Учебно-методические материалы

1. Конспекты лекций по дисциплине «геология»

ДИДАКТИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА 1 - «Строение и состав Земли и земной коры».

Лекция 1. Предмет, задачи и отрасли геологии. История развития геологии. Методы геологических исследований.

Предмет, задачи и отрасли геологии. История развития геологии. Мето­ды геологических исследований.

Геология, как система наук, предмет, основные задачи. Методы иссле­дований: полевые, метод актуализма, геологический, сейсмический, грави­метрический, магнитометрический и пр.

История развития геологии. Отрасли геологии. Связь геологии с други­ми естественными науками: биологией, физикой, географией, химией, мате­матикой и др науками.

Достижения современной науки и техники на службе геологии. Значе­ние геологии в создании материально-технической базы России.

Лекция 2. Строение Земли и состав земной коры.

Геофизические методы изучения Земли. Представление о строении, со­ставе и агрегатном состоянии вещества мантии и ядра. Литосфера и астено­сфера. Давление и его изменение с глубиной. Температура Земли, ее измене­ние с глубиной. Оболочки Земли: земная кора, мантия. Строение ядра Земли. Химический состав Земли и земной коры.

Лекция 3. Понятие о минералах и кристаллах и их свойствах.

Основы кристаллографии. Кристаллы. Элементы ограничения и сим­метрии кристаллов. Элементы симметрии кристаллов. Кристаллографические сингонии. Простые формы и комбинации кристаллов.

Минералы. Понятие о минералах.Формы минеральных агрегатов. Усло­вия образования минералов Понятие об аморфном и кристаллографическом состоянии вещества. Физические свойства минералов. Взаимосвязь кристал­лической структуры, химического состава и физических свойств минералов.

Лекция 4. Классы минералов.

Кристаллохимическая классификация минералов и ее принципы. Прин­ципы классификации минералов. Главнейшие породообразующие минералы, и их химический состав и физические свойства.

Описание минералов и их физических свойств. Классы минералов: 1) самородные элементы; 2) сульфиды; 3) сульфаты; 4) галогениды; 5) фосфаты; 6) карбонаты; 7) оксиды; 8) гидроксиды; 9) силикаты и их подклассы: остров­ные, кольцевые, цепные, поясные (ленточные), листовые, каркасные; 10) ор­ганические соединения.

Лекция 5. Горные породы и их классификация.

Горные породы и их свойства. Мономинеральные и полиминеральные породы. Структура и текстура горных пород. Классы горных пород (по усло­виям образования).

Классификация магматических горных пород.

Интрузивные (абиссальные, гипабиссальные) и эффузивные породы.

Основы петрографии. Структура и текстура горных пород. Кислые, средние, основные, ультраосновные породы, их представители – гранит, ба­зальт, габбро и другие.

Классификация осадочных горных пород.

Превращение осадков в осадочные горные породы. Породы рыхлые и сцементированные. Полезные ископаемые, связанные с осадочными горными породами. Накопление органического вещества и условия преобразования его в нефть и газ. Углеводороды.

Основные группы осадочных горных пород: 1) обломочные (пластиче­ские); 2) глинистые; 3) гемогенные; 4) органогенные (каустобиолиты); 5) по­роды смешанного биохимического происхождения.

Метаморфические горные породы и процессы метаморфизма. Основные факторы и типы метаморфизма. Региональный и контактный мета­морфизм. Метаморфические горные породы. Полезные ископаемые, связан­ные с метаморфическими породами.

ДИДАКТИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА 2 - «Геохронология. Эндогенные геологические процессы»

Лекция 6. Геохронология. Геохронологическая и стратиграфиче­ская шкала.

Историческая геология – наука о закономерностях развития Земли и жизни на ней. Связь с другими естественными науками: географией, биоло­гией, физикой, химией. Горные породы и ископаемые – основные документы физико-географического времени. Принцип актуализма. Практическое значе­ние исторической геологии.

Методы определения возраста горных пород.

Методы определения относительного возраста горных пород: геолого-стратиграфические и палеонтологические. Определение относительного воз­раста интрузий и эффузий. Палеонтологический метод, его значение в сопо­ставлении руководящих ископаемых организмах. Абсолютная геохроноло­гия. Общая характеристика методов определения абсолютного возраста по­род, основанных на явлении радиоактивного распада элементов. Палеомаг­нитный метод, его сущность и возможное применение.

Геохронологическая шкала (шкала геологического времени) соответ­ствующая ей стратиграфическая шкала (деление горных пород).

Эпохи горообразований (складчатости), или орогенезы: байкальская, каледонская, герцинская, мезозойская, альпийско-гималайская (тихо­океанская).

Лекция 7. Эпохи геологической истории Земли и эволюции органического мира.

История Земли в докембрии.

Подразделения докембрия. Архейская и протерозойская эры. Докембрий­ский этап развития земной коры и его особенности. Рождение атмосферы и гидросферы. Происхождение жизни и эволюция биосферы. Физико-геогра­фические условия в докембрии. Формирование суперконтинента Пангея-1. Первые платформы и геосинклинали. Распределение щитов древних плат­форм. Полезные ископаемые докембрия.

Палеозойская эра. Ранний палеозой. (Кембрий-Силур)

Развитие земной коры, характерные черты развития древних платформ, геосинклинальных и эпигеосинклинальных складчатых областей. Особенно­сти осадконакопления. Дрейф континентов. Каледонская эпоха складчатости ( горообразования) и ее результаты. Палеографические условия и особенно­сти развития органического мира. Появление первых рыбообразных и рыб. Распространение осадков и полезные ископаемые.

Поздний палеозой. (Девон-Пермь)

Развитие земной коры. Усложнение строения древних платформ, фор­мирование первых молодых платформ. Развитие геосинклинальных и эпигео­синклинальных складчатых областей. Проявление герцинского орогенеза, его результаты. Образование суперматерика Пангея-2 и Палео-Тихого океана. Развитие климатических условий. Эволюция биосферы: появление первых земноводных, пресмыкающихся, бурное развитие рыб. Развитие наземной растительности (плауны, хвощи и папоротники и первые хвойные).

Интенсивное нефте-, газо- и углеобразование. Пермь – солеобразова­ние. Смена талассократических и геократических эпох. Характерные осадки и полезные ископаемые.

Мезозойская эра.

Важнейшие особенности развития земной коры в триасовом, юрском и меловом периодах. Распад суперконтинента Пангея-2. Развитие рифтогенеза, образование молодых океанов: Индийского, Атлантического и Северного Ле­довитого. Формирование континентов Гондванского ряда. Киммерийский орогенез. Мощные трансгрессии морей. Климатические зоны. Развитие орга­нического мира: важнейшая роль рептилий, появление птиц, цветковой рас­тительности. Распределение осадков и полезных ископаемых.

Кайнозойская эра, ее подразделение. Палеогеновый период.

Дальнейшее усложнение и увеличение площади древних и молодых платформ в результате окончания киммерийской и начала альпийской склад­чатости Средиземноморского и Тихоокеанских геосинклинальных поясов. Продолжение рифтогеза, «великие африканские разломы» и в др. регионах Земли. Движение материков. Время формирования млекопитающих. Палео­географические условия. Распространение осадков и полезных ископаемых.

Неогеновый период.

Возникновение современных ландшафтов. Рост интенсивности альпий­ской складчатости (неотектоника) в Средиземноморском и Тихоокеанском геосинклинальных поясах. Усложнение строения земной коры. Усиление об­разования рифтов и вертикальных колебательных движений на древних и мо­лодых платформах. Образование краевых и межгорных прогибов. Оформле­ние океанических впадин.

Вулканизм. Изменение климата. Возникновение тундр и арктических ассоциаций. Ускорение эволюции млекопитающих. Осадки и полезные иско­паемые.

Четвертичный период.

Подразделение и основные особенности: малая длительность, резкие и многократные колебания климата, появление и развитие человека. Особенно­сти развития земной коры. Бореальные трансгрессии. История Черного, Ка­спийского и Балтийского морей. Растительность и животный мир. Распро­странение и особенности отложений, полезные ископаемые.

Лекция 8-11. Эндогенные геологические процессы.

Магматизм.

Понятие о магме. Причины магматизма. Эффузивный магматизм – вул­канизм. Вулканы и их деятельность. Продукты извержения вулканов: газооб­разные, жидкие, твердые, их состав и классификация. Типы вулканов по ха­рактеру извержения и по составу лавы. Кальдеры и их происхождение.

Поствулканические явления: фумароллы, сольфатары, мофетты, гейзе­ры, грязевые вулканы, термальные источники Практическое использование гидротерм. Географическое распределение действующих вулканов.

Интрузивный магматизм (плутонизм). Согласные и несогласные интрузии. Полуглубинные (гипабиссальные) интрузии: секущие жилы (дайки), пласто­вые жилы (силлы), лополиты, факолиты, лакколиты, некки и др. Глубинные (абиссальные) интрузии: батолиты, штоки, гранито-гнейсовые купола.

Взаимодействие интрузивных тел с вмещающими породами. Пегмати­ты, гидротермы, пневматолиты. Важнейшие полезные ископаемые, связан­ные с различными типами магматических пород. Значение магматизма в фор­мировании и развитии земной коры.

Тектонические движения.

Типы тектонических движений. Движения колебательные (эпейрогени­ческие). Складчатые (пликативные) и разрывные (дизъюнктивные).

Вертикальные и горизонтальные движения земной коры. Современные колебательные движения земной коры, примеры поднятий и опусканий на территории России и зарубежных стран. Новейшие неоген-четвертичные движения земной коры и их роль в формировании основных черт современ­ного рельефа. Методы изучения современных и новейших тектонических движений: геодезические, исторические, археологические, батиметрические, геоморфологические, геологические. Тектонические движения прошлых (до­неогеновых) периодов и методы их изучения.

Ненарушенное залегание горных пород. Параллельное (стратиграфиче­ское) несогласие. Горизонтальные и моноклинальное залегание горных по­род. Флексуры.

Нарушенное залегание пород. Элементы залегания: простирание, паде­ние, угол падения слоя. Горный компас.

Синклинальные и антиклинальные складки и их типы. Формы складок на платформе и их размеры - крупные (антеклизы, синеклизы), средние, (валы, прогибы), мелкие (купола, мульды).

Разрывные нарушения – сдвиги, сброс, грабен, горст, взброс, надвиг, тектонический покров (шарьяж), или шарриаж. Глубинные разломы.

Типы складчатости, полная, прерывистая, их связь со структурными зо­нами земной коры и происхождение.

Землетрясения.

Землетрясения как отражение интенсивных тектонических движений земной коры и разрядки напряжений. Географическое распространение зем­летрясений. Понятие об эпицентре и гипоцентре землетрясений. Форшоки и афтершоки. Упругие (сейсмические) волны, их типы и скорость распростра­нения. Сейсмические станции и сейсмографы. Глубины очагов землетрясе­ний. Шкалы для оценки интенсивности землетрясений в баллах. Сейсмиче­ские явления. Изосейсты и плейстосейстовая область. Энергия, магнитуда и частота землетрясений. Возникновение цунами.

Сейсмическое районирование и его практическое значение. Строитель­ство сейсмостойких зданий и сооружений. Проблема прогноза времени зем­летрясений.

ДИДАКТИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА 3 - «Экзогенные геологические процессы».

Лекция 12-13. Главные структурные элементы земной коры.

Океаны как структурный элемент высшего порядка. Срединно - океа­нические поднятия (хребты), их строение. Рифтовые зоны и магматизм, трансформные разломы, океанические плиты. Линейные вулканические ар­хипелаги и их происхождение. Пассивные и активные окраины. Происхожде­ние океанов, представления об их возрасте.

Континенты как структурный элемент высшего порядка. Древние плат­формы их основные структурные элементы, фундамент и чехол. Различия древних и молодых платформ.

Складчатые пояса. Распространение, основные черты строения. Пред­ставления о развитии складчатых поясов. Геосинклинальная концепция. Кон­цепция тектоники литосферных плит. Основные понятия. Литосферная пли­та, спрединг, трансформный разлом, субдукция. Связь вулканизма и сей­смичности. Возраст океанического ложа. Срединные океанические хребты, рифтовые зоны. Движение плит и их возможный механизм.

Эпиплатформенные орогенные пояса и области, их строение, особенно­сти развития. Континентальные рифты и вулканизм. Тектонические гипоте­зы. Фиксизм и мобилизм.

Лекция 14. Экзогенные геологические процессы.

Выветривание. Геологическая деятельность поверхностных теку­чих вод, рек и подземных вод.

Выветривание.

Типы выветривания. Роль климата. Физическое выветривание и его факторы. Факторы химического выветривания. Роль органического мира в процессах выветривания. Зональность процессов выветривания. Кора вывет­ривания, ее строение. Элювий. Древние коры выветривания. Полезные иско­паемые, приуроченные к корам выветривания.

Геологическая деятельность поверхностных текучих вод.

Деятельность временных потоков, перенос обломочного материала, ак­кумуляция осадков. Делювий. Линейный размыв (эрозия). Овраги, их заро­ждение и различные стадии развития. Виды эрозии - донная (глубинная), бо­ковая, регрессивная (пятящаяся) эрозия. Мероприятия по борьбе с эрозией. Пролювий – генетический тип континентальных отложений. Сели, условия их образования и борьба с ними.

Геологическая деятельность рек.

Понятие о профиле равновесия реки. Базис эрозии. Перенос обломоч­ного и растворимого материала. Аккумуляция. Аллювий и его типы. Излучи­ны (меандры) рек , причины их возникновения. Образование стариц. Надпой­менные террасы и различные их типы. Аллювиальные россыпные месторо­ждения полезных ископаемых.

Устьевые части рек. Дельты, эстуарии, лиманы. Примеры древних дельто­вых отложений и связанные с ними полезные ископаемые. Речные системы и их развитие. Роль эрозионно-аккумулятивных процессов в формировании ре­льефа. Значение рек в народном хозяйстве и их использование.

Подземные воды и их геологическая деятельность.

Происхождение подземных вод и их состояние. Водопроницаемые и водоупорные породы. Типы подземных вод. Верховодка, грунтовые безна­порные воды, напорные (артезианские) межпластовые воды. Движение под­земных вод в горных породах. Области питания и области разгрузки (дрени­рования). Артезианские бассейны и их значение в питьевом и промышлен­ном водоснабжении. Минерализация и химический состав подземных вод. Минеральные (лечебные) воды, их состав и свойства.

Карстовые процессы. Условия возникновения и развития карста. Кар­бонатный карст, гипсовый, соляной. Поверхностные и подземные карстовые формы. Воронки, провалы, пещеры. Суффозия. Учет карстовых процессов в жизни и деятельности человечества.

Оползни, факторы вызывающие их. Морфология и типы оползней. Рас­пространение оползней и меры борьбы с ними.

Геологическая роль озер и болот.

Происхождение озерных котловин. Происхождение водной массы озер. Геологическая деятельность озер. Отличительные особенности осадков прес­ных и соленых озер. Образование сапропелей и преобразование их в сапропе­литы. Образование озерных руд.

Общие сведения о болотах. Типы и эволюция болот – низинных, верховых, переходных. Прибрежно-морские болота. Образование торфа и последующая углефикация его. Факторы, способствующие преобразованию торфа в бурые, каменные угли и антрацит. Угольные месторождения лимнического и паралического типов.

Лекция 15. Экзогенные геологические процессы. Геологическая деятельность ледников, ветра.

Геологическая деятельность ледников.

Географическое распространение современных ледников. Типы ледни­ков- горные, покровные (материковые), промежуточные. Каровые и висячие ледники. Режим ледников, области питания и области стока ледников различ­ных типов. Разрушительная работа ледников (экзарация). Перенос ледниками обломочного материала. Морены движущиеся и отложенные. Конечно-мо­ренные гряды. Флювиогляциальные (водно-ледниковые) потоки и их отложе­ния. Озы, камы, зандры. Покровные оледенения Антарктиды и Гренландии.

Особенности строения рельефа перигляциальных областей, связь с вечной мерзлотой и криогенными явлениями: гидролакколиты, гидроэффузи­вы — наледи, солифлюкционные процессы. Мерзлотные формы рельефа: гидролакколиты («булгуняхи»), аласы, торфяные буры и мари. Надмерзлот­ные, межмерзлотные и подмерзлотные воды.

Древние четвертичные оледенения. Гипотезы о причинах оледенений.

Геологическая деятельность ветра.

Разрушительная деятельность: дефляция и коррозия, эоловые котлы. Переносящая деятельность ветра. Аккумулятивная деятельность ветра. Эоло­вые отложения (лёссы). Эоловые формы рельефа: барханы, дюны, эрги.

Лекция 16. Экзогенные геологические процессы. Геологическая деятельность морей.

Общие сведения о Мировом океане. Рельеф дна. Подводная окраина материков – шельф, континентальный склон, континентальное подножие. Ложе Мирового океана. Глубоководные желоба. Срединно-океанические хребты, рифты, подводные горы. Атлантический и Тихоокеанский типы ре­льефа континентальных окраин.

Трансгрессия, регрессия и ингрессия моря. Геологическая работа моря – абразия (разрушение), разнос по акватории и дифференциация осадочного материала, аккумуляция. Абразионные и аккумулятивные берега. Коса, бар, томболо, лагуна.

Осадконакоплние в морях и океанах. Типы осадков - терригенные, ор­ганогенные, хемогенные, вулканогенные и полигенные (красная океаниче­ская глина). Роль биогенного осадконакопления. Литоральные, неритовые, батиальные и абиссальные типы осадков. Рифы, условия их образования. Турбидиты и их образование

Лекция 17.Геологическая деятельность человека и охрана геологической среды.

Геологическая деятельность человека и охрана геологической среды.

Подземные и открытые способы добычи полезных ископаемых. Гео­экологические проблемы, связанные с добычей полезных ископаемых.Охрана геологической среды. Палеонтологические и геологические памятники природы.