Лекция 1 Наука Инженерная геология Происхождение и

Лекция 1. Наука «Инженерная геология» . Происхождение и строение Земли. Составил: доцент каф. Ги. ИГ, к. г. н. Коновалова Оксана Александровна

2 Науки об истории земной коры – палеонтология, палеоботаника, историческая геология Инженерная геология Науки о строении Науки о веществе земной коры – геофизика, структурная кристаллография, геология, тектоника минералогия, петрография

3 Структура инженерной геологии Инженерная геология Грунтоведение (Инженерная петрология) Инженерная геодинамика Региональная инженерная геология

4 Под инженерно-геологическими условиями территории понимается совокупность геологических факторов, определяющих условия инженерно-хозяйственного освоения территории.

5 Факторы, определяющие инженерно-геологические условия Геологическое строение толщи, попадающей в зону 1 воздействия существующих и проектируемых сооружений 2 Рельеф территории 3 Гидрогеологические условия территории 4 Современные эндогенные геологические процессы и экзогенные

6 Инженерная геология формировании и геологических условий геологических условиях является наукой о изменении инженерно- территории, о строительства и эксплуатации сооружений, о рациональном использовании геологической среды и ее охраны в связи с развитием геологических процессов и явлений.

7 Теории происхождения Земли Теория Канта – Лапласа Основные положения Солнечная система образовалась из раскаленной газоподобной туманности. Земля вначале была в огненно-жидком состоянии. В результате гравитационной дифференциации более плотные вещества (Fe, Ni) концентрируются в центре Земли, более легкие (силикаты) – на поверхности. С течением времени на поверхности Земли сформировалась твердая оболочка – первичная земная кора. Земля образовалась из холодных твердых допланетных тел, состоящих из пылевидных частиц. Земля изначально была холодной. О. Ю. Шмидта За счет распада радиоактивных веществ начался разогрев недр Земли. Она приобрела пластичное состояние. В результате гравитационной дифференциации произошло расслоение Земли на отдельные оболочки.

8 Оболочки (сферы) Земли 1. Атмосфера - воздушная оболочка Земли 2. Гидросфера - водная оболочка Земли 3. Биосфера – живая оболочка Земли 4. Геосфера – внутренняя оболочка Земли Первые представления о сферах Земли в трудах австрийского геолога Эдуарда Зюсса и английского океанолога Дж. Меррея.

9 Геосфера Земли земная кора мантия земное ядро 6378 км

10 Типы земной коры

11 Строение земной коры

12 Средний химический состав земной коры (по Ф. Кларку)

13

14 Минералы – это природные химические соединения или самородные химические элементы, возникшие в результате процессов. определенных физико-химических

15 Внешняя форма минералов Типы минералов Изометричные Удлиненные Уплощенные Характерные признаки Одинаково развиты по всем трем направлениях Вытянуты в одном направлении Вытянуты в двух Примеры Галит, пирит Асбест Графит, слюды направлениях С неправильной Аморфные формой минералы

16 Изометричная форма минералов Галит

17 Изометричная форма минералов Гранат

18 Удлиненная форма минералов асбест

19 барит Уплощенная форма минералов хлорит мусковит

20 Классификация минералов (основана на химическом составе минералов) № п/п Классы минералов 1 Силикаты 6 Галоиды 2 Сульфаты 7 Карбонаты 3 Сульфиды 8 Фосфаты 4 Оксиды 9 Вольфраматы 5 Гидрооксиды 10 Самородные элементы

21 Химические формулы некоторых минералов Класс минералов Минерал Химическая формула Силикаты Гранат Ca 3 Al 2[Si. O 4]3 Сульфаты Гипс Ca. SO 4 • H 2 O Ангидрит Ca. SO 4 Сульфиды Пирит Fe. S 2 Оксиды Кварц Si. O 2 Галоиды Флюорит Ca. F 2 Галит Na. Cl Сильвит Кальцит Ca. CO 3 Магнезит Mg. CO 3 Доломит Карбонаты KCl Ca, Mg. CO 3 Фосфаты Апатит Вольфраматы Вольфрамит Ca(PO 4)3(F, Cl, OH) (Fe, Mn)WO 4

22 Кремнекислородный тетраэдр в строении силикатов

23 Соединение кремнекислородных тетраэдров О 7 6]

24 Процессы образования минералов 1. Эндогенный Связан с привносом вещества и энергии из недр Земли в виде магмы, жидких растворов или газов 2. Экзогенный Обусловлен действием различных геологических процессов на поверхности Земли Связан с преобразованием минералов в результате воздействия повышенных 3. Метаморфический температуры, давления и при участии гидротермальных растворов

25 Физические свойства минералов (могут использоваться как диагностические признаки при определении минералов) Физические свойства Оптические свойства 1. Цвет 2. Цвет черты или цвет минерала в порошке 3. Прозрачность 4. Блеск Механические свойства 1. 2. 3. 4. Спайность Излом Твердость Плотность Особые свойства 1. 2. 3. 4. Вкус Запах Магнитность Реакция с соляной кислотой

26 Прозрачность — способность минералов пропускать свет без изменения направления его распространения. Выделяют минералы: - прозрачные - полупрозрачные; - просвечивающие по тонкому краю; - непрозрачные

27 Спайность — способность минерала раскалываться с образованием относительно гладких поверхностей (поверхностей спайности). Выделяют минералы: - с весьма совершенной спайностью (слюда); - с совершенной спайностью (кальцит, галит, ангидрит); - со средней спайностью (малахит); - с несовершенной спайностью (кварц, пирит, асбест).

28 Шкала твердости Ф. Мооса Твердость Минерал Химическая формула Диагностический признак 1 тальк Mg 3[Si 4 O 10][OH]2 Чертится ногтем. Мягкий минерал 2 гипс Ca. SO 4*2 H 2 O Чертится ногтем. Мягкий минерал 3 кальцит Ca. CO 3 Чертится ногтем. Средней твердости 4 флюорит Ca. F 2 Чертится ногтем. Средней твердости 5 апатит Ca 5[PO 4]3 F Чертится ногтем. Средней твердости 6 ортоклаз K[Al. Si 3 O 6] Царапает стекло. Твердый минерал 7 кварц Si. O 2 Царапает стекло. Твердый минерал 8 топаз Al 2[Si. O 4](F, OH)2 Режет стекло. Очень твердый. 9 корунд Al 2 O 3 Режет стекло. Очень твердый. 10 алмаз C Режет стекло. Очень твердый.

29 Задание к следующей лекции Для каждого из 10 минералов Шкалы твердости Ф. Мооса определить класс (по классификации на слайде 20), к которому он относиться. Обосновать свой выбор.

30 Горные породы – естественные минеральные агрегаты определенного состава и строения, сформировавшиеся в результате различных геологических процессов

31 Геотермический градиент – это величина нарастания t на каждые 100 м глубины. Геотермическая ступень - это глубина, при которой t повышается на 1°

9 Геосфера Земли земная кора мантия земное ядро 6378 км

32

33