Новосибирск 2015г

Новосибирский Государственный Аграрный Университет

Кафедра мелиорации землеустройства

И агрометеорологии

Контрольная работа

Землеустройство с основами геодезии

Работу выполнила: студентка 2 курса

Никулина Т.В.

Группа 1131; шифр А1431

Работу проверил: Гончаров А.Д

Новосибирск 2015г

Масштабом называется степень уменьшения горизонтальных проложений линий местности при изображении их на плане, карте или аэроснимке. Различают численный и графические масштабы; к последним относятся линейный, поперечный и переходный масштабы.

Численный масштаб. Численный масштаб выражается в виде дроби, числитель которой равен единице, а в знаменателе стоит число, показывающее степень уменьшения горизонтальных проложений. На топографических картах численный масштаб подписывается внизу листа карты в виде 1:М.

Линейный масштаб. Линейный масштаб - это графический масштаб; он строится в соответствии с численным масштабом карты в следующем порядке:

*проводится прямая линия и на ней несколько раз подряд откладывается отрезок a постоянной длины, называемый основанием масштаба (при длине основания a=2 см линейный масштаб называется нормальным); для масштаба 1:10 000 a соответствует 200 м,

*у конца первого отрезка ставится нуль,

*влево от нуля подписывают одно основание масштаба и делят его на 20 частей,

*вправо от нуля подписывают несколько оснований,

параллельно основной прямой проводят еще одну прямую и между ними прочерчивают короткие штрихи.

Поперечный масштаб. Основание поперечного масштаба составляет 2 см, его высота 2,5. По высоте поперечный масштаб делят на 10 равных отрезков и через, них проводят горизонтальные линии.

1.Что изучает геология?

Геоло́гия (от др.-греч. γῆ — Земля + λόγος — учение) — совокупность наук о строении Земли, её происхождении и развитии, основанная на изучении геологических процессов, вещественного состава, структуры земной коры и литосферы всеми доступными методами с привлечением данных других наук и дисциплин.Геология прошла длительный и сложный путь развития. Круг объектов её исследования расширялся, и распространился на всюЗемлю и объекты Солнечной системы. В геологии шли процессы дифференциации структур и объектов изучения, это сопровождалось специализацией научных направлений и интеграцией знаний, совершенствовались методы и инструменты исследований. В геологии предметом исследования является геологические объекты, их свойства, закономерности строения, взаиморасположения, происхождения и развития во времени и пространстве. Исторически параллельно использовался термин геогнозия (или геогностика). Это название для науки o минералах, рудах, и горных породах было предложено немецкими учёными Г. Фюкселем (в 1761) и A. Г. Bернером (в 1780). Им обозначили практические области геологии, изучавшие объекты, которые можно было наблюдать на поверхности, в отличие от чисто теоретической в то время геологии, которая занималась происхождением и историей Земли, её внутренним строением. Термин геогнозия использовался в западной литературе до второй половины XIX века.В России термин геогнозия сохранялся до конца XIX века в названиях дисциплин и званий: «доктор минералогии и геогнозии» или «профессор минералогии и геогнозии». Например, В. В. Докучаев в 1883 году получил учёную степень доктора минералогии и геогнозии.В русской литературе слова геолог и геология возможно впервые были напечатаны в 1862 году в романе И. С. Тургенева — Отцы и дети. Разделы геологии Основные направления геологических исследований Описательная — занимается изучением размещения и состава геологических тел, в том числе их форма, размер, взаимоотношение, последовательность залегания, а также описанием различных минералов и горных пород. Динамическая — рассматривает эволюцию геологических процессов, таких как разрушение горных пород, перенос их ветром, ледниками, наземными или подземными водами, накопление осадков (внешние по отношению к земной коре) или движение земной коры, землетрясения, извержения вулканов (внутренние). Историческая геология — занимается изучением последовательности геологических процессов прошлого.Геологические дисциплины работают во всех трёх направлениях геологии и точного деления на группы не существует. Новые дисциплины появляются на стыке геологии с другими областями знаний. В БСЭ приводится следующая классификация: науки оземной коре, науки о современных геологических процессах, науки о исторической последовательности геологических процессов, прикладные дисциплины, а также региональная геология.Науки о земной коре. Минералогия — раздел геологии, изучающий минералы, вопросы их генезиса, квалификации. Изучением пород, образованных в процессах, связанных с атмосферой, биосферой и гидросферой Земли, занимается литология. Эти породы не совсем точно называются ещё осадочными горными породами. Многолетнемёрзлые горные породы приобретают ряд характерных свойств и особенностей, изучением которых занимается геокриология. Петрография (Петрология) — раздел геологии, изучающий магматические, метаморфические и осадочные горные породы — их описание, происхождение, состав, текстурно-структурные особенности, а также классификацию. Структурная геология — раздел геологии, изучающий формы залегания геологических тел и нарушения земной коры. Кристаллография — первоначально одно из направлений минералогии, в настоящее время скорее физическая дисциплина. Науки о современных геологических процессахТектоника — раздел геологии, изучающий движение земной коры (геотектоника, неотектоника и экспериментальная тектоника). Вулканология — раздел геологии, изучающий вулканизм. Сейсмология — раздел геологии, изучающий геологические процессы при землетрясениях, сейсморайонирование. Геокриология — раздел геологии, изучающий многолетнемёрзлые породы. Петрология (Петрография) — раздел геологии, изучающий генезис и условия происхождения магматических и метаморфических горных пород. Науки о исторической последовательности геологических процессов. 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 современных структур. История Земли делится на два крупнейших этапа — эона, по появлению организмов с твёрдыми частями, оставляющих следы в осадочных породах и позволяющих по данным палеонтологии провести определение относительного геологического возраста. С появлением ископаемых на Земле начался фанерозой — время открытой жизни, а до этого был криптозой или докембрий — время скрытой жизни. Геология докембрия выделяется в особую дисциплину, так как занимается изучением специфических, часто сильно и многократно метаморфизованных комплексов и имеет особые методы исследования. Палеонтология изучает древние формы жизни и занимается описанием ископаемых останков, а также следов жизнедеятельности организмов. Стратиграфия — наука об определении относительного геологического возраста осадочных горныхпород, расчленении толщ пород и корреляции различных геологических образований. Одним из основных источников данных для стратиграфии является палеонтологические определения. Прикладные дисциплиныГеология полезных ископаемых изучает типы месторождений, методы их поисков и разведки. Делится на геологию нефти газа, геологию угля, металлогению. Гидрогеология — раздел геологии, изучающий подземные воды. Инженерная геология — раздел геологии, изучающий взаимодействия геологической среды и инженерных сооружений. Прочие разделы геологии. Геохимия — раздел геологии, изучающий химический состав Земли, процессы, концентрирующие и рассеивающие химические элементы в различных сферах Земли. Геофизика — раздел геологии, изучающий физические свойства Земли, включающая также комплекс разведочных методов: гравиразведка, сейсморазведка, магниторазведка, электроразведка различных модификаций и пр. Геобаротермометрия — наука, изучающая комплекс методов определения давления и температур образования минералов и горных пород.Микроструктурная геология — раздел геологии, изучающий деформацию пород на микроуровне, в масштабе зёрен минералов и агрегатов. Геодинамика — наука, изучающая эволюцию Земли в планетарном масштабе, связь процессов в ядре, мантии и земной коре. Геохронология — раздел геологии, определяющий возраст пород и минералов. Литология (Петрография осадочных пород) — раздел геологии, изучающий Осадочные породы. История геологии — раздел истории геологических знаний и горного дела. Агрогеология — раздел геологии о поиске добыче и использовании агроруд в сельском хозяйстве, а также о минералогическом составе сельскохозяйственных почв.Некоторые разделы геологии выходят за пределы Земли — космическая геология или планетология, космохимия, космология. Основные принципы геологии Геология — наука историческая, и важнейшей её задачей является определение последовательности геологических событий. Для выполнения этой задачи с давних времён разработан ряд простых и интуитивно очевидных признаков временных соотношений пород. Принцип актуализма постулирует, что геологические силы, действующие в наше время, аналогично работали и в прежние времена. Джеймс Хаттон сформулировал принцип актуализма фразой «Настоящее — ключ к прошлому». Принцип первичной горизонтальности (англ. principleoforiginalhorizontality) утверждает, что морские осадки при образовании залегают горизонтально. Принцип суперпозиции (англ. theprincipleofsuperposition) заключается в том, что породы находящиеся в не нарушенном складчатостью и разломами залегании, следуют в порядке их образования,породы залегающие выше моложе, а те которые находятся ниже по разрезу — древнее. Принцип последовательности (англ. lawoffaunalsuccession) постулирует, что в одно и то же время в океане распространены одни и те же организмы. Из этого следует, что палеонтолог, определив набор ископаемых остатков в породе, может найти одновременно образовавшиеся породы. Принцип обеспечения непрерывности (англ. principleoflateralcontinuity) гласит, что строительный материал, образующий слои, растягивается по поверхности земли, если только какая-то другая масса его не ограничит. Интрузивные взаимоотношения представлены контактами интрузивных пород и вмещающих их толщ. Обнаружение признаков таких взаимоотношений (зоны закалки, даек и т. п.) однозначно указывает на то, что интрузия образовалась позже, чем вмещающие породы. Секущие взаимоотношения также позволяют определить относительный возраст. Если разлом рвёт горные породы, значит он образовался позже, чем они. Ксенолиты и обломки попадают в породы в результате разрушения своего источника, соответственно они образовались раньше вмещающих их пород, и могут быть использованы для определения относительного возраста.

11. Земная кора, её строение, физические свойства, химический состав. К физическим свойствам Земли относят температурный режим (внутреннюю теплоту), плотность и давление.Внутренняя теплота Земли. По современным представлениям Земля после ее образования была холодным телом. Затем распад радиоактивных элементов постепенно разогревал ее. Однако в результате излучения тепла с поверхности в околоземное пространство происходило ее охлаждение. Образовались относительно холодная литосфера и земная кора. На большой глубине и сегодня высокие температуры. Рост температур с глубиной можно наблюдать непосредственно в глубоких шахтах и буровых скважинах, при извержении вулканов. Так, изливающаяся вулканическая лава имеет температуру 1200–1300 °C.На поверхности Земли температура постоянно изменяется и зависит от притока солнечного тепла. Суточные колебания температур распространяются до глубины 1–1,5 м, сезонные – до 30 м. Ниже этого слоя лежит зона постоянных температур, где они всегда остаются неизменными и соответствуют среднегодовым температурам данной местности на поверхности Земли.Глубина залегания зоны постоянных температур в разных местах неодинакова и зависит от климата и теплопроводности горных пород. Ниже этой зоны начинается повышение температур, в среднем на 30 °C через каждые 100 м. Однако величина эта непостоянна и зависит от состава горных пород, наличия вулканов, активности теплового излучения из недр Земли. Так, в России она колеблется от 1,4 м в Пятигорске до 180 м на Кольском полуострове.Зная радиус Земли, можно подсчитать, что в центре ее температура должна достигать 200 000 °C. Однако при такой температуре Земля превратилась бы в раскаленный газ. Принято считать, что постепенное повышение температур происходит только в литосфере, а источником внутреннего тепла Земли служит верхняя мантия. Ниже рост температур замедляется, и в центре Земли она не превышает 50 000 °C.Плотность Земли. Чем плотнее тело, тем больше масса единицы его объема. Эталоном плотности принято считать воду, 1 см3 которой весит 1 г, т. е. плотность воды равна 1 г/с3. Плотность других тел определяется отношением их массы к массе воды такого же объема. Отсюда понятно, что все тела, имеющие плотность больше 1, тонут, меньше – плавают.Плотность Земли в разных местах неодинакова. Осадочные породы имеют плотность 1,5–2 г/см3, а базальты – более 2 г/см3. Средняя плотность Земли составляет 5,52 г/см3– это в 2 с лишним раза больше плотности гранита. В центре Земли плотность слагающих ее пород возрастает и составляет 15–17 г/см3.Давление внутри Земли. Горные породы, находящиеся в центре Земли, испытывают огромное давление со стороны вышележащих слоев. Подсчитано, что на глубине всего лишь 1 км давление составляет 104гПа, а в верхней мантии оно превышает 6 * 104гПа. Лабораторные эксперименты показывают, что при таком давлении твердые тела, например мрамор, изгибаются и могут даже течь, т. е. приобретают свойства, промежуточные между твердым телом и жидкостью. Такое состояние веществ называют пластическим. Данный эксперимент позволяет утверждать, что в глубоких недрах Земли материя находится в пластическом состоянии.Химический состав Земли. В Земле можно найти все химические элементы таблицы Д. И. Менделеева. Однако количество их неодинаково, распределены они крайне неравномерно. Например, в земной коре кислород (О) составляет более 50 %, железо (Fе) – менее 5 % ее массы. Подсчитано, что базальтовый и гранитный слои состоят в основном из кислорода, кремния и алюминия, а в мантии возрастает доля кремния, магния и железа. В целом же принято считать, что на 8 элементов (кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, натрий, водород) приходится 99,5 % состава земной коры, а на все остальные – 0,5 %. Данные о составе мантии и ядра носят предположительный характер.Земна́я кора́ — внешняя твёрдая оболочка (кора) Земли, верхняя часть литосферы^[1]. Ниже коры находитсямантия, которая отличается составом и физическими свойствами — она более плотная, содержит в основном тугоплавкие элементы. Разделяет кору и мантию граница Мохоровичича, или сокращённо Мохо, на которой происходит резкое увеличение скоростей сейсмических волн. С внешней стороны большая часть коры покрытагидросферой, а меньшая находится под воздействием атмосферы. Земная кора схожа по структуре с корой большинства планет земной группы, за исключением Меркурия. Кроме того кора схожего типа есть на Луне и многих спутниках планет-гигантов. При этом Земля уникальна тем, что обладает корой двух типов: континентальной и океанической. Масса земной коры оценивается в 2,8·10¹⁹ тонн (из них 21 % — океаническая кора и 79 % — континентальная). Кора составляет лишь 0,473 % общей массы Земли. В большинстве случаев кора состоит из базальтов. Для земной коры характерны постоянные движения:горизонтальные и колебательные. Океаническая кора состоит главным образом из базальтов. Согласно теории тектоники плит, она непрерывно образуется в срединно-океанических хребтах, расходится от них и поглощается в мантию в зонах субдукции. Поэтому океаническая кора относительно молодая, и самые древние её участки датируются поздней юрой. Толщина океанической коры практически не меняется со временем, поскольку в основном она определяется количеством расплава, выделившегося из материаламантии в зонах срединно-океанических хребтов. До некоторой степени влияние оказывает толщина осадочного слоя на дне океанов. В разных географических областях толщина океанической коры колеблется в пределах 5-10 километров (9—12 километров вместе с водой). В рамках стратификации Земли по механическим свойствам, океаническая кора относится к океанической литосфере. Толщина океанической литосферы, в отличие от коры, зависит в основном от её возраста. В зонах срединно-океанических хребтов астеносфера подходит очень близко к поверхности, и литосферный слой практически полностью отсутствует. По мере удаления от зон срединно-океанических хребтов толщина литосферы сначала растет пропорционально её возрасту, затем скорость роста снижается. В зонах субдукции толщина океанической литосферы достигает наибольших значений, составляя 130—140 километров. Континентальная (материковая) кора имеет трёхслойное строение. Верхний слой представлен прерывистым покровом осадочных пород, который развит широко, но редко имеет большую мощность. Большая часть коры сложена под верхней корой — слоем, состоящим главным образом из гранитов и гнейсов, обладающим низкой плотностью и древней историей. Исследования показывают, что большая часть этих пород образовались очень давно, около 3 миллиардов лет назад. Ниже находится нижняя кора, состоящая из метаморфических пород — гранулитов и им подобных. Состав верхней континентальной коры Земную кору составляет сравнительно небольшое число элементов. Около половины массы земной коры приходится на кислород, более 25 % — на кремний. Всего 18 элементов: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, H, Ti, C, Cl, P, S, N, Mn, F, Ba — составляют 99,8 % массы земной коры Определение состава верхней континентальной коры стало одной из первых задач, которую взялась решать молодая наука геохимия. Собственно из попыток решения этой задачи и появилась геохимия. Эта задача весьма сложна, поскольку земная кора состоит из множества пород разнообразного состава. Даже в пределах одного геологического тела состав пород может сильно варьировать. В разных районах могут быть распространены совершенно разные типы пород. В свете всего этого и возникла задача определения общего, среднего состава той части земной коры, что выходитна поверхность на континентах. С другой стороны, сразу же возник вопрос о содержательности этого термина. Первая оценка состава верхней земной коры была сделана Кларком. Кларк был сотрудником геологической службы США и занимался химическим анализом горных пород. После многих лет аналитических работ, он обобщил результаты анализов и рассчитал средний состав пород. Он предположил, что многие тысячи образцов, по сути, случайно отобранных, отражают средний состав земной коры (см. Кларки элементов). Эта работа Кларка вызвала фурор в научном сообществе. Она подверглась жёсткой критике, так как многие исследователи сравнивали такой способ с получением «средней температуры по больнице, включая морг». Другие исследователи считали, что этот метод подходит для такого разнородного объекта, каким является земная кора. Полученный Кларком состав земной коры был близок к граниту. Следующую попытку определить средний состав земной коры предпринял Виктор Гольдшмидт. Он сделал предположение, что ледник, двигающийся по континентальной коре, соскребает все выходящие на поверхность породы, смешивает их. В результате породы, отлагающиеся в результате ледниковой эрозии, отражают состав средней континентальной коры. Гольдшмидт проанализировал состав ленточных глин, отлагавшихся в Балтийском море во время последнего оледенения. Их состав оказался удивительно близок к среднему составу, полученному Кларком. Совпадение оценок, полученных столь разными методами, стало сильным подтверждением геохимических методов. Впоследствии определением состава континентальной коры занимались многие исследователи. Широкое научное признание получили оценки Виноградова, Ведеполя, Ронова и Ярошевского. Некоторые новые попытки определения состава континентальной коры строятся на разделении её на части, сформированные в различных геодинамических обстановках. Граница между верхней и нижней корой. Для изучения строения земной коры применяются косвенные геохимические и геофизические методы, но непосредственные данные можно получить в результате глубинного бурения. При проведении научного глубинного бурения часто ставится вопрос о природе границы между верхней (гранитной) и нижней (базальтовой) континентальной корой. Для изучения этого вопроса в СССР была пробурена Саатлинская скважина. В районе бурения наблюдалась гравитационная аномалия, которую связывали с выступом фундамента. Но бурение показало, что под скважиной находится интрузивный массив. При бурении Кольской сверхглубокой скважиныграница Конрада также не была достигнута. Недавно (2005) в печати обсуждалась возможность проникновения к границе Мохоровичича и в верхнюю мантию с помощью самопогружающихся вольфрамовых капсул, обогреваемых теплом распадающихся радионуклидов.

21. Назовите главнейшие породообразующие минералы (2-3) каждого класса и охарактеризуйте их. В строении земной коры принимают роль разные минералы и горные породы, нередко чрезвычайно резко отличающиеся по составу и свойствам, в зависимости от критерий их формирования (экзо- и эндогенных действий). Классификация минералов. Диагностические признаки. Горные породы являются одним из главных причин инженерно-геологических критерий местности, определяющих возможность и экономичность строительства в изучаемом районе, потому на их исследование необходимо направить особенное внимание. Классификация горных пород по генезису. Магматические породы. Происхождение и классификация по хим составу. Структуры и текстуры. Условия и формы залегания. Инженерно-геологическая черта. Осадочные породы. Происхождение и классификация осадочных пород. Минеральный состав, структурно-текстурные индивидуальности и характеристики этих пород. Условия и формы залегания. Инженерно-геологическая оценка осадочных пород обломочного, хим и органогенного происхождения. Метаморфические породы. Происхождение, классификация, условия и формы залегания, структура, текстура и главные характеристики метаморфических пород. Породообразующие минералы — минералы, входящие в качестве постоянных существенных компонентов в состав горных пород. Наибольшее значение имеют силикаты (75 % массы земной коры). Для каждой группы пород — магматических, метаморфических и осадочных — характерны свои ассоциации породообразующих минералов. Для верхней мантии породообразующие минералы: оливин, плагиоклаз, шпинель, гранаты, пироксены, амфиболы, полиморфы кварца. Наиболее распространённые минералы земной коры (каждой генетической группе пород свойственны свои породообразующие минералы):для магматических пород характерны: кварц, полевые шпаты, слюды и др.для осадочных пород характерны: кальцит, доломит, глинистые минералы и др.для метаморфических пород характерны: кварц, полевые шпаты, хлориты, пироксены, амфиболы, гранат, слюды и др. Средневзвешенный состав Земной коры — андезитовый. Основные минералы коры: полевой шпат, кварц, слюды, кальцит, амфиболы, пироксены. Средний состав мантии — ультраосновный. Основные минералы мантии: оливин (Mg,Fe)₂SiO₄, ромбический пироксен, моноклинный пироксен, гранат.

31. Полезные ископаемые, связанные с магматическими и осадочными горными породами. ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ (а. minerals; н. Mineralien, Nutzmineralien; ф. minerauxutiles, matieresminerales; и. minerales) — природные минеральные образования земной коры неорганического и органического происхождения, которые могут быть эффективно использованы в сфере материального производства. По физическому состоянию полезные ископаемые делятся на твёрдые (угли ископаемые, горючие сланцы, торф, рудные и нерудные полезные ископаемые), жидкие (нефть, минеральные воды) и газообразные (газы природные горючие и инертные газы).
Учение о полезных ископаемых формировалось с нарастанием потребностей человеческого общества в минеральном сырье, в связи с развитием горного дела (см. Геология полезных ископаемых).
Генезис полезных ископаемых. Изучениеместорождений полезных ископаемых проводится с целью выяснения их генезиса и промышленной ценности. Оно осуществляется полевыми и лабораторными методами. Полевыми исследованиями определяют; положение тел полезных ископаемых в стратиграфическом разрезе, связь их с изверженными породами, отношение к составу вмещающих пород и геологической структуре; форму, строение и минеральный состав залежей. Основной метод полевых исследований — геологическое картирование, составление геологических карт и разрезов масштабов1:500 — 1:50000. Лабораторные исследования связаны с изучением вещества полезных ископаемых и разделяются на изучение минерального состава, химического состава и физико-технических свойств полезных ископаемых.
Полезные ископаемые минеральных агрегатов, которые формировались на всём протяжении истории развития земной коры при свойственных ей процессах и физико-химических обстановках. Вещества, необходимые для образования таких минеральных агрегатов, поступали в магматических расплавах, в жидких и газообразных водных и иных растворах из верхней мантии, из пород Земной коры или сносились с поверхности Земли. Они отлагались при изменении геологических, географических и физико-химических условий, благоприятствующих накоплению полезных ископаемых. Возникновение различных полезных ископаемых зависело от благоприятного сочетания многих факторов — геологических, физико-химических, а для тех из них, которые формировались на поверхности Земли,также от физико-географических условий. Скопления полезных ископаемых в недрах и на поверхности Земли образуют месторождения полезных ископаемых. Геологическая структура месторождений полезных ископаемых, морфология тел полезных ископаемых, их строение и состав, а также их общее количество и запасы определяются в результате геологической разведки (см. Геологоразведочные работы).
Полезные ископаемые формировались вследствие эндогенных и метаморфогенных процессов в недрах Земли, а также благодаря экзогенным процессам на её поверхности.
При эндогенных процессах полезные ископаемые возникали вследствие кристаллизации магмы и выделяющихся из неё горячих газовых и жидких минерализованных растворов. Метаморфизм приводил к возникновению полезных ископаемых, обязанных перегруппировке минерального вещества вследствие высоких давлений и температур в глубине Земли.
При внедрении и остывании в земной коре магматических расплавов образуются магматические месторождения полезных ископаемых, залегающие внутри интрузивных массивов и составляющие часть этих массивов. С интрузивами основного состава связаны хромовые руды, железные руды, титановые руды, никелевые руды, медные руды, кобальтовые руды, платиновые руды. К щелочным массивам магматических пород приурочены руды фосфора (см. Апатитовые руды), танталовые руды, ниобиевые рудыи редкометалльные руды. С гранитными пегматитами генетически связываются месторождения слюд, полевых шпатов,драгоценных и поделочных камней, бериллиевые руды, литиевые руды, руды цезия, ниобия, тантала, частично олова, урана иредкоземельных элементов. В карбонатитах, ассоциированных с ультраосновными щелочными и метаморфогенными породами, накапливаются руды железа, меди, ниобия, тантала, редкоземельных элементов, а также апатита и слюд. В альбититах формируются залежи урановых руд, ниобия, циркония, ториевых руд, лития, бериллия и редкоземельных элементов (см. Альбититовые месторождения). В скарновых месторождениях находятся промышленные скопления руд железа, меди, кобальта,свинца, цинка (см. Свинцово-цинковые руды), вольфрамовые руды, молибденовые руды, оловянные руды, руды бериллия, урана,золотые руды, борные руды, горный хрусталь, графит и другие полезные ископаемые. Большое количество полезных ископаемых концентрируется в пневматолитовых месторождениях и гидротермальных месторождениях, образующихся при температурах от 700 до 50°С из горячих газовых и жидких водных растворов, выделяющихся в процессе кристаллизации и остывания гранитных и базальтовых магм. Среди них главное значение имеют месторождения руд меди, никеля, кобальта, цинка, свинца, висмутовые руды, руды молибдена, вольфрама, олова, лития, бериллия, тантала, ниобия, мышьяковые руды, сурьмяные руды, ртутные руды, руды кадмия, индия, селена (см. Рассеянных элементов руды), серные руды, руды золота, серебра, урана, радия, кварц,баритовые руды, флюоритовые руды, асбест и другие полезные ископаемые. В колчеданных месторождениях вулканогенно-осадочного и вулканогенно-метасоматического происхождения сосредоточены запасы меди, цинка, свинца и барита (см.Колчеданы). В стратиформных месторождениях среди известняков, песчаников и сланцев находятся руды меди, цинка, свинца,сурьмы, ртути и флюорита.
При экзогенных процессах на поверхности Земли возникали осадочные, россыпные и остаточные месторождения полезных ископаемых. Осадочные полезные ископаемые накапливались на дне древних морей, озёр, рек и болот, образуя пластовые залежи во вмещающих их осадочных породах (см. Осадочные месторождения). Среди них выделяются механические, химические и биохимические (органогенные) осадки. К механическим осадкам относятся гравий, песок и глина. К химическим осадкам — некоторые известняки, доломиты, соли (см. Калийные соли, Каменная соль), а также руды алюминия (бокситы), железа, марганцевые руды, местами руды меди и других цветных металлов. К биохимическим осадочным отложениям принадлежат, по мнению большинства учёных, месторождения нефти и горючего газа, а также угля, горючих сланцев,диатомитов, некоторых разновидностей известняков и других полезных ископаемых. Россыпи формировались при накоплении в прибрежных океанических, морских и озёрных, а также речных песках химически устойчивых тяжёлых ценных минералов (золота,платины, алмазов, титановых, циркониевых, ториевых, оловянных и вольфрамовых минералов).Остаточные полезные ископаемые сосредоточены в древней и современной коре выветривания (см. Выветривания месторождения) при выщелачивании из них грунтовыми водами легкорастворимых соединений и накопления в остатке ценных минералов, а также за счёт происходящего при этом переотложения некоторой части минеральной массы. Их представителями могут служить залежи серы самородной, гипса, каолина, магнезита, тальковых руд, руд никеля, железа, марганца, алюминия (бокситы), меди и урана. При процессах метаморфизма возникают метаморфизованные и метаморфические полезные ископаемые. Метаморфизованные месторождения полезных ископаемых образуются за счёт изменения ранее существовавших эндогенных и экзогенных скоплений полезных ископаемых. К ним принадлежат имеющие крупнейшее промышленное значение месторождения железных руд докембрийского возраста (например, Криворожский железорудный бассейн, Курская магнитная аномалия в CCCP, озеро Верхнее в США и др.), а также месторождения марганца Индии и других стран. Метаморфические месторождения полезных ископаемых возникают при метаморфизме различных горных пород за счёт перегруппировки и концентрации некоторых компонентов, входящих в состав этих горных пород (некоторые месторождения графита и высокоглинозёмистых минералов — кианита, силлиманита). Закономерности формирования и размещения полезных ископаемых во времени и пространстве. На последовательных этапах развития земной коры возникали строго определённые формации горных пород и ассоциированных с ними комплексов полезных ископаемых. Повторяемость таких формаций в истории развития земной коры привела к повторяемости в образовании сходных групп полезных ископаемых от древнейших до самых юных этапов геологической истории, отмечаемой металлогеническими (или минерагеническими) эпохами. Последовательное закономерное размещение формаций горных пород и связанных с ними комплексов полезных ископаемых определило их закономерное распределение в составе земной коры, наметив металлогенические (или минерагенические) провинции. В пределах рудных провинций выделяются рудные области, которые подразделяются на рудные районы. На территории рудных районов обособляются рудные поля или рудные узлы с совокупностью месторождений, объединяемых общностью происхождения и геологической структуры. Рудные поля состоят изрудных месторождений, охватывающих одно или несколько рудных тел.
В пределах угленосных провинций различают угольные бассейны, районы и месторождения. В нефтегазоносных провинциях или бассейнах выделяют нефтегазоносные области, районы, нефтегазонакопления зоны, нефтяные, газовые или нефтегазовые месторождения и их залежи.
В истории формирования эндогенных полезных ископаемых намечаются 11 геолого-исторических этапов: гренландский (5000-3800 млн. лет), кольский (3800-2800), беломорский (2800-2500), карельский (2500-1800), готский (1800- 1500), гренвиллский (1500-1000), байкальский (1000-600), каледонский (600-400), герцинский (400-250), киммерийский (250-100), альпийский (100-0). Гренландский и кольский этапы соответствуют архею, от беломорского до гренвиллского — протерозою, а от каледонского до альпийского — фанерозою. Каждый из этих этапов начинается с базальтоидного магматизма, с которым связаны базальтофильные магматические месторождения руд железа, титана, ванадия, платиноидов, меди. Каждый этап завершается гранитоидным магматизмом с формированием гранитофильных постмагматических месторождений руд цветных, редких и благородных металлов. Базальтоидные месторождения полезных ископаемых впервые появились 3800 млн. лет назад, а гранитоидные — 2500 млн. лет назад и затем повторялись во все последующие этапы геологической истории. Для экзогенныхместорождений полезных ископаемых также намечаются эпохи их максимального развития, но не менее закономерного и более эпизодического. В связи с закономерным образованием и размещением месторождений полезных ископаемых возникали крупные области специфического геологического строения, содержащие в своих недрах определённые группы полезных ископаемых, называется провинциями полезных ископаемых. Формирование провинций различных полезных ископаемых определялось: типомгеосинклиналей и платформ, их геологическим возрастом и эпохой формирования полезных ископаемых, полнотой проявлений стадий геосинклинального и платформенного этапов геологического развития, распространением в их пределах определённых магматических, метаморфических и осадочных формаций горных пород, глубиной эрозионного среза. Районирование территорииконтинентов на провинции полезных ископаемых производится по принципу оконтуривания регионов с развитием месторождений той или иной эпохи. Однако эндогенные месторождения полезных ископаемых последующих эпох могут накладываться на площади распространения ранее образованных месторождений, создавая районы развития месторождений нескольких эпох. Поэтому провинции полезных ископаемых складчатых областей определяют на основе выделения площадей распространения месторождений завершающей эпохи. Провинции полезных ископаемых в пределах платформ включают месторождения кристаллического основания, чехла и зон тектоно-магматической активизации. В пределах геосинклинально-складчатых областей в связи с наложением месторождений полезных ископаемых последующих эпох на региональные площади распространения полезных ископаемых возникают полициклические провинции полезных ископаемых. С учётом рассмотренных принципов и принимая во внимание перечень минерагенических эпох, на территории земного шара выделяют провинции: альпийские, киммерийские, герцинские, каледонские, рифейские и протерозойско-архейские. К альпийским провинциям принадлежит внутренняя часть Тихоокеанского кольца, а также обширный пояс складчатых и глыбово-складчатых структур, возникший на месте Тетиса и протягивающийся из Альп в Карпаты, далее через Кавказ и Тянь-Шань в Гималаи и в Тихоокеанский архипелаг. При превалирующем развитии в этих провинциях альпийских месторождений они отличаются набором полезных ископаемых максимального количества эпох их образования. Так, например, в Кавказской альпийской провинции полезных ископаемых известны месторождения архейско-протерозойской, каледонской, герцинской, киммерийской и альпийской эпох. Для последней особенно характерны приповерхностные, в т.ч. вулканогенныегидротермальные, месторождения руд цветных металлов и золота. Примером герцинских провинций полезных ископаемых может служить Урало-Монгольский пояс. Эти провинции отличаются особенно полным развитием месторождений полезных ископаемых, включающим экзогенные и эндогенные образования всех стадий геосинклинального цикла развития, таких, как магматические месторождения руд железа, титана, хрома, платины и постмагматических месторождений руд цветных и благородных металлов.
Каледонские провинции ограничены по распространению и набору свойственных им месторождений. Их примером могут быть каледонские провинции Норвегии и Западного Саяна с характерными для них вулканогенными колчеданными месторождениями руд меди и цинка. Рифейские провинции (например, южная окраинная часть Сибирской платформы) содержат месторождения руд золота. В древних протерозойских провинциях полезных ископаемых Северной и Южной Америки, Африки, Австралии, Индии, Китая известны значительные месторождения руд марганца, меди, свинца и цинка, золота и урана.
По преобладающим формациям горных пород и ассоциированным с ними месторождениям полезных ископаемых намечают типы провинций полезных ископаемых. Выделяются фемические, или уральского типа, провинции с преобладающим развитием формаций базальтоидной магмы со свойственными им месторождениями руд железа, титана, ванадия, хрома, платиноидов, меди. Им противопоставляются сиалические, или верхоянского типа, провинции с превалированием формаций гранитоидной магмы и связанными с ними месторождениями руд олова, вольфрама, бериллия, лития. Иногда провинции полезных ископаемых называются по сочетанию специфических для них месторождений полезных ископаемых и их географическому положению. Например, выделяется оловянная провинция Дальнего Востока, золотоносная провинция Колымы, Западносибирская нефтегазоносная провинция, свинцово-цинковая провинция долины реки Миссисипи (см. Миссисипи верхнее) в США, Средиземноморскаябокситоносная провинция.
Определение условий образования и геологических закономерностей размещения полезных ископаемых — научная основа для их поисков и разведки (см. Геологоразведочные работы, Поиски месторождений полезных ископаемых, Разведка месторождений). При этом выделяются связи между месторождениями и главными чертами геологического строения и геологической истории даннойпровинции: стратиграфией, тектоникой, литологией, магматизмом, а также геохимией,гидрогеологией и геоморфологией местности. Совместное рассмотрение всех этих связей между отдельными элементами геологии позволяет составить прогноз вероятности обнаружения тех или иных полезных ископаемых и закономерностей размещения их месторождений. Такой прогноз является предпосылкой для оценки промышленных перспектив отдельных областей и районов и научной основой для геологических работ по выявлению тех или иных групп месторождений на их территории. См. также Минеральные ресурсы и Минеральное сырье.

41. Моретрясения и цунами. Моретрясение — внезапное колебание воды в открытом море, часто сопровождается катастрофическими приливно-отливными волнами у берегов. Моретрясение возникает в результате землетрясений, имеющих эпицентр на дне моря или на суше вблизи моря.Причиной моретрясения бывают внезапные сбросы в толще земной коры под дном моря, или грандиозные оползни берегового склона, или сильные извержения подводных вулканов.Последствия моретрясений зачастую не менее разрушительны, чем последствия землетрясений. Моретрясение может вызвать цунами, движущееся с большой скоростью.Одно из самых сильных моретрясений произошло в 1755 году вблизи Лиссабона. Треть города была разрушена 17-метровой волной и последующими толчками, 60 000 человек погибли.Распространенной разновидностью землетрясений являются сильные волновые колебания водной поверхности рек, озер, морей и океанов — моретрясения. Причины их те же, что и у колебаний на суше, — в основном тектонические процессы, извержения вулканов, взрывные работы. Возникающие при моретрясениях волны на воде часто по своей высоте, длине, скорости похожи на ветровые волны, но при­рода происхождения у них другая — сейсмическая.Иногда под воздействием особенно мощных тектонических сдвигов протяженных участков дна (при сильных подводных или прибрежных землетрясениях, реже — в результате вулканического извержения) возникают особые волны очень большой длины и высоты — цунами (в переводе с японского языка — большая волна в заливе).С точки зрения теории волн цунами относятся к гравитационным, то есть возникающим как под воздействием силы тяжести самой воды, так и под воздействием притяжения Солнца, Луны (приливные волны) или других тел.Каждый может увидеть уменьшенную модель гравитационной волны на канале или на узкой реке при быстром движении большой баржи или теплохода. Сначала при приближении судна вода как бы уходит, обнажая прибрежные участки дна, а затем с большой силой возвращается и может даже сбить с ног взрослого человека.В силу малой сжимаемости воды и быстроты процесса при землетрясении или взрыве масса (столб) воды под воздействием своей тяжести смещается, не успевая растечься. В результате на поверхности воды образуется возвышение или понижение. Возникшее возмущение этой массы воды переходит в колебательные движения соседних толщ воды — гравитационные волны цунами. Они заметно отличаются от обычных волн всеми своими характеристиками и поражающими факторами. Скорость распространения цунами от 50 до 800 км/ч, возле берега она падает.Длина волны — расстояние между соседними гребнями — от 5 до 1000 км, что не позволяет визуально одновременно увидеть вторую, третью и последующие цунами. На их приближение указывают внезапный отлив, быстрое понижение уровня воды и сильная воздушная волна, гонимая цунами. Если эти признаки появились, значит, счет пошел на минуты и нужно быстро покинуть берег.Цунами трудно увидеть издалека, потому что в глубоких водах высота волны относительно невелика — от 0,1 до 5м. И только у самого побережья, наталкиваясь на препятствие, масса воды вздыбливается, образуя волну высотой 10-15 м. А в узких бухтах, гаванях, долинах рек волны сильных цунами вырастают до 40-50 м, обрушивая на берег, прибрежные постройки, земельные угодья и дороги сотни тысяч тонн соленой воды, которая сначала сметает, а потом заливает все на своем пути. К разрушительным последствиям цунами относятся:гибель людей от ран, ушибов и утопления;уничтожение жилья и домашнего имущества;гибель судов и грузов, портовых сооружений;разрушение предприятий, дорог, трубопроводов и других коммуникаций;пожары, химические загрязнения почвы в результате разрушений хранилищ и промышленных объектов,загрязнение или уничтожение источников питьевой воды;смыв плодородного почвенно-растительного покрова, уничтожение сельскохозяйственных культур, скота, средств производства;уничтожение рыболовного флота и инфраструктуры рыбного хозяйства.В открытом море в 5-6 километрах от берега эти явления менее опасны, чем в прибрежной зоне и в долинах рек у океанского берега. Любое, даже небольшое, землетрясение на суше — это повод для усиления наблюдения за водой, особенно для тех, кто отдыхает или работает на берегах бухт и за­ливов. Но основной признак приближения цунами, как мы уже знаем, — это быст­рое обнажение морского дна. Домашние животные, грызуны начинают массовое бегство с места затопления, указывая правильный путь для людей — на возвышен­ности, подальше от воды (на 1-3 км). При угрозе цунами необходимо срочно покинуть зону возможного удара волны и еще более обширную территорию затопления — это главная и самая неотложная мера обеспечения безопасности. Если это не удается, нужно постараться подняться на самое возвышенное место либо на верхние этажи наиболее прочных домов или иных сооружений. Особенно устойчивы дома на сваях, а также строения, защищенные волнорезами. Если поблизости таких строений нет, нужно прятаться за любую преграду, которая может защитить от движущейся воды: дорожную насыпь, большие камни, деревья (лучше наиболее отдаленные и крепко укоренившиеся). Старайтесь держаться за дерево, камень или другие выступающие предметы, иначе воздушная волна и потоки воды могут протащить вас по камням, ударить о них, а возвращающаяся вода может унести в океан (море).

51. Химическое выветривание горных пород, причины, основные химические реакции (гидролиз, гидратация, окисление, растворение). Выветривание - Совокупность процессов физического и химического разрушения минералов и горных пород на месте их залегания: под влиянием колебаний температуры, замерзания и оттаивания воды в трещинах горных пород; под химическим воздействием воды, циркулирующей в верхней оболочке литосферы, и газов, находящихся в атмосфере и растворенных в воде; в результате деятельности растительных и животных организмов. Выветривание вызывается тем, что нарушается равновесие между минералами и горными породами, возникшими в определенной физико-химической обстановке, и той обстановкой, в которую они попадают в зоне выветривания. Разрушение, которое при этом происходит, сопровождается возникновением новых минеральных комплексов, соответствующих данным физико-химическим условиям. Различают физическое или механическое и химическое выветривание. Некоторые выделяют третий тип выветривания - органическое выветривание. Процессы физического и химического выветривания идут одновременно в тесной взаимосвязи, но в зависимости от физико-географических условий преобладает тот или другой тип выветривания. Область литосферы, где протекают процессы выветривания, называется зоной выветривания: в ней происходит превращение компактных пород в сравнительно рыхлые образования, представляющие собой кору выветривания. Различают: 1) зону современного выветривания, т. е. самую поверхностную часть земной коры, и 2) зону глубинного или векового выветривания. Для зоны современного выветривания характерны меняющиеся условия среды (резкие колебания температуры, влажности и др.), способствующие образованию коллоидов. В зоне глубинного выветривания существует постоянная температура, играет значительную роль давление и идет образование кристаллических тел (старение коллоидов). Глубина проникновения факторов В. рядом исследователей определяется различно. Максимальную глубину указывает Полынов (0,5 км). Наиболее интенсивно процессы выветривания идут на глубине нескольких десятков метров. Выветривание есть первоначальный этап разрушения горных пород, приводящий к образованию обломочного материала, который затем переносится и переотлагается другими геологическими агентами. Иногда выветриванием неправильно называют разрушение горных пород под влиянием деятельности рек, ветра, ледников и др. поверхностных геологических процессов. Выветривание горных пород - Выветривание горных пород и минералов - это процесс разрушения и химического изменения горных пород под влиянием температуры, химического и механического воздействия на них атмосферы, воды и организмов.
Различают три типа выветривания: физическое, химическое, биологическое.
Физическое выветривание - это процесс механического раздробления горных пород без изменения химического состава образующих их минералов. Физическое выветривание активно протекает при больших колебаниях суточных и сезонных температур, например в жарких пустынях, где поверхность почвы иногда нагревается до 60 - 70°С, а ночью охлаждается почти до 0°С. Процесс разрушения усиливается при конденсации и замерзании воды в трещинах горных пород, поскольку, замерзая, вода расширяется на своего объема и с огромной силой давит на стенки. В сухом климате аналогичную роль играют соли, кристаллизующиеся в трещинах горных пород. Так, соль кальция CaSO₄, превращаясь в гипс (CaSO₄ - 2H₂O), увеличивается в объеме на 33%. В результате от породы, разбитой сетью трещин, начинают отпадать отдельные обломки, и с течением времени ее поверхность может подвергнуться полному механическому разрушению, что благоприятствует химическому выветриванию. Химическое выветривание - это процесс химического изменения горных пород и минералов и образования новых, более простых соединений в результате реакций растворения, гидролиза, гидратации и окисления.
Важнейшими факторами химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. Вода выступает в роли активного растворителя горных пород и минералов, а растворенный в воде углекислый газ усиливает разрушающее действие воды.Основная химическая реакция воды с минералами магматических пород - гидролиз - приводит к замене катионов щелочных и щелочноземельных элементов кристаллической решетки на ионы водорода диссоциированных молекул воды. С деятельностью воды связана также гидратация - химический процесс присоединения воды к минералам. В результате реакции происходит разрушение поверхности минералов, что в свою очередь усиливает их взаимодействие с окружающим водным раствором, газами и другими факторами выветривания.
Реакция присоединения кислорода и образования оксидов (кислотные, основные, амфотерные, солеобразующие) называется окислением. Окислительные процессы широко распространены при выветривании минералов, содержащих соли металлов, особенно железа.
В результате химического выветривания изменяется физическое состояние минералов, разрушается их кристаллическая решетка. Порода обогащается новыми (вторичными) минералами и приобретает такие свойства, как связность, влагоемкость, способность к поглощению и др.
Биологическое выветривание - это процесс химического разрушения и химического изменения горных пород и минералов под влиянием организмов и продуктов их жизнедеятельности.При биологическом выветривании организмы извлекают из породы необходимые для построения своего тела минеральные вещества и аккумулируют их в поверхностном горизонте породы, создавая условия для формирования почвы. Корни растений и микроорганизмы выделяют во внешнюю среду углекислый газ и различные кислоты (щавелевую, яблочную, янтарную, плавиковую, азотную, серную и др.), которые разрушают минералы и усиливают процесс выветривания.
Большая роль в биологическом выветривании монолитных пород принадлежит лишайникам, которые разрушают породы как химически, выделяя углекислоту и кислоты, так и механически, проникая гифами внутрь минералов и трещин горных пород.
Животные в меньшей степени, чем растения, влияют на горные породы. Однако и они разрушают их путем механического разрыхления и выделения продуктов жизнедеятельности.
Разные породы и минералы имеют неодинаковую устойчивость к выветриванию. Более легко выветриванию подвергаются пористые породы с высоким содержанием минералов: вулканические пеплы, слюды и др. Наоборот, минералы с плотной структурой - устойчивы к выветриванию - это кварциты, граниты и др. Промежуточное положение занимают полевые шпаты.Интенсивность выветривания зависит также от климатических условий и главным образом от температуры и количества осадков. В условиях засушливого климата продукты выветривания накапливаются, в условиях влажного климата - вымываются (выщелачиваются).