О геологиинаверняка знает каждый, несмотря на то, что она является, пожалуй, единственнойестественнонаучной дисциплиной, не изучаемой в школьном курсе. Развитие«геологических» знаний сопутствовало развитию человечества на всех этапах егоистории. Достаточно вспомнить, что общая периодизация истории основана нахарактере используемых для производства орудий труда материалов: каменный,бронзовый и железный век. Добыча и совершенствование технологии обработкиполезных ископаемых неизбежно связаны с увеличением знаний о свойствах минералови горных пород, выработкой критериев поиска месторождений и совершенствованиемспособов их разработки. Технологический прогресс, в том числе и на современномэтапе развития цивилизации, немыслим без использования природных ресурсов.
Вместе с тем,в понимании, близком к современному, термин «геология» впервые был примененлишь в 1657 году норвежским естествоиспытателем М.П. Эшольтом, а каксамостоятельная ветвь естествознания геология начала складываться только вовторой половине 18 века. В это время были разработаны элементарные приёмынаблюдения и описания геологических объектов и процессов, первые методы ихизучения, проведена систематизация разрозненных знаний, возникли первыегипотезы. Этот период связан с именами выдающихся учёных А. Броньяра, А.Вернера, Ж. Кювье, Ч. Лайеля, М. Ломоносова, У. Смита и многих других. Геологиястановится наукой. Наука — выработанная в результатедеятельности человека, взаимосвязанная развивающаяся система знаний о законахмира.
Компонентынаучного познания:
1. Постановкапроблемы, т.е. задачи, которая не может быть решена на основании имеющихсязнаний.
2. Выработкагипотезы — системы предположений, основанных на ряде фактов.
Гипотеза вырабатываетсяна основании формулировки точек зрения о проблеме. В ходе доказательства однигипотезы отвергаются, другие подтверждаются фактами и обогащают теорию.
3. Теория — системаобобщенного знания о той или иной области (например, теория Ч. Дарвина). Геология — развивающаяся система знаний овещественном составе, строении, происхождения и эволюции геологических тел иразмещении полезных ископаемых.
Такимобразом, объектами изучения геологии являются:
состав истроение природных тел и Земли в целом;
процессы наповерхности и в глубинах Земли;
историяразвития планеты;
размещение полезныхископаемых.
Намечаетсяопределенная иерархия геологических тел (где тела каждого последующего рангаорганизации вещества образованы закономерным сочетанием тел предыдущего ранга):минерал — горная порода — геологическая формация — геосфера — планета в целом.«Минимальным» объектом, изучаемым в геологии, выступает минерал (составляющиеминералы элементарные частицы и химические элементы рассматриваются всоответствующих разделах физики и химии). Минералы — однородные по составу и строениюкристаллические вещества, образовавшиеся в результате природныхфизико-химических процессов. Изучению минералов посвящена одна из ветвейгеологии — минералогия. Минералогия — это наука о составе, свойствах,строении и условиях образования минералов. Это одна из старейших геологическихнаук, по мере развития которой от неё отделялись самостоятельные ветвигеологических наук. Горныепороды — естественные минеральные агрегаты, образующиеся в глубинах Земли или на еёповерхности в ходе различных геологических процессов. По происхождению(генетически) выделяются три типа горных пород:
магматические,образующиеся в результате кристаллизации огненно-жидких природныхпреимущественно силикатных расплавов — магмы и лавы;
осадочные,формирующиеся на поверхности Земли в результате физического и химическогоразрушения существующих пород, осаждения минералов из водных растворов или врезультате жизнедеятельности живых организмов;
метаморфические,возникающие при преобразовании магматических, осадочных или ранееобразовавшихся метаморфических пород в глубинах Земли под воздействием высокихтемператур и давлений. Горные породы рассматриваются петрографией. Петрография — наука, занимающаяся изучениемсостава, строения, происхождения и закономерностей распространения горныхпород. Обычно из петрографии выделяется, как самостоятельная наука, литология,изучающая осадочные горные породы. Геологическиеформации — закономерное сочетание определенных генетических типов горных пород, связанныхобщностью условий образования.
Геологическиеформации рассматриваются во многих разделах геологии (петрографии, литологии,геотектонике и др., даже выделяется особое направление — учение о формациях).Учитывая, что выявление формаций, как объектов высокого ранга, возможно лишьпри изучении крупных участков земной коры, важная роль в их исследованииотводится региональной геологии. Региональнаягеология — раздел геологии, занимающийся изучением геологического строения и развитияопределенных участков земной коры. Геосферы — концентрические слои (оболочки),образованные веществом Земли. В направлении от периферии к центру Землирасположены атмосфера, гидросфера (образующие внешние геосферы), земная кора,мантия и ядро Земли (внутренние геосферы). Область обитания организмов,включающая нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхнюю часть земной коры,называется биосферой.
Важнейшаяроль в изучении геосфер, их состава, протекающих в них процессов и ихвзаимосвязи, отводится геофизики и геохимии. Геофизика — комплекс наук, изучающихфизические свойства Земли в целом и физические процессы, происходящие в еётвёрдых сферах, а также в жидкой (гидросфера) и газовой (атмосфера) оболочках. Геохимия — наука, изучающая историюхимических элементов, законы их распределения и миграции в недрах Земли и на еёповерхности. Наука, исследующая глубинные процессы, изменяющие состав истроение твердых оболочек Земли, называется геодинамика.
Минералы игорные породы залегают в виде определённых геологических тел. Важныминаправлением геологии является науки, изучающие формы залегания пород, механизми причины образования этих форм. Наука, изучающая формы залегания горных породв земной коре и механизм образования этих форм называется структурнаягеология (обычно рассматривается как раздел тектоники). Тектоника — наука о строении, движениях идеформациях литосферы и её развитии в связи с развитием Земли в целом.
Геологамиприходится иметь дело с толщами горных пород, накопившимися на миллиарды лет.Поэтому ещё одним важнейшее направление включает науки, восстанавливающие последам, сохранившимся в толщах горных пород, события геологической истории и ихпоследовательность. Геохронология — учение о последовательностиформирования и возрасте горных пород. Стратиграфия — раздел геологии, занимающийсяизучением последовательности образования и расчленением толщ осадочных,вулканогенно-осадочных и метаморфических пород, слагающих земную кору.Обобщающей дисциплиной этого направления является историческая геология — наука, изучающая геологическое развитие планеты, отдельных геосфер и эволюциюорганического мира. Все названные геологические науки тесно связаны спалеонтологией, возникшей и развивающейся на стыке геологии и биологии. Палеонтология – наука, изучающая по ископаемымостаткам организмов и следам их жизнедеятельности историю развитиярастительного и животного мира прошлых геологических эпох.
Прикладноенаправление геологических наук также включает в себя ряд важных разделов: геологиюполезных ископаемых; гидрогеологию — науку оподземных водах; инженерную геологию, изучающую геологическиеусловия строительства различных сооружений и др.
Многогранностьобъектов изучаемых геологией превращает её комплекс взаимосвязанных научныхдисциплин. Приэтом, в большинстве случаев, каждая отдельная дисциплина включает в себя триаспекта: описательный (изучающий свойства объекта, классифицирующий их и пр.),динамический (рассматривающий процессы их образования и изменения) иисторический (рассматривающий эволюцию объектов во времени).
По областииспользования результатов научные исследования делятся на фундаментальные иприкладные. Цель фундаментальных исследований — открытие новых основополагающихзаконов природы или способов и средств познания. Цель прикладных — созданиеновых технологий, технических средств, предметов потребления. Применительно кгеологии необходимо отметить следующие практические задачи:
открытиеновых месторождений полезных ископаемых и новых способов их разработки;
изучениересурсов подземных вод (также являющихся полезным ископаемым);
инженерно-геологическиезадачи, связанные с изучением геологические условия строительства различныхсооружений;
охрана ирациональное использование недр. Геология имеет тесную связь со многиминауками. На приведенном рисунке указаны разделы наук, возникшие в результатевзаимодействия геологии со смежными дисциплинами: Связь геологии с другими науками
/>
В заключениекратко коснёмся особенностей методов геологических исследований. В этом отношении,прежде всего, следует отметить, что в геологии очень тесно связанытеоретические и эмпирические методы.
Важнейшимметодом геологических исследований является геологическая съёмка — комплекс полевых геологических исследований, производимых с целью составлениягеологических карт и выявления перспектив территорий в отношении наличияполезных ископаемых. Геологическая съёмка заключается в изучении естественных иискусственных обнажений (выходов на поверхность) горных пород (определение ихсостава, происхождения, возраста, форм залегания); затем на топографическуюкарту наносятся границы распространения этих пород с указанием характера ихзалегания. Анализ полученной геологической карты даёт возможность созданиямодели строения территории и данных о размещении на ней различных полезныхископаемых.
Геология — настоящаянаука историческая, и самой важной ее задачей является определениепоследовательности геологических событий. Не имеет смысла говорить, что чтобывыполнить все эти задачи, с давних времен разработан ряд наипростейших иинтуитивно очевидных признаков временных соотношений пород.
Все знают, чтоинтрузивные взаимоотношения всегда представлены контактами интрузивных пород ивмещающих их толщ. Так же известно, что обнаружение признаков таких интрузивныхвзаимоотношений (зоны закалки, даек и т. п.) однозначно указывает на то, что жеинтрузия образовалась позднее чем вмещающие породы.
Известно, что ксенолиты иобломки попадают в породы, где в результате разрушения их собственногоисточника, соответственно они все образовались ранее вмещающих их пород, ипоэтому могут быть использованы для определения их относительного возраста.
И всё же принципактуализма показал, что геологические неисчерпаемые силы, которые действуют внаше время, родственно работали и в те времена. Невероятно, но Джеймс Хаттонсмог сформулировать принцип актуализма фразой «Настоящее — ключ к будущему».
Безапелляционноеутверждение не совсем точное. Вероятно, понятие «богатырская сила» — понятие не геологическое, а физическое, к геологии имеющее опосредованноеотношение. Грамотнее говорить о геологических процессах. Выявление сил,сопровождающих эти процессы, могло бы стать главной задачей геологии, чего, ксожалению, нет.
Стало известно, что внаше время принцип актуализма является тормозом в развитии представлений опроцессах геологии.
Конечно же, принциппервичной горизонтальности смог подтвердить, что морские осадки при образованиизалегают только горизонтально.
Нет сомнения в том, чтопринцип суперпозиции заключается именно в том, что все породы, которыенаходятся в не нарушенном складчатостью и разломами залегании, следуют поочерёдности, в порядке их образования. Молодые породы находятся выше, а древниениже по разрезу.
Кстати сказать, принципфинальной сукцессии постулирует, что в одно и то же время в океане былираспространены одни и те же организмы. Стоит также акцентировать внимание навот чем: палеонтолог, определив набор ископаемых остатков в породе, может разыскатьодновременно образовавшиеся породы.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Геологический факультет
Реферат
Почему я выбрала геологию
Выполнил: студент группы ГЛГ-2
Калашникова Ю.Ю.
Проверил: Печеркина Л.В.
Пермь 2011 Содержание Введение 1. Профессия геолога 1.1 История профессии геолог 2. Факторы, влияющие на выбор профессии 2.1 Уровень социальной значимости профессии 2.2 Массовость и уникальность профессии ( 2.3 Риски профессии Заключение Список литературы Введение
Среди десятков и сотен принимаемых человеком решений самую важную роль и влияние играет выбор жизненного пути. С тех пор как я стала студенткой Пермского Государственного Университета, мне предстоит сделать этот не легкий и определяющий мою будущую судьбу выбор. Я должна определиться, по какой специализации буду учиться дальше. Сделать осознанный и самостоятельный выбор очень сложно, ведь до сих пор в большинстве случаев за меня все решали родители, они вели меня по жизненному пути, но теперь я должна сама выбрать, что мне делать и как поступить.
Ученые считают, что человек живет ради самореализации. Занятие наполняет жизнь смыслом, помогает ощутить себя ценным, значимым в обществе.
В мире нет двух абсолютно одинаковых людей, у каждого свой путь проб и ошибок. Это поиск человеком самого себя, своих жизненных ценностей, своих ориентиров. Сделать осознанный и правильный выбор сложно, существует много факторов влияющих на выбор: низкая информированность о профессии, престижность и значимость профессии, мнение родителей, мнение друзей, привязанности, интересы, потребности общества. Но, не смотря на все это, я сделала свой выбор, основываясь на своих интересах, желаниях и предпочтениях. Я выбрала профиль геология, и надеюсь, я сделала правильный выбор. 1. Профессия геолога 1.1 История профессии геолог
Геология (с греческого geo – земля и logos – учение) – комплекс наук о составе, строении и истории развития земли. С древних времен люди использовали различные полезные ископаемые для своих целей. Таким образом, неорганизованная, непромышленная добыча полезных ископаемых началась еще с древних времен, когда рудокопы добывали глину и уголь, кроме этого, люди владели знаниями о горных породах, минералах и рудах. С началом эпохи Великих географических открытий началось изучение Земли. Люди стали интересоваться, как возникают пустыни, горы и т.д., и пытаться научно обосновать свои догадки. В эти времена и появляются первые геологи-мыслители, которые пытались предположить, где могут находиться полезные ископаемые. Термин “геология” ввел норвежский ученый М. Эшольт в 1657 году. Качественный скачок в истории геологии (конец XIX – начало XX века) связан с введением физико-химических и математических методов исследования. На сегодняшний день большинство месторождений уже разведано. А для выдвижения прогнозов уже не обязательно выезжать на местность, достаточно в большинстве случаев произвести фото – и киносъемку. Однако до сих пор эта профессия является символом романтики и в ней остается много открытых вопросов: не доказана теория движения материков, остаются необъясненными некоторые геомагнитные аномалии. Геологи много времени проводят в экспедициях, где собирают образцы пород, ищут и наносят на карты залежи ценных пород, драгоценных камней, золота, нефти. Изучают геологические процессы: землетрясения и извержения вулканов. Профессия “Геолог” требует от специалиста преимущественно интеллектуальных затрат. Профессиональная деятельность, прежде всего, подразумевает анализ, сравнение и интерпретацию данных, предложение новых решений, выполнение конкретных задач с применением специальных навыков труда.
Доминирующие виды деятельности профессии геолог:
организация и выполнение полевых работ по сбору фактического материала о геологии изучаемого района;
участие в разработке геологического задания;
подсчет запасов полезных ископаемых;
составление графических материалов по геологическому строению изучаемого района работ (схемы, карты, разрезы, планы, диаграммы);
составление эталонных коллекций образцов горных пород и полезных ископаемых;
определение категории горных пород по их технологическим свойствам (буримость, крепость, разрыхляемость);
определение категории сложности районов работ;
прогнозирование движения поверхности;
работа со специализированной техникой и инструментами;
промышленная разработка месторождений;
установление мест заложения горных выработок и буровых скважин нефти и газа;
разработка планов горных работ и эксплуатационной разведки;
изучение геологического строения месторождений;
промысловые и геофизические исследования скважин;
апробирование горных выработок;
осуществление геологического контроля за горно-эксплутационными и разведочными работами, состоянием разработки нефти и газа;
контроль за полнотой и качеством отработки месторождений, освобождением скважин;
учет потерь, движения разведанных и готовых к выемке полезных ископаемых;
проведение ремонта скважин;
обобщение геологического материала и результатов промысловых и геофизических исследований. 2. Факторы, влияющие на выбор профессии 2.1 Уровень социальной значимости профессии
Уровень социальной значимости профессии геолога определяется средними показателями её востребованности на рынке труда. На сегодняшний момент основные заказы поступают от приватных организаций, хотя государственные учреждения все же не остаются в тени частных предпринимателей. В настоящее время профессия геолога довольно востребованная, так как добыча, разведка и обработка полезных ископаемых основной источник доходов страны.
Разведка полезных ископаемых – неотъемлемая часть системы народного хозяйства. Основа обеспечения производства рудой, углем, нефтью, газом, строительными материалами, водой и пр. лежит в поиске их на территории нашей страны. Современная промышленность с ее высокой техникой и огромными масштабами требует гигантского количества разнообразного минерального сырья. Нельзя себе представить ни одной отрасли хозяйства без железа и угля; без нефти была бы мертва вся “подвижная” техника, а современная химия не имела бы возможности так широко производить различные синтетические материалы. Без редких элементов невозможно изготовить различные сложнейшие машины и точнейшие приборы, которые используются в металлургии, химии, машиностроении, авиации, космонавтике. Не может обходиться промышленность без цветных металлов – меди, цинка, олова, свинца, алюминия и магния. Невозможно повысить и плодородие почв без применения так называемых агрономических руд – фосфоритов, апатита и калийных солей.
Геологи пока знают очень мало о строении глубин земной коры, так как непосредственному наблюдению доступна только самая верхняя ее часть. Изучить глубины Земли очень важно по многим причинам. Ученые признают большое влияние глубоких недр Земли на процессы образования месторождений минерального сырья. С глубинами Земли связаны вулканические явления и землетрясения. Поэтому дальнейшее развитие знаний о строении и составе Земли, а также решение вопроса, как образуются месторождения полезных ископаемых, невозможно без непосредственного исследования глубин земной коры и ее подкорковой части.
Места применения труда специалистов – геологоразведочные экспедиции, геофизические и буровые партии, научно-исследовательские и проектные организации. Основная сфера применения их труда – это разведка и освоение месторождений полезных ископаемых. Требуются они и в строительстве (например, для выявления особенностей грунтов на месте будущих сооружений). 2.2 Массовость и уникальность профессии (
Профессия геолога в своём роде уникальна. Для её успешной практики необходимо, во-первых, отличное профильное образование, глубокие знания в сфере составления и толкования картографических чертежей, умелое пользование специфическими измерительными и аналитическими приборами. Работа носит неравномерный характер и отличается возможностью частых длительных командировок и повторных выездов на исследуемый объект. Геолог должен также иметь крепкое здоровье, хорошую физическую подготовку, выносливость, наблюдательность, умение работать в ограниченном коллективе, быть терпеливым и целеустремлённым.
Преподаватели разных вузов едины во мнении: учиться на геолога тяжело. Из общепрофессиональных дисциплин предстоит освоить физику, математику, информатику, техническую и теоретическую механику, инженерную графику – геологам нужно инженерное мышление. Одновременно придется изучать историю, культурологию, социологию, политологию, иностранный язык – это уже предполагает гуманитарный склад ума. И, наконец, специальные геологические и горно-геологические дисциплины потребуют своих, особых способностей. Например, палеонтологию по книжке не выучишь – надо работать с коллекцией, заниматься в палеонтологических и минералогических музеях.
Перед учеными-геологами и практиками стоит ва
С малых лет мы интересуемся происхождением жизни на Земле. Даже маленькие дети задают непростые вопросы, дать ответ на которые вовсе не легко. А легко ли ответить на извечный вопрос о возникновении самой Земли? Какова ее родословная, кто изучает эту проблему, насколько ученые продвинулись в этих исследованиях?.. Чтобы поговорить об этом, дадим сначала определение интересующей нас отрасли науки — геологии.
Само слово «геология» образовано от греческих корней: гео — земля, логос — учение, так что нетрудно объяснить и содержание этой науки: она охватывает ряд исследовательских направлений — о составе, строении и истории развития земной коры и нашей планеты. Истоки геологии относятся к глубокой древности и связаны с первыми сведениями о горных породах, минералах и рудах. В самостоятельную ветвь естествознания геология выдвинулась в конце восемнадцатого — начале девятнадцатого века. Теперь успешно развиваются и отрасли прикладного значения — гидрогеология, инженерная геология, учение о полезных ископаемых и другие.
Сегодня мы поговорим об исторической геологии.
На Земле еще до появления человека в течение миллионов лет происходили события, которые изменили нашу планету. На сушу многократно наступали моря, которые размывали и разрушали ее. Поднимавшиеся из вод моря горные хребты подтачивались дождевыми и снеговыми водами, а также ледниками, которые спускались с горных вершин. На дне морей, на островах и на материках вулканы извергали расплавленную лаву, которая покрывала огромные площади, до неузнаваемости изменяя лик Земли.
Ветры в пустынях развеивали горные хребты в пыль, перенося и отлагая толщи песков, и они накапливались на обширных пространствах нашей планеты.
Все изменения, которые претерпел земной шар с момента образования на нем земной коры и до настоящего времени, изучает историческая геология. Историческая геология выясняет, где в прошлом были моря и суша, изучает места, где происходили извержения вулканов.
Историческая геология не только устанавливает события, которые происходили миллионы лет назад, изучает их последовательность. Ученых-геологов интересует, что было раньше и что позже.
Я хочу стать геологом
Выбор профессии в жизни каждого человека – очень ответственный шаг. К этому нужно подойти очень серьезно и основательно, потому что, можно сказать, вы выбираете дело всей жизни. Мы выбираем будущую профессию на основе наших качеств, интересов, способностей. Многие люди не знают, кем хотят быть, где хотели бы работать, но я уже определился с делом всей своей жизни. Я хочу стать геологом.
Я выбрал эту профессию потому, что хотел и хочу найти горные породы или место зарождения нефти.
Но чтобы стать хорошим геологом, необходимо освоить целый комплекс как инженерных, так и гуманитарных наук. Это физика и математика, информатика и механика, история и культурология, иностранный язык и политология. Деятельность геолога это не только постоянные экспедиции и командировки, но и работа в лаборатории и составление карт. Геолог может уйти в науку и работать в научно- исследовательских учреждениях , научных институтах, в нефтяных компаниях.
Мы читаем много книг, но одна из них называлась «Путешествие к центру земли», где путешественники отправились в экспедицию, где много нового узнали о недрах земли. Я, как эти путешественники, хочу путешествовать и познавать много нового о своей планете.
Глава 1
Физико-географическое описание Европы
1. Общие сведения.
Европа (греч. Europe, от ассир. эреб — запад; в Древней Греции так именовались территории, лежащие к западу от Эгейского моря) — часть света, западная часть материка Евразии.
Площадь Европы около 10 млн. км2 , в том числе на острова приходится около 730 тысяч км2 (самые большие — Новая Земля, Земля Франца-Иосифа,Шпицберген, Исландия, Великобритания, Ирландия, Корсика, Сардиния, Сицилия, Крит), на полуострова приходится около 1/4 территории Европы (Скандинавский, Пиренейский, Апеннинский, Балканский, Кольский и др.).
Население около 734 млн. человек (2011). Крайние материковые точки Европы: на севере — мыс Нордкин, 71°08′ северной широты; на юге — мыс Марроки, 36°00′ северной широты; на западе — мыс Рока, 9°31’западной долготы; на востоке — восточное подножие Полярного Урала близ Байдарацкой губы, 67°20′ восточной долготы. Европа омывается морями Атлантического и Северного Ледовитого океана; на севере и северо-западе — Карским, Баренцевым, Белым и Норвежским; на западе ? Балтийским и Северным; на юге — Средиземным, Мраморным, Чёрным и Азовским, на востоке и юго-востоке граница с Азией чаще всего проводитсяпо восточному подножию Урала, по реке Эмба до Каспийского моря, реки Кума и Маныч до устья Дона.
2. Деление Европы
Европу обычно делят на Северную и Южную, Западную и Восточную, а также Центральную. Деление это довольно условно, тем более, что здесь вступают в действие не только чисто географические, но и политические факторы. Некоторые страны, в зависимости от точки зрения, могутпричисляться к различным группам государств.
В советское время деление Европы на Восток и Запад имело зачастую политическую окраску — к Восточной Европе относили ГДР, Польшу, Чехословакию, Венгрию, Румынию, Болгарию, Албанию, Югославию и СССР — страны социалистические, или, как их ещё называли, «страны народной демократии». К Западной Европе относились все остальные государства. При этом Испания, Португалия, югФранции, Италия, Мальта, Кипр, Греция и Турция также назывались Южной Европой, а Исландия, Норвегия, Швеция, Дания и Финляндия — Северной.
В настоящее время, после распада СССР, Югославии и Чехословакии, к Центральной Европе относят Австрию, Швейцарию и ранее включавшиеся в Восточную Европу Польшу, Чехию, Словакию, страны бывшей Югославии, Румынию, Венгрию, иногда страны Прибалтики (последние чащевключают в Северную Европу). К Восточной Европе — физико-географически Российскую Федерацию (в Европе только часть), Украину, Белоруссию, Казахстан (в Европе только часть), Молдавию, включая непризнанное ПриднестровьЕвропа К Западной Европе относят Великобританию, Ирландию, Францию и другие страны, включая физико-географически центрально-европейскую Германию.
3. Рельеф
По средней (около 300 м) имаксимальной (4807 м, г. Монблан в Альпах) высоте Европа уступает остальным частям света, кроме Австралии. Около 60% поверхности Европа находится на высоте менее 200 м (частично ниже уровня моря: побережье Каспийского моря — 28 м, некоторые районы побережий Северного и Балтийского морей), 24% — от 200 до 500 м, 10% — от 500 до 1000 м, 6% — более 1000 м (в том числе 1,5% — выше 2000 м). Подобное распределениевысот поверхности отображает господство в Европе равнинного рельефа. Почти всю Восточную Европу и северную часть Средней Европы занимают Восточно-Европейская (Русская) равнина и её продолжением на западе является Среднеевропейская равнина; значительные площади занимают равнины в Фенноскандии. В остальных районах равнины вкраплены между горами (Среднедунайская, Нижнедунайская и др.). На крайнемвостоке протягиваются горы Урал, на северо-западе — Скандинавские горы. Полоса небольших по площади и высоте гор охватывает южная часть Средней Европы: Центральный французский массив, Вогезы, Шварцвальд, Рейнские Сланцевые горы и др. С Юга эта полоса обрамлена наиболее высокими горами Европы— Альпами, а также Карпатами. Горный рельеф преобладает в Южной…
екать палеомикологические данные для восстановления условий обитания организмов, а при изучении докембрийских образований и для расчленения осадочных толщ.
Представители того или иного вымершего вида могут встречаться в различных по своей протяженности интервалах разреза осадочных отложений, что косвенным образом указывает на продолжительность
существования этого вида. Сравнивая закономерности распределения различных организмов во времени, удается установить стратиграфическую ценность каждого из них и обосновать точность, с которой можно
измерить продолжительность геологических событий. Трудом многих поколений палеонтологов создается шкала относительного времени геологический календарь фанерозоя.
Ископаемые остатки древних растений и животных позволяют выяснить последовательность залегания земных слоев и достаточно точно сопоставить пласты, заключающие окаменелости. По ним можно судить,
древнее или моложе тот или иной пласт по сравнению с другим. Остатки организмов укажут, на каком этапе истории Земли образовались изучаемые отложения, позволят соотнести их с определенной строкой
геохронологической шкалы. Но если породы «немые», т. е. не содержат ископаемых организмов, этот вопрос решить невозможно. А между тем многокилометровые толщи докембрийских образований лишены
окаменелостей. Стало быть, чтобы определить возраст древнейших слоев Земли, необходимы какие-то иные методы, принципиально отличающиеся от традиционных приемов, взятых на вооружение палеонтологией.
Для выполнения этой задачи с давних времён разработан ряд простых и интуитивно очевидных признаков временных соотношений пород. Интрузивные взаимоотношения представлены контактами интрузивных пород
и вмещающих их толщ. Обнаружение признаков таких взаимоотношений (зоны закалки, даек и т. п.) однозначно указывает на то, что интрузия образовалась позже, чем вмещающие породы.
Секущие взаимоотношения также позволяют определить относительный возраст. Если разлом рвёт горные породы, значит он образовался позже, чем они. Ксенолиты и обломки попадают в породы в результате
разрушения своего источника, соответственно они образовались раньше вмещающих их пород, и могут быть использованы для определения относительного возраста.
Принцип актуализма постулирует, что геологические силы, действующие в наше время, аналогично работали и в прежние времена. Джеймс Хаттон сформулировал принцип актуализма фразой «Настоящее ключ к
будущему». Принцип первичной горизонтальности утверждает, что морские осадки при образовании залегают горизонтально. Принцип суперпозиции заключается в том, что породы находящиеся в не нарушенном
складчатостью и разломами залегании следуют в порядке из образования, породы, залегающие выше моложе, а те которые находятся ниже по разрезу – древнее. Заключение
Подытоживая, можно сказать, что предметом изучения геологии являются основные закономерности геологического развития Земли. Более узкие разделы геологии, например, вулканология, минералогия,
петрография, так или иначе, касаются проблем исторического развития планеты. Однако проблемы человека связаны не только с историей.
Прошедший век ознаменовался небывалым наступлением человека на природную, в том числе и геологическую среду, под которой понимается самая поверхностная часть земной коры, подверженная техногенному
воздействию. Это воздействие нарастало постепенно, но в ХХ веке, особенно в его второй половине, скорость техногенного воздействия превысила естественные скорости многих геологических процессов и
стало носить катастрофический характер. Успехи человечества в технике и технологии позволяют вовлекать в использование гораздо большую часть земной коры, чем это было раньше, причем данное
положение касается как континентов, так и океанов.
В.И. Вернадский назвал поверхностную часть земной коры, атмосферу, гидросферу и биосферу ноосферой (ноос – греч. Разум), в которой действует человеческий разум. Нас интересует, как техногенная
деятельность человека изменяет геологическую среду – приповерхностную часть земной коры и как скорости этого процесса соотносятся со скоростями естественных процессов. Данные В.А. Королева и В.Н.
Соколова показывают, что добыча минерального сырья в год превышает 100 млрд.тонн, тогда как вынос обломочного материала реками в моря и океаны, морская абразия и денудация составляют 17,4 млрд. т.
Иными словами, искусственный отбор материала с поверхности Земли в 4 раза превышает естественный.
Средняя температура на Земле медленно, но неуклонно возрастает, что приводит к быстрой деградации ледников и повышению уровня океана. Только в 1999 г. в атмосферу было выброшено 5,8 млрд. т
веществ, создающих парниковый эффект, а население Земли уже перевалило за 6 млрд. человек. Перечень техногенного воздействия на геологическую и окружающую среды можно продолжать и продолжать. Важно
понять, что довольно широко распространено мнение о том, что «земля» может выдержать все, что угодно, а вот биосфера очень чувствительно к техногенному воздействию. Это, конечно, ошибочное мнение.
Физико-химическое и химическое воздействие на земную кору оказывает организация свалок твердых бытовых отходов (ТБО), промышленные и коммунальные стоки вод, в результате которых оказываются
загрязненными запасы питьевых вод. В настоящее время 1 человек обеспечивает в год около 1 тонны коммунальных отходов. Большие площади отводятся под складирование разнообразных отходов, как от
горного производства, так и от других видов хозяйственной деятельности человека. Сюда надо добавить и неутилизированные токсичные отходы, которых только в России ежегодно образуется больше 20 млн.
т. Все это разрушает верхнюю часть земной коры – геологическую среду и приводит к ее необратимым изменениям.
Техногенное воздействие сейчас проникает и в более глубокие горизонты земной коры, благодаря огромному количеству нефтяных и газовых скважин, подземному строительству в городах, прокладке
глубокопогруженных трубопроводов, тоннелей и др. Одних только железных дорог на Земле 1 млн. 400 тыс. км, что составляет 3,5 расстояния от Земли до Луны, а автомобильных дорог намного больше.
Каждый километр дорог нарушает 2 гектара почвы и растительности.
Существуют научно обоснованные климатический, биологический и экологический пределы энергопотребления человека. Дело в том, что современная биота приспособлена к тем особенностям природной среды,
включая и климат, которые сегодня существуют на Земле. А человек стремится потреблять все больше энергии. В конце XX века антропогенное возмущение парникового эффекта уже в 10 раз превысило
пороговое значение по сравнению с биологическим.
В первой половине XXI века человечество приблизится к опасной черте возмущения биосферы, если уровень потребления не изменится, а численность населения не уменьшится до такого уровня, при котором
может сохраняться устойчивое, сбалансированное развитие. Все больше природных ресурсов необходимо человечеству, чтобы выжить. Мы научились использовать громадное количество природного сырья, но
нельзя отбирать у Земли одни из видов ресурсов, делая вид, что он независим от других. На протяжении истории человечества мы только потребляли во все возрастающих количествах, не думая о
последствиях. Задача геологов как раз и состоит в том, чтобы минеральные ресурсы Земли стали бы доступны каждому и человечество в своем познании Земли достигло бы уровня, позволившего ему осознать,
что оно стоит на самой границе такого состояния планеты, за которым для его существования уже нет будущего. И нам важно не потерять уникальность нашей планеты в ряду других, заключающуюся в наличии
на ней жизни. Список использованной литературы
1. Белоусов В.В. Очерки истории геологии. У истоков науки о Земле (геология до конца ХVIII в.). – М., – 1993.
2. Вернадский В.И. Избранные труды по истории науки. – М.: Наука, – 1981.
3. Поваренных А.С., Оноприенко В.И. Минералогия: прошлое, настоящее, будущее. – Киев: Наукова Думка, – 1985.
4. Современные идеи теоретической геологии. – Л.: Недра, – 1984.
5. Хаин В.Е. Основные проблемы современной геологии (геология на пороге ХХI века). – М.: Научный мир, 2003..
6. Хаин В.Е., Рябухин А.Г. История и методология геологических наук. – М.: МГУ, – 1996.
7. Хэллем А. Великие геологические споры. М.: Мир,1985.
………..
Страницы: 1 | [2] |
Геология (от гео. и.логия), комплекс наук о земной коре и более глубоких сферах Земли; в узком смысле слова — наука о составе, строении, движениях и истории развития земной коры и размещении в ней полезных ископаемых. Большинство прикладных и теоретических вопросов, решаемых геология, связано с верхней частью земной коры, доступной непосредственному наблюдению.
На прямых полевых наблюдениях основаны главным образом и геологические методы. Геологические исследования определённой территории начинаются с изучения и сопоставления горных пород, наблюдаемых на поверхности Земли в различных естественных обнажениях, а также в искусственных выработках (шурфах, карьерах, шахтах и др.). Породы изучаются как в их природном залегании, так и путём отбора образцов, подвергаемых затем лабораторному исследованию.
Обязательным элементом полевых работ геолога является геологическая съёмка, сопровождаемая составлением геологической карты и геологических профилей. На карте изображается распространение горных пород, указывается их генезис и возраст, а по мере надобности также состав пород и характер их залегания. Геологические профили отражают взаимное расположение слоев горных пород по вертикали на мысленно проведённых разрезах. Геологические карты и профили служат одним из основных документов, на основании которых делаются эмпирические обобщения и выводы, обосновываются поиски и разведка полезных ископаемых, оцениваются условия при возведении инженерных сооружений. Для уточнения данных геологической съёмки иногда прибегают к бурению скважин, которые позволяют извлечь на поверхность горные породы, залегающие на достаточной глубине. В СССР, кроме того, проводится т. н. опорное бурение (с 1947), при котором обширные территории покрываются более или менее равномерной сетью глубоких скважин, что даёт возможность составить общую схему геологического строения страны, полнее использовать данные съёмки. С середины 20 в. в СССР и США осуществляется бурение скважин глубиной до 7 км и более. Успешно проводится бурение морского дна в местах относительно малых глубин. С конца 60-х гг. 20 в. американские геологи ведут бурение в океане со специально оборудованных кораблей.
Методы непосредственного изучения недр не дают возможности познать строение Земли глубже, чем на несколько км (иногда до 20) от её поверхности. Поэтому даже для изучения земной коры, а тем более нижележащих геосфер, геология не обходится без помощи косвенных методов, разработанных др. науками, особенно без геохимических и геофизических методов. Очень часто применяется комплекс геологических, геофизических и геохимических методов.
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 (слоев горных пород, гранитных массивов и др.). Второе направление (динамическая геология) заключается в изучении геологических процессов и их эволюции. К числу этих процессов относятся как внешние по отношению к земной коре и более глубоким геосферам (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. Восстановление картины геологического прошлого Земли (историко-геологическая реконструкция) составляет сущность третьего направления геологических исследований (историческая геология). Задачи этого направления сводятся к изучению распространения и последовательности образования геологических напластований и др. геологических тел, а также к установлению последовательности различных геологических процессов и событий, например процессов тектогенеза, метаморфизма, образования и разрушения залежей полезных ископаемых, трансгрессий и регрессий морей, смены эпох оледенений эпохами межледниковий и т.д. Все три направления геология неразрывно связаны друг с другом и исследование каждого геологического объекта, как и любой территории, ведётся со всех трёх точек зрения, хотя каждое направление является самостоятельным в смысле основных принципов и методов исследования.
Специфическая особенность геологических процессов состоит в том, что многие из них протекают на огромных территориях и продолжаются в течение миллионов и даже миллиардов лет; в этом заключается трудность их исследования. Чтобы понять геологические процессы прошлого, изучается весь комплекс результатов, оставленных ими в толщах пород: особенности их состава, строения и залегания, формы рельефа земной поверхности и т.д.
При анализе историко-геологических данных принимается во внимание принцип последовательности напластования слоистых осадочных толщ, которые рассматриваются как страницы «каменной летописи» Земли; учитывается также необратимая эволюция органического мира, запечатлевшаяся в окаменевших остатках растительных и животных организмов, которые сохраняются в пластах осадочных пород (см. Палеонтологический метод). Каждой из эпох в развитии Земли соответствовали определённые растения и животные. Это послужило основой для установления относительного возраста толщ горных пород и позволило подразделить историю последних 600 млн. лет жизни Земли на последовательные отрезки времени — эры, которые делятся на более мелкие единицы геологического времени — периоды, эпохи и века (см. Геохронология). Исследования показывают, что 80% объёма осадочной оболочки Земли образуют самые древние, докембрийские, толщи (см. Докембрий), продолжительность образования которых составляет по крайней мере 6/7 всей известной геологической истории. Помимо относительного возраста, определяется абсолютный, или радиометрический, возраст геологических тел. Метод его вычисления основан на законе постоянства скоростей радиоактивного распада; в качестве исходных данных берутся цифры относительного количества расщепляющего элемента и продуктов его распада в исследуемой горной породе или минерале. Этот метод имеет особенное значение для древнейших докембрийских толщ Земли, очень скудно охарактеризованных органическими остатками.
Широко используется в геология метод актуализма, согласно которому в сходных условиях геологические процессы идут сходным образом; поэтому, наблюдая современные процессы, можно судить о том, как шли аналогичные процессы в далёком прошлом. Современные процессы можно наблюдать в природе (например, деятельность рек) или создавать искусственно (подвергая, например, образцы горных пород действию высокой температуры и давления). Таким путём часто удаётся установить физико-географические и физико-химические условия, в которых отлагались древние слои, а для метаморфических горных пород и примерную глубину, на которой произошёл метаморфизм (изменение). Однако географическая и геологическая обстановка в жизни Земли необратимо менялась; поэтому, чем древнее изучаемые толщи, тем ограниченнее применение метода актуализма.
Разработка теоретических вопросов геология тесно связана с одной из её крупнейших практических задач — прогнозом поиска и разведки полезных ископаемых и созданием минерально-сырьевой базы мирового хозяйства.
Большое значение имеет геология также при проектировании различных инженерных сооружений, в строительстве, сельском хозяйстве, военном деле. Велика роль геология и в борьбе за материалистическое миропонимание.
Связь геологии с другими науками и система геологических наук. Современная геология тесно связана с очень большим числом др. наук, главным образом наук о Земле. Именно поэтому трудно установить точные границы геология как науки и определить однозначно её предмет. Широкое применение при геологических исследованиях физических и химических методов способствовало бурному развитию таких пограничных дисциплин, как физика Земли и геохимия. Физика Земли изучает физические свойства Земли и её оболочек, а также происходящие в этих оболочках геологические процессы. Геохимия рассматривает химический состав Земли и законы распространения и миграций в ней химических элементов. геология не может обойтись без применения методов и выводов этих наук. В геохимии и физике Земли органически сливаются физические и химические приёмы исследования, с одной стороны, и геологические — с другой. Поэтому положение геохимии и физики Земли в системе наук о Земле является дискуссионным. Их рассматривают либо как наиболее развившиеся геологические дисциплины, либо как области знания, равнозначные геология Тесная связь объединяет геология с геодезией и с комплексом физико-географических наук (геоморфологией, климатологией, гидрологией, океанологией, гляциологией и др.), в задачи которых входит изучение рельефа земной поверхности, вод суши и Мирового океана, климатов Земли и др. вопросов, касающихся строения, состава и развития географической оболочки. Для полного понимания истории Земли необходимо знать её начальное состояние; такой вопрос решает планетная космогония, т. е. раздел астрономии, изучающий проблему образования планет. В вопросах происхождения и развития органической жизни на Земле геология взаимосвязана с биологическими науками и прежде всего с палеонтологией. Знание биологических и биохимических процессов необходимо геологу для выяснения путей образования ряда горных пород и полезных ископаемых (нефти, угля и др.). Т. о., весь комплекс наук, изучающих Землю, характеризуется многосторонней связью и взаимодействием. геология использует данные этих наук для решения общих проблем развития планеты. Это позволяет некоторым исследователям отводить геология ведущее место среди наук о Земле или даже понимать под геология весь комплекс наук о Земле.
Геология включает ряд научных дисциплин, занимающихся исследованием и описанием Земли. Комплекс этих дисциплин пополняется по мере расширения исследований планеты за счёт их дифференциации и появления новых научных направлений, возникающих главным образом на стыке геология с другими областями знания. Предмет большинства геологических дисциплин относится ко всем трём направлениям геология (описательной, динамической и исторической). Этим объясняется тесная взаимосвязь геологических дисциплин и трудность их классификации, разделения на четко разграниченные группы.
Наиболее принятыми считаются следующие группы геологических дисциплин: научной дисциплины, изучающие вещество и структуру (строение) земной коры; дисциплины, рассматривающие современные геологические процессы (динамическая геология); дисциплины, изучающие историческую последовательность геологических процессов (историческая геология); дисциплины прикладного значения; в особую группу выделяется геология отдельных областей и районов (региональная геология).
К первой группе относятся: минералогия (учение о минералах — природных устойчивых химических соединениях), петрография (учение о горных породах — структурно-вещественных ассоциациях минералов), структурная геология, изучающая формы залегания геологических тел, различные нарушения в залегании слоев — их изгибы, разрывы и т.п. Как одно из направлений минералогических исследований зародилась и долгое время развивалась кристаллография. Однако в последнее время изучение атомарного строения кристаллов сделало эту дисциплину в значительной мере физической.
Ко второй группе геологических дисциплин (динамическая геология) относится тектоника, изучающая движения земной коры и создаваемые ими структуры. Применительно к самым крупным структурам Земли — материкам и океанам — её называют часто геотектоникой, а тектонику неоген — антропогенового времени именуют неотектоникой. Обособленно стоит экспериментальная тектоника, которая занимается изучением тектонических процессов (например, образованием складок) на моделях. В эту же группу входят разделы минералогии и петрографии, изучающие процессы минерало- и породообразования, а также такие дисциплины, как вулканология, изучающая процессы вулканизма, сейсмогеология — наука о геологических процессах, сопровождающих землетрясения, и об использовании геологических данных для определения сейсмически опасных районов (сейсморайонирование) и геокриология, исследующая процессы, связанные с многолетнемёрзлыми породами.
К третьей группе относится историческая геология, восстанавливающая по следам, сохранившимся в осадочной оболочке Земли, события геологической истории и их последовательность. К этой же группе относится стратиграфия, занимающаяся изучением последовательности отложения слоев горных пород в осадочной оболочке Земли, и палеогеография, которая на основании геологических данных занимается восстановлением физико-географических условий прошлых геологических периодов. В силу своеобразия применяемых методов исследования изучение геологической истории последнего антропогенового периода выделилось в особую дисциплину, неточно называемую четвертичной геология
Четвёртая группа (прикладная геология) включает: геология полезных ископаемых; гидрогеологию — науку о подземных водах; инженерную геология, изучающую геологические условия строительства различных сооружений, и военную геология, занимающуюся вопросами применения геология в военном деле.
Особое место среди геологических дисциплин в смысле методики и задач занимает геология дна морей и океанов, или морская геология, которая успешно развивается в связи с возросшим интересом к использованию природных ресурсов морей и океанов.
Сказанное не исчерпывает перечня геологических дисциплин. Их дифференциация, а также сращивание со смежными дисциплинами ведут к появлению новых направлений. Например, поскольку методы исследования горных пород глубинного и осадочного происхождения оказались существенно различными, петрография разделилась на петрографию изверженных и петрографию осадочных пород, или литологию. Внедрение химических методов в изучение изверженных пород привело к возникновению петрохимии, а изучение деформаций внутри горных пород породило петротектонику.
Резко дифференцирована геология полезных ископаемых: геология нефти и газа, геология угля, металлогения, рассматривающая закономерности размещения рудных месторождений. Применение в геология новейших физических и химических методов послужило основой для появления таких новых специализаций, как тектонофизика, палеомагнетизм, экспериментальная физическая химия силикатов и др. Список литературы
О геологии наверняка знает каждый, несмотря на то, что она является, пожалуй, единственной естественнонаучной дисциплиной, не изучаемой в школьном курсе. Развитие «геологических» знаний сопутствовало развитию человечества на всех этапах его истории. Достаточно вспомнить, что общая периодизация истории основана на характере используемых для производства орудий труда материалов: каменный, бронзовый и железный век. Добыча и совершенствование технологии обработки полезных ископаемых неизбежно связаны с увеличением знаний о свойствах минералов и горных пород, выработкой критериев поиска месторождений и совершенствованием способов их разработки. Технологический прогресс, в том числе и на современном этапе развития цивилизации, немыслим без использования природных ресурсов.
Вместе с тем, в понимании, близком к современному, термин «геология» впервые был применен лишь в 1657 году норвежским естествоиспытателем М.П. Эшольтом, а как самостоятельная ветвь естествознания геология начала складываться только во второй половине 18 века. В это время были разработаны элементарные приёмы наблюдения и описания геологических объектов и процессов, первые методы их изучения, проведена систематизация разрозненных знаний, возникли первые гипотезы. Этот период связан с именами выдающихся учёных А. Броньяра, А. Вернера, Ж. Кювье, Ч. Лайеля, М. Ломоносова, У. Смита и многих других. Геология становится наукой. Наука— выработанная в результате деятельности человека, взаимосвязанная развивающаяся система знаний о законах мира.
Компоненты научного познания:
Постановка проблемы, т.е. задачи, которая не может быть решена на основании имеющихся знаний.
Выработка гипотезы — системы предположений, основанных на ряде фактов.
Гипотеза вырабатывается на основании формулировки точек зрения о проблеме. В ходе доказательства одни гипотезы отвергаются, другие подтверждаются фактами и обогащают теорию.
Теория — система обобщенного знания о той или иной области (например, теория Ч. Дарвина). Геология— развивающаяся система знаний о вещественном составе, строении, происхождения и эволюции геологических тел и размещении полезных ископаемых.
Таким образом, объектами изучения геологии являются:
состав и строение природных тел и Земли в целом;
процессы на поверхности и в глубинах Земли;
история развития планеты;
размещение полезных ископаемых.
Намечается определенная иерархия геологических тел (где тела каждого последующего ранга организации вещества образованы закономерным сочетанием тел предыдущего ранга):минерал — горная порода — геологическая формация — геосфера — планета в целом. «Минимальным» объектом, изучаемым в геологии, выступает минерал (составляющие минералы элементарные частицы и химические элементы рассматриваются в соответствующих разделах физики и химии). Минералы— однородные по составу и строению кристаллические вещества, образовавшиеся в результате природных физико-химических процессов. Изучению минералов посвящена одна из ветвей геологии — минералогия. Минералогия— это наука о составе, свойствах, строении и условиях образования минералов. Это одна из старейших геологических наук, по мере развития которой от неё отделялись самостоятельные ветви геологических наук. Горные породы— естественные минеральные агрегаты, образующиеся в глубинах Земли или на её поверхности в ходе различных геологических процессов. По происхождению (генетически) выделяются три типа горных пород:
магматические, образующиеся в результате кристаллизации огненно-жидких природных преимущественно силикатных расплавов — магмы и лавы;
осадочные, формирующиеся на поверхности Земли в результате физического и химического разрушения существующих пород, осаждения минералов из водных растворов или в результате жизнедеятельности живых организмов;
метаморфические, возникающие при преобразовании магматических, осадочных или ранее образовавшихся метаморфических пород в глубинах Земли под воздействием высоких температур и давлений. Горные породы рассматриваются петрографией. Петрография— наука, занимающаяся изучением состава, строения, происхождения и закономерностей распространения горных пород. Обычно из петрографии выделяется, как самостоятельная наука, литология, изучающая осадочные горные породы. Геологические формации— закономерное сочетание определенных генетических типов горных пород, связанных общностью условий образования.
Геологические формации рассматриваются во многих разделах геологии (петрографии, литологии, геотектонике и др., даже выделяется особое направление — учение о формациях). Учитывая, что выявление формаций, как объектов высокого ранга, возможно лишь при изучении крупных участков земной коры, важная роль в их исследовании отводится региональной геологии. Региональная геология— раздел геологии, занимающийся изучением геологического строения и развития определенных участков земной коры. Геосферы— концентрические слои (оболочки), образованные веществом Земли. В направлении от периферии к центру Земли расположены атмосфера, гидросфера (образующие внешние геосферы), земная кора, мантия и ядро Земли (внутренние геосферы). Область обитания организмов, включающая нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхнюю часть земной коры, называется биосферой.
Важнейшая роль в изучении геосфер, их состава, протекающих в них процессов и их взаимосвязи, отводится геофизики и геохимии. Геофизика— комплекс наук, изучающих физические свойства Земли в целом и физические процессы, происходящие в её твёрдых сферах, а также в жидкой (гидросфера) и газовой (атмосфера) оболочках. Геохимия— наука, изучающая историю химических элементов, законы их распределения и миграции в недрах Земли и на её поверхности. Наука, исследующая глубинные процессы, изменяющие состав и строение твердых оболочек Земли, называется геодинамика.
Минералы и горные породы залегают в виде определённых геологических тел. Важными направлением геологии является науки, изучающие формы залегания пород, механизм и причины образования этих форм. Наука, изучающая формы залегания горных пород в земной коре и механизм образования этих форм называется структурная геология(обычно рассматривается как раздел тектоники). Тектоника— наука о строении, движениях и деформациях литосферы и её развитии в связи с развитием Земли в целом.
Геологами приходится иметь дело с толщами горных пород, накопившимися на миллиарды лет. Поэтому ещё одним важнейшее направление включает науки, восстанавливающие по следам, сохранившимся в толщах горных пород, события геологической истории и их последовательность. Геохронология— учение о последовательности формирования и возрасте горных пород. Стратиграфия— раздел геологии, занимающийся изучением последовательности образования и расчленением толщ осадочных, вулканогенно-осадочных и метаморфических пород, слагающих земную кору. Обобщающей дисциплиной этого направления является историческая геология— наука, изучающая геологическое развитие планеты, отдельных геосфер и эволюцию органического мира. Все названные геологические науки тесно связаны с палеонтологией, возникшей и развивающейся на стыке геологии и биологии. Палеонтология– наука, изучающая по ископаемым остаткам организмов и следам их жизнедеятельности историю развития растительного и животного мира прошлых геологических эпох.
Прикладное направление геологических наук также включает в себя ряд важных разделов: геологию полезных ископаемых; гидрогеологию— науку о подземных водах; инженерную геологию, изучающую геологические условия строительства различных сооружений и др.
Многогранность объектов изучаемых геологией превращает её комплекс взаимосвязанных научных дисциплин. При этом, в большинстве случаев, каждая отдельная дисциплина включает в себя три аспекта: описательный (изучающий свойства объекта, классифицирующий их и пр.), динамический (рассматривающий процессы их образования и изменения) и исторический (рассматривающий эволюцию объектов во времени).
По области использования результатов научные исследования делятся на фундаментальные и прикладные. Цель фундаментальных исследований — открытие новых основополагающих законов природы или способов и средств познания. Цель прикладных — создание новых технологий, технических средств, предметов потребления. Применительно к геологии необходимо отметить следующие практические задачи:
открытие новых месторождений полезных ископаемых и новых способов их разработки;
изучение ресурсов подземных вод (также являющихся полезным ископаемым);
инженерно-геологические задачи, связанные с изучением геологические условия строительства различных сооружений;
охрана и рациональное использование недр. Геология имеет тесную связь со многими науками. На приведенном рисунке указаны разделы наук, возникшие в результате взаимодействия геологии со смежными дисциплинами: Связь геологии с другими науками
/>
В заключение кратко коснёмся особенностей методов геологических исследований. В этом отношении, прежде всего, следует отметить, что в геологии очень тесно связаны теоретические и эмпирические методы.
Важнейшим методом геологических исследований является геологическая съёмка— комплекс полевых геологических исследований, производимых с целью составления геологических карт и выявления перспектив территорий в отношении наличия полезных ископаемых. Геологическая съёмка заключается в изучении естественных и искусственных обнажений (выходов на поверхность) горных пород (определение их состава, происхождения, возраста, форм залегания); затем на топографическую карту наносятся границы распространения этих пород с указанием характера их залегания. Анализ полученной геологической карты даёт возможность создания модели строения территории и данных о размещении на ней различных полезных ископаемых.
Геология — настоящая наука историческая, и самой важной ее задачей является определение последовательности геологических событий. Не имеет смысла говорить, что чтобы выполнить все эти задачи, с давних времен разработан ряд наипростейших и интуитивно очевидных признаков временных соотношений пород.
Все знают, что интрузивные взаимоотношения всегда представлены контактами интрузивных пород и вмещающих их толщ. Так же известно, что обнаружение признаков таких интрузивных взаимоотношений (зоны закалки, даек и т. п.) однозначно указывает на то, что же интрузия образовалась позднее чем вмещающие породы.
Известно, что ксенолиты и обломки попадают в породы, где в результате разрушения их собственного источника, соответственно они все образовались ранее вмещающих их пород, и поэтому могут быть использованы для определения их относительного возраста.
И всё же принцип актуализма показал, что геологические неисчерпаемые силы, которые действуют в наше время, родственно работали и в те времена. Невероятно, но Джеймс Хаттон смог сформулировать принцип актуализма фразой «Настоящее — ключ к будущему».
Безапелляционное утверждение не совсем точное. Вероятно, понятие «богатырская сила» — понятие не геологическое, а физическое, к геологии имеющее опосредованное отношение. Грамотнее говорить о геологических процессах. Выявление сил, сопровождающих эти процессы, могло бы стать главной задачей геологии, чего, к сожалению, нет.
Стало известно, что в наше время принцип актуализма является тормозом в развитии представлений о процессах геологии.
Конечно же, принцип первичной горизонтальности смог подтвердить, что морские осадки при образовании залегают только горизонтально.
Нет сомнения в том, что принцип суперпозиции заключается именно в том, что все породы, которые находятся в не нарушенном складчатостью и разломами залегании, следуют по очерёдности, в порядке их образования. Молодые породы находятся выше, а древние ниже по разрезу.
Кстати сказать, принцип финальной сукцессии постулирует, что в одно и то же время в океане были распространены одни и те же организмы. Стоит также акцентировать внимание на вот чем: палеонтолог, определив набор ископаемых остатков в породе, может разыскать одновременно образовавшиеся породы.
Полезные ископаемые
Вдумайся в словосочетание «полезные ископаемые». «Ископаемые» — значит,речь идет о чем-то, что извлекают из земных недр. Оно может быть твердым(например, это может быть минерал), но может быть жидким и даже газообразным.«Полезные» — значит, речь идет о чем-то нужном для людей, о том, что приноситпользу.
Вроде бы все понятно. Но есть тут тонкость, связанная с пониманием того,что именно представляется человеку полезным. Прошло много веков, преждечем наши далекие предки начали осознавать полезность подобранного на берегуреки камня и научились обрабатывать эту свою находку. В течение столетий рослопонимание человеком того, какая богатейшая кладовая находится у него подногами. По большому счету нет «неполезных» ископаемых. Фактически все, чтонаходится в земной коре, может стать полезным для человека. Если не сегодня, тов будущем.
И здесь возникает весьма непростая проблема. Извлекая из земных недрвсевозможные полезные ископаемые, люди истощают эти недра, нарушаютгеологическую структуру недр, перегружают земную поверхность как продуктамипереработки полезных ископаемых, так и отходами, которые образуются припереработке. Понятно, что эта экологическая проблема все сильнее обостряется помере увеличения добычи полезных ископаемых и расширения ассортиментаископаемых, которые человек включает в разряд «полезных». Горючие ископаемые
Ты, наверное, догадываешься, какие ископаемые относят к горючим. Это торф,бурые и каменные угли, нефть, природные газы, горючие сланцы. Впрочем,термин «горючие» не очень удачный. Он наводит на мысль, что эти ископаемыеиспользуются только как топливо. Топливо для промышленных предприятий,электростанций, различных двигателей и т.д. Это правда, но далеко не всяправда. Так называемые горючие ископаемые широко используются и для многихдругих целей, особенно в химической промышленности. В особенности этосправедливо в отношении нефти. Нередко говорят, что «топить нефтью — все равночто топить денежными ассигнациями».
Торф, бурые угли, горючие сланцы образовались на месте озер, которые современем превратились сначала в болота, а потом в равнины (так называемые озерныеравнины). На дне озера в течение многих лет происходило отложение остатковрастений и других организмов. Все это постепенно сгнивало и превращалось в такназываемый сапропель. «Сапрос» -по-гречески «гнилой», а «пелос» — «грязь». Так что сапропель — это «грязь» из сгнивших остатков живых организмов.Постепенно, по мере того как озеро превращалось в болото, а болото возерную равнину, сапропели становились торфяниками или превращались в бурыеугли или горючие сланцы. Кстати, горючие сланцы называют также сапропелитами.
Заметим, что процессы формирования горючих ископаемых из сапро-пелей — это очень сложные процессы, требующие к тому же значительного времени.Торфяники, например, формируются тысячелетиями. Это, кстати говоря, следовалобы помнить всем любителям осушения болот. Первые месторождения горючих сланцевобразовались еще в протерозое — им более миллиарда лет. Около 40% всех горючихсланцев образовалось в палеозойскую эру.
Что касается каменного угля, то его пласты практически все сформировались350-250 млн. лет назад — в каменноугольном и пермском периодах палеозоя. В тевремена Земля была покрыта пышными зарослями гигантских древовидныхпапоротников, плаунов, хвощей. Почва не успевала «переваривать» всю этудревесную массу. Отмирая, деревья падали в воду, заносились песком и глиной ине разлагались (не сгнивали), а постепенно превращались в каменный уголь.Возьми в руки кусочек каменного угля и представь себе, что перед тобой«пришелец» из времени, которое завершилось примерно 300 млн. лет тому назад.
Происхождение угля, торфа, горючих сланцев сегодня достаточно хорошопонятно. Этого, однако, нельзя сказать о нефти. Примерно пять тысяч лет назад жители берегов Тигра и Евфрата (там теперьнаходятся государства Ирак и Кувейт) обратили внимание на извергающиеся из-подземли фонтаны темной маслянистой жидкости, которая хорошо горела. Они назвалиее «нафата», что в переводе с арабского означает «извергающийся». И вот прошлитысячелетия, но до сих пор ведутся дискуссии по поводу происхождения «нафаты».
Существуют две основных гипотезы. Согласно одной гипотезе нефтьобразовалась органическим путем, т.е. из остатков растений и животных,живших много миллионов лет назад (подобно тому, как образовались торф, угли,горючие сланцы). По другой гипотезе нефть имеет неорганическое происхождение.
Органическую гипотезу происхождения нефти выдвинул в свое времязнаменитый российский ученый Михаил Васильевич Ломоносов (1711 — 1765).В своем труде «О слоях земных» он так писал о нефти: «Выгоняется подземнымжаром из приуготовляющихся каменных углей оная бурая и черная масляная материяи выступает в разные расселины и полости сухие и влажные, водаминаполненные…».
В 1919годуроссийский академик Николай Дмитриевич Зелинский (1861-1953) выполнилдвойную перегонку сапропеля, взятого из озера Балхаш, и получил бензин. Внастоящее время ученые установили, что органические соединения в самом делеспособны превращаться в нефть и что лучше всего это происходит при температурах100-200 «С. А ведь именно такие температуры характерны для глубин 3-5 км,которые считаются главной зоной нефтеобразования. Тогда как глубины с большейтемпературой относят к зоне образования природных газов.
Один из вариантов неорганической гипотезы происхождения нефтипредполагает образование нефти на больших глубинах из магматических пород.Впервые такое предположение высказал в 1805 году немецкий естествоиспытатель АлександрГумбольдт. Во время путешествия по Южной Америке он наблюдал, как нефтьсочилась из таких пород. В 1877 году знаменитый российский ученый ДмитрийИванович Менделеев (1834-1907) высказался за минеральноепроисхождение нефти в глубине земных недр. И в наши дни некоторые ученыепродолжают отстаивать «магматическую версию» образования нефти на большихглубинах в земной мантии, где при достаточно высоких температурах углерод иводород образуют различные углеводородные соединения.
Споры о происхождении нефти продолжаются по сей день. Высказываетсяпредположение, что существуют разные виды нефти, различные по происхождению. Руды металлов
Наверняка тебе приходилось слышать о черных металлах и цветныхметаллах. Надеюсь, ты понимаешь, что «черные металлы» не обязательно должныбыть черными по цвету. Так называют металлы, используемые при выплавке чугунови сталей. Это серебристо-белые (отнюдь не черные!) железо, марганец, титан,ванадий, а также голубовато-серый хром. А так называемые цветныеметаллы — это серебристо-белые алюминий, олово, никель, серебро, платина,цинк, красная медь, желтое золото, синевато-серый свинец иряд других металлов.
Большинство металлов образовалось в глубинных магматических породах. Ониподнимались к земной поверхности вместе с расплавленной магмой, которая,застывая, создавала возвышенности и горные хребты в виде интрузивныхмагматических пород (главным образом в виде гранитов). Затем природныевоздействия (солнце, вода, воздух) разрушали горы, и в осадочных породахпоявлялись месторождения металлов.
Не надо думать, что, когда говорят об образовании металлов и ихместорождений, то речь идет непременно о металлах в чистом, самородном виде.Некоторые металлы, как тебе известно, в таком виде действительно встречаются.Однако металлы добывают главным образом из соответствующих металлическихруд. Так что месторождения металлов — это, как правило, месторождениясоответствующих руд. Недаром добычу металлов называют горнорудным производством.
Среди руд железа надо отметить магнитный железняк (магнетит),красный железняк (гематит) и бурый железняк (лимонит). Магнетитполучил название благодаря своим магнитным свойствам. Эта руда наиболее богатажелезом (до 70%). Но большее значение для черной металлургии имеет гематит — наиболее распространенная в земной коре железная руда. Ее химический состав: Ее203плюс примеси марганца (до 17%), алюминия (до 14%), титана (до 11%). Большиеместорождения гематита находятся в Украине в районе Кривого Рога и в России вКурской области (так называемая Курская магнитная аномалия). Алюминий получаютглавным образом из бокситовых руд, в которых содержатся глинозем,кремнезем, оксиды железа. Глинозем представляет собой оксид алюминия (А1203);его содержание в бокситах доходит до 70%. Помимо бокситов сырьем для полученияалюминия служат также нефелины — серые и красноватые минералы классасиликатов (КМа3[А18Ю4]4) и алуниты — минералы класса сульфатов (КА13[804]2).Алунитовые руды используют для получения не только алюминия, но также сернойкислоты, ванадия, галлия. Еще отметим каолин — глину
белого цвета, сырье для получения алюминия, фарфора, фаянса. Она содержитминерал каолинит (А14[8Ю10]).
Важнейшая медная руда — красно-желтый халькопирит, илимедный колчедан (СиГе82). Для получения меди используют такжетемный, медно-красный борнит (Си5Ге84). Главныетитановые руды — рутил (ТЮ2) и ильменит, илититанистый железняк (название «железняк» объясняется его химической формулой:ГеТЮ3). В известняковых породах добывают свинцовую руду галенит,или свинцовый блеск (РЪ8). Далее отметим оловянную руду касситерит,или оловянный камень (8п02), цинковую руду сфалерит, илицинковую обманку (2п8), медно-красную никелевую руду никелин (ШАз),красную ядовитую ртутную руду киноварь (Н&8).
Ты, надеюсь, понимаешь, что все эти названия и тем более химическиеформулы не надо специально запоминать. Они приводятся здесь, что называется,для полноты картины. К тому же не помешает постепенно привыкать к химическимформулам. Тем более, если они рассматриваются не в химической лаборатории, анепосредственно в природе.
Среди цветных металлов особое место занимают золото, серебро, платина.Их называют благородными металлами. Они имеют красивый внешний вид ипрактически не подвержены атмосферным воздействиям -потому их и называютблагородными. В золотых месторождениях золото находится либо в породе(например, золото-кварцевые жилы или мышьяково-колчеданные руды), либо вроссыпях — песке, галечнике, отдельных крупных самородках. Серебро в самородномвиде встречается довольно редко. Обычно его находят в виде соединений с серой,сурьмой, мышьяком. Больше половины мировой добычи серебра извлекается не изсеребряных руд, а попутно из свинцово-цинковых, медных, золотых руд. Платина,подобно золоту, чаще всего встречается в виде россыпей, причем, как правило,вместе с золотом. Извлекают платину также из медно-никелевых руд. Цветные камни
Теперь познакомимся с особым семейством твердых материалов, которыеотносятся к полезным ископаемым, хотя и не используются ни в качестве топлива,ни для получения металлов или каких-либо продуктов химического производства.Речь идет о цветных камнях. Различают две группы цветных камней:
* прозрачные минералы, называемые драгоценными камнями, а также самоцветами(алмаз, изумруд, аквамарин, рубин, сапфир, топаз, аметист и другие);
• красиво окрашенные непрозрачные минералы и некоторые твердые материалы,называемые полудрагоценными и поделочными камнями (малахит,родонит, чароит, агат, яшма, лазурит, нефрит, янтарь, жемчуг и другие).
Познакомимся поближе с некоторыми из драгоценных и полудрагоценныхкамней. Алмаз — одиниз наиболее интересных и дорогих драгоценных камней. Его название происходит отгреческого «адамас», что означает «несокрушимый». Это самый твердый в природеминерал. Поэтому его используют в основном не в ювелирном деле, а в технике — для полировки и шлифовки твердых веществ, для проходки глубоких скважин(особенно твердые сверла), для обработки металлов (особенно твердые резцы) ит.д. Разработаны способы получения искусственных алмазов для технических целей.По своему химическому составу алмаз — это простое вещество углерод.Поразительно, насколько он отличается от другого простого вещества, такжеявляющегося углеродом. Имеется в виду графит. Графит не может похвалитьсятвердостью и как драгоценный камень он совершенно не смотрится. Алмаз же, вдополнение к исключительной твердости, обладает удивительной «игрой света». Приосвещении алмаза можно наблюдать яркие и красочные блики — от голубых докрасных. В полной мере красота алмазов открылась людям после того, как в XVII веке научились производитьспециальную огранку этих камней, превращающую их в блистательные бриллианты.Разумеется, никто не использует бриллианты в технических целях — этоисключительно ювелирные камни. Изумруд — драгоценныйкамень густого зеленого цвета. Он является прозрачной разновидностью берилла — минерала класса силикатов (химическая формула: А12Ве3[816018]).Цвет изумруда объясняется наличием в берилле небольшой примеси хрома. Бездефектныекристаллы изумруда ценятся ювелирами выше алмазов. В настоящее время налаженопроизводство искусственных изумрудов, которые используются в квантовойэлектронике. Малахит — оченькрасивый ювелирно-поделочный непрозрачный камень с нежно-зеленой окраской иразнообразием узоров. Свое название он получил от греческого «малахэ», чтоозначает «мальва». Цвет малахита действительно похож на цвет листьев этогорастения. Из малахита изготавливают как малые изделия (ювелирные украшения,медальоны, шкатулки, статуэтки), так и грандиозные вазы, столы, колонны впарадных залах и т.д. Напомним, что минерал малахит относится к классукарбонатов;
его химическая формула: Си2[С03] • (ОН)2.Малахит существует только как природный минерал. В XIX веке были открыты залежи малахита на медныхместорождениях Урала. Они стали интенсивно разрабатываться и подчас необдуманноиспользоваться. Поначалу малахит отправляли в плавильные печи в качестве рудыдля получения меди, им покрывали крыши домов. Вскоре начался настоящиймалахитовый бум. Русский камень (так называли в Европе малахит) вывозили вомногие страны. Он завоевал всеобщее признание как прекрасный поделочный камень.В течение столетия уральские малахитовые месторождения практически истощились.Сегодня единственным мировым поставщиком малахита остаются пока медные рудникиКатанги в Заире. Через некоторое время они тоже истощатся, и тогда промышленнаядобыча этого прекрасного камня прекратится совсем. Вот такая печальная история. Родонит — второй после малахита исконно русский камень. Его богатые месторождения имеютсяна Среднем Урале. Он не менее красив, чем малахит, но окраска у него иная — яркие розовые и малиновые цвета в сочетании с черными узорами. Родонитотносится к минералам класса силикатов; его химическая формула: СаМп4[815015].Как и малахит, родонит является ювелирно-поделочным камнем. Броши, шкатулки,подставки, медальоны, пепельницы — трудно перечислить все изделия из родонита.Из больших глыб этого камня мастера высекают колонны и торшеры на парадныхлестницах, саркофаги, грандиозные вазы и тому подобное. В настоящее времяродонит со Среднего Урала продолжает поступать на мировой рынок. Используютсятакже месторождения родонита на Мадагаскаре и в Австралии. Пока все идетнормально. Но что будет, когда все эти месторождения истощатся? Чароит, красивыйкамень-минерал сиреневого цвета, знают далеко не все. Ведь он появился вювелирном производстве совсем недавно — в 1977 году, после того как егообнаружили геологи в окрестностях реки Чара в Иркутской области. Хотя чароитначал добываться совсем недавно, но уже сейчас налицо все признаки истощенияего месторождения на Чаре. Возможно, геологи найдут новые месторождениясиреневого камня. Но пока на это можно лишь надеяться. Янтарь — хорошо всем известный полудрагоценный камень с разнообразием цветовых оттенков(от белого, бледно-желтого, ярко-золотистого до красно-бурого и дажетемно-коричневого). Его нередко называют солнечным камнем. Янтарь не являетсяминералом, поскольку у него нет кристаллической структуры. Он представляетсобой затвердевшую ископаемую смолу хвойных деревьев, которые широкораспространились по Землев меловой и палеогеновыйпериоды (40-120 млн. лет назад). Солнечный камень — очень ценныйювелирно-поделочный материал. Для получения крупных образцов этого камнясобирают на морских россыпях янтарные зерна и подвергают всю эту массу давлениюпри повышенных температурах. Впрочем, как поделочный материал янтарьиспользуется лишь на 20%. А на 80% янтарь используют для получения канифоли,янтарной кислоты, янтарного масла, лаков. Янтарные лаки по прочности и блескулучше всех других. Ими покрывали свои инструменты выдающиеся мастера — Амати иСтрадивари. Жемчуг представляетсобой твердые бусинки шарообразной или неправильной формы, образующиеся внутрираковин некоторых моллюсков. Состоит жемчуг главным образом из перламутра, которыйс течением времени откладывается концентрическими слоями вокруг инородныхчастиц (например, песчинок или мелких организмов), попавших между створкамираковины. Благодаря перламутру жемчуг обладает неповторимым радужным блеском.Он широко используется для изготовления всевозможных украшений. Жемчуг можновстретить в нарядных и торжественных головных уборах и одеждах, личном оружии,бусах, различных ювелирных изделиях. Промысел жемчуга очень трудоемок: надонырять на дно и отыскивать там раковины с жемчугом. Впрочем, в настоящее времяболее 90% жемчуга выращивают в специально разводимых колониях речных моллюсков. Строительные ископаемые
Когда томимый жаждой путник бредет по нескончаемым пескам пустыни подпалящим солнцем, ему трудно воспринимать эти пески как полезные ископаемые.Когда ты пробираешься под дождем по бездорожью, увязая в глине, котораяналипает на ботинки, тебе трудно думать об этой глине как о полезномископаемом. Точно так же человек, карабкающийся по скале и обдирающий в кровьруки и ноги о щебенку и острые камни, не будет думать о том, что перед нимзалежи полезных ископаемых. А между тем и глина, и песок, и щебенка, игранитные скалы — все это, по сути дела, ценные полезные ископаемые. Ихвыделяют в группу строительных ископаемых и используют при возведениизданий и различных сооружений, а также при создании скульптур и архитектурныхдеталей.
Из разнообразных строительных ископаемых особенно важную роль в развитиицивилизации сыграли известняки, мраморы, граниты. На первом месте поправу стоят известняки — самые распространенные на Земле
осадочные породы. Белые, серые, золотистые известняки — прекрасныйматериал: они легко распиливаются на блоки и приобретают приятный, «теплый» видпосле некоторой обработки.
Из известняков сложены знаменитые древнеегипетские пирамиды, онииспользовались для создания статуй-колоссов и аллеи сфинксов в древнеегипетскомхраме в Луксоре, галереи древнеримского Колизея, дворцов в древнем Вавилоне.Многие замки, дворцы, соборы средневековой Европы также созданы из известняков.Отметим знаменитые дворцовые ансамбли Парижа (Версаль, Фонтенбло, Лувр), соборПарижской Богоматери.
Наряду с известняками в Европе широко применялся также кирпич (красный ибелый). Однако до XVI века зодчиеотдавали предпочтение известнякам, которые нередко использовались в сочетании сгранитами. Позднее началось массовое использование кирпичей из глины как болеедоступного материала. При этом для архитектурных украшений и скульптурных групппродолжали широко применять светлые известняки.
Как ты уже знаешь, в земных глубинах при достаточно высоких температурахизвестняк превращается в мрамор. В отличие от известняка мраморпрекрасно полируется. Он достаточно вязок и прочен, хорошо противостоит ударам.Этим объясняется, почему мрамор с давних пор широко используется дляизготовления отделочных плит, колонн, портиков, для создания скульптур.Колоннада знаменитого древнегреческого Парфенона (храма Афины), мавзолеяТадж-Махал в Агре (Индия), скульптурные композиции Петергофа подСанкт-Петербургом, отделка Зимнего дворца в Санкт-Петербурге — подобныхпримеров использования мрамора можно было бы привести великое множество.
Наряду с известняками и мраморами в архитектуре и скульптуре широкоприменяются серые и красные граниты. В качестве примера приведемвысеченное из розового гранита аббатство Мон-Сен-Мишель во Франции, красноватыеколонны Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге, пьедестал знаменитого «Медноговсадника». Граниты полируются не хуже мрамора, и при этом они хорошопротивостоят разрушению, вызываемому водой, ветрами, химическими осадками.Гранитные плиты и статуи могут сохраняться столетиями.
Надо признать, что времена возведения зданий из каменных блоковпрактически закончились. Они ушли в прошлое вместе с античными и средневековымигородами. Теперь строительный камень применяют в основном лишь как облицовочныйматериал — для внешней и внутренней отделки. А в основе сооруженийиспользуются современные дешевые и прочные строительные материалы — бетон,шлакобетон, железобетон, разнообразные типы кирпичей.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ, ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ Инженерная геология Вариант 4
Воронеж, 2003 Задание 1
Дать определение и краткую характеристику геологическим сферам. Указать их строение, состав, границы.
Стратосфе?ра — слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11—25 км (нижний слой стратосферы) и повышение её в слое 25—40 км от ?56,5 до 0,8 °С (верхний слой стратосферы или область инверсии). Достигнув на высоте около 40 км значения около 273 К (почти 0° С), температура остаётся постоянной до высоты около 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой.
Именно в стратосфере располагается слой озоносферы («озоновый слой») (на высоте от 15-20 до 55-60 км), который определяет верхний предел жизни в биосфере. Озон (О3) образуется в результате фотохимических реакций наиболее интенсивно на высоте ~30 км. Общая масса О3 составила бы при нормальном давлении слой толщиной 1,7-4,0 мм, но и этого достаточно для поглощения губительного для жизни ультрафиолетового излучения Солнца. Разрушение О3 происходит при его взаимодействии со свободными радикалами, NO, галогенсодержащими соединениями (в т. ч. «фреонами»).
В стратосфере задерживается большая часть коротковолновой части ультрафиолетового излучения (180—200 нм) и происходит трансформация энергии коротких волн. Под влиянием этих лучей изменяются магнитные поля, распадаются молекулы, происходит ионизация, новообразование газов и других химических соединений. Эти процессы можно наблюдать в виде северных сияний, зарниц и других свечений.
В стратосфере и более высоких слоях под воздействием солнечной радиации молекулы газов диссоциируют — на атомы (выше 80 км диссоциируют СО2 и Н2, выше 150 км — О2, выше 300 км — Н2). На высоте 100—400 км в ионосфере происходит также ионизация газов, на высоте 320 км концентрация заряженных частиц (О+2, О?2, N+2) составляет ~ 1/300 от концентрации нейтральных частиц. В верхних слоях атмосферы присутствуют свободные радикалы — ОН•, НО•2 и др.
В стратосфере почти нет водяного пара. Задание 2
Составить общую характеристику классов минералов Характеристика должна включать: происхождение, химический состав, физические свойства и применение минералов всего класса. Назвать минералы, входящие в данный класс или группу.
Островные силикаты, имеющие структуру, близкую к плотнейшей упаковке, отличаются наибольшей плотностью и высокой твердостью. Напротив, каркасные алюмосиликаты имеют наименьшую плотность и более низкую твердость. Минимальной твердостью обладают силикаты со слоистой структурой. Твердость закономерно уменьшается от алюмосиликатов с ионным типом связи (слюды) к силикатам с ван-дер-ваальсовой связью (хлориты, тальк, глинистые минералы). Для слоистых силикатов часто характерна весьма совершенная спайность. Это связано с тем, что межатомные связи в пределах слоя кремнекислородных тетраэдров очень прочные, а между слоями — гораздо слабее. Поэтому разрушить эти минералы легче всего вдоль слоя, что и обусловливает характерную для них весьма совершенную спайность.
Характернейшей чертой островных кристаллических структур силикатов является наличие в них в качестве структурно обособленных единиц тетраэдрических анионов [SiO4]4-. Они располагаются изолированно, то есть ни один из кислородных ионов, окружающих ион Si не является общим для других, смежных с ним тетраэдров. Среди катионов островных силикатов преобладают Mg2+, Fe2+, Ca2+ а также Al3+, Fe3+, иногда Ве2+, Ti4+, Zr4+. Щелочные элементы Na и К встречаются в исключительных случаях. Алюминий, в отличие от других типов силикатов, практически никогда не входит в структуру минералов в координации 4, т.е. не заменяет Si в его тетраэдрических группах. Физические свойства островных силикатов довольно характерны и обусловлены особенностями кристаллических решеток этих минералов. Форма кристаллов, как правило, изометричная. Минералы обладают высокой твердостью и относительно повышенным удельным весом, вследствие плотной упаковки ионов. Это бесцветные или слабо окрашенные минералы. Интенсивная окраска бывает только у минералов, содержащих ионы-хромофоры. Среди островных силикатов мы рассмотрим минералы, представленные в таблице 4.
оливин (Mg,Fe)2[SiO4] ромб. Гр. гранатов R2+3R3+2[SiO4]3 куб.
пироп Mg3Al2[SiO4]3
альмандин Fe3Al2[SiO4]3
спессартин Mn3Al2[SiO4]3
андрадит Ca3Fe2[SiO4]3
гроссуляр Са3Al2[SiO4]3 с изолированными одиночными тетраэдрами и добавочными анионами: титанит (сфен) CaTi[SiO4]O мон.
кианит (дистен) Al2[SiO4]O трикл. с изолированными сдвоенными тетраэдрами и добавочными анионами:
эпидот Са2(Al,Fe)Al2[SiO4][Si2O7]O(OH) мон.
кольцевые: берилл Be3Al2[Si6O18] гекс.
турмалин Na(Mg,Fe)3(Al,Fe)6[Si6O18][BO3]3(OH,F)4 триг. Задание 3
Описать по отличительным признакам особенности пород Под отличительными признаками следует понимать цвет, минеральный соостав, структуру, текстуру и применение пород. Привести примеры пород, входящих в описываемый класс (группу, подгруппу).
Метаморфические горные породы образуются в толще земной коры в результате изменения (метаморфизма) осадочных или магматических горных пород. Благодаря движениям земной коры осадочные и магматические горные породы могут подвергнуться воздействию высокой температуры, большого давления и различных газовых и водных растворов, при этом они начинают изменяться. Состав, структуры и текстуры метаморфических горных пород
/>
Так как исходным материалом метаморфических горных пород являются осадочные и магматические породы, их формы залегания должны совпадать с формами залегания этих пород. Так на основе осадочных пород сохраняется пластовая форма залегания, а на основе магматических — форма интрузий или покровов. Этим иногда пользуются, чтобы определить их происхождение. Так, если метаморфическая порода происходит от осадочной, ей дают приставку пара- (например, парагнейсы), а если она образовалась за счёт магматической породы, то ставится приставка орто- (например, ортогнейсы).
Химический состав метаморфических горных пород разнообразен и зависит в первую очередь от состава исходных. Однако состав может отличаться от состава исходных пород, так как в процессе метаморфизма происходят изменения под влиянием привносимых водными растворами веществ и метасоматических процессов.
Минеральный состав метаморфических пород также разнообразен, они могут состоять из одного минерала, например кварца (кварцит) или кальцита (мрамор), или из многих сложных силикатов. Главные породообразующие минералы представлены кварцем, полевыми шпатами, слюдами, пироксенами и амфиболами. Наряду с ними присутствуют типично метаморфические минералы: гранаты, андалузит, дистен, силлиманит, кордиерит, скаполит и некоторые другие. Характерны, особенно для слабометаморфизованных пород тальк, хлориты, актинолит, эпидот, цоизит, карбонаты.
Физико — химические условия образования метаморфических пород, опрежелённые методами геоборотермометрии весьма высокие. Они колеблются от 100-300°С до 1000 — 1500°С и от первых десятков баров до 20 — 30 кбаров
Текстуры метаморфических пород
Сланцевая: большое распространение в метаморфических породах получили листоватые, чешуйчатые и пластинчатые минералы, что связано с их приспособлением к кристаллизации в условиях высоких давлений. Это выражается в сланцеватости горных пород, которая характеризуется тем, что породы распадаются на тонкие плитки и пластинки.
Полосчатая — чередование различных по минеральному составу полос, образующихся про наследовании текстур осадочных пород.
пятнистая — наличие в породе пятен, отличающихся по цвету, составу, устойчивости к выветриванию.
Массивная — отсутствие ориентировки породообразующих минералов.
Плойчатая — когда под влиянием давления порода собрана в мелкие складки.
Очковая — представленная более или менее округлыми или овальными агрегатами среди сланцеватой массы породы.
Катакластическая — отличающаяся раздроблением и деформацией минералов.
Структуры метаморфических пород возникают в процессе перекристаллизации в твёрдом состоянии, или кристаллобластеза. Такие структуры называют кристаллобластовыми.
Наиболее распространённые метаморфические породы
Здесь приведены породы образовавшиеся в результате регионального метаморфизма (от менее к более метаморфизованным).
Глинистые сланцы — представляют начальную стадию метаморфизма глинистых пород. Состоят преимущественно из гидрослюд, хлорита, иногда каолинита, реликтов других глинистых минералов (монтмориллонита, смешаннослойных минералов), кварца, полевых шпатов и других неглинистых минералов. В них хорошо выражена сланцеватость. Они легко раскалываются на плитки. Цвет сланцев: зелёный, серый, бурый до чёрного. Содержат углистое вещество, новообразования карбонатов и сульфидов железа.
Филлиты [греч. филлитес — листоватый] — плотная темная с шелковистым блеском сланцеватая порода, состоящая из кварца, серицита, иногда с примесью хлорита, биотита и альбита. Образуются при метаморфизме глинистых сланцев, но не содержат глинистых минералов. По степени метаморфизма переходная порода от глинистых к слюдяным сланцам.
Хлоритовые сланцы — Хлоритовые сланцы представляют собой сланцеватые или чешуйчатые породы, состоящие преимущественно из хлорита, а также актинолита, талька, слюды, эпидота, кварца и других минералов. Цвет их зелёный, на ощупь жирные, твердость небольшая. Часто содержат магнетит в виде хорошо образованных кристаллов (октаэдров).
Тальковые сланцы –
–PAGE_BREAK–Кристаллические сланцы — общее название обширной группы метаморфических пород, характеризующиеся средней (частично сильной) степенью метаморфизма. В отличие от гнейсов в кристаллических сланцах количественные взаимоотношения между кварцем, полевыми шпатами и тёмноцветными минералами могут быть разными.
Амфиболиты — метаморфическая горная порода, состоящая из амфибола, плагиоклаза и минералов примесей. Роговая обманка, содержащаяся в амфиболитах, отличается от амфиболов сложным составом и высоким содержанием глинозёма. В противоположность большинству метаморфических пород высоких ступеней регионального метаморфизма амфиболиты не всегда обладают хорошо выраженной сланцеватой текстурой. Структура амфиболитов гранобластовая (при склонности роговой обманки к образованию удлинённых по сланцеватости кристаллов) нематобластовая и даже фибробластовая. Амфиболиты могут образовываться как за счёт основных изверженных пород — габбро, диабазов, базальтов, туфов и др., так и за счёт осадочных пород мергелистого состава. Переходные разности к габбро называются габбро-амфиболитами и характеризуются реликтовыми (остаточными) габбровыми структурами. Амфиболиты возникающие за счёт ультраосновных горных пород, отличаются обычно отсутствием плагиоклаза и состоят практически целиком из роговой обманки, богатой магнием (антофиллит, жедрит). Различают следующие виды амфиболитов: биотитовые, гранатовые, кварцевые, кианитовые, скаполитовые, цоизитовые, эпидотовые и др. амфиболиты.
Кварциты — Зернистая горная порода, состоящая из зерен кварца, сцементированных более мелким кварцевым материалом. Образуется при метаморфизме кварцевых песчаников, порфиров. Встречаются в корах выветривания, образуясь при метасоматозе (гипергенные кварциты)с окислением медноколчеданных месторождений. Они служат поисковым признаком на медноколчеданные руды. Микрокварциты образуются из подводных гидротерм, выносящих в морскую воду кремнезём, при отсутствии других компонентов (железо, магний и др.).
Гнейсы — Метаморфическая горная порода, характеризующаяся более или менее отчётливо выраженной параллельно-сланцеватой, часто тонкополосчатой текстурой, с преобладающими гранобластовыми и порфиробластовыми структурами и состоящая из кварца, калиевого полевого шпата, плагиоклазов и цветных минералов. Выделяют: биотитовые, мусковитовые, двуслюдяные, амфиболовые, пироксеновые и др. гнейсы.
Метаморфические породы образовавшиеся при динамометаморфизме
Породы возникающие под действием динамометаморфизма и тектонических нарушений в зоне дробления. Дроблению и деформации подвергаются не только сама порода, но и минералы.
Катаклазиты — продукт дислокационного метаморфизма, не сопровождающегося явлениями перекристаллизации и минералообразования. Внутреннее строение характеризуется присутствием силино деформированных, изогнутых, раздробленных зёрен минералов и часто наличием мелкогранулированной полиминеральной связующей массы (цемента).
Милониты — Тонкоперетёртая горная порода с отчётливо выраженной сланцеватой текстурой. Образуются в зонах дробления, особенно по плоскостям надвигов и сбросов. Разорванные блоки горных пород перемещаясь, дробят, перетирают и одновременно сдавливают породы, вследствии чего она становится компактной и однородной. для милинитов характерны полосчатые текстуры, расслоеность и флюидальность. От катаклазитов отличается болишей степенью раздробленности и развитием параллельной текстуры. Задание 4
Охарактеризовать структурную форму горных пород. Дать определение, привести схематический рисунок, элементы строения и оценить ее влияние на условия строительства.
Моноклиналь [от моно… и греч. klino — наклоняю(сь)], форма залегания слоев горных пород, характеризующаяся их пологим наклоном в одну сторону. Представляет собой обычно крыло какого-либо обширного и пологого поднятия или прогиба слоев. М. особенно характерны для платформ, где они приурочены к крыльям антеклиз и синеклиз. Примером М. является структура, образуемая палеозойскими толщами от южного склона Балтийского кристаллического щита к центру Московской синеклизы; наклон слоев исчисляется в 2—2,5 м на 1 км длины.
Структура, в которой слои наклонены в одну сторону.
Ступенчатый перегиб, изменяющий горизонтальное или близкое к нему залегание.
Существенной особенностью моноклинали является связь между двумя блоками слоистых пород, перемещенных друг относительно друга по вертикали. Обычно устанавливается, что крутопадающая часть претерпела изгиб
МОНОКЛИНАЛЬ (греч. monos — один и klino — наклоняюсь) — наклон земных слоев в одну сторону, что обычно для осадочных горных пород, прикрывающих склоны платформенных щитов. Например, Алданский щит имеет наклон в сторону Центрально-Якутской низменности (Вилюйской синеклизы), Балтийский — к юго-востоку (к Московской синеклизе). В рельефе моноклинали отчетливо выражены в виде куэст.
Лено-Алданская моноклиналь
/>
С инженерно-геологической точки зрения наиболее благоприятными местами строительства являются горизонтальное залегание горных пород, где присутствует большая их мощность, однородность состава. Фундаменты зданий и сооружений располагаются в однородной грунтовой среде, при этом создается равномерная сжимаемость слоев под весом сооружения и создается наибольшая их устойчивость
Наличие дислокации резко изменяет и усложняет инженерно-геологические условия строительства – нарушается однородность грунтов основания фундамента сооружений, образуются зоны дробления (разрывы), снижается прочность пород, по трещинам разрывов происходят смещения, нарушается режим подземных вод. Это вызывает неравномерную сжимаемость грунтов и деформацию самого сооружения вследствие неравномерной осадки различных его частей (рис. 4). Задание 6
Рассмотреть и охарактеризовать геодинамические процессы и явления. Дать определение, указать причины образования, мероприятия по устранению процессов и явлений Обвалы и осыпи.
Обва?л — отрыв и падение масс горных пород вниз со склонов гор под действием силы тяжести.
Обвалы возникают на склонах речных берегов и долин, в горах, на берегах морей.
Причиной образования обвалов является нарушение равновесия между сдвигающей силой тяжести и удерживающими силами. Оно вызывается:
увеличением крутизны склона в результате подмыва водой;
ослаблением прочности пород при выветривании или переувлажнении осадками и подземными водами;
воздействием сейсмических толчков; Строительной и хозяйственной деятельностью.
Крупнейший обвал объёмом 2,2 млрд м? произошёл 18 февраля 1911 года на реке Мургаб, в результате которого образовались естественная плотина и Сарезское озеро.
Горные обвалы и осыпи – частые явление во многих странах мира. Их масштабы бывают грандиозными, последствия трагическими. Они способны вызвать крупные завалы или обрушение автомобильных и железных дорог, разрушение населенных пунктов и уничтожение лесов, способствовать образованию катастрофических затоплений и гибели людей. Такие катастрофы нередко происходят при землетрясениях 7 баллов и более, когда возможно обрушение крутых горных склонов, образующих с горизонтом углы 45-50*
С обвалами можно бороться, но не со всякими и не везде. Железная дорога Туапсе – Сухуми идет по самой береговой кромке Черного моря. С одной стороны ей угрожают штормовые волны, и приходится укреплять насыпь железобетонными «ежами», кубами, блоками, предохраняющими её от размыва. С другой стороны над железнодорожной колеёй нависают обрывы. Спасться от обвалов помогают высокие каменные стенки, которые останавливают глыбы камней, падающие со склона. Так же в горах защищают и автомобильные дороги. Но это предохраняет только от небольших обвалов
Если где-то нависают скалы, то предотвратить их обвал можно только одним способом: постепенно, по частям обрушить их, закладывая динамитные заряды малой мощности. Гораздо реже предпочитают укреплять скалы, грозящие обвалиться, опоясывающими стальными обручами, заливая трещины цементом и т. д. Если обвалы угрожают поселкам, людей эвакуируют, а поселок переносят в безопасное место.
Обвалы, осыпи. Это отрыв и катастрофическое падение больших масс горных пород, их дробления и скатывания, из круч, обрывов и склонов. Обвалы естественного происхождения наблюдаются в горах, на берегах морей, обрывах речных долин. Это результат послабления связанности горных пород под действием процессов выветривания, подмыва, растворения и действия сил притяжения, их возникновению способствует геологическое строение местности, наличие на склонах трещин и зон дробления горных пород.
Чаще (до 80%) всего современные обвалы связаны с антропогенным фактором. Они возникают преимущественно при неправильном проведении работ, при строительстве и горных разработках.
Осип — это нагромождение щебню или почве у подножия склонов.
Районы Карпатских и Крымских гор подпадают под действие обвалов и осыпей, некоторые из них имели катастрофический характер и привели к человеческим потерям, как, например, Демерджинский обвал 1896 года.
Абразия. Это процесс разрушения волнами прибоя берегов морей, озер и водохранилищ. Процесс абразии наиболее распространен на Черноморском побережье. В береговой зоне Крыма ежегодно исчезает 22 гектара побережья, между дельтой Дуная и Крымом — 24 гектара, в северной части Азовского моря — 19 гектаров. Абразии подпадает до 60% берегов Азовского и до 30% — Черного морей. Скорость абразии составляет в среднем 1,3-4,2 метры на год.
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
О геологиинаверняка знает каждый, несмотря на то, что она является, пожалуй, единственнойестественнонаучной дисциплиной, не изучаемой в школьном курсе. Развитие«геологических» знаний сопутствовало развитию человечества на всех этапах егоистории. Достаточно вспомнить, что общая периодизация истории основана нахарактере используемых для производства орудий труда материалов: каменный,бронзовый и железный век. Добыча и совершенствование технологии обработкиполезных ископаемых неизбежно связаны с увеличением знаний о свойствах минералови горных пород, выработкой критериев поиска месторождений и совершенствованиемспособов их разработки. Технологический прогресс, в том числе и на современномэтапе развития цивилизации, немыслим без использования природных ресурсов.
Вместе с тем,в понимании, близком к современному, термин «геология» впервые был примененлишь в 1657 году норвежским естествоиспытателем М.П. Эшольтом, а каксамостоятельная ветвь естествознания геология начала складываться только вовторой половине 18 века. В это время были разработаны элементарные приёмынаблюдения и описания геологических объектов и процессов, первые методы ихизучения, проведена систематизация разрозненных знаний, возникли первыегипотезы. Этот период связан с именами выдающихся учёных А. Броньяра, А.Вернера, Ж. Кювье, Ч. Лайеля, М. Ломоносова, У. Смита и многих других. Геологиястановится наукой.
Наука — выработанная в результатедеятельности человека, взаимосвязанная развивающаяся система знаний о законахмира.
Компонентынаучного познания:
1. Постановкапроблемы, т.е. задачи, которая не может быть решена на основании имеющихсязнаний.
2. Выработкагипотезы — системы предположений, основанных на ряде фактов.
Гипотеза вырабатываетсяна основании формулировки точек зрения о проблеме. В ходе доказательства однигипотезы отвергаются, другие подтверждаются фактами и обогащают теорию.
3. Теория — системаобобщенного знания о той или иной области (например, теория Ч. Дарвина).
Геология — развивающаяся система знаний овещественном составе, строении, происхождения и эволюции геологических тел иразмещении полезных ископаемых.
Такимобразом, объектами изучения геологии являются:
состав истроение природных тел и Земли в целом;
процессы наповерхности и в глубинах Земли;
историяразвития планеты;
размещение полезныхископаемых.
Намечаетсяопределенная иерархия геологических тел (где тела каждого последующего рангаорганизации вещества образованы закономерным сочетанием тел предыдущего ранга):минерал — горная порода — геологическая формация — геосфера — планета в целом.«Минимальным» объектом, изучаемым в геологии, выступает минерал (составляющиеминералы элементарные частицы и химические элементы рассматриваются всоответствующих разделах физики и химии).
Минералы — однородные по составу и строениюкристаллические вещества, образовавшиеся в результате природныхфизико-химических процессов. Изучению минералов посвящена одна из ветвейгеологии — минералогия.
Минералогия — это наука о составе, свойствах,строении и условиях образования минералов. Это одна из старейших геологическихнаук, по мере развития которой от неё отделялись самостоятельные ветвигеологических наук.
Горныепороды — естественные минеральные агрегаты, образующиеся в глубинах Земли или на еёповерхности в ходе различных геологических процессов. По происхождению(генетически) выделяются три типа горных пород:
магматические,образующиеся в результате кристаллизации огненно-жидких природныхпреимущественно силикатных расплавов — магмы и лавы;
осадочные,формирующиеся на поверхности Земли в результате физического и химическогоразрушения существующих пород, осаждения минералов из водных растворов или врезультате жизнедеятельности живых организмов;
метаморфические,возникающие при преобразовании магматических, осадочных или ранееобразовавшихся метаморфических пород в глубинах Земли под воздействием высокихтемператур и давлений. Горные породы рассматриваются петрографией.
Петрография — наука, занимающаяся изучениемсостава, строения, происхождения и закономерностей распространения горныхпород. Обычно из петрографии выделяется, как самостоятельная наука, литология,изучающая осадочные горные породы.
Геологическиеформации — закономерное сочетание определенных генетических типов горных пород, связанныхобщностью условий образования.
Геологическиеформации рассматриваются во многих разделах геологии (петрографии, литологии,геотектонике и др., даже выделяется особое направление — учение о формациях).Учитывая, что выявление формаций, как объектов высокого ранга, возможно лишьпри изучении крупных участков земной коры, важная роль в их исследованииотводится региональной геологии.
Региональнаягеология — раздел геологии, занимающийся изучением геологического строения и развитияопределенных участков земной коры.
Геосферы — концентрические слои (оболочки),образованные веществом Земли. В направлении от периферии к центру Землирасположены атмосфера, гидросфера (образующие внешние геосферы), земная кора,мантия и ядро Земли (внутренние геосферы). Область обитания организмов,включающая нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхнюю часть земной коры,называется биосферой.
Важнейшаяроль в изучении геосфер, их состава, протекающих в них процессов и ихвзаимосвязи, отводится геофизики и геохимии.
Геофизика — комплекс наук, изучающихфизические свойства Земли в целом и физические процессы, происходящие в еётвёрдых сферах, а также в жидкой (гидросфера) и газовой (атмосфера) оболочках.
Геохимия — наука, изучающая историюхимических элементов, законы их распределения и миграции в недрах Земли и на еёповерхности. Наука, исследующая глубинные процессы, изменяющие состав истроение твердых оболочек Земли, называется геодинамика.
Минералы игорные породы залегают в виде определённых геологических тел. Важныминаправлением геологии является науки, изучающие формы залегания пород, механизми причины образования этих форм. Наука, изучающая формы залегания горных породв земной коре и механизм образования этих форм называется структурнаягеология (обычно рассматривается как раздел тектоники).
Тектоника — наука о строении, движениях идеформациях литосферы и её развитии в связи с развитием Земли в целом.
Геологамиприходится иметь дело с толщами горных пород, накопившимися на миллиарды лет.Поэтому ещё одним важнейшее направление включает науки, восстанавливающие последам, сохранившимся в толщах горных пород, события геологической истории и ихпоследовательность.
Геохронология — учение о последовательностиформирования и возрасте горных пород.
Стратиграфия — раздел геологии, занимающийсяизучением последовательности образования и расчленением толщ осадочных,вулканогенно-осадочных и метаморфических пород, слагающих земную кору.Обобщающей дисциплиной этого направления является историческая геология — наука, изучающая геологическое развитие планеты, отдельных геосфер и эволюциюорганического мира. Все названные геологические науки тесно связаны спалеонтологией, возникшей и развивающейся на стыке геологии и биологии.
Палеонтология – наука, изучающая по ископаемымостаткам организмов и следам их жизнедеятельности историю развитиярастительного и животного мира прошлых геологических эпох.
Прикладноенаправление геологических наук также включает в себя ряд важных разделов: геологиюполезных ископаемых; гидрогеологию — науку оподземных водах; инженерную геологию, изучающую геологическиеусловия строительства различных сооружений и др.
Многогранностьобъектов изучаемых геологией превращает её комплекс взаимосвязанных научныхдисциплин. Приэтом, в большинстве случаев, каждая отдельная дисциплина включает в себя триаспекта: описательный (изучающий свойства объекта, классифицирующий их и пр.),динамический (рассматривающий процессы их образования и изменения) иисторический (рассматривающий эволюцию объектов во времени).
По областииспользования результатов научные исследования делятся на фундаментальные иприкладные. Цель фундаментальных исследований — открытие новых основополагающихзаконов природы или способов и средств познания. Цель прикладных — созданиеновых технологий, технических средств, предметов потребления. Применительно кгеологии необходимо отметить следующие практические задачи:
открытиеновых месторождений полезных ископаемых и новых способов их разработки;
изучениересурсов подземных вод (также являющихся полезным ископаемым);
инженерно-геологическиезадачи, связанные с изучением геологические условия строительства различныхсооружений;
охрана ирациональное использование недр. Геология имеет тесную связь со многиминауками. На приведенном рисунке указаны разделы наук, возникшие в результатевзаимодействия геологии со смежными дисциплинами:
Связь геологии с другими науками
/>
В заключениекратко коснёмся особенностей методов геологических исследований. В этом отношении,прежде всего, следует отметить, что в геологии очень тесно связанытеоретические и эмпирические методы.
Важнейшимметодом геологических исследований является геологическая съёмка — комплекс полевых геологических исследований, производимых с целью составлениягеологических карт и выявления перспектив территорий в отношении наличияполезных ископаемых. Геологическая съёмка заключается в изучении естественных иискусственных обнажений (выходов на поверхность) горных пород (определение ихсостава, происхождения, возраста, форм залегания); затем на топографическуюкарту наносятся границы распространения этих пород с указанием характера ихзалегания. Анализ полученной геологической карты даёт возможность созданиямодели строения территории и данных о размещении на ней различных полезныхископаемых.
Геология — настоящаянаука историческая, и самой важной ее задачей является определениепоследовательности геологических событий. Не имеет смысла говорить, что чтобывыполнить все эти задачи, с давних времен разработан ряд наипростейших иинтуитивно очевидных признаков временных соотношений пород.
Все знают, чтоинтрузивные взаимоотношения всегда представлены контактами интрузивных пород ивмещающих их толщ. Так же известно, что обнаружение признаков таких интрузивныхвзаимоотношений (зоны закалки, даек и т. п.) однозначно указывает на то, что жеинтрузия образовалась позднее чем вмещающие породы.
Известно, что ксенолиты иобломки попадают в породы, где в результате разрушения их собственногоисточника, соответственно они все образовались ранее вмещающих их пород, ипоэтому могут быть использованы для определения их относительного возраста.
И всё же принципактуализма показал, что геологические неисчерпаемые силы, которые действуют внаше время, родственно работали и в те времена. Невероятно, но Джеймс Хаттонсмог сформулировать принцип актуализма фразой «Настоящее — ключ к будущему».
Безапелляционноеутверждение не совсем точное. Вероятно, понятие «богатырская сила» — понятие не геологическое, а физическое, к геологии имеющее опосредованноеотношение. Грамотнее говорить о геологических процессах. Выявление сил,сопровождающих эти процессы, могло бы стать главной задачей геологии, чего, ксожалению, нет.
Стало известно, что внаше время принцип актуализма является тормозом в развитии представлений опроцессах геологии.
Конечно же, принциппервичной горизонтальности смог подтвердить, что морские осадки при образованиизалегают только горизонтально.
Нет сомнения в том, чтопринцип суперпозиции заключается именно в том, что все породы, которыенаходятся в не нарушенном складчатостью и разломами залегании, следуют поочерёдности, в порядке их образования. Молодые породы находятся выше, а древниениже по разрезу.
Кстати сказать, принципфинальной сукцессии постулирует, что в одно и то же время в океане былираспространены одни и те же организмы. Стоит также акцентировать внимание навот чем: палеонтолог, определив набор ископаемых остатков в породе, может разыскатьодновременно образовавшиеся породы.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Геологический факультет
Реферат
Почему я выбрала геологию
Выполнил: студент группы ГЛГ-2
Калашникова Ю.Ю.
Проверил: Печеркина Л.В.
Пермь 2011
Содержание
Введение
1. Профессия геолога
1.1 История профессии геолог
2. Факторы, влияющие на выбор профессии
2.1 Уровень социальной значимости профессии
2.2 Массовость и уникальность профессии (
2.3 Риски профессии
Заключение
Список литературы
Введение
Среди десятков и сотен принимаемых человеком решений самую важную роль и влияние играет выбор жизненного пути. С тех пор как я стала студенткой Пермского Государственного Университета, мне предстоит сделать этот не легкий и определяющий мою будущую судьбу выбор. Я должна определиться, по какой специализации буду учиться дальше. Сделать осознанный и самостоятельный выбор очень сложно, ведь до сих пор в большинстве случаев за меня все решали родители, они вели меня по жизненному пути, но теперь я должна сама выбрать, что мне делать и как поступить.
Ученые считают, что человек живет ради самореализации. Занятие наполняет жизнь смыслом, помогает ощутить себя ценным, значимым в обществе.
В мире нет двух абсолютно одинаковых людей, у каждого свой путь проб и ошибок. Это поиск человеком самого себя, своих жизненных ценностей, своих ориентиров. Сделать осознанный и правильный выбор сложно, существует много факторов влияющих на выбор: низкая информированность о профессии, престижность и значимость профессии, мнение родителей, мнение друзей, привязанности, интересы, потребности общества. Но, не смотря на все это, я сделала свой выбор, основываясь на своих интересах, желаниях и предпочтениях. Я выбрала профиль геология, и надеюсь, я сделала правильный выбор.
1. Профессия геолога
1.1 История профессии геолог
Геология (с греческого geo – земля и logos – учение) – комплекс наук о составе, строении и истории развития земли. С древних времен люди использовали различные полезные ископаемые для своих целей. Таким образом, неорганизованная, непромышленная добыча полезных ископаемых началась еще с древних времен, когда рудокопы добывали глину и уголь, кроме этого, люди владели знаниями о горных породах, минералах и рудах. С началом эпохи Великих географических открытий началось изучение Земли. Люди стали интересоваться, как возникают пустыни, горы и т.д., и пытаться научно обосновать свои догадки. В эти времена и появляются первые геологи-мыслители, которые пытались предположить, где могут находиться полезные ископаемые. Термин “геология” ввел норвежский ученый М. Эшольт в 1657 году. Качественный скачок в истории геологии (конец XIX – начало XX века) связан с введением физико-химических и математических методов исследования. На сегодняшний день большинство месторождений уже разведано. А для выдвижения прогнозов уже не обязательно выезжать на местность, достаточно в большинстве случаев произвести фото – и киносъемку. Однако до сих пор эта профессия является символом романтики и в ней остается много открытых вопросов: не доказана теория движения материков, остаются необъясненными некоторые геомагнитные аномалии. Геологи много времени проводят в экспедициях, где собирают образцы пород, ищут и наносят на карты залежи ценных пород, драгоценных камней, золота, нефти. Изучают геологические процессы: землетрясения и извержения вулканов. Профессия “Геолог” требует от специалиста преимущественно интеллектуальных затрат. Профессиональная деятельность, прежде всего, подразумевает анализ, сравнение и интерпретацию данных, предложение новых решений, выполнение конкретных задач с применением специальных навыков труда.
Доминирующие виды деятельности профессии геолог:
организация и выполнение полевых работ по сбору фактического материала о геологии изучаемого района;
участие в разработке геологического задания;
подсчет запасов полезных ископаемых;
составление графических материалов по геологическому строению изучаемого района работ (схемы, карты, разрезы, планы, диаграммы);
составление эталонных коллекций образцов горных пород и полезных ископаемых;
определение категории горных пород по их технологическим свойствам (буримость, крепость, разрыхляемость);
определение категории сложности районов работ;
прогнозирование движения поверхности;
работа со специализированной техникой и инструментами;
промышленная разработка месторождений;
установление мест заложения горных выработок и буровых скважин нефти и газа;
разработка планов горных работ и эксплуатационной разведки;
изучение геологического строения месторождений;
промысловые и геофизические исследования скважин;
апробирование горных выработок;
осуществление геологического контроля за горно-эксплутационными и разведочными работами, состоянием разработки нефти и газа;
контроль за полнотой и качеством отработки месторождений, освобождением скважин;
учет потерь, движения разведанных и готовых к выемке полезных ископаемых;
проведение ремонта скважин;
обобщение геологического материала и результатов промысловых и геофизических исследований.
2. Факторы, влияющие на выбор профессии
2.1 Уровень социальной значимости профессии
Уровень социальной значимости профессии геолога определяется средними показателями её востребованности на рынке труда. На сегодняшний момент основные заказы поступают от приватных организаций, хотя государственные учреждения все же не остаются в тени частных предпринимателей. В настоящее время профессия геолога довольно востребованная, так как добыча, разведка и обработка полезных ископаемых основной источник доходов страны.
Разведка полезных ископаемых – неотъемлемая часть системы народного хозяйства. Основа обеспечения производства рудой, углем, нефтью, газом, строительными материалами, водой и пр. лежит в поиске их на территории нашей страны. Современная промышленность с ее высокой техникой и огромными масштабами требует гигантского количества разнообразного минерального сырья. Нельзя себе представить ни одной отрасли хозяйства без железа и угля; без нефти была бы мертва вся “подвижная” техника, а современная химия не имела бы возможности так широко производить различные синтетические материалы. Без редких элементов невозможно изготовить различные сложнейшие машины и точнейшие приборы, которые используются в металлургии, химии, машиностроении, авиации, космонавтике. Не может обходиться промышленность без цветных металлов – меди, цинка, олова, свинца, алюминия и магния. Невозможно повысить и плодородие почв без применения так называемых агрономических руд – фосфоритов, апатита и калийных солей.
Геологи пока знают очень мало о строении глубин земной коры, так как непосредственному наблюдению доступна только самая верхняя ее часть. Изучить глубины Земли очень важно по многим причинам. Ученые признают большое влияние глубоких недр Земли на процессы образования месторождений минерального сырья. С глубинами Земли связаны вулканические явления и землетрясения. Поэтому дальнейшее развитие знаний о строении и составе Земли, а также решение вопроса, как образуются месторождения полезных ископаемых, невозможно без непосредственного исследования глубин земной коры и ее подкорковой части.
Места применения труда специалистов – геологоразведочные экспедиции, геофизические и буровые партии, научно-исследовательские и проектные организации. Основная сфера применения их труда – это разведка и освоение месторождений полезных ископаемых. Требуются они и в строительстве (например, для выявления особенностей грунтов на месте будущих сооружений).
2.2 Массовость и уникальность профессии (
Профессия геолога в своём роде уникальна. Для её успешной практики необходимо, во-первых, отличное профильное образование, глубокие знания в сфере составления и толкования картографических чертежей, умелое пользование специфическими измерительными и аналитическими приборами. Работа носит неравномерный характер и отличается возможностью частых длительных командировок и повторных выездов на исследуемый объект. Геолог должен также иметь крепкое здоровье, хорошую физическую подготовку, выносливость, наблюдательность, умение работать в ограниченном коллективе, быть терпеливым и целеустремлённым.
Преподаватели разных вузов едины во мнении: учиться на геолога тяжело. Из общепрофессиональных дисциплин предстоит освоить физику, математику, информатику, техническую и теоретическую механику, инженерную графику – геологам нужно инженерное мышление. Одновременно придется изучать историю, культурологию, социологию, политологию, иностранный язык – это уже предполагает гуманитарный склад ума. И, наконец, специальные геологические и горно-геологические дисциплины потребуют своих, особых способностей. Например, палеонтологию по книжке не выучишь – надо работать с коллекцией, заниматься в палеонтологических и минералогических музеях.
Перед учеными-геологами и практиками стоит ва
С малых лет мы интересуемся происхождением жизни на Земле. Даже маленькие дети задают непростые вопросы, дать ответ на которые вовсе не легко. А легко ли ответить на извечный вопрос о возникновении самой Земли? Какова ее родословная, кто изучает эту проблему, насколько ученые продвинулись в этих исследованиях?.. Чтобы поговорить об этом, дадим сначала определение интересующей нас отрасли науки — геологии.
Само слово «геология» образовано от греческих корней: гео — земля, логос — учение, так что нетрудно объяснить и содержание этой науки: она охватывает ряд исследовательских направлений — о составе, строении и истории развития земной коры и нашей планеты. Истоки геологии относятся к глубокой древности и связаны с первыми сведениями о горных породах, минералах и рудах. В самостоятельную ветвь естествознания геология выдвинулась в конце восемнадцатого — начале девятнадцатого века. Теперь успешно развиваются и отрасли прикладного значения — гидрогеология, инженерная геология, учение о полезных ископаемых и другие.
Сегодня мы поговорим об исторической геологии.
На Земле еще до появления человека в течение миллионов лет происходили события, которые изменили нашу планету. На сушу многократно наступали моря, которые размывали и разрушали ее. Поднимавшиеся из вод моря горные хребты подтачивались дождевыми и снеговыми водами, а также ледниками, которые спускались с горных вершин. На дне морей, на островах и на материках вулканы извергали расплавленную лаву, которая покрывала огромные площади, до неузнаваемости изменяя лик Земли.
Ветры в пустынях развеивали горные хребты в пыль, перенося и отлагая толщи песков, и они накапливались на обширных пространствах нашей планеты.
Все изменения, которые претерпел земной шар с момента образования на нем земной коры и до настоящего времени, изучает историческая геология. Историческая геология выясняет, где в прошлом были моря и суша, изучает места, где происходили извержения вулканов.
Историческая геология не только устанавливает события, которые происходили миллионы лет назад, изучает их последовательность. Ученых-геологов интересует, что было раньше и что позже.
Я хочу стать геологом
Выбор профессии в жизни каждого человека – очень ответственный шаг. К этому нужно подойти очень серьезно и основательно, потому что, можно сказать, вы выбираете дело всей жизни. Мы выбираем будущую профессию на основе наших качеств, интересов, способностей. Многие люди не знают, кем хотят быть, где хотели бы работать, но я уже определился с делом всей своей жизни. Я хочу стать геологом.
Я выбрал эту профессию потому, что хотел и хочу найти горные породы или место зарождения нефти.
Но чтобы стать хорошим геологом, необходимо освоить целый комплекс как инженерных, так и гуманитарных наук. Это физика и математика, информатика и механика, история и культурология, иностранный язык и политология. Деятельность геолога это не только постоянные экспедиции и командировки, но и работа в лаборатории и составление карт. Геолог может уйти в науку и работать в научно- исследовательских учреждениях , научных институтах, в нефтяных компаниях.
Мы читаем много книг, но одна из них называлась «Путешествие к центру земли», где путешественники отправились в экспедицию, где много нового узнали о недрах земли. Я, как эти путешественники, хочу путешествовать и познавать много нового о своей планете.
Глава 1
Физико-географическое описание Европы
1. Общие сведения.
Европа (греч. Europe, от ассир. эреб — запад; в Древней Греции так именовались территории, лежащие к западу от Эгейского моря) — часть света, западная часть материка Евразии.
Площадь Европы около 10 млн. км2 , в том числе на острова приходится около 730 тысяч км2 (самые большие — Новая Земля, Земля Франца-Иосифа,Шпицберген, Исландия, Великобритания, Ирландия, Корсика, Сардиния, Сицилия, Крит), на полуострова приходится около 1/4 территории Европы (Скандинавский, Пиренейский, Апеннинский, Балканский, Кольский и др.).
Население около 734 млн. человек (2011). Крайние материковые точки Европы: на севере — мыс Нордкин, 71°08′ северной широты; на юге — мыс Марроки, 36°00′ северной широты; на западе — мыс Рока, 9°31’западной долготы; на востоке — восточное подножие Полярного Урала близ Байдарацкой губы, 67°20′ восточной долготы. Европа омывается морями Атлантического и Северного Ледовитого океана; на севере и северо-западе — Карским, Баренцевым, Белым и Норвежским; на западе ? Балтийским и Северным; на юге — Средиземным, Мраморным, Чёрным и Азовским, на востоке и юго-востоке граница с Азией чаще всего проводитсяпо восточному подножию Урала, по реке Эмба до Каспийского моря, реки Кума и Маныч до устья Дона.
2. Деление Европы
Европу обычно делят на Северную и Южную, Западную и Восточную, а также Центральную. Деление это довольно условно, тем более, что здесь вступают в действие не только чисто географические, но и политические факторы. Некоторые страны, в зависимости от точки зрения, могутпричисляться к различным группам государств.
В советское время деление Европы на Восток и Запад имело зачастую политическую окраску — к Восточной Европе относили ГДР, Польшу, Чехословакию, Венгрию, Румынию, Болгарию, Албанию, Югославию и СССР — страны социалистические, или, как их ещё называли, «страны народной демократии». К Западной Европе относились все остальные государства. При этом Испания, Португалия, югФранции, Италия, Мальта, Кипр, Греция и Турция также назывались Южной Европой, а Исландия, Норвегия, Швеция, Дания и Финляндия — Северной.
В настоящее время, после распада СССР, Югославии и Чехословакии, к Центральной Европе относят Австрию, Швейцарию и ранее включавшиеся в Восточную Европу Польшу, Чехию, Словакию, страны бывшей Югославии, Румынию, Венгрию, иногда страны Прибалтики (последние чащевключают в Северную Европу). К Восточной Европе — физико-географически Российскую Федерацию (в Европе только часть), Украину, Белоруссию, Казахстан (в Европе только часть), Молдавию, включая непризнанное ПриднестровьЕвропа К Западной Европе относят Великобританию, Ирландию, Францию и другие страны, включая физико-географически центрально-европейскую Германию.
3. Рельеф
По средней (около 300 м) имаксимальной (4807 м, г. Монблан в Альпах) высоте Европа уступает остальным частям света, кроме Австралии. Около 60% поверхности Европа находится на высоте менее 200 м (частично ниже уровня моря: побережье Каспийского моря — 28 м, некоторые районы побережий Северного и Балтийского морей), 24% — от 200 до 500 м, 10% — от 500 до 1000 м, 6% — более 1000 м (в том числе 1,5% — выше 2000 м). Подобное распределениевысот поверхности отображает господство в Европе равнинного рельефа. Почти всю Восточную Европу и северную часть Средней Европы занимают Восточно-Европейская (Русская) равнина и её продолжением на западе является Среднеевропейская равнина; значительные площади занимают равнины в Фенноскандии. В остальных районах равнины вкраплены между горами (Среднедунайская, Нижнедунайская и др.). На крайнемвостоке протягиваются горы Урал, на северо-западе — Скандинавские горы. Полоса небольших по площади и высоте гор охватывает южная часть Средней Европы: Центральный французский массив, Вогезы, Шварцвальд, Рейнские Сланцевые горы и др. С Юга эта полоса обрамлена наиболее высокими горами Европы— Альпами, а также Карпатами. Горный рельеф преобладает в Южной…
екать палеомикологические данные для восстановления условий обитания организмов, а при изучении докембрийских образований и для расчленения осадочных толщ.
Представители того или иного вымершего вида могут встречаться в различных по своей протяженности интервалах разреза осадочных отложений, что косвенным образом указывает на продолжительность
существования этого вида. Сравнивая закономерности распределения различных организмов во времени, удается установить стратиграфическую ценность каждого из них и обосновать точность, с которой можно
измерить продолжительность геологических событий. Трудом многих поколений палеонтологов создается шкала относительного времени геологический календарь фанерозоя.
Ископаемые остатки древних растений и животных позволяют выяснить последовательность залегания земных слоев и достаточно точно сопоставить пласты, заключающие окаменелости. По ним можно судить,
древнее или моложе тот или иной пласт по сравнению с другим. Остатки организмов укажут, на каком этапе истории Земли образовались изучаемые отложения, позволят соотнести их с определенной строкой
геохронологической шкалы. Но если породы «немые», т. е. не содержат ископаемых организмов, этот вопрос решить невозможно. А между тем многокилометровые толщи докембрийских образований лишены
окаменелостей. Стало быть, чтобы определить возраст древнейших слоев Земли, необходимы какие-то иные методы, принципиально отличающиеся от традиционных приемов, взятых на вооружение палеонтологией.
Для выполнения этой задачи с давних времён разработан ряд простых и интуитивно очевидных признаков временных соотношений пород. Интрузивные взаимоотношения представлены контактами интрузивных пород
и вмещающих их толщ. Обнаружение признаков таких взаимоотношений (зоны закалки, даек и т. п.) однозначно указывает на то, что интрузия образовалась позже, чем вмещающие породы.
Секущие взаимоотношения также позволяют определить относительный возраст. Если разлом рвёт горные породы, значит он образовался позже, чем они. Ксенолиты и обломки попадают в породы в результате
разрушения своего источника, соответственно они образовались раньше вмещающих их пород, и могут быть использованы для определения относительного возраста.
Принцип актуализма постулирует, что геологические силы, действующие в наше время, аналогично работали и в прежние времена. Джеймс Хаттон сформулировал принцип актуализма фразой «Настоящее ключ к
будущему». Принцип первичной горизонтальности утверждает, что морские осадки при образовании залегают горизонтально. Принцип суперпозиции заключается в том, что породы находящиеся в не нарушенном
складчатостью и разломами залегании следуют в порядке из образования, породы, залегающие выше моложе, а те которые находятся ниже по разрезу – древнее.
Заключение
Подытоживая, можно сказать, что предметом изучения геологии являются основные закономерности геологического развития Земли. Более узкие разделы геологии, например, вулканология, минералогия,
петрография, так или иначе, касаются проблем исторического развития планеты. Однако проблемы человека связаны не только с историей.
Прошедший век ознаменовался небывалым наступлением человека на природную, в том числе и геологическую среду, под которой понимается самая поверхностная часть земной коры, подверженная техногенному
воздействию. Это воздействие нарастало постепенно, но в ХХ веке, особенно в его второй половине, скорость техногенного воздействия превысила естественные скорости многих геологических процессов и
стало носить катастрофический характер. Успехи человечества в технике и технологии позволяют вовлекать в использование гораздо большую часть земной коры, чем это было раньше, причем данное
положение касается как континентов, так и океанов.
В.И. Вернадский назвал поверхностную часть земной коры, атмосферу, гидросферу и биосферу ноосферой (ноос – греч. Разум), в которой действует человеческий разум. Нас интересует, как техногенная
деятельность человека изменяет геологическую среду – приповерхностную часть земной коры и как скорости этого процесса соотносятся со скоростями естественных процессов. Данные В.А. Королева и В.Н.
Соколова показывают, что добыча минерального сырья в год превышает 100 млрд.тонн, тогда как вынос обломочного материала реками в моря и океаны, морская абразия и денудация составляют 17,4 млрд. т.
Иными словами, искусственный отбор материала с поверхности Земли в 4 раза превышает естественный.
Средняя температура на Земле медленно, но неуклонно возрастает, что приводит к быстрой деградации ледников и повышению уровня океана. Только в 1999 г. в атмосферу было выброшено 5,8 млрд. т
веществ, создающих парниковый эффект, а население Земли уже перевалило за 6 млрд. человек. Перечень техногенного воздействия на геологическую и окружающую среды можно продолжать и продолжать. Важно
понять, что довольно широко распространено мнение о том, что «земля» может выдержать все, что угодно, а вот биосфера очень чувствительно к техногенному воздействию. Это, конечно, ошибочное мнение.
Физико-химическое и химическое воздействие на земную кору оказывает организация свалок твердых бытовых отходов (ТБО), промышленные и коммунальные стоки вод, в результате которых оказываются
загрязненными запасы питьевых вод. В настоящее время 1 человек обеспечивает в год около 1 тонны коммунальных отходов. Большие площади отводятся под складирование разнообразных отходов, как от
горного производства, так и от других видов хозяйственной деятельности человека. Сюда надо добавить и неутилизированные токсичные отходы, которых только в России ежегодно образуется больше 20 млн.
т. Все это разрушает верхнюю часть земной коры – геологическую среду и приводит к ее необратимым изменениям.
Техногенное воздействие сейчас проникает и в более глубокие горизонты земной коры, благодаря огромному количеству нефтяных и газовых скважин, подземному строительству в городах, прокладке
глубокопогруженных трубопроводов, тоннелей и др. Одних только железных дорог на Земле 1 млн. 400 тыс. км, что составляет 3,5 расстояния от Земли до Луны, а автомобильных дорог намного больше.
Каждый километр дорог нарушает 2 гектара почвы и растительности.
Существуют научно обоснованные климатический, биологический и экологический пределы энергопотребления человека. Дело в том, что современная биота приспособлена к тем особенностям природной среды,
включая и климат, которые сегодня существуют на Земле. А человек стремится потреблять все больше энергии. В конце XX века антропогенное возмущение парникового эффекта уже в 10 раз превысило
пороговое значение по сравнению с биологическим.
В первой половине XXI века человечество приблизится к опасной черте возмущения биосферы, если уровень потребления не изменится, а численность населения не уменьшится до такого уровня, при котором
может сохраняться устойчивое, сбалансированное развитие. Все больше природных ресурсов необходимо человечеству, чтобы выжить. Мы научились использовать громадное количество природного сырья, но
нельзя отбирать у Земли одни из видов ресурсов, делая вид, что он независим от других. На протяжении истории человечества мы только потребляли во все возрастающих количествах, не думая о
последствиях. Задача геологов как раз и состоит в том, чтобы минеральные ресурсы Земли стали бы доступны каждому и человечество в своем познании Земли достигло бы уровня, позволившего ему осознать,
что оно стоит на самой границе такого состояния планеты, за которым для его существования уже нет будущего. И нам важно не потерять уникальность нашей планеты в ряду других, заключающуюся в наличии
на ней жизни.
Список использованной литературы
1. Белоусов В.В. Очерки истории геологии. У истоков науки о Земле (геология до конца ХVIII в.). – М., – 1993.
2. Вернадский В.И. Избранные труды по истории науки. – М.: Наука, – 1981.
3. Поваренных А.С., Оноприенко В.И. Минералогия: прошлое, настоящее, будущее. – Киев: Наукова Думка, – 1985.
4. Современные идеи теоретической геологии. – Л.: Недра, – 1984.
5. Хаин В.Е. Основные проблемы современной геологии (геология на пороге ХХI века). – М.: Научный мир, 2003..
6. Хаин В.Е., Рябухин А.Г. История и методология геологических наук. – М.: МГУ, – 1996.
7. Хэллем А. Великие геологические споры. М.: Мир,1985.
………..
Страницы: 1 | [2] |
Геология (от гео. и.логия), комплекс наук о земной коре и более глубоких сферах Земли; в узком смысле слова — наука о составе, строении, движениях и истории развития земной коры и размещении в ней полезных ископаемых. Большинство прикладных и теоретических вопросов, решаемых геология, связано с верхней частью земной коры, доступной непосредственному наблюдению.
На прямых полевых наблюдениях основаны главным образом и геологические методы. Геологические исследования определённой территории начинаются с изучения и сопоставления горных пород, наблюдаемых на поверхности Земли в различных естественных обнажениях, а также в искусственных выработках (шурфах, карьерах, шахтах и др.). Породы изучаются как в их природном залегании, так и путём отбора образцов, подвергаемых затем лабораторному исследованию.
Обязательным элементом полевых работ геолога является геологическая съёмка, сопровождаемая составлением геологической карты и геологических профилей. На карте изображается распространение горных пород, указывается их генезис и возраст, а по мере надобности также состав пород и характер их залегания. Геологические профили отражают взаимное расположение слоев горных пород по вертикали на мысленно проведённых разрезах. Геологические карты и профили служат одним из основных документов, на основании которых делаются эмпирические обобщения и выводы, обосновываются поиски и разведка полезных ископаемых, оцениваются условия при возведении инженерных сооружений. Для уточнения данных геологической съёмки иногда прибегают к бурению скважин, которые позволяют извлечь на поверхность горные породы, залегающие на достаточной глубине. В СССР, кроме того, проводится т. н. опорное бурение (с 1947), при котором обширные территории покрываются более или менее равномерной сетью глубоких скважин, что даёт возможность составить общую схему геологического строения страны, полнее использовать данные съёмки. С середины 20 в. в СССР и США осуществляется бурение скважин глубиной до 7 км и более. Успешно проводится бурение морского дна в местах относительно малых глубин. С конца 60-х гг. 20 в. американские геологи ведут бурение в океане со специально оборудованных кораблей.
Методы непосредственного изучения недр не дают возможности познать строение Земли глубже, чем на несколько км (иногда до 20) от её поверхности. Поэтому даже для изучения земной коры, а тем более нижележащих геосфер, геология не обходится без помощи косвенных методов, разработанных др. науками, особенно без геохимических и геофизических методов. Очень часто применяется комплекс геологических, геофизических и геохимических методов.
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 (слоев горных пород, гранитных массивов и др.). Второе направление (динамическая геология) заключается в изучении геологических процессов и их эволюции. К числу этих процессов относятся как внешние по отношению к земной коре и более глубоким геосферам (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. Восстановление картины геологического прошлого Земли (историко-геологическая реконструкция) составляет сущность третьего направления геологических исследований (историческая геология). Задачи этого направления сводятся к изучению распространения и последовательности образования геологических напластований и др. геологических тел, а также к установлению последовательности различных геологических процессов и событий, например процессов тектогенеза, метаморфизма, образования и разрушения залежей полезных ископаемых, трансгрессий и регрессий морей, смены эпох оледенений эпохами межледниковий и т.д. Все три направления геология неразрывно связаны друг с другом и исследование каждого геологического объекта, как и любой территории, ведётся со всех трёх точек зрения, хотя каждое направление является самостоятельным в смысле основных принципов и методов исследования.
Специфическая особенность геологических процессов состоит в том, что многие из них протекают на огромных территориях и продолжаются в течение миллионов и даже миллиардов лет; в этом заключается трудность их исследования. Чтобы понять геологические процессы прошлого, изучается весь комплекс результатов, оставленных ими в толщах пород: особенности их состава, строения и залегания, формы рельефа земной поверхности и т.д.
При анализе историко-геологических данных принимается во внимание принцип последовательности напластования слоистых осадочных толщ, которые рассматриваются как страницы «каменной летописи» Земли; учитывается также необратимая эволюция органического мира, запечатлевшаяся в окаменевших остатках растительных и животных организмов, которые сохраняются в пластах осадочных пород (см. Палеонтологический метод). Каждой из эпох в развитии Земли соответствовали определённые растения и животные. Это послужило основой для установления относительного возраста толщ горных пород и позволило подразделить историю последних 600 млн. лет жизни Земли на последовательные отрезки времени — эры, которые делятся на более мелкие единицы геологического времени — периоды, эпохи и века (см. Геохронология). Исследования показывают, что 80% объёма осадочной оболочки Земли образуют самые древние, докембрийские, толщи (см. Докембрий), продолжительность образования которых составляет по крайней мере 6/7 всей известной геологической истории. Помимо относительного возраста, определяется абсолютный, или радиометрический, возраст геологических тел. Метод его вычисления основан на законе постоянства скоростей радиоактивного распада; в качестве исходных данных берутся цифры относительного количества расщепляющего элемента и продуктов его распада в исследуемой горной породе или минерале. Этот метод имеет особенное значение для древнейших докембрийских толщ Земли, очень скудно охарактеризованных органическими остатками.
Широко используется в геология метод актуализма, согласно которому в сходных условиях геологические процессы идут сходным образом; поэтому, наблюдая современные процессы, можно судить о том, как шли аналогичные процессы в далёком прошлом. Современные процессы можно наблюдать в природе (например, деятельность рек) или создавать искусственно (подвергая, например, образцы горных пород действию высокой температуры и давления). Таким путём часто удаётся установить физико-географические и физико-химические условия, в которых отлагались древние слои, а для метаморфических горных пород и примерную глубину, на которой произошёл метаморфизм (изменение). Однако географическая и геологическая обстановка в жизни Земли необратимо менялась; поэтому, чем древнее изучаемые толщи, тем ограниченнее применение метода актуализма.
Разработка теоретических вопросов геология тесно связана с одной из её крупнейших практических задач — прогнозом поиска и разведки полезных ископаемых и созданием минерально-сырьевой базы мирового хозяйства.
Большое значение имеет геология также при проектировании различных инженерных сооружений, в строительстве, сельском хозяйстве, военном деле. Велика роль геология и в борьбе за материалистическое миропонимание.
Связь геологии с другими науками и система геологических наук. Современная геология тесно связана с очень большим числом др. наук, главным образом наук о Земле. Именно поэтому трудно установить точные границы геология как науки и определить однозначно её предмет. Широкое применение при геологических исследованиях физических и химических методов способствовало бурному развитию таких пограничных дисциплин, как физика Земли и геохимия. Физика Земли изучает физические свойства Земли и её оболочек, а также происходящие в этих оболочках геологические процессы. Геохимия рассматривает химический состав Земли и законы распространения и миграций в ней химических элементов. геология не может обойтись без применения методов и выводов этих наук. В геохимии и физике Земли органически сливаются физические и химические приёмы исследования, с одной стороны, и геологические — с другой. Поэтому положение геохимии и физики Земли в системе наук о Земле является дискуссионным. Их рассматривают либо как наиболее развившиеся геологические дисциплины, либо как области знания, равнозначные геология Тесная связь объединяет геология с геодезией и с комплексом физико-географических наук (геоморфологией, климатологией, гидрологией, океанологией, гляциологией и др.), в задачи которых входит изучение рельефа земной поверхности, вод суши и Мирового океана, климатов Земли и др. вопросов, касающихся строения, состава и развития географической оболочки. Для полного понимания истории Земли необходимо знать её начальное состояние; такой вопрос решает планетная космогония, т. е. раздел астрономии, изучающий проблему образования планет. В вопросах происхождения и развития органической жизни на Земле геология взаимосвязана с биологическими науками и прежде всего с палеонтологией. Знание биологических и биохимических процессов необходимо геологу для выяснения путей образования ряда горных пород и полезных ископаемых (нефти, угля и др.). Т. о., весь комплекс наук, изучающих Землю, характеризуется многосторонней связью и взаимодействием. геология использует данные этих наук для решения общих проблем развития планеты. Это позволяет некоторым исследователям отводить геология ведущее место среди наук о Земле или даже понимать под геология весь комплекс наук о Земле.
Геология включает ряд научных дисциплин, занимающихся исследованием и описанием Земли. Комплекс этих дисциплин пополняется по мере расширения исследований планеты за счёт их дифференциации и появления новых научных направлений, возникающих главным образом на стыке геология с другими областями знания. Предмет большинства геологических дисциплин относится ко всем трём направлениям геология (описательной, динамической и исторической). Этим объясняется тесная взаимосвязь геологических дисциплин и трудность их классификации, разделения на четко разграниченные группы.
Наиболее принятыми считаются следующие группы геологических дисциплин: научной дисциплины, изучающие вещество и структуру (строение) земной коры; дисциплины, рассматривающие современные геологические процессы (динамическая геология); дисциплины, изучающие историческую последовательность геологических процессов (историческая геология); дисциплины прикладного значения; в особую группу выделяется геология отдельных областей и районов (региональная геология).
К первой группе относятся: минералогия (учение о минералах — природных устойчивых химических соединениях), петрография (учение о горных породах — структурно-вещественных ассоциациях минералов), структурная геология, изучающая формы залегания геологических тел, различные нарушения в залегании слоев — их изгибы, разрывы и т.п. Как одно из направлений минералогических исследований зародилась и долгое время развивалась кристаллография. Однако в последнее время изучение атомарного строения кристаллов сделало эту дисциплину в значительной мере физической.
Ко второй группе геологических дисциплин (динамическая геология) относится тектоника, изучающая движения земной коры и создаваемые ими структуры. Применительно к самым крупным структурам Земли — материкам и океанам — её называют часто геотектоникой, а тектонику неоген — антропогенового времени именуют неотектоникой. Обособленно стоит экспериментальная тектоника, которая занимается изучением тектонических процессов (например, образованием складок) на моделях. В эту же группу входят разделы минералогии и петрографии, изучающие процессы минерало- и породообразования, а также такие дисциплины, как вулканология, изучающая процессы вулканизма, сейсмогеология — наука о геологических процессах, сопровождающих землетрясения, и об использовании геологических данных для определения сейсмически опасных районов (сейсморайонирование) и геокриология, исследующая процессы, связанные с многолетнемёрзлыми породами.
К третьей группе относится историческая геология, восстанавливающая по следам, сохранившимся в осадочной оболочке Земли, события геологической истории и их последовательность. К этой же группе относится стратиграфия, занимающаяся изучением последовательности отложения слоев горных пород в осадочной оболочке Земли, и палеогеография, которая на основании геологических данных занимается восстановлением физико-географических условий прошлых геологических периодов. В силу своеобразия применяемых методов исследования изучение геологической истории последнего антропогенового периода выделилось в особую дисциплину, неточно называемую четвертичной геология
Четвёртая группа (прикладная геология) включает: геология полезных ископаемых; гидрогеологию — науку о подземных водах; инженерную геология, изучающую геологические условия строительства различных сооружений, и военную геология, занимающуюся вопросами применения геология в военном деле.
Особое место среди геологических дисциплин в смысле методики и задач занимает геология дна морей и океанов, или морская геология, которая успешно развивается в связи с возросшим интересом к использованию природных ресурсов морей и океанов.
Сказанное не исчерпывает перечня геологических дисциплин. Их дифференциация, а также сращивание со смежными дисциплинами ведут к появлению новых направлений. Например, поскольку методы исследования горных пород глубинного и осадочного происхождения оказались существенно различными, петрография разделилась на петрографию изверженных и петрографию осадочных пород, или литологию. Внедрение химических методов в изучение изверженных пород привело к возникновению петрохимии, а изучение деформаций внутри горных пород породило петротектонику.
Резко дифференцирована геология полезных ископаемых: геология нефти и газа, геология угля, металлогения, рассматривающая закономерности размещения рудных месторождений. Применение в геология новейших физических и химических методов послужило основой для появления таких новых специализаций, как тектонофизика, палеомагнетизм, экспериментальная физическая химия силикатов и др.
Список литературы
О геологии наверняка знает каждый, несмотря на то, что она является, пожалуй, единственной естественнонаучной дисциплиной, не изучаемой в школьном курсе. Развитие «геологических» знаний сопутствовало развитию человечества на всех этапах его истории. Достаточно вспомнить, что общая периодизация истории основана на характере используемых для производства орудий труда материалов: каменный, бронзовый и железный век. Добыча и совершенствование технологии обработки полезных ископаемых неизбежно связаны с увеличением знаний о свойствах минералов и горных пород, выработкой критериев поиска месторождений и совершенствованием способов их разработки. Технологический прогресс, в том числе и на современном этапе развития цивилизации, немыслим без использования природных ресурсов.
Вместе с тем, в понимании, близком к современному, термин «геология» впервые был применен лишь в 1657 году норвежским естествоиспытателем М.П. Эшольтом, а как самостоятельная ветвь естествознания геология начала складываться только во второй половине 18 века. В это время были разработаны элементарные приёмы наблюдения и описания геологических объектов и процессов, первые методы их изучения, проведена систематизация разрозненных знаний, возникли первые гипотезы. Этот период связан с именами выдающихся учёных А. Броньяра, А. Вернера, Ж. Кювье, Ч. Лайеля, М. Ломоносова, У. Смита и многих других. Геология становится наукой.
Наука— выработанная в результате деятельности человека, взаимосвязанная развивающаяся система знаний о законах мира.
Компоненты научного познания:
Постановка проблемы, т.е. задачи, которая не может быть решена на основании имеющихся знаний.
Выработка гипотезы — системы предположений, основанных на ряде фактов.
Гипотеза вырабатывается на основании формулировки точек зрения о проблеме. В ходе доказательства одни гипотезы отвергаются, другие подтверждаются фактами и обогащают теорию.
Теория — система обобщенного знания о той или иной области (например, теория Ч. Дарвина).
Геология— развивающаяся система знаний о вещественном составе, строении, происхождения и эволюции геологических тел и размещении полезных ископаемых.
Таким образом, объектами изучения геологии являются:
состав и строение природных тел и Земли в целом;
процессы на поверхности и в глубинах Земли;
история развития планеты;
размещение полезных ископаемых.
Намечается определенная иерархия геологических тел (где тела каждого последующего ранга организации вещества образованы закономерным сочетанием тел предыдущего ранга):минерал — горная порода — геологическая формация — геосфера — планета в целом. «Минимальным» объектом, изучаемым в геологии, выступает минерал (составляющие минералы элементарные частицы и химические элементы рассматриваются в соответствующих разделах физики и химии).
Минералы— однородные по составу и строению кристаллические вещества, образовавшиеся в результате природных физико-химических процессов. Изучению минералов посвящена одна из ветвей геологии — минералогия.
Минералогия— это наука о составе, свойствах, строении и условиях образования минералов. Это одна из старейших геологических наук, по мере развития которой от неё отделялись самостоятельные ветви геологических наук.
Горные породы— естественные минеральные агрегаты, образующиеся в глубинах Земли или на её поверхности в ходе различных геологических процессов. По происхождению (генетически) выделяются три типа горных пород:
магматические, образующиеся в результате кристаллизации огненно-жидких природных преимущественно силикатных расплавов — магмы и лавы;
осадочные, формирующиеся на поверхности Земли в результате физического и химического разрушения существующих пород, осаждения минералов из водных растворов или в результате жизнедеятельности живых организмов;
метаморфические, возникающие при преобразовании магматических, осадочных или ранее образовавшихся метаморфических пород в глубинах Земли под воздействием высоких температур и давлений. Горные породы рассматриваются петрографией.
Петрография— наука, занимающаяся изучением состава, строения, происхождения и закономерностей распространения горных пород. Обычно из петрографии выделяется, как самостоятельная наука, литология, изучающая осадочные горные породы.
Геологические формации— закономерное сочетание определенных генетических типов горных пород, связанных общностью условий образования.
Геологические формации рассматриваются во многих разделах геологии (петрографии, литологии, геотектонике и др., даже выделяется особое направление — учение о формациях). Учитывая, что выявление формаций, как объектов высокого ранга, возможно лишь при изучении крупных участков земной коры, важная роль в их исследовании отводится региональной геологии.
Региональная геология— раздел геологии, занимающийся изучением геологического строения и развития определенных участков земной коры.
Геосферы— концентрические слои (оболочки), образованные веществом Земли. В направлении от периферии к центру Земли расположены атмосфера, гидросфера (образующие внешние геосферы), земная кора, мантия и ядро Земли (внутренние геосферы). Область обитания организмов, включающая нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхнюю часть земной коры, называется биосферой.
Важнейшая роль в изучении геосфер, их состава, протекающих в них процессов и их взаимосвязи, отводится геофизики и геохимии.
Геофизика— комплекс наук, изучающих физические свойства Земли в целом и физические процессы, происходящие в её твёрдых сферах, а также в жидкой (гидросфера) и газовой (атмосфера) оболочках.
Геохимия— наука, изучающая историю химических элементов, законы их распределения и миграции в недрах Земли и на её поверхности. Наука, исследующая глубинные процессы, изменяющие состав и строение твердых оболочек Земли, называется геодинамика.
Минералы и горные породы залегают в виде определённых геологических тел. Важными направлением геологии является науки, изучающие формы залегания пород, механизм и причины образования этих форм. Наука, изучающая формы залегания горных пород в земной коре и механизм образования этих форм называется структурная геология(обычно рассматривается как раздел тектоники).
Тектоника— наука о строении, движениях и деформациях литосферы и её развитии в связи с развитием Земли в целом.
Геологами приходится иметь дело с толщами горных пород, накопившимися на миллиарды лет. Поэтому ещё одним важнейшее направление включает науки, восстанавливающие по следам, сохранившимся в толщах горных пород, события геологической истории и их последовательность.
Геохронология— учение о последовательности формирования и возрасте горных пород.
Стратиграфия— раздел геологии, занимающийся изучением последовательности образования и расчленением толщ осадочных, вулканогенно-осадочных и метаморфических пород, слагающих земную кору. Обобщающей дисциплиной этого направления является историческая геология— наука, изучающая геологическое развитие планеты, отдельных геосфер и эволюцию органического мира. Все названные геологические науки тесно связаны с палеонтологией, возникшей и развивающейся на стыке геологии и биологии.
Палеонтология– наука, изучающая по ископаемым остаткам организмов и следам их жизнедеятельности историю развития растительного и животного мира прошлых геологических эпох.
Прикладное направление геологических наук также включает в себя ряд важных разделов: геологию полезных ископаемых; гидрогеологию— науку о подземных водах; инженерную геологию, изучающую геологические условия строительства различных сооружений и др.
Многогранность объектов изучаемых геологией превращает её комплекс взаимосвязанных научных дисциплин. При этом, в большинстве случаев, каждая отдельная дисциплина включает в себя три аспекта: описательный (изучающий свойства объекта, классифицирующий их и пр.), динамический (рассматривающий процессы их образования и изменения) и исторический (рассматривающий эволюцию объектов во времени).
По области использования результатов научные исследования делятся на фундаментальные и прикладные. Цель фундаментальных исследований — открытие новых основополагающих законов природы или способов и средств познания. Цель прикладных — создание новых технологий, технических средств, предметов потребления. Применительно к геологии необходимо отметить следующие практические задачи:
открытие новых месторождений полезных ископаемых и новых способов их разработки;
изучение ресурсов подземных вод (также являющихся полезным ископаемым);
инженерно-геологические задачи, связанные с изучением геологические условия строительства различных сооружений;
охрана и рациональное использование недр. Геология имеет тесную связь со многими науками. На приведенном рисунке указаны разделы наук, возникшие в результате взаимодействия геологии со смежными дисциплинами:
Связь геологии с другими науками
/>
В заключение кратко коснёмся особенностей методов геологических исследований. В этом отношении, прежде всего, следует отметить, что в геологии очень тесно связаны теоретические и эмпирические методы.
Важнейшим методом геологических исследований является геологическая съёмка— комплекс полевых геологических исследований, производимых с целью составления геологических карт и выявления перспектив территорий в отношении наличия полезных ископаемых. Геологическая съёмка заключается в изучении естественных и искусственных обнажений (выходов на поверхность) горных пород (определение их состава, происхождения, возраста, форм залегания); затем на топографическую карту наносятся границы распространения этих пород с указанием характера их залегания. Анализ полученной геологической карты даёт возможность создания модели строения территории и данных о размещении на ней различных полезных ископаемых.
Геология — настоящая наука историческая, и самой важной ее задачей является определение последовательности геологических событий. Не имеет смысла говорить, что чтобы выполнить все эти задачи, с давних времен разработан ряд наипростейших и интуитивно очевидных признаков временных соотношений пород.
Все знают, что интрузивные взаимоотношения всегда представлены контактами интрузивных пород и вмещающих их толщ. Так же известно, что обнаружение признаков таких интрузивных взаимоотношений (зоны закалки, даек и т. п.) однозначно указывает на то, что же интрузия образовалась позднее чем вмещающие породы.
Известно, что ксенолиты и обломки попадают в породы, где в результате разрушения их собственного источника, соответственно они все образовались ранее вмещающих их пород, и поэтому могут быть использованы для определения их относительного возраста.
И всё же принцип актуализма показал, что геологические неисчерпаемые силы, которые действуют в наше время, родственно работали и в те времена. Невероятно, но Джеймс Хаттон смог сформулировать принцип актуализма фразой «Настоящее — ключ к будущему».
Безапелляционное утверждение не совсем точное. Вероятно, понятие «богатырская сила» — понятие не геологическое, а физическое, к геологии имеющее опосредованное отношение. Грамотнее говорить о геологических процессах. Выявление сил, сопровождающих эти процессы, могло бы стать главной задачей геологии, чего, к сожалению, нет.
Стало известно, что в наше время принцип актуализма является тормозом в развитии представлений о процессах геологии.
Конечно же, принцип первичной горизонтальности смог подтвердить, что морские осадки при образовании залегают только горизонтально.
Нет сомнения в том, что принцип суперпозиции заключается именно в том, что все породы, которые находятся в не нарушенном складчатостью и разломами залегании, следуют по очерёдности, в порядке их образования. Молодые породы находятся выше, а древние ниже по разрезу.
Кстати сказать, принцип финальной сукцессии постулирует, что в одно и то же время в океане были распространены одни и те же организмы. Стоит также акцентировать внимание на вот чем: палеонтолог, определив набор ископаемых остатков в породе, может разыскать одновременно образовавшиеся породы.
Полезные ископаемые
Вдумайся в словосочетание «полезные ископаемые». «Ископаемые» — значит,речь идет о чем-то, что извлекают из земных недр. Оно может быть твердым(например, это может быть минерал), но может быть жидким и даже газообразным.«Полезные» — значит, речь идет о чем-то нужном для людей, о том, что приноситпользу.
Вроде бы все понятно. Но есть тут тонкость, связанная с пониманием того,что именно представляется человеку полезным. Прошло много веков, преждечем наши далекие предки начали осознавать полезность подобранного на берегуреки камня и научились обрабатывать эту свою находку. В течение столетий рослопонимание человеком того, какая богатейшая кладовая находится у него подногами. По большому счету нет «неполезных» ископаемых. Фактически все, чтонаходится в земной коре, может стать полезным для человека. Если не сегодня, тов будущем.
И здесь возникает весьма непростая проблема. Извлекая из земных недрвсевозможные полезные ископаемые, люди истощают эти недра, нарушаютгеологическую структуру недр, перегружают земную поверхность как продуктамипереработки полезных ископаемых, так и отходами, которые образуются припереработке. Понятно, что эта экологическая проблема все сильнее обостряется помере увеличения добычи полезных ископаемых и расширения ассортиментаископаемых, которые человек включает в разряд «полезных».
Горючие ископаемые
Ты, наверное, догадываешься, какие ископаемые относят к горючим. Это торф,бурые и каменные угли, нефть, природные газы, горючие сланцы. Впрочем,термин «горючие» не очень удачный. Он наводит на мысль, что эти ископаемыеиспользуются только как топливо. Топливо для промышленных предприятий,электростанций, различных двигателей и т.д. Это правда, но далеко не всяправда. Так называемые горючие ископаемые широко используются и для многихдругих целей, особенно в химической промышленности. В особенности этосправедливо в отношении нефти. Нередко говорят, что «топить нефтью — все равночто топить денежными ассигнациями».
Торф, бурые угли, горючие сланцы образовались на месте озер, которые современем превратились сначала в болота, а потом в равнины (так называемые озерныеравнины). На дне озера в течение многих лет происходило отложение остатковрастений и других организмов. Все это постепенно сгнивало и превращалось в такназываемый сапропель. «Сапрос» -по-гречески «гнилой», а «пелос» — «грязь». Так что сапропель — это «грязь» из сгнивших остатков живых организмов.Постепенно, по мере того как озеро превращалось в болото, а болото возерную равнину, сапропели становились торфяниками или превращались в бурыеугли или горючие сланцы. Кстати, горючие сланцы называют также сапропелитами.
Заметим, что процессы формирования горючих ископаемых из сапро-пелей — это очень сложные процессы, требующие к тому же значительного времени.Торфяники, например, формируются тысячелетиями. Это, кстати говоря, следовалобы помнить всем любителям осушения болот. Первые месторождения горючих сланцевобразовались еще в протерозое — им более миллиарда лет. Около 40% всех горючихсланцев образовалось в палеозойскую эру.
Что касается каменного угля, то его пласты практически все сформировались350-250 млн. лет назад — в каменноугольном и пермском периодах палеозоя. В тевремена Земля была покрыта пышными зарослями гигантских древовидныхпапоротников, плаунов, хвощей. Почва не успевала «переваривать» всю этудревесную массу. Отмирая, деревья падали в воду, заносились песком и глиной ине разлагались (не сгнивали), а постепенно превращались в каменный уголь.Возьми в руки кусочек каменного угля и представь себе, что перед тобой«пришелец» из времени, которое завершилось примерно 300 млн. лет тому назад.
Происхождение угля, торфа, горючих сланцев сегодня достаточно хорошопонятно. Этого, однако, нельзя сказать о нефти. Примерно пять тысяч лет назад жители берегов Тигра и Евфрата (там теперьнаходятся государства Ирак и Кувейт) обратили внимание на извергающиеся из-подземли фонтаны темной маслянистой жидкости, которая хорошо горела. Они назвалиее «нафата», что в переводе с арабского означает «извергающийся». И вот прошлитысячелетия, но до сих пор ведутся дискуссии по поводу происхождения «нафаты».
Существуют две основных гипотезы. Согласно одной гипотезе нефтьобразовалась органическим путем, т.е. из остатков растений и животных,живших много миллионов лет назад (подобно тому, как образовались торф, угли,горючие сланцы). По другой гипотезе нефть имеет неорганическое происхождение.
Органическую гипотезу происхождения нефти выдвинул в свое времязнаменитый российский ученый Михаил Васильевич Ломоносов (1711 — 1765).В своем труде «О слоях земных» он так писал о нефти: «Выгоняется подземнымжаром из приуготовляющихся каменных углей оная бурая и черная масляная материяи выступает в разные расселины и полости сухие и влажные, водаминаполненные…».
В 1919годуроссийский академик Николай Дмитриевич Зелинский (1861-1953) выполнилдвойную перегонку сапропеля, взятого из озера Балхаш, и получил бензин. Внастоящее время ученые установили, что органические соединения в самом делеспособны превращаться в нефть и что лучше всего это происходит при температурах100-200 «С. А ведь именно такие температуры характерны для глубин 3-5 км,которые считаются главной зоной нефтеобразования. Тогда как глубины с большейтемпературой относят к зоне образования природных газов.
Один из вариантов неорганической гипотезы происхождения нефтипредполагает образование нефти на больших глубинах из магматических пород.Впервые такое предположение высказал в 1805 году немецкий естествоиспытатель АлександрГумбольдт. Во время путешествия по Южной Америке он наблюдал, как нефтьсочилась из таких пород. В 1877 году знаменитый российский ученый ДмитрийИванович Менделеев (1834-1907) высказался за минеральноепроисхождение нефти в глубине земных недр. И в наши дни некоторые ученыепродолжают отстаивать «магматическую версию» образования нефти на большихглубинах в земной мантии, где при достаточно высоких температурах углерод иводород образуют различные углеводородные соединения.
Споры о происхождении нефти продолжаются по сей день. Высказываетсяпредположение, что существуют разные виды нефти, различные по происхождению.
Руды металлов
Наверняка тебе приходилось слышать о черных металлах и цветныхметаллах. Надеюсь, ты понимаешь, что «черные металлы» не обязательно должныбыть черными по цвету. Так называют металлы, используемые при выплавке чугунови сталей. Это серебристо-белые (отнюдь не черные!) железо, марганец, титан,ванадий, а также голубовато-серый хром. А так называемые цветныеметаллы — это серебристо-белые алюминий, олово, никель, серебро, платина,цинк, красная медь, желтое золото, синевато-серый свинец иряд других металлов.
Большинство металлов образовалось в глубинных магматических породах. Ониподнимались к земной поверхности вместе с расплавленной магмой, которая,застывая, создавала возвышенности и горные хребты в виде интрузивныхмагматических пород (главным образом в виде гранитов). Затем природныевоздействия (солнце, вода, воздух) разрушали горы, и в осадочных породахпоявлялись месторождения металлов.
Не надо думать, что, когда говорят об образовании металлов и ихместорождений, то речь идет непременно о металлах в чистом, самородном виде.Некоторые металлы, как тебе известно, в таком виде действительно встречаются.Однако металлы добывают главным образом из соответствующих металлическихруд. Так что месторождения металлов — это, как правило, месторождениясоответствующих руд. Недаром добычу металлов называют горнорудным производством.
Среди руд железа надо отметить магнитный железняк (магнетит),красный железняк (гематит) и бурый железняк (лимонит). Магнетитполучил название благодаря своим магнитным свойствам. Эта руда наиболее богатажелезом (до 70%). Но большее значение для черной металлургии имеет гематит — наиболее распространенная в земной коре железная руда. Ее химический состав: Ее203плюс примеси марганца (до 17%), алюминия (до 14%), титана (до 11%). Большиеместорождения гематита находятся в Украине в районе Кривого Рога и в России вКурской области (так называемая Курская магнитная аномалия).
Алюминий получаютглавным образом из бокситовых руд, в которых содержатся глинозем,кремнезем, оксиды железа. Глинозем представляет собой оксид алюминия (А1203);его содержание в бокситах доходит до 70%. Помимо бокситов сырьем для полученияалюминия служат также нефелины — серые и красноватые минералы классасиликатов (КМа3[А18Ю4]4) и алуниты — минералы класса сульфатов (КА13[804]2).Алунитовые руды используют для получения не только алюминия, но также сернойкислоты, ванадия, галлия. Еще отметим каолин — глину
белого цвета, сырье для получения алюминия, фарфора, фаянса. Она содержитминерал каолинит (А14[8Ю10]).
Важнейшая медная руда — красно-желтый халькопирит, илимедный колчедан (СиГе82). Для получения меди используют такжетемный, медно-красный борнит (Си5Ге84). Главныетитановые руды — рутил (ТЮ2) и ильменит, илититанистый железняк (название «железняк» объясняется его химической формулой:ГеТЮ3). В известняковых породах добывают свинцовую руду галенит,или свинцовый блеск (РЪ8). Далее отметим оловянную руду касситерит,или оловянный камень (8п02), цинковую руду сфалерит, илицинковую обманку (2п8), медно-красную никелевую руду никелин (ШАз),красную ядовитую ртутную руду киноварь (Н&8).
Ты, надеюсь, понимаешь, что все эти названия и тем более химическиеформулы не надо специально запоминать. Они приводятся здесь, что называется,для полноты картины. К тому же не помешает постепенно привыкать к химическимформулам. Тем более, если они рассматриваются не в химической лаборатории, анепосредственно в природе.
Среди цветных металлов особое место занимают золото, серебро, платина.Их называют благородными металлами. Они имеют красивый внешний вид ипрактически не подвержены атмосферным воздействиям -потому их и называютблагородными. В золотых месторождениях золото находится либо в породе(например, золото-кварцевые жилы или мышьяково-колчеданные руды), либо вроссыпях — песке, галечнике, отдельных крупных самородках. Серебро в самородномвиде встречается довольно редко. Обычно его находят в виде соединений с серой,сурьмой, мышьяком. Больше половины мировой добычи серебра извлекается не изсеребряных руд, а попутно из свинцово-цинковых, медных, золотых руд. Платина,подобно золоту, чаще всего встречается в виде россыпей, причем, как правило,вместе с золотом. Извлекают платину также из медно-никелевых руд.
Цветные камни
Теперь познакомимся с особым семейством твердых материалов, которыеотносятся к полезным ископаемым, хотя и не используются ни в качестве топлива,ни для получения металлов или каких-либо продуктов химического производства.Речь идет о цветных камнях. Различают две группы цветных камней:
* прозрачные минералы, называемые драгоценными камнями, а также самоцветами(алмаз, изумруд, аквамарин, рубин, сапфир, топаз, аметист и другие);
• красиво окрашенные непрозрачные минералы и некоторые твердые материалы,называемые полудрагоценными и поделочными камнями (малахит,родонит, чароит, агат, яшма, лазурит, нефрит, янтарь, жемчуг и другие).
Познакомимся поближе с некоторыми из драгоценных и полудрагоценныхкамней.
Алмаз — одиниз наиболее интересных и дорогих драгоценных камней. Его название происходит отгреческого «адамас», что означает «несокрушимый». Это самый твердый в природеминерал. Поэтому его используют в основном не в ювелирном деле, а в технике — для полировки и шлифовки твердых веществ, для проходки глубоких скважин(особенно твердые сверла), для обработки металлов (особенно твердые резцы) ит.д. Разработаны способы получения искусственных алмазов для технических целей.По своему химическому составу алмаз — это простое вещество углерод.Поразительно, насколько он отличается от другого простого вещества, такжеявляющегося углеродом. Имеется в виду графит. Графит не может похвалитьсятвердостью и как драгоценный камень он совершенно не смотрится. Алмаз же, вдополнение к исключительной твердости, обладает удивительной «игрой света». Приосвещении алмаза можно наблюдать яркие и красочные блики — от голубых докрасных. В полной мере красота алмазов открылась людям после того, как в XVII веке научились производитьспециальную огранку этих камней, превращающую их в блистательные бриллианты.Разумеется, никто не использует бриллианты в технических целях — этоисключительно ювелирные камни.
Изумруд — драгоценныйкамень густого зеленого цвета. Он является прозрачной разновидностью берилла — минерала класса силикатов (химическая формула: А12Ве3[816018]).Цвет изумруда объясняется наличием в берилле небольшой примеси хрома. Бездефектныекристаллы изумруда ценятся ювелирами выше алмазов. В настоящее время налаженопроизводство искусственных изумрудов, которые используются в квантовойэлектронике.
Малахит — оченькрасивый ювелирно-поделочный непрозрачный камень с нежно-зеленой окраской иразнообразием узоров. Свое название он получил от греческого «малахэ», чтоозначает «мальва». Цвет малахита действительно похож на цвет листьев этогорастения. Из малахита изготавливают как малые изделия (ювелирные украшения,медальоны, шкатулки, статуэтки), так и грандиозные вазы, столы, колонны впарадных залах и т.д. Напомним, что минерал малахит относится к классукарбонатов;
его химическая формула: Си2[С03] • (ОН)2.Малахит существует только как природный минерал. В XIX веке были открыты залежи малахита на медныхместорождениях Урала. Они стали интенсивно разрабатываться и подчас необдуманноиспользоваться. Поначалу малахит отправляли в плавильные печи в качестве рудыдля получения меди, им покрывали крыши домов. Вскоре начался настоящиймалахитовый бум. Русский камень (так называли в Европе малахит) вывозили вомногие страны. Он завоевал всеобщее признание как прекрасный поделочный камень.В течение столетия уральские малахитовые месторождения практически истощились.Сегодня единственным мировым поставщиком малахита остаются пока медные рудникиКатанги в Заире. Через некоторое время они тоже истощатся, и тогда промышленнаядобыча этого прекрасного камня прекратится совсем. Вот такая печальная история.
Родонит — второй после малахита исконно русский камень. Его богатые месторождения имеютсяна Среднем Урале. Он не менее красив, чем малахит, но окраска у него иная — яркие розовые и малиновые цвета в сочетании с черными узорами. Родонитотносится к минералам класса силикатов; его химическая формула: СаМп4[815015].Как и малахит, родонит является ювелирно-поделочным камнем. Броши, шкатулки,подставки, медальоны, пепельницы — трудно перечислить все изделия из родонита.Из больших глыб этого камня мастера высекают колонны и торшеры на парадныхлестницах, саркофаги, грандиозные вазы и тому подобное. В настоящее времяродонит со Среднего Урала продолжает поступать на мировой рынок. Используютсятакже месторождения родонита на Мадагаскаре и в Австралии. Пока все идетнормально. Но что будет, когда все эти месторождения истощатся?
Чароит, красивыйкамень-минерал сиреневого цвета, знают далеко не все. Ведь он появился вювелирном производстве совсем недавно — в 1977 году, после того как егообнаружили геологи в окрестностях реки Чара в Иркутской области. Хотя чароитначал добываться совсем недавно, но уже сейчас налицо все признаки истощенияего месторождения на Чаре. Возможно, геологи найдут новые месторождениясиреневого камня. Но пока на это можно лишь надеяться.
Янтарь — хорошо всем известный полудрагоценный камень с разнообразием цветовых оттенков(от белого, бледно-желтого, ярко-золотистого до красно-бурого и дажетемно-коричневого). Его нередко называют солнечным камнем. Янтарь не являетсяминералом, поскольку у него нет кристаллической структуры. Он представляетсобой затвердевшую ископаемую смолу хвойных деревьев, которые широкораспространились по Землев меловой и палеогеновыйпериоды (40-120 млн. лет назад). Солнечный камень — очень ценныйювелирно-поделочный материал. Для получения крупных образцов этого камнясобирают на морских россыпях янтарные зерна и подвергают всю эту массу давлениюпри повышенных температурах. Впрочем, как поделочный материал янтарьиспользуется лишь на 20%. А на 80% янтарь используют для получения канифоли,янтарной кислоты, янтарного масла, лаков. Янтарные лаки по прочности и блескулучше всех других. Ими покрывали свои инструменты выдающиеся мастера — Амати иСтрадивари.
Жемчуг представляетсобой твердые бусинки шарообразной или неправильной формы, образующиеся внутрираковин некоторых моллюсков. Состоит жемчуг главным образом из перламутра, которыйс течением времени откладывается концентрическими слоями вокруг инородныхчастиц (например, песчинок или мелких организмов), попавших между створкамираковины. Благодаря перламутру жемчуг обладает неповторимым радужным блеском.Он широко используется для изготовления всевозможных украшений. Жемчуг можновстретить в нарядных и торжественных головных уборах и одеждах, личном оружии,бусах, различных ювелирных изделиях. Промысел жемчуга очень трудоемок: надонырять на дно и отыскивать там раковины с жемчугом. Впрочем, в настоящее времяболее 90% жемчуга выращивают в специально разводимых колониях речных моллюсков.
Строительные ископаемые
Когда томимый жаждой путник бредет по нескончаемым пескам пустыни подпалящим солнцем, ему трудно воспринимать эти пески как полезные ископаемые.Когда ты пробираешься под дождем по бездорожью, увязая в глине, котораяналипает на ботинки, тебе трудно думать об этой глине как о полезномископаемом. Точно так же человек, карабкающийся по скале и обдирающий в кровьруки и ноги о щебенку и острые камни, не будет думать о том, что перед нимзалежи полезных ископаемых. А между тем и глина, и песок, и щебенка, игранитные скалы — все это, по сути дела, ценные полезные ископаемые. Ихвыделяют в группу строительных ископаемых и используют при возведениизданий и различных сооружений, а также при создании скульптур и архитектурныхдеталей.
Из разнообразных строительных ископаемых особенно важную роль в развитиицивилизации сыграли известняки, мраморы, граниты. На первом месте поправу стоят известняки — самые распространенные на Земле
осадочные породы. Белые, серые, золотистые известняки — прекрасныйматериал: они легко распиливаются на блоки и приобретают приятный, «теплый» видпосле некоторой обработки.
Из известняков сложены знаменитые древнеегипетские пирамиды, онииспользовались для создания статуй-колоссов и аллеи сфинксов в древнеегипетскомхраме в Луксоре, галереи древнеримского Колизея, дворцов в древнем Вавилоне.Многие замки, дворцы, соборы средневековой Европы также созданы из известняков.Отметим знаменитые дворцовые ансамбли Парижа (Версаль, Фонтенбло, Лувр), соборПарижской Богоматери.
Наряду с известняками в Европе широко применялся также кирпич (красный ибелый). Однако до XVI века зодчиеотдавали предпочтение известнякам, которые нередко использовались в сочетании сгранитами. Позднее началось массовое использование кирпичей из глины как болеедоступного материала. При этом для архитектурных украшений и скульптурных групппродолжали широко применять светлые известняки.
Как ты уже знаешь, в земных глубинах при достаточно высоких температурахизвестняк превращается в мрамор. В отличие от известняка мраморпрекрасно полируется. Он достаточно вязок и прочен, хорошо противостоит ударам.Этим объясняется, почему мрамор с давних пор широко используется дляизготовления отделочных плит, колонн, портиков, для создания скульптур.Колоннада знаменитого древнегреческого Парфенона (храма Афины), мавзолеяТадж-Махал в Агре (Индия), скульптурные композиции Петергофа подСанкт-Петербургом, отделка Зимнего дворца в Санкт-Петербурге — подобныхпримеров использования мрамора можно было бы привести великое множество.
Наряду с известняками и мраморами в архитектуре и скульптуре широкоприменяются серые и красные граниты. В качестве примера приведемвысеченное из розового гранита аббатство Мон-Сен-Мишель во Франции, красноватыеколонны Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге, пьедестал знаменитого «Медноговсадника». Граниты полируются не хуже мрамора, и при этом они хорошопротивостоят разрушению, вызываемому водой, ветрами, химическими осадками.Гранитные плиты и статуи могут сохраняться столетиями.
Надо признать, что времена возведения зданий из каменных блоковпрактически закончились. Они ушли в прошлое вместе с античными и средневековымигородами. Теперь строительный камень применяют в основном лишь как облицовочныйматериал — для внешней и внутренней отделки. А в основе сооруженийиспользуются современные дешевые и прочные строительные материалы — бетон,шлакобетон, железобетон, разнообразные типы кирпичей.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ, ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ
Инженерная геология
Вариант 4
Воронеж, 2003
Задание 1
Дать определение и краткую характеристику геологическим сферам. Указать их строение, состав, границы.
Стратосфе?ра — слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11—25 км (нижний слой стратосферы) и повышение её в слое 25—40 км от ?56,5 до 0,8 °С (верхний слой стратосферы или область инверсии). Достигнув на высоте около 40 км значения около 273 К (почти 0° С), температура остаётся постоянной до высоты около 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой.
Именно в стратосфере располагается слой озоносферы («озоновый слой») (на высоте от 15-20 до 55-60 км), который определяет верхний предел жизни в биосфере. Озон (О3) образуется в результате фотохимических реакций наиболее интенсивно на высоте ~30 км. Общая масса О3 составила бы при нормальном давлении слой толщиной 1,7-4,0 мм, но и этого достаточно для поглощения губительного для жизни ультрафиолетового излучения Солнца. Разрушение О3 происходит при его взаимодействии со свободными радикалами, NO, галогенсодержащими соединениями (в т. ч. «фреонами»).
В стратосфере задерживается большая часть коротковолновой части ультрафиолетового излучения (180—200 нм) и происходит трансформация энергии коротких волн. Под влиянием этих лучей изменяются магнитные поля, распадаются молекулы, происходит ионизация, новообразование газов и других химических соединений. Эти процессы можно наблюдать в виде северных сияний, зарниц и других свечений.
В стратосфере и более высоких слоях под воздействием солнечной радиации молекулы газов диссоциируют — на атомы (выше 80 км диссоциируют СО2 и Н2, выше 150 км — О2, выше 300 км — Н2). На высоте 100—400 км в ионосфере происходит также ионизация газов, на высоте 320 км концентрация заряженных частиц (О+2, О?2, N+2) составляет ~ 1/300 от концентрации нейтральных частиц. В верхних слоях атмосферы присутствуют свободные радикалы — ОН•, НО•2 и др.
В стратосфере почти нет водяного пара.
Задание 2
Составить общую характеристику классов минералов Характеристика должна включать: происхождение, химический состав, физические свойства и применение минералов всего класса. Назвать минералы, входящие в данный класс или группу.
Островные силикаты, имеющие структуру, близкую к плотнейшей упаковке, отличаются наибольшей плотностью и высокой твердостью. Напротив, каркасные алюмосиликаты имеют наименьшую плотность и более низкую твердость. Минимальной твердостью обладают силикаты со слоистой структурой. Твердость закономерно уменьшается от алюмосиликатов с ионным типом связи (слюды) к силикатам с ван-дер-ваальсовой связью (хлориты, тальк, глинистые минералы). Для слоистых силикатов часто характерна весьма совершенная спайность. Это связано с тем, что межатомные связи в пределах слоя кремнекислородных тетраэдров очень прочные, а между слоями — гораздо слабее. Поэтому разрушить эти минералы легче всего вдоль слоя, что и обусловливает характерную для них весьма совершенную спайность.
Характернейшей чертой островных кристаллических структур силикатов является наличие в них в качестве структурно обособленных единиц тетраэдрических анионов [SiO4]4-. Они располагаются изолированно, то есть ни один из кислородных ионов, окружающих ион Si не является общим для других, смежных с ним тетраэдров. Среди катионов островных силикатов преобладают Mg2+, Fe2+, Ca2+ а также Al3+, Fe3+, иногда Ве2+, Ti4+, Zr4+. Щелочные элементы Na и К встречаются в исключительных случаях. Алюминий, в отличие от других типов силикатов, практически никогда не входит в структуру минералов в координации 4, т.е. не заменяет Si в его тетраэдрических группах. Физические свойства островных силикатов довольно характерны и обусловлены особенностями кристаллических решеток этих минералов. Форма кристаллов, как правило, изометричная. Минералы обладают высокой твердостью и относительно повышенным удельным весом, вследствие плотной упаковки ионов. Это бесцветные или слабо окрашенные минералы. Интенсивная окраска бывает только у минералов, содержащих ионы-хромофоры. Среди островных силикатов мы рассмотрим минералы, представленные в таблице 4.
оливин (Mg,Fe)2[SiO4] ромб. Гр. гранатов R2+3R3+2[SiO4]3 куб.
пироп Mg3Al2[SiO4]3
альмандин Fe3Al2[SiO4]3
спессартин Mn3Al2[SiO4]3
андрадит Ca3Fe2[SiO4]3
гроссуляр Са3Al2[SiO4]3 с изолированными одиночными тетраэдрами и добавочными анионами: титанит (сфен) CaTi[SiO4]O мон.
кианит (дистен) Al2[SiO4]O трикл. с изолированными сдвоенными тетраэдрами и добавочными анионами:
эпидот Са2(Al,Fe)Al2[SiO4][Si2O7]O(OH) мон.
кольцевые: берилл Be3Al2[Si6O18] гекс.
турмалин Na(Mg,Fe)3(Al,Fe)6[Si6O18][BO3]3(OH,F)4 триг.
Задание 3
Описать по отличительным признакам особенности пород Под отличительными признаками следует понимать цвет, минеральный соостав, структуру, текстуру и применение пород. Привести примеры пород, входящих в описываемый класс (группу, подгруппу).
Метаморфические горные породы образуются в толще земной коры в результате изменения (метаморфизма) осадочных или магматических горных пород. Благодаря движениям земной коры осадочные и магматические горные породы могут подвергнуться воздействию высокой температуры, большого давления и различных газовых и водных растворов, при этом они начинают изменяться. Состав, структуры и текстуры метаморфических горных пород
/>
Так как исходным материалом метаморфических горных пород являются осадочные и магматические породы, их формы залегания должны совпадать с формами залегания этих пород. Так на основе осадочных пород сохраняется пластовая форма залегания, а на основе магматических — форма интрузий или покровов. Этим иногда пользуются, чтобы определить их происхождение. Так, если метаморфическая порода происходит от осадочной, ей дают приставку пара- (например, парагнейсы), а если она образовалась за счёт магматической породы, то ставится приставка орто- (например, ортогнейсы).
Химический состав метаморфических горных пород разнообразен и зависит в первую очередь от состава исходных. Однако состав может отличаться от состава исходных пород, так как в процессе метаморфизма происходят изменения под влиянием привносимых водными растворами веществ и метасоматических процессов.
Минеральный состав метаморфических пород также разнообразен, они могут состоять из одного минерала, например кварца (кварцит) или кальцита (мрамор), или из многих сложных силикатов. Главные породообразующие минералы представлены кварцем, полевыми шпатами, слюдами, пироксенами и амфиболами. Наряду с ними присутствуют типично метаморфические минералы: гранаты, андалузит, дистен, силлиманит, кордиерит, скаполит и некоторые другие. Характерны, особенно для слабометаморфизованных пород тальк, хлориты, актинолит, эпидот, цоизит, карбонаты.
Физико — химические условия образования метаморфических пород, опрежелённые методами геоборотермометрии весьма высокие. Они колеблются от 100-300°С до 1000 — 1500°С и от первых десятков баров до 20 — 30 кбаров
Текстуры метаморфических пород
Сланцевая: большое распространение в метаморфических породах получили листоватые, чешуйчатые и пластинчатые минералы, что связано с их приспособлением к кристаллизации в условиях высоких давлений. Это выражается в сланцеватости горных пород, которая характеризуется тем, что породы распадаются на тонкие плитки и пластинки.
Полосчатая — чередование различных по минеральному составу полос, образующихся про наследовании текстур осадочных пород.
пятнистая — наличие в породе пятен, отличающихся по цвету, составу, устойчивости к выветриванию.
Массивная — отсутствие ориентировки породообразующих минералов.
Плойчатая — когда под влиянием давления порода собрана в мелкие складки.
Очковая — представленная более или менее округлыми или овальными агрегатами среди сланцеватой массы породы.
Катакластическая — отличающаяся раздроблением и деформацией минералов.
Структуры метаморфических пород возникают в процессе перекристаллизации в твёрдом состоянии, или кристаллобластеза. Такие структуры называют кристаллобластовыми.
Наиболее распространённые метаморфические породы
Здесь приведены породы образовавшиеся в результате регионального метаморфизма (от менее к более метаморфизованным).
Глинистые сланцы — представляют начальную стадию метаморфизма глинистых пород. Состоят преимущественно из гидрослюд, хлорита, иногда каолинита, реликтов других глинистых минералов (монтмориллонита, смешаннослойных минералов), кварца, полевых шпатов и других неглинистых минералов. В них хорошо выражена сланцеватость. Они легко раскалываются на плитки. Цвет сланцев: зелёный, серый, бурый до чёрного. Содержат углистое вещество, новообразования карбонатов и сульфидов железа.
Филлиты [греч. филлитес — листоватый] — плотная темная с шелковистым блеском сланцеватая порода, состоящая из кварца, серицита, иногда с примесью хлорита, биотита и альбита. Образуются при метаморфизме глинистых сланцев, но не содержат глинистых минералов. По степени метаморфизма переходная порода от глинистых к слюдяным сланцам.
Хлоритовые сланцы — Хлоритовые сланцы представляют собой сланцеватые или чешуйчатые породы, состоящие преимущественно из хлорита, а также актинолита, талька, слюды, эпидота, кварца и других минералов. Цвет их зелёный, на ощупь жирные, твердость небольшая. Часто содержат магнетит в виде хорошо образованных кристаллов (октаэдров).
Тальковые сланцы –
–PAGE_BREAK–Кристаллические сланцы — общее название обширной группы метаморфических пород, характеризующиеся средней (частично сильной) степенью метаморфизма. В отличие от гнейсов в кристаллических сланцах количественные взаимоотношения между кварцем, полевыми шпатами и тёмноцветными минералами могут быть разными.
Амфиболиты — метаморфическая горная порода, состоящая из амфибола, плагиоклаза и минералов примесей. Роговая обманка, содержащаяся в амфиболитах, отличается от амфиболов сложным составом и высоким содержанием глинозёма. В противоположность большинству метаморфических пород высоких ступеней регионального метаморфизма амфиболиты не всегда обладают хорошо выраженной сланцеватой текстурой. Структура амфиболитов гранобластовая (при склонности роговой обманки к образованию удлинённых по сланцеватости кристаллов) нематобластовая и даже фибробластовая. Амфиболиты могут образовываться как за счёт основных изверженных пород — габбро, диабазов, базальтов, туфов и др., так и за счёт осадочных пород мергелистого состава. Переходные разности к габбро называются габбро-амфиболитами и характеризуются реликтовыми (остаточными) габбровыми структурами. Амфиболиты возникающие за счёт ультраосновных горных пород, отличаются обычно отсутствием плагиоклаза и состоят практически целиком из роговой обманки, богатой магнием (антофиллит, жедрит). Различают следующие виды амфиболитов: биотитовые, гранатовые, кварцевые, кианитовые, скаполитовые, цоизитовые, эпидотовые и др. амфиболиты.
Кварциты — Зернистая горная порода, состоящая из зерен кварца, сцементированных более мелким кварцевым материалом. Образуется при метаморфизме кварцевых песчаников, порфиров. Встречаются в корах выветривания, образуясь при метасоматозе (гипергенные кварциты)с окислением медноколчеданных месторождений. Они служат поисковым признаком на медноколчеданные руды. Микрокварциты образуются из подводных гидротерм, выносящих в морскую воду кремнезём, при отсутствии других компонентов (железо, магний и др.).
Гнейсы — Метаморфическая горная порода, характеризующаяся более или менее отчётливо выраженной параллельно-сланцеватой, часто тонкополосчатой текстурой, с преобладающими гранобластовыми и порфиробластовыми структурами и состоящая из кварца, калиевого полевого шпата, плагиоклазов и цветных минералов. Выделяют: биотитовые, мусковитовые, двуслюдяные, амфиболовые, пироксеновые и др. гнейсы.
Метаморфические породы образовавшиеся при динамометаморфизме
Породы возникающие под действием динамометаморфизма и тектонических нарушений в зоне дробления. Дроблению и деформации подвергаются не только сама порода, но и минералы.
Катаклазиты — продукт дислокационного метаморфизма, не сопровождающегося явлениями перекристаллизации и минералообразования. Внутреннее строение характеризуется присутствием силино деформированных, изогнутых, раздробленных зёрен минералов и часто наличием мелкогранулированной полиминеральной связующей массы (цемента).
Милониты — Тонкоперетёртая горная порода с отчётливо выраженной сланцеватой текстурой. Образуются в зонах дробления, особенно по плоскостям надвигов и сбросов. Разорванные блоки горных пород перемещаясь, дробят, перетирают и одновременно сдавливают породы, вследствии чего она становится компактной и однородной. для милинитов характерны полосчатые текстуры, расслоеность и флюидальность. От катаклазитов отличается болишей степенью раздробленности и развитием параллельной текстуры.
Задание 4
Охарактеризовать структурную форму горных пород. Дать определение, привести схематический рисунок, элементы строения и оценить ее влияние на условия строительства.
Моноклиналь [от моно… и греч. klino — наклоняю(сь)], форма залегания слоев горных пород, характеризующаяся их пологим наклоном в одну сторону. Представляет собой обычно крыло какого-либо обширного и пологого поднятия или прогиба слоев. М. особенно характерны для платформ, где они приурочены к крыльям антеклиз и синеклиз. Примером М. является структура, образуемая палеозойскими толщами от южного склона Балтийского кристаллического щита к центру Московской синеклизы; наклон слоев исчисляется в 2—2,5 м на 1 км длины.
Структура, в которой слои наклонены в одну сторону.
Ступенчатый перегиб, изменяющий горизонтальное или близкое к нему залегание.
Существенной особенностью моноклинали является связь между двумя блоками слоистых пород, перемещенных друг относительно друга по вертикали. Обычно устанавливается, что крутопадающая часть претерпела изгиб
МОНОКЛИНАЛЬ (греч. monos — один и klino — наклоняюсь) — наклон земных слоев в одну сторону, что обычно для осадочных горных пород, прикрывающих склоны платформенных щитов. Например, Алданский щит имеет наклон в сторону Центрально-Якутской низменности (Вилюйской синеклизы), Балтийский — к юго-востоку (к Московской синеклизе). В рельефе моноклинали отчетливо выражены в виде куэст.
Лено-Алданская моноклиналь
/>
С инженерно-геологической точки зрения наиболее благоприятными местами строительства являются горизонтальное залегание горных пород, где присутствует большая их мощность, однородность состава. Фундаменты зданий и сооружений располагаются в однородной грунтовой среде, при этом создается равномерная сжимаемость слоев под весом сооружения и создается наибольшая их устойчивость
Наличие дислокации резко изменяет и усложняет инженерно-геологические условия строительства – нарушается однородность грунтов основания фундамента сооружений, образуются зоны дробления (разрывы), снижается прочность пород, по трещинам разрывов происходят смещения, нарушается режим подземных вод. Это вызывает неравномерную сжимаемость грунтов и деформацию самого сооружения вследствие неравномерной осадки различных его частей (рис. 4).
Задание 6
Рассмотреть и охарактеризовать геодинамические процессы и явления. Дать определение, указать причины образования, мероприятия по устранению процессов и явлений
Обвалы и осыпи.
Обва?л — отрыв и падение масс горных пород вниз со склонов гор под действием силы тяжести.
Обвалы возникают на склонах речных берегов и долин, в горах, на берегах морей.
Причиной образования обвалов является нарушение равновесия между сдвигающей силой тяжести и удерживающими силами. Оно вызывается:
увеличением крутизны склона в результате подмыва водой;
ослаблением прочности пород при выветривании или переувлажнении осадками и подземными водами;
воздействием сейсмических толчков; Строительной и хозяйственной деятельностью.
Крупнейший обвал объёмом 2,2 млрд м? произошёл 18 февраля 1911 года на реке Мургаб, в результате которого образовались естественная плотина и Сарезское озеро.
Горные обвалы и осыпи – частые явление во многих странах мира. Их масштабы бывают грандиозными, последствия трагическими. Они способны вызвать крупные завалы или обрушение автомобильных и железных дорог, разрушение населенных пунктов и уничтожение лесов, способствовать образованию катастрофических затоплений и гибели людей. Такие катастрофы нередко происходят при землетрясениях 7 баллов и более, когда возможно обрушение крутых горных склонов, образующих с горизонтом углы 45-50*
С обвалами можно бороться, но не со всякими и не везде. Железная дорога Туапсе – Сухуми идет по самой береговой кромке Черного моря. С одной стороны ей угрожают штормовые волны, и приходится укреплять насыпь железобетонными «ежами», кубами, блоками, предохраняющими её от размыва. С другой стороны над железнодорожной колеёй нависают обрывы. Спасться от обвалов помогают высокие каменные стенки, которые останавливают глыбы камней, падающие со склона. Так же в горах защищают и автомобильные дороги. Но это предохраняет только от небольших обвалов
Если где-то нависают скалы, то предотвратить их обвал можно только одним способом: постепенно, по частям обрушить их, закладывая динамитные заряды малой мощности. Гораздо реже предпочитают укреплять скалы, грозящие обвалиться, опоясывающими стальными обручами, заливая трещины цементом и т. д. Если обвалы угрожают поселкам, людей эвакуируют, а поселок переносят в безопасное место.
Обвалы, осыпи. Это отрыв и катастрофическое падение больших масс горных пород, их дробления и скатывания, из круч, обрывов и склонов. Обвалы естественного происхождения наблюдаются в горах, на берегах морей, обрывах речных долин. Это результат послабления связанности горных пород под действием процессов выветривания, подмыва, растворения и действия сил притяжения, их возникновению способствует геологическое строение местности, наличие на склонах трещин и зон дробления горных пород.
Чаще (до 80%) всего современные обвалы связаны с антропогенным фактором. Они возникают преимущественно при неправильном проведении работ, при строительстве и горных разработках.
Осип — это нагромождение щебню или почве у подножия склонов.
Районы Карпатских и Крымских гор подпадают под действие обвалов и осыпей, некоторые из них имели катастрофический характер и привели к человеческим потерям, как, например, Демерджинский обвал 1896 года.
Абразия. Это процесс разрушения волнами прибоя берегов морей, озер и водохранилищ. Процесс абразии наиболее распространен на Черноморском побережье. В береговой зоне Крыма ежегодно исчезает 22 гектара побережья, между дельтой Дуная и Крымом — 24 гектара, в северной части Азовского моря — 19 гектаров. Абразии подпадает до 60% берегов Азовского и до 30% — Черного морей. Скорость абразии составляет в среднем 1,3-4,2 метры на год.
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>