авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
-- [ Страница 1 ] --

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ульяновский государственный технический университет»

ГЕОЛОГИЯ

Учебное пособие по курсу «Науки о Земле»

для студентов, обучающихся по специальности 28020265

«Инженерная защита окружающей среды»

Составитель В. А. Михеев

Ульяновск 2009 УДК 55 (075) ББК 26.3 я7 Г 36 Рецензенты: заведующий кафедрой «Общая экология» экологического факультета Института медицины, экологии и физической культуры УлГУ доктор биологиче ских наук, профессор В. Н. Горбачев;

ведущий специалист-эксперт отдела геоло гического контроля и охраны недр Росприроднадзора по Ульяновской области кандидат биологических наук М. Е. Лоснов.

Утверждено редакционно-издательским отделом университета в качестве учебно го пособия Г 36 Геология: учебное пособие по курсу «Науки о Земле» для студентов,обучающихся по специальности 28020265 «Инженерная защита окружающей среды» / сост. В. А.

Михеев - Ульяновск : УлГТУ, 2009. - 109 с.

ISBN 978 - 5 - 9795 - 0532 - Пособие составлено в соответствии с программой, рекомендованной Министерст вом образования России по дисциплине «Науки о Земле», и требованиями дейст вующего Государственного образовательного стандарта по направлению «Инже нерная защита окружающей среды». В пособии даны современные представления о происхождении и строении Земли, минералогии, эндогенным и экзогенным гео логическим процессам, тектонике и геологической хронологии, а также экологи ческим функциям литосферы и последствиям антропогенного воздействия на ли тосферу. В заключении даны определения основных геологических терминов^ис пользуемых в данном пособии.

УДК 55 (075) ББК 26.3 м © Михеев В. А., составление 2009.

ISBN 978 - 5 - 9795 - 0532 - 9 © Оформление. УлГТУ, ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1.1. Геология как наука 1.2. Методы исследований и связь геологии с другими наукам 1.3. История развития геологии 1.1. Геология как наука Геология (греч. «гео» - Земля, «логос» - учение) комплекс наук о земной коре и бо лее 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 геологией, связано с верхней частью зем ной коры, доступной непосредственному наблюдению.

Развитие поверхности Земли, происходит, как бы в борьбе двух сил, двух комплексов процессов - эндогенных и экзогенных. Первые из них стремятся расчленить рельеф, увели чить градиент гравитационного потенциала поверхности планеты. Вторые - наоборот, стре мятся сгладить рельеф, разрушить возвышенности и заполнить низменности продуктами разрушения.

Основные объекты исследований — горные породы, в которых запечатлена геологиче ская летопись Земли, а также современные физические процессы и механизмы, действующие как на ее поверхности, так и в недрах, изучение которых позволяет понять, каким образом происходило развитие нашей планеты в прошлом.

Земля постоянно изменяется. Некоторые изменения происходят внезапно и весьма бурно (например, вулканические извержения, землетрясения или крупные наводнения), но чаще всего медленно (за столетие сносится или накапливается слой осадков мощностью не более 30 см). Такие перемены не заметны на протяжении жизни одного человека, но накопле ны некоторые сведения об изменениях за продолжительный срок, а при помощи регулярных точных измерений фиксируются даже незначительные движения земной коры. Например, та ким образом установлено, что территория вокруг Великих озер (США и Канада) и Ботниче ского залива (Швеция) в настоящее время поднимается, а восточное побережье Великобрита нии — опускается и затапливается.

Геологические дисциплины. Геология выделилась в самостоятельную науку в 18 в.

Современная геология подразделяется на ряд тесно взаимосвязанных отраслей. К ним отно сятся: геофизика, геохимия, историческая геология, минералогия, петрология, структурная геология, тектоника, стратиграфия, геоморфология, палеонтология, палеоэкология, геология полезных ископаемых. Существуют также несколько междисциплинарных областей исследо ваний: морская геология, инженерная геология, гидрогеология, сельскохозяйственная геоло гия и геология окружающей среды (экогеология). Геология тесно связана с такими науками, как гидродинамика, океанология, биология, физика и химия.

1.2. Методы исследований и связь геологии с другими науками Современная геология тесно связана с очень большим числом других наук, главным образом наук о Земле. Именно поэтому трудно установить точные границы геологии как науки и определить однозначно её предмет. Широкое применение при геологических иссле дованиях физических и химических методов способствовало бурному развитию таких погра ничных дисциплин, как физика Земли и геохимия. Физика Земли изучает физические свойст ва 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 рассматри зико-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 других 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 астро номии, изучающий проблему образования планет. В вопросах происхождения и развития ор ганической жизни на Земле геология взаимосвязана с биологическими науками и прежде всего с палеонтологией. Знание биологических и биохимических процессов необходимо гео логу для выяснения путей образования ряда горных пород и полезных ископаемых (нефти, угля и др.). Таким образом, весь комплекс наук, изучающих Землю, характеризуется много сторонней связью и взаимодействием. Геология использует данные этих наук для решения общих проблем развития планеты. Это позволяет некоторым исследователям отводить гео логии ведущее место среди наук о Земле или даже понимать под геологией весь комплекс наук о Земле.

Геология включает ряд научных дисциплин, занимающихся исследованием и описа нием Земли. Комплекс этих дисциплин пополняется по мере расширения исследований пла неты за счёт их дифференциации и появления новых научных направлений, возникающих главным образом на стыке геологии с другими областями знания. Предмет большинства гео логических дисциплин относится ко всем трём направлениям геологии (описательной, дина мической и исторической). Этим объясняется тесная взаимосвязь геологических дисциплин и трудность их классификации, разделения на чётко разграниченные группы.

Общеприняты следующие группы геологических дисциплин: научные дисциплины, изучающие вещество и структуру (строение) земной коры;

дисциплины, рассматривающие современные геологические процессы (динамическая геология);

дисциплины, изучающие историческую последовательность геологических процессов (историческая геология);

дис циплины прикладного значения;

в особую группу выделяется геология отдельных областей и районов (региональная геология).

К первой группе относятся: минералогия (учение о минералах - природных устойчи вых 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 развива лась кристаллография. Однако в последнее время изучение атомарного строения кристаллов сделало эту дисциплину в значительной мере физической.

Ко второй группе геологических дисциплин (динамическая геология) относится тек тоника, изучающая движения земной коры и создаваемые ими структуры. Применительно к самым крупным структурам Земли — материкам и океанам - её называют часто геотектони кой, а тектонику неоген - антропогенового времени именуют неотектоникой. Обособленно стоит экспериментальная тектоника, которая занимается изучением тектонических процес сов (например, образованием складок) на моделях. В эту же группу входят разделы минера логии 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 геологиче ских данных для определения сейсмически опасных районов (сейсморайонирование) и гео криология, 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 последо вательность. К этой же группе относится стратиграфия, занимающаяся изучением последо вательности отложения слоёв горных пород в осадочной оболочке Земли, и палеогеография, которая на основании геологических данных занимается восстановлением физико географических условий прошлых геологических периодов.

Четвёртая группа (прикладная геология) включает: геологию полезных ископаемых;

гидрогеологию - науку о подземных водах;

инженерную геологию, изучающую геологиче ские условия строительства различных сооружений, и военную геологию, занимающуюся вопросами применения геологии 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. На пример, поскольку методы исследования горных пород глубинного и осадочного происхож дения оказались существенно различными, петрография разделилась на петрографию извер женных 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, уг ля, металлогения, рассматривающая закономерности размещения рудных месторождений.

Применение в геологии новейших физических и химических методов послужило основой для появления таких новых специализаций, как тектонофизика, палеомагнетизм, экспери ментальная физическая химия силикатов и др.

Вещественный состав Земли изучает комплекс наук: петрография изучает магма тические и метаморфические горные породы;

литология - осадочные породы;

минералогия изучает природные химические соединения - минералы или отдельные химические элемен ты, слагающие горные породы;

кристаллография и кристаллохимия изучают кристаллы и кристаллическое состояние минералов. Геохимия - обобщающая наука о вещественном составе литосферы.

Одним из направлений геологии является динамическая геология, изучающая раз нообразные геологические процессы, формы рельефа земной поверхности. Выделяют две группы геологических процессов: эндогенные, или внутренние, связанные с тепловым воз действием Земли, возникающим в ее недрах, а также с гравитационной энергией, и экзоген ные или внешние, вызывающие изменения в поверхностной и приповерхностной частях земной коры под действием лучистой энергии Солнца, силы тяжести, перемещения водных и воздушных масс, циркуляции воды, и деятельности живых организмов и продуктов их жиз недеятельности, антропогенной нагрузки и других факторов. Все экзогенные процессы тесно связаны с эндогенными. В сферу интересов динамической геологии входит геотектоника, изучающая структуру земной коры и литосферы, их эволюцию во времени и пространстве.

Историю геологического развития земной коры и Земли в целом изучает историческая геология, разделами которой являются стратиграфия, занимающаяся последовательностью формирования толщ горных пород, и палеогеография изучающая физико-географические об становки на поверхности Земли в геологическом прошлом, палеотектоника, реконструи рующая древние структурные элементы земной коры. Ископаемые органические останки изучает палеонтология.

Геологические методы исследований основаны главным образом на прямых полевых наблюдениях. Геологические исследования определённой территории начинаются с изуче ния и сопоставления горных пород, наблюдаемых на поверхности Земли в различных естест венных 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 од ним 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 ино гда прибегают к бурению скважин, которые позволяют извлечь на поверхность горные поро ды, залегающие на достаточной глубине.

Методы непосредственного изучения недр не дают возможности познать строение Земли глубже, чем на несколько километров (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 другими 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 ти пов;

изучение состава, формы, размеров, взаимоотношений, последовательности залегания и всех прочих вопросов, связанных с современным размещением и составом геологических тел (слоёв горных пород, гранитных массивов и др.). Второе направление (динамическая геоло гия) заключается в изучении геологических процессов и их эволюции. К числу этих процес сов относятся как внешние, по отношению к земной коре и более глубоким геосферам (раз рушение горных пород, перенос и переотложение ветром, ледниками, наземными и подзем ными 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 эксперимен тально. Восстановление картины геологического прошлого Земли (историко-геологическая реконструкция) составляет сущность третьего направления геологических исследований (ис торическая геология). Задачи этого направления сводятся к изучению распространения и по следовательности образования геологических напластований и других геологических тел, а также к установлению последовательности различных геологических процессов и событий, например процессов тектогенеза, метаморфизма, образования и разрушения залежей полез ных ископаемых, трансгрессий и регрессий морей, смены эпох оледенений эпохами межлед никовий и т. д. Все три направления геологии неразрывно связаны друг с другом, и исследо вание 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 мил лиардов 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 органиче ского мира, запечатлевшаяся в окаменевших остатках растительных и животных организмов, которые сохраняются в пластах осадочных пород (Палеонтологический метод изучения).

Каждой из эпох в развитии Земли соответствовали определённые растения и животные. Это послужило основой для установления относительного возраста толщ горных пород и позво лило подразделить историю последних 600 млн лет жизни Земли на последовательные от резки времени - эры, которые делятся на более мелкие единицы геологического времени периоды, эпохи и века (Геохронологический метод изучения). Исследования показывают, что 80% объёма осадочной оболочки Земли образуют самые древние, докембрийские, толщи, продолжительность образования которых составляет, по крайней мере, 6/7 всей известной геологической истории. Помимо относительного возраста определяется абсолютный, или ра диометрический, возраст геологических тел. Метод его вычисления основан на законе посто янства скоростей радиоактивного распада;

в качестве исходных данных берутся цифры отно сительного количества расщепляющего элемента и продуктов его распада в исследуемой горной породе или минерале. Этот метод имеет особенное значение для древнейших докем брийских толщ Земли, органические остатки представлены в них очень скудно.

Широко используется в геологии 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. Совре менные 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 по род и примерную глубину, на которой произошёл метаморфизм (изменение). Однако геогра фическая и геологическая обстановка в жизни Земли необратимо менялась;

поэтому, чем древнее изучаемые толщи, тем ограниченнее применение метода актуализма.

Разработка теоретических вопросов геологии тесно связана с одной из её крупнейших практических задач - прогнозом поиска и разведки полезных ископаемых и созданием мине рально-сырьевой базы мирового хозяйства.

1. 3. История развития геологии Первые сведения геологического характера, (как и сведения о большинстве других наук) встречаются в трудах античных мыслителей: Пифагора, Аристотеля, Плиния, Страбона и др. Однако эти сведения касаются элементов динамической геологии: землетрясений, из вержений вулканов, размывания гор, перемещения береговых линий морей и т. п. Только в средние века появляются попытки описания и классификации геологических тел, например описание минералов узбекским учёным Бируни и таджикским естествоиспытателем Ибн Си ной (Авиценна). В эпоху Возрождения появились попытки обосновать природу ископаемых раковин как продукты жизнедеятельности вымерших организмов и доказать большую, по сравнению с библейскими представлениями, длительность истории Земли (Леонардо да Винчи в 1504-06, Дж. Фракасторо в 1517). Разработка представлений о смещении геологиче ских слоёв и их первоначальном горизонтальном залегании принадлежит датчанину Н. Сте но (1669), который впервые дал анализ геологического разреза (в Тоскане), объясняя его как последовательность геологических событий.

Слово «геология» появилось в печати в 15 в., но имело тогда совершенно другое зна чение, чем то, которое вкладывается в него теперь. Под геологией понимали весь комплекс закономерностей и правил «земного» бытия, в противоположность теологии - науке о ду ховной жизни. В современном его понимании термин «геология» впервые был применён в 1657 норвежским естествоиспытателем М. П. Эшольтом в работе, посвящённой крупному землетрясению, охватившему всю Южную Норвегию (Geologia Norwegica, 1657). В конце в. немецкий геолог Г. К. Фюксель предложил, а немецкий минералог и геолог А. Г. Вернер ввёл (1780) в литературу термин «геогнозия» для явлений и объектов, изучаемых геологами на поверхности Земли. С этого времени и до середины 19 в. термин «геогнозия» шире, чем в других странах, применялся в России и Германии (хотя чёткого разграничения между поня тиями «геология» и «геогнозия» не было), но к 1900 он уже не фигурирует, вытесняясь тер мином «геология».

Конец 17 в. характеризовался ростом числа геологических наблюдений, а также появ лением научных трудов, в которых делаются попытки обобщить существующие знания в не которую общую теорию Земли. Большинство учёных конца 17 - начала 18 вв. придержива лось представления о существовании в истории Земли всемирного потопа, в результате кото рого образовались осадочные породы и содержащиеся в них окаменелости. Эти воззрения, получившие название дилювианизма, разделяли английские естествоиспытатели Р. Гук (1688), Дж. Рей (1692), Дж. Вудворд (1695), швейцарский учёный И. Я. Шёйкцер (1708) и др.

Геология как самостоятельная ветвь естествознания начала складываться во 2-й поло вине 18 в., когда на фоне развития научно-технического прогресса и новых капиталистиче ских отношений стали быстро расти потребности общества в ископаемом минеральном сы рье и в связи с этим возрос интерес к изучению недр. Этот период истории геологии характе ризовался разработкой элементарных приёмов наблюдения и накопления фактического ма териала. Исследования сводились главным образом к описанию свойств и условий залегания горных пород. Но эти исследования сопровождались попытками объяснить генезис горных пород и вникнуть в суть процессов, происходящих как на поверхности Земли, так и в её не драх.

Выдающееся значение имели геологические труды М. В. Ломоносова: «Слово о рож дении металлов от трясения Земли» (1757) и «О слоях земных» (1763), в которых он всесто ронне и взаимосвязано излагал существовавшие в то время геологические данные и собст венные наблюдения. В середине 18 в. появляются геологические карты (точнее, литолого петрографические), сначала небольших участков, а затем и крупных территорий. На этих картах показывался состав горных пород, но не указывался возраст. В России первой «гео гностической» картой была карта Восточного Забайкалья, составленная в 1789-94 гг. Д. Ле бедевым и М. Ивановым. Первая «геолого-стратиграфическая карта», охватывавшая значи тельные территории Европейской России, составлена в конце 1840 г. Н. И. Кокшаровым. На ней уже были выделены формации: силурийская, древнего красного песчаника (девон), гор ного известняка (нижний карбон), триасовая и третичная. В начале 1841г. Г. П. Гельмерсен опубликовал «Генеральную карту горных формаций Европейской России».

Рождение геологии как науки относится к концу 18 - началу 19 вв. и связывается с ус тановлением возможности разделять слои земной коры по возрасту на основании сохранив шихся в них остатков древней фауны и флоры. Позднее это позволило обобщить и система тизировать разрозненные ранее минералогические и палеонтологические данные, сделало возможным построение геохронологической шкалы и создание геологических реконструк ций.

Впервые на возможность расчленения слоистых толщ по сохранившимся в них иско паемым органическим остаткам указал в 1790 г. английский учёный У. Смит, который соста вил «шкалу осадочных образований Англии», а затем в 1815 г. первую геологическую карту Англии. Большие заслуги в расчленении земной коры по останкам моллюсков и позвоноч ных принадлежат французским учёным Ж. Кювье. Немецкий геолог Л. Бух выступил в 1825г. с теорией «кратеров поднятия», объясняя все движения земной коры за счёт вулка низма;

эти идеи он отстаивал и в дальнейшем, хотя в 1833 г. французский учёный К. Прево выяснил, что вулканические конусы представляют собой не поднятия, а скопления продук тов извержения. В то же время французский геолог Л. Эли де Бомон (1829) предложил кон тракционную гипотезу, объясняющую дислокации слоев сжатием земной коры при остыва нии и уменьшении объёма её центрального раскалённого ядра. Эта гипотеза разделялась большинством геологов до начала 20 в.

Трудом Ч. Лайеля «Основы геологии» (1830-33) были окончательно опровергнуты предрассудки о малой продолжительности геологической истории Земли и на большом фактическом материале показано, что для объяснения её нет необходимости обращаться к сверхъестественным силам и катастрофам, т. к. действующие ныне геологические агенты (атмосферные осадки, ветер, морские приливы, вулканы, землетрясения) на протяжении миллионов лет производят величайшие изменения в строении земной коры. Важным дости жением Ч. Лайеля и его современников в Германии, России и Франции была глубокая разра ботка актуалистического метода, позволившего расшифровать события геологического про шлого. Представления, выработанные Ч. Лайелем, имели и свои недостатки, заключавшиеся в том, что он считал действующие на Земле силы постоянными по качеству и по интенсивно сти, не видел их изменения и связанного с этим развития Земли.

Огромное значение для дальнейшего развития стратиграфии имело эволюционное учение Ч. Дарвина. Оно дало прочную методологическую базу для детального расчленения по возрасту осадочной оболочки Земли путём изучения филогенетических изменений от дельных групп ископаемых животных и растений. В создании эволюционной палеонтологии большую роль сыграл и русский учёный К. Ф. Рулье, изучавший юрские отложения Подмос ковья, и ещё до Дарвина защищавший идею эволюционного развития неорганической при роды и организмов. Во 2-й половине 19 в. эволюционные идеи получили широкое распро странение, были разработаны научные принципы историко-геологических исследований (И.

Вальтер) и положено начало эволюционной палеонтологии (В. О. Ковалевский). Важное зна чение имели труды русских исследователей конца 19 - начала 20 вв. В ряде монографий, по свящённых ископаемым головоногим моллюскам и рыбам, А. П. Карпинский показал пер спективы, которые открывает для стратиграфии изучение развития организмов. А. П. Пав лов, исследуя юрские и нижнемеловые отложения, заложил основы сравнительной страти графии, учитывающей разнообразие зоогеографических и палеогеографических обстановок прошлого;

Н. И. Андрусов на примере неогеновых отложений юга России показал тесную связь между изменениями солёности и других физико-географических условий бассейнов прошлого и особенностями развития их фауны.

Во 2-й половине 19 в. были достигнуты первые успехи в изучении и расчленении до кембрийских образований. Американский геолог Дж. Дана (1872) выделил архейскую группу отложений, первоначально охватывавшую весь докембрий;

позднее из её состава американ ские геологи С. Эммонс и Р. Ирвинг (1888) выделили протерозойскую группу.

Таким образом, к концу 80-х гг. были установлены основные подразделения совре менной стратиграфической шкалы, официально принятой на 2-м Международном геологиче ском конгрессе в Болонье в 1881 г. Успехи палеонтологии и стратиграфии способствовали разработке метода восстановления палеогеографических условий прошлых эпох и возникно вению к началу 20 в. новой геологической дисциплины - палеогеографии.

Во 2-й половине 19 в. усилился процесс дифференциации геологии. Из сравнительно монолитной науки геология превращается в сложный комплекс геологических наук. Кроме стратиграфии, которая была в 19 в. ведущим направлением, обеспечившим хронологическую основу истории Земли, развивались и другие направления геологии. Исследовалась не только вертикальная последовательность слоев, но также изменения их вещественного состава по простиранию, связанные с изменением условий образования пород. Швейцарский геолог А. Гресли (1838) впервые предложил все породы, образовавшиеся в одинаковых условиях, объединять под названием «фации». Учение о фациях разрабатывалось русским геологом Н. А. Головкинским.

Современная минералогия начала создаваться на рубеже 18 и 19 вв. трудами русских геологов В. М. Севергина, Д. И. Соколова, французского учёного Р. Аюи (Гаюи) и шведского химика Я. Берцелиуса. Дальнейшее её развитие в России связано с именами Н. И. Кокшаро ва, П. В. Еремеева, М. В. Ерофеева и А. В. Гадолина. В конце 19 в. появились работы Е. С.

Фёдорова, создателя учения о симметрии и теории строения кристаллического вещества, ав тора новых методов гониометрических и оптических исследований минералов. В 19 в. в ка честве самостоятельной геологической дисциплины обособилась петрография, что связано с началом (1858) использования поляризационных микроскопов для исследования горных по род. Был накоплен огромный материал по их микроскопическому изучению, что позволило разработать первую петрографическую классификацию. Из них наибольшим признанием пользуется до сих пор классификация изверженных пород, предложенная в 1898 русским учёным Ф. Ю. Левинсон-Лессингом. В начале 20 в. получили развитие теоретические иссле дования по петрографии, в частности по проблемам образования магматических горных по род, происхождения и дифференциации магмы, по изучению процессов метаморфизма;

на чиналось экспериментальное физико-химическое изучение силикатных систем.

Конец 19 - начало 20 вв. знаменуется новым этапом в истории геологии. Переход ка питализма в его новую империалистическую стадию вызвал расширение масштабов эксплуа тации недр Земли и вовлёк в сферу мировых экономических связей новые, ранее не затрону тые ими территории. Во всех ведущих странах мира возникают геологические службы, на чинающие систематические геологосъёмочные работы. Новые обширные области охватыва ются геологическим исследованием, предваряя развитие в них горной промышленности. Рас тёт поток фактических данных и резко расширяется кругозор геологов, вводится подготовка специалистов-геологов. Эволюционные идеи прочно обосновываются в геологии, и в общих чертах воссоздаётся картина развития Земли и её поверхности.

Большое значение для развития геологии в России сыграла организация в 1882 г. Гео логического комитета, которым руководили А. П. Карпинский, Ф. Н. Чернышёв, К. И. Бо гданович и др. С деятельностью комитета связан существенный сдвиг в изучении региональ ной геологии России и в развитии геологической картографии. Большую роль в развитии геологической картографии сыграло начатое с момента организации Геологического комите та составление общей «десятивёрстной» карты Европейской России (масштаб 1:420 ООО).

Во 2-й половине 19 в. появляются первые представления о существовании особо под вижных поясов земной коры - геосинклиналей (американские геологи Дж. Холл, Дж. Дана, французский геолог Э. Ог), которые противопоставляются устойчивым областям - плат формам. Французский геолог М. Бертран и австрийский геолог Э. Зюсс в конце 19 в. для территории Европы выделили разновозрастные эпохи складчатости (каледонская, герцинская и альпийская);

началось издание первого многотомного описания геологического строения всей планеты («Лик Земли» австрийского геолога Э. Зюсса). В 20 в. геология, как и всё есте ствознание в целом, развивается гораздо быстрее, чем ранее. За первыми широкими теорети ческими обобщениями следуют новые, часто во многом их исправляющие или опровергаю щие. Крупным событием этого времени было открытие (1899-1903) французскими учёными П. Кюри и М. Склодовской-Кюри радиоактивного распада элементов, сопровождающегося самопроизвольным выделением тепла. Оно позволило разработать методику определения абсолютного возраста горных пород, а следовательно, и продолжительности многих геоло гических процессов. На этой основе в последующем получила развитие геология докембрия.

С радиоактивным распадом в недрах Земли стали связывать наличие тепловой энергии пла неты, а также активизацию тектонических движений и вулканизм, что привело к коренному пересмотру фундаментальных геологических концепций. В частности, были поколеблены основы контракционной гипотезы, а представления о первоначальном огненно-жидком со стоянии Земли были заменены идеями о её образовании из скоплений холодных твёрдых частиц, которые нашли окончательное выражение в космогонической гипотезе О. Ю. Шмид та.

Усовершенствуется также методика изучения веществ, состава горных пород (масс спектрометрический, рентгеноструктурный и другие анализы) и строения земной коры.

Серьёзное внимание обращается на развитие региональных геологических исследова ний, особенно на геологическую съёмку как основу для выявления минеральных богатств.

Стратиграфические схемы, разработанные к началу 20 в. только для Европы и отчасти для Северной Америки, стали детализироваться и создаваться для всех остальных материков в связи с широким развёртыванием геологического картирования. Значительным событием в развитии стратиграфии было установление Н. С. Шатским (1945) новой, рифейской группы отложений, лежащей между протерозоем и палеозоем, и выделение соответствующего отрез ка времени в истории Земли продолжительностью около 1 млрд лет. Рифейские отложения выделены на всех континентах, а их расчленение и сопоставление разрезов успешно осуще ствляется с помощью изучения строматолитов. В трудах советских (Д. В. Наливкина, В. В.

Меннера, Б. С. Соколова, В. Н. Сакса и др.) и зарубежных (французского геолога М. Жииью, Меннера, Б. С. Соколова, В. Н. Сакса и др.) и зарубежных (французского геолога М. Жинью, английского геолога В. Аркела, американских геологов Дж. Роджерса, У. К. Крумбейна и мн.

др.) геологов была детально разработана стратиграфия палеозойских, мезозойских и кайно зойских отложений.

В области тектоники для 20 в. характерны: разработка учения о движениях земной ко ры, в том числе о возможности горизонтальных перемещений крупных её блоков (эпейрофо рез);

разработка классификаций тектонических форм и теории геосинклиналей и платформ (в СССР - А. Д. Архангельский, М. М. Тетяев, Н. С. Шатский, В. В. Белоусов, М. В. Муратов, В. Е. Хаин;

за рубежом - немецкие геологи X. Штилле и С. Н. Бубнов, швейцарец Э. Арган, американские геологи Р. Обуэн и М. Кей);

установление их различных типов и стадий разви тия, а также переходных между геосинклиналями и платформами образований - краевых прогибов. Впервые выделены в 1946 г. (А. В. Пейве, Н. А. Штрейс), а затем детально иссле дованы глубинные разломы земной коры. Успехи теоретической тектоники, а также широ кий размах глубокого бурения и геофизических исследований создали предпосылки для тек тонического районирования - разделения территории материков на крупные структурные элементы с разной историей развития и, следовательно, с разными ассоциациями и рядами геологических формаций. Учение о формациях было оформлено в трудах Н. С. Шатского и Н. П. Хераскова, а затем для магматических формаций - в трудах Ю. А. Кузнецова.

В 50-60-х гг. начали составляться тектонические карты СССР (Н. С. Шатский, 1953, 1956;

Т. Н. Спижарский, 1966), Европы (Н. С. Шатский, А. А. Богданов и др., 1964), Евразии (А. Л. Яншин и др., 1966), Африки (Ю. А. Шубер, 1968), Северной Америки (Ф. Кинг, 1969), а также крупномасштабные тектонические карты отдельных областей и районов в целях вы яснения главных закономерностей размещения полезных ископаемых. В СССР положено на чало изучению новейших тектонических движений и созданию неотектоники (В. А. Обручев, Н. Н. Николаев, С. С. Шульц). В связи с разведкой и разработкой полезных ископаемых в осадочных толщах в качестве самостоятельной дисциплины выделились петрография оса дочных пород, или литология, в развитии которой главная роль принадлежит советским учё ным.

С петрографией осадочных пород тесно связано учение о фациях, получившее наибо лее глубокую разработку в трудах Д. В. Наливкина. Разработан ряд новых методов изучения веществ, состава горных пород (спектроскопический, рентгеноструктурный, термометриче ский анализы). В минералогии была оформлена современная кристаллохимическая теория конституции минералов (Н. В. Белов, В. С. Соболев и др.), достигнуты успехи в синтезе мно гих минералов (Д. С. Белянкин, Д. П. Григорьев), большая группа работ посвящена пегмати там (А. Н. Заварицкий, А. Е. Ферсман), физико-химическому анализу природных ассоциаций минералов (А. Г. Бетехтин, Д. С. Коржинский и др.). Успешно развивались: вулканология (В. И. Влодавец, Б. И. Пийп, Г. С. Горшков, американские геологи X. Уильяме, А. Ритман, французский геолог Г. Тазиев), гидрогеология и гидрогеохимия (Н. Ф. Погребов, Н. Н. Сла вянов, А. Н. Семихатов, Ф. П. Саваренский, Г. Н. Каменский, Н. И. Толстихин, И. К. Зай цев), геология четвертичных отложений (Г. Ф. Мирчинк. Я. С. Эделыптейн, С. А. Яковлев, В. И. Громов, А. И. Москвитин, Е. В. Шанцер, немецкий учёный П. Вольдштедт, американ ский геолог Р. Флинт, шведский геолог Г. Геер).

На стыке геологии и химии в 20 в. обособилась наука «геохимия», принципы которой были сформулированы В. И. Вернадским и норвежским геохимиком В. М. Гольдшмидтом и развивались в СССР в трудах А. Е. Ферсмана и А. П. Виноградова. Выяснена огромная роль развития жизни на Земле как фактора, приведшего к образованию органогенных пород (ко ралловые рифы, каменные угли и др.), существенно изменившего состав атмосферы и гидро сферы, а также непосредственно влиявшего на ход многих геологических процессов (напри мер, выветривания). В связи с этим выделился особый раздел геохимии - биогеохимия, а для оболочки Земли, в которой протекают биологические процессы, В. И. Вернадским было предложено название биосферы. На стыке геологии и физики развилась геофизика. Появле ние и развитие геохимии и геофизики в огромной степени способствовало успехам геологи ческих исследований, в практику которых с начала 20-х гг. прочно вошли геофизические и геохимические методы.

В последнюю четверть века интенсивно развивается геология дна морей и океанов в целях промышленного освоения полезных ископаемых обширных пространств континен тального шельфа. В исследованиях геологии морского дна широко применяются геофизиче ские методы, а в последние годы и бурение со специально оборудованных судов.

На территории СССР все отрасли геологии получили бурное развитие после Великой Октябрьской социалистической революции. За годы Советской власти страна покрыта геоло гической съёмкой масштаба 1:1 000 000, начатой по инициативе и под руководством А. П. Герасимова, а значительные её области - съёмками масштаба 1:200 000, тогда как до 1917 геологические карты, при этом значительно менее детальные, были составлены лишь для 10% площади России. В 1922 и 1925 гг. были изданы первые геологические карты Ази атской части СССР, в 1937 - первые геологические карты территории СССР в целом. Первая геологическая карта территории СССР без «белых пятен» (неисследованных областей) была издана в 1955 в масштабе 1: 2 500 000. Третье её издание (Д. В. Наливкин, А. П. Марковский, С. А. Музылев, Е. Т. Шаталов) вышло в 1965 г. Составлен ряд специальных карт - геомор фологических, четвертичных отложений, палеогеографических, палеотектонических, гидро геологических, гидрогеохимических, магматических формаций, металлогенических, углена копления, нефтегазоносности и др. Данные о геологическом строении СССР обобщены в трудах В. А. Обручева, А. Д. Архангельского, А. Н. Мазаровича, Д. В. Наливкина, а также в многотомных монографиях «Геология СССР», «Гидрогеология СССР», «Стратиграфия СССР» и др.

В 1951-52 гг. было издано первое в СССР учебное пособие (автор А. Н. Мазарович) по курсу региональной геологии мира, дающее общую характеристику геологического строения всех материков земного шара. Большое значение имело также издание научно популярной литературы по геологии (В. А. Обручев, А. Е. Ферсман, В. А. Варсанофьева и др.).

Работы по планированию и организации геологических исследований в СССР велись Министерством геологии СССР и министерствами союзных республик через территориаль ные геологические управления и геологические учреждения других министерств, связанных с разработкой минеральных ресурсов и строительством (см. Геологическая служба). Науч ную работу по геологии проводили около 80 научно-исследовательских институтов и лабо раторий Министерства геологии и некоторых других министерств, АН СССР и АН союзных республик. В СССР издавался ряд периодических научных геологических журналов.

Организация геологических исследований в международном масштабе и обсуждение важнейших проблем геологии осуществляется основанным в 1875 Международным геологи ческим конгрессом. В перерывах между сессиями конгресса межнациональными исследова ниями руководит с 1967 г. Международный союз геологических наук.

В настоящее время вопросами геологических исследований занимается Федеральное агентство по недропользованию, входящее в состав Министерства природных ресурсов РФ, которое организует:

- государственное геологическое изучение недр;

- экспертизу проектов геологического изучения недр;

- проведение в установленном порядке геолого-экономической и стоимостной оценки месторождений полезных ископаемых и участков недр;

- проведение в установленном порядке конкурсов и аукционов на право пользования недрами;

- проведение государственной экспертизы информации о разведанных запасах полез ных ископаемых, геологической, экономической информации о предоставляемых в пользо вание участках недр;

- отнесение запасов полезных ископаемых к кондиционным или некондиционным за пасам, а также определение нормативов содержания полезных ископаемых, остающихся во вскрышных, вмещающих породах, в отвалах или в отходах горно-добывающего и перераба тывающего производства, по результатам технико-экономического обоснования эксплуата ционных кондиций для подсчета разведанных запасов.

Основные задачи геологии. Поскольку залежи полезных ископаемых на поверхно сти Земли в основном исчерпаны, одной из главных задач современной геологии является поиск и освоение невидимых с поверхности(«слепых», или «скрытых») месторождений. По иски их могут производиться лишь с помощью геологических прогнозов, что требует уси ленного развития всех направлений геологии. Для исследования глубинных зон Земли и их минеральных ресурсов необходимо изучение земной коры и верхней мантии геофизически ми методами, изучение метаморфических и магматических образований, их состава, строе ния и условий образования как показателей состояния вещества и его преобразований в глу бинных зонах Земли, бурение сверхглубоких скважин и исследование докембрийских толщ с позиций стратиграфии, тектоники, минералогии, петрографии и размещения в них полезных ископаемых.

В связи с увеличением потребности в цветных и редких металлах и необходимостью расширения минерально-сырьевой базы возникла проблема использования ресурсов морей и океанов. Поэтому одной из актуальных задач геологии является изучение геологии дна мо рей и океанов. В последнее десятилетие начались работы по детальному изучению подзем ного тепла как возможного энергетического ресурса будущего. В ряде стран (Исландия, Ита лия, Япония, Новая Зеландия, в России на Камчатке) перегретый пар, выделяющийся из скважин, уже используется для отопления и получения электроэнергии.

Важнейшей задачей геологии является дальнейшая разработка теории развития Земли, в частности, исследование эволюции внутренних и внешних геологических процессов, опре деляющих закономерности распространения минеральных ресурсов.

В связи с успехами космических исследований одной из основных проблем геологии становится сравнительное изучение Земли и других планет, 2. ПРОИСХОЖДЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ И СВЕДЕНИЯ О ЗЕМЛЕ 2.1. Происхождение Солнечной системы 2.2. Форма, размер, масса, плотность и физические поля Земли 2.3. Внутреннее строение Земли и земной коры 2.1. Происхождение Солнечной системы Наша Земля - одна из девяти планет Солнечной системы, а Солнце - рядовая звезда желтый карлик, находящаяся в галактике Млечного Пути, одной из сотен миллионов галак тик в наблюдаемой части Вселенной. Наблюдаемая Вселенная содержит лишь 1/9 вещества, из которого, согласно расчётам, должна быть образована масса Вселенной. В наблюдаемой форме Вселенная возникла 1 8 - 2 0 миллиардов лет назад. До этого всё её вещество находи лось в условиях бесконечно больших температур и плотностей, которые современная физика не в состоянии описать.

Существует несколько теорий происхождения Солнечной системы. Космогония наука о происхождении планет и Вселенной, насчитывает более двухсот теорий о происхож дении звёзд, планет и Вселенной. Но, наиболее вероятными, считаются лишь несколько из них. Гипотеза Канта - Лапласа (1755-1797), согласно которой первичная Вселенная состояла из хаоса, твёрдых раскалённых частиц, получивших вращение согласно закону всемирного тяготения (Кант). Согласно Лапласу Солнечная система состояла из газовой раскалённой ту манности, сразу получившей вращение. В 1948 г. О. Ю. Шмитд выдвинул теорию об образо манности, сразу получившей вращение. В 1948 г. О. Ю. Шмитд выдвинул теорию об образо вании Солнечной системы из холодного облака межзвёздной материи. Согласно теории Ам барцумянца, примерно 5 миллиардов лет назад, под влиянием взрыва в звездной ассоциации нашей Галактики возникло большое сгущение холодной газопылевой материи, из которой под воздействием сжатия и ядерных реакций образовалось Солнце и зачатки планет Солнеч ной системы. Наиболее вероятной считается теория, предложенная В. И. Зубовым и Н. А. Кожиным (1996). Причиной образования планет нашей системы явился взрыв сверхно вой звезды. Ударная волна от взрыва около 5 миллиардов лет назад сильно сжала газопыле вую туманность. Концентрация материального вещества: (пыли, смеси газов, тяжелых ме таллов) оказалась столь велика, что это привело к началу термоядерного синтеза, росту тем пературы, давления, самогравитации в первичном Солнце и зарождению первичных планет (протопланет) [4].

2.2. Форма, размер, масса, плотность и физические поля Земли Впервые вывод о шарообразной форме Земли за 250 лет до н. э. высказал древнегре ческий учёный Эрастофен Киренский. Предположение о том, что Земля не является идеаль ным шаром, а сплюснута у полюсов, было высказано Исааком Ньютоном в 1680 году. Он на звал форму Земли эллипсоидом вращения. Это подтвердили работы директора Пулковской обсерватории В. Я. Струве. Дальнейшие исследования показали более сложную форму Зем ли, названную геоидом («землеподобный»). На форму Земли сильное влияние оказали горы и океанические впадины, разница высот которых составляет 20 км. Геоид - это воображае мая уровенная поверхность, которая характеризуется тем, что направление силы тяжести к ней везде перпендикулярно. Если мысленно подвести уровень поверхности воды в Мировом океане под континенты, то получится геоид (рис. 1).

Масса и плотность. По данным геофизических исследований масса Земли составляет 5,98x1027т. Зная массу и размер Земли, определили её плотность, которая составляет 5,52 г/см3, а средняя плотность земной коры 2,8г/см3.Все горные породы имеют разную плотность. Плотность осадочных пород составляет 2,4 - 2,5, метаморфических - 2.7 - 2,8, а магматических - 2,9 - 3 г/см3. С глубиной плотность возрастает и в центре Земли достигает 12,5 - 13 г/см3.

Температура. Температура Земли на поверхности на 99,5% зависит от тепла, полу чаемого от Солнца, и на 0,5% от притока внутреннего тепла. Глубина пояса постоянных тем ператур в различных районах Земли колеблется от 20 до 30 метров. Геотермическая ступень составляет в среднем 32 метра. То есть, через каждые 32 метра температура возрастает на градус. Температура глубоких слоёв (от 100 до 400 км) Земли колеблется от 1250 до градусов, в верхней мантии 1600 °С.

Источниками тепловой энергии Земли являются радиогенное тепло, химико плотностная дифференциация вещества и приливное трение.

Суммарный тепловой поток, проходящий через поверхность Земли, составляет 4,2-4,5x10 20 эрг/с.

Электрическое поле Земли можно сравнить с конденсатором, отрицательный заряд которого находится в верхних слоях Земли, а положительный в верхних слоях атмосферы.

Напряжённость электрического поля изменяется от 130 В/м в средних широтах до 70 В/м у полюсов. Оно изменяется по временам года и суток и зависит от активности Солнца, атмо сферных явлений, магнитного поля Земли.

Магнитное поле Земли играет важную роль в жизни планеты. Оно предохраняет Землю от магнитных солнечных бурь. Пространство, в котором проявляется напряженность магнитного поля, называется магнитосферой. Магнитность Земли колеблется от 0,6-0,7 эр стэд у магнитных полюсов до 0,25-0,42 эрстэд у экватора. Магнитное поле Земли имеет по люса: северный и южный, но со временем оно меняет- свое положение, как бы блуждает по Земле. В настоящее время северный магнитный полюс располагается вблизи южного геогра фического полюса, а южный магнитный полюс - вблизи северного географического полюса.

Гравитационное поле Земли выражается в распреде лении силы тяжести в Земле и на её поверхности. Все тела во Вселенной взаимно притягива ются. Сила притяжения, или сила тяжести, измеряется уско рением свободно падающего тела. Средняя величина силы тяжести на земной поверхности равна 982 см/с2 (при 983 см/с на полюсе и 978 см/с2 на эква торе). Сила тяжести на Земле зависит от многих причин. На неё влияет форма земной по верхности, состав пород, высо та над уровнем моря и т. д.


Рис. 1. Форма геоида 2.3. Внутреннее строение Земли Внутреннее строение Земли изучается различными методами и способами. Припо верхностные слои изучаются геологическими методами, основанными на изучении естест венных обнажений горных пород, разрезов шахт и рудников кернов буровых скважин, до глубины около 12 км (Кольская скважина). И до 50 - 100 км, - по продуктам извержений вулканов в вулканических областях. Строение более глубоких слоев изучается геофизиче скими методами: сейсмическим, гравиметрическим, магнитометрическим и др. Одним из важнейших методов является сейсмический метод, основанный на изучении естественных и искусственных землетрясений. Очаги землетрясений располагаются на различной глубине, от приповерхностных-10 км, до глубоких-700 км. Сейсмические волны, прохода через зем ные слои в различных направлениях, дают представление об их строении. Существуют два главных типа сейсмических волн: быстрые продольные Р-волны и более медленные попе речные S-волны. Р-волны вызывают сжатие и растяжение горных пород (смещение частиц среды вдоль направления волны), и распространяются в твёрдых и жидких телах земных недр.

Поперечные S-волны распространяются только в твёрдых телах и вызывают колеба ния горных пород под прямым углом к направлению распространения волны. Кроме того, выделяют поверхностные L-волны, отличающиеся сложными синусоидальными колебания ми вдоль или около земной поверхности [3].

Прохождение волн регистрируется специальными приборами - сейсмографами, на сейсмических станциях. Это позволяет судить о скорости распространения сейсмических волн, поскольку на разных глубинах волны распространяются с разной скоростью, кроме то го, их скорость зависит от упругости и плотности горных пород. Изменение скорости сейс мических волн, отражённые и преломлённые волны позволяют судить о неоднородности Земли, о состоянии вещества, слагающего разные слои. На основании скорости распростра нения волн Землю разделили на несколько зон, дав им буквенные обозначения в усреднён ных интервалах глубин. Выделяют три главные области Земли:

1. Земная кора (слой А) - верхняя оболочка Земли, мощность которой изменяется от 6 - 7 км под глубокими частями океанов до 30 - 40 км под равнинными платформенными территориями континентов и до 50 - 70 км под горными образованиями.

2. Мантия Земли, распространяется до глубин 2900 км. В ее пределах выделяют верхнюю мантию (слой В) - до глубины 400 км, среднюю мантию (слой С) до глубины 800 1000 км, нижнюю мантию (слой D1) до глубины 2700 км с переходным слоем D от 2700 до 2900 км 3. Ядро Земли, в котором выделяют внешнее ядро (слой Е) с глубиной от 2900 до 4980 км, с переходной оболочкой (слой F) от 4980 до 5120 км и внутреннее ядро - слой G до 6970 км (рис. 2).

Рис.2. Внутреннее строение Земли Строение земной коры В строении земной коры принимают участие все типы горных пород - магматические, осадочные и метаморфические, залегающие выше границы Мохоровичича. На континентах и под океанами существуют как устойчивые, так и подвижные участки земной коры. На кон тинентах к устойчивым участкам относятся равнинные пространства - платформы, в преде лах которых размещаются наиболее устойчивые участки - щиты. К подвижным участкам от носятся молодые горные сооружения Альпы, Кавказ, Гималаи. Материковые структуры в ряде случаев продолжатся в океане, образуя подводную окраину материков, состоящую из шельфа глубиной до 200 м, континентального склона с подножьем до глубины 2500 - м. В океанах так же выделяют стабильные области (океанские платформы - абиссальные равнины глубиной 4- 6 км) и подвижные пояса (срединно-океанские хребты) активные ок раины Тихого океана и глубоководные желоба.

В настоящее время выделяют два основных типа земной коры: континентальный и океанский, резко отличающиеся строением и мощностью, и два переходных: субконтинен тальные и субокеанский.

Мощность континентальной земной коры изменяется от 30 - 40 км в пределах платформ до 55 - 7 0 км в молодых горных сооружениях. Континентальная кора состоит из трёх слоев. Первый - самый верхний - представлен осадочными горными породами, мощно стью до 5 (10) км в пределах платформ, 15 - 20 км в тектонических прогибах горных соору жений. Скорость прохождения продольных сейсмических волн 5 км/с. Второй - гранитный слой - на 50% сложен гранитами, на 40% гнейсами и другими метаморфизированными по родами. Его мощность составляет 1 5 - 2 0, иногда до 25 км. Скорость сейсмических волн 5, -6 км/с. Третий, нижний, слой называется «базальтовым». По среднему химическому соста ву и скорости прохождения сейсмических волн он близок к базальтам. Его мощность колеб лется от 15 до 35 км, а скорость прохождения сейсмических волн составляет 6,5 -6,7 км/с.

По современным данным океанская земная кора имеет трёхслойное строение при средней мощность 6 -7 км.

1. Первый верхний слой океанской коры - осадочный, состоит преимущественно из различных осадков, находящихся в рыхлом состоянии.. Его мощность составляет от нескольких сот до одного километра. Скорость распространения сейсмических волн со ставляет 2 - 2,5 км/с.

2. Второй океанский слой сложен преимущественно базальтами с прослоями карбонатных и кремнистых пород. Мощность его составляет от 1 до 3 км. Скорость распространения сейсмических волн 3,5- 4,5 км/с.

3. Третий нижний слой океанской коры предположительно сложен основными магматическими породами типа габро с подчинёнными серпентинитами. Его мощность составляет от 3,5 до 5 км, а скорость прохождения сейсмических волн колеблется от 6, до 7,4 км/с.

Субконтинентальный тип земной коры по своему строению аналогичен континен тальному, но выделяется в связи с нечёткой границей распространения сейсмических волн.

Этот тип коры обычно связывают с островными дугами и окраинами материков. Он отлича ется высокой тектонической и магматической активностью.

Субокеанский тип земной коры приурочен к котловинным частям окраинных и внутриконтинентальных морей. По строению этот тип близок к океанскому, но отличается от него повышенной мощностью (4 - 10 и более км) осадочного слоя, располагающегося на третьем океанском слое.

3. ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ЗЕМНОЙ КОРЫ 3.1. Химический состав земной коры 3.2. Минералы и их образование минералов 3.3. Физические свойства минералов 3.4. Образование минералов 3.5. Классификация минералов 3.6. Горные породы 3.1. Химический состав земной коры Химический состав геосфер Земли, существенно отличается. Внутреннее ядро, со ставляющее 1,7% массы Земли, состоит, вероятно, на 10% из никеля и на 90% из железа, внешнее ядро - 30% массы - представлено смесью железа и серы, в которой на серу прихо дится 12% и около 2% никеля с примесью окислов магния.

В составе мантии Земли преобладают кислород, кремний и алюминий, в меньшем ко личестве магний и железо. В целом она представлена пиролитом - сложным комплексом по род ультраосновного состава. Химический состав верхней и нижней мантии почти одинако вый. Наиболее полно изучен состав земной коры. На долю кислорода, кремния и алюминия приходится 84,5%, вторую группу распространённых элементов составляют железо, кальций, натрий, фтор, магний - 14,48%. На остальные элементы приходится 0,8% массы земной ко ры. Сравнительный анализ химического состава земной коры, мантии и ядра показывает, что в земной коре более высокое содержание кислорода, кремния, алюминия, калия, натрия, кальция и низкое железа и магния, никеля хрома и кобальта [4]. Геологические процессы, происходящие внутри Земли, такие как перемешивание расплавленной магмы с образовав шимися ранее горными породами, разделение магмы и многие другие, а также процессы, действующие на поверхности Земли, приводят к образованию разнообразных минералов, горных пород и полезных ископаемых 3.2. Форма минералов и кристаллов Минералами называются природные химические элементы, возникшие в результате физико-химических процессов, происходящих на Земле. В земной коре минералы находятся преимущественно в кристаллическом состоянии, которое выражается в их геометрически правильной многогранной форме. Свойства кристаллических веществ обусловлены как их составом, так и внутренним строением, т. е. кристаллической структурой.

Форма. Минералы, как правило, имеют кристалличе скую форму. В ней различают вершину, ребро и грань (рис. 3). Формы минералов весьма разнообразны и всё их многообразие подразделяется на семь крупных групп, которые называются сингониями («син» греч. сходно, «гония» - угол) (рис. 4).

Рис.З. Кристалл алмаза :

а - вершины;

б - ребра;

в - грани Рис. 4. Формы кристаллов и кристаллических сингоний В каждом кристалле, слагающие его частицы располагаются в пространстве правиль ными рядами, сетками и решетками. В соответствии с этим в кристаллах выделяют ось сим метрии, плоскость симметрии и центр симметрии (рис.5).

Рис. 5. Симметрия кристаллов:

1 - центр симметрии;

2- плоскость симметрии;

3 - ось симметрии 3.3. Физические свойства минералов Внутренняя структура минералов и устойчивый химический состав обусловливают их физические свойства. К наиболее распространённым относятся: твёрдость, плотность, цвет, блеск, спайность, хрупкость, цвет черты, магнитность, вкус и т. д.

Твёрдость. Под твёрдостью понимают способность минералов противостоять меха ническому воздействию.

Твёрдость минералов определяют по шкале Мооса (табл. 1).


Таблица Шкала твёрдости Твёрдость Минерал Твёрдость Минерал 1 Тальк 6 Полевой шпат 2 Гипс 7 Кварц 3 Кальцит 8 Топаз 4 Флюорит 9 Корунд 5 Апатит 10 Алмаз Цвет минералов определяется способностью минералов поглощать ту или иную часть спектра. Но этот признак относительный, так как многие минералы окрашены одина ково. Поэтому этим признаком можно пользоваться только в сочетании с другими.

Цвет черты. Под этим признаком понимают цвет черты, оставляемой минералом, ес ли провести им по фарфоровой пластине. Для некоторых минералов черта является харак терным признаком. Например, гематит визуально трудно отличить от магнетита, но гематит оставляет черту вишневого цвета, а магнетит - чёрного.

Блеск обусловлен способностью минералов, отражать свет. По характеру блеска ми нералы делятся на две основные группы: минералы с металлическим блеском и минералы с неметаллическим блеском. Группа минералов с металлическим блеском малочисленна. Они представлены, прежде всего, рудами металлов (галенит, пирит, халькопирит и др.). Около 70% минералов обладают неметаллическим блеском. Различают несколько видов неметалли ческого блеска: алмазный (алмаз, сфалерит и др.);

стеклянный блеск (кварц, кальцит, поле вой шпат и др.);

жирный блеск (сера, нефелин и др.);

шелковистый блеск (асбест, халцедон и др.);

полуметаллический блеск (графит, гематит);

перламутровый блеск (тальк).

Прозрачность - свойство обратной блеску, то есть это способность минералов про пускать свет. Многие минералы прозрачны. Кварц, гипс, алмаз. К непрозрачным минералам относятся: магнетит, хромит, галенит, золото и др.

Спайность - способность минералов при ударе раскалываться по определённым плоскостям. Различают несколько видов спайности: весьма совершенная, совершенная, несо вершенная. В первом случае минералы легко раскалываются на тонкие листочки и пластин ки (тальк, мусковит, гипс). Во втором - минералы раскалываются по нескольким направле ниям (кальцит, галит, галенит). В третьем случае минералы при ударе распадаются на об ломки с неровными поверхностями или вообще не образует поверхностей (апатит халькопи рит, кварц).

Излом - вид поверхности, получаемый при ударе не по плоскости спайности. Все ми нералы отличаются по виду излома: раковистый - напоминает строение раковины (кварц, опал), занозистый - имеет занозистое строение (асбест, роговая обманка), при зернистом из ломе поверхность выглядит в виде зерен (ангидрит, галит). Самородные элементы имеют крючковатый излом (золото, серебро, медь).

Плотность определяется визуально (органолептически) путём взвешивания на ладо ни. По этому принципу все минералы делятся на лёгкие (плотность от 1 до 3 г/см3 (гипс, кварц)), средние минералы имеют плотность от 3 до 4 г/см3 (апатит, роговая обманка), тяжё лые минералы имеют плотность более 4 г/см3 (галенит, пирит).

Магнитность проявляется в способности минералов отклонять стрелку компаса (маг нетит).

Двойное лучепреломление наблюдается у прозрачной разновидности кальцита.

По вкусу можно различить внешне похожие минералы галит (он солёный) от сильви на (он горький).

Минералы, содержащие карбонаты, определяются реакцией с 5%- й соляной ки слотой.

Жирность органолептически определяется у таких минералов, как тальк, сера, мо лебденит и др.

Важным диагностическим признаком является штриховатость на гранях минералов.

Например, кристаллы кварца имеют штриховку, перпендикулярную вытянутым граням, а у турмалина она ориентирована вдоль длинной стороны кристалла.

Морфологические признаки. Внешняя форма минералов может быть выражена кри сталлами, большими многогранниками либо небольшими зёрнами. Хорошо огранённые кри сталлы в природных условиях встречаются сравнительно редко, обычно они принимают не правильные очертания. Кроме единичных форм кристаллов встречаются их скопления: дру зы (сростки кристаллов на стенках трещин и пустот), конкреции (шарообразные стяжения, желваки), жеоды (заполненные округлые полости), дендриты (тонкие кристаллы, подобные веткам растений). Часто в горных породах встречаются примазки, налёты и выцветы мине ралов.

Размеры отдельных кристаллов могут колебаться от нескольких метров (полевые шпаты, кварц) до частиц менее 1 мкм, которые можно рассмотреть только с помощью элек тронного микроскопа [7].

3.4. Образование минералов Минералами называют однородные по составу и строению вещества, образовавшиеся в результате природных физико-химических процессов и являющиеся составными частями горных пород и полезных ископаемых.

При рассмотрении природы образования минералов раскрывается генезис горных по род, составляющими которых они являются.

Одни минералы образуются внутри Земли (эндогенные процессы минералообразова ния) и на её поверхности (экзогенные процессы минералообразования), в морях и океанах.

Эндогенные процессы. К эндогенным процессам минералообразования, протекаю щим в недрах Земли, относятся: магматический, пегматитовый, пневматолитовый, гидротер мальный и метаморфический.

При магматическом процессе образование минералов происходит непосредственно из расплавленной магмы при её остывании на глубине или при её движении к поверхности Земли при излиянии вулканов. При медленном остывании магмы из неё в первую очередь выделяются плагиоклазы, пироксены, позже слюды, полевые шпаты и в последнюю очередь кварц и химические элементы.

В последнюю стадию остывания силикатной магмы наблюдается пегматитовый процесс. При этом силикатный расплав, обогащенный соединениями элементов, внедряется в трещины, линзы и полости и по мере остывания кристаллизуется, образуя крупные пегма титовые тела. Пегматит - источник многочисленных минералов: плагиоклазов, кварца, тур малина берилла, топаза и многих других.

Пневматолитовый процесс возникает при кристаллизации расплава, насыщенного летучими компонентами, в условиях пониженного внешнего давления. Из газов и паров воды осаждаются самородная сера, вольфрам, молибден, висмут и др.

Вместе с горячими водными растворами из магмы выделяются многие химические элементы. Процесс кристаллизации минералов при остывании горячего водного раствора но сит название гидротермального. Таким путём образовались кварц, галенит, халькопирит и многие другие.

Экзогенные процессы. В поверхностной зоне земной коры, в гидросфере и на по верхности Земли постоянно происходит разрушение горных пород и минералов и образова ние новых. Процессы образования новых минералов в поверхностных условиях получили название экзогенных. В этих процессах самую активную роль играют энергия солнца, ветра и воды. Минералы, образовавшиеся на экзогенном этапе, подразделяются на минералы оса дочного генезиса, химического и органического. Осадочные минералы формируется в пери од осадконакопления и изменения осадка, минералы химического генезиса выделяются из перенасыщенного водного раствора в основном под воздействием энергии солнца (галит, ан гидрит). Органические или биогенные образуются с участием живых организмов (само родная сера, фосфориты и др.).

Метаморфические процессы заключаются в изменении уже существующих минера лов под действием температуры и давления в земной коре. Возникающие при этом минералы называются метаморфогенными. На небольших глубинах возникают хлорит, тальк, глубже 10-12 км минералы сильно разогреваются и приобретают свойства текучести, в таких усло виях образуются биотит, мусковит, гранат, графит и др. В ходе этих процессов минералы приобретают ряд свойств.

Изоморфизм - это свойство элементов замещать друг друга в кристаллических ре шётках минералов, не нарушая их строения. Изоморфизм имеет практическое значение. На пример, сфалерит является единственным минералом для получения индия и кадмия.

Полиморфизм способность двух или нескольких веществ одинакового состава кри сталлизоваться в разных формах (изменение кристаллической решётки под действием тем пературы и давления), например алмаз и графит. Состав у этих минералов одинаковый - уг лерод, а кристаллизуются они в разные структуры, у алмаза - кубическая, у графита - гекса гональная. Устойчивые разности одного и того же кристалла в определённых физико химических условиях называются модификациями (у серы - 3, у кварца - 9). Процесс заме щения одного минерала другим при сохранении внешней формы замещаемых кристаллов называется псевдоморфизмом.

3.5. Классификация минералов Минералы классифицируются по нескольким признакам, но наиболее распространён ной является классификация по химическому составу.

Хотя химический состав служил основой классификации минералов с середины 19 в., минералоги не всегда придерживались единого мнения о том, каким должен быть порядок расположения в ней минералов. Согласно одному из методов построения классификации, минералы группировали по одинаковому главному металлу или катиону. При этом минералы железа попадали в одну группу, минералы свинца - в другую, минералы цинка - в третью и т. д. Однако по мере развития науки выяснилось, что минералы, содержащие один и тот же неметалл (анион или анионную группу), имеют сходные свойства и похожи между собой го раздо больше, чем минералы с общим металлом. К тому же минералы с общим анионом встречаются в одинаковой геологической обстановке и имеют близкое происхождение.

В результате в современной систематике (табл. 2) минералы объединяются в классы по при знаку общего аниона или анионной группы. Единственное исключение составляют самород ные элементы, которые встречаются в природе сами по себе, не образуя соединений с други ми элементами.

Химические классы подразделяются на подклассы (по химизму и структурному моти ву), которые, в свою очередь, разбиваются на семейства и группы (по структурному типу).

Отдельные минеральные виды, входящие в состав группы, могут образовывать ряды, а один минеральный вид может иметь несколько разновидностей.

По химическому составу и внутреннему строению минералы подразделяются на классов (табл. 2).

Таблица Классификация минералов по химическому составу Класс Наименование Характерные представители 1 Силикаты Ортоклаз K[AlSi203] 2 Карбонаты Кальцит С а С 0 3 Оксиды К в а р ц SiО 4 Гидроксиды Опал S i 0 3. nH2О 5 Сульфиды П и р и т FeS 6 Сульфаты Гипс CaSО4. 2Н2О 7 Галоиды Галит NaCl 8 Фосфаты А п а т и т Ca 5 (FeCl) [РО 4 ] 9 Вольфроматы Вольфрамит (FeMn)WО 10 Самородные элементы Алмаз С К наиболее распространённым классам минералов относятся классы: самородных эле ментов, сульфидов, галоидов, окислов и гидроокислов, карбонатов, сульфатов, фосфатов и силикатов.

Класс силикатово Наиболее многочисленный класс (до 800 минералов) слагающих 90% массы земной коры. Минералы этого класса широко представлены в земной коре (78%).

Они образуются преимущественно в эндогенных условиях и связаны с магматическими и метаморфическими процессами. Многие из них являются породообразующими для магмати ческих и метаморфических пород, реже осадочных. Силикаты характеризуются сложным химическим составом и внутренним строением. В основе их структуры лежит кремнекисло родный тетраэдр [SiО4], в центре которого лежит ион кремния, а в вершинах ионы кислоро да.

Самыми распространёнными среди силикатов являются полевые шпаты, которые под разделяются на калиево-натриевые (ортоклаз) и известково-натриевые, или плагиоклазы (альбит, Лабрадор, анортит).

В составе силикатов большое практическое значение имеет группа глинистых мине ралов - каолинит, гидрослюды и монтмориллонит. Они во многом определяют инженерно геологические особенности глинистых пород [4].

Класс карбонатов (кальцит - СаСО3, доломит - CaMg(CО3)2, сидерит - FeSО3 и др.).

В него входит около 80 минералов, среди которых наиболее известен кальцит, входящий в состав таких горных пород, как известняк и мрамор. Карбонаты растворяются в воде и вызы вают развитие опасных геологических процессов [7]. Класс объединяет минералы, для кото рых характерна реакция с соляной кислотой. Интенсивность реакции определяет минералы карбонаты, близкие по многим свойствам. Они часто светлоокрашены со стеклянным бле ском, совершенной спайностью. Образование карбонатов связано главным образом с по верхностными химическими и биохимическими процессами, а также с метаморфическими и гидротермальными.

Кальцит, или известковый шпат, СаСОз - один из наиболее распространённых в земной коре минералов, участвующих в строении как осадочных, так и метаморфических пород. Встречается в виде кристаллических и скрытокристаллических агрегатов различной плотности. Цвет от бесцветного до чёрного, блеск стеклянный, прозрачный или просвечи вающий. Применяется в строительстве, металлургической и химической промышленностях, оптике, как поделочный камень [4].

Класс оксидов и гидроксидов. По количеству входящих в него минералов занимает одно из первых мест. На его долю приходится 17% всей массы земной коры, их них 12,5% составляют оксиды кремния и 3,9% оксиды железа. Образуются как в эндогенных, так и в экзогенных условиях. Кварц SiО2 - широко распространенный в земной коре породообра зующий минерал. Его основой является кремнекислородный тетраэдр, в вершинах которого располагаются ионы кислорода, а в центре ион кремния. Встречается в виде зернистых агре гатов, образует кристаллы и их сростки. Цвет разнообразный: белый, серый. Встречаются окрашенные разности. По окраске выделяют разновидности кварца: горный хрусталь - бес цветный;

дымчатый - серо-дымчатый, бурый;

аметист - фиолетовый. Спайность весьма не совершенная. Образуется при выделении магмы, выпадает из горячих растворов и паров.

Химически устойчив при любых условиях. Халцедон SiО2 - скрытно кристаллический ми нерал. Образует плотные натечные массы. Цвет различный (красный или оранжевый - сер долик, полосатый - опал). Блеск восковой, матовый. Образуется при гидротермальных про цессах, сопровождающих вулканическую деятельность, и в экзогенных условиях. Использу ется в химической, стекольной промышленностях, строительстве, оптике, радиотехнике.

Опал SiО2H2О - аморфный минерал. Содержание воды достигает 1-5% иногда 34%.

Образует плотные часто натечные массы. Слагает осадочные породы органогенного проис хождения. Бесцветный, белый, серый окрашенный;

блеск стеклянный. Образуется при вы ветривании силикатов, в результате жизнедеятельности некоторых организмов, выпадает из горячих растворов. Используется в строительстве и ювелирном деле.

Происхождение минералов класса сульфидов связано в основном с горячеводными (гидротермальными) растворами.

К классу сульфидов относятся минералы - руды металлов. В этом классе насчитыва ется около 200 минералов, представляющих собой соединения различных элементов с серой.

Галенит, или свинцовый блеск, Pb S, встречаются в виде кристаллических агрегатов, их сро стков и отдельных агрегатов. Сингония кубическая. Цвет свинцово-серый, черта серовато чёрная, блестящая;

блеск металлический непрозрачный;

спайность совершенная. Сфалерит, или цинковая обманка, ZnS - встречается в виде кристаллических агрегатов, иногда срост ков. Сингония кубическая. Цвет бурый, реже бесцветный;

черта жёлтая, бурая;

блеск алмаз ный, металловидный;

спайность совершенная.

Пирит FeS2. Образует агрегаты разной зернистости. Цвет золотисто-жёлтый;

черта чёрная, зеленовато-чёрная;

блеск металлический;

спайность весьма несовершенная. Исполь зуется для изготовления серной кислоты [3].

Класс сульфатов (гипс CaS0 4. 2 Н 2 О, ангидрит CaSО4, барит BaSО4) представляет собой соли серной кислоты, типичные минералы осадочных горных пород. Представители этого класса насчитывают до 260 минералов. Их характерной особенностью является спо собность растворяться в воде и вызывать (как и в карбонатах) развитие карстовых процессов [7].

Минералы этого класса осаждаются в поверхностных водоёмах, образуются при окис лении сульфидов и серы в зонах выветривания, реже связаны с вулканической деятельно стью [3].

Класс галоидных соединений. К нему относятся минералы, представляющие соли фтористо-, бромисто-, йодисто-, хлористоводородных кислот. Наиболее распространёнными являются хлориды, образующиеся при испарении вод поверхностных бассейнов. Иногда при извержении вулканов.

Галит NaCl - образует плотные кристаллические агрегаты, реже кристаллы кубиче ской формы. Бесцветный или белый, часто окрашен в различные светлые цвета;

блеск стек лянный;

спайность совершенная. Гигроскопичен, солёный на вкус. Используется в пищевой промышленности, в химической для получения хлора, натрия и их производных. Сильвин КСl - по происхождению и по физическим свойствам близок к галиту, с которым часто об разует единые агрегаты. Отличительным признаком является горько-солёный вкус. Исполь зуется в химической промышленности для получения калийных удобрений.

Образование фторидов связано в основном с гидротермальными, магматическими и пневматолитовыми процессами. В экзогенных условиях образуются редко. Флюорит CaF встречается в виде зернистых скоплений, отдельных кристаллов и их сростков. Сингония кубическая;

цвет разнообразный, часто меняется от бесцветного к жёлтому, зелёному, фио летовому, голубому;

блеск стеклянный;

спайность совершенная. Используется в металлурги ческой, химической, керамической промышленности, в оптике.

Многие минералы этого класса растворимы в воде и придают ей повышенную мине рализацию.

Класс фосфатов. Представлен большим количеством минералов (до 300), но содер жание их в земной коре не превышает 1%. Наиболее распространённым минералом является апатит Са5(С1,ОН, F)[PO4]. Встречается в виде кристаллических агрегатов и отдельных кри сталлов. Цвет бледно-зелёный и зеленовато-голубой, блеск стеклянный, жирный, спайность не совершенная. Происхождение магматическое. Применяется в химической промышленно сти и для производства удобрений.

В поверхностных условиях образуется скрытокристаллический минерал того же со става - фосфорит. Цвет серый до тёмно-бурого. Образуется в морских бассейнах в результа те жизнедеятельности и последующей переработки организмов.

Минералы класса фольфраматов (вольфрамит - (FeMn)W04 и др.) не имеют поро дообразующего значения и в горных породах встречается крайне редко [7].

Класс самородных элементов. В этот класс входит около 50 минералов. Но встреча ются они редко, их масса в земной коре не превышает 0,1% [7]. Минералы этих классов не являются породообразующими, однако многие из них являются полезными ископаемыми.

К наиболее распространённым минералам этого класса относятся сера S. Образуется в процессе поднятия (возгонки) паров при извержении вулканов, в экзогенных условиях при трансформации минералов класса сульфидов и сульфатов, а также биогенным путём. Ис пользуется в химической промышленности для производства серной кислоты, в сельском хо зяйстве и других отраслях.

Образование графита (С) связано в основном с процессами метаморфизма. Графит широко применяется в металлургии, для производства электродов и т. д. К этому же классу относятся такие ценные минералы, как алмаз, золото, платина.

3.6. Горные породы Горные породы представляют естественные минеральные агрегаты, образующиеся в земной коре или на её поверхности в ходе различных геологических процессов. Основную массу горных пород слагают породообразующие минералы, состав и строение которых от ражают условия образования пород. Кроме этих минералов в породах могут присутствовать и другие более редкие минералы. Название «горные породы» — условное и распространяется на все породы земной горы, независимо от места их нахождения (горы, равнины и т. д.).

В настоящее время известно более 1000 видов различных горных пород. Состав, строение и условия залегания горных пород изучает наука петрография [7].



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.