Построение изогипс

                          Содержание

1. Основные  этапы развития инженерной геологии в России.
2. Методы изучения внутреннего строения  Земли.
3. Осадочные горные пород.
4. Поствулканические и псевдовулканические процессы.
5. Процесс образования и основные виды болотных отложений.
6. Жесткость воды (общая, карбонатная, некарбонатная). Агрессивность подземных вод.
7. Подземные воды. Виды подземных вод в условиях вечной мерзлоты. 
8. Факторы определяющие глубину разведочных работ.
9. Чертеж инженерно-геологического разреза
10. Чертеж карты гидроизогипс

  1. Основные  этапы развития инженерной геологии в России.    

 
      Становление инженерной  геологии как науки, тесно связанной  со строительной деятельностью,  в нашей стране происходило  в 20-30-е гг. ХХ столетия. До этого периода были созданы необходимые предпосылки для ее дальнейшего развития. Связаны они с работой выдающихся учёных-геологов А.П. Карпинского (1847 – 1936), А.П. Павлова (1854 – 1929), И.В. Мушкетова (1850 – 1902), В.И. Вернадского (1863 – 1945) и мн. др., принимавших активное участие в геологическом обосновании строительства железных дорог, тоннелей, плотин и других общественных сооружений. 
В развитии собственно инженерной геологии как науки можно выделить несколько этапов. 
    Первый этап (1920 – 1941 гг.) характеризуется бурным развитием инженерной геологии в связи с началом гидротехнического строительства и осуществлением грандиозного плана индустриализации страны. В этот период в стране возводят такие уникальные сооружения, как гидроэлектростанции на Днепре, Волге, Амуре, судоходные каналы Москва – Волга и Беломорско – Балтийский, Московский метрополитен и многие другие крупнейшие сооружения. 
Строительство этих и других весьма ответственных объектов потребовало высокого уровня развития инженерной геологии. В стране создаются первые специальные кафедры в вузах, возникают научно-производственные организации, планомерно проводятся инженерно-геологические исследования и изыскания. 
Основоположником инженерной геологии в нашей стране является академик Ф.П. Саваренский (1881 – 1946), опубликовавший в 1937 г. фундаментальный учебник «Инженерная геология». Он же является создателем (в 1932 г.) одной из первых в мире кафедр инженерной геологии в Московском геологоразведочном институте. 
     Второй этап (1946 – 1978 гг.) связан с широким развитием инженерно-геологических исследований в различных областях, включая многочисленные теоретические разработки от микромира грунтов до их массивов. Ведутся обширные инженерно-геологические работы на огромных площадях – в Западной и Восточной Сибири, Средней Азии и других районах. Всё это способствовало формированию такого самостоятельного раздела инженерно-геологической науки, как региональная инженерная геология. 
        На современном этапе развития, начиная с 80-х гг. прошлого столетия, перед инженерной геологией были поставлены новые задачи. 
Дальнейшее развитие инженерной геологии видится на основе всестороннего изучения техногенно-измененной геологической среды в теоретическом, экспериментальном и методическом отношении. Строительство и реконструкция зданий и сооружений в сложных природно-техногенных условиях, быстрый рост подземного строительства, возведение во многих городах высотных зданий и т.д. – всё это значительно расширяет круг вопросов, которыми должна заниматься инженерная геология в современный период. 
       Значительный вклад в становление инженерно-геологической науки на различных этапах ее развития, кроме названных выше учёных внесли Е.М. Сергеев, Н.Я. Денисов, Н.В. Коломенский, Г.С. Золотарев, В.Д. Ломтадзе, Г.К. Бондарик, Ф.В. Котлов, С.Д. Воронкевич, В.П. Ананьев, А.К. Ларионов и др.

          2. Методы изучения внутреннего строения  Земли

Методы изучения внутреннего строения и состава Земли можно разделить  на две основные группы: геологические  методы и геофизические методы. Геологические методы базируются на результатах непосредственного изучения толщ горных пород в обнажениях, горных выработках (шахтах, штольнях и пр.) и скважинах. При этом в распоряжении исследователей имеется весь арсенал  методов исследования сроения и состава, что определяет высокую степенью детальности получаемых результатов. Вместе с тем, возможности этих методов при изучении глубин планеты весьма ограничены – самая глубокая в мире скважина имеет глубину лишь -12262 м (Кольская сверхглубокая в России), ещё меньшие глубины достигнуты при бурении океанического дна (около -1500 м, бурение с борта американского исследовательского судна «Гломар Челленджер»). Таким образом, непосредственному изучению доступны глубины, не превышающие 0,19% радиуса планеты.Сведения о глубинном строении базируются на анализе косвенных данных, полученных геофизическими методами, главным образом закономерностей изменения с глубиной различных физических параметров (электропроводности, механической добротности и т.д.), измеряемых при геофизических исследованиях. В основу разработки моделей внутреннего строения Земли положены в первую очередь результаты сейсмических исследований, опирающиеся на данные о закономерностях распространения сейсмических волн. В очагах землетрясений и мощных взрывов возникают сейсмические волны – упругие колебания. Эти волны разделяются на объёмные – распространяющиеся в недрах планеты и «просвечивающие» их подобно рентгеновским лучам, и поверхностные – распространяющиеся параллельно поверхности и «зондирующие» верхние слои планеты на глубину десятки – сотни километров. 
На границах сред с разными свойствами происходит преломление волн, а на границах резких изменений свойств, помимо преломлённых, возникают отраженные и обменные волны.   Анализируя закономерности распространения волн можно выявить неоднородности в недрах планеты - если на некоторой глубине фиксируется скачкообразное изменение скоростей распространения сейсмических волн, их преломление и отражение, можно заключить, что на этой глубине проходит граница внутренних оболочек Земли, различающихся по своим физическим свойствам.

3. Осадочные  горные пород

     Осадочные горные породы, образующиеся путем механического или химического осаждения продуктов разрушения, ранее существовавших горных пород, а также благодаря жизнедеятельности и вымирания организмов. Осаждение может происходить механическим путём (под влиянием силы тяжести и изменения динамики среды), химическим (из водных растворов при достижении ими концентраций насыщения и в результате обменных реакций), а также биогенным (под влиянием жизнедеятельности организмов). В зависимости от характера осаждения осадочные горные породы разделяются на обломочные, химические и биогенные.         

    Источником вещества  для образования осадочные горные породы являются: продукты выветривания магматических, метаморфических и более древних осадочных пород, слагающих земную кору; растворённые в природных водах компоненты; газы атмосферы; продукты, возникающие при жизнедеятельности организмов; вулканогенный материал (твёрдые частицы, выброшенные вулканами, горячие водные растворы и газы, выносимые вулканическими извержениями на поверхность Земли и в водные бассейны). В современных океанических осадках (красная глубоководная глина, ил и др.) и в древних осадочных породах встречается также космический материал (мелкие шарики никелистого железа, силикатные шарики, кристаллы магнетита и т.п.). Кроме того, в составе осадочные горные породы, как правило, присутствуют органические остатки (растит. и животного происхождения), синхронные времени их образования, реже более древние (переотложенные). Некоторые осадочные горные породы (известняки, угли, диатомиты и др.) целиком сложены органические остатками. Размер частиц (зёрен), их форма и взаимное сочетание определяют структуру осадочных горных пород.  Осадочные горные породы образуют пласты, слои, линзы и др. геологические тела разной формы и размера, залегающие в земной коре нормально-горизонтально, наклонно или в виде сложных складок. Внутреннее строение этих тел, обусловливаемое ориентировкой и взаимным расположением зёрен (или частиц) и способом выполнения пространства, называется текстурой осадочных горных пород. Для большинства этих пород характерна слоистая текстура; типы текстуры зависят от условий их образования (главным образом от динамики среды).        

    Образование осадочных  горных пород происходит по  следующей схеме: возникновение  исходных продуктов путём разрушения  материнских пород, перенос вещества  водой, ветром, ледниками и осаждение  его на поверхности суши и в водных бассейнах. В результате образуется рыхлый и пористый насыщенный водой осадок, сложенный разнородными компонентами. Он представляет собой неуравновешенную сложную физико-химическую (и частично биологическую) систему, с течением времени постепенно превращающуюся в осадочную породу.        

    Классификация осадочных  горных пород основана на их  составе и генезисе. В связи  с тем, что большинство пород  полигенно, т. е. одна и та  же осадочная порода может  образоваться при различных процессах (например, известняки могут быть обломочными, хемогенными или органогенными), при выделении основных групп пород учитывается их состав. Различают свыше десяти групп осадочных горных пород: обломочные, глинистые, глауконитовые, глинозёмистые, железистые, марганцевые, фосфатные, кремнистые, карбонатные, соли, каустобиолиты и др. Кроме основных групп, существуют породы смешанного состава — переходные между обломочными и карбонатными, карбонатными и кремнисгыми и т.п., а также Вулканогенно-осадочные породы, представляющие собой смесь обломочно-осадочного материала и твёрдых продуктов выбросов вулканов. Более детальное подразделение в пределах выделенных групп проводится по структуре (размеру зёрен), минеральному составу и генезису.        

     По химическому составу  осадочные горные породы отличаются  от магматических пород гораздо  большей дифференцированностью,  широким диапазоном  колебаний в содержании породообразующих компонентов, повышенным содержанием воды, углекислоты, органического углерода, кальция, серы, галоидов, а также высокими значениями отношения окисного железа к закисному.         

    Среди осадочных горных пород преобладают глинистые (глины, аргиллиты, глинистые сланцы — около 50%), песчаные (пески и песчаники) и карбонатные (известняки, доломиты и др.) — примерно поровну, в сумме около 45%; на остальные типы приходится менее 5%.        

    Образование и размещение на поверхности Земли осадочных горных пород определяется главным образом климатическими и тектоническими условиями. Так, в областях гумидного климата (влажного и тёплого) образуются глинозёмистые, железистые, марганцевые породы и различные каустобиолиты; для аридных (засушливых) областей характерны отложения доломитов, гипса, галита, калийных солей, красноцветных пород; для нивальных областей (полярных и высокогорных) — продукты физического выветривания, представленные различными обломочными породами.        

    Влияние тектонического  режима не менее важно. В  геосинклиналях накапливаются мощные  толщи осадочных горных пород,  которые, как правило, характеризуются  изменчивостью в пространстве  и пёстрым (многокомпонентным)  составом обломочного и др. материала, наличием пластов вулканогенно-осадочных пород и т.п. Наоборот, на платформах залегают небольшие по мощности толщи осадочных горных пород, часто с пластами, выдержанными в пространстве, с однородным (однокомпонентным) составом обломочного материала и т.п.         

     Поскольку условия  осадконакопления в прежние геологические  эпохи (особенно в фанерозое)  были близки или аналогичны  современным, картина современного  размещения типов пород на  поверхности Земли позволяет  восстанавливать палеогеографическую и палеотектоническую обстановку геологического прошлого.        

    Осадко- и породообразование — процесс периодический: формирование сходных типов пород и их парагенетических ассоциаций (формаций) многократно повторяется во времени, что связано с периодическими (долговременными) изменениями климата и геотектонических движений. Наряду с этим наблюдается также постепенное изменение условий осадконакопления на протяжении всей истории развития земной коры. Эволюция осадконакопления связана с изменением состава вод Мирового океана, атмосферы,. эволюцией органического мира, преобразованиями структуры земной коры, а также с изменением (увеличением) общего количества О. г. п. на поверхности Земли.      

      Осадочные горные породы составляют около 10% массы земной коры и покрывают 75% поверхности Земли. Основная их масса сосредоточена на материках (500 млн. км³) и континентальных склонах (190 млн. км³), тогда как на дно океанов приходится 250 млн. км³. В пределах материков около 75% объёма всех осадочных горных пород приурочено к геосинклинальным областям и около 25% — к платформам. Свыше 75%  всех полезных ископаемых, извлекаемых из недр Земли (уголь, нефть, соли, руды железа, марганца, алюминия, россыпи золота и платины, фосфориты, строительные материалы и пр.), заключено в осадочных горных породах.

4. Поствулканические и псевдовулканические процессы

Поствулканические процессы будут действовать долгое время  после извержения вулкана. Дело в  том, что магма в жерле вулкана  остывает достаточно медленно, что  приводит к возникновению подобных явлений. Основными из них являются:                -фумаролы                                                                                                                             -гейзеры                                                                                                                                 -грязевые вулканы.                                                                           

 Поствулканические явления могут быть опасны. Вулканические пары содержат химические элементы, которые, вступая в реакции, образуют вредные для здоровья соединения. Вдыхаемые в слишком больших дозах, они повреждают дыхательные пути и раздражают глаза. Горячие источники, образующиеся после извержения, часто обладают лечебными свойствами, помогая при различных заболеваниях. В вулканических областях образуются полезные ископаемые – в частности, сера, пемза, туф и др. продукты деятельности вулкана, которые применяются человеком в различных областях промышленности. Еще одним полезным последствием вулканической активности является появление геотермальной энергии. Тепло, создаваемое вулканом, используется человеком для работы электростанций, т.к. условия в вулканических областях для них самые оптимальные. Основной проблемой может стать слишком высокая t используемых вод, а также высокое содержание в них коррозийных веществ.                             Фумаролы – это газообразное явление, которое обычно бывает после извержения вулкана. Фумаролы представляют собой выход газа из недр вулкана, который образуется в достаточно больших количествах. Газ, выходящий из трещин, может быть паром от нагретых подземных вод, или же продуктом движения магмы, которые затем формируются облако, некоторое время находящееся над вулканом, а затем постепенно снижающееся. Облако состоит не только из газа, но и из пепла, золы и, возможно, частиц лавы. Его t может достигать более 7000 градусов. Опустившись на поселение, оно приводит к гибели не только жителей, но и к уничтожению всех построек. Такие случаи зафиксированы в истории. Фумаролы опасны еще и высокой концентрацией ядовитых газов – к примеру, CO2, которые могут являться виновниками зловония в области нахождения вулкана, и повредить здоровью животных и местных жителей. Фумаролы могут быть:                              - сухие – они обычно самые горячие, газы в основном состоят из соединений хлора;                                                                                                                                  - кислые – в основном состоят из соединений хлора, водорода и серы – они менее горячие, чем сухие;