Жер асты суларының геологиясы

Пән: Геология, Геофизика, Геодезия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

Жер асты сулары қатты, сұйық және газ күйінде жер бетінен төмен литосфера қабатында, тау жыныстарымен бірге кездеседі. Олар өзен, көл, тңіз және мұхит суларымен бірге Жер шарының гйдросфера қабатының құрап, Жалпы су айналмына қатысады. Қазіргі кездегі көзқарас бойынша, жер acты сулары жер беті суларымен тікелей байланысты. Гидросфера қабатын құрайтын алғашқы мұхит сулары литосфера қабатын құрайтын алғашқы магмалық тау жыныстарын шайып ерітеді. Соның нәтижесінде пайда болған тұнба шөгінділер мұхит түбіне қабатталп жиналып тығыздала келе, ең соңында цементтеліп шөгінді тау жыныстарына айналады, Алғашқы шөгінді тұнбалардың құрамындағы сулар (90%-ке дейін), кейінірек шөгінді тау жыныстарының құрамында сақталып, жинала береді. Осындай жолмен жер асты суларының негізгі құрамы қалыптасады. Бұл процесс осы уақытқа дейін тоқтаусыз жүріп жатыр деуге болады.

Жер асты сулары инфильтрациялық (жерге сіңу) жолмен атмосфералық сулардың есебінен де көбейіп отырады. Мысалы, атмосфералық жаңбыр суларының құмға сіңіп, жоқ болатынын инфильтрациялық процестің бір көрінісі деуге болады. Кейде инфильтрациялық және седиментациялық сулар аралас кездеседі. Соның нәтижесінде тұщы және ащы (тұзды) сулар құралады. Әдетте, жер қыртысының жоғарғы қабаттарында әрі тұщы, әрі жас сулар (атмосфералық), тереңірек - мйнералды немесе ескі сулар, ал ең төменгі қабаттарда - ащы немесе тұзды сулар түзіледі.

Атмосфералық тұщы сулар төмен қарай сарқылып, жер қыртысының жоғарғы қабаттарына жиналады, ал терең қабаттарда ескі теңіз сулары (қалдық сулар) сақталады. Тұзды сулар, кейбір болжамдар бойынша, мантия қабатынан жоғары көтеріліп пайда болады, ал басқа бір гипотеза бойынша, тұщы сулар тұзды қабаттар арқылы ағып өткенде жолай оларды ерітіп, өзіне қосып алып тұзды суға айналады.

Жер асты сулары химиялық құрамына қарай сілтілі, жұмсақ, қатты және қышқыл сулар болып ажыратылады. Ал минералды сулар - көмірқышқылды, күкіртті сутекті, радиоактивті және ыстық сулар болып бөлінеді. Көмірқышқылды сулар - жас вулкандық аудандарда және тектоникалық жарықтар мен жарықшақтар бойында көбірек кездеседі. Мысалы, Кавказдың атақты минералды суларын (Кисловодск, Пятигорск, Баржоми) атап өтуге болады.

Күкіртті-сутекті сулар шөгінді тау жыныстарымен бірге хлорлы-натрийлі, хлорлы-сульфатты және суль-фатты сулар түрінде кездеседі. Радиоактивті сулар радонды және радийлі болып кездеседі. Олар курорттарда емдеу мақсатында, яғни шипа су ретінде қолданылады. Ыстық (термалды) сулар жылы (20-37°С), ыстық (37- 42°С) және өте ыстық (42°С) болып ажыратылады.

Соңғы жылдары әр түрлі мақсатта пайдаланылатын судың көлемі жылдан жылға арта түсуде. Сондықтан жер асты суларының маңызы қазіргі кезде өте зор. Олар бір жағынан жұмсалып жатса, екінші жағынан жер беті сулары және ювенилді сулар есесінен әрі жаңарып, әрі толығып отырады.

«Ювенилді сулар» австриялық геолог Э. Зюсстың гипотезасы бойынша, алғашқы магманың құрамындағы су буынан пайда болған. Олар жер бетінде су айналымына әлі қатыспаған жердегі терең мантия қабатынан жоғары қарай жаңадан ғана көтеріліп келе жатқан жас сулар деп саналады. Ал жер бетіне жақын орналасқан, планеталық күрделі су айналымына қатысатын барлық суларды «вадоз сулары» деп атайды. Планетамыздың жалпы су балансында ювенилді сулардың алатын орны ерекше.

Жер асты сулары өзен аңғарларында, жыраларда бедердің еңіс жағына қарай бағытта жер бетіне бұлақ көздері түрінде шығып жатады (1-сурет) . Осындай жерлерді жер асты суының ағысы (дренаж) деп атайды. Орналасуына қарай жер асты сулары: 1) шөгінді тау жыныстарының (құм, малта тас, т. б. ) кеуек-қуыстарында кездескен жағдайда кеуек-қуыс сулары (2-сурет) ; 2) кристалданған немесе цементтелген тау жыныстарының (гранит, құмтас т. б. ) жарықтары мен жарықшақтарында кездескенде жарықшақ сулары ; 3) оңай

1-сурет. Бұлақ суларының түрлері:

а) төмен құламалы ақпа бұлақ; б) жоғары шапшып атқылай ағатын

атпа бұлак.

20-сурет. Тау жыныстарының қуыстарында судың орналасу пішіндері:

a - гигроскопиялық; б - пленкалық; в - капиллярлық г - гравитациялық; 1 - тау жыныстарының тұйіршіктері; 2 - су.

3-сурет. Маусымдық жер асты сулары (қалқымасу) және топырақ сулары мен грунттық еспе сулардық орналасу схемасы:

1 -құмдар; 2 - саз балшықтар; З -грунттық еспе судық деқгейі (ашық беті) .

ерігіш тау жыныстарының құрамында (ізбестас, гипс, доломит және т. б. ) кездессе карст сулары деп ажыратылады.

Тереңдік жағдайларына қарай олар үстіңгі қалқыма су, грунт суы және артезиан сулары деп бөлінеді.

Қалқыма су кішігірім ойыстарда, құмшағылдар арасында атмосфералық жаңбыр мен қар немесе тасыған өзен суларының топырақ қабатына сіңуі нәтижесінде уақытша пайда болған және жер бетіне ең жақын орналасқан сулар болып саналады (3-сурет) .

Бұл сулардың тұрақты болу-болмауына ауа-райының өзгерістері үлкен әсерін тигізеді. Шөл далаларда, құмайт жазықтарда немесе тақырларда құрғақшылық болғанда олар құрғап, кеуіп қалады, ал жауын-шашын мол болып, өзен қатты тасығанда және қыста қар қалың болып жауғанда, қалқыма сулар қайтадан пайда болады.

Грунтты топырақ суларының қоры қалқыма суға қарағанда тұрақты болып келеді. Олар жер бетіне жақын орналасқан жер асты суларынан (кеуек-қуысты, жарық, карст сулары) құралады. Бұл суларды «құдық суы» деп те атайды. Мұндай сулар жер бетінен 1-5 м-ден 50-70 м-ге дейінгі тереңдікте кездеседі. Кейде олар өзен, көл, теңіз маңына жақын жерлерде сайлар мен тау-төбелерде және қырат бөктерлерінде бұлақ көздері түрінде жер бетіне өздігімен еркін шығып та жатады. Грунтты топырақ сулары жер бетіне өте жақын орналасқан жағдайларда, олардың деңгейі ауа райының өзгешеліктеріне сәйкес жиі өзгеріп отырады.

Артезиан сулары - терең қабаттарда кездесетін шөгінді жыныстар арасында қалыптасқан жер асты сулары. Олар су өткізбейтін жыныстар арасында жатқандықтан арыны күшті болып, бұрғыланған скважиналар арқылы жер бетіне атқылап шығып жатады.

Жер асты сулары барлық елдерде қалалар мен өндіріс орындарын және ауыл шаруашылығын сумен қамтамасыз етудің негізгі қоры болып отыр.

Жер асты сулары тоқтаусыз қозғалыс үстінде болады. Олар жолында кездескен әр түрлі тау жыныстары мен химиялық реакцияларға араласып, сулы қосындылар құрайды карбонаттанады, қышқыл тотықтар және сілтілік ерітінділер түзеді. Мұндай ерітінділер бір орыннан екінші орынға тасымалданып жаңадан шөгінді қосындылар пайда болады Осындай процестердің нәтижесінде карст суффозиялық құбылыстар жиі байқалады.

Жер асты суларының геологиялық әрекеттеріне байланысты құрамында тұзы, мол сазды жыныстардың еріген бөлшектенрі сумен шайіліп ағып кетеді де, топырақ қабаты төмен шөгіп отырады немесе жылжып ойысады.

Теңіздің геологиялық әрекеті . Жер бетінін 70, 8 %-ін алып жатқан мұхиттар мен теңздерде судың орасан зор массасы (1, 37 млрд, км ³ ) шоғырланған. Су тұрақты түрде үздіксіз қозғалыста бола отырып, қоршаған ортамен тығыз байланысты. Құрлықтан ерітінділер түрінде әкелінген бүкіл материалдар сулы ортада тұнып, әр түрлі шөгінді тау жыныстарын түзеді. Сонымен бірге теңіз суы мен мұхит сулары суда өмір сүретін органикалық дүниенің тіршілік ортасы болып саналады.

Жағаға таяу саяз сулы (0-200 м) аймақтар шельфті аймақ деп аталады. Олар континенттердің су астындағы жалғасы болып табылады. Теқіздер мен мұхиттардың жалпы ауданының 7, 6%-і шельфтердің үлесіне тиеді 200 м-ден 2000 м-ге дейінгі тереңдікте - материктік беткей, 2000 м-ден 6000 м-ге дейінгі аралық - мұхит шарасы (мұхиттық аймақ), 6000 м-ден 11000 м-re дейінгі тереңдікте терең сулы шұңғымалар мен мұхит орталық тау жоталары орналасады. Мұхиттық жоталардың орталық бөлігінде мыңдаған км-ге созылған аса терең жарылыстармен шектелген рифттік аңғарлар орналасады.

Мұхиттар мен теніздерде өмір сүріп, тіршілік ететін организмдердің түрлері жалпы үшке бөлінеді.

Бентос - теңіздің құрлықтың саяз келген су алқаптарында (сазтопырақ арасында) тіршілік ететін организмдер.

Планктон - әр түрлі терендікте тіршілік ететін оpганизмдер. Өсімдіктер - фитопланктон және жануарлар - зоопланктон деп аталады.

Нектон - суда қалқып жүріп тіршілік ететін омыртқалы организмдер.

Теңіздің геологиялық әрекеті екі бағытта (бұзушылық және жасампаздық) жүріп жатады.

Бірінші бағыттағы процестерге абразиялық, ал екінші бағыттағы әрекеттерге тұну, шегу процестері жатады. Теңіздің бұзушылық әрекеті (абразиялық) желден пайда болған толқындардың, теңіздің тасуы (трансгрессия) мен қайтуы (регрессия) кезіндегі толқындардың, теңіз ағыстарының әрекетіне байланысты байқалады.

Ең күшті бұзушылық әрекет толқындар үлесіне тиеді. Теңіз толқыны су бетінде күштірек байқалады. Толқын күші біртіндеп баяулай келе теңіздерде - 100 м, мұхиттарда - 200 м тереңдікке дейін таралады.

Ең пәрменді күш - соқпа толқындар күші. Соқпа толқын жағаға жақын келіп, жылдамдығы азайған кезде биіктігі арта түседі де, жағадан кері төңкеріліп кері бағыттағы қума ағысты тудырады.

Абразиялық процесс кезінде бір мезгілде үш түрлі фактор әрекетке араласады: 1) толқындардың гидравликалық соққысы (жағаға түсетін динамикалық қысым күші ~ 1. 0 т/м ² ) ; 2) толқын үйіріп әкеткен тау-тастар-дың кесек бөлшектерінің соққылары мен үйкеліс әрекеттері (ірі тастардың салмағы кейде 100 т-дан астам келеді) ; 3) судың химиялық әсері. Су тау жыныстарын ерітеді және тау жыныстарының құрамын құрайтын ми-нералдармен реакцияға араласады.

Тау жыныстарының бұзылуына теңіз жәндіктері мен өсімдіктер дүниесі де әсерін тигізеді. Абразиялық әрекеттер тікшіл келген құзды-жақпартасты жағаларда күшті байқалады. Мұнда ең алдымен жағадағы жартастардың етегінде шағын ойықтар пайда болады. Үйіріле соққан соқпа толқындардың күші артқан сайын, кішігірім ойықтар кеңейе келе қуыстарға айналады. Мұн-дай қуыстардың одан әрі тереңдеуі үстіңгі беткейдің кері шегінуіне әкеліп соғады (4 - сурет) .

Осындай процестердің нәтижесінде (жағалау сызығы судан біртіндеп шегіне келе) абразиялық терраса қалыптасады. Кейбір орындарда абразиялық террасаны мүжілгең тау жыныстарының кесек белшектері жауып жатады. Олар біртіндеп қозғалысқа араласып уатылады. Домалай жылжып үйкелуден малта тасқа, қиыршық тастақ, құмға және одан да ұсақ

4-сурет. Жағаның біртіндеп кейін тартылу сатыларын бейнелейтін схема (В. П. Зенкович бойынша) :

А, Б, В - соқпа толқынның теқіз жағасын бұзып шаюына байланысты кейін тартылған жағалық алқаптың әр турлі жағдайдағы көріністері; a ₁ , a ₂ . a ₃ - кажалған террасалар; Б ₁ , В ₁ - су астындағы аккумулятивтік террасалардың пайда болу сатылары;

б - қайраң.

Бөлшектерге айналады. Кейінірек олар абразиялық террасадан алыстап көшіп қонады да, су астында аккумулятивтік терраса құрайды. Су толқындары жағаға келіп бұрыштай соққанда, тау жыныстарының кесек бөлшектері Жағаны бойлай орын ауыстырады.

Ерімтал жыныстардан құралған жарқабақтар теңіз суында оңай еріп, оның төменгі жақтарыңда үңгір қуыстар, ал жоғарғы бөліктерінде кішігірім ойықтар пайда болады. Шөгінді жыныстардан тұратын жағаларда байқалатын абразиялық әрекеттердің жылдамдығы жылына бірнеше сантиметрден бірнеше метрге дейін жетеді.

Теқіз шөгінділері жалпы жер қыртысын құрайтын шөгінді қабаттардың 75%-ін қамтиды. Олардың жиналып қалыптасуы архей эрасынан басталып, қазіргі кезге дейін жүріп жатыр.

Олардың қатарына әк тастар немесе ізбес тастар, доломиттер, мергелдер, сазды, балшықты жыныстар аргиллиттер, алевролиттер және т. б. жатады. Гнейс, тақта тастар, мәрмәр (мрамор) сияқты метаморфтық тау жыныстары да бұрынғы теңіз шөгінділері болған. Теңіз түбінде жиналған тұнбалар терригендік, биогендік, хемогендік және вулканогендік болып ажыратылады. Теңіздің тереңдігіне, оның түбіндегі бедер пішіндеріне, жағаның алыстығына, ағыс жылдамдығына, органикалық тіршілік жағдайларына байланысты теңіздік шөгінділердің құрамы мен құрылысы әр түрлі болып келеді. Жағаға жақын, тайыз сулы ортада терригендік құмдар, малта тастар, қабыршақ тастар, ал толқын баяу жерлерде балшықтар, саздар, алевриттер жиналады (5-сурет) . Су астында кездесетін көтеріңкі жерлерде және шельфті аймақтарда әр түрлі биогендік шөгінділер, құмдар, эпиконтиненттік теңіздерде органикалық заттарға бай саздар, балшықтар мен алевриттер, мергелді, әкті, кремнийлілайлы тұнбалар түзіледі. Тайыз сулы теңіз шөгінділерінің құрамында темір мен марганец рудалары, бокситтер және фосфориттер бірге кездеседі. Аутигендік кейбір минералдардың құрылымдық, текстуралық ерекшеліктері теңіз шөгінділерінің диаг-ностикалық белгілері болып саналады.

5-сурет. Теқіз шөгінділерінің қабатталып жиналу схемасы:

1 - малта тастар; 2 - құм; 3 - лайлы саз

балшық.

Теңіз шөгінділерінің негізгі құрамы мен олардың таралу зандылықтары тектоникалық режимге және климат жағдайының ерекшеліктеріне тығыз байланысты.

Тектоникалық режим теңіз алаптарының қалыптасуына, теңіз түбі мен теңіз жағалауларының бедер пішіндеріне, трансгрессиялық-регрессиялық процестерге, шөгінді жыныстардың түзілу жылдамдығына және оның қалыңдығына әсерін тигізеді. Гумидтік аймақтарда орналасқан теңіздерде терригендік (құм, алевролит), қоңыржай белдеулердің суық сулы алаптарында диатомдық лайлы-саздар, аридтік аймақтарда - биогендік-карбонатты жыныстар, тропиктік аймақтарда маржанды-балдырлы рифтік комплекстер, мұз жапқан аймақтарда мұздық-теңіздік шөгінділер басым болып кездеседі. Қембрийге дейінгі эраларда доломиттер, палеозойда хемо-гендік, мезозой мен кайнозой эраларында биогендік теңіз шөгінділері кеңінен таралған.

Теңіз шөгінділері болып саналатын темірлі кварциттер протерозой эрасында құралған.

Теңіз шөгінділері орналасу жағдайына қарай литоралдық, батиалдық, абиссалдық болып ажыратылады.

Литоралдық немесе жагалаулық шөгінділер теңіз жағалауларында, су деқгейінің трансгрессиялық көтерілуі мен регрессиялық қайту әрекеттеріне байланысты түзіледі. Олардық құрамы қой тастар мен дөңбек тастардан, малта тастардан, құмды-сазды жыныстардан және алевриттен тұрады. Қейде хемогендік және органогендік шөгінділер де кездесіп қалады. Литоралдық шөгінділерден құралған геологиялық қима өте күрделі. Шөгінді қабаттардың құрамы тік және көлденең бағытта тез өзгеріп, тез алмасып отырады. Құмды жағаларда жел режиміне байланысты жағалық шөгінді белестер (бір немесе бірнеше) құралады.

Көне замандарда құралған литоралдық шөгінділердің құрамында кемір қабаттары кездеседі.

Сублиторалдық шөгінділер материктердің су астындағы 100-200 м-лік тереңдігінде түзіледі. Олардың құрамы құрлықтағы үгілу процестерінің ерекшеліктеріне және су жиналатын аймақтағы тау жыныстарының ми-нералдық құрамына байланысты.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.