1.1. Галузі геології

Розвитку геології на Україні сприяло видання підручників і посібників українською мовою, серед яких особливо слід відзначити “Мінералогія і геологія” Н. Мельника, “Курс кристалографії” М.К. Шматька, “Курс мінералогії” Є.К.Лазаренка, котрі відіграли важливу роль у вироблені сучасної української геологічної термінології.

Геологія – наука багатогранна. Її можна порівняти з великим деревом, на якому виросло багато міцних гілок – допоміжних, а то й самостійних наук, які допомагають розкривати таємниці Землі. Сучасна геологія поділяється на ряд взаємопов’язаних галузей: мінералогію, петрографію, динамічну геологію, геотектоніку, історичну геологію, геологію корисних копалин, гідрогеологію тощо. Кожна із зазначених галузей геології, в свою чергу, поділяється на самостійні дисципліни. Так, історична геологія поділяється на стратиграфію, палеонтологію та четвертинну геологію. Геологія корисних копалин ділиться на геологію рудних та геологію нерудних корисних копалин. Геологія нерудних корисних копалин охоплює геологію горючих копалин, а також геологію солей, геологію будівель-них матеріалів i т.д. Такі науки як фізика, хімія, біологія, астрономія, філософія та інформатика постійно поповнюють геологію новими ідеями та методами досліджень. На стиках цих наук сформувались нові – геофізика, геохімія, палеонтологія, космічна геологія, геоекології тощо.

Кожна геологічна дисципліни серед комплексу взаємозв’язаних геологічних наук займає закономірне місце. Воно визначається об’єктами дослідження, котрі знаходяться на різних рівнях організації земної речовини. Співвідношення геологічних дисциплін та об’єктів дослідження в їх організаційній ієрархії можна продемонструвати наступною схемою (табл.1).

Таблиця 4.

Співвідношення геологічних дисциплін та об’єктів дослідження в їх організаційній ієрархії.

Геологічні дисципліни	Геохімія	Мінералогія	Петрографія	Геотектоніка
Об’єкти досліджень	Хімічні елементи	мінерали –сполуки елементів	гірські породи – асоціації мінералів	геологічні структури -тіла гірських порід
Приклади	Si, O, Al, K	Кварц-SiO2, Ортоклаз-K[AlSi3O8]	пісок, граніт, гнейс	осадовий шар, граніто-гнейсовий шар
Ускладнення в організації речовини - зліва направо

В навчальному посібнику “Інженерна геологія ” розкриваються загальні поняття з усього комплексу зазначених геологічних дисциплін. При цьому, чільне місце відводиться основним аспектам мінералогії, петрографії, динамічної геології, структурної геології, та гідрогеології - тобто тих дисциплін, котрі мають найбільше прикладне значення по відношенню до будівництва.

1.2. Методологія та методи геологічних досліджень

Філософською основою природничих наук, до яких належить геологія, виступає діалектичний матеріалізм – вчення про розвиток матеріального світу. З іншого боку, будь-які дослідження, в тому числі і геологічні, опираються на певну методологію – вчення про структуру, логічну організацію та методи наукової діяльності. Так, в геології одним з найважливіших методологічних підходів до пізнання є принцип актуалізму. Згідно йому геологічні процеси, котрі відбува-лись в далекому минулому Землі (мільйони та мільярди років тому), вивчаються через призму спостережень над аналогічними процесами та явищами, що здійснюються на Землі в наш час.

Геологія, подібно іншим природничим наукам, має також власний методичний арсенал. До нього належать методи збирання початкової інформації вихідних даних та методи їх опрацювання. Початкова інформація при геологічних дослідженнях здобувається шляхом експедиційних, стаціонарних та експериментальних спостере-жень.

Експедиційні методи спостережень полягають у безпосередньому обстеженні того чи іншого геологічного об’єкту (наприклад, гранітного масиву) на місці його знаходження з вико-ристанням різноманітних інструментів і технічних засобів: вимірювальних приладів, фотоапаратури, різноманітних карт, аеро-космічних знімків тощо. Експедиційні спостереження застосовуються по відношенню до стабільних геологічних об’єктів, тобто тих, які дуже повільно змінюються в просторі і часі. До арсеналу експедицій-них методів вивчення об’єктів та ділянок земної кори належать такі основні види геологічних робіт як геологічна зйомка, глибинне геологічне картування, пошуки та розвідка родовищ корисних копалин, а також тематичні дослідження. Всі вони супроводжуються спеціалізованими дистанційними та наземними спостереженнями: геофізичними, геохімічними, аерокосмічними, картографічними, геодезичними, палеонтологічними, мінералогічними та іншими.

Стаціонарні спостереження ведуться над геологічними тілами, котрі переміщуються, міняють свої властивості, форму і склад за відносно короткі проміжки часу. Дані спостереження здійснюються за допомогою спеціальних вимірювальних приладів, з яких система-тично знімаються показники. Так, за переміщеннями земної кори (землетрусами) спостерігають на сейсмостанціях, за оповзанням ґрунту вниз по схилах - на противооповзневих станціях, за фізичними параметрами Землі - на геофізичних полігонах.

Експериментальні методи досліджень в геології застосовують з метою моделювання різноманітних природних процесів, котрі відбуваються в надрах Землі у величезних масштабах, протягом мільйонів років і тому не доступні людині для безпосередніх спосте-режень. Наприклад, експериментальним шляхом на моделях вивчають процеси формування гір, переміщення речовини в мантії Землі, пластичні і розривні деформації гірських порід, процеси їх плавлення і твердіння та інші. При цьому дослідник має можливість змінювати швидкість, послідовність подій, субстрат моделі і таке інше, тобто втручається в перебіг модельованого природного процесу.

Здобуті під час експедиційних, стаціонарних і експериментальних досліджень та вимірів матеріали потребують спеціального опрацювання і аналізу – так званої камеральної обробки, яка зводиться до систематизації зібраних даних, статистичних обчис-лень, графічних і описових узагальнень геологічної інформації.

Систематизація первинних геологічних матеріалів полягає в створенні представницьких геологічних колекцій, зібраних на місцевості (в полі) взірців гірських порід та мінералів, складанні каталогів вимірювань та аналізів, впорядкуванні описових спосте-режень в формі картотек, журналів тощо.

Статистичні обчислення проводяться з метою визначення кількісних (цифрових) параметрів геологічних об’єктів та явищ, Статистичними методами визначають, наприклад, середні значення з множини параметрів, їх дисперсію (відхилення від середнього), тісноту зв’язків між окремими параметрами і тому подібні характеристики. Для статистичної обробки геологічних даних широко застосовують комп’ютерні технології.

Узагальнення інформації є завершальною ланкою послідовних геологічних досліджень і полягають у виконанні низки логічних операцій, направлених на створення наукових доказів, концепцій, гіпотез та теорій. В результаті таких узагальнень створюються інформаційні звіти, геологічні карти, схеми і пояснювальні записки до них. Найбільш виважені і актуальні інформаційні узагальнення публікуються в наукових журналах, монографіях та поміщаються в інформаційній комп’ютерній мережі “Інтернет”.

В сучасних геологічних дослідженнях широко застосовуються комп’ютерні технології та геоінформаційні системи, котрі форму-ються на стику геології та інформатики. Геоінформаційні системи в геології- це науково-технічні комплекси, які поєднують збір, формалізацію, систематизацію, статистичну обробку та аналіз геологічної інформації за допомогою ЕОМ та спеціалізованих комп’ютерних програм. На основі формалізованої геологічної інформації інтегрованої в комп’ютерні бази даних створюються інтерактивні віртуальні моделі геологічних об’єктів, якими геологи керуються при пошуках корисних копалин, прогнозі небезпечних геологічних явищ та у вирішені інших практичних і теоретичних задач.