Ледниковые отложения

Ледниковые отложения - геологические отложения, образование которых генетически связано с современными или древними горными ледниками и материковыми покровами. Подразделяются на собственно ледниковые (гляциальные, или морена)и водно-ледниковые. Собственно Л. о. возникают путём непосредственного оседания на ложе ледника обломочного материала, переносимого в его толще. Слагаются несортированными рыхлыми обломочными горными породами, чаще всего валунными глинами, суглинками, супесями, реже валунными песками и грубощебнистыми породами, содержащими валуны, щебень, гальку. Водно-ледниковые отложения образуются внутри и по периферии ледников из отсортированного и переотложенного талыми водами моренного материала. Среди них различают ледниково-речные или флювиогляциальные отложения — отложения потоков талых вод (косослоистые пески, гравий, галечники) и озёрно-ледниковые (лимно-гляциальные) отложения внутри- и приледниковых озёрных водоёмов (преимущественно ленточные глины). Все типы Л. о. образуют сложные сочетания (ледниковые комплексы, или ледниковые формации). Особенно характерны они для самой молодой антропогеновой системы, во время образования которой обширные материковые ледники покрывали громадные площади в пределах современных умеренных поясов.

Изучение ледниковых отложений, оставленных давно исчезнувшими ледниками, помогает нам узнать, какой была Земля во время ледникового периода. Последний ледниковый период пришёлся на плейстоцен (2 000 000-10 000 лет назад). В эту эпоху огромные ледниковые щиты периодически накрывали значительную часть севера Европы, Северной Америки и Азии, формируя разнообразные формы рельефа — одни возникали в результате ледниковой эрозии, другие были образованы гляциальными (ледниковыми) отложениями.

Некоторые морены движутся у поверхности льда. К ним относятся боковые морены, формирующиеся по краям ледника, и срединные морены, образующиеся при слиянии двух боковых. Другие морены переносятся в основании ледникового покрова. При движении льда они разбиваются, трутся о ложе и шлифуются. Твёрдые породы, такие как гранит, погружаются в песок, а мягкие (например, сланцы) растираются в тонкую глину. Валунная глина часто откладывается на горизонтальных покровах.

Крупные валуны могут переноситься ледником на многие километры, оставаясь при этом целыми. На новом месте они выглядят инородными телами, нередко покоясь на других породах, и поэтому называютсяэрратическими (буквально, неустойчивыми)..

Продолговатые глинистые холмы называют друмлинами. Они сложены массами валунной глины, которым придаёт форму и сглаживает проносящийся над ними лёд. Друмлины Северной Ирландии — одни из самых больших в мире: длина некоторых из них превышает 1,5 км при высоте 60 м.

Под действием воды или ветров частицы морены сортируются по размеру и весу. В результате образуются отложения, сильно отличающиеся от валунной глины: они обычно имеют слоистую структуру с чётко разделёнными пластами.

Эскеры сложены в основном сортированным галечником и гравием, нередко с вкраплениями песка и ила. Так как эскеры возвышаются над заболоченными равнинами, их часто используют при строительстве автострад и железных дорог.

Камовые террасы (ещё один вид рельефа) образуются при прохождении потока в ложбине между долинным ледником и стеной долины. После таяния ледника камовая терраса остаётся на склоне холма, хотя иногда и сползает на дно долины.

26. Происхождение, типы и геологическая деятельность подземных вод ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД
В формировании подземных вод большое значение имеет водопро­ницаемость горных пород, т. е. способность горной породы пропускать воду. Наблюдения показывают, что в одних местах, где развиты глины, атмосферные осадки застаиваются на поверхности и испаряются, в других районах, сложенных песками, достаточно быстро проникают в глубину. Еще быстрей просачиваются осадки в галечниках.
По степени проницаемости горные породы подразделяются на 3 группы:
1) водопроницаемые, к которым относятся пески, гравий, галечники, трещиноватые песчаники, конгломераты и другие скальные породы, трещиноватые и захарстованные известняки, доломиты и другие растворимые породы;
2) слабопроницаемые — супеси, легкие суглинки, лёсс, нераз­ложившийся торф и др.;
3) относительно водонепроницаемые, или водоупор­ные, — глины, тяжелые суглинки, хорошо разложившийся торф и нетрещиноватые массивные кристаллические и сцементированные оса­дочные горные породы.

Рис. 1. Характер водопроницаемых пород:

А—пористые породы; Б— трещино­ватые породы; В — размеры водопроводящиx трещин; Г — размеры и плотность расположения зерен в по­ристых городах: 1— водонепронищаемые породы; 2 — породы, насыщен­ные подом

Примеры различной пористости породы в зави­симости от плотности сложения зерен и размеров трещин видны на рис. 1. От состава рыхлых горных пород зависит их влагосмкость, т. е. способность вмещать и удерживать в себе то или иное количество воды. Различают полную влагоемкость, когда вода заполняет все поры (включая и тонкие капиллярные) горной породы, и макси-мальную молекулярную влагоемкость, показывающую ко­личество воды, удерживаемой в породе силами молекулярного сцепле­ния после того, когда вся гравитационная вода стечет из породы. Разность между полной и максимальной молекулярной влагоемкостыо называют водоотдачей горной породы. Для практических целей важно знать удельную водоотдачу — количество свободной во­ды, которое можно получить из 1 куб. м породы. Наибольшая водоот­дача у крупнозернистых рыхлых пород (пески, гравий). Влагоемкие глины воду практически не отдают.

Водопроницаемость трещиноватых пород зависит от размера и характера трещин.
2. ВИДЫ ВОДЫ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ

В современной литературе приводятся различные классификации видов воды в горных породах. В СССР широко известна классификация, предложенная А. Ф. Лебедевым, который на основании тщательных экспериментальных и полевых исследований установил следующие виды воды в горных породах (рис. 2).

1. Вода в виде пара (парообразная) содержится в воздухе, занимающем свободные от жидкой воды поры и трещины в горных породах. Она находится в динамическом равновесии с другими видами воды и с парами воды в атмосфере. При определенных условиях паро­образная вода конденсируется.
2. Гигроскопическая вода образуется в том случае, когда молекулы парообразной воды адсорбируются на поверхности минеральных частиц горных пород. Гигроскопи­ческая вода облекает частицы породы одномолекулярной тонкой плен­кой и прочно удерживается на их поверхности молекулярными и элект­рическими силами и может быть удалена при нагревании до температур не менее 105—110°.
3. Пленочная вода образует вокруг частиц горной породы и поверх гигроскопической воды более толстую пленку в несколько слоев молекул. Пленочная вода может передвигаться от одной частицы к дру­гой. Если толщина пленок у соседних частиц различная, то происходит медленное перемещение воды от частиц с большей толщиной пленки к частицам с меньшей пленкой до тех пор, пока пленки не станут одина­ковыми по толщине.
4. Капиллярная вода заполняет частично или полностью тонкие поры и трещины в горных породах и удерживается в них силами поверхностного натяжения. Эта вода поднимается по тонким капилля­рам снизу вверх от уровня подземных вод. Чем меньше диаметр частиц, слагающих горную породу, тем мельче диаметр пор и тем больше высо­та капиллярного поднятия.
5. Капельножидкая (свободная) гравитационная -до да, способная свободно передвигаться по порам, трещинам и дру­гим пустотам в горных породах под влиянием силы тяжести. Она может быть подразделена на воду, полностью заполняющую поры и трещины в горных породах, образующую горизонт подземных вод, и воду, проса­чивающуюся сверху вниз в зоне аэрации т. е. в зоне, расположенной выше подземных вод, где в горных породах на­ходится воздух.

6. Вода в твердом со­стоянии в виде льда, присут­ствует в горных породах, име­ющих отрицательную температу­ру (ниже 0°). Лед может быть в виде отдельных микрокристал­лов, тонких пленок или в виде прослоев чистого льдаВода в твердом виде возникает также ежегодно в других зонах в слое сезонного промерзания.
7. Кристаллизационная вода входит в состав ряда ми­нералов и принимает участие в строении их.
За последние годы в связи с накоплением новых данных экспериментальных и полевых иссле­дований классификация А. Ф. Ле­бедева получила дальнейшее развитие в трудах многих ученых Советского Союза Исходя из запросов инженерной геологии и грун­товедения, многие авторы де­тализируют представления о гигроскопической и пленочной воде в классификации А. Ф. Лебедева. Эти виды воды называют физически связанной водой. По ха­рактеру связи с минеральными частицами и по особенностям свойств связанная вода подразделяется на прочносвязанную воду (адсорбированную, гигроскопическую), удерживаемую па поверхности частиц породы силами, соответствующим и сотням и тысячам атмосфер, и рыхлосвязанную воду, слои которой более удалены от ча­стиц горной породы. Рыхлосвязанная вода удерживается в породах значительно меньшими силами и, но своим свойствам существенно от­личаясь от прочносвязанной, близка к свободной воде.