Добавил:
ac3402546@gmail.com Направление обучения: транспортировка нефти, газа и нефтепродуктов группа ВН (Вечерняя форма обучения) Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

учебники / Короновский Н.В. «‎Общая геология‎» 3-ие издание

.pdf
Скачиваний:
971
Добавлен:
31.05.2021
Размер:
38 Mб
Скачать

УДК 551(07) ББК 26.3я7

К68

Р е ц е н з е н т ы:

Заведующий кафедрой региональной геологии и истории Земли геологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова, профессор Никишин А. М.;

Заведующий кафедрой общей геологии и геологического картирования РГГУ, профессор, доктор геолого минералогических наук,

академик РАЕН Соколовский А. К.

На обложке – Канадские скалистые горы, Кананаскис.

Фото Peter B. Jones

 

Короновский Н. В.

К68

Общая геология : учебник / Н. В. Короновский. — 3-е изд.— Москва : КДУ,

2012. — 552 с. : табл., ил., [26] с. цв. ил. ISBN 978-5 98227 825 8

В учебнике отражены современные данные и представления о Земле как пла нете, ее месте в Солнечной системе и во Вселенной; рассмотрены внутреннее стро ение Земли и методы его изучения, а также геофизические поля; понятие о стра тиграфии и геохронологии, строении земной коры и ее вещественном составе. Рассмотрены все геологические процессы внешней и внутренней динамики. В за ключении подводится итог нашему современному знанию о Земле и о процессах, изменяющих ее лик, в том числе и техногенного характера. Также имеется раздел о нелинейных процессах в геологии. Использование графиков, таблиц и рисунков помогает более легкому усвоению материала. Для каждой главы дается список ре комендуемой дополнительной литературы.

Данный учебник написан для студентов (бакалавриат) геологических специальностей и всех, кто интересуется геологией.

УДК 551(07) ББК 26.3я7

 

© Короновский Н. В., 2012

ISBN 978-5 98227 825 8

© Издательство «КДУ», 2012

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Предисловие

....................................................................................................................

7

Введение

....................................................................................................................

9

 

ЧАСТЬ I

 

 

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ВСЕЛЕННОЙ, ЗЕМЛИ

 

 

И СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

 

ГЛАВА 1.

ЗЕМЛЯ В КОСМИЧЕСКОМ

 

 

ПРОСТРАНСТВЕ .........................................................................................

14

1.1. Образование Вселенной ............................................................................

14

1.2. Солнечная система ......................................................................................

20

 

1.2.1. Солнце и его параметры ...............................................................

20

 

1.2.2. Строение Солнечной системы ....................................................

24

 

1.2.3. Внутренние планеты ......................................................................

26

 

1.2.4. Внешние планеты ............................................................................

29

 

1.2.5. Астероиды, кометы и метеориты ...............................................

34

 

1.2.6. Происхождение Солнечной системы .......................................

41

 

1.2.7. Строение Луны .................................................................................

46

ГЛАВА 2.

СТРОЕНИЕ И СОСТАВ ЗЕМЛИ ...................................................................

49

2.1. Форма Земли .................................................................................................

49

2.2. Внутреннее строение Земли ...................................................................

50

2.3. Химический и минеральный состав недр Земли ............................

65

2.4. Гравитационное поле Земли ...................................................................

69

2.5. Магнитное поле Земли .............................................................................

73

2.6. Тепловое поле Земли .................................................................................

83

2.7. Вещественный состав земной коры .....................................................

89

 

2.7.1. Минералы ............................................................................................

89

 

2.7.2. Горные породы ..................................................................................

98

2.8. Строение земной коры ...............................................................................

103

ГЛАВА 3.

ВОЗРАСТ ГОРНЫХ ПОРОД

 

 

И ТЕКТОНИКА ЛИТОСФЕРНЫХ ПЛИТ...........................................................

107

3.1. Относительная геохронология ................................................................

107

3.2. Изотопные методы определения возраста

 

 

минералов и горных пород .......................................................................

115

3.3. Тектоника литосферных плит —

 

 

современная геологическая теория .......................................................

126

 

ЧАСТЬ II

 

 

ПРОЦЕССЫ ВНЕШНЕЙ ДИНАМИКИ

 

ГЛАВА 4.

АТМОСФЕРА И ГИДРОСФЕРА ........................................................................

139

ГЛАВА 5.

ВЫВЕТРИВАНИЕ ...............................................................................................

144

5.1.

Механическое, химическое и биологическое выветривание .......

145

5.2.

Процессы гипергенеза и коры выветривания ...................................

151

5.3.

Образование почв и их свойства ...........................................................

154

ГЛАВА 6.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

 

 

ПОВЕРХНОСТНЫХ ТЕКУЧИХ ВОД ..................................................................

157

6.1. Временные водные потоки .......................................................................

159

6.2. Геологическая деятельность рек .............................................................

164

6.3. Устьевые части рек, дельты и эстуарии .............................................

176

6.4. Развитие речных долин и формирование речных террас ...........

182

ГЛАВА 7.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ..............................

187

7.1.

Виды воды в горных породах .................................................................

187

7.2.

Движение и режим грунтовых вод .......................................................

192

7.3.

Подземные воды и окружающая среда ...............................................

196

ГЛАВА 8.

КАРСТОВЫЕ ПРОЦЕССЫ .................................................................................

198

8.1.

Карстовые формы рельефа .......................................................................

198

ГЛАВА 9.

ГРАВИТАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ .....................................................................

206

ГЛАВА 10. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОЗЕР И БОЛОТ....................................

211

10.1. Геологическая деятельность озер ...........................................................

211

10.2. Геологическая деятельность болот ........................................................

215

ГЛАВА 11.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ВЕТРА ..................................................

220

11.1.

Дефляция и корразия .................................................................................

222

11.2.

Аккумуляция эолового материала .........................................................

225

11.3.

Типы пустынь ................................................................................................

228

ГЛАВА 12.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ СНЕГА,

 

 

ЛЬДА И ЛЕДНИКОВ ..........................................................................................

231

12.1. Классификация ледников .........................................................................

233

12.2. Разрушительная (экзарационная) деятельность ледников .........

243

12.3. Транспортная и аккумулятивная деятельность ледников ..........

246

12.4. Водно-ледниковые отложения ................................................................

249

12.5. Оледенения в истории Земли .................................................................

251

12.6. Причины возникновения оледенений ..................................................

257

ГЛАВА 13. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В КРИОЛИТОЗОНЕ .......................................

263

13.1. Распространение криолитозоны .............................................................

263

13.2. Происхождение криолитозоны ...............................................................

265

13.3. Строение криолитозоны ............................................................................

266

13.4. Типы подземных льдов ..............................................................................

267

13.5. Подземные воды в криолитозоне ..........................................................

268

13.6. Криогенные формы рельефа ....................................................................

269

13.7. Термокарст ......................................................................................................

276

13.8. Криогенные формы рельефа,

 

 

связанные с гравитационными процессами ......................................

279

13.9. Хозяйственная деятельность в криолитозоне ..................................

283

ГЛАВА 14. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОКЕАНОВ И МОРЕЙ............................

286

14.1. Свойства океанской воды .........................................................................

286

14.2. Динамический режим Мирового океана .............................................

295

14.3. Рельеф океанского дна ...............................................................................

305

14.4. Геологическая деятельность волн ..........................................................

316

14.5. Эвстатические колебания уровня океана ...........................................

323

14.6. Осадконакопление в океанах ...................................................................

327

14.7. Ресурсы дна океанов ...................................................................................

353

14.8. Стадии преобразования осадков,

 

 

осадочные горные породы

 

 

и взаимоотношение слоистых толщ .....................................................

356

 

ЧАСТЬ III

 

 

ПРОЦЕССЫ ВНУТРЕННЕЙ ДИНАМИКИ

 

ГЛАВА 15.

МАГМАТИЗМ .......................................................................................................

361

15.1. Понятие о магме ...........................................................................................

362

15.2. Интрузивный магматизм ...........................................................................

367

15.3. Вулканизм ........................................................................................................

376

15.4. Продукты извержения вулканов ............................................................

376

15.5. Вулканические постройки .........................................................................

393

15.6. Типы вулканических извержений .........................................................

402

15.7. Поствулканические явления ....................................................................

409

15.8. Геологическая позиция

 

 

действующих вулканов

 

 

и понятие о магматических очагах .......................................................

413

ГЛАВА 16.

МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ..................................................................

418

16.1. Фации метаморфизма .................................................................................

419

16.2. Параметры и типы метаморфизма ........................................................

424

16.3. Ударный метаморфизм ..............................................................................

427

ГЛАВА 17.

ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ

 

 

И ДЕФОРМАЦИИ ГОРНЫХ ПОРОД ................................................................

430

17.1. Вертикальные и горизонтальные движения .....................................

430

17.2. Понятие о деформациях горных пород ...............................................

432

17.3. Складчатые нарушения ..............................................................................

438

17.4. Разрывные нарушения ...............................................................................

448

ГЛАВА 18.

ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ ..............................................................................................

456

18.1. Механизм возникновения землетрясения и его параметры .......

456

18.2. Распространение землетрясений и их геологическая позиция . 467

18.3. Прогноз землетрясений ..............................................................................

473

18.4. Сейсмостойкое строительство и поведение грунтов

 

 

при землетрясениях .....................................................................................

476

18.5. Цунами ..............................................................................................................

477

 

ЧАСТЬ IV

 

 

ЗЕМЛЯ И ЧЕЛОВЕК:

 

 

ДОСТИЖЕНИЯ, ПРОБЛЕМЫ,

 

 

ПЕРСПЕКТИВЫ

 

ГЛАВА 19.

ГЛАВНЫЕ СТРУКТУРЫ ЛИТОСФЕРЫ ..........................................................

481

ГЛАВА 20. ЧЕЛОВЕК И ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СРЕДА ...........................................................

484

ГЛАВА 21. ДОСТИЖЕНИЯ И ПРОБЛЕМЫ .........................................................................

490

21.1. Достижения в изучении Земли ..............................................................

490

21.2. Концепция нелинейности в геологии ..................................................

493

Предметный указатель ............................................................................................................

514

Рекомендуемая литература ....................................................................................................

521

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящий учебник по курсу «Общая геология» соответствует учебной программе. Курс читается всем студентам первого курса геологических специальностей вузов. Написание подобного учебника, учитывая огромный поток информации, поступающей каждый год, представляет большие трудности, т. к. требует тщательного отбора необходимого и вместе с тем достаточного материала для изложения основ геологической науки. Поэтому основной целью учебника была задача отразить в нем современные данные и представления о Земле как планете, ее месте в Солнечной системе и во Вселенной; рассмотреть внутреннее строение Земли и методы его изучения, а также геофизические поля; дать понятие о стратиграфии и геохронологии, строении земной коры и ее вещественном составе. В пособии рассмотрены все геологические процессы внешней и внутренней динамики. В заключение подводится итог нашему современному знанию о Земле и о процессах, изменяющих ее лик, в том числе техногенного характера. Впервые для учебников такого типа помещен раздел о нелинейных процессах в геологии. Стиль изложения материала таков, что он доступен студентам первого курса и характеризует уровень современной геологической науки. Автор стремился дополнить изложение значительным количеством графиков, таблиц и рисунков, помогающих усваивать материал. Для каждой главы дается список рекомендуемой дополнительной литературы. В настоящее, 2-е издание учебника внесены многочисленные дополнения, ряд глав существенно переработан, добавлено большое количество новых иллюстраций, в том числе цветных фотографий. Раздел 3.2 в учебнике написан старшим научным сотрудником М. И. Волобуевым , раздел 21.2. — старшим научным сотрудником А. А. Наймарком, и раздел о магнетизме частично написан ведущим научным сотрудником В. Н. Вадковским, которым автор искренне благодарен.

За обстоятельную рецензию и замечания, способствовавшие улучшению работы, автор глубоко признателен профессору В. М. Ненахову (Воронежский государственный университет). Автор благодарит ведущего научного сотрудника В. Н. Вадковского , доцента В. С. Захарова, доцента В. А. Зайцева, заведующего лабораторией М. А. Гончарова, профессора М. Г. Ломизе, профессора В. Е. Хаина, старшего ведущего научного сотрудника Л. И. Демину, доцента М. А. Романовскую, доцента Н. В. Макарову, научного сотрудника Т. В. Суханову, старшего

8

Предисловие

научного сотрудника В. С. Гарагулю, Г. Н. Гордееву и научного сотрудника М. Ю. Никитина за прочтение ряда глав, ценные советы и замечания.

Автор также выражает благодарность профессору А. М. Никишину за тщательный анализ рукописи учебника, заведующей библиотекой

Н.В. Бакшеевой и сотруднице этой же библиотеки М. Д. Рябухиной за доброжелательную помощь в поисках литературы.

Особую и самую искреннюю благодарность автор выражает своему ближайшему помощнику старшему научному сотруднику Г. В. Брянцевой, без самоотверженной помощи которой подготовка учебника была бы невозможна, и старшему научному сотруднику А. А. Наймарку, сделавшему очень много ценных замечаний, написавшему раздел «Концепция нелинейности в геологии» и всегда с большой заинтересованностью обсуждавшему разнообразные проблемы.

Автор будет признателен за все советы и рекомендации, направленные на дальнейшее совершенствование учебника. Просьба посылать их по адресу: 119899, Москва, ГСП-3, Воробьевы горы, МГУ им. М. В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра динамической геологии,

Н.В. Короновскому.

ВВЕДЕНИЕ

Древние греки, населявшие прекрасную страну Элладу, называли нашу Землю Геей. Уже во втором тысячелетии до нашей эры, в кри- то-микенский период, широкое развитие получила добыча руд, из которых выплавлялись различные металлы. Вообще-то их начали добывать еще раньше, в конце нового каменного века — неолита. Уже тогда были известны золото, серебро, медь, олово, железо, свинец и другие металлы. Древние металлурги умели делать из них разные сплавы. Умение искать и находить руды чрезвычайно высоко ценилось, как, впрочем, и в последующие времена. Но все же следует признать, что большинство месторождений в глубокой древности было открыто не с помощью целенаправленных поисков, а случайно. Действительно, не надо было обладать знаниями для того, чтобы поднять с поверхности Земли золотой самородок и искать вокруг другие самородки. Но постепенно накапливались определенные признаки, сопутствующие разным рудам, о которых писал, например, знаменитый ученый Древнего мира Плиний Старший. Зачатки геологических знаний развивались благодаря существовавшим горным разработкам, прежде всего у египтян, греков, китайцев, индийцев и других народов. Во многих местах найдены остатки древних горных промыслов — в Армении, на Урале, в Забайкалье, на Алтае, в Узбекистане, Таджикистане, Казахстане. Во втором тысячелетии до нашей эры на Урале плавили медь, в Северном Казахстане добывали золото, в горах Средней Азии получали свинец и серебро, а в Азербайджане (в Нахичевани) разрабатывали каменную соль.

Геологические знания постепенно набирали силу, но при рабовладельческом строе трудно было успешно развивать производство, а с ним и горные промыслы. Появление феодализма, установление новых производственных отношений дали толчок развитию и горного дела. В Средние века в Центральной и Восточной Европе было открыто много рудников, да и в Киевской Руси, в окрестностях Великого Новгорода, добывали железо, строительный камень, а на Белом море — слюду, которая в прошлом веке была названа мусковитом (от слова «моска» — Москва). В эпоху Возрождения появились первые зачатки научной геологии. Когда начали формироваться капиталистические отношения в сфере производства, геология сделала резкий шаг вперед. Ученые стали задумываться над тем, откуда взялись высоко в горах древние морские раковины.

10

Введение

Наверное, когда-то там плескалось море, а гор не было. Следовательно, суша не была чем-то постоянным, ее очертания менялись. Стали обращать внимание не только на горные породы — известняк, гранит, песчаник, глинистый сланец, мел, но и на то, как они располагаются, залегают в природе. Выяснилось, что слои могут быть наклонными, иногда даже вертикальными. Какая же сила заставила их так наклоняться и изгибаться в складки? Землетрясения и извержения вулканов, приносившие столько бед и несчастий человечеству, тоже стали изучаться.

И вот в XVIII и XIX вв. геология как наука сделала поистине героический рывок вперед. Великий Ломоносов заложил своими трудами фундамент геологического учения, на котором в дальнейшем росло здание геологической науки. Можно только удивляться, как много сделал Ломоносов для развития геологических знаний, как, впрочем, и для других наук.

Стремительно растущая промышленность требовала все новых и новых полезных ископаемых и во все возрастающем количестве. Для геологии начался золотой век. Изобретение двигателя внутреннего сгорания дало повод для поисков нефти. Электростанции, заводы, фабрики требовали угля, сельское хозяйство — удобрений, строительство — камня, песка, глины, воды. Но как же все это дать производству? Где искать новые руды, нефть, газ, алмазы? Как заглянуть поглубже в недра Земли, где подземные клады лежат за семью печатями?

Ответы на все эти и многие другие вопросы дает нам геология — наука о строении Земли, о ее происхождении, возрасте, развитии и образовании полезных ископаемых. «Гео» — по-гречески земля, «логос» — знание. Не следует, конечно, думать, что геологи получают все эти знания только с помощью молотка и лупы, как это многие еще до сих пор представляют. Геология сейчас использует данные физики, химии, биологии, математики, астрономии и сама подразделяется на многочисленные ветви, которые даже просто перечислить затруднительно.

Так, историей нашей планеты занимается историческая геология, которая использует палеонтологию — науку о древнем животном и растительном мире; динамическая геология изучает разнообразные процессы: вулканизм, образование рельефа, возникновение землетрясений, деятельность рек, морей и океанов, образование складок в земных пластах, движение земной коры; стратиграфия занята изучением последовательности образования пластов и установлением их возраста; петрография изучает горные породы, которые состоят из минералов, а петрология — способы образования горных пород; кристаллография рассматривает внутреннюю структуру минералов, их кристаллическую решетку; геохимия изучает распределение химических элементов в земной коре, горных породах,

Соседние файлы в папке учебники