- •Белорусский национальный технический университет
- •Министерство образования республики беларусь
- •Белорусский национальный технический университет
- •Учебно-методический комплекс по учебной дисциплине «геология и разведка месторождений полезных ископаемых»
- •Список использованных сокращений
- •Оглавление
- •Часть 1.Основы геологии…………………………………………………………………………………...........13
- •Часть 2. Месторождения полезных ископаемых и их разведка……………………………………………167
- •Введение
- •Характеристики рекомендуемых методов и технологий обучения
- •Организация самостоятельной работы студентов
- •Диагностика компетенции студента
- •Примерный тематический план курса
- •Часть 1. Основы геологии
- •Объекты изучения, методы и науки геологического цикла
- •1.2. Общие сведения о Земле
- •1.2.1. Строение Земли
- •1.2.2. Внутренние геосферы
- •1.2.2.1.Методы изучения внутреннего строения и состава Земли
- •1.2.2.2. Сейсмическая модель Земли
- •1.2.2.3.Вещественный состав мантии и ядра Земли
- •1.3. Физические поля и геофизическая характеристика Земли
- •1.3.1.Распределение массы между внутренними геосферами.
- •1.3.2.Тепловое поле Земли. Источники тепловой энергии.
- •1.3.3.Магнетизм Земли
- •1.3.4.Гравитационное поле Земли
- •1.4. Земная кора
- •1.4.1. Строение земной коры
- •1.4.2. Химический состав земной коры
- •1.5. Минералы
- •1.5.1. Общая характеристика минералов
- •1.5.2. Кристаллографические свойства минералов
- •1.5.2.1.Факторы определяющие строение кристаллических структур.
- •1.5.3.Изучение форм природных выделений минералов.
- •1.5.4.Физические и химические свойства минералов.
- •1.5.5 Классификации минералов.
- •Раздел I. Самородные элементы и интерметаллические соединения
- •1.5.5.1.Характеристика минералов по классам
- •1.5.5.2.Методика определения главных породообразующих и рудных минералов.
- •1.6. Горные породы
- •1.6.1.Основные понятия и определения.
- •1.6.2.Возраст горных пород
- •1.6.2.1.Относительная геохронология
- •1.6.2.2.Абсолютная геохронология
- •1.6.2.3.Периодизация геологической истории. Стратиграфическая и геохронологическая шкалы
- •1.6.3.Формы залегания горных пород
- •1.6.3.1.Слой и слоистость
- •1.6.3.2.Первичное и нарушенное залегание слоёв
- •1.6.3.3.Тектоносфера и тектонические дислокации
- •1.6.3.4.Пликативные дислокации горных пород
- •1.6.3.5.Разрывные нарушения (дизъюнктивные дислокации)
- •1.6.3.6.Причины выхода на поверхность коренных пород
- •1.6.3.7.Элементы залегания горных пород и их измерение
- •1.6.3.8. Графическое моделирование участков земной коры
- •1.7. Магматизм. Магматические горные породы
- •1.7.1.Общее представление об эффузивном и интрузивном магматизме
- •1.7.2.Магматические горные породы
- •Лабораторная работа 1.7.2.1.«Изучение и описание отличительных признаков интрузивных пород».
- •Лабораторная работа 1.7.2.2.«Изучение и описание отличительных признаков эффузивных пород».
- •Лабораторная работа 1.7.2.3.«Разделение магматических горных пород на группы по содерержанию оксида кремния».
- •1.7.2.4. Лабораторная работа. «Макроскопическое определение магматических пород».
- •1.8. Метаморфизм. Метаморфические горные породы
- •1.8.1. Факторы метаморфизма
- •1.8.2.Метаморфические реакции
- •1.8.3. Классы метаморфизма
- •1.8.4.Фации метаморфизма
- •1.8.5.Метасоматоз. Метасоматические горные породы
- •1.8.5.1.Систематика метасоматических горных пород
- •1.8.6.Мигматиты и мигматитообразование
- •1.8.7.1. Лабораторная работа «Изучение состава и структурно – текстурных особенностей метаморфических пород»
- •1.8.7.2. Лабораторная работа «Изучение метаморфических горных пород в зависимости от условия их происхождения».
- •1.8.7.3. Лабораторная работа «Описание и определение метаморфических горных пород»
- •1.9. Экзогенные геологические процессы
- •1.9.1.Гипергенез
- •1.9.1.1.Процессы выветривания
- •1.9.1.2.Коры выветривания.
- •1.9.2. Процессы денудации и денудационные агенты
- •1.9.3.Аккумулятивные процессы
- •1.9.4.Процессы диагенеза
- •1.9.5.Осадочные горные породы
- •1.9.5.1. Диагностические признаки осадочных горных пород.
- •1.9.5.2.Лабораторная работа. «Изучение обломочных горных пород и их классификация».
- •1.9.5.3.Лабораторная работа. «Описание и определение органогенных и хемогенных горных пород».
- •Часть 2. Месторождения полезных ископаемых и их разведка
- •2.1. Общие сведения о месторождениях полезных ископаемых
- •2.1.1.Основные понятия и определения
- •2.1.2.Морфология и условия залегания тел полезных ископаемых
- •2.1.3.Вещественный состав полезных ископаемых
- •2.1.4. Геологические условия образования месторождений полезных ископаемых
- •2.1.4.1.Генетическая классификация месторождений
- •2.1.4.2.Связь месторождений с основными структурными элементами земной коры
- •2.1.4.3.Геологические и физико-химические факторы, определяющие условия образования и размещения месторождений
- •2.2.Система геологического изучения недр.
- •2.3.Классификация запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых
- •2.4. Геологическая съемка и поиски
- •2.5. Методология разведки месторождений полезных ископаемых
- •2.5.1.Задачи разведки
- •2.5.2.Принципы разведки
- •2.5.3. Основные задачи стадий разведки
- •2.5.4. Методы разведки
- •2.5.5. Технические средства разведки
- •2.5.6. Системы разведки
- •2.5.7. Расположение разведочных выработок
- •2.6. Геолого-промышленная оценка месторождения
- •2.6.1. Задачи оценки
- •2.6.2.Понятие о кондициях
- •2.6.3.Подготовленнсть меторождения для промышленного освоения
- •2.6.4. Опробывание
- •2.6.5. Оконтуривание тел полезных ископаемых
- •2.6.6. Подсчет запасов
- •2.7. Геологическая документация
- •2.8.Учебная практика
- •2.8.1. Разведка (учебная) торфяного месторождения
- •2.8.1.1.Методика проведенияполевых работ
- •2.8.1.2.Камеральные работы
- •2.8.1.3. Построение плана торфяного месторождения
- •2.8.2.Изучение месторождения песка
- •2.8.2.1. Полевые работы
- •2.8.2.2. Примеры описания обнажений
- •2.8.2.3.Определение образцов и графические работы
- •Использованная литература
- •Список используемой литературы
1.2. Общие сведения о Земле
На оглавление
Под фигурой или формой Земли принимается форма ее твердого тела, образованная поверхностью материков и дном морей и океанов. Геодезические измерения показали, что упрощенная форма Земли приближается к эллипсоиду вращения (сфероиду). Полярный радиус (Rn) равен 6356,8 км, экваториальный (Rэ) - 6378,2 км. Детальные измерения показали, что Земля имеет более сложную фигуру, свойственную только ей, которая получила название геоида. Поверхность геоида получают мысленным продолжением поверхности Мирового океана (уровенной поверхности) под континенты. Уровенная поверхность геоида принимается за базовую при отсчете высот в топографии, геодезии, маркшейдерии. Геоид и сфероид не совпадают, и расхождение между положением их поверхностей достигает + 160 м. По последним данным, Земля имеет грушевидную форму кардиоидального (т.е. сердцевидного) трехосного эллипсоида или кардиоида. Южный полюс расположен на 242 м ближе к экватору, чем северный.
Масса Земли составляет 5,977-1021 т, объем - 3,083 млрд. км3, площадь - 510 млн. км, средняя плотность - 5,517 г/см3.
Реальная поверхность твердого тела Земли имеет более сложные очертания, чем геоид, поскольку она находится под влиянием геологических процессов. Большая часть поверхности планеты - 70,8% покрыта водой, остальная часть - 23,2% приходится на сушу. Мировой океан разделен материками на четыре океана: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый. Суша образована шестью материками - Евразиатским, Североамериканским, Южноамериканским, Африканским, Австралийским, Антарктическим и океаническими островами. Высочайшая отметка суши -8848 м - гора Джомолунгма в Гималаях, наиболее низкая - 11022 м - Марианская впадина в Тихом океане. Средняя высота материков 875 м. Высокогорные участки, образующие линейно-вытянутые горные хребты и пояса, приурочены обычно к краевым частям континентов. Выделяют два меридиональных (Восточно- и Западно-Тихоокеанский) горных пояса и один широтный (Средиземноморский). Ровные участки суши с отметками в среднем 200 м называются равнинами. Они занимают около 20% суши. Возвышенные (до 1000 м) холмистые участки суши, называемые плоскогорьями, занимают 53% суши.
Средняя глубина океана-3800 м. В строении океанического дна выделяют: шельф до глубины 200 м (5,5%), континентальный склон до глубины 3000 м (34,7%), ложе Мирового океана, глубоководные впадины или желоба глубиной до 11 км и срединные океанические хребты.
Выделяются два типа сочленения материков с океанами. Тихоокеанский тип характеризуется резким переходам краевых высокогорных сооружений через узкую полосу шельфа к глубоководным океаническим впадинам. Атлантический тип, характерный для побережий Атлантического, Индийского и Северного Ледовитого океанов, отличается постепенным погружением равнинной суши под уровень океана с образованием широкой шельфовой полосы.
1.2.1. Строение Земли
На оглавление
Земля как планета характеризуется оболочечным строением с центральной симметрией. Оболочки Земли или геосферы различаются составом, физическими свойствами, состоянием вещества и подразделяются на внешние и внутренние, Внешние оболочки - атмосфера, гидросфера и биосфера составляют характерную особенность строения Земли и играют важную роль в формировании и развитии земной коры. Эти оболочки находятся во взаимодействии между собой и с твердыми оболочками Земли.
Атмосфера - газообразная оболочка Земли с массой 5,15-10 т. Большая часть массы атмосферы (90%) сосредоточена в слое до высоты 16 км, выше 100 км находится одна миллионная часть массы атмосферного воздуха. Атмосферу подразделяют на три горизонта: тропосферу, стратосферу и ионосферу. Важной особенностью стратосферы является наличие озонового слоя. Главные компоненты атмосферы - азот, кислород, аргон, углекислота составляют 99,99% сухого воздуха. В состав атмосферы входят также водород, озон и инертные газы. Особое место занимают мелкие коллоидные частицы - пыль различного происхождения и техногенные соединения: 50 , N0 , КН и др. Атмосферная влага образуется путем естественной дистилляции - испарения воды с поверхности Земли.
Воздушные массы атмосферы находятся в постоянном движении под воздействием неравномерного нагревания поверхности Земли и сил Кориолиса. В результате возникают периодически дующие ветры (бризы, муссоны, пассаты), циклоны и антициклоны, а также постоянные потоки воздуха. Воздушные потоки переносят влагу, пыль и существенно влияют на температуру различных областей поверхности Земли. Климатообразующая функция атмосферы связана с многообразием явлений, происходящих в тропосфере. В зависимости от влажности и температурных условий различают климаты: гумидный - влажный, с умеренной или высокой температурой, свойственный тропическим зонам и прилегающим областям: аридный - сухой жаркий климат пустынь и сухих степей; нивальный - влажный и холодный климат полярных и высокогорных областей. Кроме того выделяют умеренно-влажный и тропический типы климата.
Гидросфера, верхняя граница гидросферы определяется уровнем поверхности открытых водоемов. Нижняя граница неопределенная, предполагается, что она соответствует температурному уровню 374 0С (критическая температура воды), при котором вся вода переходит в газообразное состояние. В составе гидросферы выделяют три основных типа природных вод, обладающих различным составом и различными физическими свойствами. Это океаносфера (воды морей и океанов), воды суши и ледники. Промежуточное положение занимают подземные воды, сосредоточенные в земной коре. Общая масса гидросферы 1б44.1015т|, что составляет около 0,025% общей массы Земли. Количество океанических вод - 1370 млн. м3 (86,5%), вод суши - 0,5 млн. км3 , обьем материковых льдов - около 22 млн.км3 , подземных вод - 196 млн.км3 . Все воды гидросферы в той или иной мере минерализованы и могут рассматриваться как природные растворы. Воды океана содержат в среднем 35 г солей на 1 л (3,5%). Большая часть вод суши образуется за счет атмосферных осадков и отличается минимальной минерализацией.
Под влиянием солнечной радиации воды гидросферы находятся в непрерывном кругообороте, в процессе которого в единую систему связываются все воды, а также осуществляется связь природных вод с атмосферой, ' земной корой и живым веществом планеты.
Биосфера. Это сфера обитания живых организмов. Она включает в себя всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы (ниже озонового экрана).Живое вещество Земли по своей массе (2,4.1012т) составляет ничтожную долю по сравнению с другими оболочками планеты, но по своему воздействию на окружающую среду оно стоит на первом месте. Основу живого вещества составляет углерод. Кроме углерода широко распространены в живой природе кислород, водород, азот и сера. Остальные элементы встречаются в относительно небольших количествах. Основная масса живого вещества представлена зелеными растениями, главной функцией которых является фотосинтез - процесс поглощения солнечной энергии и консервации ее в виде химических связей органических соединений, происходящий с поглощением углекислого газа и выделением кислорода. В планетарном масштабе в реакциях фотосинтеза живым веществом биосферы ежегодно усваивается 3.65-1011 углекислоты и 1,5-1011т воды и выделяется 266 млрд. т свободного кислорода. Главным генератором свободного кислорода является биомасса Мирового океана. При гибели организмов происходит процесс разложения органического вещества с участием многочисленных бактериальных и грибковых организмов. Этот процесс находится в динамическом равновесии с фотосинтезом, поэтому общее количество биомассы на Земле постоянно. Фотосинтез вовлекает, а кругооборот огромные массы вещества Земли и является регулятором поверхностных геохимических процессов - фактором, определяющим наличие свободной энергии внешних оболочек планеты.