- •Оглавление
- •Введение
- •Глава 1. Физико-географические условия района практики
- •1. Рельеф пермского края
- •1. 2. Климат пермского края
- •3. Гидрография пермского края
- •1. 4. Растительность пермского края
- •5. Почвы пермского края
- •1. 6. Животный мир пермского края
- •1. 7. Население пермского края
- •1. 8. Транспортная сеть пермского края
- •Глава 2. Геологические условия района
- •2. 1. Стратиграфия
- •Все вышеизложенные комплексы повсеместно перекрываются рыхлыми терригенными отложениями кайнозойского структурного этажа, представленного многообразными генетическими телами.
- •2. 2. Тектоника и неотектоника пермского края
- •2. 2. 1. Тектоника платформенной части региона
- •2. 2. 2. Тектоника предуральского краевого прогиба
- •2. 2. 3. Тектоника уральской складчатой системы
- •Западно-Уральская внешняя зона складчатости (зувзс)
- •2. 2. 4. Неотектоника пермского края
- •Глава 3. Гидрогеология
- •Глава 4. Геологические процессы и создаваемые ими формы рельефа.
- •4.1. Экзогенные геологические процессы, обусловленные климатическими и биологическими факторами
- •4.1.1.Выветривание
- •4.2 . Экзогенные геологические процессы, обусловленные действием силы тяжести
- •4.2.1.Оползни
- •4. 2. 2. Обвалы
- •4. 2. 3. Осыпи
- •4. 3 . Экзогенные геологические процессы, обусловленные поверхностными водами
- •4. 3. 1. Эгп морей, океанов и озер
- •4. 3. 2. Эгп водохранилищ
- •4. 3. 3. Эрозия
- •4. 3. 3. 1. Эрозия речная
- •4. 3. 3. 2. Эрозия овражная
- •4. 3. 3. 3. Эрозия склоновая
- •4. 4. Экзогенные геологические процессы, обусловленные подземными водами
- •4. 4. 1. Карст
- •4. 4. 2. Суффозия
- •4. 4. 3. Заболачивание и болотообразования
- •4. 5. Экзогенные геологические процессы, обусловленные ветром
- •4. 5. 1. Дефляция
- •4. 5. 2. Корразия
- •4. 6. Экзогенные геологические процессы, обусловленные промерзанием и оттаиванием горных пород
- •4.6.1.Курумы
- •4.6.2.Солифлюкция
- •Глава 5. Техногенные изменения геологической среды
- •5. 1. Физико-химические процессы техногенной эволюции грунтов
- •5. 2. Экологические последствия техногенеза
- •5. 3. Опыт использования техногенных электромагнитных полей при решении экологических задач в условиях города
- •5. 4. Оценка устойчивости закрепленных грунтов в условиях техногенного обводнения
- •Глава 6. Полезные ископаемые Пермского края
- •6.1 Горючие полезные ископаемые Нефть и газ
- •Каменный уголь
- •6.2 Основные виды рудных полезных ископаемых
- •Стронций
- •6.3 Основные виды нерудных полезных ископаемых
- •Гипс, селенит
- •Глина, песок и гравийно-песчаная смесь
- •6.4. Прочие ресурсы Лесные ресурсы
- •Водные ресурсы
- •Рекреационные ресурсы
- •Минеральные ресурсы
- •Заключение
- •Список составителей
- •Библиографический список
4.6.2.Солифлюкция
«Солифлюкция [от лат. colum - почва, грунт; fluctio - истечение] - медленное передвижение протаивающих переувлажнённых почв и дисперсных почв (грунтов) на пологих склонах рельефа, возникающее под влиянием попеременного промерзания и протаивания почв, действия силы тяжести, криогенных процессов (миграция влаги, смена фаз воды, пучение и усадка при промерзании и протаивании) и др.» (Геологический словарь, 1973). Развитие солифлюкции определяется комплексом условий, главными из которых являются климат, рельеф, растительность, характер грунтов.
Различают два вида солифлюкции - быструю и медленную (Капина Т.Н., 1965г). Медленная развивается, когда существует талый слой (в области многолетних мерзлых пород), её скорости не превосходят нескольких десятков сантиметров за сезон, и она захватывает обширные площади. Создает на склонах специфические формы микро и мезорельефа: потоки и террасы, имеющие в плане языкообразную форму, гряды, полосы. Быстрая локализована, её скорости достигают десятков и сотен метров в час. Солифлюкция распространена в основном в области многолетних мерзлых пород и локально - в областях сезонного промерзания.
Глава 5. Техногенные изменения геологической среды
Техногенез - происхождение и изменение ландшафтов под воздействием производственной деятельности человека. Техногенез заключается в преобразовании биосферы, вызываемом совокупностью механических, геохимических и геофизических процессов.
5. 1. Физико-химические процессы техногенной эволюции грунтов
Большинство событий в техногенезе сопровождается формированием техногенных геохимических аномалий. Значительные участки геологической среды поражаются химически активными веществами, растворами электролитов различного состава и концентрации, подвергаются воздействию физических полей (тепловые, электрические и др.). Происходит переформирование вещества гипергенной оболочки в виде появления у грунтов новых признаков в составе, свойствах, изменений структуры, массы, плотности, прочности, проницаемости, сорбционной способности и т.п. Физико-химические слагаемые техногенной эволюции грунтов представлены, главным образом, следующими процессами: растворение твердофазовых компонентов грунтов в растворах кислот и щелочей; гидратация и гидролиз природных и искусственных силикатов и алюмосиликатов и сопутствующие процессы.
Сернокислое выветривание связано с такими формами техногенеза, как: добыча и переработка сульфидных руд, угля, нефти и газа; подтопление кислыми водами вследствие утечек технологических вод; выпадение кислых метеоосадков и другие. Образующаяся серная кислота оказывает энергичное растворяющее действие на большинство породообразующих минералов. Сернокислые потоки наряду с ухудшением состояния окружающей среды активно взаимодействуют с водовмещающими породами, изменяя их физико-механические свойства. В карбонатных скальных массивах происходит нейтрализация избытка серной кислоты с последующим гидролизом основных солей железа и алюминия в обстановке щелочного химического барьера. Вторичные твердые, гелеобразные и газообразные продукты сернокислого выветривания карбонатных пород при определенных геолого-литологических условиях могут повлиять на напряженное состояние и фильтрационную способность участков геологической среды. Выделение образующейся углекислоты в условиях затрудненности газообмена с окружающей средой приводит к увеличению внутрипорового давления газовой фазы, а гидратированные осадки гидроксидов кольматируют породы и уменьшают их водопроницаемость.
При воздействии сернокислых вод на глинистые грунты интенсивность и последовательность протекающих процессов в значительной степени зависит от их состава. В карбонатных грунтах на первом этапе происходит разрушение кальцита с выносом подвижных соединений железа и алюминия. Уменьшается плотность и прочность грунтов, а скорость фильтрации повышается. На отдельных участках в результате нейтрализации кислых растворов происходят формирование и осаждение вторичного гипса и гидроокисей железа и алюминия. Уплотненные этими соединениями зоны отличаются низкими значениями коэффициента фильтрации. Изменяется состав поглощенного комплекса. Происходит вытеснение катионов натрия кальцием с последующим его замещением ионами водорода. Существенная роль принадлежит кислому гидролизу. Результаты и продукты растворения, гидролиза, осаждения определяют направление и интенсивность преобразований грунтов. При повышении концентрации серной кислоты начинается разрушение и вынос гипса, подвижных соединений железа и алюминия. Разрушению подвергаются глинистые минералы. Комплекс протекающих процессов способствует значительному ухудшению прочностных и деформационных свойств грунтов.
Щелочной гидролиз глинистых минералов и грунтов развивается при подтоплении щелочными водами вследствие эксплуатации предприятий химической, нефтеперерабатывающей и горно-химической промышленности. Интенсивность и направленность процессов, характер и степень их трансформации при щелочном гидролизе зависят от концентрации щелочи. Воздействие растворов с концентрацией гидроксида натрия менее 2 н носит физико-химический характер. Такие растворы воздействуют на ионно-солевой комплекс, толщину диффузионной оболочки минеральных частиц на прочность структурных связей и, соответственно, на прочностные и фильтрационные свойства пород. При длительном воздействии щелочных растворов на глинистые грунты активизируются обменные процессы. Изменяется состав поглощенного комплекса. Катионы кальция и магния вытесняются натрием, содержание которого может составлять 60-90% от величины емкости обмена. Совокупность протекающих в системах процессов способствует диспергации агрегатов глинистых частиц, увеличению набухаемости грунтов в 2-3 раза по сравнению с величинами этого показателя в водной среде, уменьшению их плотности и прочности. Коэффициент фильтрации грунтов снижается при увеличивающейся пористости. При низких концентрациях щелочных растворов глинистые минералы не претерпевают значительных преобразований, и в грунтовых системах не создаются условия для формирования новообразований, способствующих их уплотнению и упрочнению.
При воздействии щелочных растворов высоких концентраций (2,5 н и более) активизируется процесс взаимодействия с породами, повышается способность к растворению силикатов и алюмосиликатов, увеличению количества растворимых компонентов. При гидролизе каолинита в щелочной среде образуются метастабильная фаза (алюмосиликатный гель) и гидросодалит.
Степень изменения физических свойств системы находится в соответствии с составом и соотношением минеральных новообразований. По мере увеличения количества новообразованных фаз наблюдается значительное улучшение физико-механических свойств грунтов. С ростом концентрации происходит агрегация частиц, уменьшается число пластичности, структура глинистых грунтов из коагуляционной переходит в конденсационно-кристаллизационную, повышаются прочностные и деформационные свойства пород.
Процессы инженерно-геохимического преобразования пород протекают во времени медленно, но неизбежно влияют на состояние, свойства и инженерное поведение участков геологической среды в пределах техногенно-геохимических аномалий.