В.Г. Суярко, О.О. Сердюкова

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ПОЛТАВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

МЕНІ ЮРІЯ КОНДРАТЮКА

 

В.Г. Суярко, О.О. Сердюкова

 

 

 

О С Н О В И Г Е О Л О Г І Ї

 

Навчальний посібник

 

Полтава 2012

ББК 26.3я7 С 91  

В.Г. Суярко, О.О. Сердюкова

    У книзі висвітлено основні відомості про будову Всесвіту, Сонячної системи, землі та земної кори. Схарактеризовано…

ЗМІСТ

Передмова	. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……………...
Вступ	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……….
Розділ 1.	Предмет і значення геології . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .
1.1.	Земля – планета Сонячної системи . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.	Форма, розміри та будова Землі. . . . . . . . . . . . . . . . . ...
1.3.	Геотектонічні гіпотези і теорії . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Розділ 2.	Мінерали та гірські породи. . ... . . . . . . . . . . . … .
2.1.	Мінерали і їх властивості . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .
2.2.	Класифікація мінералів. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.	Магматизм та магматичні гірські породи. . . . . . . . . . . .
2.4.	Седиментогенез і осадові гірські породи . . . . . . . . . . . .
2.5.	Метаморфізм та метаморфічні гірські породи . . . . . . .
Розділ 3.	Вивітрювання гірських порід . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.	Фізичне вивітрювання. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.	Хімічне вивітрювання. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.	Біологічне вивітрювання. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .
Розділ 4.	Підземні води. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .
4.1.	Гідрогеологічні властивості гірських порід . . . . . . . . .
4.2.	Будова водоносного горизонту та умови циркуляції підземних вод………………….. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.	Властивості та склад підземних вод…………………..
Розділ 5.	Тектонічні процеси. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.	Прояви тектонічних процесів. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.	Коливальні рухи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . ……. . . . . .
5.3.	Тектонічні деформації та елементи залягання гірських порід. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Розділ 6.	Вік земної кори. Поняття про геохронологію. . .. . . .
6.1.	Відносна геохронологія. Геохронологічна шкала. . . . .
6.2.	Абсолютна геохронологія. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3.	Геологічна історія земної кори. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .
Розділ 7.	Геологічна будова території України. . . . . . . . . . . . .
7.1.	Український кристалічний щит і Воронезька антекліза. . ……………………………………………….
7.2.	Дніпровсько-Донецька западина. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.3.	Донецька складчаста споруда. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4.	Причорноморська западина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5.	Волинсько-Подільська та Скіфська плити. . . . . . . . . . .
7.6.	Львівська западина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.7.	Гірські споруди Карпат, Криму та Добруджи. . . .. . . . .
Розділ 8.	Геологія родовищ нафти і газу. . . . . . . . .. . . . . . …. .
8.1.	Хімічний склад нафти і газу. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.2.	Походження нафти і газу. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .
8.3.	Поняття про породи-колектори. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.4.	Умови залягання нафтогазових покладів. . . . . . . . . . . .
8.5.	Ресурси і запаси нафти і газу. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Розділ 9.	Корисні копалини України. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .
9.1.	Горючі корисні копалини. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.	Інші корисні копалини. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .
Розділ 10.	Види і методи геологічних досліджень. . . . . . . . . . . .
10.1.	Методи досліджень у геології. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.2.	Геологорозвідувальні роботи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.3.	Геологічна документація. Складання геологічних карт, розрізів та стратиграфічних колонок. . . . . . . . . . .
Розділ 11.	Поняття про ноосферу. Охорона надр та геологічного довкілля.
11.1.	Людська діяльність як геологічний фактор. . . . . . . . . .
11.2.	Ноосфера як сфера діяльності людини. . . . . . . . . . . . . .
11.3.	Охорона надр та геологічного довкілля. . . . . . . . . . . . .
	Література. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

 

ПЕРЕДМОВА

 

 

Геологічні процеси в земній корі зумовлюють формування покладів нафти та газу. Тому без знання основ геології неможливо уявити, як, де і за яких умов утворюються природні вуглеводні. Серед основних проблем загальної геології виділяють: закономірності геологічного розвитку літосфери; формування її мінерального складу; утворення розривних і складчастих тектонічних структур; особливості динаміки й хімічного складу підземних вод і газів; проблеми тепломасопереносу в надрах; охорона геологічного довкілля та багато інших.

У процесі ознайомлення з основами геології студенти зможуть засвоїти важливі геологічні терміни і поняття, які використовують не лише в ході навчання, а й у подальшій роботі. Курс «Основи геології» ґрунтується на знаннях, здобутих у школі. Проте багато геологічних термінів і понять є цілком новими, що потребує серйозного ставлення студентів до їх вивчення.

Цю книгу було написано як навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів, котрі навчаються за спеціальностями «Видобування нафти і газу», «Обладнання нафтогазових свердловин». Знання основ геології дає змогу майбутнім видобувальникам зрозуміти принципи пошуку родовищ вуглеводневої сировини й геологічних умов їх розроблення.

 

Доктор геолого-мінералогічних наук,

професор В.Г. Суярко

 

ВСТУП

 

 

Навчальний посібник «Основи геології» присвячено вивченню геологічних процесів у надрах Землі. Його метою є не лише оцінка ролі геологічних факторів у формуванні покладів нафти і газу, а й гірничо-геологічних умов розроблення нафтогазових родовищ. Теоретичним підґрунтям при засвоєнні цього курсу є шкільні знання з географії, хімії, фізики.

Серед основних завдань навчального посібника «Основи геології» виділимо ознайомлення студентів з такими темами, як:

– побудова земної кори;

– ендогенні та екзогенні процеси;

– мінерали та гірські породи;

– підземні води;

– геологічна будова та корисні копалини України;

– людська діяльність як геологічний фактор.

Загальна геологія розглядає загальні відомості про Землю, починаючи з її положення у світовому просторі, процесів, що відбуваються у земній корі (літосфері) і закінчуючи геологічною діяльністю людини.

Геологічні знання мають важливе теоретичне й практичне значення, бо на їх основі здійснюються пошук та розвідка корисних копалин, серед яких чи не на перше місце виходить енергетична сировина – нафта і газ. В Україні, як і в інших промислово розвинутих країнах, забезпеченість енергоресурсами є основою економічної політики, через що видобування власної вуглеводневої сировини як на суші, так і в акваторіях Чорного та Азовського морів – першочергове державне завдання.

Фахівці з видобування нафти і газу не ведуть самостійних геологічних досліджень – для цього існують спеціалізовані геологорозвідувальні організації. Проте при проектуванні та розробленні родовищ вони повинні враховувати геологічні та гідрогеологічні особливості нафтогазоносних структур, що забезпечує прийняття правильних технологічних рішень у конкретних гірничо-геологічних умовах.

 

 

ГЛАВА 1 ПРЕДМЕТ І ЗНАЧЕННЯ ГЕОЛОГІЇ

 

 

Геологія(грецьк. гео – земля, логос – наука) – наука про Землю. До кінця ХІХ ст. вона була єдиною наукою, що вивчала склад земної кори, геологічну історію, процеси утворення мінералів і гірських порід, підземні води, родовища корисних копалин та багато інших проблем, пов’язаних з нашою планетою.

Геологія не лише розкриває закони природи, формуючи загальну модель розвитку матеріального світу. Вона також має величезне практичне значення, оскільки є основою прогнозування, пошуків, розвідки та видобування корисних копалин.

Величезна цікавість до геології, пов’язана з необхідністю пошуків сировини для промисловості, зумовила швидке накопичення геологічних знань. Від неї стали відокремлюватися специфічні наукові напрями, перетворюючись згодом у самостійні науки. Зараз кожна з цих наук розв’язує свої власні завдання.

Мінералогія – (лат. minera – руда) вивчає умови утворення, хімічний склад, будову, фізичні властивості й застосування мінералів.

Кристалографія (грецьк. кристалес – лід, гірський кришталь) – розглядає внутрішню будову мінералів та їх кристалічні форми.

Петрографія (грецьк. петра – скеля) – наука про гірські породи різних типів, їх мінеральний склад, походження, форми залягання.

Літологія (грецьк. літос – камінь) – вивчає склад, структуру, текстуру та генезис осадових гірських порід.

Історична геологія – наука про історію та закономірності розвитку земної кори.

Палеонтологія (грецьк. палеос – древній, онтос – організм) – вивчає історію минулих геологічних епох за викопними рештками рослин і організмів.

Стратиграфія (лат. strotum – шар) – розділ історичної геології, що розглядає історичну послідовність утворення шарів гірських порід.

Геотектоніка (грецьк. гео – земля, тектонікос – будова) – наука про структурні форми земної кори (розривні та складчасті), процеси їх утворення і розвиток в часі й просторі.

Геофізика – вивчає фізичні властивості гірських порід і фізичні поля Землі, що генеруються й існують у ній (сили тяжіння, магнітні, електричні, радіаційні та ін.).

Геохімія – вивчає закономірності розподілу і поведінку хімічних елементів у різних оболонках Землі, а також процеси їхньої міграції та концентрації, що приводить до формування родовищ корисних копалин.

Гідрогеологія (грецьк. гідра – вода, гео – земля, логос – наука) – наука про підземні води, їх походження, умови залягання, закони руху, режим, фізичні та хімічні властивості, зв’язок з гірськими породами, господарське значення.

Геоморфологія (грецьк. гео – земля, морфос – вигляд, логос – наука) – вивчає залежність форм земної поверхні від геологічних процесів.

Нафтогазова (промислова) геологія – розділ геології, пов’язаний з пошуками, розвідкою і розробкою родовищ нафти та газу.

Існує також і багато інших напрямів у геології, кількість яких невпинно зростає.

 

 

Земля – планета Сонячної системи

Астероїди, або «малі планети», у перерізі мають до 1000 км. Комети – космічні тіла, що рухаються навколо Сонця по витягнутих орбітах,… Метеорити – невеликі тіла, що часто падають в атмосферу Землі з міжпланетного простору. Найбільший, який упав на…

Форма, розміри та будова Землі

  Обертаючись навколо своєї осі, Земля одночасно обертається навколо Сонця, а… Швидкість обертання та положення осі обертання не є постійними величинами. Ці параметри в геологічному часі можуть…

Геотектонічні гіпотези і теорії

  Величезну роль у розвитку геології відігравали і відіграють геотектонічні… У 1913 році німецький геофізик А. Вегенер висунув думку про те, що головними у розвитку земної кори були горизонтальні…

Контрольні питання

2. На які окремі розділи науки поділяється геологія? 3. Які планети входять до Сонячної системи? 4. Що називають Галактикою?

ГЛАВА 2 МІНЕРАЛИ ТА ГІРСЬКІ ПОРОДИ

 

 

Речовина земної кори складається з хімічних елементів. Вони рідко трапляються у самородному стані, здебільшого утворюючи хімічні сполуки з двох або більше хімічних елементів, що є основою мінералів, з яких формуються гірські породи.

 

 

Мінерали та їх властивості

Мінерали – природні хімічні сполуки, переважно кристалічної будови, що мають певні фізичні та хімічні властивості. У природі мінерали зустрічаються… Ендогенні процеси мінералоутворення пов’язані, головним чином, з магмою –… Екзогенні мінерали утворюються в процесі фізико-хімічних перетворень осадів, що накопичуються в океанах, морях,…

Класифікація мінералів

Нижче наведені приклади деяких з основних представників найпоширеніших класів мінералів. Самородні елементи. У самородному стані у природі зустрічається близько 30… Золото Au. Гідротермальний високотемпературний мінерал, що у природі трапляється у вигляді дрібних зернят, дендритів,…

Магматизм та магматичні гірські породи

Магматизм – сукупність ендогенних геологічних процесів, породжених внутрішньою енергією Землі й пов’язаних з утворенням і рухом у земній корі… Магма – природний полум’яно-рідинний силікатний розплав, насичений газами, що… Магматизм може бути інтрузивним та ефузивним.

Седиментогенез та осадові гірські породи

Роль екзогенних процесів у седиментогенезі є провідною, оскільки джерелом їх енергії є сонячне випромінювання. Седиментогенез – це процеси взаємодії поверхневих геосфер Землі – атмосфери,… Принципова схема утворення осадових гірських порід включає таку послідовність основних процесів породоутворення:…

Метаморфізм та метаморфічні гірські породи

Термін метаморфізм (грецьк. – перетворення) було введено в геологічну науку французьким геологом Ч. Лайелем у 1885 році. Метаморфічні процеси… Генетичний сенс метаморфізму – у зміні первинного хімічного складу мінералів… Метаморфізм гірських порід може бути космогенним, що має місце в астроблемах (великих метеоритних кратерах), і…

Контрольні питання

2. З чим пов’язані ендогенні процеси мінералоутворення і за рахунок якої енергії вони виникають? 3. Як утворюються магматичні, осадові та метаморфічні мінерали? 4. Який стан мінералів називається кристалічним та аморфним. Чим вони відрізняються один від одного?

ГЛАВА 3 ВИВІТРЮВАННЯ ГІРСЬКИХ ПОРІД

 

 

Вивітрювання –процес руйнування і зміни гірських порід в умовах земної поверхні або приповерхневої зони під впливом екзогенних факторів (сонячного тепла, води, атмосферних газів та організмів). Відповідно виділяють фізичне, хімічне й біологічне вивітрювання. Всі види вивітрювання гірських порід є взаємопов’язаними і проходять одночасно. Перевага того або іншого з них залежить від кліматичних умов.

Уперше термін застосовано до «обточених» вітром залишків гірських порід у пустелі.

Продукти вивітрювання, що складаються з елювію, називають корою вивітрювання. Виділяють кори вивітрювання, до складу яких входять переважно продукти фізичного руйнування, і кори, які утворюються продуктами хімічного й біологічного вивітрювання: каолінову, латеритну, нонтронітову, окислених руд, ґрунтів та ін.

Каолінова кора вивітрювання розвивається переважно на гранітах. У її будові помітна зональність. Над свіжими, не зміненими гранітами звичайно залягають слабкокаолінізовані, тріщинуваті граніти, які вище переходять у глинисту масу, складену каолінітом і гідрослюдами (слюдоподібні мінерали, що утворюються при розкладанні слюди). У верхній частині розрізу кора вивітрювання представлена білим каолінітом, зернами кварцу та польових шпатів, що не розклалися, й лускоподібними слюдистими мінералами. Така кора вивітрювання розвинута на гранітних масивах Українського кристалічного щита.

Латеритна кора вивітрювання зустрічається в районах з вологим тропічним кліматом. Розвивається вона переважно на лужних й основних магматичних породах, а представлена гідроокисами заліза та алюмінію і має цегляно-червоний колір. Латеритні породи, збагачені окислами алюмінію, мають назву бокситів. Кора вивітрювання латеритного типу відома на території Африки, Південної Америки, Австралії та в інших районах. В Україні кора такого типу відома в Закарпатті, Приазов’ї й на Українському щиті. А у викопному вигляді – у Дніпровсько-Донецькій западині, Карпатах та інших регіонах.

Ґрунти – поверхневий шар літосфери, що характеризується родючістю. Дослідження показали, що окрім первинних мінералів (кварцу, польових шпатів, слюди тощо), ґрунти вміщують продукти хімічного вивітрювання (каолініт та ін.), органічні кислоти, перегній або гумус (лат. гумус – земля).

Гумус – аморфна органічна речовина бурого або чорного кольору, яка надає ґрунтам забарвлення. Вона складається з білків, жирів, вуглеводнів, смоли, воску та інших продуктів розкладання органічних тканин. Значну роль у процесах ґрунтоутворення відіграють органічні кислоти.

Ґрунти утворюються на будь-яких за складом гірських породах. Спочатку на породі селяться бактерії, лишайники, мохи. Розкладаючи мінерали і насичуючи їх органічною речовиною, найпростіші організми готують підґрунтя для більш високоорганізованих рослин типу кущів та дерев. У будові ґрунтів виділяють декілька генетичних горизонтів. Верхній, елювіальний горизонт характеризується переважним вимиванням речовин, що накопичуються у наступному – ілювіальному горизонті. Ґрунтовий шар поступово переходить у материнську породу. Ґрунти різних кліматичних зон різняться за складом, кольором, товщиною. Виділяється близько 30 генетичних типів ґрунтів, серед яких в Україні розвинуті: 1) лісові (підзолисті) ґрунти, які є характерними для північних регіонів країни; 2) ґрунти лугового степу (чорноземи), що формуються у центральних областях і становлять третину всіх європейських чорноземів; 3) ґрунти сухих степів (каштанові), розвинуті у південних областях; 4) ґрунти субтропічної зони (чорноземи), які утворюються в умовах теплового субтропічного клімату Криму. Окрім сучасних, на невеликій глибині у четвертинних і древніших відкладах іноді зустрічаються викопні ґрунти, що утворилися у минулі геологічні епохи.

 

Фізичне вивітрювання

Нерівномірне надходження сонячного тепла не лише у різні пори року, а й доби зумовлює періодичне нагрівання та охолодження гірських порід. Коливання…  

Хімічне вивітрювання

Інтенсивність хімічного вивітрювання залежить від багатьох причин, головними з яких є рельєф місцевості, кліматичні умови, хімічні властивості… Розглянемо найпоширеніші процеси хімічного вивітрювання. Розчинення. Залежить від мінерального складу гірських порід, хімічної активності води, природних та кліматичних умов.…

Біологічне вивітрювання

Механічна робота рослин полягає у руйнуванні гірських порід корінням, яке проникає у тріщини. Хімічна дія живих організмів та рослин проявляється як за їхнього життя, коли… У наш час наймасштабніший та найінтенсивніший вплив на гірські породи приповерхневої частини літосфери спричиняє…

Контрольні питання

2. В яких формах проявляється геологічна діяльність вітру? 3. При яких умовах відбувається фізичне вивітрювання? 4. Які існують види продуктів вивітрювання?

ГЛАВА 4 ПІДЗЕМНІ ВОДИ

Підземними називаються води, що знаходяться у гірських породах у різних фізичних станах – рідинному, твердому та пароподібному. Вивчає підземні води наука гідрогеологія.

Вода – одна з найпростіших природних сполук водню з киснем. За звичайних умов – це безбарвна рідина без запаху і смаку. Молекулярна маса – 18,0153. Густина – 1,0.

Вода входить до складу мінералів, заповнює пори й тріщини у гірських породах. У верхньому п’ятикілометровому шарі земної кори зосереджено близько 60 млн. км ³ води, або 42% від загального об’єму гідросфери. У глибоких зонах земної кори вода має високу температуру (іноді більше ніж 100 – 200^о С), переважно хлоридно-натрієвий склад і високу мінералізацію – до 200 – 300 г/дм³ (що переводить її у стан розсолів). У верхній частині літосфери (до 1000 м) переважають холодні, прісні, гідрокарбонатні та гідрокарбонатно-сульфатні води.

Підземні води здатні пересуватися як у горизонтальному, так і у вертикальному напрямках. Вертикальний рух вод буває висхідним та низхідним. У першому випадкові вони піднімаються різними каналами фільтрації під дією високого тиску надр (геостатичного, геодинамічного, гідростатичного, теплового й ін.), а у другому – занурюються внаслідок дії гравітаційних сил. Виходи підземних вод на денну поверхню називаються джерелами. Підземні води здійснюють розчинення, перенесення та відкладення мінеральної речовини.

Вода зустрічається у гірських породах у рідинному, пароподібному та твердому станах. У вигляді льоду вона наявна у породах у тих районах земної кулі, де середньорічні температури є нижчими за нуль градусів. Водяна пара насичує породи в областях з аридним кліматом. Але головним чином вода знаходиться у земній корі в рідинному стані. Розрізняють декілька видів води у гірських породах.

Кристалізаційна (хімічнозв’язана) вода – входить до складу кристалічних ґраток мінералів. Прикладами є гіпс – Ca[SO₄]^.2H₂O та лімоніт – Fe₂O₃^.nH₂O.

Гігроскопічна вода – наявна у слабковологих породах, облямовуючи тонким (молекулярним) шаром зерна мінералів. Утворюється шляхом конденсації водяної пари з ґрунтового повітря і видаляється лише при нагріванні.

Плівкова вода – формує на зернах мінералів тонку плівку, що здатна переміщатися під дією молекулярних сил.

Капілярна вода – заповнює дрібні пори розміром до 1 мм. Утримується в них силами поверхневого натягу. Як і плівкова вода, при сильному випаровуванні переміщується з нижчезалягаючих горизонтів у вищезалягаючі. Капілярні води вміщуються у тонкопористих породах (глинах, суглинках, супісках і т. ін.). Кристалізаційна, гігроскопічна, плівкова та капілярна води суттєвої ролі у геологічних процесах не відіграють.

Гравітаційна вода – вміщується у великих порах (більше за 1 мм) і тріщинах. Вона здатна переміщуватися під дією сил тяжіння (гравітації) з вищезалягаючих горизонтів у нижчезалягаючі. На відміну від попередніх типів вод її називають вільною. Гравітаційна вода відіграє дуже важливу роль у підземному стоці води.

За походженням підземні води поділяються на інфільтраційні, седиментаційні, конденсаційні та магматогенні (ювенільні).

Інфільтраційні води утворюються при інфільтрації (просмоктуванні) у ґрунт атмосферних опадів та поверхневих вод. Вони відіграють найсуттєвішу роль у підземному кругообігові в приповерхневій зоні літосфери (зоні вільного водообміну).

Седиментаційні води – води, що знаходяться в осадках та захоронюються з ними на різних стадіях їх переформування в гірську породу – діагенезу та катагенезу. Вони можуть бути одного віку з тими породами, у яких містяться (реліктові води). Проте седиментаційні води (внаслідок ущільнення водовміщуюючих порід) часто переміщуються у контактуючі товщі іншого віку, а іноді (розсоли) і у нижні частини гідрогеологічного розрізу (води седиментаційні переміщені).

Конденсаційні води – утворюються при конденсації водяної пари у ґрунтах, а також унаслідок скипання при різкій зміні температури і тиску в глибоких водоносних горизонтах. Велике значення у поповненні запасів підземних вод вони мають у пустельних регіонах.

Магматичні води – води глибинного, магматичного походження, які Е. Зюсс (1902 р.) назвав ювенільними (лат. juvenilis – юний). Утворюються в процесі охолодження магм, вміст води у яких досягає 10 – 12%. У чистому вигляді, за винятком магматичних розплавів, майже не зустрічаються, оскільки у гідросфері змішуються з іншими генетичними типами вод.

 

 

Гідрогеологічні властивості гірських порід

  n= Vn/V 100%, (4.1)  

Будова водоносного горизонту та умови циркуляції

Підземних вод

У будові будь-якого водоносного горизонту виділяють такі елементи: ложе (водотрив), водоносний шар (горизонт) та дзеркало (рівень) ґрунтових вод.… За наявності області розвантаження води переміщуються в бік структури, що… У межах однієї ділянки може бути не один, а декілька водоносних горизонтів, які відділені один від одного водотривкими…

Властивості та склад підземних вод

До фізичних властивостей належать колір, прозорість, запах, смак та температура води. Підземні води зазвичай не мають кольору. Лише за наявності в… Смак підземним водам надають розчинені в них солі: NaCl – солоний, KCl –… Залежно від температури підземні води поділяються на:

Контрольні питання

1. Які води називаються підземними? 2. За рахунок чого відбувається переміщення підземних вод? 3. Які види води зустрічаються у гірських породах?

ГЛАВА 5 ТЕКТОНІЧНІ ПРОЦЕСИ

Тектонічні процеси (грецьк. тектонос – створюючий) – це процеси перерозподілу мас гірських порід у літосфері Землі та верхній мантії (тектоносфері), енергетичним джерелом яких є ендогенна енергія. Генерація її пов’язана з фізико-хімічними перетвореннями на різних рівнях земних надр (радіоактивний розпад, хімічні реакції) й формуванням гравітаційного поля Землі (внаслідок впливу на неї Сонця, Місяця, планет Сонячної системи і Галактики в цілому).

 

 

Прояви тектонічних процесів

Радіальні рухи спрямовані вздовж радіусів Землі по вертикалі. Рухи мають висхідний або низхідний характер і призводять до підйому або занурення… Коливальні рухи – повільні вікові підняття або занурення земної поверхні. Вони… Хвильові рухи – різновид коливальних рухів, що викликають на одних ділянках земної кори підняття, а на суміжних –…

Коливальні рухи

Сучасні коливальні рухи реєструють геодезичними приладами. Чисельні виміри висот поверхні континентів над рівнем моря свідчать про те, що одні… Занурення поверхні суші реєструється у Північній Європі на південному березі… Вивчення коливальних рухів здійснюється історичними, геодезичними, геоморфологічними та геологічними методами.

Тектонічні деформації та елементи залягання гірських порід

Пластичні деформації особливого значення набувають у глибоких зонах земної кори. Вони відбуваються шляхом тектонічних рухів у певних напрямках без… Гірські породи, що утворюють земну кору, займають у ній певне просторове… Найпоширенішою формою залягання осадових порід є шар чи пласт – геологічне тіло, що складене однорідною осадовою…

Контрольні питання

2. Якими є наслідки тектонічних процесів? 2. Як поділяються тектонічні рухи? 3. Як тектонічні рухи впливають на рельєф?

ГЛАВА 6 ВІК ЗЕМНОЇ КОРИ. ПОНЯТТЯ ПРО ГЕОХРОНОЛОГІЮ

 

Геохронологія (грецьк. гео – Земля, хронос – час, логос – наука) – вчення про вік, тривалість і послідовність формування гірських порід, що утворюють земну кору. На її основі геологічний час поділено на окремі частини, визначено геологічні етапи в історії Землі та її органічного світу, розроблено геохронологічну шкалу. Розрізняють відносну та абсолютну (ядерну, ізотопну) геохронологію.

 

 

Відносна геохронологія. Геохронологічна шкала

Згідно з прийнятим геохронологічним розподілом, геологічний час поділяється на два нерівнозначних еони (лат. аеоn – довготривалий період часу) –… Протягом нього сформувалися базальтова та гранітна оболонки земної кори.… Дві перших – архейська та протерозойська – входять до складу криптозою, а три інших – палеозойська, мезозойська та…

Абсолютна геохронологія

Абсолютна, або ядерна (ізотопна), геохронологія встановлює вік гірських порід (головним чином метаморфічних і магматичних), а також руд та… Вимірювання віку проводиться за вмістом у породах та мінералах материнських і…  

Геологічна історія земної кори

Докембрій. Докембрійська історія характеризує початкову стадію геологічного розвитку Землі. Це найдовша і мало вивчена стадія, що продовжувалася… Високорозвинений органічний світ протерозою вказує, що життя на Землі… Палеозой. Його тривалість близько 340 млн. років. Різниця у фауні, петрографічному складі порід та інші ознаки…

Контрольні питання

1. Яким є геологічний вік Землі? 2. За допомогою яких методів визначають відносний вік геологічних порід? 3. На чому ґрунтується стратиграфічний метод визначення віку гірських порід?

ГЛАВА 7 ГЕОЛОГІЧНА БУДОВА ТЕРИТОРІЇ УКРАЇНИ

Територіально Україна розташована у південно-західній частині Східноєвропейської платформи. Вона оточена гірськими спорудами, які є частиною Середземноморської альпійської складчастої області. У будові платформи беруть участь породи докембрійського, палеозойського, мезозойського і кайнозойського віку, що утворюють три структурних поверхи – докембрійський, палеозойський та мезокайнозойський.

На платформенній частині України виділяються такі найважливіші геологічні структури: Український кристалічний щит та Воронезька антекліза; Дніпровсько-Донецька западина; Донецька складчаста споруда; Причорноморська, Львівська і Закарпатська западини; Волино-Подільська та Скіфська плити; Передкарпатський прогин; гірські споруди Карпат, Добруджі й Криму; шельф Чорного та Азовського морів (рис. 7.1).

 

 

Рисунок 7.1 – Схема геологічної будови України

 

Український кристалічний щит і Воронезька антекліза

Український кристалічний щит – брилове підняття кристалічного фундаменту Східноєвропейської платформи, що в межах України простягається вздовж… Український кристалічний щит вирізняється високою рудопродуктивністю. З… Воронезька антекліза (грецьк. – виступ), або Воронезький кристалічний масив, своєю південною частиною заходить на…

Дніпровсько-Донецька западина

  Дніпровсько-Донецька западина (ДДЗ), що входить разом із Донецькою складчастою… Відкриття родовищ нафти і газу сприяло проведенню різних геолого-геофізичних досліджень регіону, вивченню його…

Донецька складчаста споруда

У кінці пізньої перми відбулася заальська фаза герцинського тектогенезу, в результаті якої утворилося більшість структурних форм регіону. При цьому… У Донецькій складчастій споруді основними тектонічними елементами є глибинні… У ДСС виділяються глибинні розломи двох основних напрямків: субмеридіальні та субширотні. Древнішими є субмеридіальні…

Причорноморська западина

Геоструктурно на території Причорноморської западини виокремлюються південний схил докембрійської платформи (Український щит) і елементи складчастих… Границі Причорноморської западини визначаються умовно. На півночі – це схил… Причорноморська западина виникла внаслідок довготривалого занурення південних схилів Українського щита, що…

Волинсько-Подільська та Скіфська плити

Фундамент її сформовано з магматичних і метаморфічних гірських порід архейського та ранньопротерозойського віку, розчленованих на окремі фрагменти.… За геоморфологічними ознаками в межах Волино-Подільської плити виділяються… Скіфська плита – молода платформа в межах Середземноморського геосинклінального поясу в південно-західній частині…

Львівська западина

Окрім Дніпровсько-Донецької западини, що знаходиться на лівобережжі України, розділяючи її з півночі на південний схід, виділяються й інші… Львівська западина (Львівський палеозойський прогин) – геологічна структура у…  

Гірські споруди Карпат, Криму та Добруджи

Карпати.Гірська система на сході Центральної Європи, що розміщена на території України, Угорщини, Польщі, Чехії, Словаччини і Румунії. В Україні… Карпатська гірська система, що має ширину до 430 км, простягається на 1500 км.… Карпати утворюють північно-східну гілку Альпійської складчастої геосинклінальної області Європи. Виділяються великі…

Контрольні питання

1. Які найважливіші геологічні структури виділяються у платформенній частині України? 2. Яку частину країни займає Український кристалічний щит? Що він собою… 3. В якій частині України знаходиться Воронезький кристалічний масив?

ГЛАВА 8 ГЕОЛОГІЯ РОДОВИЩ НАФТИ І ГАЗУ

 

 

Нафта і природний вуглеводневий газ – одні з найголовніших енергетичних джерел сучасного суспільства. Саме завдяки їх використанню у промисловості й побуті стало можливим здійснення науково-технічної революції у ХХ столітті. І сьогодні найбагатшими у світі є нафто- та газовидобувні країни.

Родовища нафти і газу утворюються в різних геологічних умовах – як на суші, так і у морських басейнах (переважно у шельфових зонах). Геологія нафтогазових родовищ розглядає процеси їх формування, закономірності розповсюдження та особливості залягання покладів у геологічних структурах, генезис (походження) вуглеводнів та методику прогнозування, пошуку, розвідки та розроблення нафтогазових родовищ. На геологічній основі розроблено принципи підрахунку ресурсів і запасів вуглеводневої сировини в надрах.

 

 

Хімічний склад нафти і газу

Нафта і природний газ – складні горючі суміші вуглеводнів різних класів, що вміщують домішки невуглеводневих речовин. Останні захоплюються ними із… Нафта – багатокомпонентна вуглеводнева масляниста рідина, що має колір від… Густина нафт коливається в межах 650…1050 кг/м3. Теплота згорання – від 43,7 до 46,2 МД/кг.

Походження нафти і газу

Походження (генезис) нафти і газу – є дискусійною проблемою вже протягом більше ніж 100 років. Вона має не лише наукове, а й величезне практичне… Оскільки єдиної думки про походження нафти та вуглеводневих газів не існує,… Принципова схема перетворення органічної речовини в нафту і газ є такою. Органічна речовина рослинного й тваринного…

Поняття про породи-колектори

  Нафта і газ разом з водою циркулюють в літосфері у породах-колекторах, що… Пористість гірських порід характеризує наявність у них порожнин (пор). Саме завдяки пористості, породи можуть…

Умови залягання нафтогазових покладів

  Поклад нафти або газу – природне, локальне скупчення нафти і газу в одному… Форма і розміри покладу вуглеводнів пов’язані з формою і розміром пастки. Основний параметр покладу – його запаси. …

Ресурси і запаси нафти та газу

  Для визначення наявності у надрах певної території нафти і газу використовують… Ресурси – очікувана кількість нафти, газу та конденсату в надрах геологічного об’єкта (нафтогазоперспективного…

Контрольні питання

2. На чому ґрунтуються технологічні класифікації нафта? 3. Які гази мають назву природних горючих газів? 4. Як утворюється газовий конденсат?

ГЛАВА 9 КОРИСНІ КОПАЛИНИ УКРАЇНИ

 

За потужністю мінеральносировинної бази Україна входить у число провідних держав світу. Займаючи усього 0,4% земної суші, де проживає 0,8% населення планети, вона у своїх надрах має 5% світового мінерально-сировинного потенціалу. В Україні розвідано більше ніж 20 тис. родовищ та проявів більше ніж 200 видів корисних копалин, 120 з яких людство використовує сьогодні. З них більше ніж 8 тис. родовищ 94 видів корисних копалин мають промислове значення. Найбільше економічне значення мають кам’яне вугілля, нафта і газ, залізні й марганцеві руди, самородна сірка, кам’яна та калійна солі, нерудні будівельні матеріали, мінеральні води. Їх родовища знаходяться у різних геологічних регіонах. За розвіданими запасами деяких корисних копалин Україна випереджає РФ, США, Велику Британію, Францію, ФРН, Канаду та інші великі держави світу. Зокрема, за запасами і видобутком залізних , марганцевих, титано-цирконієвих руд, багатьох видів неметалічної сировини Україна займає провідне місце серед країн Європи й світу.

 

 

Горючі корисні копалини

  На початок 2011 року в Україні державним балансом ураховано 385 родовищ… Основною нафтогазоносною структурою є Дніпровсько-Донецька нафтогазоносна область, що відкрита у 1950-их роках з…

Нші корисні копалини

  Залізо. За розвіданими запасами залізних руд Україна займає перше місце у… Загальні запаси залізних руд в Україні оцінюються у 27,4 млрд. т. З 88 родовищ 60 розташовані у Криворізькому басейні,…

Контрольні питання

2. Скільки родовищ та проявів корисних копалин розвідано в Україні? 3. Які види корисних копалин мають найбільшепромислово-економічне значення для… 4. Скільки нафтогазових провінцій відомо в Україні?

ГЛАВА 10 ВИДИ І МЕТОДИ ГЕОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

 

Наші знання про Землю постійно розширюються. Зростають глибини видобування корисних копалин. Проводяться нові дослідження великих глибин включно з мантією Землі. Вивчаються процеси тепломасопереносу. Подальше вивчення сейсмічності дозволяє прогнозувати землетруси. Серед актуальних проблем геології – дослідження хімічного складу різних сфер планети, що дозволяють пояснити геохімічні процеси у її глибинах (явища метаморфізму, гідротермального рудоутворення, формування покладів нафти і газу тощо). Гідрогеологія, що спрямована на вивчення ресурсів, процесів формування і руху підземних вод, намагається забезпечити суспільство основним її життєвим ресурсом – водою.

Таким чином, метою геологічних досліджень є розширення ресурсної бази існування людства.

 

 

Методи досліджень у геології

Геофізичні методи вивчають фізичні поля Землі: електромагнітне, гравітаційне, теплове й інші. Ними досліджують глибини, яких не досягають глибокі… Усе ширше застосовують методи підземної геофізики – радіохвильового… Ці методи мають велике значення не лише в процесі виконання геологознімальних робіт, але і при пошуках та розвідці…

Геологорозвідувальні роботи

1. Регіональні геолого-знімальні та геофізичні роботи. За їхніми результатами виокремлюються перспективні на виявлення корисних копалин структури,… 2. Пошук родовищ – спрямований на виявлення родовищ корисних копалин. Пошук виконується у три підстадії:

Геологічна документація. Складання геологічних карт, розрізів та стратиграфічних колонок

Геологічна карта – це графічне зображення на топографічній основі особливостей геологічної будови певної території. На карту наносять границі… Призначення геологічних карт визначають їх масштаби. До дрібномасштабних… Найрозповсюдженішими у геологічній практиці є середньо-масштабні карти (1:200000 – 1:50000). Ними користуються для…

Контрольні питання

2. У чому полягає основний результат геологічної зйомки? 3. Яка фізична основа методу глибинного сейсмічного зондування? 4. На чому ґрунтується магнітометричний метод дослідження?

ГЛАВА 11 ПОНЯТТЯ ПРО НООСФЕРУ. ОХОРОНА НАДР ТА ГЕОЛОГІЧНОГО ДОВКІЛЛЯ

Наслідки втручання людини у земні надра за своїми масштабами є не меншими, а іноді й перевищують наслідки деяких геологічних процесів. Так, загальна кількість вийнятих за рік при розробленні шахт і кар’єрів гірських порід перевищує за своїми об’ємами кількість продуктів виверження, що кожний рік викидаються вулканами. Просідання ґрунтів у місцях експлуатації рідинних та газоподібних корисних копалин за швидкістю є не меншим за занурення земної поверхні при тектонічних коливальних рухах. У геологічній діяльності людини можна виділити руйнівну роботу, переробку мінеральної сировини, розміщення розкритих порід і промислових відходів.

 

 

Людська діяльність як геологічний фактор

  Руйнація верхніх шарів земної кори на території України здійснюється при… Іншою формою руйнування літосфери є розроблення родовищ нафти, газу, підземних вод. Унаслідок цього відбувається…

Ноосфера як сфера діяльності людини

Теоретичним підґрунтям цієї концепції стали його лекції про біосферу у Сорбонні (Париж, 1922 – 23 рр.). Згодом, у 1927 р., французький філософ Е.… Серед складових ноосфери виділяють антропосферу (сукупність людей як… Діяльність людини в гірництві включно з пошуками, розвідкою та видобуванням нафти та газу відбувається в межах…

Охорона надр та геологічного довкілля

  Протягом багатьох століть у природі встановлювалися геохімічна та біохімічна… Для відтворення порушеного природного балансу необхідно розв’язати важливі проблеми, пов’язані з охороною…

Контрольні питання

2. До чого призводить переробка мінеральної сировини, розміщення розкритих порід і промислових відходів? 3. Як утворюються і на які види поділяються антропогенні відклади? 4. Що вивчає техногенна геологія?

ЛІТЕРАТУРА

  1. Горбачев А. М. Общая геология. – М.: Высшая школа, 1981. – 351 с. 2. Геологический словарь (в двух томах). – М.: Недра, 1973. – Т. 1. – 486 с, Т. 2. – 456 с.

Навчальне видання

Суярко Василь Григорович

Сердюкова Ольга Олексіївна

 

 

ОСНОВИ ГЕОЛОГІЇ

НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК

Редактор Н.В. Жигилій Коректор І.Л. Петренко