Ведение

Конспект лекций составлен в соответствии с требованиями рабочей программы по дисциплине «Основы геологии». Данная учебная дисциплина входит в вариативную часть В.2 раздела «Математические и естественнонаучные дисциплины» ФГОС-3 по направлению подготовки ВПО 120700 Землеустройство и кадастры, профиль подготовки: Земельный кадастр.

Цель изучения дисциплины состоит в формировании у студентов представлений о закономерностях развития земной коры, о влиянии геологических и технологических

факторов на состояние и изменение современного ландшафта земной поверхности.

Достижению этой цели преследует решение следующих задач:

а) изучение строения и состава Земли и земной коры;

б) приобретение знаний о важнейших породообразующих минералах, горных породах и грунтах;

в) изучение геологических процессов, протекающих как на поверхности земной коры, так и в недрах и их влияние на состояние современных рельефов и качества грунтов.

Изучение дисциплины «Основы геологии» для данной специальности осуществляется на 2-ом курсе обучения в III –ем семестре.

Дисциплина «Основы геологии» включает обширный круг знаний, имеющих для студентов теоретическое и практическое значение.

Дисциплина состоит из взаимосвязанных разделов: « Минералогия», «Петрография», «Геологические процессы», «Техногенное воздействие, охрана и рациональное использование геологической среды».

4

Лекция № 1 общие сведения о строениии составе земли.

План лекции

1.1. Предмет, задачи и методы изучения геологии, смежные дисциплины.

1.2. Гипотезы образования Земли.

1.3.Общие сведения о Земле.

1.4 Внутренние и внешние геосферы.

1.5. Физические поля Земли.

1.6. Строение и состав земной коры.

1.6. Понятие о минералах и горных породах.

1.7. Магматические, осадочные и метаморфические горные породы.

1.1. Предмет, задачи и методы изучения геологии, смежные дисциплины

ГЕОЛОГИЯ (греч.”гео”- Земля, “логос”- учение) – одна из важнейших естественных наук, изучает строение, состав, происхождение и развитие Земли. Она исследует статические явления и динамические процессы, проявлявшиеся в прошлом и протекающие на нашей планете в настоящее время. Современная геология вооруженная специальными методами и богатейшим опытом изучения Земли, является наукой синтетической. Она тесно связана с другими науками о Земле, например с астрономией, геодезией, географией, биологией. В своих исследованиях геология опирается на знание трех фундаментальных наук, как математика, физика и химия.

В отличие от других наук, изучающих нашу планету, геология занимается

изучением недр Земли.

5

ОСНОВНАЯ ЗАДАЧА геологии состоит в изучении наружней каменной оболочки Земли, называемой земной корой, и взаимодействующих с ней внешних и внутренних оболочек планеты.

ОБЪЕКТАМИ ИЗУЧЕНИЯ геологии являются минералы, горные породы, ископаемые органические остатки, геологические процессы.

Геология относится к числу естественно-исторических наук, которая по выражению немецкого геолога 17 века А.Г.Вернера “объемлет все то, что нам о Земле нашей известно”. Она занимает промежуточное положение между науками о космосе и о Земле, между науками живой и неживой природе, между науками о природе и обществе. Она изучает конкретную естественно-историческую систему–ГЕОЛОГИЧЕСКУЮ ФОРМУ ДВИЖЕНИЯ МАТЕРИИ, являющуюся продуктом развития космических систем, условием и средой развития живой природы, производительных сил общества, условием и средой социального прогресса.

Знание геологии способствует более глубокому пониманию всего того, что окружает человека. Оно помогает узнать красоту природы и позволяет преодолеть суеверный страх перед мощными, иногда ужасающими и разрушительными явлениями. Оно доказывает упорядоченность Вселенной и переходящий характер, казалось бы, вечных гор, вулканов, долин и озер. Без данных геологии не может считаться достаточно обоснованной диалектико-материалистическая концепция развития природы, как целостного мирового процесса. В свою очередь, принципы диалектического материализма становятся неотъемлемыми основаниями теории этой науки, стимулируя ее дальнейшее развитие.

В геологии ведущее место занимает ИСТОРИЧЕСКИЙ ПОДХОД. В его основе лежит принцип историзма, предполагающий рассмотрение изучаемых явлений в их закономерном возникновении, развитии и гибели с учетом всей совокупности условий, в которых осуществляется процесс развития в пространстве и времени.

6

В основе научного познания геологической истории Земли, реконструкции процессов и обстановок прошлого лежит МЕТОД АКТУАЛИЗМА. При использовании этого метода к пониманию прошлого идут от изучения современных процессов, но с сознанием того, что в прошлом, особенно отдаленном от современности, и физико-географическая обстановка, и сами процессы отличались от современных тем больше, чем больше отдалена от нас наша прошлая геологическая эпоха. Наиболее эффективно его использование в области осадочного породообразования.

К прямым относятся методы непосредственных наземных и дистанционных (из тропосферы, космоса) изучение состава и строение земной коры. Основным методом геологических исследований является ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СЪЕМКА и КАРТИРОВАНИЕ.

В процессе геологической съемки оценка состава и строение земной коры производится путем изучения естественных обнажений ( обрывы рек, оврагов, склоны гор), искусственных горных выработок ( канавы, шурфы, карьеры, шахты) и буровых скважин. В настоящее время максимальная глубина, достигнутая горными выработками, составляет 3,5-4 км. (рудники Индии, ЮАР). Наиболее глубокой в мире является Кольская скважина (СССР), пробуренная до глубины 12 км.

КОСВЕННЫЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ, основанные на изучении естественных и искусственных полей, создаваемых Землей в целом и по отдельными объектами, имеют значительно большую изученность, чем прямые методы. По характеру изучаемых физических свойств и полей различают сейсмические, гравиметрические, электрические, магнитометрические и другие методы.

ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ в геологии направлены на моделирование различных геологических процессов и искусственное получение различных минералов и горных пород.

7

Применение МАТЕМАТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ и ЭВМ в геологии представляет собой наиболее молодое, но перспективное направление. Развитие этого направления отвечает общей тенденции повышения оперативности, достоверности и ценности и геологической информации. Как пишет американский специалист в области математической геологии,”…дорогостоящие приборы и вычислительные машины, а не молоток составляют теперь основу экипировки многих геологов”.

Среди отраслей геологии выделяют научные дисциплины, изучающие вещественный анализ земной коры, ее строение, геологические процессы и их историческую последовательность, а так же прикладные науки.

Вещество земной коры изучают геохимия, кристаллография, минералогия, петрография, литология. ГЕОХИМИЯ- наука о распределении и процессах миграции химических элементов в земной коре и в Земле в целом. КРИСТАЛЛОГРАФИЯ изучает внутреннее строение и формы кристаллов, а их состав, условия образования и закономерности распространения являются предметами МИНЕРАЛОГИИ. Изучение горных пород посвящены ПЕТРОГРАФИЯ ( греч. “петрос”- камень) и ЛИТОЛОГИЯ (учение об осадочных горных породах).

Современное состояние и происхождение рельефа земной поверхности изучает ГЕОМОРФОЛОГИЯ; развитие и строение земной коры- ГЕОТЕКТОНИКА (греч.”тектоника”- строительство), формы залегания горных пород- СТРУКТУРНАЯ ГЕОЛОГИЯ.

Общие закономерности и последовательность процессов формирования земной коры изучает ИСТОРИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ. Историю земной коры, последовательность образования и залегания слоистых толщ, пород исследует СТРАТИГРАФИЯ (лат.”стратум”- слой).

ДИНАМИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ – наука о геологических процессах, включает в качестве разделов СЕЙСМОЛОГИЮ - науку о землетрясениях и

8

ВУЛКАНОЛОГИЮ – науку о проявлениях вулканизма. Крупный раздел геологии, занимающийся вопросами геологического строения и развития отдельных регионов, называется РЕГИОНАЛЬНАЯ ГЕОЛОГИЯ.

ПАЛЕОНТОЛОГИЯ – (греч.”палеос” – древний, “онтос” – существо) – наука, изучающая развитие органического мира прошлых геологических эпох.

Огромное значение, которое имеет геология, может быть рассмотрено в двух аспектах – общенаучном и народнохозяйственном.

Общенаучное значение геологии заключается в ее неоценимой роли в формировании материалистического понимания природы.

Народнохозяйственное значение геологии заключается в обеспечении минерально-сырьевыми ресурсами различных отраслей народного хозяйства, в инженерно-геологическом обосновании строительства гражданских и промышленных объектов, решение проблем питьевого и технического водоснабжения.

Особенно велико значение геологии для горной науки и промышленности. В связи с интенсификацией горного производства, растущей тенденцией снижения качества минерального сырья и усложнения горно-геологических условий разработки месторождений актуальной становится задача прогнозирования этих условий, что возможно только на базе детальных геологических исследований .

В России основоположником обобщения геологических знаний стал М.В.Ломоносов (1711 – 1765), в Западной Европе – Д.Геттон (1726 – 1797) и А.Г.Вернер (1750 – 1817).

Ломоносов выдвинул идею формирования рельефа земной поверхности благодаря воздействия внутренних и внешних сил, рассчитал мощность земной коры, объяснил происхождение многих минералов и горных пород, заложил основы метода актуализма, сформировал в работе

9

“О слоях земных” (1759 г.) основные идеи эволюции геологии, которые позднее были развиты английским ученым Ч.Лайелем.

В процессе борьбы геологов – эволюционистов с катастрофистами (Ж.Кювье, Л.Бух, Эли де Бамон) на рубеже 18-19 в-в. сформировались научные дисциплины – историческая и динамическая геология. Эволюционные идеи в геологии получили поддержку в космогонических гипотезах И.Канта и П.Лапласа и в 19 в. утвердились окончательно.

Большое значение для развития геологической мысли имели дискуссии между “нептунистами” (А.Г.Вернер) и “плутонистами” (Д.Геттон).

Успехи геологического картирования во второй половине 19 века создали предпосылки для геологических обобщений по отдельным районам, странам, континентам.

Одновременно в различных странах начали появляться национальные геологические организации. В России Геологический комитет был создан в 1882 году.

он развернул планомерные работы по геологической съемке и картированию территории страны.

Трудами наших выдающихся ученых А.Д.Архангельского, Н.В.Белова, А.Г.Бетехтина, Ю.А.Билибина, В.И.Вернадского, А.П.Виноградова, И.М.Губкина, В.А.Обручева, С.С.Смирнова, Н.М.Страхова, А.Е.Ферсмана и др. деятельностью многотысячной армии геологов в СССР и РФ был достигнут прогресс в развитии всех областей геологических знаний, создана прочная минерально-сырьевая база для всех отраслей народного хозяйства.

10