ПОРОДООБРАЗУЮЩИЕ МИНЕРАЛЫ И ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

  Кафедра динамической геологии и гидрогеологии  

ЧАСТЬ I. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ КУРСА

1. РАБОЧИЙ ПЛАН ПО I И II СЕМЕСТРАМ, ч.   Отделение Семестр Количество часов …  

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

3.1. ОСНОВНОЙ   1. Горшков Г.П., Якушова А.Ф. Общая геология. М.: Изд-во МГУ, 1973.

ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ

  Понятие о минералах, их физические свойства; минеральные индивиды и агрегаты.… Простейшая генетическая классификация горных пород.

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ТЕРМИНОВ И ПОНЯТИЙ

6. ОСНОВНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ, КОТОРЫЕ НЕОБХОДИМО УСВОИТЬ   Химический состав Земли в целом, земной коры, метеоритов, атмосферы, гидросферы (преобладающие 6-8 элементов, %).…

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ЦИФРОВЫХ ДАННЫХ

Количество больших планет Солнечной системы. Средняя масса планет Земной группы. Средняя плотность планет Земной группы. Средний радиус Земли, объем…  

ЧТО НУЖНО УМЕТЬ ЗАРИСОВАТЬ

Расположение больших планет в Солнечной системе относительно Солнца; схему строения атмосферы; схему сферического (зонального) строения Земли;…

НЕКОТОРЫЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ КУРСА

Установочные лекции знакомят студентов-заочников с методикой работы над курсом, программой, литературой, методическими пособиями. Обзорные лекции охватывают разделы курса, наиболее трудные для… В лекционном курсе читаются разделы о положении Земли в мировом пространстве, планетах Земной группы, метеоритах,…

УЧЕБНАЯ ПОЛЕВАЯ ПРАКТИКА

Практика проводится в основном в окрестностях Перми. Проводятся однодневные маршруты на Камское водохранилище, в Кунгурскую Ледяную пещеру и… Организационный период. Студенты знакомятся с инструкциями, разбиваются на… Полевые наблюдения включают кроме маршрутов и экскурсий ежедневную камеральную обработку всех полученных данных:…

ЧАСТЬ II. ПОРОДООБРАЗУЮЩИЕ МИНЕРАЛЫ И

ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МИНЕРАЛАХ

Минералами называются природные химические соединения или самородные элементы, возникающие в земной коре и на ее поверхности в результате различных… В. И. Вернадский (1923) определял минерал как «физически или химически… Горные породы – это плотные или рыхлые агрегаты, состоящие из однородных или различных минералов, либо минералов и…

Шкала твердости минералов (Мооса)

Твердость минералов шкалы относительна. Так, твердость талька, определенная на специальном приборе путем вдавливания, равна 2,4 кг/мм2, а алмаза –… В поле геологи часто пользуются бытовой шкалой твердости, порядковый номер… 1. Грифель мягкого карандаша.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Что такое минерал? Породообразующие минералы.

2. Формы нахождения минералов в природе.

3. Взаимоотношения формы и химического состава минералов.

4. Макроскопическое определение минералов; свойства, определяемые визуально.

5. Определение цвета минералов,

6. Блеск и прозрачность минералов.

7. Излом и спайность минералов.

8. Твердость минералов.

9. Удельный вес и специфические свойства минералов.

10. Порядок описания минералов.

Вопросы объединяются по два в варианты и даются в виде контрольной работы, рассчитанной на 15-20 минут.

11.6. ХИМИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ МИНЕРАЛОВ

 

Современная химическая классификация минералов основывается на химическом составе и рентгенометрически изученном кристаллическом строении вещества, тесно связанных с их генезисом. По химическому признаку выделяют классы и подклассы минералов, отвечающие все большей детализации их состава. По структурным признакам выделяются отделы, подотделы, группы и подгруппы минералов. Из общего числа минералов около 34% приходится на силикаты, около 25% – на оксиды и гидроксиды, около 20% – на сульфиды; на долю всех остальных минералов приходится около 21%.

В курсе общей геологии для определения предлагаются породообразующие минералы следующих таксономических единиц:

I класс – самородные элементы.

II класс – сульфиды.

III класс – оксиды и гидроксиды.

IV класс – хлориды (подкласс безводных хлоридов).

V класс – фториды (группа флюорита).

VI класс – карбонаты.

VII класс – сульфаты.

VIII класс – фосфаты.

IX класс – силикаты.

Силикаты по химическому составу и структурному строению делятся на подклассы и группы.

Самородные элементы – сера, графит, алмаз в химическом отношении являются простейшими веществами, состоящими из одного, реже – из смеси двух элементов. Они не являются породообразующими, но имеют широкое практическое применение. В породах часты в виде включений. Происхождение – метаморфическое, вулканогенное, при разложении сульфидов, при распаде сернокислых соединений в присутствии органических веществ.

Сульфиды – пирит, халькопирит, галенит – это соединения элементов, главным образом металлов с серой. Сульфиды не являются породообразующими, но представляют практический интерес, как руды цветных и черных металлов. Характерными чертами для минералов этого класса являются металлический блеск (кроме сфалерита) и темная черта. Сульфиды не прозрачны, отличаются ярко-золотисто-желтым цветом, твердостью и формой кристаллов. Происхождение – контактово-метаморфическое, гидротермальное, реже – при разложении остатков животных и растений в осадочных породах.

Оксиды и гидроксиды. Это соединения элементов с кислородом и гидроксильной группой ОН. Минералы этого класса широко распространены в земной коре и составляют около 17% ее массы. Некоторые из них являются породообразующими, оксиды железа – рудами: лимонит, гематит, магнетит. Сюда относится кварц и корунд с их разновидностями.

Кварц: Горный хрусталь – прозрачная разновидность кварца.

Морион – черный кварц.

Раухтопаз – дымчатый, прозрачный.

Аметист – фиолетовый.

Халцедон – скрытокристаллическая разновидность кварца.

Агат – полосчатый халцедон.

Кремень – загрязненный халцедон.

Опал – водный оксид кремния.

Корунд и его разновидности: рубин – красная, сапфир – синяя.

Происхождение различное. Кварц является минералом-индикатором кислых магматических пород, широко представлен и в метаморфических, осадочных породах.

Хлориды– галит, сильвин – это соли галоидно-водородных кислот. Они являются породообразующими минералами и имеют практическое значение. Отличительной их чертой является пестрая окраска, небольшая твердость, стеклянный блеск, совершенная и весьма совершенная спайность. Легко растворяются в воде и поэтому имеют вкус. Галит и сильвин лагунно-морского осадочного происхождения.

Фториды – флюорит (плавиковый шпат) – фторид кальция. Образует зернистые скопления, отдельные кристаллы и их сростки. Цвет разнообразный – бесцветный, желтый, зеленый, голубой, фиолетовый, часто пестроцветный. Спайность совершенная в четырех направлениях параллельно граням октаэдра; твердость 4. Флюорит в основном гидротермального происхождения.

Карбонаты – кальцит, доломит. Это соли угольной кислоты. Отличаются светлой чертой, невысокой твердостью (3-4), спайностью и реакцией с соляной кислотой (10-5%), степень интенсивности которой у разных минералов различна и позволяет отличать их друг от друга. Эти минералы широко распространены и имеют породообразующее значение. Происхождение различно: гидротермальные процессы, процессы выветривания и осадконакопления в водных бассейнах, полостях пород.

Сульфаты – гипс и его разновидности (селенит, марьино стекло), ангидрит. Это соли серной кислоты. Известны как широко распространенные породообразующие минералы. Отличаются белой чертой, малой твердостью. По физическим свойствам мало отличаются от карбонатов, но не реагируют с соляной кислотой. Образуются в поверхностных условиях как химический осадок в озерах, морских лагунах, реже при выпадении из растворов подземных вод, а также в результате окисления сульфидов и серы.

Фосфаты – апатит. Соли фосфорной кислоты имеют породообразующее значение и практическое применение. Образуются при магматических процессах, а также осадочным путем из фосфорсодержащих остатков древних организмов или из вулканогенных растворов в бассейнах.

Силикаты. Это наиболее многочисленный, а по структурному и химическому строению – сложный класс. Минералы его слагают по весу 85% земной коры и являются породообразующими.

Основная структурная единица силикатов – кремнекислородный тетраэдр [SiO₄]^4–, обладающий 4 свободными валентными связями, за счет которых происходит присоединение ионов других элементов. Способ соединения тетраэдров определяет форму кристаллов минералов и положен в основу разделения силикатов на подклассы: островные, кольцевые, цепочечные (цепные), ленточные, листовые (слоевые) и каркасовые (каркасные) (рис. 5, 6).

В пределах подклассов выделяются группы и подгруппы минералов, отличающихся не только строением, но и химическим составом.

Островные силикаты благодаря плотной упаковке ионов обладают высокой твердостью и довольно большим удельным весом. К островным силикатам из широко распространенных породообразующих минералов относятся оливин и гранат.

Оливин отличается зеленым цветом, высокой твердостью. Происхождение магматическое. Основной минерал ультраосновных и основных пород.

Гранаты встречаются преимущественно в метаморфических и метаморфизованных породах, реже в изверженных. Известно несколько разновидностей гранатов – альмандин темно-красного или бурого цвета, розовато-красный пироп, зеленый гроссуляр.

Кольцевые силикаты. Их структура образована кольцами из трех, четырех или шести кремнекислородных тетраэдров.

К этому подклассу относится берилл – полупрозрачный и прозрачный зеленый минерал, образующий шестигранные призматические кристаллы. Из него добывается металл бериллий.

Турмалин – это минерал, который встречается в гранитных породах, в пегматитовых телах, а также в сланцах на границе с магматическими породами. Может быть зеленого, розового, бурого и черного цвета. Используется в радиотехнике и как драгоценный камень.

Цепные силикаты имеют вид относительно коротких призматических кристаллов, представляющих в поперечном сечении восьмиугольник. В этот подкласс входит группа пироксенов (авгит), которые делятся на моноклинные и ромбические.

Отличаются темным цветом, призматической короткостолбчатой формой кристаллов, стеклянным блеском (от роговой обманки). Происхождение магматическое, реже метаморфическое. Главный минерал основных пород и реже – средних.

Ленточные силикаты широко представлены в породах группой амфиболов, представителем которых является роговая обманка. Ее лучистая разновидность называется актинолитом. Амфиболы по внешнему виду трудно отличить от пироксенов, однако первые имеют шелковистый блеск, вытянутые столбчатые, часто игольчатые кристаллы с шестиугольным сечением. Лучше заметна спайность. Химический состав их непостоянен. Происхождение магматическое и метаморфическое.

Листовые (слоевые) силикаты характеризуются невысокой твердостью и весьма совершенной спайностью, определяющейся внутренней структурой минералов этого подкласса. По химическому составу эти минералы разделяются на силикаты (тальк, серпентин) и алюмосиликаты (группа слюд), в которых часть кремния замещается алюминием. Происхождение, в основном, метаморфическое.

Каркасовые (каркасные) силикаты отличаются постоянной высокой твердостью, стеклянным блеском и хорошо заметной спайностью. В этом подклассе выделяются две группы: полевые шпаты и фельдшпатиды.

Полевые шпаты по химическому составу делятся на две подгруппы:

Калиевые полевые шпаты отличаются светлой чертой и прямоугольными сколами в двух направлениях по спайности. Наиболее распространен в этой группе ортоклаз, очень похож на него по физическим свойствам и химическому составу микроклин, зеленая разновидность которого называется амазонитом. Микроклин отличается от ортоклаза по углу спайности на 20¢, так что внешне при визуальном определении это различие неуловимо.

Натриево-кальциевые полевые шпаты (или плагиоклазы), представляющие непрерывный ряд изоморфных смесей двух минералов: альбита и анортита. По содержанию кремнекислоты плагиоклазы делятся на кислые (альбит, олигоклаз), средние (андезит), основные (лабрадор, битовнит, анортит). Макроскопически различить разновидности плагиоклазов очень трудно. От калиевых полевых шпатов они отличаются более темной зеленовато-серой окраской (за исключением альбита), штриховкой на гранях кристаллов и косоугольными (87°) сколами по спайности.

Фельдшпатиды по химическому составу сходны с полевыми шпатами, но беднее их кремнекислотой. Иначе их называют заместителями по полевым шпатам. Альбиту из фельдшпатидов соответствует нефелин, ортоклазу и микроклину – лейцит. Генезис магматический и метаморфический.

В общем виде схема классификации силикатов представлена в табл. 3.

Таблица 3

Классификация силикатов

 

Подкласс	Группа	Минералы
Островные	ортосиликаты	оливин, гранаты
Кольцевые		берилл, турмалин
Цепочечные (цепные)	пироксены	авгит, эгирин-авгит
Ленточные	амфиболы	роговая обманка, актинолит
Листовые (слоевые)		тальк, серпентин
	алюмосиликаты	биотит, мусковит, хлориты, каолинит, глауконит
Каркасовые (каркасные)	калиевые полевые шпаты	ортоклаз, амазонит
	Nа-Са полевые шпаты (плагиоклазы)	альбит, лабрадор, анортит
	фельдшпатиды	нефелин (элеолит)

 

11.7. ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ

 

Магматизм. Глауконит. Метаморфизм. Группа гранатов. Вулканогенный. Амазонит. Гидротермальный. Диагенез. Процессы экзогенные. Метасоматоз. Дегидратация. Сталактиты, сталагмиты. Химическое выветривание. Кремнекислородный тетраэдр. Серицит. Асбест. Пироксены. Каолинит. Амфиболы. Гидрослюды. Актинолит

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО КЛАССИФИКАЦИИ МИНЕРАЛОВ

 

1.Принципы, положенные в основу современной классификации минералов. Типы и классы минералов.

2. Типы, классы, подклассы и группы минералов.

3. Характеристика самородных элементов.

4. Характеристика класса сульфидов.

5. Характеристика оксидов и гидроксидов.

6. Характеристика хлоридов, фторидов, карбонатов;

7. Характеристика сульфатов, фосфатов.

8. Классификация силикатов.

9. Отличительные свойства минералов: доломита и ангидрита, апатита и флюорита, галита и кальцита, гематита и лимонита, апатита и кварца, гипса и ангидрита, флюорита и кварца.

10. Определение минерала.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО СИЛИКАТАМ

 

1. На каком принципе основано подразделение силикатов на подклассы и группы? Перечислить их.

2. Характеристика цепных и ленточных силикатов.

3. Листовые силикаты.

4. Каркасовые силикаты.

5. Отличительные свойства минералов:

а) оливина и кварца, оливина и апатита;

б) авгита и роговой обманки, ортоклаза и альбита;

в) талька и хлорита, ортоклаза и кварца;

г) биотита и мусковита, биотита и хлорита;

д) калиевых полевых шпатов и плагиоклазов;

е) нефелина и ортоклаза, нефелина и кварца.

6. Друзы, генезис, экзогенные процессы, сталагмиты, глауконит.

7. Дендриты, магматизм, дегидратация, кремнекислородный тетраэдр.

8. Секреции, метаморфизм, химическое выветривание, диагенез.

9. Оолиты, вулканогенный, псевдоморфизм, пироксены, серицит.

10. Побежалость, амфиболы, иризация, эндогенные процессы.

 

11.10. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛОВ

 

Определение минерала нужно начинать с твердости, так как она является постоянной для большинства из них. По твердости все минералы разбиты на семь групп. В первых шести они объединяются в подгруппы по блеску, где каждый имеет номер, против которого указаны наиболее характерные признаки, отличающие этот минерал от других.

Ход определения минерала следующий: предположим, мы определили твердость минерала 3. Следовательно, минерал относится ко второй группе твердости, т. е. с твердостью от 2 до 3 включительно. Затем определяем блеск минерала. Допустим, что блеск стеклянный. Обращаемся к подгруппе 2 (минералы со стеклянным или перламутровым блеском). В этой подгруппе пять номеров: 26, 27, 12, 11, 14, каждому из которых присуще то или иное свойство. Так, для 27 характерны черный цвет и способность расщепляться на тонкие листочки, а для 26 – светлый цвет и расщепляемость на листочки, для 12 – соленость и т. д.

Оказывается, что определяемый минерал не соленый и не расщепляется на листочки, но от капли слабой соляной кислоты бурно «вскипает». Минерал с подобными свойствами имеет № 14. Далее следует перейти к табл. 4, где главные породообразующие минералы распределены по классам, и под этим номером находим, что это кальцит. Определив все остальные свойства, окончательно убеждаемся в правильности нашего определения. Теперь минерал следует описать в соответствии с порядком описания (см. с. 31).

Перечень групп минералов по твердости:

I. Минералы с твердостью до 2 включительно

II. Минералы с твердостью от 2 до 3 включительно

III. Минералы с твердостью от 3 до 4 включительно

IV. Минералы с твердостью от 4 до 5 включительно

1.

С жирным или стеклянным блеском, желтый и зеленоватый, прозрачный

V. Минералы с твердостью от 5 до 6 включительно

VI. Минералы с твердостью от 6 до 7 включительно

VII. Минералы с твердостью свыше 7

1.	Цвет красный, многогранники, твердость 7,5
2.	Твердость 9, кристаллы бочёнковидные, штриховка на плоскостях спайности

Таблица 4

Характеристика породообразующих минералов

Продолжение таблицы 4 № пп Класс Название минерала, химический состав Твер-дость Блеск Цвет … Продолжение таблицы 4 № пп Класс Название минерала, … Окончание таблицы 4 № пп Класс Название минерала, химический состав Твер-дость …

Минеральный состав важнейших интрузивных пород

(+) – минерал породообразующий; (–) – минерал отсутствует; (+/–) –обычно присутствует, но может и отсутствовать; (–/+) – обычно отсутствует, но…   12.5. ПОРЯДОК ОПИСАНИЯ

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Классификация магматических пород по условиям образования.

2. Классификация магматических пород по вещественному составу.

3. Как отличить интрузивную породу от эффузивной?

4. Вулканогенные породы.

5. Отличительные признаки средних и кислых пород.

6. Отличительные признаки средних и основных пород.

7. Отличительные признаки основных и ультраосновных пород.

8. Порфировые и миндалекаменные породы.

9. Определение образцов горных пород.

ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Осадочные горные породы являются продуктом разрушения любых других пород, жизнедеятельности организмов и выпадения из воздушной или водной среды… Осадочные породы покрывают около 75% поверхности континентов. Многие их них… Осадочные породы классифицируются по происхождению и химическому составу. По происхождению выделяется три генетические…

Обломочные породы

Классифицируются обломочные породы не по химическому и минеральному составу, а по абсолютной и относительной величине обломков и по наличию или отсутствию цемента. Обломочные осадочные породы одного и того же названия могут иметь различный химический и минеральный состав (табл. 7).

Таблица 7

Обломочные горные породы

· грубообломочные (псефиты) – от греч. «псефос» – камешки – размер обломков более 2 мм в поперечнике; · песчаные (псаммиты) – от греч. «псаммос» – песок – размер обломков от 2 до… · пылеватые (алевриты)– от греч. «алеврос» – мука – размер обломков от 0,05 до 0,005 мм в поперечнике;

Глинистые породы

Глинистые породы называют пелитами, от греч. пелёс – глины. Пелиты состоят из мельчайших частиц (меньше 0,005 мм) глинистых минералов,… По степени литифицированности среди глинистых пород выделяются глины и аргиллиты.

Хемогенно-биогенные породы

В результате различных химических реакций, как в водной среде, так и на поверхности суши, а также жизнедеятельности животных и растительных… · Карбонатные – известняки, известковый туф, мергели, доломиты. · Кремнистые – диатомиты, опоки, трепел, яшмы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Генетические группы осадочных горных пород.

2. Псефиты.

3. Псаммиты.

4. Алевриты

5. Пелиты.

5. Классификация хемогенно-биогенных осадочных пород.

6. Карбонатные породы.

7. Кремнистые породы.

8. Каустобиолиты.

9. Определение образцов горных пород.

МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Метаморфические горные породы возникают в результате преобразования ранее существовавших осадочных, магматических, а также метаморфических пород,… К факторам метаморфизма относится воздействие высокой температуры и давления,… По преобладанию тех или иных факторов в ходе преобразования выделяется несколько различных типов метаморфизма:…

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Понятие о метаморфизме. Типы метаморфизма.

2. Региональный метаморфизм осадочных горных пород.

3. Региональный метаморфизм магматических горных пород.

4. Динамометаморфизм.

5. Контактовый метаморфизм.

6. Минералы метаморфических горных пород.

7. Отличительные признаки метаморфических горных пород.

8. Структуры и текстуры метаморфических горных пород.

9. Определение образцов метаморфических горных пород.

 

Таблица 9

Важнейшие метаморфические породы

ЧАСТЬ III. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ КАРТЫ И РАЗРЕЗЫ

ТИПЫ И МАСШТАБЫ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ КАРТ

Геологическая карта является графическим изображением на топографической карте в определенном масштабе геологического строения какого-либо участка… В зависимости от того, какие геологические особенности хотят отразить,… Карты полезных ископаемых изображают распространение минерального сырья, содержащегося в горных породах, слагающих…

ШКАЛА ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИХ И

СТРАТИГРАФИЧЕСКИХ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ

В основу составления геологических карт положены литолого-стратиграфический и структурный принципы. Горные породы рассматриваются с учетом их состава, условий и времени возникновения, последующего преобразования. При составлении геологических карт, т. е. при геологическом картировании, необходимо знать возрастную последовательность пород, участвующих в строении района. В связи с этим главнейшая задача – определение относительного и абсолютного возраста горных пород. Относительный возраст дает представление о том, какие породы образовались раньше, а какие позднее без оценки продолжительности времени, прошедшего с момента их возникновения. Наиболее применимыми методами определения относительного возраста горных пород являются стратиграфический, петрографический, палеонтологический и, в последние десятилетия, палеомагнитный. Стратиграфический (от латинского stratum – слой) метод заключается в установлении последовательности напластования слоев горных пород, слагающих район. Метод основан на правиле, сформулированном в XVII в. датским натуралистом Н. Стено и заключающемся в том, что каждый вышележащий слой моложе нижележащего (принцип последовательности напластования). Это правило справедливо лишь для ненарушенного (первичного) залегания слоев горных пород, сформировавшегося в процессе осадконакопления. Стратиграфический метод определения относительного возраста горных пород неприменим в районах, где первичное залегание слоев изменено последующими тектоническими движениями.

Петрографический (литологический) метод основан на сравнении горных пород по их составу и строению. Одинаковый состав горных пород, находящихся на значительном расстоянии друг от друга, предполагает одновременное их формирование, что не всегда верно.

Наиболее надежен палеонтологический метод, основанный на выделении слоев, содержащих комплексы органических остатков. Обнаружение одинаковых палеонтологических остатков в породах на участках, значительно удаленных один от другого, позволяет установить их одновозрастность независимо от условий залегания слоев и состава горных пород.

Палеонтологический метод определения относительного возраста горных пород применим лишь к слоистым осадочным отложениям. К магматическим и метаморфическим породам, лишенным органических остатков, этот метод неприменим.

Палеомагнитный метод основан на способности горных пород сохранять характер намагниченности того времени, в которое они образовались. Магнитное поле Земли через различные интервалы времени меняет свой знак, то есть испытывает инверсию и северный полюс меняется местами с южным. Прямая и обратная полярность, закрепляясь в горных породах, составляют сущность палеомагнитного (магнитно-стратиграфического) метода расчленения отложений. Стратиграфическая корреляция отложений осуществляется по фиксации в горных породах интервалов прямой и обратной намагниченности. Первая стратиграфическая шкала была утверждена в 1881 г. на II Международном геологическом конгрессе в Болонье (Италия).

Абсолютный возраст – это возраст, выраженный в абсолютных единицах времени (тысячелетия, миллионы лет), время, прошедшее с момента возникновения горной породы. Абсолютный возраст горных пород определяется радиологическими методами, основанными на изучении природной радиоактивности минералов. Нестабильные изотопы урана, тория, калия, стронция, углерода обладают определенной скоростью распада, характеризуемой периодом полураспада. Период полураспада радиоактивного элемента известен и определение абсолютного возраста минерала, содержащего радиоактивный элемент, заключается в том, чтобы найти отношение массы вновь образованного химического элемента к массе материнского изотопа. Широкое применение получили свинцово-изотопный, калий-аргоновый, рубидиево-стронциевый и углеродный методы, позволяющие определять абсолютный возраст всех генетических типов горных пород. Радиологические методы определения абсолютного возраста горных пород появились в связи с открытием явления радиоактивности. Радиологические методы особенно важны для докембрийских образований, лишенных органических остатков. Первая геохронологическая шкала была разработана в 1938 г. английским геологом А. Холмсом.

К настоящему времени создана общая стратиграфическая (геохронологическая) шкала, отражающая историю развития земной коры. В шкале приняты следующие временные и соответствующие им стратиграфические подразделения (табл. 10):

Наиболее крупные стратиграфические подразделения – эонотемы: архейская, протерозойская и фанерозойская, которым в геохронологической шкале соответствуют эоны различной длительности

Таблица 10

Геохронологические и стратиграфические подразделения

Подразделения
Геохронологические (по времени образования отложений)	Стратиграфические (по возрасту отложений)
Эон	Эонотема
Эра	Эратема
Период	Система
Эпоха	Отдел
Век	Ярус
Время	Зона

 

. Архейская и протерозойская эонотемы, охватывающие почти 80% времени существования Земли, выделяются под общим названием докембрий.

В табл. 11-13 приведены геохронологические и стратиграфические подразделения, их индексы, абсолютный возраст, указано цветовое обозначение горных пород соответствующего возраста.

Название эонотем и групп происходят от греческих слов: «археос» – древнейший; «протерос» – первичный; «палеос» – древний; «мезос» – средний; «кайнос» – новый.

Названия систем и соответствующих им периодов даны либо по названию местности, где отложения соответствующего возраста были впервые установлены (пермская – от Пермской губернии в России), либо по характерным особенностям отложений (меловая), либо по народностям, населявшим ту или иную территорию (силурийская – по племени «силуры», населявшему Уэльс), либо по характеру внутренних подразделений (триас – тройной). Четвертичную систему именуют антропогеновой, так как в этом возрастном интервале появился человек. Системы подразделяются на два или три отдела, которым соответствуют ранняя, средняя, поздняя эпохи. Отделы разделяются на ярусы, которые характеризуются присутствием определенных видов ископаемой фауны. Ярусы подразделяются на зоны, являющиеся наиболее дробной частью стратиграфической шкалы, которой в геохронологической шкале соответствует время. Названия ярусов даются по географическим названиям районов, где этот ярус был выделен (например, кунгурский, уфимский, казанский и др.). Зона обозначается по наиболее характерному виду ископаемой фауны. Всем подразделениям стратиграфической шкалы соответствуют геологические разрезы, в которых эти подразделения были впервые выделены.

Таблица 11

Стратиграфическая (геохронологическая) шкала

Эратема/Эра (длительность, млн. лет)	Система/Период (длительность, млн. лет)	Отдел/Эпоха	Цвет
Кайнозойская KZ (65)	Четверичная Q (1,7-1,8)	Голоцен Q3	Грязно-желтый или (бледно-серый)
Плейстоцен Q2
Эоплейстоцен Q1
Неогеновая N (22)	Плиоцен N2	Желтый
Миоцен N1
Палеогеновая P (41)	Олигоцен P3	Оранжево-желтый
Эоцен P2
Палеоцен P1
Мезозойская MZ (170)	Меловая K (70)	Верхний K2	Зеленый
Нижний K1
Юрская J (55-60)	Верхний J3	Синий
Средний J2
Нижний J1
Триасовая T (40-45)	Верхний T3	Фиолетовый
Средний T2
Нижний T1
Палеозойская PZ (340-350)	Пермская P (50-60)	Верхний P3 (Татарский)	Оранжево-коричневый (кирпичный)
Средний P2 (Биармийский)
Нижний P1 (Приуральский)
Каменноугольная С (50-60)	Верхний С3	Серый
Средний С2
Нижний С1
Девонская D (50)	ВерхнийD3	Коричневый
Средний D2
Нижний D1
Силурийская S (25-30)	Верхний S2	Серо-зеленый (болотный)
Нижний S1
Ордовикская О (45-50)	Верхний О3	Оливковый
Средний О2
Нижний О1
Кембрийская Є (90-100)	Верхний Є3	Сине-зеленый
Средний Є2
Нижний Є1
Протерозой PR	Верхний PR2(1080)	Венд V	Сиренево-розовый
Рифей R
Нижний PR1 (950)
Архей AR (1400)	Верхний AR2	Розовый
Нижний AR1

Архейская + Протерозойская группы – Криптозойская эонотема (эон).

Палеозойская + Мезозойская + Кайнозойская группы – Фанерозойская эонотема (эон).

Таблица 12

 

Общая стратиграфическая шкала четвертичной системы, 2007

Таблица 13

Стратиграфическая шкала пермской системы, 2006

Такие разрезы являются эталонными, типичными и называются стратотипами. Не следует смешивать подразделения стратиграфические и геохронологические.…  

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ НА ГЕОЛОГИЧЕСКИХ КАРТАХ

Для указания состава, времени формирования и условий залегания горных пород на геологических картах применяются особые условные знаки, которые могут… Цветовые знаки применяются для обозначения возраста осадочных и вулканических… Таблица 14

Цветовые обозначения магматических горных пород

Буквенными и цифровыми обозначениями (индексами) указывается возраст, а для интрузивных и молодых вулканических пород и состав. В составлении индексов существуют определенные правила. Вначале ставится латинизированное название системы в виде заглавной или заглавной и строчной букв (первых букв слова).…

Буквенные обозначения магматических горных пород

Когда необходимо отразить присутствие в одном стратиграфическом подразделении 2-х систем, отделов, ярусов, используют знаки «+» и «−» (тире):… Штриховые условные знаки применяются на стратиграфических колонках,… Из других условных обозначений необходимо знать линии геологических границ: установленные геологические границы –…

СЛОИСТОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД

  Слой (пласт) – это более или менее однородный первично обособленный осадок… В химических, органогенных осадках слоистость является результатом изменения либо химического, органического состава,…

ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ ЗАЛЕГАНИЕ СЛОЕВ

ГОРНЫХ ПОРОД

Горизонтальное залегание слоев характеризуется общим горизонтальным или близким к нему расположением поверхностей наслоения. Идеально горизонтальных… При горизонтальном залегании абсолютные высоты выбранной поверхности наслоения… Так как при горизонтальном залегании каждый нижеследующий слой является более древним, чем его перекрывающий, то при…

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫ И РАЗРЕЗА

Рассмотрим методику построения геологической карты участка с горизонтальным залеганием пород. В распоряжении геолога должны быть топографическая… Устье скважины – это место пересечения скважиной поверхности земли. Под… Рассмотрим пример построения стратиграфической колонки геологической карты на основе топографической карты масштаба…

Расчет абсолютной отметки подошвы слоя

Строим стратиграфическую колонку по образцу на рис. 12. Вертикальный масштаб для изображения слоев выбираем таким образом, чтобы самый маломощный… Рис. 12. Стратиграфическая колонка отложений, вскрытых скважиной

ВАРИАНТЫ РАЗРЕЗОВ СКВАЖИН

 

Вариант 1. Карта 1. Линия А-Б. Скважина 1, Абсолютная отметка устья 250 м:

0-12 – элювиальные суглинки, коричневые – верхний отдел четвертичной системы;

12-48 – песчаник серый, полимиктовый верхний отдел пермской системы;

48-80 – мергель известковистый, трещиноватый нижний отдел пермской системы;

80-102 – известняк светло-серый, оолитовый – средний отдел каменноугольной системы.

 

Вариант 2. Карта 1. Линия В-Г. Скважина 2, Абсолютная отметка устья 250 м:

0-15 – глина коричневая, песчаная – современный отдел четвертичной системы;

15-28 – глина белая, известковистая – верхний отдел неогеновой системы;

28-56 – гипс белый, трещиноватый – нижний отдел пермской системы;

56-105 – известняк серый, кавернозный – верхний отдел каменноугольной системы.

 

Вариант 3. Карта 2. Линия А-Б. Скважина 3, Абсолютная отметка устья 805 м:

0-20 – галечник – отложения неогеновой системы;

20-48 – песчаник бурый с прослоями конгломерата – верхний отдел меловой системы;

48-120 – мергель серый, пелитоморфный, плитчатый – нижний отдел меловой системы;

120-285 – известняк светло-серый, тонкозернистый – верхний отдел пермской системы;

285-700 – доломит серый, массивный – средний отдел каменноугольной системы.

 

Вариант 4. Карта 2. Линия В-Г. Скважина 3, Абсолютная отметка устья 805 м:

0-35 – глина коричневая, карбонатная, песчанистая – верхний отдел неогеновой системы;

35-74 – мергель темно-серый, трещиноватый – нижний отдел неогеновой системы;

74-140 – известняк светло-серый с прослоями мергелей – верхний отдел меловой системы;

140-280 – доломит розовато-серый, мраморовидный – нижний отдел меловой системы;

280-420 – известняк темный, массивный – верхний отдел юрской системы;

420-685 – кварциты серые, темно-серые, слюдистые – нижний отдел юрской системы.

 

Вариант 5. Карта 3. Линия А-Б. Скважина 4, Абсолютная отметка устья 345 м:

0-10 – галечник – современный отдел четвертичной системы;

10-18 – мергель коричневато-серый, трещиноватый – верхний отдел пермской системы;

18-40 – известняк светло-серый – нижний отдел пермской системы;

40-95 – доломит оолитовый, массивный – средний отдел каменноугольной системы.

 

Вариант 6. Карта 3. Линия В-Г. Скважина 5, Абсолютная отметка устья 325 м:

0-10 – суглинки серые, рыхлые – четвертичная система;

10-24 – песчаник коричневато-бурый, известковистый – верхний отдел пермской системы;

24-85 – известняк серый, окремненный – верхний отдел каменноугольной системы;

85-120 – доломит серый, мраморовидный – средний отдел каменноугольной системы.

 

Вариант 7. Карта 4. Линия А-Б. Скважина 6, Абсолютная отметка устья 930 м:

0-20 – пески серые, кварцевые, косослоистые – верхний отдел неогеновой системы;

20-35 – глина серая, местами песчанистая – нижний отдел неогеновой системы;

35-80 – мергель светло-серый, толсто-плитчатый – верхний отдел палеогеновой системы;

80-435 – известняк светло-серый, плотный, массивный – верхний отдел меловой системы;

435-750 – доломит серый, с прослоями мергелей – нижний отдел меловой системы.

 

Вариант 8. Карта 4. Линия В-Г. Скважина 7, Абсолютная отметка устья 1010 м:

0-400 – известняк серый, окремненный – верхний отдел юрской системы;

400-650 – аргиллит темно-коричневый, плотный – средний отдел юрской системы;

650-800 – песчаник серый, кварцитовидный – нижний отдел юрской системы;

800-1005 – известняк серый, темно-серый, окремненный, плотный – пермская система.

 

Вариант 9. Карта 5. Линия А-Б. Скважина 8, Абсолютная отметка устья 185 м:

0-25 – гипс белый, сахаровидный – неогеновая система;

25-39 – известняк серый, трещиноватый, выщелоченный – верхний триас;

39-65 – доломит слоистый, местами мучнистый – средний триас;

65-89 – ангидрит голубой, плотный – нижний триас;

89-115 – известняк светло-серый, зернистый, с редкими кавернами – нижняя пермь.

 

Вариант 10. Карта 5. Линия В-Г. Скважина 9, Абсолютная отметка устья 185 м:

0-20 – песчаник серый, по слоистости ожелезнен – верхняя пермь;

20-35 – доломит голубовато-серый, массивный – нижняя пермь;

35-60 – известняк тонкозернистый, кавернозный, битуминозный – карбон;

60-85 – аргиллит светло-серый – силур;

85-120 – известняк серый, полосчатый, мраморизован – силур.

 

Вариант 11. Карта 6. Линия А-Б. Скважина 10, Абсолютная отметка устья 700 м:

0-12 – суглинки щебнистые – четвертичная система;

12-25 – глина коричневая, монолитная – неогеновая система;

25-85 – гипс серый, трещиноватый, выщелоченный – нижний отдел пермской системы;

85-140 – каменная соль, пестро-цветная – нижний отдел пермской системы;

140-180 – известняк светло-серый, оолитовый – нижний отдел пермской системы;

180-240 – доломит светлый, плотный – средний отдел каменноугольной системы.

 

Вариант 12. Карта 6. Линия В-Г. Скважина 11, Абсолютная отметка устья 700 м:

0-8 – суглинки коричневые со щебнем карбонатных пород – четвертичная система;

8-50 – известняк органогенный, пористый – нижний отдел пермской системы;

50-115 – доломит серый, с прослоями мергеля – средний отдел каменноугольной системы.

115-240 – известняк серый, монолитный – нижний отдел каменноугольной системы.

 

Вариант 13. Карта 7. Линия А-Б. Скважина 12, Абсолютная отметка устья 245 м:

0-10 – глины коричневые, щебнистые – четвертичные отложения;

10-34 – переслаивание мергелей, известняков и доломитов – средний девон;

34-85 – известняки глинистые, доломитизированные – средний девон;

85-108 – известняки серые, плотные, тонкозернистые – нижний девон;

108-150 – кварциты плотные, зернистые – нижний силур.

 

Вариант 14. Карта 7. Линия В-Г. Скважина 12, Абсолютная отметка устья 245 м:

0-15 – галечники пестро-цветные, кварцевые – четвертичная система;

15-40 – песчаники серые, известковистые – верхняя пермь;

40-65 – мергель коричневый, плитчатый, местами кавернозный – верхняя пермь;

65-140 – известняк серый, выщелоченный, трещиноватый – нижняя пермь.

 

Вариант 15. Карта 8. Линия А-Б. Скважина 13, Абсолютная отметка устья 523 м:

0-10 – суглинки коричневые, рыхлые, щебнистые – четвертичная система;

10-40 – известняки серые, пористые, кавернозные, битуминозные – верхний карбон;

40-75 – доломиты трещиноватые с прослоями глин – средний карбон;

75-127 – плотные глины, слабо рассланцованные – нижний карбон;

127-180 – кварцевые песчаники, зернистые, местами ожелезненные – верхний девон.

 

Вариант 16. Карта 8. Линия В-Г. Скважина 13, Абсолютная отметка устья 523 м:

0-25 – суглинок коричневый с примесью гальки – четвертичные отложения;

25-60 – песчаник серый, полимиктовый, пористый – верхняя пермь;

60-105 – известняк светло-серый, оолитовый – нижняя пермь;

105-180 – каменная соль, пестро-цветная, с прослоями глин – нижняя пермь.

 

Вариант 17. Карта 9. Линия А-Б. Скважина 14, Абсолютная отметка устья 153 м:

0-8 – суглинок светло-коричневый – отложения четвертичного возраста;

8-18 – тонкослоистая глина, коричневая – неоген;

18-45 – гипс белый, трещиноватый, с прослоями селенита – нижняя пермь;

45-52 – ангидрит голубой, массивный – нижняя пермь;

 

Вариант 18. Карта 9. Линия В-Г. Скважина 14, Абсолютная отметка устья 153 м:

0-12 – суглинки рыхлые, коричневые, четвертичного возраста;

12-48 – песчаник серый, полимиктовый – верхний отдел пермской системы;

48-80 – мергель известковистый, тонкослоистый – нижний отдел пермской системы;

80-102 – известняк светлый, оолитовый, сильно выщелоченный – средний карбон.

 

Вариант 19. Карта 10. Линия А-Б. Скважина 15, Абсолютная отметка устья 162 м:

0-10 – суглинок с включениями гальки – отложения четвертичного возраста;

10-24 – глина коричневая, жирная – неоген;

24-32 – глина синяя, слоистая – палеоген;

32-60 – известняк серый, оолитовый – верхний девон;

60-95 – известняк, местами выщелоченный, пористый – средний девон.

 

Вариант 20. Карта 10. Линия В-Г. Скважина 16, Абсолютная отметка устья 155:

0-15 – глина с редкой галькой, четвертичного возраста;

15-35 – песчаник светлый, ожелезнен – нижняя пермь;

35-45 – аргиллит тонкослоистый, трещиноватый – верхний карбон;

45-67 – известняк темный, окремнелый – нижний карбон;

67-90 – доломит оолитовый, битуминозный – верхний девон.

22. ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ КАРТЫ развернуть! Переплет слева!

 

Методическое издание

 

Общая геология

Методические указания для студентов дневного и заочного отделений направления «Геология» (020700 – бакалавриат)   Издание 3-е, переработанное и дополненное