Földtani alapismeretek II.
A Földkérget alakító hatások és eredményük
A földkérget alakító erők típusai Endogén erők
Exogén erők
Az erőhatások eredményei Kőzetképződés
Felszíni formák és rétegződés alakulása
A folyamatok időbelisége Evolúciós
Revolúciós
endogén erők • lemeztektonika • gyűrődések • törések • földrengés • vulkáni tevékenység
Lemeztektonika
Kambrium - 550 millió éve
Perm - 270 millió éve
Eocén - 50 millió éve
Lemez- és lemezszegélytípusok
Vulkanizmus és földrengések a lemezszegélyeknél
Vulkanizmus és a lemeztektonika
Gyűrődések és a lemeztektonika
Metamorfózis és lemeztekonika
Gyűrődések, vetődések
Gyűrődéses formák
redőteknő = szinklinális redőboltozat = antiklinális
Vetődéses formák
Egy vetődés képe
Kőzettestek tagoltságának jellemzése tagoltsági felület v. rés
kőzettest
• dőlés, dőlésirány, • tagoltságköz, • kőzettömb alakja, mérete, • tagolófelületek folytonossága, érdessége, • tagoltsági rés tágassága, kitöltöttsége, • vízbeszivárgás a tagoltsági résbe.
kőzettömb
A főbb kőzettömeg szerkezetének és tömbalakok leírására szolgáló kifejezések Megnevezés a) Poliéderes tömbök
Ábra
Leírás
Szabálytalan tagoló felületek szabályozott rajokba rendeződés nélkül és csekély folytonossággal
b) Táblás tömbök
Párhuzamos tagoló felületek egy uralkodó raja (1), például
c) Hasábalakú tömbök
Két uralkodó, egymásra közel merőleges tagoló felületek raja (1 és 2), és egy harmadik, szabálytalan raj, a tömbök vastag-
d) Egyenméretű tömbök
Három uralkodó, közelítőleg egymásra merőleges tagoló
e) Ferdeszögű tömbök
Három (vagy több) uralkodó, következetesen ferdeszögű tagoló felületek raja (1, 2 és 3), ferde alakú egydimenziós
f) Oszlopos tömbök
Több, általában háromnál több párhuzamos tagoltsági raj
réteglapok, egyéb nem folytonos elválásokkal; a tömbök vastagsága sokkal kisebb, mint a hosszuk és szélességük
sága sokkal kisebb, mint a hosszúságuk és szélességük
felületek raja (1, 2 és 3), esetenként szabálytalan elválásokkal egydimenziós tömböket eredményezve
tömböket alkotva
(1, 2, 3, 4, 5), általában szabálytalan elválásokkal keresztezve; a hossz nagyobb, mint az egyéb méretek.
Vulkanizmus
Magmás kőzetek keletkezése
Vulkánkitörés és lávaömlés
Vulkanizmus és a lemeztektonika
• Plató bazalt: hosszanti törések mentén, szárazföldi körülmények között kerül felszínre. • Párna bazalt: tenger alatti vulkanizmus esetén jön létre, a vízzel való érintkezés és a hirtelen lehűlés eredményeként.
Vulkáni formák
• Pajzsvulkán: alacsony viszkozitású bazalt láva hozza létre, szárazföldi viszonyok közt (Hawaii).
• Batolit: 100 km-nél nagyobb átmérőjű, szabálytalan alakú testek. A felfelé nyomulás közben „xenolitokat” kebeleznek be.
• Vulkáni törmelék kúpok: andezit- és riolit tufailletve lapilli jellegű, 25-30 fok lejtésszögű kúpok.
• Tömzs: 100 km-nél kisebb átmérőjű magmás test.
• Rétegvulkán: andezites össze-tételű láva és piroklasztikum rétegek váltakozásából áll, melyek nagyméretű, szimmetrikus szerkezetű kúpokat hoznak létre.
• Lakkolit: az üledékes rétegzéssel párhuzamos, felfelé domborodó test.
• Riolit kúpok: a riolit láva a nagy viszkozitás miatt nem tud szétterülni.
• Dájk: üledékes rétegeket átszelő kőzettelér
• Kráter: a kitörési centrumban keletkezett üreg. • Kaldera: a kráter körüli terület beszakadásával keletkezik, amit a magmakamra részleges vagy teljes kiürülése idéz elő.
• Szil: tál alakú forma
robbanásmentes (bazalt) robbanásos (andezit, riolit)
Földrengések
P-hullám
Földrengések
S-hullám
Terjedési irány
L-hullám
Földrengések eloszlása
Földrengések jellemzői • Helye: hipocentrum – epicentrum • Mélysége: sekély – közepes – mély (60 – 200 km) • Hullámok: P – S – L • Sebessége: 3 – 6 km/s kőzetsűrűségtől függően • Következmények: épületomlás – földmozgások – cunami • Erősségi skálák: MSC (XII fok. – sebesség, gyorsulás és hatás szerint) Richter (felfelé nyitott – eddigi max. 9-es – energia) • Mérés: szeizmográf
Talajok és kőzetek minősítése földrengés szempontjából az Eurocode 8 szerint Paraméterek Talajtípus
A talajszelvény leírása
A
Kőzet, vagy kőzetszerű geológiai formáció, melynek felszínén legfeljebb 5 m gyengébb anyag van
B
vs,30 (m/s)
NSPT (ütés/30cm)
cu (kPa)
> 800
_
_
Nagyon tömör homok-, kavics- vagy kemény agyag-réteg, legalább többtíz m vastagságban, a mélységgel fokozatosan javuló mechanikai tulajdonságokkal
360 – 800
> 50
> 250
C
Tömör - középesen tömör homok-, kavics- vagy merev agyagréteg, többtíz-többszáz m vastagságban
180 – 360
15 - 50
70 - 250
D
Laza - közepesen tömör kohézió nélküli talaj (kevés puha kohéziós réteggel vagy anélkül) vagy túlnyomóan puha-gyúrható kohéziós talaj
< 180
< 15
< 70
E
Felszíni alluviális réteg 5-20m vastagságban a C vagy D típus vs értékeivel, vs > 800 m/s jellemzőjű, merevebb anyag felett
S1
Legalább 10 m vastag nagy plaszticitású (PI > 40) és nagy víztartalmú puha agyagból/iszapból álló vagy ezeket tartalmazó réteg
< 100 (figyelmeztető)
_
10 - 20
S2
Folyósodásra hajlamos talajok vagy érzékeny agyag-rétegek vagy más, az A-E illetve S1 típusok közé nem sorolható talajösszletek
–
exogén hatások csapadék vízfolyások állóvízek hó és jég felszín alatti víz
gravitávió
szél hőmérséklet
emberi tevékenység növényzet
Exogén erők hatásai • Mállás – Fizikai mállás – Kémiai mállás
• Szállítás – Koptatás – Osztályozódás
• Ülepedés – lerakódás – diagenezis
A mállás
A mállás típusai a hőmérséklet és a csapadék függvényében
A mállás fő típusai Fizikai mállás • Repedezés tehermentesülés nyomán • Fagyhatás • Kristálynövekedés • Inszoláció • Növényi gyökerek
Kémiai mállás • • • • •
Oldódás Oxidáció Hidratáció Dehidratáció Bauxitosodás
Fizikai mállás okai, formái • • • • • • •
Denudáció (lepusztulás, tehermentesülés) Felszíni erózió (csepperózió, lefolyás) Folyóvízi erózió Abrázió (állóvizek) Defláció (szél) Exaráció (gleccser) Gravitációs mozgások
Kémiai mállási folymatok • Oldódás: CaCO3 + H2CO3 --> Ca2+ + 2(HCO3)1kalcit + szénsav --> kalciumion + bikarbonátion • Oxidáció: 4FeO + 2H2O + O2 --> 4FeO(OH) vasoxid + víz + oxigén --> goethit • Hidratáció: CaSO4 + 2H2O --> CaSO4•2H2O anhidrit + víz --> gipsz • Dehidratáció: 2FeO(OH) --> Fe2O3 goethit --> hematit
+ H2O + víz
• Sziallitos mállás (agyagásványosodás) hidrolízis után: 4KAlSi3O8 + 4H1+ + 2H2O --> 4K1+ + Al4Si4O10(OH)8 + 8SiO2 káliföldpát + hidrogénion + víz --> káliumion + kaolinit + kova • Allitos mállás (bauxitododás): Al4Si4O10(OH)8 + 2H2O --> 2Al(OH)3 + 2SiO2•H2O kaolinit + víz --> gibbsit + víztartalmú kova • Szupergén dúsulás: szulfidos érctelepek felső zónájában a fémek oldódva koncentrálódnak
Kőzettömegek mállottságának minősítése Leírás
Fokozat
Üde
A kőzettömeg mállásának nincs látható jele; legföljebb csekély elszíneződés van a nagyobb tagoló felületeken.
0
Kissé mállott
Elszíneződés jelzi a kőzetanyag és a tagoló felületek mállását.
1
Közepesen mállott
A kőzettömegnek felénél kisebb része bomlott el vagy esett szét. Üde vagy elszíneződött kőzetek összefüggő vázat vagy magköveket alkotnak.
2
Nagyon mállott
A kőzettömegnek felénél nagyobb része bomlott elvagy esett szét. Üde vagy elszíneződött kőzetek össze-függéstelen vázat vagy magköveket alkotnak.
3
Teljesen mállott
A teljes kőzetanyag talajjá bomlott el és/vagy esett szét. Az eredeti szerkezet még jobbára megmaradt.
4
Reziduális talaj
Az egész kőzetanyag talajjá változott. A szerkezet és a kőzetszövet elpusztult. A térfogata nagyon megváltozott, de a talaj helyzete kevéssé változott.
5
Megnevezés
mállás - talajjá bomlás Talaj
Teljesen mállott
Erősen mállott
Mérsékelten mállott
Enyhén mállott
Ép kőzet
Talajképződés
A vízöv munkája
Üledékképződés terei és típusai
Vízfolyások szakaszai
felső
középső
alsó
Folyóvízi üledékek • • • •
Mederüledék (homok, kavics) Parti üledék (iszap, homokos iszap) Ártéri üledék (szerves iszap, agyag) Delta fácies (meder-, ártéri- és mocsári üledék)
Transzportáció
A tenger tevékenysége
Mészkőüledék megbontása
Az előrenyomuló tenger üledékképzése
A visszahúzódó tenger üledékképzése
Felszín alatti víz munkája mészkőben
A légkör munkája
A szél tevékenysége
homokdűnék szélbarázdák
rétegborda kueszta
táblahegy
A SZÉL HATÁSÁRA KIALAKULÓ FELSZÍNI FORMÁK
Lösztípusok
A hőmérsékletkülönbségek mállasztó hatása
Egyéb folyamatok
Suvadás
Kőfolyás
A növényzet felszínalakító hatásai • a gyökerek repesztő hatása • kibocsátott nedvek kémiai mállasztó hatása • a talaj vízháztartását befolyásoló szerepe elsősorban a párologtatáson keresztül • növények maradványai szerves üledékben
Az emberi tevékenység felszínalakító szerepe • • • • •
egyre nagyobb mértékű és kihatású súlyos környezeti veszélyek közvetlen és másodlagos hatások bányászat, építés növényzetalakítás, vízkivétel, öntözés
