Билет 1. Предмет геологии, её цели и задачи (составные части геологии и предмет их изучения)

Билет 1. Предмет геологии, её цели и задачи (составные части геологии и предмет их изучения)

Геология – это наука о строении Земли, ее происхождении и развитии, основанная на изучении горных пород и земной коры в целом всеми доступными методами с привлечением данных астрономии, астрофизики, физики, химии, биологии и других наук.

Основным объектом изучения геологии является литосфера (литос – камень), представляющая твердую наружную оболочку Земли. Главными объектами изучения геологии являются минералы, горные породы, геологические тела, вымершие организмы (окаменелости), газовые и жидкие среды, физические поля.

Предметом геологии является пространственно-временные модели развития геологических процессов.

Чтобы познать строение Земли, геология вынуждена исследовать литосферу в различных направлениях. Научные направления в изучении Земли, получивших свои названия:

Опишите основные этапы развития геологии

Первые зачатки научных знаний появились в трудах мыслителей античного мира: Геродота, Аристотеля.

В эпоху Возрождения Леонардо да Винчи показал, что наличие остатков морских организмов свидетельствует о перемещении границ моря и суши и не связано с библейским мифом о всемирном потопе.

Большое влияние на развитие геологии оказало учение Н.Коперника, показавшего место Земли в Солнечной системе.

В России основателем геологической науки по праву считается М.В. Ломоносов.

Большую роль в развитии геологии играли первые гипотезы о происхождении Земли Канта - Лапласа, которые предполагали образование Земли в результате постепенного остывания и сжатия раскаленной газовой туманности.

Английский ученый В. Смит и французский Ж. Кювье применили палеонтологические методы определения возраста горных пород, что позволило установить основные этапы развития Земли и земной коры.

В дореволюционной России большой вклад в мировую геологию внесли выдающиеся геологи: Е.С. Федоров, А.П. Карпинский, В.И. Вернадский, И.В. Мушкетов и др.

В советское время важный вклад внесла плеяда ученых – Н.М. Страхов, В.Е. Хаин, С.С. Смирнов. Огромный вклад в развитие минерально-сырьевой базы страны внесли геологи - практики, которые открыли более 20 тыс. новых месторождений ПИ.

В последние десятилетия геология стала охватывать не только сушу, но и морские глубины, и космические высоты.

Билет 2. Представления о происхождении Солнечной системы и Земли в частности.

В наблюдаемой форме В возникла 20 млрд лет назад. До этого времени её вещество находилось в условиях бесконечно больших температур и плотностей, которые современная физика не может описать. Такое состояние назвали сингулярным. Теория расширяющейся Вселенной или Большого Взрыва, впервые была создана в России в 1922г АА, Фридманом. С какого-то момента, 20 млрд лет назад, вещество, находящееся в сингулярном, подверглось внезапному расширению, которое в самых общих чертах можно сравнить со взрывом, хотя и весьма своеобразным. Современная теоретическая физика достоверно описывает процессы Большого взрыва, но только после 0.01с с момента его начала. С момента начала Б. В. вещество Вселенной непрерывно расширяется и все объекты в ней, в том числе галактики и звезды, равно удаляются друг от друга. Доказательство этого явления связано с хорошо известным из физики эффектом Доплера, заключающимся в том, что спектральные линии поглощения в наблюдаемых спектрах удаляющегося от нас объекта всегда смещаются в красную сторону, а приближающегося – в голубую. Во всех случаях наблюдения спектральных линий поглощения от галактик и далеких звезд смещение происходит в красную сторону, причем чем дальше отстоит объект наблюдения, тем смещение больше. Все галактики и звезды удаляются от нас, а самые далекие из них движутся с большей скоростью. Это закон Хаббла, 1929г.

v=HR где: v – скорость удаления, км/; R – расстояние до космического объекта, св. лет; H–коэффициент пропорциональности или, постоянная Хаббла–15х10-6км/(схсв. лет).

Например, скопление галактик в созвездии Девы (расстояние 78млн св. лет) удаляется от нас со скоростью 1200км/с, а галактики в созвездии Гидры (расстояние 3млрд 960млн св. лет) – со скоростью 61 000км/с.

Билет 3. Форма и параметры Земли. Основные элементы поверхности суши дна океанов.

Земля – форма геоид. Радиус земли 6370км. Выделяют 3 оболочки Земли: ядро, мантию и земную кору. Ядро – наиболее плотная оболочка Земли. Полагают, что внешнее ядро находится в состоянии, приближающемся к жидкому. Внутреннее ядро, предположительно находится в твердом состоянии. Состав внешнего и внутреннего одинаков – Fe – Ni, близкий к составу метеоритов. Мантия – самая крупная оболочка Земли. Масса – 2/3 массы планеты. Под континентами и океанами ее строение существенно отличается. В океанах на глубине ~ 50 км., а материках – 80 – 120 км. начинается слой пониженных сейсмических скоростей, который носит название сейсмического волновода или астеносферы ( т.е. геосфера «без прочности») и отличается повышенной пластичностью. К ней приурочено большинство очагов землетрясений. Полагают, что в ней возникают магматические очаги, а также зона подкорковых конвекционных течений и зарождение важнейших эндогенных процессов. Промежуточный слой и нижняя мантия отличаются более однородной средой, чем верхняя мантия. Верхняя мантия сложена преимущественно ферро-магнезиальными силикатами.

Земная кора – это верхняя оболочка Земли, сложенная магматическими, метаморфическими и осадочными породами, мощностью от 7 до 70 – 80 км. Это наиболее активный слой Земли. Для нее характерен магматизм и проявления тектонических процессов. Нижняя граница земной коры симметрична поверхности Земли. Под материками она глубоко опускается в мантию, и под океанами приближается к поверхности. Земная кора с верхней мантией до верхней границы астеносферы образует литосферу. В вертикальном строении земной коры выделяют три слоя, сложенных различными по составу, свойствам и происхождению породам. 1 слой – верхний или осадочный сложен осадочными и вулканогенно-осадочными породами, глинами, глиняными сланцами, песчаными, вулканогенными и карбонатными породами. Слой покрывает почти всю поверхность Земли. 2 слой – средний или гранитный ( гранито – гнейсовый), породы имеют сходство со свойствами гранитов. Сложена: гнейсами, гранодиоритами, диоритами, окализами, а так же габбро, мраморами, силинитами и др. 3 слой – нижний, базальтовый состоит из более тяжелых пород, которые по свойствам близки к магматическим породам, базальтам. В отдельных местах между базальтовым слоем и мантией залегает так называемый эклогитовый слой с более высокой плотностью, чем базальтовый.

Билет 5. Астеносфера, как верхняя часть мантии.

Астеносфера (от греч. asthenes — слабый и сфера), слой пониженной твёрдости, прочности и вязкости в верхней мантии Земли. Отождествляется с Гутенберга слоем. Расположен на глубинах около 100 км под континентами и около 50 км под дном океана; нижняя граница его находится на глубинах 250—350 км. Не исключена прерывистость слоя. Сейсмическими исследованиями установлено, что в пределах А. скорость распространения поперечных и, возможно, продольных сейсмических волн несколько ниже, чем в покрывающих и подстилающих слоях верхней мантии. Вязкость вещества А. 10 19 - 1023пз, ниже и выше границ А. она не менее 1023 пз. Предполагается, что в пределах А., в связи с низким пределом текучести, происходит медленное перетекание масс в горизонтальном направлении под влиянием неравномерной нагрузки со стороны земной коры.

Наличие А. объясняется высоким геотермическим градиентом, высокой температурой вещества А., близкой к температуре плавления, и процессами релаксации. В пределах А. лежат обычно очаги питания вулканов и осуществляется перемещение подкоровых масс, сопровождающих основные тектонические процессы. Термин " А." введён в 1914 американским геологом Дж. Барреллом.

Таблица твердости минералов

Таблица 1.

твердость	Минералы	Твердость по шкале Мооса
истинная, % по отношению к корунду	абсолютная, определяется на приборе ТМТ-2, кг/ мм	определение твердости в полевых условиях
	Тальк	0, 003	2, 4	чертятся ногтем
	Гипс	0, 014		чертятся ногтем
	Кальцит	0, 026		медная монета
	Флюорит	0, 075		медная монета
	Апатит	0, 123		стекло
	Ортоклаз	2, 5		стальной нож
	Кварц	15, 0		чертит стекло
	Топаз	43, 0		чертит стекло
	Корунд	100, 0		режет стекло
	Алмаз	15000, 0		режет все вещества

У некоторых минералов твердость зависит от направления грани (у дистена в направлении грани твердость = 4.5, а в перпендикулярном направлении - 6-7).

Плотность минералов зависит от химического состава и структуры. По плотности минералы делятся на легкие, средние и тяжелые (до 2, 5; 2, 5 - 4; и более 4).

Магнитность - способность минералов действовать на магнитную стрелку или притягиваться магнитом.

Взаимодействие с кислотами (10% р-р соляной кислоты). Этим свойством обладают минералы - карбонаты, они взаимодействуют с НСl с выделением пузырьков СО₂.

Вкус - этим свойством обладают минералы, растворимые в воде: галит - соленый, сильвин - горько-соленый, квасцы - кислые и др.

Запах - это запах сернистого газа у пирита, марказита, чеснока - у арсенопирита и др.

Определяются минералы по специальным таблицам-определителям, куда внесены все перечисленные свойства для каждого минерала.

Кроме физических свойств, важно знать в каких формах минерал чаще всего встречается в природе. Морфология минералов, их облик (габитус) зависят от внутреннего строения минералов и от условий их образования.

Совокупность кристаллов минерала, образованных в одних и тех же условиях, называется агрегатом. Агрегаты могут быть зернистыми, землистыми, шестоватыми, волокнистыми, пластинчатыми, чешуйчатыми.

Билет 10. Минералы – их классификация, условия образования и формы нахождения в природе

Минералами называют физически и химически однородные кристаллические тела, образовавшиеся в результате природных физико-химических процессов.

Минералы образуются в земной коре, входят в состав мантии и более глубоких слоев планеты, рассеяны в гидросфере и атмосфере.

Земная кора сложена в основном полевыми шпатами и кварцем, на их долю приходится 55 и 10 % соответственно, широко распространены также пироксены, амфиболы, хлориты, слюды, глинистые минералы, карбонаты и др.

В основу современной классификации минералов положены принципы, учитывающие наиболее существенные признаки минеральных видов – химический состав и кристаллическую структуру. В соответствии с этим классификация может быть представлена в следующем виде:

1 класс – самородные элементы или простые вещества. Кроме самородных металлов (Au, Ag, Pt, Hg, Cu), полуметаллов (As, Sb, Bi) и неметаллов (C, S), сюда условно относятся малораспространенные нитриды, карбиды, фосфиды, силициды.

2 класс - сульфиды и их аналоги – арсениды, антимониты, висмутиды, теллуриды, селениды. (S^-)

3 класс – галоиды (галогениды), кроме хлоридов, фторидов, бромидов и иодидов относятся также окси- и гидрогалоиды (Cl^-, Br^-, I^-, F^-).

4 класс – окислы и гидроокислы (О^2-, ОН^-).

5 класс - силикаты, алюмосиликаты и их аналоги – боросиликаты, титаносиликаты, цирконосиликаты, бериллосиликаты (SiO₄^{4 -}).

6 класс – бораты (ВО₂)^-, борацит, примеры бура (водный борат).

7 класс – карбонаты [CO₃]^2-.

8 класс – нитраты [NO₃]^-.

9 класс – фосфаты и их аналоги – арсенаты и ванадаты [РО₄]^3-.

10 класс – сульфиты и их аналоги – техлураты и селенаты.

11 класс – молибдаты и вольфраматы [МоО₄]^2- повелит, [WO₄]^2- вольфрамит.

Наряду с кристаллохимической существуют и другие классификации минералов, основанные на иных принципах. Например, генетическая классификация основана на типе генезиса минералов, в технологии переработке руд используют классификации на основе их физических (разделительных) свойств, например по магнитности, плотности, растворимости, плавкости и др. признакам.

Билет 1. Предмет геологии, её цели и задачи (составные части геологии и предмет их изучения)

Предметом геологии является пространственно-временные модели развития геологических процессов.

12 3 4 5 Следующая ⇒