Билет 1

Петрография- геолог. наука веществ-го цикла , кот. занимается изучением г.п, их веществ-го состава, условий залегания и возраста. Применение микроскопа позволило устанавливать полный минералогический состав и структуру г.п

Горные породы - природные минеральные агрегаты, слагающие самостоятельные геологические тела, имеющие форму, объем, состав, условия залегания и слагающие земную кору и мантию, Луну и железо-каменные объекты Солнечной системы.Строение горной определяется структурой и текстурой. Минеральный состав, строение и формы залегания горной породы отражают условия ее образования.

Билет 2

Историю развития петрографии обычно разделяют на два периода- до и после введения микроскопа. Ранее г.п изучали с помощью лупы и хим. анализов. В 1773г в Петербурге впервые основан Горный институт где на лекциях «Геологии» давались сведения о петрографии.

В наст. время петрография успешно развивается в 2х направлениях : геолог-ом и физико-химическом (основоположником является Заварицкий)

Билет 3

Горные породы- природные минер. агрегаты слагающие самост. геолог тела, имеющие форму, размеры, состав и усл. залегания.

Строение г.п определяется текстурой и структурой. Структура- особенность г.п, обусловленные формой минер-х зерен, их размерами (полнокрист-ие и неполнокрист-ие)

Текстура- совокупность признаков строения г.п (однородная, пористая, полосчатая)

По происхождению г.п:

1.Магматические г.п (интрузивные и эффузивные)

2.Осадочные г.п- образ-ые в рез-те экзогенных процессов(экзогенные процессы - рельефообразующие процессы, происход-е на поверхности Земли и подразд-ся на 3 группы: выветривание-«разрушение», денудация-«обнажать» и аккумуляция-«осадконакопления»

3.Метаморфические г.п –образ-ся из любых пород под воздействием эндогенных процессов(геолог. процессы происход. в недрах Земли-землетрясения, вулканизм)

4.Смешанные породы-разное происхождение, минер-ый состав

5.Туффиты-вулканогенно-осадочная горная порода, состоящая из вулканогенного материала, выброшенного при извержении вулкана (шлаков, пепла, пемзы, обломков пород) и смешанного с ним осадочного материала

Билет 4

Методы изучения г.п:

1.Полевые методы

-геологическое картирование

-специальное петрограф-е картирование (условие залегания, внутреннее строение, взаим-ия и возраст)

2.Лабораторные методы

-определение хим.состава г.п и породообразующих минералов

-определение минералог. состава- микроскопия

-гранулометрический анализ осадочных пород

-физ.исследования г.п и составл-х их минералов-плотность,скорость происхождения сейсмических волн,коллекторские свойства-петрофизика

-математические методы-обработка анализов-петрохимия

-петрологический эксперимент

-моделирование

Билет 5

Оптические постоянные минералов :

-показатель преломления n,

- коэффициент поглощения k

-коэффициент отражения R

-отражательная способность.

Оптические свойства минералов:

a=b=c

a=b≠c

a≠b≠c

Три характеристических показателя преломления ng, nm, np (большой, средний и маленький).

Принято, что если ng - nm > nm - np, кристалл оптически положительный,

если ng - nm £ nm - np, – кристалл оптически отрицательный.

Индикатриса - поверхность, построенная на величинах показателей преломления отложенных в направлении колебаний электромагнитных волн. Индикатриса кристаллов средних сингоний

Эллиптическое сечение индикатрисы, проходящее вдоль оптической оси, называется главным сечением и характеризуется крайними значениями показателей преломления. Оптическая индикатриса кристаллов низших сингоний трехосный эллипсоид с тремя неравными взаимно перпендикулярными осями. Эти три оси по величине отвечают трем разным показателям преломления – ng, nm, np и обозначаются Ng, Nm, Np. Трехосный эллипсоид обладает двумя круговыми сечениями, проходящими через Nm. Перпендикулярно каждому круговому сечению проходит оптическая ось.

В ромбических кристаллах три взаимно перпендикулярные единичные направления, совпадающие с осями индикатрисы Ng, Nm, Np. В моноклинных кристаллах единичное направление, совпадающее с (L2) или нормалью к плоскости симметрии (Р) с ним всегда совпадает одна из трех осей оптической индикатрисы (Ng или Nm, или Np). В триклинных кристаллах нет осей и плоскостей симметрии. Все направления единичны -оптическая индикатриса может ориентироваться в каждом кристалле триклинной сингонии по-разному.

Билет 6 Наша планета имеет форму близкую к эллипсоиду(геоид), сплюснутому у полюсов. Вокруг Земли развита газовая оболочка-атмосфера,другая внешняя оболочка-гидросфера,в виде воды и льда находится между атмосферой и литосферой-твердой оболочкой Земли. В недрах земли существуют две границы: позволяющие выделить ядро и две оболочки- земную кору и мантию

Билет 7 Земна́я кора́ — внешняя твёрдая оболочка Земли (геосфера). Ниже коры находится мантия, которая отличается составом и физическими свойствами — она более плотная, содержит в основном тугоплавкие элементы Земля уникальна тем, что обладает корой двух типов: континентальной и океанической 1.Океаническая кора состоит главным образом из базальтов. В разных географических областях толщина океанической коры колеблется в пределах 5-7 км. Она непрерывно образуется в срединно-океанических хребтах, расходится от них и поглощается в мантию в зонах субдукции. поэтому океаническая кора относительно молодая 2.Континентальная кора имеет трёхслойное строение. Верхний слой представлен прерывистым покровом осадочных пород. Большая часть коры сложена под верхней корой — слоем, состоящим главным образом из гранитов и гнейсов, обладающим низкой плотностью. Ниже находится нижняя кора, состоящая из метаморфических пород — гранулитов

Билет 8 Наиболее крупными структурными элементами земной коры являются континенты и океаны, характеризующиеся различным строением земной коры. В пределах океанов и континентов выделяются менее крупные структурные элементы, во-первых, это стабильные структуры - платформы, которые могут быть как в океанах, так и на континентах. Древние платформы являются устойчивыми глыбами земной коры. Нижний этаж, или фундамент сложен складчатыми, глубоко метаморфизованными толщами пород, Верхний этаж платформ представлен чехлом, или покровом. Среди наиболее крупных структурных элементов платформ выделяются щиты и плиты. Щит - это выступ на поверхность фундамента платформы, который на протяжении всего платформенного этапа развития испытывал тенденцию к поднятию. Плита - часть платформы, перекрытая чехлом отложений и обладающая тенденцией к прогибанию.

Билет 9 Земная кора состоит в основном из железа, кислорода, кремния, магния, серы, никеля, кальция и алюминия. Содержание в земной коре наиболее распространенных элементов (в % от массы земной коры) Кислород -47,2 Кальций-3,6 Кремний-27,6 Натрий-2,64 Алюминий-8,80 Калий-2,6 Железо5,10 Магний-2,10 В сумме эти числа дают около 98%. Следовательно, на долю всех остальных элементов, существующих на Земле, приходится немногим более 2%. Химический состав Земли схож с составом других планет земной группы. Преобладают на нашей планете в целом такие элементы как (в порядке убывания): железо, кислород, кремний, магний, никель. Содержание лёгких элементов невелико. Средняя плотность Земли 5,5 г/см3. Различают три оболочки Земли: литосфера (кора и самая верхняя часть мантии) гидросфера (жидкая оболочка) атмосфера (газовая оболочка) Водой покрыто около 71% поверхности Земли, средняя её глубина примерно 4 км. Атмосфера Земли : более чем на 3/4 – азот (N2) примерно на 1/5 – кислород (О2).

Билет 10

Магма - это расплавленное вещество земной коры. Она образуется при определенных значениях давления и температуры и с химической точки зрения представляет собой флюидно-силикатный расплав, т.е. содержит в своем составе соединения с кремнеземом (Si) и кислородом (О) и летучие вещества, присутствующие в виде газа (пузырьков), либо растворенные в расплаве. При затвердевании магматического расплава он теряет летучие компоненты, поэтому горные породы гораздо беднее последними, нежели магма. Силикатные магматические расплавы состоят из кремнекислородных тетраэдров.

Не меньшую роль играет и взаимодействие магмы с флюидами.Магма состоит из нелетучих окислов: SiO2, TiO2, А12O3, Fе2O3, FeO, CaO, MgO, по объему составляющих 90-97 %. Летучие компоненты в магме представлены СO2, H2, H2O, F2, В.Оксид углерода, водород, вода легко (раньше всего) отделяются от расплава, способствуя образованию "сухих" магм. Фтор и другие летучие компоненты накапливаются в расплаве, так как они трудно отделимы от него.

Магма представляет собой наиболее легкоплавкий состав - эвтектику, поэтому и вынос из магматического расплава при взаимодействии с вмещающими породами происходит за счет избыточных компонентов именно по отношению к эвтектике.

Билет 11

Химический состав вне зависимости от условий образований показывает количественные соотношения химических элементов.

Минеральный состав показывает – в каких формах находятся эти элементы.

Ассоциации минералов в горных породах зависят от валового химического состава исходного расплава и от термодинамических условий его кристаллизации.

Химический состав минералов зависит от состава исходной магмы.

Химический состав магм: петрогенные элементы и редкие элементы

Минералогический состав магматических горных пород: главные (салические и фемические) и акцессорные минералы. Вторичные минералы магматических г.п.

Петрогенные (литофильные) элементы:

SiO2 – 24-80%

Al2O3 - 0-20%

Fe2O3 - 0 – 13%

FeO - 0 – 15%

MgO - 0 – 30%

CaO - 0 – 17%

Na2O - 0 – 14%

K2O - 0 – 13%

P2O5 MnO TiO2

Редкие элементы магматических пород:

Ультраосновные – Cr, Co, Ni

Основные - Cr, Co, Ni, Se, V

Средние – B, F, V, Rb, Sr, Zr, Ba, Pb.

Кислые – Li, Be, B, F, Rb, Zr, Ta, Pb, Th,U

Билет 12

Породообразующие минералы - главные и второстепенные (1-5%) представляют собой главным образом изоморфные ряды, в которых физические свойства аддитивны.

Вторичные минералы либо замещают первичные минералы либо являются новообразованиями

Вторичные минералы являются продуктами постмагматических (гидротермальных и пневматолитовых) процессов.

Билет 13

Термодинамическая система- это отделённая от внешней среды реальными или воображаемыми границами и заполненная веществом часть пространства, внутри которой между составляющими систему материальными объектами возможен обмен энергией и веществом. 

Фаза – физически однородные части системы (расплав, кристаллы)

Типы плавления:

Конгруэнтное плавление – процесс, в котором образуется жидкая фаза с химическим составом, соответствующим первичному материалу - плавление без разложения

Неконгруэнтное (инконгруэнтное) плавление – процесс, в результате которого образуется жидкая фаза, отличающаяся от ранее существовавшей твердой фазы + твердая фаза – D ® L + A

Основные состояния:

а) конгруэнтное плавление,

б) инконгруэнтное плавление,

в) отсутствие растворимости в твердом состоянии,

г) ограниченная растворимость в твердом и жидком состоянии,

д) неограниченная растворимость в твердом и жидком состоянии.

Системы в конденсированном состоянии и системы с летучими компонентами.

При кристаллизации расплава вода существует как отдельная фаза и относительно быстро отделяется от расплава, давая начало гидротермальным растворам.

Конденсированные системы с неограниченной растворимостью в жидком и твердом состоянии Кристаллизация с образованием твердых растворов

Диаграммы состояния силикатных систем.

Общая Т-Р-Х диаграмма состояния системы обычно дается в изобарическом сечении Т-Х диаграммы (уже двух компонентная диаграмма требует трехмерной фигуры).

Диаграммы кристаллизации – ось абсцисс – шкала составов, ось ординат – температура, давление обычно постоянно.

ликвидус (жидкий) – кривая начала кристаллизации, отвечающая составу расплава

солидус (твердый) - кривая, обозначающая конец кристаллизации и определяющая состав кристаллов

Ликвидус и солидус делят диаграмму на поля

Субсолидус – область реакций, происходящих в твердом состоянии ниже солидуса.

Билет 14

1)высокотемпературная (1400-1000 С) вулканическая с понижением температуры от основных магм к кислым

2) низкотемпературная (700-800С, иногда выше) плутоническая.

Кристаллизация расплавов процесс необратимый, но его протекание в каждый момент времени идет с тенденцией к равновесным

Билет 15

А)Конденсированные системы с неограниченной растворимостью в жидком и твердом состоянии Кристаллизация с образованием твердых растворов

Диаграммы состояния силикатных систем.

Общая Т-Р-Х диаграмма состояния системы обычно дается в изобарическом сечении Т-Х диаграммы

Диаграммы кристаллизации – ось абсцисс – шкала составов, ось ординат – температура, давление обычно постоянно.

ликвидус (жидкий) – кривая начала кристаллизации, отвечающая составу расплава

солидус (твердый) - кривая, обозначающая конец кристаллизации и определяющая состав кристаллов

Ликвидус и солидус делят диаграмму на поля

Субсолидус – область реакций, происходящих в твердом состоянии ниже солидуса.

Принцип образования зональных кристаллов :

Особенности кристаллизации расплава с образованием твердых растворов

-Кристаллы и расплав в течении всего процесса кристаллизации постоянно взаимодействуют друг с другом с одновременным изменением состава и кристаллов и расплава в направлении обогащения менее тугоплавким компонентом.

-Первые кристаллы всегда богаче тугоплавким компонентом, чем исходный расплав..

-Состав первых и последних кристаллов, а также температурный интервал кристаллизации зависят от состава исходного расплава.

Б)Эвтектика – количественное соотношение двух и более компонентов, при котором они кристаллизуются одновременно, сохраняя в течение процесса затвердевания постоянную и самую низкую (эвтектическую) температуру.

Компоненты, кристаллизующиеся по закону эвтектики не дают твердых растворов или химических соединений. Точка плавления эвтектической смеси значительно ниже точки плавления каждого компонента в отдельности

Системы эвтектического типа

Правила эвтектики

-Первым выделяется из расплава компонент, находящийся в избытке относительно эвтектики.

-Количество кристаллов, выделившихся до начала эвтектики, зависит от исходного состава расплава.

С-остав кристаллов постоянен в течение всего процесса кристаллизации.

-Состав эвтектики и температура конца кристаллизации всегда постоянны и не зависят от состава исходного расплава.

В)Кристаллизация с образованием химических соединений, плавящихся инконгруэнтно

Плавление с разложением. Кристаллизация инконгруэнтных соединений – реакция ранних фаз с расплавом. Характерна для мафических минералов магматических горных пород.

Диаграмма кристаллизации с инконгруэнтным плавлением объясняет последовательность выделения фемических минералов, в ряду которых каждый последующий минерал образуется как продукт взаимодействия расплава с ранее выделившимся минералом.

Билет 16

Данные экспериментальных исследований и изучение структур реальных пород позволили Боуэну представить последовательность выделения главнейших породообразующих минералов в виде двух реакционных рядов

Парагенезис – совокупность совместно кристаллизующихся минералов

Билет 17

Кислотно-основное взаимодействие компонентов в расплаве.

Давление.

Содержание летучих, их активность, в первую очередь воды.

Активность других подвижных компонентов магмы (щелочи)

Кинетика процессов.

Билет 18

Первичные магмы возникают на разных глубинах земной коры и верхней мантии и имеют однородный состав.

Первичным мантийным расплавом принято считать тот расплав, который находился в равновесии с мантийным источником при определенных Р-Т условиях.

В природе редко можно найти первичных расплавов. Leucosomes из мигматитов примеры первичных расплавов.

Билет 19

Магма (от греч. mágma — густая мазь), расплавленная масса преимущественно силикатного состава, образующаяся в глубинных зонах Земли.Попадая в иные условия, чем те, в которых она образовалась, Магма может эволюционировать, меняя свой состав происходит дифференциация Магмы. Магматическая дифференциация может быть результатом ликвации Магма, то есть распадения её на две несмешивающиеся жидкости.Для определения хода эволюции Магма важное значение имеет последовательность выделения минералов при кристаллизации Магмы.Немецким петрографом К. Г. Розенбушем и американским петрографом Н. Боуэном была разработана схема, согласно которой при кристаллизации Магма в первую очередь всегда выделяются редкие (акцессорные) минералы, затем магнезиально-железистые силикаты и основные плагиоклазы, далее следуют роговая обманка и средние плагиоклазы, а в конце процесса образуются биотит, щелочные полевые шпаты и кварц. Однако универсальной последовательности кристаллизации Магма не существует.

Билет 20