авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |

Экологические функции четвертичных покровных отложений верхнего приобья

-- [ Страница 3 ] --

Озерные отложения пользуются широким распространением в Кулундинской и Барабинской низменных равнинах. В составе четвертмчных отложений они образуют линзы и выклинивающиеся прослои среди аллювиальных и иногда пролювиальных отложений. Это весьма разнообразные суглинки, глины, пески.

Все процессы седиментогенеза в озерах закрытого типа происходят с участием чуждого терригенного материала на фоне местного хемогенного осадкообразования. Увеличение минерализации, связанное с пересыханием и характером питания озер, приводит к процессам накопления солей.

3.2. Минералогия лессовых пород

Собственно лесс Верхнего Приобья - это желтого, серовато-желтого цвета суглинок, характеризующийся высокой пористостью 45-60 %, с видимыми невооруженным глазом вертикальными, слабо изгибающимися и прерывистыми канальцами диаметром от долей до 5 мм. Вещественный состав и структурно-текстурные особенности лесса отличаются хорошо выраженной однородностью и имеет типичные для лесса литолого-минералогические показатели. Он на 10-20 % состоит из растворимой части и на 80-90 % из нерастворимого остатка. Гранулометрическое распределение обломочной составляющей породы 30-55 % алевритовых частиц, песчаных до 5 % и глинистых до 35 %. Легкая фракция представлена кварцем 52,2%, полевыми шпатами 17,2%, обломками различных пород 23,6 %, долями или единицами процентов биотита, иногда до 10-12 %. В тяжелой фракции, составляющей около З %, выделяются роговая обманка, эпидот, цоизит, анатаз, лейкоксен, циркон, магнетит и др. Глинистая фракция представлена преимущественно терригенной диоктаэдрической гидрослюдой в верхней части разреза, а в нижней - появляется смешаннослойная гидрослюда-монтмориллонит.

Лессовидные суглинки окрашены в желтовато-серый и желтовато-светло-коричневый цвет, иногда с белыми крапом и выцветами солей на поверхности - гипса и тенардита. Основная масса пород на 15,3-24,6 % состоит из растворимого вещества, представленного в основном карбонатами и в меньшей степени сульфатами. Количество нерастворимого вещества колеблется от 75,4 до 84,7 %. По гранулометрическому составу кластический материал состоит из алевритовой 38,3-50,3 % и глинистой фракции 34,4-37,1 %. Легкая фракция: кварца 54,1-75,0 %, полевых шпатов 5,9- 27,8 %, слюды 0,6-7,0 %. Акцессорные минералы: ильменита-магнетита 21- 32 %, эпидота-цоизита 35-40 %, роговой обманки 11-18 % и в незначительных количествах присутствуют анатаз, лейкоксен, циркон, турмалин, апатит. Глинистая составляющая лессовидных пород пролювия более полиминеральная - на возвышенных участках преобладает терригенная гидрослюда, вблизи выходов палеозойских отложений с развитыми на них корами выветривания появляется каолинит, а в пониженных участках рельефа увеличивается роль аутигенного монтмориллонита со смешанно-слойными переходными модификациями от гидрослюды к монтмориллониту.

Сравнение состава лессовых и лессовидных пород показало, что переотложение обломочного материала, в том числе эолового, приводит к потере существенной части неустойчивых минералов - особенно темно- цветных, таких как роговая обманка, биотит. По изменению количества кварца в породах разных генетических типов от меньшего к большему складывается такой Последовательный ряд: эоловые - делювиальные - пролювиальные - аллювиальные - озерные.

3.3. Структура и текстура лессовых пород

Структура и текстура пород является одним из важнейших признаков, по которым можно установить происхождение и восстановить обстановку накопления осадков, т.е. они могут служить критериями для выделения генетических типов отложений. Разнообразие генотипов лессовых и лессовидных образований Верхнего Приобья со слагающими их фациальными элементами создают огромное число комбинаций структурно-текстурных признаков. В этих признаках как бы “закодированы” все физические и химические процессы, испытавшие осадками во время их формирования. Именно эти структурно-текстурные особенности обусловливают такие важные физико-механические свойства пород как пористость, просадочность, деформируемость и др.

Одним из значительных структурно-текстурных признаков является количественное соотношение основных породообразующих компонентов - кластогенных, глинистых и хемогенных составляющих. Именно этот показатель определяет проявление породами своих физико-механических свойств. Кроме количественных показателей под самим понятием структура применительно к обломочным породам в первую очередь подразумевается форма зерен, их размеры, степень окатанности, фактура поверхности. Форма слагающих лессовые породы обломочных частиц в значительной степени определяется их размерами. Песчаный материал фации ближнего пылепада характеризуется хорошей окатанностью и округлостью с ямчатой и шероховатой поверхностью. При воздушной транспортировке возможно округление мелких зерен размером до 0,10-0,15 мм в поперечнике. Обломки более мелких размеров в большинстве случаев имеет угловатую и даже
остроугольную форму. В лессовидных отложениях форма обломочных зерен наследуется от лесса и зависит от примеси обломков другого происхождения обычно с лучшей степенью окатанности, которая определяется дальностью переноса.

Как уже упоминалось в типичном лессе, сложенном только эоловым
материалом, структура преимущественно однородная с беспорядочной или
нечеткой ориентировкой слагающего его обломочными частицами и отражает свое первичное состояние, а в лессовидных накоплениях, в которых помимо материала, принесенного ветром, может присутствовать значительное количество терригенной кластики самого различного происхождения встречающейся на путях переноса водными потоками, создающими характерную слоистую текстуру.

3.4. Литогенез лессовых пород

Основа генетического принципа изучения формирования физико-механических свойств в лессовых толщах заключается в исследовании всех последовательных процессов породообразования, которые определяют направленность минералогических и структурно-текстурных изменений, а также перестройкой физико-механических свойств пород.

Седиментогенез. Перенос обломочного материала ветром характеризуется большим геологическим эффектом, так как эта пыльная масса измеряется миллионами тонн и переносится на тысячи километров. Перемещение большого объема обломочного материала представляет собой весьма сложный многофакторный процесс. К переменным обстоятельствам переноса и отложения эолового материала относится скорость ветра, его направление и продолжительность действия, температура и влажность, размер и состав обломочных зерен, а также особенности рельефа. Эоловый песок перемещается в узком приземном воздушном слое преимущественно скачками - сальтацией и волочением, тогда как мелкая кластика переносится на огромные расстояния во взвешенном состоянии. Волочением по поверхности перемещается 25 % песчаных наносов. Эти процессы характерны для западных районов Кулунды и смежных территорий приближенных к областям дефляции. При транспортировке более тонкого обломочного материала в воздухе возможны частые и сильные столкновения частиц между собой, приводящие к их электризации с образованием диполей, которые после осаждения создают очень рыхлую структуру лесса, обеспечивающую его повышенную микропористость и просадочность. Характер распределения по размерам подчиняется такой же закономерности:
зона ближнего пылепада находится приблизительно в 200-500 км, представленная преимущественно песчаным осадком и зона дальнего пылепада, состоящая из глинисто-алевритовых отложений, в 800-1000 км от предполагаемого источника поступления эолового материала. Такое распределение эолового материала отчетливо прослеживается также по изменению физико-механических свойств лессовых пород.

Диагенез. В отличие от более глубоких стадий породообразования в диагенезе до определенного уровня участвуют гипергенные процессы, из-за близкого залегания осадка к земной поверхности и соприкосновения с атмосферой и дождевыми водами. Поэтому диагенез отличается весьма сложным взаимодействием химических и физических процессов, которые влияют на изменение минерального состава, структурно-текстурных особенностей и физико-механических свойств именно той части поверхностных отложений, которые испытывают наибольшие техногенные нагрузки. Выполненные исследования позволили установить закономерности диагенетического преобразования пород, направленность этих процессов, характер распределения аутигенных минералов и особенности формирования вторичных структур и текстур. Основными факторами, влияющими на скорость и направленность постседиментационных изменений, являются исходный минеральный состав осадка, глубина его залегания, рельеф местности, контакт с воздушной средой, гидрохимическая обстановка, температурный режим и время. В приповерхностных условиях в первую очередь вступают в реакцию с окружающей средой наиболее неустойчивые темноцветные минералы. Железо в зоне аэрации из двухвалентного переходит в трехвалентное, окрашивая лесс и подобные ему породы в желтый цвет в условиях умеренного климата. Во влажных тропиках этот материал окисляется до краснозема. Освобожденные при разложении химические компоненты участвуют в синтезе минеральных новообразований, устойчивых в условиях диагенеза. Одним из таких элементов является кальций, который вступает в соединительную реакцию с органической углекислотой. С глубиной содержание аутигенного кальцита уменьшается и у нижней границы зоны аэрации на глубине 5-7 м достигает минимума, ниже которого снова повышается количество кальцита за счет бикарбонатов, доставленных капиллярной влагой из грунтовых вод. В пониженных участках Кулундинской равнины в зонах развития сульфатных вод в порах пород появляются гипс и тенардит.

Глинистые минералы, являющиеся одними из основных компонентов лессовых пород представляют собой наиболее чувствительные образования к воздействию окружающей физико-химической среды. В лессовых толщах Верхнего Приобья наблюдается такая схема ее диагенетического преобразования: гидрослюда - смешаннослойная гидрослюда-хлоритмонтмориллонит - смешаннослойная гидрослюда-монтмориллонит — монтмориллонит. Валовое присутствие гидрослюды достигает глубины 8-10 м, ниже нарастает содержание монтмориллонита. Граница преобладающего развития монтмориллонита совпадает с границей влияния гипергенных процессов, ниже которой начинаются процессы регидратации, уплотнения, упорядочения структур аутигенных минералов. Появляется кристаллическое строение у колломорфных образований.

Из вышеизложенных сведений следует, что стадия диагенеза по характеру и последовательности постседиментационных процессов делится на две подстадии раннюю и позднюю или по разрезу на начальную и глубинную зоны (рис.3.4.1). Начальные процессы диагенеза способствуют сохранению и закреплению первичной рыхлой структуры лесса за счет колломорфных веществ, скрепляющих обломочный костяк контактным поровым цементом глинистого состава и крустификационным тонкозернистым кальцитом-люблинитом.

Постседиментационные преобразования структурно-текстурного строения и аутигенная минерализация приводит к существенной трансформации физико-механических свойств лессовых пород.

Глава 4. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛЕССОВЫХ И ЛЕССОВИДНЫХ ПОРОД

Упорядочение классификации и номенклатуры всегда было необходимо для исследований тех или иных объектов или явлений. Прежде всего, оно заключается в унификации понятий и в установлении единых общепринятых названий, терминов. В связи с углублением литологических исследований и расширением работ по изучению эколого-геологических свойств самых распространенных и природоформирующих лессовых и лессовидных отложений Верхнего Приобья эта проблема становится все более актуальной, так как существующая здесь в настоящее время номенклатура лессовых пород, т.е. перечень понятий, названий и терминов никем не обобщалась и состоит из наименований почти свободного пользования и не всегда имеет для всех одинаковый смысл. Нет четкой формулировки понятий, в результате часто один и тот же термин у разных авторов имеет разное значение. Очевидно, что для приведения существующей номенклатуры лессовых пород к определенной системе надо придерживаться того, что употребляемые термины-наименования пород должны быть объективными, максимально соответствовать поименованной породе, однозначным по смыслу для всех и в то же время по мере возможности отвечать приоритетному праву, если оно соответствует сути.

Лессовые породы - это эоловые накопления, залегающие на месте своего отложения in situ. Они представлены гранулометрическими разновидностями - лессом (лессовым суглинком), лессовой супесью и эоловым песком. Лессовидные породы большей частью представляют собой продукты переотложения эолового материала в смеси с рыхлыми осадками, встречающимися на путях переноса. Они образуют аналогичный гранулометрический ряд: лессовидные суглинки, супеси и обычные пески, в которых иногда можно обнаружить признаки текстуры (табл.4.1).

Глава 5. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ПОКРОВНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВЕРХНЕГО ПРИОБЬЯ

Химические, физические, биологические свойства литосферы являются главными факторами, влияющим на экологическую обстановку той или иной территории. Поэтому одной из главных задач экологической геологии является изучение влияния поверхностной части литосферы на природную среду, закономерностей его формирования и изменения под воздействием природных и антропогенных процессов. На территории Верхнего Приобья главный объект функциональных обследований - это четвертичные покровные отложения, представляющие основной абиотический компонент региональной экосистемы.

Функциональный анализ рассматриваемых отложений проводится,
исходя из конкретного объекта исследований. Среди многообразия форм влияния этих отложений на экологическую обстановку выделяются ресурсные геодинамические и биогеохимические.
Главной составляющей ресурсных функций является природный минерально-сырьевой потенциал, обеспечивающий существование человеческого сообщества.

Четвертичные покровные отложения характеризуются большими запасам строительных материалов, органо-минерального агросырья и новыми видами минерального сырья природоохранного и сельскохозяйственного назначения.

На территории Верхнего Приобья только в Новосибирской области
геологами учтено 166 разведанных месторождений кирпичного сырья с суммарным запасами 146,7 млн т. Наиболее крупные месторождения приурочен к лессовым толщам Приобскому и Обь-Чумышскому плато. Кроме того, здесь известно восемь месторождений керамзито-аглопоритового сырья, большей частью сложены лессовыми и лессовидными суглинками. Балансовые запасы суглинков около 8 млн т. Они распространены преимущественно на западной половине исследуемой территории.

Русловые и пойменные отложения р. Оби и р. Берди являются поставщиками песчано-гравийных смесей, используемых для производства различных видов бетона, для изготовления штукатурных и кладочных растворов, силикатных изделий и асфальтобетонных наполнителей. Наибольшие скопления этого материала наблюдается у устьев правых притоков р.Оби. Общие запасы полезного ископаемого составляют около 4 млн м3. С этими же отложениями связаны месторождения строительных песков.

Территория Верхнего Приобья является площадью низкой заторфованности. Однако на балансовом учете в Новосибирской области состоят 146 месторождений общей площадью 315 тыс.га с суммарными запасами 982 млн т и 382 месторождения общей площадью 172 тыс.га с прогнозными ресурсами в 411 млн т. Часть месторождений торфа занимают площади охотничьих заказников и отнесены к охраняемому фонду. Из них 34 отнесены к объектам на которых запрещена хозяйственная деятельность. В это число вошли месторождения, расположенные на территории комплексных и специальных заказников, имеющих научное, промышленное, санитарно-гигиеническое и рекреационное значение. До 1994 г. торф добывали на удобрение. В настоящее время изготавливаются топливные
брикеты. Торф идет также на изготовление препаратов на гуминной основе, а малой степени разложения пригоден для теплично-парниковых грунтов субстратных плит, подстилки для животных и т.д.

С торфами связаны болотные фосфаты, представляющие интерес в качестве удобрений. Практически это торфы с повышенным содержание фосфора. Выделяют по содержанию Р2О5 вивианитовые торфы 0,5-2,5 %, торфовивианиты 2,5-15 % и вивианиты более 15 %. Они образуют линзы, прослои, пласты мощностью до 2-3 м. Кроме фосфора болотные фосфаты содержат большое количество кальция. Предварительная геолого-экономическая оценка, проведенная Новосибирскгеологией и СНИИГиМСом, показала, что имеющиеся ресурсы и уже
разведанные запасы болотных фосфатов при их использовании в сельском хозяйстве могут в значительной степени снизить дефицит фосфора в почвах Западной Сибири. В четырех разведанных месторождениях запасы болотного фосфата составляют 8,5 млн т.

Общие прогнозные ресурсы болотных фосфатов Новосибирской области по категории Р1 + Р2 составляют 20 млн т.

На исследуемой территории Верхнего Приобья, особенно в ее западной части насчитываются тысячи озер, где они занимают до 10 % площади. По химическому составу воды озер северных районов пресные гидрокарбонпатно-кальциевые, а на юге и юго-западе солоноватые сульфатные и гидрокарбонатно-кальциевые, натриевые и магниевые, соленые и горько-соленые. Пресные озера в основном бессточные, мелководные до 2 м, питают их атмосферные осадки, чем обеспечена небольшая минерализация 1-3 г/л. С этими пресными водоемами связаны скопления сапропеля с высоким содержанием кальция.

Сапропель - это современные озерные органо-минеральные образования, содержащие биологически активные белки, жиры, протеины, витамины, ферменты, гормоны и т.д., а также повышенная концентрация жизненно важных макро- и микроэлементов. Различие в составе и свойствах сапропелей отдельных месторождений определяется геологогеоморфологическими условиями окружающего их ландшафта.

Сапропели могут быть использованными в качестве минерально-витаминной подкормки для животных и птиц, для удобрений, улучшения структуры бедных тяжелых почв. Примером сапропелевого месторождения является Минзелинское озеро в 40 км северо-восточнее г. Колывани.

Запасы сапропеля 18,8 млн м3 при зольности 43-69 %, состоящей в основном из оксида кальция до 36 %, кремния 5-19 % и железа до 9 %.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.