Геология и её разделы: минералогия, петрография, историческая геология, тектоника, инженерная геология, гидрогеология.
Геология – это наука о строении Земли. Она изучает минералы, которые входят в состав всех горных пород, сами горные породы; полезные ископаемые; рельеф земной коры; движения Земли; процессы и явления, постоянно возникающие внутри Земли и на ее поверхности; развитие органического мира на нашей планете и многие другие самостоятельные научные направления;
Минералогия – наука о составе, состоянии и свойствах минералов, которых в Земле насчитывается около 3 тыс наименований.
Петрография – раздел геологии, изучающий происхождение горных пород, образованных при высоких температурах и давлениях.
Историческая геология – отрасль геологии, изучающая данные о последовательности важнейших событий в истории Земли. Все геологические науки в той или иной степени имеют исторический характер, рассматривают существующие образования в историческом аспекте и занимаются в первую очередь выяснением истории формирования
Тектоника – раздел геологии, изучающий движение Земной коры.
Инженерная геология – раздел геологии, изучающий взаимодействия геологической среды и инженерных сооружений.
Гидрогеология – это наука о динамике подземных водоносных горизонтов, изучает происхождение подземных вод, условия их формирования, питания и разгрузки, фильтрационные свойства, химический состав и тд.
2. Происхождение, форма и строение планеты Земля. Геосферы.
Форма Земли определяется как шаровидная. Земля сплюснута по оси вращения (разница между осями составляет около 21 км).
История Земли насчитывает около 4,6 млрд лет.
Теория Большого Взрыва - Вселенная образовалась в результате так называемого Большого Взрыва. Невероятно горячий огненный шар, температура которого достигала миллиардов градусов, в какой-то момент взорвался и разбросал во всех направлениях потоки энергии и частиц материи, придав им колоссальное ускорение. Спустя примерно миллион лет температура Вселенной понизилась до 4000"С, и из элементарных частиц стали формироваться различные атомы. Сначала возникли самые легкие химические элементы - гелий и водород. Постепенно Вселенная охлаждалась все сильнее и образовывались более тяжелые элементы. Новообразованные атомы собирались в гигантские облака пыли и газа. Гравитационные силы притягивали маленькие объекты к более крупным. В результате во Вселенной со временем сформировались галактики, звезды, планеты.
Выделяются три главные оболочки Земли, разделенные четко выраженными поверхностями сейсмического раздела:
А).земная кора - твердая верхняя оболочка Земли. Ее мощность изменяется от 5-10 км под океанами до 30-40 км в равнинных областях и достигает 50-75 км в горных районах;
Б). мантия Земли распространяется ниже земной коры до глубины 2900 км от поверхности и подразделяется на две части: верхнюю мантию - до глубины 900-1000 км и нижнюю мантию - от 900-1000 до 2900 км;
В). ядро Земли, где выделяют внешнее ядро, - до глубины около 5120 км и внутреннее ядро — ниже 5120 км.
Можно выделить ряд геосфер, из которых состоит Земля: ядро, мантия(наиболее мощная оболочка Земли, занимающая 2/3 ее массы и большую часть объема), литосфера(слой толщиной порядка 100 км), гидросфера(водная оболочка Земли, включающая все воды, находящиеся в жидком, твердом и газообразном состояниях), атмосфера, магнитосфера.
3. Температурный режим верхней части земной коры.
Основными параметрами при изучении термического режима верхних частей земной коры являются величина теплового потока и температура. Тепловой поток получают пока преимущественно расчетным путем из произведения геотермического градиента на теплопроводность пород. Внешняя теплота Земли обусловлена мощным солнечным излучением в количестве 5,26 • 1015МДж в год.
Изучение температурного режима верхней части земной коры имеет важнейшее значение при бурении сверхглубоких скважин, а также при глубоком подземном строительстве.
Понятие минерал. Химический состав и физические свойства минералов.
Минерал- природное тело с определённым химическим составом и кристаллической структурой, образующееся в результате природных физико-химических процессов и обладающее определёнными физическими, механическими и химическими свойствами. Является составной частью земной коры, горных пород, руд, метеоритов.
Важнейшие свойства минералов, являющиеся диагностическими признаками и позволяющие их определять, следующие:
Габитус кристаллов. Выясняется при визуальном осмотре, для рассматривания мелких образцов используется лупа
Твердость. Определяется по шкале Мооса
Блеск — световой эффект, вызываемый отражением части светового потока, падающего на минерал. Зависит от отражательной способности минерала.
Спайность — способность минерала раскалываться по определённым кристаллографическим направлениям.
Излом — специфика поверхности минерала на свежем не спайном сколе.
Цвет — признак, с определённостью характеризующий одни минералы (зелёный малахит, синий лазурит, красная киноварь), и очень обманчивый у ряда других минералов, окраска которых может варьировать в широком диапазоне в зависимости от наличия примесей элементов-хромофоров либо специфических дефектов вкристаллической структуре (флюориты, кварцы, турмалины).
Цвет черты — цвет минерала в тонком порошке, обычно определяемый царапанием по шершавой поверхности фарфорового бисквита.
Магнитность — зависит от содержания главным образом двухвалентного железа, обнаруживается при помощи обычного магнита.
Побежалость — тонкая цветная или разноцветная плёнка, которая образуется на выветрелой поверхности некоторых минералов за счёт окисления.
Хрупкость — прочность минеральных зёрен (кристаллов), обнаруживающаяся при механическом раскалывании. Хрупкость иногда увязывают или путают с твёрдостью, что неверно. Иные очень твёрдые минералы могут с лёгкостью раскалываться, то есть быть хрупкими (например, алмаз)
Среди минералов нет химически чистых веществ. В их структуру входят различные химические примеси. В одних минералах количество таких примесей незначительно, мы называем их минералами постоянного состава. Другие минералы содержат разные (от незначительных до больших) количества химических примесей. Такие минералы называют минералами переменного состава, и главная причина их существования — явление изоморфизма. Изоморфизмом называется явление замены в кристаллической решетке минерала одних химических элементов другими.