Болота и их геологическая роль.

Ключевые слова:Мировой океан, морской бассейн, абразия, шельф, литоральная, проливно-отливная, батиальная, мелководная, лагуна, залив, абиссальная, хемогенные, планктонные, диагенез, литогенез, гумус, торф, сапропель.

Известно, что океаны и моря занимают около 70,8% всей поверхности Земли. Глубина Мирового океана изменяется от 2,5 до 6 км, а в отдельных впадинах превышает 11 км. В морских бассейнах, как обычно именуют моря и океаны, протекают сложные процессы энергичного разрушения, перемещения продуктов разрушения , отложения осадков и формирование из них различных осадочных горных пород. Эти процессы наиболее интенсивно проявляются в мелководной прибрежной зоне (0-200м) - зоне шельфа, которая окаймляет сушу полосой различной ширины и представляет собой подводное продолжение континентов (рис.1).

Площадь рельефа составляет 7-8% площади морей и океанов.

От 200-2000 м располагается материковый склон, от 2000-6000 м - океаническое ложе и глубже 6000 м - глубоководные впадины.

На глубине свыше 200 м волнения, происходящие на поверхности воды, не складываются на донных отложениях. Дневной свет сюда не проникает. Эта глубина является пределом распространения донных растительных организмов.

Геологическая деятельность моря проявляется в двух направлениях - разрушительном (абразия) и созидательном (осадкообразование). Абразия непосредственно с волнением . Наибольший разрушительной силой обладает прибой. В процессе абразии одновременно действуют три фактора: гидравлические удары волн: удары и трение обломков горных пород, захваченных волнение, в состав которых вовлекается иногда глыбы массой более 100 г, химическое действие воды.

Наиболее интенсивно указанные процессы проявляются у крутых скалистых берегов (рис.2).

В прибрежной зоне морские осадки (обломочные горные породы) формируются как за счёт продуктов разрушения берегов, так и за счёт приноса материала ветром и особенно реками.

В морях обитают многочисленные организмы, имеющие твёрдые скелеты (раковины, панцири), состоящие из CaCO₃ и SiO₂*n*H₂O, что даёт органические осадки, преходящие в органические горные породы. Морская вода богата солями, поэтому среди морских отложений большое место занимает отложения химического происхождения.

Вследствие вертикальных колебательных движений земной коры моря перемещаются, как бы переливаются с одного места на другое. В одних местах берег отступает, в других море наступает.

Берег погружается под воду, энергично размывается. В геологии эти явления получили наименование трансгрессии (наступление) и регрессии (отступление) моря.

Изучение современных осадков показывает, что главными факторами, определяющими тип морских отложений, являются рельеф и глубина морского дна, а также степень удалённости береговой линии и климатические условия. В соответствии с этими особенностями в пределах Мирового океана выделяются следующие зоны со специфическими условиями осадконакопления.

Литоральная - в приливно - отливной зоне, мелководная - в области шельфа, батиальная - в области континентального склона и абиссальная, охватывающая области ложа Мирового океана и глубоководных впадин. Осадки, формирующие в литоральной и мелководной зонах называются неритовыми, а в батиальной и абиссальной зонах - пелагическими.

В зависимости от происхождения (генезиса) осадочного материала выделяются осадки терригенного, органического и хемогенного типов.

В пределах литоральной и мелководной зон формируются терригенные, хемогенные, органогенные осадки.

В связи с тем, что эти зоны находятся в непосредственной близости к источникам разрешения и сноса, терригенные осадки здесь преобладают.

К мелководной области морей и океанов относятся также мелкие участки заливов и бухт, в которых накапливаются илы различного типа. На плоских побережьях в тропиках располагаются заболоченные низины с пышной своеобразной растительностью. При отмирании растений здесь в широких масштабах идёт накопление органического вещества, которое в дальнейшем при захоронении осадков и прогибании данного участка земной коры может преобразоваться в угли.

Угленосные толщи, сформировавшиеся в прибрежно-морских заболоченных равнинах, выделяются под названием паралических.

Карбонатные органогенные осадки могут формироваться лишь на значительном удалении от берега.

В мелководную зону, прилегающую к водосборам с плоским рельефом, обломочный материал практически не поступает. Минеральное вещество доставляется с суши лишь в форме растворов. Обилие света и питательных веществ создаёт благоприятные условия для развития органической жизни. Население таких шельфов исключительно разнообразно, характеризуется массовостью и представлены организмами с известковым скелетом.

Здесь в широких масштабах накапливаются органогенные карбонатные осадки, состоящие из целых и раздробленных раковин.

Своеобразной формой органогенных карбонатных накоплений являются органогенные постройки, растущие со дна морей и возвышающиеся над среднем уровнем дна, называемые коралловые рифы. Это морские одиночные или колониальные животные, ведущие прикреплённый образ жизни, они обладают известковым скелетом.

В литоральной и мелководной зонах откладывается основная масса осадков, которые в дальнейшем преобразуются в осадочные горные породы. Здесь отлагается до 99% материала поверхностного стока рек и только 1% идёт на преобразование пелагических осадков. Например, только в течении кайнозоя (мел, юра, триас) на шельфе Атлантического океана у берегов США накопилась толща осадков мощностью более 500м, а общая мощность осадочных пород Мексиканского залива, превышает 15 км. Здесь, значительную часть разреза этих пород составляют соленосные отложения. Где преобладает испарения над поступлением воды. Такие бассейны, обычно расположенные в мелководной зоне и примыкающие к континентам, называются лагунами. Лагуна - залив, соединяющийся с основным морским бассейном узким мелководном проливом. Обычно, между лагуной и открытым морем затруднён водообмен, и что определяет в ней аномальную солёность вод. Повышенная концентрация солей характерна для лагун, расположенных в областях аридного климата, и обусловлена усиленным испарением вод с их поверхности. В зависимости от степени осолонения лагун в них отлагаются карбонатные, сульфатные и галоидные осадки. К последним относятся различные соли, представленные такими минералами, как Гали, NaCl, мирабилит Na₂ SO₂ *10H₂O и др. Самой крупной осоленнённой лагуной является залив Кара - Богаз - Гол, концентрация солей в котором в 20 раз выше, чем в Каспийском бассейне.

В пределах батиальной и абиссальной зон существуют специфические условия: 1) удаление от берега; 2) отсутствие света и понижение температур делают эти зоны малопригодными для жизни бентальных организмов. Тем не менее, среди осадков батиальной и абиссальной зон присутствуют терригенные тонкозернистые разности, органогенные (остатки планктонных организмов), хемогенные и вулканогенные. Зелёные, синие, чёрные, красные илы, остатки планктонные организмов - фораминифер.

Содержание органического вещества, захороненного вместе с основными осадками, в среднем 1-2%. Изучение органического вещества очень важно, т.к. оно представляет собой исходный материал для образования природных углеводородов - газа, нефти. Образование зелёных илов (глауконитовых) до глубин 1-2 км. Их окраска за счёт присутствия в них минералов глауконита.

Синие и чёрные илы состоят из частиц перлитовой размерности (обогащены органическим веществом), издают запах сероводорода. Тёмный цвет осадка обусловлен присутствием пирита и марказита в тонкодисперсной форме.

Красные илы также сложены частицами перлитовой размерности. Цвет обусловлен присутствием оксидных минералов железа.

Диагенез, или окаменение, морских осадков, то есть преобразование их в осадочную породу, включает следующие 4 основных процессов: 1) выщелачивание из осадка малоустойчивых в новой физико-химической обстановке минералов; 3) перераспределение веществ и образование включений (конкреций); 4) перекристаллизацию и цементацию. Как и большинство других геологических процессов, диагенез характеризуется значительной длительностью и продолжается в течение десятков и сотен тысяч лет.

Геологическая работа озёр сходна с работой морей, как и моря, озёра разрушают берега и откладывают на дне обломочные, глинистые, химические и биохимические осадки.

Существенные отличия работы озёр следующие:

1) меньшие масштабы явлений абразии и аккумуляции;

2) интенсивное развитие во многих озёрных влаголюбивой растительности, способствующей превращению мелководных участков озёр в болота;

3) большой диапазон минерализации воды - от пресной, до рассолов. В некоторых озёрах минерализация в десятки раз превышает минерализацию морской воды, которая составляет обычно не более 3,5%.

В озёрах встречаются все гранулометрические разности - алевролита до камней и валунов, широко распространены глинистые отложения, в том числе ленточные глины.

Большое хозяйственное значение имеют химические осадки озёр, представленные гипсом, галитом, содой, калийными Олями, мергелями, железными рудами, кремнистыми соединениями.

Болотами называют избыточно увлажнённые территории, покрытые слоем торфа, мощностью не менее 30 см в неосушенном и 20 см в осушенном состоянии. Избыточно увлажнённые территории, не покрытые торфом вышеуказанной мощности, называют заболоченными землями. По характеру питания болота делятся на: 1) верховые; 2)низинные;

Первые расположены на водораздельных площадках, питаются осадками. Растительность их представлена в основном мхами, развивающимися при дефиците в воде минеральных солей.

Низинные болота занимают пониженные элементы рельефа, образуются путём заторфования водоёмов, питаются грунтовой и частично поверхностной водой, достаточно богатой минеральными солями. Заторфование водоёма происходит вследствие зарастания влаголюбивой растительностью мелководных участков. Озёр и медленных водотоков. Отмирающие части растений образуют на дне водоёма , или водотока постепенно растущий слой травяного торфа.

Часть растений создаёт плавающий ковёр, называемый сплавиной. Сплавина постепенно нарастает на поверхности, превращаясь в плавающий торфяник, а отмирающие части её отпускаются на дно и формируют там слой ила - сапропель.

По мере увеличения мощности торфа питания болота грунтовой водой затрудняется, а низинное болото постепенно переходят в болото переходного типа. Оно характеризуется тем, что наряду с травяно-моховыми растениями распространяется смешанный лес из берёзы, ели, сосны.

Основные болотные образования - торф и сапропель.

Торф представляет собой механическую смесь частично разложившихся растений с бесструктурной гумусовой массой. В торфяной толще нередко содержатся линзы и прослой обломочного материала, а так же пни деревьев.

Сапропель состоит главным образом из остатков микроскопических растений и животных, разложение которых в виду недостатка кислорода происходит медленно. От торфа сапропель отличается некоторой упругостью. Он не пачкает рук, при высыхании сильно уменьшается в объёме и делается твёрдым. Предполагается, древние торфяники возникли в результате неполного разложения органической массы. Она постепенно обогащается углеродом и со временем превращается в чёрное углистое вещество. Давление вышележащих осадков и повышенная температура недр приводит к полному разрушению растительных тканей, относительному уплотнению торфяной массы, уменьшению содержания в ней водорода и кислорода и значительному увеличению содержания углерода. В результате торф превращается в бурый уголь (лигнит). Последующие погружение в область более высоких давлений и температур приводит к дальнейшей разработке лигнита и превращению его в каменный уголь.

Угли озерно-болотного происхождения называют лимическими. Такие угли развиты, например, в Подмосковном угольном бассейне, Ангренское месторождение угля.

В конце занятия озадачить студентов (каждый по отдельности) составить список морей, озёр, их площадь, глубина по географической карте мира.

Контрольные вопросы:

1. Где находится Средиземное море, Каспийское, Чёрное, Балтийское, Аральское?

2. Кто из Вас наблюдал, волновые прибои на берегу моря?

3. Назовите океанов и их место нахождения

4. Назовите фильмы, видеофильмы об океанологах?

5. Как образуется дельта у слиянии рек в море?

6. Расскажите о фауне и флоре морей?

7. Галит, мирабилит, ангидрит по происхождению относятся к …?

8. Горные породы - глины, аргиллиты, алевролиты как они образуются?

9. Как образуются моря, озёра?

10. В нашей Республике имеются ли болота? Почему?

11. В пределах стран СНГ, где распространён торф?

Литературы:

1. Якушева А. Ф. «Общая геология». М. Недра 1988.

2. Мельничук В. И. «Общая геология». М. Недра 1989.

3. Ершов В. В. «Основы геологии». М. Недра 1986.

4. Иванова М. Ф. «Общая геология». М. Недра 1974.

5. Панюков П. Н. «Основы геологии». М. М. Недра 1978.

Лекция № 9