ней выделяются: 1) надмерзлотные воды сезонно-талого слоя, 2) надмерзлотные воды несквозных таликов, 3) воды сквозных таликов, 4) подмерзлотные воды.

Надмерзлотные воды сезонно-талого слоя образуются при оттаивании верхней части пород в летне-осеннее время. Основное питание их происходит за счет атмосферных осадков. Их движение происходит в соответствии с уклоном поверхности Земли с наиболее приподнятых и расчлененных участков к пониженным. На плоских поверхностях движение или очень замедлено, или совсем отсутствует. По составу это преимущественно пресные гидрокарбонатные воды.

К надмерзлотным водам несквозных таликов относятся подозерные, подрусловые и прирусловые пойменные несквозные талики, существующие благодаря отепляющему воздействию водоемов и водотоков. Особое значение имеют подрусловые талые воды, приуроченные к руслам рек и ручьев. Чем больше речной поток, тем шире и мощнее подрусловой талик. Питание этих вод происходит главным образом за счет инфильтрации атмосферных осадков и частично речных вод, вследствие чего они слабо минерализованы. Подрусловые талые воды движутся вдоль долины реки и имеют сток в течение года. Кроме того, в них местами происходит питание и разгрузка глубинных вод. Таким образом, с подрусловыми таликами связаны основные запасы грунтовых вод, что имеет важное значение для целей водоснабжения, особенно в северной части геокриологической зоны. Прирусловые пойменные талики приурочены к прирусловым отмелям, косам, нижним частям пойм, испытывающим временное отепляющее воздействие во время половодий. Поверхностный сток в них является периодическим.

Воды  подозерных несквозных таликов характеризуются застойным режимом и в некоторых из них наблюдается сероводородное заражение.

Воды  сквозных таликов. Среди них выделяются:

1) инфильтрационные талики, имеющие нисходящее движение и образующиеся в результате инфильтрации атмосферных осадков или инфлюации (втекания) поверхностных вод по зонам разрывных тектонических нарушений или карстовым каналам. Эти воды питают подземные воды глубокого стока (подмерзлотные и межмерзлотные);

2) напорно-фильтрационные талики, подземные воды которых обладают напором и характеризуются восходящим направлением движения. По таким таликам местами происходит разгрузка глубоких подмерзлотных и межмерзлотных вод.

Подмерзлотные воды, располагающиеся непосредственно ниже подошвы многолетнемерзлых пород, называются контактирующими. Они приурочены к различным по составу и проницаемости горным породам и всегда обладают напором. Местами вскрытые буровыми скважинами подмерзлотные воды фонтанируют (рис. 1). Глубина залегания их различна, что обусловлено мощностью ММП, которые являются криогенным водоупором. Температура их также неодинакова. Среди них выделяются воды с положительной и отрицательной температурами. По степени минерализации воды с положительной температурой (>0^o С) - пресные и солоноватые. С отрицательной температурой - воды соленые и рассолы. Такие высокоминерализованные воды называют криогалинными или криопэгами. Местами они достигают значительной мощности, как бы наращивая снизу криолитозону. Помимо контактирующих подмерзлотных вод выделяются неконтактирующие, т.е. отделенные от подошвы мерзлой толщи водонепроницаемыми породами. Такие воды в большинстве случаев обладают напором, что подтверждается данными скважин.

В южных  районах криолитозонынеконтактирующие подземные воды отделены от подошвы мерзлой зоны водопроницаемыми породами, имеют ненапорный свободный уровень и связаны в единую систему с таликами, разделяющими мерзлые острова (рис.1, Ж).

Межмерзлотные и внутримерзлотные воды наблюдаются в слоях, линзах и других формах, ограниченных ММП или сверху и снизу, или с бортов, в условиях поступления вод глубинного стока. Межмерзлотные воды обычно имеют гидравлическую связь с другими типами вод криолитозоны. Внутримерзлотные воды ограничены ММП со всех сторон и не связаны с другими типами вод (рис.1, Д). Межмерзлотные водоносные линзы образуются под обмелевшими и осушенными озерами.

7. Особенности минералогического состава четвертичных отложений и значение их изучения для почвоведения.

Четвертичные  отложения — накопления очень разнообразных горных пород за последний период геологической истории Земли, покрывающих сплошным плащом всю ее поверхность с различной мощностью — от миллиметра в скалистых горах до нескольких километров в прогибах земной коры. Все выходы кристаллических и метаморфических пород (щитов) и горных сооружений покрыты каменисто-щебенчато-дресвяной и глинисто-песчанистой корой выветривания. Скапливаясь у подножий возвышенностей и гор, материал выветривания образует конусы выноса и шлейфы предгорий, используемых для размещения сельскохозяйственных угодий и населенных пунктов.

 В районах  вулканов накопились мощные покровы  лав, вулканических обломков, пепла,  пыли, вулканических туфов, применяемых  в строительстве. На северных  окраинах Северной Америки и  Евразии, в Прикаспийско-Черноморском  регионе распространены песчано-глинистые  и ракушечные отложения морских  трансгрессий. Пространства от северных  окраин Северной Америки до  параллели 40° северной широты  и Европы до 50° северной широты  покрывают отложения бывших покровных  оледенений: холмистые морены, зандровые  пески, суглинистые отложения  с валунами.

 Во многих  местах южной полосы умеренного  и субтропического географических  поясов накопились мощные отложения  плодородного лёсса (Китай, Америка,  Средняя Азия, Причерноморье и  другие). В резкоконтинентальных зонах с многолетнемерзлыми почвогрунтами типичны лёссовидные суглинки и песчано-иловатые озерные отложения. На обширных пространствах тропических и субтропических поясов (в Африке, на Аравийском полуострове, в Средней Азии, Австралии и других) широко распространены пустынные развеваемые пески и железисто-кремнистые покровы. Для влажных тропиков и экваториального пояса характерны железисто-глиноземные латериты, на которых формируются красноземные и желтоземные почвы. Всю земную сушу пересекают полосы речных долин с террасами, сложенными песками, суглинками, гравием, галечниками, — удобное место для всякого строительства и размещения земельных угодий. В низменных местах умеренного пояса, в лесных зонах накапливаются торфяные отложения, особенно в Западной Сибири.