Основные вопросы письменного зачета

Часть 1.

1)Предмет и методы геологии. Принцип актуализма: примеры применения

актуалистического подхода.

Принцип актуализма в1830 г. сформулировал Чарльз Лайель:”Настоящее есть ключ к познанию прошлого”. То есть все геологические процессы, которые мы можем видеть, также происходили в далеком прошлом.

Следование принципу актуализма позволяет моделировать ныне не существующие объекты и системы, изучать их строение и функционирование, формируя картину прошлого и получая, таким образом, возможность прослеживать закономерности развития мира.

В применении к историческим исследованиям принцип актуализма предписывает считать, что в прошлом любые системы функционировали по тем же законам, что и их современные аналоги.

Отход от этого принципа возможен, когда в конкретном случае обнаруживаются факты поведения системы, отличного от современного.

Этот метод используется для прогнозов локализации россыпных месторождений полезных ископаемых, сделанных на основе знаний об особенностях распределения русловых и террасовых отложений современных рек, указывают на возможность использования закономерностей формирования современных торфяников при прогнозе продуктивности отложений древних угленосных бассейнов и т.д.

2)Предмет и методы геологии. Специфика геологии. Разделы современной геологии.

Геология - это наука, которая исследует и изучает строение, происхождение и развитие земли, исследует сложные разнообразные явления и процессы, протекающие на ее поверхности и в недрах. (В атмосфере, литосфере, биосфере,гидросфере).

.

Специфика Основным объектом изучения геологии является литосфера.

Можно выделить несколько основных направлений, на которые расчленяется геология:

1) Геохимия(обобщенное название) науки, изучающие вещественный состав Земли, законы их распределения и миграции в недрах Земли и на ее поверхности.

2) Динамическая геология- науки, изучающие процессы, протекающие в Земле. (Тектоника, Вулканология, Сейсмология, Геоморфология)

3) Историческая геология науки, изучающие историю Земли.

 Палеонтология изучает древние формы жизни и занимается описанием ископаемых остатков, а также следов жизнедеятельности организмов.

 Стратиграфия — наука об определении относительного геологического возраста осадочных горных пород, расчленении толщ пород и корреляции различных геологических образований. Одним из основных источников данных для стратиграфии является палеонтологические определения.

4) науки, направленные непосредственно на практическое использование недр Земли.

Геология - комплекс наук о составе, строении и истории развития земной коры и более глубоких сфер Земли, а также о размещении в земной коре полезных ископаемых. Геология включает: стратиграфию, тектонику, региональную геологию, вулканологию, минералогию, петрографию, литологию, геохимию. Особую группу составляют: - отрасли прикладного значения: геология полезных ископаемых, гидрогеология, инженерная геология и др.

3)Минералы. Классификация минералов. Минеральные парагенезисы.

Минералы – твердые природные химические соединения или самородные химические элементы, обладающий определенной структурой, химическими и физическими свойствами.

Известно около 4000 минералов.

В земной коре минералы чаще встречаются не самостоятельно, а в составе горных пород. Они во многом определяют физико-механические свойства.

Классификация минералов основана на их химическом составе.

От химического состава зависят физические и химические свойства минералов.

Все минералы разделены на следующие классы:

1. Самородные элементы

2. Сульфиды

3. Окислы и гидроокислы

4. Галоиды

5. Соли кислородных кислот (сульфаты, карбонаты, фосфаты)

6. Силикаты и алюмосиликаты

Парагенезис минералов – закономерное совместное нахождение генетически связанных между собой минералов. B широком понимании к одному парагенезису минералов относятся все первичные (разновременные) и вторичные ассоциирующие минералы (например, пирит и гётит или другие гидроксиды железа;

халькопирит и вторичные минералы меди — малахит, азурит и др.) какого-либо месторождения или горной породы.

Запрещённый парагенезис – понятие, указывающее на невозможность одновременного образования и сосуществования минералов.

4)Минералы. Физические свойства минералов.

Минералы — это однородные по химическому составу и физическим свойствам природные тела. Они образовались в результате физико-химических процессов, которые протекают на поверхности Земли и в ее недрах. Минералы — составные части горных пород. Большинство минералов твердые, имеющие кристаллическое строение. Кроме твердых есть и жидкие минералы (ртуть, вода), газовые (метан, углекислота)

Физические свойства минералов зависят от их химического состава и структуры.

К физическим свойствам относятся:

• блеск: способность преломлять и отражать лучи света;

• спаянность: способность раскалываться по определенным плоскостям, что зависит от строения и кристаллической структуры;

• твердость: способность противостоять давлению или резанию. Существует 10-бальная шкала твердости минералов: тальк — 1; алмаз — 10. Твердость определяется путем сравнения исследуемых минералов с минералами этой шкалы.

1) морфология – важный диагностический фактор

2) цвет: многообразие цветов, но более важное свойство это цвет черты, который отражает собственный цвет минерала.

3) прозрачность: прозрачные(подобный стеклу), просвечивающие(матовое стекло) и непросвечивающие(только в тонких пластинках пропускают свет) и непрозрачные ( не пропускают свет вообще).

4) блеск – способность отражать свет. Выделяют металлический блеск, металловидный ( с алмазным блеском, стеклянным, жирным, перламутровым, восковым, шелковистом). Если нет блеска – то матовый кристалл.

5) твердость – сопротивление минерала, которое оказывает поверхность минерала механическому воздействию. Алмаз – твердость 10, тальк – твердость1. графит может рисовать на ладони. Стекло – определитель твердости.

6) спаянность и излом. Многие минералы имеют свойство раскалываться по определенному направлению – это спаянность. Она бывает совершенная, весьма совершенная, средняя, несовершенная, весьма несовершенная. Спаянность может идти по нескольким направлениями. Излом же определяется поверхностью, по которой раскалывается минерал.

Плотность, радиоактивность, вкус, запах, растворимость, звук при ударе молотка – также является важными физическими свойствами.

5)Минералы. Свойства минералов как кристаллических веществ (симметрия кристаллов, полиморфизм, изоморфизм, распад твердых растворов).

Минералы – твердые природные химические соединения или самородные химические элементы, обладающий определенной структурой, химическими и физическими свойствами.

Минералы представляют собой кристаллические вещества, свойства которых определяются геометрическим расположением составляющих их атомов и типом химической связи между ними.

Элементарная ячейка (наименьшее подразделение кристалла) построена из регулярно расположенных атомов, удерживаемых вместе благодаря электронным связям.

Эти мельчайшие ячейки, бесконечно повторяющиеся в трехмерном пространстве, образуют кристалл.

Кристаллы подразделяются по признаку симметрии элементарной ячейки, которая характеризуется соотношением между ее ребрами и углами. Обычно выделяют 7 сингоний (в порядке повышения симметрии): триклинную, моноклинную, ромбическую, тетрагональную, тригональную, гексагональную и кубическую (изометрическую).

Полиморфизмом называется существование в природе и в искусственных условиях веществ одного и того же химического состава, но разной кристаллической структуры.

Классическими примерами по­лиморфных модификаций являются кальцит СаСОз и арагонит СаСОз, пирит FeS2 и марказит FeS2.

Изоморфизм – способность одних элементов замещать другие в структуре минерала. При изоморфизме в минералах химические элементы (атомы или ионы) замещают друг друга в кристаллической решетке минерала не меняя при этом его структуру.

Распад твердого раствора (экссолюция) - распад первоначально однородного твердого раствора на две или более различные кристаллические фазы без изменения общего состава системы. Описанное явление присуще многим минеральным системам, в число которых входят полевые шпаты, пироксены, амфиболы, а также различные оксидные и сульфидные минералы.

6)Минералы. Структурная классификация силикатов и алюмосиликатов.

Силикаты и алюмосиликаты представляют собой обширную группу минералов. Для них характерен сложный химический состав и изоморфные замещения одних элементов и комплексов элементов другими.

Главными химическими элементами, входящими в состав силикатов, являются Si, O, Al, Fe2+, Fe3+, Mg, Mn, Ca, Na, K.

В основе структурного строения всех силикатов лежит тесная связь кремния и кислорода; эта связь исходит из кристаллохимического принципа. В зависимости от того, как сочетаются между собой кремнекислородные тетраэдры, различают следующие структурные типы силикатов:

1) Островные силикаты, то есть силикаты с изолированными тетраэдрами [SiO4]4- и изолированными группами тетраэдров. Представители: оливины, гранаты, циркон, титанит, топаз, дистен, андалузит, ставролит, везувиан, каламин, эпидот, цоизит, ортит, родонит, берилл, кордиерит, турмалин и др.

2) Цепочечные силикаты, силикаты с непрерывными цепочками из кремнекислородных тетраэдров. Тетраэдры сочленяются в виде непрерывных обособленных цепочек. Их радикалы [Si2O6]4- и [Si3O9]6-. Представители: пироксены.

3) Поясные (Ленточные) силикаты, это силикаты с непрерывными обособленными лентами или поясами из кремнекислородных тетраэдров. Они имеют вид сдвоенных, не связанных друг с другом цепочек, лент или поясов. Радикал структуры [Si4O11]6-. Представители: тремолит, актинолит, жадеит, роговая обманка.

4) Листовые силикаты, это силикаты с непрерывными слоями кремнекислородных тетраэдров. Радикал структуры [Si2O5]2-. Слои кремнекислородных тетраэдров обособлены друг от друга и связаны катионами. Представители: тальк, серпентин, хризотил-асбест, ревдинскит, полыгорскит, слюды (мусковит,флогопит, биотит), гидрослюды (вермикулит, глауконит), хлориты (пеннит, клинохлор и др), минералы глин (каолинит, хризоколла, гарниерит и др.), мурманит.

5) Силикаты с непрерывными трёхмерными каркасами, или каркасные силикаты. В этом случае все атомы кислорода общие. Такой каркас нейтрален. Радикал [SiO2]0. Именно такой каркас отвечает структуре кварца.

7)Горные породы. Генетические типы горных пород. Цикл породообразования.

Горные породы- это естественные агрегаты минералов, которые образуются внутри Земли или на поверхности, под воздействием различных геологических процессов, обладающие устойчивым химическим и минеральным составом.

ГП подразделяются на магматические, метаморфические и осадочные.

1) Магматические ГП- образуются в результате раскристаллизации магматических расплавов различного состава в недрах Земли или на ее поверхности. Подразделяются на плутонические ( интрузивные, глубинные) и вулканические (эффузивные, излившиеся)

2) Метаморфические ГП- образуются в толще земной коры в результате изменения (метаморфизма) любых иных пород под действием факторов метаморфизма : температуры, давления, присутствия флюидной фазы. При этом меняются структура, текстура и минеральный состав породы. Изменения происходят в твердом состоянии.

3) Осадочные ГП – образуются на земной поверхности или вблизи нее в условиях относительно низких температур и давлений в результате преобразования осадков различного происхождения (генезиса). Характерными особенностями ОП, связанными с условиями образования, являются их слоистость и залегание в виде более или менее правильных пластов.

 

Магматические горные породы. Слагаются в основном силикатами и алюмосиликатами.

По содержанию кремнезёма делятся на 4 группы:

1) Кислые породы содержат более 65% SiO2. К ним относится группа гранита-липарита. Эффузивные (вулканического происхождения) кислые породы со стекловатой структурой, представляющие собой аморфную массу серой, буро-красной или чёрной окраски, называют обсидианами.

2) Средние породы содержат 65-52% SiO2. Группа диорита-андезита. Это безкварцевые породы, состоящие из натриево-кальциквых плагиоклазов.

3) Основные породы содержат 52-45% SiO2. Группа габбро-базальта(долерита), состоящая и основных плагиоклазов и цветных минералов.

4) Ультраосновные породы (гипербазиты, или ультрамафиты) с минимальным содержанием SiO2 (менее 45%). Группа передотита-пикрита (бесполевошпатые горные породы).

Метаморфические горные породы. По мере нарастания интенсивности метаморфизма в результате повышения давления и температуры магматические и осадочные породы настолько сильно преобразуются, что меняют не только свои структурно-текстурные особенности, но и химический состав. При увеличении давления и температуры толща глинистых пород превращается в глинистые сланцы, затем филлиты, потом в кристаллические сланцы, амфиболиты и парагнейсы. При метаморфизме магматических пород возникают ортогнейсы.

Осадочные горные породы. О.П. образовались на земной поверхности или вблизи её в результате действия внешних (экзогенных) факторов.

1) Обломочные породы, возникшие в результате механического разрушения каких-либо пород, называемых материнскими, и накопления в водной или воздушной среде образовавшихся обломков. а) грубо-обломочные (валуны, щебень, галька, гравий); б) среднеобломочные – несцементированные разновидности-пески, сцементированные – песчаники.

2) Глинистые породы являющиеся продуктом преимущественно химического разрушения пород. Слагающие их частицы настолько мелки, что они переносятся в коллоидном состоянии.

3) Химические (хемогенные) породы, образовавшиеся в результате химических процессов.(каменная соль, мирабилит, гипс, ангидрит, доломит,)

4) Органогенные породы, возникшие в водной среде в результате деятельности организмов. По химическому составу выделяют карбонатные, кремнистые, углеродистые породы. (органогенные известняки). О.кремнистые горные породы возникли в результате захоронения и преобразования органического веществами разным содержанием углерода.

8)Горные породы. Структуры и текстуры пород.

Горные породы представляют собой естественные минеральные агрегаты, образовавшиеся в результате геологических процессов в земных недрах или на поверхности Земли.

Основу г/п составляют породообразующие минералы, состав и строение которых отражают условия образования самой г/п. В том случае, если порода представляет собой агрегат одного минерала, она называется мономинеральной.

Если в составе г/п принимает участие несколько минералов, такую породу называют полиминеральной.

Строение г/п характеризует структура и текстура.

Структура определяется состоянием минерального вещества, слагающего породу, размером, формой кристаллических зерен или обломков, из которых состоит порода, и их взаимоотношением.

Если г/п полностью состоит из кристаллических зерен, то она относится к полнокристаллической.

Когда порода состоит из сцементированных обломках – говорят об обломочной структуре. И так далее, так как существует масса разных структур.

Под текстурой понимают сложение породы, то есть расположение в пространстве слагающих ее частиц. Выделяют плотную, однородную, массивную, ориентированную текстуры.

8)Горные породы. Классификация магматических пород.

Магматические г/п формировались в результате застывания и кристаллизации магмы. В основном они слагаются силикатами и алюмосиликатами.

Магматические г/п делятся по происхождению, то есть

1) эффузивные, произошедшие в результате застывания магмы на поверхности Земли.

2) интрузивные, в результате застывания магмы на глубине.

Также магматические г/п выделяются по содержанию кремнезема (SiO2)и выделяются 4 группы:

1. Кислые породы, содержащие более 60% кремнезема (например, гранит- липарит).

2. Средние породы содержат 65-52% SiO3.

3. Основные содержат 52-45% (группа габбро базальта)

4. Ультраосновные породы, содержащие менее 45% SiO2. (группа перидатита - пикрита).

10)Горные породы. Классификация осадочных пород.

Осадочные породы образуются в условиях земной поверхности под воздействием внешних факторов, при этом выделяют 3 главных стадии:

_ накопление продуктов разрушения, образование рыхлого осадка

– процесс уплотнения и цементации осадка и формирование породы

– процесс последующих ее изменений под действием различных природных факторов

Осадочные породы покрывают около 75% площади континентов.

Среди осадочных пород выделяют 4 группы:

1) обломочные породы, возникшие в результате механического разрушения каких-либо пород и накопления в водной или воздушной среде образовавшихся обломков.

2) глинистые породы, являющиеся преимущественно химического разрушения пород.

3) химические (хемогенные) породы образовались в результате действия химических процессов. (гипс, каменная соль, доломит, ангидрит)

4) органогенные породы возникают в водной среде в результате деятельности организмов.