Л.С. Недосекина Геология. Рабочая программа, методические указания и задания к контрольным работам для студентов заочной формы обучения по специальности 060800

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ГЕОЛОГИИ

ГЕОЛОГИЯ

Рабочая программа, методические указания и задания к контрольным работам для студентов заочной формы обучения по специальности 060800

Составитель Л.С. НЕДОСЕКИНА

Утверждены на заседании кафедры Протокол № от 1999г.

Рекомендованы к печати учебнометодической комиссией специальности 060800

Электронная копия находится в библиотекие главного корпуса КузГТУ

КЕМЕРОВО 1999

1

ВВЕДЕНИЕ

Цель студентов при изучении курса «Геология и материаловедение» - изучение основных закономерностей развития, строения

исостава Земли как сферы горного производства, возникновения различных типов горных пород, в том числе и условий формирования месторождений полезных ископаемых (МПИ), а также горногеологических и инженерно-геологических условий их разработки

ивлияния их на экономику в горной промышленности. Минерально-сырьевые ресурсы являются незаменимой мате-

риальной основой развития общества, и общий успех интенсификации народного хозяйства во многом зависит от повышения эффективности в минерально-сырьевом комплексе, наращивания ми- нерально-сырьевых ресурсов, улучшения их использования. Путь к этому заключается в достоверной геолого-экономической оценке МПИ, рациональном и комплексном их использовании. Комплексность основных геолого-экономических понятий предопределяет необходимость как экономических, так и геологических аспектов изучения минерально-сырьевой базы.

Указанные задачи определили и содержание курса, который состоит из следующих разделов: «Общая характеристика Земли», «Возраст горных пород», «Динамическая геология», «Минералогия с основами кристаллографии», «Петрография и материаловедение», «Структурная геология», «Гидрогеология с основами инженерной геологии», «Человек как геологический фактор», «Гео- лого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых».

Эти разделы являются основой теоретического курса. Лабораторные занятия представляют собой весьма важную

часть в общем цикле геологических дисциплин. Они дают возможность студентам приобрести начальные знания в диагностике минералов и горных пород, в чтении геологической карты, составлении геологических разрезов и горно-графической документации, а также познакомиться с основами стратиграфии и геохронологии. Таким образом, цикл лабораторных занятий включает в себя ми-

2

нералогию, петрографию, структурную геологию и горнографическую документацию.

Теоретический и лабораторный курсы дадут будущим инже- нерам-экономистам горной промышленности необходимые знания для правильной оценки горно-геологических условий разработки МПИ, рационального и эффективного ведения геологоразведочных и эксплуатационных работ.

Изучение курса «Геология и материаловедение» студентами заочной формы обучения по специальности 060800 сводится к самостоятельному изучению теоретической части курса, предусмотренной типовой и рабочей программами, домашнему выполнению контрольной работы и выполнению четырех лабораторных работ во время сессии.

Учебной программой для студентов заочной формы обучения по специальности 060800 установлена экзаменационная форма проверки знаний по курсу «Геология и материаловедение».

I. Содержание рабочей программы

1.1. Общая характеристика Земли

1.1.1. Геология как наука, предмет и методы геологических исследований, связь с другими естественными и техническими дисциплинами, значение геологии в развитии материальнотехнической базы для экономики государства. Значение геологических знаний в повышении экономии и рационального использования минеральных природных ресурсов, экономичных способов ведения геологоразведочных и эксплуатационных работ, повышения рентабельности горнорудных предприятий.

1.1.2. Строение Вселенной и происхождение Солнечной системы. Форма, размеры, масса и плотность Земли.

1.1.3. Оболочки Земли, их краткая характеристика, значение, связь с горным делом и влияние на социально-экономические вопросы – создание в горных выработках нормальных условий труда.

1.1.4. Внутренние геосферы Земли. Строение земной коры. Вертикальная и горизонтальная неоднородности строения земной

3

коры. Типы строения земной коры: континентальная и океаническая.

1.1.5. Геофизические поля Земли: гравитационное, тепловое, магнитное; их значение для геологических исследований, горного дела. Влияние теплового поля Земли на горное производство и со- циально-экономические вопросы, связанные с созданием в горных выработках нормальных условий труда.

1.1.6. Закономерности развития и строения земной коры. Геосинклинали, платформы, этапы их развития, особенности строения. Современные представления о развитии коры океанического типа, особенности ее строения. Геотектонические гипотезы.

1.1.7. Состав земной коры. Формы организации вещества земной коры: химические элементы – минералы – горные породы – комплексы горных пород. Закономерности распределения химических элементов в земной коре. Образование МПИ как результат концентрации элементов в земной коре. Зависимость коэффициента концентрации элементов при образовании МПИ от распространенности их в земной коре.

1.2.Возраст горных пород

1.2.1. Основные этапы эволюции Земли. Понятие о геологическом возрасте горных пород. Относительный возраст, методы его определения (стратиграфический, литологический, палеонтологический). Геохронологическая и стратиграфическая шкалы.

1.2.2. Абсолютный возраст горных пород. Методы определения абсолютного возраста.

1.3.Динамическая геология

1.3.1. Геологические процессы. Общая характеристика геологических процессов как изменения строения, состава и рельефа земной коры. Две категории геологических процессов: эндогенные и экзогенные, их взаимодействие как характеристика диалектического единства и борьбы противоположностей. Источники энергии этих процессов, их диалектическая взаимосвязь.

1.3.2. Тектонические движения как группа важнейших геологических процессов. Колебательные и дислокационные тектонические движения, их влияния на инженерные сооружения, условия

4

разработки месторождений и экономику. Колебательные движения земной коры. Трансгрессивные и регрессивные последствия колебательных движений земной коры. Дислокационные движения.

1.3.3. Землетрясения как особый вид современных дислокационных движений в земной коре. Особенности ведения горных работ в сейсмически активных районах и экономика.

1.3.4. Магматизм как сложный многостадийный процесс. Интрузивный и эффузивный магматизм. Эволюция магмы и образование магматических горных пород и полезных ископаемых. Характеристика важнейших магматических горных пород по вещественному составу и структурно-текстурным особенностям. Явления, сопровождающие магматизм: пегматитовый, пневматолитовый и гидротермальный процессы и их роль в образовании полезных ис-

копаемых.

1.3.5. Метаморфизм. Его основные факторы. Виды метаморфизма. Влияние метаморфизма на изменение свойств материнских горных пород. Фации метаморфизма.

1.3.6. Экзогенные процессы, их основные группы, общая характеристика, направленность, интенсивность действия. Основные виды деятельности экзогенных процессов: выветривание, денудация, аккумуляция, диагенез.

1.3.7. Выветривание как универсальный геологический процесс, ведущие факторы, виды выветривания. Продукты выветривания, значение процессов выветривания в образовании МПИ. Изменение состояния горных пород, влияние их на ведение горных работ.

1.3.8. Характеристика агентов выветривания и денудации: ветер, воды поверхностного стока, воды подземного стока, ледники, озера и болота, моря. Денудационная работа экзогенных агентов: эоловая эрозия, дефляция и коррозия, плоскостной смыв и русловой размыв водами поверхностного стока, понятие о видах эрозии и профиле равновесия; образование оврагов, особенности добычи полезных ископаемых под долинами рек и влияние на вопросы экономики; морская и озерная абразия, механическое раздробление и химическое воздействие поверхностных вод на горные породы.

1.3.9. Аккумулятивная деятельность экзогенных агентов. Типы дифференциации вещества: механическая, химическая. Понятие о фациях. Типы осадков: механические (терригенные), хемогенные, органогенные, вулканогенные осадочные. Характеристика

5

терригенных осадков: эоловые отложения, лёсс, дюны; осадки временных поверхностных водотоков – делювий, пролювий; русловых поверхностных вод – аллювий; осадки морей и океанов; озерные осадки; осадки гравитационных процессов – коллювий. Характеристика хемогенных осадков подземных вод, озер и болот, морей и океанов. Органогенные и биохемогенные осадки озер и болот, морей и океанов. Значение процессов осадконакопления в образовании месторождений полезных ископаемых.

1.3.10. Диагенез как процесс превращения осадков в осадочную горную породу. Условия диагенеза. Процессы изменения химического состава, строения, свойств осадка: растворение, окисление, восстановление, перекристаллизация, дегидратация, гидролиз.

Образование полезных ископаемых в процессе диагенеза.

1.3.11. Процессы углеобразования. Предпосылки углеобразования. Классификация растительного вещества. Химический и вещественный состав растительного вещества. Процессы гумификации (гелификация, фюзенизация, элювиация) и битуминизация растительного вещества. Углефикация, изменение химического и вещественного состава растительного вещества, конечный результат. Изменение физико-механических свойств вмещающих пород и углей. Качество углей, технические показатели качества. Генетическая и промышленная классификации углей.

1.4. Минералогия с основами кристаллографии

1.4.1. Минералы как природные химические соединения. Строение минералов: кристаллическое и аморфное. Понятие о кристаллах. Элементы симметрии кристаллических многогранни-ков. Классификация многогранников по сингониям. Понятие о простых формах и комбинациях простых форм в огранке кристаллов. Явление изоморфизма и полиморфизма.

1.4.2. Процессы образования минералов. Классификация минералов на основе их химического состава. Породообразующие, акцессорные и вторичные минералы. Рудные минералы.

1.4.3. Морфология минералов и их связь с химическим и внутренним строением. Комплекс физико-химических свойств, генетические ассоциации и практическое значение минералов.

6

1.5. Петрография и материаловедение

1.5.1. Понятие о горных породах. Минеральный состав, структура и текстура горных пород. Связь между составом, структурой и текстурой горных пород как материалов горного производства, закономерности их изменения под влиянием физикохимических воздействий. Генетическая классификация горных пород.

1.5.2. Магматические горные породы. Структуры и текстуры магматических горных пород, их классификация по условиям образования, химическому и минеральному составу. Полезные ископаемые, связанные с магматическими горными породами.

1.5.3. Осадочные горные породы. Классификация осадочных горных пород: обломочные, химические, биохимические, глинистые. Состав, условия образования, структурно-текстурные признаки каждой группы осадочных пород. Полезные ископаемые, связанные с каждой группой осадочных горных пород.

1.5.4. Метаморфические горные породы. Условия образования метаморфических пород, классификация их по видам метаморфизма. Состав и структурно-текстурные признаки метаморфических горных пород. Полезные ископаемые, связанные с метаморфическими горными породами.

1.5.5. Петрографический состав углей. Микро- и макрокомпоненты углей. Петрографические ингредиенты углей (витрен, кларен, фюзен, дюрен). Структуры и текстуры углей. Характеристика торфа, углей и горючих сланцев.

1.5.6. Классификация горных пород в зависимости от их практического применения. Технологические свойства горных пород как материалов горного производства и управление ими. Кондиции руд, технологические марки углей как показатели их качества при решении вопроса об их использовании. Материалосберегающие и безотходные технологии добычи, переработки и использования горных пород.

1.6. Гидрогеология с основами инженерной геологии

1.6.1. Гидрогеология - наука, изучающая подземные воды. Источники подземных вод. Характер взаимодействия поверхностных и подземных вод. Классификация подземных вод по условиям

7

залегания. Основные виды движения подземных вод. Основные сведения о составе и свойствах подземных вод. Влияние подземных вод на свойства горных пород, обводнение горных выработок. Водно-физические свойства горных пород. Подземные воды как полезные ископаемые. Шахтные воды. Охрана подземных вод в зоне действия горного предприятия. Экономические аспекты предупреждения обводнения горных выработок. Сохранение и восстановление водных ресурсов.

1.6.2. Инженерно-геологические процессы. Причины возникновения обвалов, осыпей, оползней, солифлюкции, карстов. Меры борьбы с ними.

1.7. Человек как геологический фактор

1.7.1. Деятельность человека как геологического фактора. Противоречия в использовании природных ресурсов обществом и новой фазой в его развитии – НТР. Необходимость перехода от экстенсивного к интенсивному пути использования природных ресурсов.

1.7.2. Современные масштабы производства и изменение геологических оболочек. Изменение атмосферы, причины изменения, социально-экономические последствия, возможность устранения отдельных причин изменения атмосферы. Изменение гидросферы, причины изменения, влияние горной промышленности на гидросферу и социально - экономические последствия. Изменение земной коры и социально-экономические последствия. Изменение биосферы и социально-экономические последствия. Особенности изменений геологической среды при горных работах. Техногенные изменения экзогенных и эндогенных геологических процессов.

1.8. Структурная геология

1.8.1. Геологическая карта, геологический разрез и стратиграфическая колонка. Типы и виды геологических карт, оформление и условные знаки – цветовые, штриховые, буквенные и цифровые (индексы).

1.8.2. Понятие о пласте. Элементы пласта, мощность пласта нормальная, видимая, вскрытая. Пересчет видимой мощности на

8

истинную. Несогласия. Виды тектонических нарушений (пликативные и дизъюнктивные).

1.8.3. Пликативные нарушения. Наклонное залегание пласта. Элементы залегания пласта. Горный компас. Изображения наклонно залегающих пластов на карте и разрезе. Складчатые нарушения. Элементы складок. Классификация складок по положению осевой плоскости и падению крыльев; по углу при вершине и одновременно по сжатию крыльев; по форме перегибов пластов; по соотношению высоты с их шириной. Изображение складок в плане и разрезе. Значение изучения пликативных нарушений для ведения горных работ.

1.8.4. Дизъюнктивные нарушения. Элементы разрывных нарушений. Типы разрывных нарушений. Изображения разрывных нарушений на картах и разрезах. Трещиноватость. Типы трещиноватости по генезису, густоте, ориентировке, характеру заполнения. Влияние трещиноватости на устойчивость массива, обводненность и загазованность горных выработок. Значение изучения разрывных нарушений при проходке горных выработок и влияние их на экономику горного производства.

1.9. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых

1.9.1. Понятие о полезном ископаемом, месторождении и минеральном сырье. Связь МПИ с различными типами горных пород. Минеральный и химический состав руд. Структуры и текстуры руд, условия их образования. Их влияние на разработку, обогащение с позиций экономики. Формы тел полезных ископаемых как отражение условий их образования. Классификация тел полезных ископаемых. Условия залегания тел полезных ископаемых - первичное и нарушенное. Классификация МПИ.

1.9.2. Общие задачи и принципы геологического изучения месторождений. Изучение полезного ископаемого как стадийный процесс от открытия до разработки. Поиски МПИ. По- исково-оценочный этап как переходный от поисков к разведке, его особенности. Технико-экономические соображения (ТЭС) о возможном промышленном значении и целесообразности предварительной разведки угольных месторождений. Предварительная раз-

9

ведка, ее цели, материалы как основа технико-экономического доклада (ТОД) для обоснования целесообразности проведения детальной разведки. Детальная разведка, ее цели и задачи. Доразведка, причины ее проведения. Эксплуатационная разведка - опережающая и сопровождающая.

1.9.3. Технические средства разведки. Системы разведки, параметры разведочной сети и факторы, определяющие ориентировку, направление и густоту разведочных выработок. Геологическая документация разведочных выработок. Опробование в процессе разведки. Основные показатели качества углей. Лабораторные и технические испытания проб углей и вмещающих пород.

1.9.4. Кондиции на минеральное сырье как экономическая категория. Порядок определения показателей кондиции. Геологические и технико-экономические факторы, влияющие на показатели кондиций. Состав и значение показателей кондиций для рудных и угольных месторождений.

1.9.5. Запасы полезных ископаемых и их классификация: по народнохозяйственному значению (балансовые, забалансовые, промышленные); по степени изученности (разведанные по категории А, В и С1, предварительно оцененные С2); по степени подготовленности к добыче (вскрытые, подготовленные, готовые к нарезке, готовые к выемке); по степени промышленного освоения (активные и резервные). Прогнозные ресурсы - Р1, Р2 и Р3. Обеспеченность запасами для обоснования строительства шахты, рудника и т.д. (требуемое соотношение запасов). Достоверность информации о геологическом строении и качестве полезного ископаемого, выявленная при оценке запасов по категориям. Исходные данные для подсчета запасов. Цели и задачи подсчета запасов. Общие формулы подсчета.

1.9.6. Цель, задачи и принципы геолого-экономической оценки МПИ. Факторы, определяющие промышленную ценность месторождения: социально-экономические, горно-геологические и экономико-географические.

1.9.7. Основные геологические факторы, определяющие гео- лого-экономическую оценку угольных месторождений:

а) тектоника месторождений, участков; типизация месторождений, участков по тектоническому строению;