Вопрос 1 Методы исследования в геологии.

Метод определения относительного возраста горных пород позволил разработать общую для планеты геохронологическую шкалу, выделить запечатленные в камнях эры, периоды, эпохи и века в развитии органической жизни и соответственно разделить массы горных пород, слагающих верхние горизонты земной коры, на последовательно сменяющиеся группы, системы, отделы и ярусы, отвечающие по времени образования эрам, периодам, эпохам и векам.

В геологических исследованиях можно различить три основных направления. Задачей первого из них (описательная геология) служит описание минералов, горных пород и их типов; изучение состава, формы, размеров, взаимоотношений, последовательности залегания и всех прочих вопросов, связанных с современным размещением и составом геологических тел. Второе направление (динамическая геология) заключается в изучении геологических процессов и их эволюции. К числу этих процессов относятся как внешние (разрушение горных пород, перенос и переотложение ветром, ледниками, наземными и подземными водами; накопление осадков на дне рек, озёр, морей, океанов и др.), так и внутренние (движения земной коры,землетрясения, извержения вулканов и сопутствующие им явления). Геологические процессы изучаются не только в естественных условиях, но и экспериментально. Сущность третьего направления геологических исследований (историческая геология)- восстановление картины геологического прошлого Земли. Задачи этого направления сводятся к изучению распространения и последовательности образования геологических пластов.

В числе главных методов можно назвать следующие: 1)К геологическим методам относят геологическую съёмку, включающую маршрутное и сетевое опробование, петрографические и минералогические исследования.

Геологическая съемка – один из основных методов изучения геологического строения земной коры, в процессе которой:

• определяются состав, генезис, предварительный возраст, взаимоположение горных пород и их элементы залегания;

• прослеживаются геологические границы, тектонические структуры;

• ведутся наблюдения за рельефом и подземными водами;

• отбираются образцы для последующего анализа.

2)Геофизические методы-Методы, применяемые при геофизических исследованиях,

подразделяются на электрические, сейсмические, гравиметрические, магнитометрические, геотермические и ядерные.

3)Геохимические исследования основаны на изучении распределения и распространения элементов или их соединений в горных породах, водах, атмосфере, растительности и т.д. Они состоят из определения геохимического фона, выявления геохимических аномалий и сравнения их с фоновыми или с предельно допустимыми значениями.

4)В процессе самостоятельных геоэкологических исследований изучаются изменения свойств и состояния подземных вод, происходящие в результате техногенного загрязнения.

5)Инженерно - геологические исследования

6)Геокриологические исследования

Вопрос 2. Земная кора, ее строение, физические свойства, хими­ческий состав

Представление о земной коре возникло в XVIII в. В целом планета Земля имеет форму сплюснутого у полюсов и экватора эллипсоида, и состоит из оболочек:

1) Самая верхняя твердая оболочка земного шара(верхняя часть литосферы), доступная непосредственному наблюдению - земная кора.

Самый верхний слой Земли имеет толщину от 3 до 80 км.

Выделяют три типа коры:

1) континентальный,

2) океанический,

3) переходный.

Океаническая земная кора более тонкая (15—17 км), чем континентальная, и состоит из двух слоёв — нижнего базальтового и верхнего осадочного. Ниже базальтового слоя находится поверхность Мохо и верхняя мантия. Рельеф дна океанов очень сложен. Среди разнообразных форм рельефа выделяются огромные океанические хребты.

Континентальная земная кора занимает меньшую площадь (около 40% поверхности Земли), но имеет более сложное строение и гораздо большую мощность (максимальная мощность достигае до 70 км в горных областях в платформенных- 30-35 км).. Строение коры континентального типа в горных местностях трёхсоставное — базальтовый, гранитный и осадочный слои.

 Кора переходного типа является разновидностью коры между двумя крайними типами земной коры (океанской и континентальной) и может быть двух типов – субокеанской и субконтинентальной.

2) Ма́нтия — часть Земли (геосфера), расположенная непосредственно под корой и выше ядра. В мантии находится большая часть веществ Земли.. Мантия делится на 2 частин: верхнюю и нижнюю мантии. Между ними нет резкой границы, условно она проходит на глубине 900 км. Верхнюю мантию еще подразделяют на несколько сферических зон. Вещество мантии находится в перегретом состоянии и испытывает огромное давление литосферы.Вещество верхней мантии постоянно и активно перемещается, вызывая движение литосферы и земной коры.

3) Ядро́ Земли́ — центральная, наиболее глубокая часть планеты, находящаяся под мантией Земли и, предположительно, состоящая из железо-никелевого сплава с примесьюдругих элиментовВ ядре различают две части: внешнюю, до глубины 5 тыс. км, и внутреннюю, до центра Земли. Внешнее ядро жидкое, внутреннее – твердое. Вещество ядра, особенно внутреннего, сильно уплотнено и по плотности соответствует металлам.

К физическим свойствам Земли относят температурный режим (внутреннюю теплоту), плотность и давление.

 В земной коре и верхней мантии температура повышается с глубиной. Принято считать, что постепенное повышение температур происходит только в литосфере, а источником внутреннего тепла Земли служит верхняя мантия. Ниже рост температур замедляется, и в центре Земли она не превышает 50 000 °C.

Плотность Земли в разных местах неодинакова.

Давление внутри Земли. Горные породы, находящиеся в центре Земли, испытывают огромное давление со стороны вышележащих слоев.

Химический состав Земли. В Земле можно найти все химические элементы таблицы Менделеева. Однако количество их неодинаково, распределены они неравномерно. Например, в земной коре кислород составляет более 50 %, железо (Fе) – менее 5 % ее массы.

В составе З. преобладают железо, кислород, кремний и магний. В сумме они составляют более 90% массы З. Земная кора почти наполовину состоит из кислорода и более чем на 1/4 из кремния. Значительная доля принадлежит также алюминию, магнию, кальцию, натрию и калию.

         Мантия состоит преимущественно из тяжёлых минералов, богатых магнием и железом. Они образуют соединения с SiO₂ (силикаты). Предполагается, что в нижней мантии под влиянием очень высокого давления эти минералы разложились на окислы (SiO₂, MgO, FeO).

         Агрегатное состояние вещества земных недр обусловлено наличием высоких температур и давлений. Полагают, что часть вещества мантии находится либо в аморфном, либо частично в расплавленном состоянии из-за действия давления вышелижащих слоев Земли.

         Внешнее ядро, находится в жидком (расплавленном) состоянии, поскольку поперечные сейсмические волны, не способные распространяться в жидкости, через него не проходят. С существованием жидкого внешнего ядра связывают происхождение магнитного поля Вопрос 5. Понятие о минералах. Минералы первичные и вторич­ные, их образование и значение в формировании почвообразующих пород и почв

Минералы — это природные тела, самородные элименты или природные химические соединения, образующиеся в результате физико-химических процессов, протикающих в земной каре, в гидросфере или атмосфере без вмеша­тельства человека в эти процессы. В этом отличие минералов от искусственных продуктов, получаемых в лабораториях, на фабри­ках и заводах.

В зависимости от происхождения различают минералы первич­ные и вторичные.К первичным относятся минералы, образовавшиеся впервые в земной коре или на ее поверхности в процессе кристаллизации магмы. К первичным наиболее распространенным минералам относятся кварц, слюда.Вторичные минералы образовались при обычных условиях из продуктов разрушения первичных минералов вследствие вывет­ривания, при осаждении и кристаллизации солей из водных рас­творов или в результате жизнедеятельности живых организмов. Это — соль, гипс, бурый железняк.

Процессов, в результате которых образуются минералы, в при­роде наблюдается много. Различают следующие процессы: магма­тические, гидротермальные,гипергенные и метаморфические.

Основным процессом является магматический. Он связан с охлаждением и кристаллизацией расплавлен­ной магмы при различных давлении и температуре. Из минералов магматического происхождения образуются все пер­вичные кристаллические породы. Минералы, происхождение ко­торых связано с магмой и внутренним теплом Земли, называют первичными. К ним относятся ортоклаз, альбит и другие.

 Пневматолитовый процесс  – процесс образования минералов из газовой фазы. Минералы образуются из охлаждающихся горячих газов на поверхности извержений вулконов и в трещинах земной кары. Наиболее распространены из них пегматиты, апатит, биотит и другие.

Гидротермальный. Минералы образуются из восходящих горящих вод(жидкая фаза магмы) выделяющихся из магмы при ее остывании и кристаллизации на глубине. Образуются гидро­термальные минералы — пирит, золото, серебро и другие.

Гипергенные процессы происходят на поверхности Земли при обычных условиях под влиянием воды, температуры и других факторов. В результате этого растворяются и перемещаются раз­ные химические соединения, появляются новые (вторичные) ми­нералы, например сильвин, кварц, кальцит, бурый железняк. Преобразование одного и того же минерала при разных условиях может проходить неоди­наково.

Экзогенные процессы образования минералов происходят как на поверхности Земли, так и в коре выветривания. Для образования минералов экзогенного происхождения важное значение имеют процессы физического, химического и биологического выветри­вания.

В результате физического выветривания происходит механическое разрушение пород и минералов. Это происходит под влиянием колебаний температуры воздуха, замерзания и оттаивания воды в трещинах, вымывания частичек водой и т.п. Химическое выветривание заключается в частичном или полном разложении минералов под влиянием кислорода, атмосферных и грунтовых вод.

При метаморфическом процессе минералы образуются на боль­ших глубинах от поверхности Земли при изменении физико-хими­ческих условий (температуры, давления, концентрации химически активных компонентов). В этих условиях происходит преобразо­вание ранее образованных многих первичных и вторичных мине­ралов. Образуются разнообразные минералы.

Значение минералов в формировании почв и развитии почвенного покрова велико и разнообразно. Минералы выступают как фактор плодородия почв, так как содержащиеся в них минеральные вещества оказывают влияние на питательный, окислительно-восстановительный и солевой режимы почв.Минеральный, химический составы почвообразующих  пород так же оказывают  влияние на географию почв.