Sedimentologija

1)Mokslo raida ir mokslo istorija 2)Sedimentologija kitų mokslų tarpe 3)Nuosėdinės medžiagos genetiniai komponentai 4)Nuosėdų ir nuogulų mineralinė ir cheminė sudėtis 5)Medžiagos komponentų transformacija 6)Nuosėdinės medžiagos grūdelių forma ir jų charakteristika 7)Nuosėdų sedimentacijos procesai 8)Srovės poveikis į dugną (kietą paviršių) 9)Grūdelio judėjimas priedugnio sluoksnyje 10)Vertikalus grūdelių judėjimas 11)Banginis judėjimas 12)Nuosėdinės medžiagos pernašos tipai 13)Gravitacinis transporto tipas 14)Eolinis transporto tipas 15)Fliuvialinis. transporto tipas. 16)Akvalinis transportas. 17)Ledynų transportas; 18)Biotransportas; 19)Technogeninis transportas; 20)Nuosėdinės medžiagos diferenciacija 21)Akumuliacija; 22)Nuosėdų susidarymo sąlygos pagal 5 aspektus. 23)Ciklinė sedimentacija 24)Tekstūros 25)Biogeninės tekstūros 26)Poringumas 27)Jūros pakrančių sed. aplinka 28)Kontinentų ir vandenynų sandūros zona (seklioji jūra ir pakrantės aplinka) 29)Hemipelaginė aplinka 30)Pelaginė aplinka 31)Ledynų aplinka. 32)Dykumų aplinka 33)Ežerų aplinka 34)Pelkių aplinka. 35)Upių aplinka 36)Deltų aplinka. 37)Estuarijų aplinka. 38)Nuosėdinės uolienos. 39)Nuosėdiniai baseinai. 40)Okeaniniai baseinai. 41)Sedimentogenezės tipai. 42)Sedimentacijos procesų evoliucija. Sedimentologija – tai mokslas apie nuosėdos ir nuosėdines uolienas, įskaitant nuosėdinės kilmės rūdas, jų kilmę ir susidarymą, sudėtį, tekstūrą bei struktūrą. Aplinka → Procesai → Nuosėdos, nuosėdinės uolienos. Sedimentacijos procesas – tai procesų visuma išreiškianti sąveika litosferos su kitomis žemės sferomis, kurios metu formuojasi nuosėdos ir nuosėdinės uolienos. Apima visą žemės plutą. Akumuliacija (kaupimas) – tai viena sedimentacijos proceso dalių, kurių metu skirtingi komponentai tam tikroje H2O telkinio dugno ar sausumos paviršiaus dalyje susijungia į bendrą visumą pačiomis įvairiausiomis kombinacijomis. Nuosėdinė medžiaga - visa tai iš ko geologijos procesų eigoje gali susidaryti nuosėdos ar nuosėdinės uolienos. Dūlėjimas – procesas, kurio metu keičiasi mineralai. Denudacija – kada suirusios dalelės pernešamos į kitą vietą. Denudacijos formos: erozija, defliacija, abrazija, sufozija. Diferenciacija – sedimentacijos proceso dalis žyminti medžiagos sklaidą ir jos skirstymą į frakcijas pagal komponentų fazinį būvį. Nuosėdos – tai elementari sedimentogenetinė sąvoka reiškianti trumpą nuosėdinės medžiagos kaupimosi aktą (veiksmą), kurio metu susidaręs geologinis kūnas dar nėra patyręs fizinių, cheminių ar bioorganinių poveikių. Nuosėdinės uolienos – tai mineralinės arba organinės kilmės dariniai susiformavę litosferos paviršiuje ar arti jo, ir egzistuojančios termodinaminėse sąlygose, kurios būdingi viršutiniai žemės daliai. Sedimentacinė aplinka – tai akumuliacinių ir erozinių (plačiąją prasme) procesų sąveikos erdvė su jai būdingomis fizinėmis, cheminėmis ir bioorganinėmis sąlygomis nuo kurių priklauso kokie procesai gali vykti ir kokie jų rezultatai. Nuosėdinis baseinas skirtingai nuo sedimentacijos baseino, tai yra nuosėdų ir nuosėdinių uolienų storymė apimanti tam tikrą žemės plutos dalį ir susidariusi per ganėtinai ilgą laiko tarpsnį, kuris nėra ganėtinai apibrėžtas. Sedimentogezė – tai tam tikras veiksmų kompleksas apimantis sedimentacinių procesų vyksmą ir nuosėdinio kūno susidarymą, bei jo transformacijos padarinius. Metodai. 1)Natūriniai stebėjimai (lauko); 2)Laboratoriniai tyrimai; 3)Duomenų kaupimas. 4)Modeliai ir interpretavimas. 1)Mokslo raida ir mokslo istorija. Mokslas apie nuosėdines uolienas buvo konkrečiai išskirtas apie 19 amžiaus. Vienas iš svarbiausių darbų sedimentologijoje, tai Greslio facijų sąvokos įvedimas (Gressly, 1839). 1872-1876 m. “Challenger” mokslinė ekspedicija, kurios metu buvo surinkta labai daug nuosėdų pavyzdžių iš vandenynų ir jūrų dugno ir buvo nustatyta, kad skiriasi aplinkos. J. Murray ir A. T. Renard pirmi pateikė vandenyno dugno analizę ir žemėlapį. XX amžiaus pradžia buvo sedimentacijos mokslo formavimosi etapas. Pirmas etapas buvo svarbus dėl to, kad buvo parašyta visa eilė monografijų (Grebo, Balteris, Chaja, Petidža, Milneris, Klarkas, Nalivkinas ir kiti). Labai didelės reikšmės šiam mokslui turėjo sedimentologijos mokslo įvedimas universitetuose. Apie 1926 metus įvestas JAV mokyklose šis metodas. Tai pat buvo pradėtas dėstyti šis mokslas ir Rusijoje. 1930 m. buvo pradėtas leisti žurnalas „Journal of petrology“ . XX amž. antrojoje pusėje sedimentologijos prasidėjo dar didesnė mokslo plėtra, nes daugelyje pramonės šakų reikėjo mineralinių medžiagų, todėl buvo skatinama vystytis sedimentologija. Formavosi atskiros sedimentologų mokyklos. Buvo keliamos hipotezės. Atsirado nauja karta mokslininkų – Ruchino, Teodorovičius, Strakovo, Folkio, Selė, Fridmeno, Saudersono, Mailo, Takerio ir kitų. Lietuvoje tai pat vyko sedimentologijos tyrimai. Tyrinėjo Giedraitis, Dalinkevičius, Kaveckis. 2)Sedimentologija kitų mokslų tarpe. Sedimentologija – tai kas susiję su nuosėdinių uolienų paruošimu pernešimu. Litologija – tai kas apimtų akmenis, jų susidarymą. Sedimentologija labai glaudžiai persipynusi su daugeliu geologijos šakų. Tampriai susijusi su stratigrafija, tektonika. Sedimentologija siejasi ir su fizika (paaiškinant procesų eigą, visų dalelių judėjimus). Remiantis fizikiniais dėsniais paaiškinama nuosėdų kaupimasis). Labai dideli ir tamprūs šio mokslo ryšiai yra su chemija. Cheminiai procesai vaidina svarbų vaidmenį. Vyksta reakcijos tarp kietų medžiagų vandens ar ištirpusių medžiagų. Su biologija tai pat yra ryšys, kaip litosferos ir biosferos santykis. Kas susiję su organinės medžiagos dalyvavimu sedimentologijoje. Ryšys su geografija tai pat yra. Geomorfologija, klimatas leidžia pažinti sedimentacinę aplinką. 3)Nuosėdinės medžiagos genetiniai komponentai: I.Endogeniniai a)magminiai efuziniai (susidaro išsiliejus lavai); b)vulkaniniai eksploziniai ir ekstruziniai komponentai 6-8% (vulk. smėlis, bombos, pelenai); c)hidroterminiai (dūmtraukiai vandenyno dugne); II.Egzogeniniai a)litogeniniai (jų daugiausia). Dažnai vadinami terigeniais. Sudėtis labai įvairi. Į vandenyną patenka 22 milijardų tonų. b)hidrogeniniai arba chemogeniniai. Susidaro iš ištirpusių komponentų. Svarbios yra oksidinės ar redukcinės sąlygos. Oksidinės sąlygomis formuojasi karbonatai (dolomitas, aragonitas). Redukcinėmis sąlygomis – koloidiniai Fe, monosulfidai, glaukonitas, šamozitas. c)biogeniniai – augmenijos ir organizmų įrančios liekanos. Didelę reikšmę turi fotosintezė. CaCO3, SiO3. Reikšmingos ir bakterijos, jų veikla, mikrokarbonatinės nuosėdos – mikroplanktonas (foraminiferai, radioliarijos). Moliuskai formuoja kriauklainius III.Kosmogeniniai. Tai meteoritai ir kosminės dulkės. Kasmet patenka nuo 5-7 iki 500 000 t). Stambesni komponentai – meteoritai (Fe akmeniniai, Fe silikatiniai). IV.Technogeninai. Žmogaus veikloje sukurta nauja medžiaga, dariniai. Pvz. šlakai įv. Trąšos, pelenai. Cheminiai junginiai dirbtinai padidina koncentracijas. 4)Nuosėdų ir nuogulų mineralinė ir cheminė sudėtis. Litosferoje mineralai skirstomi į: I grupė: olivinas, biotipas, augitas, piroksenas. Jie sudaro magmines uolienas. II magnetitas, albitas, ortoklazas, ilmenitas. Sutinkami ir nuosėdinėse ir magminėse uolienose. 5-7% - naujai susidariusioje uolienoje jų yra. III grupė: kvarcas, įv. žėručiai. Sutinkami ir magminėse ir nuosėdinėse uolienose. 26% - naujai susidariusioje uolienoje jų yra. IV grupė: molio mineralai, kalcitas, dolomitas, sideritas, gipsas, anhidritas, fosfatai. Sutinkami tik nuosėdinėse uol. Naujai susidariusioje uolienoje jų yra apie 34%. Cheminė sudėtis. Nuosėdinių uolienų pagrindinę dalį sudaro tik 8 elementais: O, S, Al, Fe, K, Mg, Ca, C sudaro 98% jų masės. H - 1%. Fe2O3/FeO – magminėse uol. santykis mažesnis, nei nuosėd. uol. Na2O/K2O – magm. uol. yra gerokai didesnis, o nuosėd. uol. sumažėja daugiau nei dvigubai. K įeina į hidrožėručių sudėtį. CaO/MgO – mag. uol. santykis mažesnis, o nuosėd. uol. Mg nedalyvauja, taip aktyviai, kaip Ca. 5)Medžiagos komponentų transformacija. Tai galima pavadinti, kaip litosferos sąveika su kitomis sferomis. Dūlėjimo procesus apima 1.fizinius (vyksta mechaninis trupinimas), 2.biologinius (labai intensyviai pasireiškia) (1 ir 2 vyraujantys) ir cheminius. Slėgis ir to (dykumų srityse, žemiau OoC užšąla ir plečiasi) sukelia dūlėjimą. Cheminis dūlėjimas. Toks dūlėjimas vyksta veikiant H2O, dujos. 2 svarbūs komponentai: a)uol. ištirpusi dalis; b)netirp. liekana. Svarb. chem. dūl. reakcija yra: a)hidratacija (kai prie mineralų prisijungia H2O. Pvz. anhidrito perėjimas į gipsą), b)katijonų mainai (vyksta apsikeitimas mineralų viduje arba su kt. mineralais. K, Na, Mg, Fe, Al jonai būdinga molio mineralams. c)oksidacija (kai prie mineralų prisijungia O2); d)hidrolizė (ją sukelia uol. cirkuliuojantis H2O, būdingi silikatinėm uol.). Dūlėjimo stadijos: a)tuomet, kai iš uol. tirpioj būsenoj išnešami komponentai K, Na. Tai yra šarminė stadija. b)rūgšti stadija. Sunkiai tirpių mineralų išnešimas: Al3+; Fe3+; Mg4+; Ti. 6)Nuosėdinės medžiagos grūdelių forma ir jų charakteristika. Pagal grūdelių forma galima spręsti apie aplinką. Pvz. Q – grūdeliai turintys gelsvą spalvą. Tokios nuosėdos formavosi dykuminėse sąlygomis. Jeigu H2O aplinkoje, tai Q grūd. labai skaidrūs. Įrėžiai arba štrichai tai ledyninė aplinka. Grūdelių formą apibrėžia jo ašių santykiai. T. Zingg passirinko triašį elipsoidą ir suskirstė į 4 grupes: a)lazdeliniai; b)sferiniai; c)plokšteliniai; d)disko. Priklauso grūd. formos ir nuo uol. tipo. Tai pat svarbus ir laikas ir atstumas, jeigu bus nešama. Grūdelių sferiškumas ir apzulinimo lygis – tai santykis tarp rutulio ir grūdelio paviršiaus ploto. Sf=3√BC/A2; A-ilgiausia ašis; B- vidutinė, C- trumpiausia. Praktikoje šitas rodiklis nustatomas vizualiai. Dvimatis sfer. – nuogulos analizuojamos šlifuose. Grūdelių apzulinimas – tai greitas paviršiaus išlyginimo laipsnis (vizualiai). Pvz. M. Powers apzulinimo laipsnio skalė (vidurinė): a)labai aštriabriauniai 0,15; b)aštriabrauniai 0,21; c)pusiau aštriabriauniai 0,3; d)pusiau apzulinti 0,42; e)apzulinti 0,59; f)gerai apzulinti 0,85. Apzulinimui ir sferiškumui svarbu atstumas, laikas ir netgi grūd. dydis. Pvz. grūd. labai smulkūs transportavimo metu apzulinimo laipsnio nekeičia. Gargždas → žabras; žvirgždas → guralas; sucement. kong. → gurlitas. 7)Nuosėdų sedimentacijos procesai. (Grūdelių dalyvavimas sedimentacijos procese) Fluidų judėjimas: a)laminarinis (→); b)turbuliantinis – bet kokios dalelės juda netaisyklinga forma. Reynolds‘as tyrė kaip laminarinis judėjimas pereina į turbulentinį. Re=VDρ/μ; V – vid. srovės greitis; D – vamzdžio skersmuo; ρ – fluido tankis; μ – fluido klampumas; Re – Reinoldso skaičius. Varomosios ir stabdančiosios jėgos santykis apibūdina srovės charakterį. Kai Re artimas 2000, laminarinė srovė pereina į turbulintinę. Antras svarbus momentas fluidų judėjime – srovės režimas. Froude pasiūlė apibūdinti svarbų santykį - H2O srauto inercija su svorio jėga. F=V/√gD; F – Frudo skaičius; g – pagreitis. Jei F500-2000 turbulentinė srovė, ramus režimas; c)kai F>1; Re 500-2000 turbulentinė srovė, audringas režimas. Bet kurį grūdelį veikia keletas jėgų (svorio jėga). Trys grūdelių judėjimo būdai: a)riedėjimo arba šliaužimo; b)šokinėjimas (saltacija); c)pakibusioje būklėje (suspenzija). Grūdelių judėjimas jiems pašokant nuo paviršiaus, bet dėl didelio svorio tik trumpa laiką išsilaikant sraute. Judėjimas yra nesimetriškas, parabolės formulės. Šita parabolė yra apibrėžiama Bernolii lygtimi: C=P+gh+v2/2; C – konstanta; P – slėgis; g – laisvo kritimo pagreitis; h – aukštis; v – srovės greitis. Kai slėgių skirtumas susidaro pakankamai didelis, susidaro galimybė pakelti grūdelį. 8)Srovės poveikis į dugną (kietą paviršių). Dugno grūdeliai yra veikiami įvairių jėgų, nuo kurių priklauso ar jis lieka vietoje ar įgauna tam tikrą judėjimo būvį. Nuo grūdelių dydžio priklauso kritinis srovės greitis. Praktikoje jis sunkiai apskaičiuojamas. Dugne grūdeliai yra tarpusavyje susirišę. Turint rišlų paviršių, iš pradžių atitrūksta gabalėliai, kurie vėliau suskaidoma į grūdelius. Bagnold‘as pasiūlė srovės greitį, būtina išjudinti grūdelį, pagal formulę: v=kR√(ρ1- ρ) ρ1*gD; kR – koeficientas, kuris esant nelygiam paviršiui yra lygus 1/10, o lygiam - kR atvirkščiai proporcinga Reinoldo sk.. ρ1 – grūdelio tankis; ρ – skysčio tankis; D – grūdelių dydis. Didėjant baseino gyliui, to paties dydžio grūdeliai reikia didesnio greičio. 9)Grūdelio judėjimas priedugnio sluoksnyje. Nedidelis srovės greičio padidėjimas, kai grūdelis išjudintas, padidina pernašos galimybės. Q=Av6; A – koeficientas, kuris priklauso nuo grūdelių morfologinių savybių. Pvz. greičiui padidėjus 2 kartus, pernešama masė padidėja 64 kartus. Kritinė srovės greičio riba fliuiduose šiek tiek skiriasi nuo greičio ribos atmosferoje (defliacinėje aplinkoje). Tiesioginis išjudinimas veikiant kinetinei vėjo jėgai, t.p išjudina šokinėjančias daleles. H2O smūgiais grūdelių poveikis nereikšmingas, dėl didelio grūdelių tankio ir fliuido. 10)Vertikalus grūdelių judėjimas. Vieno grūdelio judėjimą nusako Stokso formulė: W=2g(ρ1- ρ)r2/9μ; kur ρ1- grūdelio tankis; ρ – fluido tankis; r – grūdelio spindulys (imant, kad jis ne sferinis); μ – klampumas. Ši formulė plačiai naudojama ir sprendžiant praktines užduotis. Pvz. nusodinant. Ši formulė yra paskaičiuota vienai atskirai dalelei, jos kritimui. Turint grūdelių didesnį kiekį, grūdelių kritimo greitis smarkiai sumažėja. Richardsen, Zahi (1958) formulė: W1= W(1-C)n., kur C – tūrinė koncentracija; W – laisvojo kritimo greitis; n – laipsnio rodiklis, jis kinta nuo 2,32 iki 4,65. Priklausomybė tarp grūdelio dydžio ir srauto greičio. Didėjant dalelių dydžiui reikalingas didesnis greitis. Lengviausiai eroduojamos dalelės, kurių dydis 0,1; o kurių dydis 0,01 arba 10 reikia didžiausio greičio. Hjulstromo efektas. Atmosferoje pučiant vėjui dalelės juda panašiai, kaip ir H2O, pradžioje pradės judėti dalelės, kurių dydis 0,1 mm – t. y. Hjulstrono efektas veikia ir atmosferoje. 11)Banginis judėjimas. Bet kurioje akvalinėje aplinkoje didelį poveikį turi bangavimas. Du parametrai: H - bangos aukštis; L – bangos ilgis (horizontalus atstumas esantis tarp artimiausių bangos profilio taškų, esančių vienoje fazėje. Bangos periodas – laikas per kurį, bet kuris bangos taškas nusklinda atstumą lygu bangos ilgiui. Bangos sklidimo greitis – tai horizontalus atstumas, kurį nueina bangos taškas per laika vienos bangos ilgio kryptimi. Bangos statumas lygus: α=H/L; Bangavimo procese dalelės dalyvauja tol kol banga suyra, vėliau dalelės pereina į kitą būvį. Kada lygus pusei bangos ilgio arba viršija 10 kartų aukštį – bangavimas baigiasi; jo poveikis dugnui baigiasi. 12)Nuosėdinės medžiagos pernašos tipai Transportavimo dalelės pernešimo jėga visada didesnė už svorio jėgą, o akumuliacijos metu grūdelio svorio jėga visada didesnė už kitas jėgas. Gamtoje visada vyksta transportavimo ir akumuliacijos procesai. Nuosėd. medž. judėjimo tendencija – iš aukštumų į slėnius, iš kontinentų į jūras. Sedimentacijoje pernašos procesai nagrinėjami taip: 1. veikiančios jėgos, nuo ko priklauso judėjimas; 2. judėjimo keliai – aplinkos. Veikiančios jėgos ( nuo kurių priklauso judėjimas): 1.svorio jėga; 2.vėjo ir H2O jėga (kinetinė) įskaitant ir ledą; 3.gyvų organizmų; 4.antropogeninė veikla. Transporto tipai: gravitacinis, eolinis, fliuvialinis, akvalinis, ledynų, gyvų organizmų, antropogeninis. 13)Gravitacinis transporto tipas – tai medž. perkėlimas iš vienos vietos i kitą, svarbiausias veiksnys- svorio jėga. Vanduo sumažina trinties jėgas. Svarbu paviršiaus nuolydžio dydis ir medžiaga, kuri sudaro tą paviršių. Priklausomai nuo medž. sudėties gravitac. transportas gana įvairus. Tipai: šliauža (lėtas tekėjimas); greitas tekėjimas (medžiagos srautai); nuošliaužos ir nuogriuvos. Šliauža – kripas- lėtas, nenutrūkstamas nerišlių uolienų, t.p. dirvožemio judėjimas šlaitu priklauso nuo šlaito nuolydžio dydžio, uol. sudėties, klimato. Šliaužos procesai vyksta skirtingu greičiu. Šliaužos metu vidinėje medž. masėje diferencijacija nevyksta t.y. dalelės savo padėties viena kitos atžvilgiu nekeičia. Prie šliaužos priskiriama solifliukcija- tai paviršinio grunto sluoksnio (dirvožemio)gravitacinis judėjimas esant dideliam vandens kiekiui. Būdingas įšalo rajonams atšilus grunto viršutinei daliai. Greito tekėjimo transportas. Santykinai didelis kiekis vandens, dėl to maža tritntis. Judėjimas vyksta kietų dalelių gravitacijos rezultate (veikiant dalelių svorio jėgai), o vanduo veikia kaip tepalas. Pagr. medž. smėlio, dumblo, skaldos srautai. Sėliai – kalnuotose srityse – po didelių liūčių vyksta dideli nuosėd. medž. judėjimai. kalnuotose vulkanų srityse – lacharai- juda vulkanizmo produktai susikaupę šlaito paviršiuje. Povandeninėj šlaito zonoj pasireiškia debritiniai ir turbiditiniai srautai. Nuošliaužos ir nuogriuvos – uolienų ir jų fragmentų mases judėjimas, kurio metu tos masės griūva arba laisvai krinta dideliu greičiu. Būdinga staigi pradžia, yra labai trumpalaikiai ir apima plataus granulometrinio spektro daleles. 14)Eolinis transporto tipas. Pasireiškia veikiant vėjo jėgai. Priklauso nuo pernešamų grūdelių dydžio, vėjo greičio. Pernašos būdai: riedėjimas, šokinėjimas, aerozoliai (pakibusioj būsenoj). Srautą apibūdina vėjo rėžimas ir nuosėd medž. kiekis. Pagrindinė grūdelių masė iki 50% pernešama 14 cm aukštyje. Kita masė 2-4 cm aukšty, nes didelė masė juda saltacijos būdu. Oro srautai ta pačia kryptimi veikia ilgai ir išlaiko platuminę kryptį. Nuosėd. medž. pasiskirsto beveik tose pačiose platumose iš kurios yra pati kilusi. Kiekybinis eolinės pernašos apibūdinimas: pernašos tipas: lokalus; nuosėd.medž.: smėlis; dalelių dydis mm: >1-0.1; vyraujanti frakcija mm: 0.25-0.1; pernašos atstumas km: 10-100; trukmė: sek. val. Pernašos tipas: troposferinis (iki 6 km); aleuritas; 0.1-0.01; 0.05-0.02; 100-1000; val ir paros. Pernašos tipas: troposferos viršutinė dalis (>10 km); pelitas; 0.01-0.001; 0.001; 1000-10000; 2-4 sav. Pernašos tipas: stratosferinis; smulkus pelitas;

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!