Geologija ir uolienos

Uolienų amžiaus nustatymas Geologijos šaka tirianti uolienų istoriją vadinama dinaminia geologija. Vienas jos tikslų nustatyti uolienų amžių. Nustatomas dvejopas amžius: 1) Santikinis 2) Absoliutinis Santikinis. Čia nustatoma tik kuri uoliena senesnė, o kuri jaunesnė. Tikslaus susidarymo laiko nenustatoma. Tam naudojama 2 metodai: 1) Stratigrafinis – čia remiamasi uolienų sluoksniais. Laikui bėgant uolienų nuotrupos gula viena ant kitos sluoksniais. Kuo žemesnis sluoksnis, tuo uoliena senesnė. Bet čia galimos klaidos, nes uolienų sluoksniai kartais susimaišo vulkanu ar žemės drebėjimų metu. 2) Paleontologinis – šis metodas yra tikslesnis, pagrįstas augalų ir gyvūnų raidos istorija. Laikui bėgant organizmai darėsi vis sudėtingesni. Pradžioje buvo vienaląsčiai organizmai, paskui įvairūs vandens organizmai, dar vėliau atsirado žinduoliai. Kada vyko šie procesai yra ištirta. Organizmų liekanos randamos uolienose. Šios suakmenėjusios liekanos vadinamos fosilijomis. Jos išliko tuose sluoksniuose, kurie susiklostė tuo pačiu laikotarpiu, kai šie organizmai žuvo. Absoliutinis. Tai laikas nuo uolienos susidarymo iki dabar. Jam nustatyti taikomas cheminių elementų radioaktyvumo reiškinys. Uolienose būna radioaktyvių elementų: urano, torio, kalio, rubidžio, stroncio, radioaktyvios anglies C14. Šie elementai spinduliuoja įvairias daleles ir ilgainiui iš jų susidaro kiti elementai, kurie yra jau neradioaktyvūs. Pvz.: uranas ir toris virsta švinu. Elementų skylimo greitis yra gerai ištirtas. Naudojami šie metodai: 1) Urano arba torio – uolienoje esantis uranas ar toris lyginami su susidariusiu švinu. Pagal masių santykį nustatomas absoliutus uolienų amžius. Radioaktyvaus elemento skilimo pusamžis yra pastovus. Urano ir torio pusamžis yra labai didelis, todėl šiuo metodu nustatomas labai senų uolienų amžius. Be to uranas ir toris uolienose randamas retai. 2) Kalio → argono metodas. Kalio būna augaluose, iš kurių jis lengvai patenka į uolienas. Čia lyginama argono ir kalio masės. 3) Rubidžio → Stroncio metodas. Rubidžio randama retai. 4) Radioaktyvios anglies C14 metodas (C14 → C12). Pusperiodis yra ~ 6000 metų. Šiuo būdu nustatomas palyginti jaunų uolienų amžius. Radioaktyviu metodu nustatyta, kad mūsų planeta pradėjo formuotis maždaug prieš 7 mlrd. metų, o Žemės pluta susidarė prieš ~ 3,5 mlrd. metų. Visa galaktika ~ 12 mlrd. metų. Geologinė laiko skalė Skiriami 2 dideli Žemės formavimosi etapai: 1) Iki geologinis (Planetinis arba kosminis). Tai laikas nuo pat pradžios iki kietos planetos susidarymo. Jis prasidėjo prieš ~ 7 mlrd. metų ir baigėsi ~ 3,5 mlrd. metų. Manoma, kad Žemė susidarė iš dulkių ir dujų debesies. Laikui bėgant tos dujos ir dulkės tankėjo, ėmė formuotis Žemės paviršius, atsirado atmosfera, vandens garai. Saulė debesys uždengdavo nevienodai, todėl prasidėjo atmosferos ir vandens apytakos ratai. Nuo šio laiko prasideda kitas etapas. 2) Geologinis etapas. Nuo plutos susidarymo iki šių dienų. Susidarius plutai prasideda magmatizmas, formuojasi reljefas. Šis geologinis etapas skirstomas: • Eros (Didžiausi) • Periodai (Smulkesni) • Epochos • Amžius Uolienos susidariusios per erą vadinamos sluoksnių grupe, susidariusios per periodą – sluoksnių sistema, epocha – sluoksnių skyrius, amžių – sluoksnių aukštas. Era Periodas Absoliutus laikas mln. metų 1. Archainė a) Prekambris I 3500 - 2700 b) Prekambris II 2700 - 1900 2. Proterezoinė a) Prekambris III 1900 - 1200 b) Prekambris IV 1200 - 570 3. Paleozoinė a) Kambras 570 - 480 b) Ordavikas 480 - 420 c) Silūras 420 - 400 d) Devonas 400 - 320 e) Karbonas 320 - 270 f) Permas 270 - 225 4. Mezozoidinė a) Triasas 225 - 185 b) Jura 185 - 140 c) Kreida 140 - 70 5. Kainozoinė a) Paleogonas 70 - 25 b) Neogenas 25 - 1 c) Kvarteras 1 - 0 Dabar gyvename Kainozoinėje eroje, Kvartero periode, Holeceno epochoje, 21 amžiuje. Pagrindiniai įvykiai: 1) 1 era – galutinai susiformavo pluta, susidarė kristalinis pagrindas, prasidėjo vulkanizmas, formuojasi reljefas. 2) 2 era – tęsiasi magmatizmas, kalnodara, atsiranda pirmi vienaląsčiai organizmai. 3) 3 era – pirmosios nuosėdinės uolienos, kalnodara, atsiranda pirmi stuburiniai gyvūnai, sporiniai augalai; „Europoje“ buvo tropikų klimatas (karšta, drėgna), augo dideli spygliuočiai, iš kurių liekanų susidarė akmens anglis, nafta. Didžiausios šių iškasenų atsargos susidarė Karbono ir jam gretimuose perioduose. 4) 4 era – atsirado didžiausi gyvūnai (ropliai). Didžiausių dinozaurų ilgis buvo ~ 30m, svoris iki 50 tonų. Atsirado žinduoliai, dabartiniai augalai. 5) 5 era – toliau formuojasi nuosėdinės uolienos (gruntai), tebevyksta kalnodara. Pagrindiniai 2 įvykiai: ledynmečiai ir žmogaus atsiradimas. Geologinės plokštės. Lėti tektoniniai reiškiniai Žemės pluta ir jos gelmės nuolat keičiasi, Mokslas apie Žemės plutos judesius – tektonika. Tektoniniai svyravimai būna: • Lėti – milimetrai per metus • Greiti – žemės drebėjimai, vulkanai Tektoniniai judesiai dar skirstomi į: • Svyruojamuosius – žemės pluta juda aukštyn – žemyn. • Raukšlėjamuosius – sluoksniai plastiškai deformuojasi, bet netrūkinėja, neplyšta. Tik susilanksto, pasvyra. • Lūžio arba suardymo – sluoksniai suardomi, atsiranda plyšių. Tektoninių judesių priežastys – Žemės vidinės jėgos. Žemės pluta sudaryta iš didelių plokščių, tik tos plokštės netaisyklingos. Yra 9 didelės ir 12 mažų plokščių. Didelės: 1) Eurazija 2) Indija 3) Australija 4) Afrika 5) Šiaurės Amerika 6) Pietų Amerika 7) Ramiojo vandenyno dugnas 8) Arabija 9) Naska (Į vakarus nuo Pietų Amerikos) Plokščių sandūrose vyksta dideli svyravimai. Plokščių pakraščiai užslenka vienas ant kito, susidaro plyšiai, kalnų virtinės. Vandenyje šios deformacijos sukelia cunamius. Tos plokščių sandūros vadinamos geosinklinomis. Čia Žemės pluta tai iškyla į viršų, tai grimzta žemyn. Grimztant plutai jūra veržiasi į sausumą ir šis reiškinys vadinamas jūros transgresija. Jei sausuma kyla į viršų, jūra tolsta nuo kranto, turime jūros regresiją. Patčiose plokštumose vyksta tik lėti svyravimai, bet per milijonus metų susidaro didelės deformacijos. Jei Žemės paviršius deformuotųsi po 1 mm per metus, tai po 1 mln. metų susidarytų 1 km kalnas arba įduba. Pvz.: Senovėje anglija buvo sujungta su žemynu; Afrika ir Amerika buvo vienas žemynas. Šiuo metu grimzta Maskva, Sank Peterburgas po 4 mm/metai; Odesa – 5mm/metai; Olandija – 3mm/metai. Į viršų kyla Stokholmas – 2,5mm/metai; Bosnijos įlanka – 10mm/metai; Lietuvos šiaurinė dalis 1,5mm/metai, o pietinė tokiu pačiu greičiu leidžiasi. Uolienų slugsojimo formos Nuosėdinės uolienos klostosi viena ant kitos, todėl susidaro jų sluoksniai. Yra 2 slugsojimo formos: 1) Pirminė – susidarant pačioms uolienoms. Būdingas sluoksniuotumės. 2) Antrinė – tai deformuotos arba suardytos pirminės formos. Pirminės formos sluoksniuotumas: 1) Horizontalus 2) Sudėtingas – sluoksniai susipynę. Antrinės formos skirstomos: 1) Raukšlėjamoji (dislokacija – pirminės formos deformacija arba suardymas) (Pavyzdžiai paveiksliukuose) a) Didelis sluoksnių pakrypimas – monoklina b) Raukšlės c) Banguota Ploni ir trumpi sluoksniai vadinami – tarpsluoksniais Ploni ir ilgi – pasluoksniai Stori ir trumpi – lęšiais. Sluoksnio grupė vadinama – storyme. Sluoksniai vienas nuo kito gali skirtis grūdelių didumu, mineraline sudėtimi, spalva arba tankiu. 2) Lūžio a) Sprūdis – kai vienas sluoksnis iškyla aukščiau kito b) Ansprūdis – kai vienas sluoksnis nusileido žemyn c) Stūmis – kai sluoksniai slenka horizontaliai d) Antstūmis – kai vienas sluoksnis užstumiamas ant kito e) Horsas – piramidės forma. Kai centrinė dalis pakyla į viršų. f) Gabenas – kai centrinė dalis nusileidžia, susidaro įduba. Tokios įdubos yra Baikalo ežeras ir Raudonoji jūra. Pastatus geriausia statyti ant horizontalių sluoksnių, nes tada jie remiasi į tą patį gruntą. Nepatartina jų statyti monoklinoje ir raukšlėse. Tada pamatai remiasi į skirtingus gruntus, galimos pastatų deformacijos. Uolienų dūlėjimas Tai uolienų irimas veikiant išorinėms jėgoms, cheminėms medžiagoms, augalams, gyviems organizmams.Dūlėjimo greitis yra skirtingas. Atsparūs dūlėjimui: kvarcas, neatsparūs: gipsas, kalcitas, habitas... Atspariausios dūlėjimui smulkiagrūdės uolienos, mažai atsparios – stambiagrūdės. Dūlėjimą greitina uolienų plyšiai, nes į juos patenka vanduo, oras, chem. medžiagos. Yra 3 dūlėjimo tipai: 1. Fizinis arba mechaninis – tai dūlėjimas, kai uoliena trupa, smulkėja, bet jos cheminė sudėtis nesikeičia. Irimas vyksta dėl: temperatūros pokyčių, ledo, vandens, vėjo. Uolienų mineralų plėtimosi koef. Skirtingi. Tamsesni mineralai labiau įšyla, dykumose Δt ~ 70 °C, todėl uolienoje atsiranda mikro plyšių. Ilgainiui jie didėja, susidaro nuotrupos. Jei vanduo sušąla uolienos uždaroje ertmėje, ledo tūris 9% didesnis nei vandens, todėl uoliena plėšoma ir skaldoma. Mechaniškai uoliena ardoma tik viršutiniame sluoksnyje iki 5 – 10m gylio. Mechaninio dūlėjimo produktas susidaręs įrimo vietoje vadinamas eliuviu. Jis sudarytas iš 4 zonų pagal aukštį: 1) Smėlis, molis (Smulkios) 2) Skalda, žvirgždas, smėlis 3) Luitai užpildyti skalda, žvirgždas 4) Pradėjusi irti motininė uoliena (Su plyšiais) 2. Cheminis – cheminių reakcijų metu susidaro naujos uolienos, mineralai. Reakcijose dalyvauja vanduo, deguonis, angliarūgštė, organinės rūgštys. Šis tipas ypač intensyvus šilto ir drėgno klimato rajonuose. Paprasčiausias chem. dūlėjimas yra kai kurių uolienų tirpimas vandenyje. Vandenyje gerai tirpsta habitas, šiek tiek – gipsas, klintys, mergelis, dolomitas. Iš anhidrito susidaro gipsas: CaSO4 + 2H2O = CaSO4*2H2O Gipso tūris 30% didesnis nei anhidrito, todėl uždaroje patalpoje uolienos plėšomos. Reaguojant piritui susidaro sieros rūgtis, kuri ardo gretimas uolienas. 3. Organinis – Jį sukelia gyvi organizmai ir augalai (didžioji dalis bakterijos, grybeliai, vabzdžiai, pelėsiai...). Organizmai veikia mechaniškai ir chemiškai, nes iš jų liekanų susidaro organinės rūgštys. Augalai ardo tik mechaniškai, paprastai šaknimis. Organinio dūlėjimo produktas – dirvožemis. Ledynmečiai Lietuvoje Žemė istorijoje buvo staigių klimato pokyčių, atšilimų ir atšalimų. Šaltais periodais dideli plotai pasidengdavo ledynais. Tokie laikotarpiai – ledynmečiai. Ledynmečiai trukdavo nuo keliolikos iki keliasdešimt tūkstančių metų. Ledo storis siekdavo nuo 3km iki 200 – 300m pakraščiuose. Kvartero periode Europoje buvo 4 ledynmečiai, o Lietuvoje – 3. Iš Skandinavijos pusiasalio ledynai slinko į pietus atnešdami daug grunto ir formuodami žemės reljefą. 1. Seniausio ledyno (I) storis buvo ~ 1 km. Jam ištirpus Lietuva buvo padengta pilkos spalvos nuogulomis, kurių storis 30 – 50m. Ledyno atneštas ar suformuotas gruntas vadinamas moreniniu (Morena). 2. II ledynmečio storis ~ 0,5km. Lietuvos teritoriją jis padengė tamsiai rudos spalvos morena. 3. III vėlyvasis ledynmetis paliko ryškiai rudą ir rusvą moreną. Jis baigėsi prieš 12000 metų. Manoma, kad II ledynmečio metu susiformavo Lietuvos didžiausių upių vagos. Ledynmečių priežastys neaiškios. Manoma, kad jie vyko dėl pasikeitusio šilumos kiekio iš saulės, dėl saulės dėmių arba pasisukus Žemės ašiai arba dėl vulkano išmetamų pelenų. Senovės ledynų geologinis darbas Slinkdami ledynai formuoja ir savo slėnį, lygina žemę ledyno apačioje ir šonuose. Šis darbas vadinamas egzaracija. Ledynai atliko 2 labai svarbius darbus: 1. Suformavo reljefą 2. Suformavo moreninius gruntus Ledynai nešė įšalusį gruntą arba ant jo viršaus, stūmė jį priekyje. Nešamas gruntas vadinamas judančia morena, o kai ledynai ištirpsta – likęs gruntas vadinamas nejudančia morena. Yra 2 jos tipai: a) Dugninė, kuri liko buvusių ledynų vietoje b) Galinė (Priekinė) – tai gruntas, kurį ledynas stūmė prieš save. Ledynai suformavo 4 tipų kalvas: a) Ovalinės (Elipsinės) kalvos. Iš dugninės morenos b) Ozai – kūginės vingiuotos kalvos. Manoma, kad jos susidarė tirpstant ledynui, kai vandens nešamas gruntas užkimšo ledynų plyšius, tunelius. Jų ilgis ~ 30 – 40km, aukštis 5 – 15 m c) Keimai – padrikai išsivarsčiusios kalvos iš gerai surūšiuoto smėlio. Aukštis 5 – 100m. d) Zandrai – iš galinės morenos. Gruntas surūšiuotas, tolstant smulkėja. Šios kalvos susidarė, kai vanduo pragriaužė priekinę moreną ir nunešė ją tolyn. Pagal šias kalvas galima nustatyti iki kurios vietos buvo slinkęs ledynas. Ledynai suformavo ir dideles aukštumas, ir žemumas. Lietuvoje yra 3 žemumos: 1. Pajūrio 2. Vidurio Lietuvos 3. Pietryčių Aukštumos: 1. Žemaičių aukštuma 2. Baltijos aukštumos pietryčių Lietuvoje (Netoli Švenčionių) Didžiausios aukštumos yra Medininkų kalva (292m) Baltijos aukštumoje. Žemaičių aukštumoje: Medvėgalis (234m); Šatrija (227m). Ledynai suformavo 3 tipų moreninius gruntus: 1. Glacialiniu (gIII) – tai gruntas likęs ištirpusio ledyno vietoje. Rudas ir rusvas, nesurūšiuotas, labai įvairus. 2. Fliuvoglacialinis (fIII) – ledyno tirpsmo vandens suformuotas ir surūšiuotas gruntas, rusvos arba pilkos spalvos, nes jis jau sumaišytas su dirvožemiu. 3. Limnoglacialinis (lgIII) – ledyninės kilmės ežerų gruntas. Tai juostuoti moliniai gruntai. Žiema, kai ežeras užšalęs, ant dugno nusėda mažiausios molio dalelės, susidaro molio sluoksnis. Pavasari į ežerą suplaunamas smėlis iš krantų, susidaro smėlio sluoksnis. Kitą žiemą vėl tas pats. Moreniniai gruntai dengia 2/3 rytų Europos dalies ir beveik visą Lietuvos paviršių. Moreniniai gruntai yra gilesniuose sluoksniuose, todėl yra labai sutankinti. Moreniniai priesmėliai ir priemoliai yra neblogi pastatų pagrindai. Dabartinio ledo ir sniego geologinis darbas Dabartiniai ledynai yra 2 tipų: 1. Kalnų viršūnėse (~ 0,5% Žemės paviršiaus) 2. Žemynų ledynai (Šiaurės ašigalis, Antarktida, Grenlandija...). Jie dengia ~ 9,5% Žemės paviršiaus. Ledynų ledas susidaro iš sniego. Jo storis vis didėja, apatiniai sluoksniai vis labiau slegiami sutankėja, susidaro poringas lengvas ledas – firnas. Jo tankis (ρ ~ 600kg/m3). Ilgainiui firnas tankėja ir virsta tikru ledu, kurio tankis (ρ ~ 900kg/m3). Kartais ledo gabalai atskyla nuo ledynų į vandenį ir plaukioja vandenyne. Jie vadinami ledkalniais. Jie pavojingi laivams, nes virš vandens matosi tik 1/10 jų dalis. Ledo storis Lietuvos upėse žiema siekia ~ 60cm. Sibire 1 – 2,5m. Ledo gabalai kartais užkemša vandentiekio įrenginius, hidroelektrinių turbinų groteles. Pavasari upėse kartais susidaro ledų kamščiai, kurie sukelia potvynius. Ledas ardo upių krantus, juos lygina, perneša įšalusį gruntą. Ežeruose ledo pakraščiai prišala prie dugno grunto, jis negali deformuotis, sutrūkinėja, atsiranda plyšiai. Ledas formuoja ežero krantus. Jūrose ledas atlieka apsauginį darbą. Pakraščiams užšalus bangos nepasiekia krantų ir jų neardo. Birų sniegą pusto vėjas, užnešami keliai ir gyvenvietės, dažnai keliai būna slidūs. Sniego masė slenka kalnų šlaitais žemyn, sudaro sniego lavinas. Jų greitis ~ 300km/h. Jos dažnai užverčia kelius ir gyvenvietes, palaidoja daug žmonių. Su lavinomis kovojama įvairiai: žmonės įspėjami; pavojinguose rajonuose sukeliamos valdomos lavinos, jas apšaudant arba sprogdinant; kalnų šlaitai apsodinami mišku, statomos atraminės sienos, terasos (laiptai), keičiama lavinų kryptis; kartais keliai uždengiami arba nutiesiami tuneliuose. Vandens rūšys uolienose Uolienose yra šių rūšių vandens: 1. Chemiškai surištas vanduo. Jis įeina į molekulių sudėtį ir statybininkam neturi praktinės reikšmės. Pvz.: gipsas (CaSO4*2H2O). 2. Fiziškai surištas vanduo. Tai plėvelės ant kietų dalelių paviršiaus. Jos laikosi dėl molekulių traukos jėgų. Įtakos statybinėms savybėms neturi. Šis vanduo negali tekėti, pašalinamas tik kaitinant. 3. Kapiliarinis vanduo. Jis būna mažose porose arba plyšiuose dėl paviršiaus įtempimo jėgų. Kuo mažesnis plyšys, tuo aukščiau kyla kapiliarinis vanduo. Smėliuose pakilimo aukštis ~ 60cm, priesmėliuose - ~ 120cm, priemoliuose - ~ 150cm, moliuose - ~ 40m. Šis vanduo perduoda hidrostatinį slėgį, bet nejuda veikiant svorio jėgai. Statybininkams svarbus, nes gali drėkinti pamatų išorinį paviršių. Augalų šaknys ima kapiliarinį vandenį, kuris yra pakilęs iki dirvožemio iš gilesnių sluoksnių. 4. Gravitacinis vanduo. Užpildo didesnes poras ir plyšius, slegia paviršius ir gali tekėti veikiamas svorio jėgos. Statybininkams labai svarbus, nes gali užsemti pastatų rūsius, pamatų duobes 5. H2O kietame būvyje (Ledas). Užšąla 0°C temperatūroje, tūris padidėja 5%. Uždarose ertmėse ledas plėšia sieneles, gali iškilnoti pamatus, susprogdinti vamzdžius, todėl statybininkams labai svarbus. 6. H2O garai. Jų būna grunto porose ir plyšiuose, jei neužpildytos vandeniu. Ataušę garai kondensuojasi, susidaro vandens lašeliai, kurie papildo gravitacinį ir kapiliarinį vandenį. Vandens apytaka gamtoje Dėl saulės energijos vanduo Žemėje nuolat juda. Tas jo judėjimas vadinamas vandens apytaka. Vanduo garuoja iš jūrų ir sausumos. Vėjas garus išnešioja po visą Žemės rutulį, atmosferos viršutiniuose sluoksniuose jie ataušta, kondensuojasi ir vėl grįžta į žemę kritulių arba sniego pavidalu. Dalis vandens iš sausumos vėl išgaruoja, dalis patenka į upes, o likusi dalis į gruntinius vandenis. Vandens balanso lygtis sausumai: Ks = Gs + Np + Ng → Gs = Ks – Np - Ng Balanso lygtis vandenynui: Gv = Kv + Np + Ng Balanso lygtis Žemei: Gs + Gv = Ks + Kv Tai reiškia, kad per ilgą laikotarpį išgaravusio vandens tūris lygus kritulių tūriui. Yra 2 vandens apytakos ratai: 1. Didysis (Vandenynas – sausuma - vandenynas) 2. 2 Mažieji apytakos ratai: a)Vandenynas – vandenynas b)Sausuma – sausuma Gruntinio vandens poveikis betonui Pastatų pamatus nuolat drėkina vanduo. Daugeliu atvejų gruntinis vanduo neardo betono, bet jei vandenyje yra agresyvių chemikalų, jie ardo betoną. Betonas gali būti ardomas 2 būdais: 1. Kai vandenyje esančios cheminės medžiagos tirpina betono sudedamąsias dalis 2. Kai cheminės medžiagos sudaro betone naujus junginius, kurie yra silpnesni už betoną. Pirmu atveju ypač agresyvus H2O, kuriame yra CO2 jonų. Jie reaguoja su karbonatais ir juos tirpina. CaCO3 + CO2 + H2O → Ca++ + 2HCO3— Toks vanduo tiriamas laboratorijose; Leistina CO2 norma yra 3 mg/l. Labai pavojingi SO4 jonai. Pradžioje betone susidaro anhidritas, o vėliau – gipsas. SO4 → CaSO4 → CaSO4 * 2H2O Gipsas yra silpnas ir nenaudojamas „nešančiose“ konstrukcijose; Be to gipso tūris 30% didesnis už anhidrito, todėl jei gipsas susidaro tuštumoje, betonas yra skaldomas. SO4 leidžiama norma vandenyje 300mg/l. Požeminio vandens slugsojimo formos Vanduo esantis plutoje (litosferoje) vadinamas požeminiu. Kasant šulinį tam tikrame gylyje pasirodo vanduo. Šis lygis vadinamas gruntinio vandens horizontu (GVH). Žemės sluoksnis virš šio lygio vadinamas aeracijos zona. Per ją lietaus vanduo patenka į gruntinius vandenis, be to joje vanduo kyla kapiliarais į viršų ir maitina augalų šaknis. Požeminio vandens dalis esanti virš pirmo nelaidaus sluoksnio vadinama gruntiniais vandenimis. Žemesni (tarp sluoksniniai) vandenys gali būti suslėgti arba ne. Vanduo laikosi biriuose laidžiuose gruntuose: smėlyje, žvyre...tarp nelaidžių gruntų. Gruntinis vanduo teka palei nelaidaus sluoksnio nuolydį.. Kai vanduo išteka į žemės paviršių, turime versmę arba šaltinį. Dažniausiai jie būna šlaituose. Filtracijos koeficientas (K) nustatomas 3 būdais: 1. Laboratorijoje 2. Natūraliais lauko tyrimais 3. Pagal empirines formules Jis priklauso nuo grunto dalelių didumo. Pvz.: žvyrui K ~ 3cm/s Q = v*S Q – skysčio debitas, tai skysčio tūris pratekėjęs skerspjūviu per laiko vienetą. Kuo labiau krenta vandens lygis šulinyje, tuo labiau didėja I ir tuo labiau didėja debitas Q2. Kai Q1 = Q2, vandens lygis tampa const. Piltuvo formos paviršius aplink šulinį, pagal kurį vanduo suteka į jį vadinamas depresijos paviršiumi, o jo sudaromoji – depresijos kreivė. Su depresijos kreive susiduriama žemės užtvankose. Vanduo filtruojasi pro užtvanką pagal depresijos kreivę. Virš jos yra sausas gruntas, žemiau – drėgnas. Parodytoje schemoje depresijos kreivės galas aukštai, todėl vanduo imtų ardyti apatinį šlaitą. Kad to nebūtų depresijos kreivė pažeminama užtvankoje įrengiant drenažą iš akmenų. Inžineriniai geologiniai tyrinėjimai Šie tyrinėjimai padeda tinkamai suprojektuoti ir pastatyti statinį. Jų tikslas ištirti statybos aikštelės: • Geologines ir hidrogeologines sąlygas • Vykstančius geologinius procesus • Gruntų statybines savybes Tyrimai padeda parinkti tinkamą vietą statiniui ir parinkti racionalią jo konstrukciją. Pagrindiniai tyrimai daromi prieš projektuojant statinį. Kartais tenka atlikti ir papildomus tyrimus statybos, eksploatacijos metu. Tyrinėjimo pobūdis ir apimtis priklauso nuo gamtinių sąlygų sudėtingumo, pastato svarbos ir paskirties. Inžineriniai geologiniai tyrinėjimai skirstomi į 3 etapus: 1. Paruošiamasis etapas – surenkama archyvinė medžiaga, apžiūrima numatoma statybos vieta, tiriamas netoli esančių šulinių vandens lygis ir pan. 2. Lauko bandymo darbai – (svarbiausi) – daromi gręžiniai, tiriamos grunto statybinės savybės. Kiek ir kokių gręžinių reikia priklauso nuo statinio tipo ir paskirties, gamtinių sąlygų. Statant hidrotechninius statinius daromi keli gręžiniai iki 100m. Statant pramoninius ir civilinius pastatus gręžiama iki 15 – 20m gylio. Statant paprastus pastatus pakanka 3 – 4 gręžinių iki 10m. Gręžiniai daromi palei numatomą pastato perimetrą arba jo ašyje. 3. Kameraliniai darbai – apdorojami gręžinių rezultatai, laboratorijos išvados, daroma statybos aikštelės geologinė nuotrauka ir rašoma ataskaita su rekomendacijomis. Karstiniai reiškiniai Tai uolienų cheminis tirpimas vandenyje ir tuštumų susidarymas žemės viršutiniuose sluoksniuose. Vandenyje šiek tiek tirpsta šios uolienos: klintys, dolomitas, gipsas, anhidritas, mergelis, habitas. Šios uolienos gali visą laiką tirpti tik nuolat jose cirkuliuojant požeminiam vandeniui. Jei vanduo netekėtų, tuoj susidarytų prisotintas tirpalas ir uolienos netirptų. Gruntinis vanduo nuolat filtruojasi į upes, ežerus, šaltinius, todėl jų slėniuose galimi šie reiškiniai. Ištirpus uolienoms susidaro tuštumos. Dažnai Žemė tose vietose įgriuva, susidaro smegduobės. Pradinė jų forma 1) Šlaitams įgriuvus forma tampa 2), o dar vėliau – 3) . Pastaroji yra senos smegduobės forma. Jei uolienos tirpinamos žemės paviršiuje, susidaro banguotas paviršius. Tos bangos vadinamos karėmis. Dažnai susidaro požeminiai urvai, grotos (požeminės salės), požeminiai ežerai ir kitos tuštumų formos. Didžiausios tuštumos: JAV – Mamutų urvas (5 aukštų urvai ir grotos). Jų ilgis ~ 1km, aukštis ~ 90m. Viskas yra 400m gylyje. Įgriuvos būna pavienės arba grupinės, išdėstytos linijomis. Tos linijos rodo gruntinio vandens tekėjimo kryptį. Karstinių reiškinių yra visame pasaulyje. Lietuvoje jie reiškiasi Biržų ir Pasvalio rajonuose. Karstų yra Mūšos, Liemens, Tatulos, Apasčios ir Nemunėlio slėniuose. Čia tirpsta gipsas, dolomitas ir mergelis. Gipsas tirpsta greičiau už dolomitą. Čia žemės paviršiuje yra molio sluoksnis nuo 0 iki 10m storio, o po juo yra tirpstančių uolienų. Joms ištirpus molio sluoksnis dažnai įgriuva. Įgriuvos dažniausiai būna pavasarį arba rudenį po liūčių, kai gruntas šlapes ir sunkus. Smegduobių skersmuo Lietuvoje 3 – 20m. Karstiniuose rajonuose vanduo būna mineralizuotas, sunku rasti tinkamo geriamo vandens. Prieš statant pastatus tokiuose rajonuose būtina atlikti inžinerinius geologinius tyrinėjimus. Apibendrinami daugiamečių stebėjimų rezultatai. Statybos vieta parenkama toliau nuo įgriuvų, naudojami specialūs pamatai (Ištisinė plokštė arba poliniai), įrengiami deformacijų jutikliai, stebima pastato būklė. Sufozija Tai smulkiausių dalelių išplovimas iš birių gruntų. Dažniausiai vyksta ten, kur yra smėlio. Smėlio smulkiausios daleles tekantis gruntinis vanduo gali išplauti. Sufozija gali vykti tik esant šioms 2 sąlygoms: 1. Grunto didžiausių ir mažiausių dalelių vid. dydžių santykis >20. Tokiame grunte yra dideli tarpai tarp dalelių ir pro tuos tarpus smulkios dalelės gali būti išplaunamos. 2. Gruntinis vanduo turi tekėti greitai, turbolentiškai (kai skystis teka sūkuriais, audringai maišydamasis). Kad dalelės būtų išneštos, filtracijos greitis turi būti didesnis už kritinį greitį t.y. mažiausią greitį, kai dalelės yra jau panešamos. Vfiltr. > Vkrit. Šis kritinis greitis priklauso nuo grunto sudėties ir tankio. Sufozija dažnai vyksta upių slėniuose, prie šaltinių, žemių užtvankose. Nuslūgus vandeniui gruntinis vanduo išteka į šlaitą ir gali išnešti smėlio daleles. Tas pats yra su šaltiniais. Dėl sufozijos irgi atsiranda tuštumos, todėl šlaitai gali nuslinkti. Kaip kovoti su sufozija? 1. Kadangi ji dažniausiai vyksta pavasariais, reikia sutvarkyti paviršinį vandens nuotėkį. Išilgai šlaito kasamas griovys. Iš jo vanduo nuleidžiamas sustiprintu lataku. 2. Užtvankose įrengiamas atbulinis filtras. Šlaitas ties depresijos kreive ardomas ir gali nugriūti. Kad taip nebūtų daroma: Sufozija paprastai vyksta tik smėliniuose gruntuose. Dažnai išnešamas dulkinis arba smulkus smėlis. Moliniuose gruntuose filtracija labai maža, todėl sufozija nepasireiškia. Lietuvos gelmių geologinė sandara Nuosėdinėse uolienose būna birūs gruntai: dirvožemis, durpės, smėliai, moliai, žvyras ... Bet čia randami ir kietų nuosėdinių uolienų sluoksniai: klintys, dolomitas, mergelis, gipsas. Druskininkuose gylis iki kristalinio pamato 200 – 300m Vilniuje - ~500m Kaune - ~ 900m Panevėžyje - ~ 1200m Šiauliuose - ~ 1500m Prie Baltijos jūros – 2000 – 2300m. Vietos, kur kristalinis pamatas iškyla į žemės paviršių vadinamos skydais. Lietuvoje jų nėra. Artimiausias yra Baltijos skydas (Estija, Skandinavija, Karelija), kitas – Ukrainos skydas, kur granitas iškilęs į žemės paviršių. Lietuvos naudingosios iškasenos 1. Eksploatuojamos: Geriamas vanduo, mineralinis vanduo (tinka gerti), mineralizuotas vanduo (netinka gerti, bet išskiria mineralus iš jo), klintys, dolomitas, opoka, smėlis, žvyras, molis, durpės, nafta, sapropelis. 2. Neeksploatuojamos: Anhidritas, gipsas, kreidos mergelis, geležies ruda, granitas, glaukonitas, habitas, gintaras, geoterminė energija. Gėlas vanduo (Geriamas). Lietuva turi daug gėlo požeminio vandens, kurio pakanka gyventojams ir pramonės įmonėms. Tokių valstybių, kur pakaktų gruntinio vandens yra nedaug. Ištirti 95 geriamo požeminio vandens telkiniai, 42 miestams. Bet ne visas vanduo atitinka visus standarto reikalavimus. Atitinka tik 24% imamo vandens, o kitą dalį reikia gerinti, nes turi daug geležies ir kitų komponentų. Lietuvoje yra ~300000 šulinių, apie puse iš jų užteršti nitratais. Mineralinis vanduo. Jo yra visoje Lietuvos teritorijoje, bet gilesniuose sluoksniuose. Rasta 19 tipų min. vandens. Šiuo metu naudojami tik: be specifinių komponentų, su bromu. Min. vanduo naudojamas gydimui. Šiuo metu gavyba ir naudojimas yra labai maži. Prieš 10 metų šio vandens naudojimas buvo 3-5 karto didesnis. Mineralizuotas vanduo. Tai toks požeminis vanduo, kuriame yra ištirpusių įvairių druskų, ne mažiau 1g/l. Šito vandens yra visoje Lietuvoje, ištekliai dideli. Kai kurie vandens tipai tinka dirvų laistymui ir tręšimui, nes turi augalams reikalingų cheminių elementų. Bandymai rodo, kad derlius padidėja 2-3 kartus. Kai kurie šio vandens tipai tinka lašišinėms žuvims auginti. Klintys. Labai dideli aukštos kokybės ištekliai. Ypač jų daug Akmenės raj. (3 dideli telkiniai), nuo 2-15m gylyje. Klinties klodo storis nuo 10-30m. Klintys naudojama cemento, technologinių, statybinių kalkių gamyboje. Kai kurias kalkių rūšis naudoja cukraus ir popieriaus gamyboje. Dolomitas. Dideli ištekliai Š. Lietuvoje (7 dideli ištekliai Rozalimo. Linkuvos raj.). Jis naudojamas daugiausiai skaldai, apdailos plokštėms. Skalda naudojama kaip betono užpildas ir keliams tiesti. Be to dolomitas naudojamas dirvoms kalkinti, magnezinės kalkėms gaminti, mineralinei vatai. Iš jo galima gauti magni, gaminti sodą. Opoka. Dideli ištekliai, bet mažai naudojami. Tiktu kaip žaliava eksportui. Naudojama portlando cementui gaminti kaip aktyvus hidraulinis priedas. Be to opoka naudojama silikatinėms plytoms ir akytajam betonui gaminti. Smėlis ir žvyras. Yra visoje Lietuvoje, ištekliai dideli. Naudojami kaip užpildai betonui, tinka pastatų pagrindams. Prie Anykščių yra kvarcinio smėlio, iš kurio gaminamas stiklas. Šis telkinys yra didžiausias Baltijos šalyse. Molis. Dideli ištekliai visoje Lietuvoje. Slugso negiliai, kelių metrų gylyje. Naudojamas keramikoje, cemento gamyboje. Durpės. Labai dideli ištekliai, galima eksportuoti. Durpynai užima 6,4% viso Lietuvos ploto. Daugiausiai naudojama kurui, kraikui, kompostui, apželdinimui. Dar galima naudoti gydimo tikslams. Pasaulyje daugiausia durpių naudojama žemės ūkyje, o JAV – energetikoje. Nafta ir dujos. Naftos yra vakarų (~2km) ir vidurio Lietuvoje (~1,2km gylyje) ir Baltijos jūroje. Išvalyti ir veikia 7 telkiniai. Naftos gavyba Lietuvoje prasidėjo 1990m. Didžioji jos dalis perdirbama Mažeikiuose. Lietuvoje nafta yra šiek tiek geresnės kokybės negu vidutinė nafta: lengva, žemos virimo temperatūros, galima gauti žemo oktaninio skaičiaus benziną. Kartu su nafta yra gamtinių dujų kurios kol kas nenaudojamos, o čia pat sudeginamos. Sapropelis. Lb dideli ištekliai, galima eksportuoti. Naudojamas kaip trąša, dedama į paukščių, žuvų pašarą. Pramonėje medžiagoms gaminti. Anhidritas. Dideli ištekliai, aukšta žaliavos kokybė; daugiausiai jo yra Lietuvos Pietinėje dalyje ir pietvakariuose. Naudojamas apdailos plokštėms, skaldai. Be to naudojamas baltai gumai gaminti, aliejinių dažų gamyboje, popieriaus gamyboje. Gipsas. Maži ištekliai, Lietuvoje nekasamas, o atsivežamas iš Latvijos. Naudojamas plokštėms, cementui gaminti. Kreidos mergelis. Lietuvoje telkiniai maži. Naudojamas statybinių kalkių gamyboje, rūgščioms dirvoms kalkinti. Geležies rūda. Magnetinės geležies rūda yra Varėnos rajone 300-400m gylyje kristaliniame pamate. Rasti 4 telkiniai. Rūdoje yra 90-95% magnetito, 47-62% - geležies. Granitas. Dideli ištekliai yra pietryčiuose (prie Marcinkonių) 200-300m gylyje, klodo storis ~150m. Naudojamas apdailos plokštėms, paminklams, geros kokybės skaldai. Gintaras. Yra Lietuvos pajūryje ir Kuršių marių dugne (2-5m). Sluoksnio storis 2-3m. Šiuo metu gintaras atsigabenamas iš Kaliningrado srities. Naudojamas papuošalams, suvenyrams gaminti. Glaukonitas. Dideli ištekliai pietuose 50-100m gylyje ir paviršiuje upių slėniuose. Naudojamas vandeniui minkštinti, valyti nuo sunkiųjų metalų, pigmentų, dirvožemiams tręšti. Akmens druska (halitas). Yra Nemuno žemupyje 470m gylyje tarp anhidrito klodų, klodo storis ~70m. Druska geros kokybės, švari, priemaišų tik 1-3%. Druska iš klodo išgaunama hidrauliniu būdu: į klodą leidžiamas vanduo, druska tirpsta, po to tirpalas iškeliamas į paviršių ir garinamas. Druska naudojama maisto pramonėje, kalcinuotos ir kaustinės sodos gamyboje. Šiuo metu daug druskos importuojama iš Ukrainos (~250000t). Požeminės saugyklos. Iškasus naudingąsias iškasenas kartais lieta hermetiškos tuštumos, kurias galima naudoti kaip saugyklas (naftai ir jos produktams), skistoms dujoms, maisto produktams, pavojingoms atliekoms. Tokias 2 saugyklas jau turi latvei. Lietuvoje galima būtų įrengti Pasvalio, Klaipėdos ir Širvintų rajonuose. Geoterminė energija. Einant gilyn temperatūra didėja. Giliai esantis vanduo yra šiltas arba karštas. Lietuvos pajūryje ir vidurinėje dalyje yra 4 vandeningi sluoksniai su šiltu vandeniu. Viršutinio sluoksnio storis yra 150m (36°C), o paties žemiausio > 2km (150-100°C). Eoliniai procesai (Vėjo geologinis darbas) Geologiniai procesai, kuriuos sukelia vėjas, vadinami eoliniais. Vėjo darbas yra dvejopas: 1. Ardomasis. Šį darbą sudaro: a) Defliacija – tai smulkių dalelių išpustimas, dalelės nunešamos, atsiranda įdubos. Vėjas pusto ir sausas dirvožemio daleles. Šis procesas vadinamas dirvos erozija. Kai vėjo greitis >20m/s, raunami ir laužomi medžiai, ardomi ir draskomi namų stogai. Be to, vėjas slegia pastatus. Vėjo apkrova sudaro papildomą šoninį slėgį, ypač į aukštus pastatus. Į šį slėgį reikia atsižvelgti projektuojant pastatus. b) Korazija. Nešamos dalelės irgi atlieka ardomąjį darbą. Atsimušdamos į kietus paviršius, dalelės ardo juos, trupina, trina, šlifuoja, atsiranda grioveliai, įdubimai... Toks vėjo ardomasis darbas vadinamas korozija. Suyra ne tik uolienos, bet ir pastatų sienos, atramos, stiklas pasidaro matinis. 2. Kuriamasis. Smėlio ir dulkių dalelės kartais nunešamos šimtus ir tūkstančius kilometrų. Bet anksčiau ar vėliau jos nusėda ant žemės paviršiaus dėl šių priežasčių: prie sutiktos kliūties; sumažėjus vėjo greičiui; sudrėkus dalelėms (pradėjus lyti). Sėdant dalelėms, prasideda vėjo kuriamasis darbas. Vėjo suklostyti gruntai vadinami eoliniais (v). Dažniausiai tai smulkūs arba vidutiniai smėliai pajūryje, prie ežerų... Vėjas eolinius gruntus labai gerai surūšiuoja pagal dalelių dydį. Iš eolinių gruntų susidaro kopos, barchanai, lioso gruntai. Kopos susidaro jūrų, ežerų pakrantėse, upių slėniuose iš kvarcinio ir lauko špatų smėlio dalelių. Kopų aukštis pajūryje 20-40m, paežerėse 5-10m. Lietuvoje kopų yra Baltijos pajūryje, Kuršių nerijoje, Nemuno ir Neries slėniuose, Lietuvos pietryčiuose, kur daug smėlio. Kopos nėra simetriškos. Prieš vėją esančio šlaito nuolydis 10-15°, o pavėjui – iki 45°. Išilginis pjūvis artimas trikampiui. Pajūryje susidaro kopų grandinės. Dykumose susidaro stambesni dariniai – barchanai. Tai didelės smėlio kalvos, susidarančios kai ilgą laiką pučia vienos krypties vėjas. Plane barchanai yra pusmėnulio formos, ragai nukreipti pavėjui, vertikalus pjūvis – trikampis. Vidurinėje Azijoje barchanų aukštis iki 60-70m. o Sacharos dykumoje – iki 200m. Barchanai dykumose sudaro grandines. Smėlio pagrindinis mineralas – kvarcas. Dalelių dydis 0,25-0,5mm. Pučiant vėjui kopos ir barchanai keliauja – greitis priklauso nuo vėjo greičio bei dalelių dydžio. Kopų greitis iki 20m per metus, barchanų – 50-70m. Pustomas smėlis padaro daug žalos – užneša laukus, oazes, kanalus, kelius, pastatus, gyvenvietes (Kuršių nerijoje yra smėlio užneštų kaimų). Sėlį bandoma sulaikyti skydais, bet šis būdas nelabai efektyvus. Geriausias būdas – apželdinti paviršių žole, krūmais, medžiais. Sodinamos apsauginės medžių juostos, kad vėjas neturėtų kur įsibėgėti. Kartais smėlio paviršius stiprinamas padengiant bitumu, emulsijomis, cementu, skystu stiklu, molio skiediniu, bet tai brangu. Aplamai sulaikyti smėlį labai sunku. Kartais iš eolinių gruntų susiformuoja liosas. Tai smulkiagrūdis, gelsvai rusvos spalvos gruntas, sudarytas ~ 80% iš dulkių dalelių (0,05-0,005mm) ir ~ 10% molio dalelių (

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!