«Геология учит нас заглядывать в глубь времен, . . . смотреть открытыми глазами на окружающую природу и понимать историю ее развития» . Академик В. А. Обручев
ГЕОЛОГИЯ план занятий Данный курс читают преподаватели кафедры мониторинга и прогнозирования (3 этаж, к. 315). Лекции - 1 раз в неделю (по …) до декабря. Занятия проводит ст. Арешин Александр Викторович Практические занятия - 1 раз в неделю (…). Проводит ст. преподаватель геолог Арешин Александр Викторович. На каждом практическом занятии вначале занятия– тестовая контрольная (5 минут) (5 вопросов по предыдущему материалу лекций или практических занятий с 4 -5 ответами, один из которых – верный). В октябре – промежуточная аттестация. В конце ноября - в начале декабря – обязательно представить реферат на заранее предложенную тему. С темами рефератов можно ознакомиться в холле на 3 -м этаже или у Арешина А. В. . Зачет (с оценкой и баллами) – в декабре. Экзамен – конец декабря (досрочно), 14 января (для отстающих). На всех лекциях и практических занятиях фиксируется посещаемость студентов, данные передаются в деканат.
Оценка – в баллах: • Посещение лекций (15 лекций) – 15 баллов; • Контрольные работы на практических занятиях (10 контрольных работ по 5 баллов каждая) – 50 баллов; • Лабораторно-практические работы – макс. 25 баллов • Реферат и его защита – макс. 20 баллов; Зачет и экзамен (для отстающих) – макс. 15 баллов. Всего – 100 баллов. Рубежные аттестации проводятся 2 раза в семестр: • промежуточная - 1 ноября • основная - 25 декабря. При наборе студентом (к 23 декабря) менее 50 баллов или при отсутствии реферата студент считается неуспевающим и отчисляется из РУДН.
Шкала оценок: • • А (5+) – 90 -100 баллов; В (5) - 80 -90; С (4) – 70 -80; D (3+) – 60 -70; Е (3) – 50 -60; FX (2+) – 40 -50; F (2) – менее 40. Пояснение оценок: • • A – выдающийся ответ B – очень хороший ответ C – хороший ответ D – достаточно удовлетворительный ответ E – отвечает минимальным требованиям удовлетворительного ответа FX – означает, что студент может добрать баллы только до минимального удовлетворительного ответа F – неудовлетворительный ответ (либо повтор курса в установленном порядке, либо основание для отчисления).
Содержание курса 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Современная геология. Задачи геологии как естественной науки. Полезные ископаемые. Земля как космическое тело. Форма, размер и рельеф Земли. Химический состав Земли. Внутреннее строение Земли и методы его изучения. Физические поля Земли (гравитационное, магнитное, тепловое). Вещественный состав Земли: химические элементы, минералы, горные породы, геологические тела Эндогенные геологические процессы (тектоногенез, землетрясения, магматизм, метоморфизм, дегазация недр). Экзогенные геологические процессы (гипергенез, геологическая деятельность поверхностных текущих вод, морей, ветра, ледников и т. п. Основные геологические структуры земной коры. Тектоника плит Геологическое время: основные этапы геологической истории Земли Геологическая деятельность человека Прогнозирование геологических и экологических катастроф.
Курс практических занятий 1 Часть: Вещественный состав Земли • • Минералы, их классификация и диагностические признаки Контрольная работа по определению минералов и их диагностических свойств Горные породы, их классификация и основные представители Контрольная работа по определению горных пород и их диагностических свойств 2 Часть: • • Геохронологическая шкала Геологическая карта Правила оформления и чтения. Обработка результатов химического анализа подземных вод Основные структурные элементы материков и океанов Прогноз геологических катастроф. 3 Часть: • • Ознакомительная практика Экскурсия в минералогический музей
Литература Обязательная 1. Добровольский В. В. Геология, М. , ВЛАДОС, 2001. 2. Короновский Н. В. , Ясаманов Н. А. Геология, М. , (любое издание). Электронная (интернет-сайты) 1. Короновский Н. Ф. , Якушова А. Ф. Основы геологии. http: //geo. web. ru/db/msg. html? mid=1163814 2. Короновский Н. В. Общая геология. http: //geo. web. ru/db/msg. html? mid=1170178 Дополнительная 1. Хуторской М. Д. , Зволинский В. П. , Рассказов А. А. Мониторинг и прогнозирование геофизических процессов и природных катастроф: Учеб. пособие. – М. , РУДН, 1999. 2. Бондаренко С. С. , Потапов Г. И. , Афанасьев С. Л. , Лукин В. Н. Геология, М. , 2004. 3. Энциклопедия для детей. Геология, М. , Аванта+, 1997. 4. Уильямс Л. , Науки о земле, М. , Эксмо, 2009.
Интернет-сайты (Геологические науки) • Неофициальный сервер Геологического факультета МГУ «Всё о геологии» http: //geo. web. ru/ • Палеонтологический портал «Аммонит. ру» - http: //www. ammonit. ru/
Примерные темы курсовых работ • • • • • Геотектонические гипотезы. Силикатные соединения в природе. Экзогенные геологические процессы. Значение полезных ископаемых в жизни человека. Почвенная эрозия. Сейсмичность. Опустынивание. Процессы выветривания. Дегазация недр и эндогенные причины изменения атмосферы (парниковый эффект). Вулканизм. Происхождение и эволюция океанов. Эндогенные и экзогенные причины геологических процессов. Геопатогенные зоны России. Космическая экология: солнечно-земные связи, лунно-земные связи. Прогнозирование возможных катастроф на Земле от воздействия космических объектов. Опасные геологические процессы и их прогнозирование (на примере Вашего региона). Геологические памятники природы и их научное значение (на примере Вашего региона).
ГЕОЛОГИЯ Определение: «ГЕОЛОГИЯ – это наука о Земле, ее происхождении, развитии, строении, структуре и истории» . Геология как наука оформилась лишь с середины ХVIII в. Еще больше возросла роль минерального сырья и самой геологии во второй половине ХХ в. , когда рост тяжелой индустрии, электротехнической и химической промышленности, войны потребовали огромного количества минерального сырья. Первые попытки создать научную геологию связаны с именами трех крупнейших ученых того времени – М. В. Ломоносова в России, А. Г. Вернера в Германии, Д. Геттона в Шотландии.
Главный объект изучения – земная кора – тонкая внешняя твердая каменная оболочка Земли Геология затрагивает важнейшие философские проблемы: • • происхождения Земли, зарождения и развития жизни на нашей планете, строения других планет Солнечной системы, Развитие Вселенной. Политическая роль геологии: Разнообразие и доступность полезных ископаемых и степень их изученности определяют уровень экономической независимости государства.
Наука геология включает в себя множество областей знаний, относящихся ко всей нашей планете. В своем развитии Геология опиралась на различные естественные науки, прежде всего, - • физику, • химию, • астрономию • биологию и др. Геология явилась родоначальницей многих дочерних наук геологического цикла: геохимии, геофизики, инженерной геологии, палеонтологии и т. п.
В геологических науках выделяется множество самостоятельных направлений, которые можно поделить на 2 большие группы: • Теоретическая геология: кристаллография, петрография, литология, геофизика, сейсмология, стратиграфия, геодинамика, геотектоника, учения о магматизме, вулканизме, метаморфизме, палеогеография, историческая геология и многие др. • прикладная геология: она включает науки, направленные на практическое использование и охрану земных недр (региональная геология, гидрогеология, учение о месторождениях полезных ископаемых, геологическое картирование, поисково-разведочное дело, экономика минерального сырья, рудничная, шахтная, промысловая и инженерная геология и др. ).
Задачами геологии являются: Общая задача (теоретическая, Прикладные задачи (практические) общенаучная) создание общей теории эволюции и строения Земли. использование и охрана земных недр и т. д.
Прикладные задачи • поиск и открытие новых месторождений полезных ископаемых. • оценка ресурсов подземных вод и контроль за их использованием. • инженерно-геологическое обоснование любого строительства. • рациональное использование и охрана земных недр (задача экологов). • прогноз стихийных бедствий (задача экологов).
Геологические процессы – это любые природные процессы и явления, которые приводят к изменению вещественного состава, внутреннего строения или рельефа Земли
Преобразования облика Земли связаны в основном с 2 группами процессов Эндогенные: • Метаморфизм, • Магматизм, • Тектогинез, • Землетрясения, • Процессы дегазации недр. Источник энергии для их осуществления находится в недрах самой Земли Экзогенные: • Гипергенез • Деятельность текущих поверхностных вод • Деятельность озер и болот • Деятельность ледников • Деятельность подземных вод • Деятельность морей и океанов • Деятельность замерзающей и оттаивающей воды • Деятельность ветра • Деятельность живых организмов • Деятельность человека Источник энергии для их осуществления находится за пределами Земли. Это воздействия Галактики, Солнца, Луны (так или иначе преобразованное)
Полезное ископаемое – это минеральное сырье, которое представляет ценность либо само по себе, либо содержанием какого то полезного компонента, который может быть извлечен после соответствующей обработки.
Любое полезное ископаемое должно отвечать 3 основным признакам: 1. 2. 3. полезность; полезный компонент должен содержаться в таком виде и в такой концентрации (что бы его экономически целесообразно было извлекать и перерабатывать при имеющихся технологиях); достаточные запасы - его количества должно хватить не менее, чем на 10 лет промышленной разработки. Полезные ископаемые используют или непосредственно, или подвергают металлургическому переделу (переплавке) или химической переработке. Фактически полезные ископаемые представляют собой либо минералы, либо горные породы (природные или техногенные).
Полезные ископаемые делятся на 3 группы № Название Характеристика Пример 1 горючие Энергоносители нефть, уголь, газ 2 рудные подвергаются металлургическому переделу с целью получения металла железная руда 3 нерудные составляют 4 подгруппы: 1. строительное сырье; 2. индустриальное сырьё 3. горно-химическое сырье; 4. агрономическое сырье (для получения минерального удобрения) Песок, пирит, мел, соль, фосфориты
Проблема минерального сырья • • • Месторождения полезных ископаемых крайне неравномерно расположены на поверхности Земли. Причем как по месту залегания, так и по их разнообразию. Существуют участки земной поверхности богатые полезными ископаемыми разных типов, а есть бедные ими. Зачастую месторождения полезных ископаемых образуют более или менее многочисленные группы – «рудные районы» , «рудные узлы» и «рудные пояса» , расположение которых контролируется конкретными геологическими структурами (например, крупными разломами). Поэтому один из древних, эмпирических законов геологии гласит: «Ищи руду около руды» . Запасы любого из полезных ископаемых ограничены (как в любом из месторождений, так в мире в целом). И уже сейчас наша цивилизация испытывает недостаток многих его видов. Неравномерная обеспеченность разных стран полезными ископаемыми, неравномерное и не справедливое их потребление, а так же явно не справедливые цены на минеральное сырье породили противоречия между странами, добывающими полезные ископаемые и потребляющими их. В настоящее время торговля полезными ископаемыми приносит прибыль тому, кто их использует – покупателю, а продавцу достаются экологические проблемы от последствий разработки месторождений и нехватка минеральных ресурсов для нужд собственной экономики. Все эти противоречия получили название «Проблемы минерального сырья» .
Социально-экономическое значение полезных ископаемых • • • Во все времена горное производство – добыча и переработка полезных ископаемых было одним из самых сложных технически и экологически вредных производств Современная экономика организована так, что она может только «расти» , из-за этого мы вынуждены добывать всё больше полезных ископаемых и всё больше расширять их ассортимент Из-за низкого содержания полезных компонентов приходится добывать и перерабатывать гигантское количество горных пород – до 100 млрд. тонн в год Содержание полезного компонента в рудах всё время понижается, добывать её всё труднее, а цена на минеральное сырье… уменьшается Кроме того, даже при сохранении «машинного» пути развития, наша цивилизация объективно не нуждается в таком количестве добываемых полезных ископаемых для удовлетворения основных потребностей человечества
Уровни организации вещества Земли Вещество Земли по своей организации имеет несколько уровней (иерархических ступеней) • Земля как планета (космическое тело) • Геосферы • Геологические тела • Горные породы • Минералы • Химические элементы
Химические элементы На сегодня известно около 108 химических элементов (таблица Менделеева). 90 из них встречается в природе, остальные были синтезированы искусственным путем. 87 химических элементов (из 108) обнаружены в природе в самородном состоянии, но это чаще всего единичные находки. Изотопы (греч. "исос" - равный, топос" - место) обладают теми же свойствами, зарядом ядра и порядковым номером, что и соответствующий химический элемент, но отличаются от него атомным весом. В настоящее время на Земле установлено около 300 химических элементов и их изотопов.
Минералы • Минералы – это природные химические соединения или (значительно реже) самородные химические элементы, которые образуются в недрах земли в результате естественных физикохимических реакций и обладают примерно постоянными: химическим составом, внутренним строением и физическими свойствами.
Минералы В настоящее время в природе известно около 3000 самостоятельных минералов и не менее 5000 их разновидностей. Однако более-менее часто и в больших количествах встречается 40 - 50 минералов. Именно они слагают основной объём любой из горных пород – «породообразующие минералы» .
Минералы Различные химические элементы проявляют разную способность к образованию минералов. Количество минералов, которые образует в земной коре данный химический элемент, зависит от его распространенности на Земле. Так, например: • кислород (O) – являясь самым распространенным на Земле из химических элементов, входит в состав около 2000 минералов; • кремний (Si) – четыреста тридцать минералов, • алюминий (Al) – более трехсот минералов • железо (Fe) – образует более 200 самостоятельных минералов • свинец (Pb) – более полутора сотен минералов • никель (Ni) – около пятидесяти минералов • кадмий (Cd) – образует только 6 минералов; • бром (Br) – занимает доли процента объема Земли. Образует всего один свой минерал, который встречается очень редко. Данный химический элемент гораздо чаще встречается в минералах в рассеянном виде. • йод (J), германий (Gе), галлий (Ga), рений (Re), радий (Ra) – это рассеянные элементы, не образующие своих минералов.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ МИНЕРАЛОВ Происхождение минерала = генезис минерала = способ образования минерала • • • Минералы эндогенного (глубинного) происхождения 1. Минералы магматического происхождения образуются в результате кристаллизации так называемой магмы – огненно–жидкого силикатного расплава. 2. Минералы пневматолитового происхождения кристаллизуются из горячих паро-газовых смесей. 3. Минералы гидротермального происхождения образуются путем осаждения из горячих (50 – 100 о. С) или перегретых (100 – 400 о. С) водных растворов. 4. Минералы метаморфического происхождения образуются в результате перекристаллизации минералов и горных пород в недрах Земли под действием высоких температур и давлений без плавления вещества. Между всеми перечисленными процессами образования минералов и горных пород наблюдаются взаимные переходы, и в природе не всегда удается их четко разделить. Минералы экзогенного (поверхностного) происхождения 1. Минералы гипергенного происхождения возникают в результате процессов изменения и химического разложения минералов и горных пород на поверхности Земли или вблизи нее. Этот процесс обычно называют химическим выветриванием. 2. Минералы седиментогенного происхождения образуются в результате выпадения в осадок различных соединений растворенных в воде (морской, речной, озерной и т. п. ) Осаждение может происходить как чисто химическим путем – из пересыщенных растворов, или биохемогенным – если вещество извлекается из раствора организмами. Интересно, что в последнем случае осаждение минералов и их накопление может происходить при резком недосыщении раствора данным веществом. 3. Минералы диагенетического происхождения образуются в уже накопившемся осадке на дне водоема в процессе превращения полужидкого водонасыщенного осадка в твердую горную породу. Результатом этих процессов являются окаменение осадков (литификаиия) и образование плотных осадочных горных пород. 4. Минералы биогенного происхождения образуются при жизни или вскоре после отмирания организмов, накапливающих значительные количества углекислых солей, фосфатных и кремнекислых соединений.
Происхождение минералов Примечание: минералы различают по способу и условиям образования, а не по месту современного нахождения в земной коре. В результате застывания вулканической лавы на поверхности Земли образуются эндогенные минералы, а в иле на дне океана (на глубине 5 – 10 км) – экзогенные осадочные минералы. В результате тектонических движений и других геологических процессов гипергенные минералы могут оказаться в недрах Земли, перекрытые слоем горных пород толщиной в несколько километров, а глубинные – на поверхности планеты.
Происхождение минералов По условиям образования минералы так же можно подразделить на две группы: первичные и вторичные. • Первичные минералы образовались одновременно с самой горной породой в основном в глубоких слоях земной коры и сохранились в ней почти в неизменном состоянии. Первичные минералы неустойчивы в условиях земной поверхности и подвергаются процессам химического разложения, гидратации, гидролиза и т. п. • Вторичные минералы образовались позже первичных и часто за счет них, на земной поверхности или вблизи нее. Своим появлением они обязаны процессам, которые происходили после образования горной породы. Вторичные минералы образуются в результате преобразования первичных минералов, в зоне гипергенеза, экзогенными геологическими процессами. Вторичные минералы термодинамически более устойчивы в условиях земной поверхности, по сравнению с первичными. Часто вторичные минералы очень дисперсные, с размером частиц менее 0, 001 мм.
Классификация минералов Выделяют от 5 до 10 классов (групп, типов) минералов: 1. 2. 3. 4. 5. 6. самородные элементы, сернистые и близкие к ним соединения (сульфиды, арсениды, антимониды и др. ), галоиды (галоидные соединения), оксиды и гидроксиды, кислородные соли, в том числе: карбонаты, сульфаты, хроматы, вольфраматы, молибдаты, фосфаты, арсенаты, ванадаты, силикаты (островные силикаты, цепочечные и ленточные силикаты и алюмосиликаты, листовые (слоистые) силикаты), каркасные алюмосиликаты и некоторые другие. Органические соединения
Скачать презентацию Геология учит нас заглядывать в глубь времен
1_Lektsia_1_Vvodnaya_lektsia.ppt