Геология
Курс предназначен для желающих получить начальные сведения о геологии, предметах изучения и основных понятиях науки.
Геология — комплекс наук о земной коре и более глубоких сферах Земли, о составе, строении, движениях и истории развития земной коры и eё полезных ископаемых.
Типы горных пород
[править]Горные породы подразделяются на следующие типы:
Осадочные — характерны для поверхности земной коры, и образующиеся в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трех процессов одновременно.
Магматические — это породы, образовавшиеся непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава), в результате её охлаждения и застывания.
Метаморфические — породы, образованные в толще земной коры в результате изменения (метаморфизма) осадочных или магматических горных пород вследствие изменения физико-химических условий.
Свойства минералов
[править]Важнейшими характеристиками минералов являются кристаллохимическая структура и состав. Все остальные свойства минералов вытекают из них или с ними взаимосвязаны. Свойства, являющиеся диагностическими признаками и позволяющие их определять, следующие:
- Габитус кристаллов. Выясняется при визуальном осмотре, для рассматривания мелких образцов используется лупа.
- Твердость. Определяется по шкале Мооса.
- Блеск — световой эффект, вызываемый отражением части светового потока, падающего на минерал. Зависит от отражательной способности минерала.
- Спайность — способность минерала раскалываться по определенным кристалографическим направлениям.
- Излом — специфика поверхности минерала на свежем не спайном сколе.
- Цвет — признак, с определённостью характеризующий одни минералы (зелёный малахит, синий лазурит, красная киноварь), и очень обманчивый у ряда других минералов, окраска которых может варьировать в широком диапазоне в зависимости от наличия примесей элементов-хромофоров либо специфических дефектов в кристаллической структуре (флюориты, кварцы, турмалины).
- Цвет черты — цвет минерала в тонком порошке, обычно определяемый царапанием по шершавой поверхности фарфорового бисквита.
- Магнитность — зависит от содержания главным образом двухвалентного железа, обнаруживается при помощи обычного магнита.
- Побежалость — тонкая цветная или разноцветная плёнка, которая образуется на выветрелой поверхности некоторых минералов за счёт окисления.
- Хрупкость — прочность минеральных зёрен (кристаллов), обнаруживающаяся при механическом раскалывании. Хрупкость иногда увязывают или путают с твёрдостью, что неверно. Иные очень твёрдые минералы могут с лёгкостью раскалываться, т.е. быть хрупкими (например, алмаз)
Эти свойства минералов легко определяются в полевых условиях. К другим свойствам минералов относятся, например, оптические свойства: Преломление, Дисперсия и Поляризация, которые характеризуются их оптическими константами: показатель преломления, угол между оптическими осями, оптический знак кристалла, ориентация оптической индикатрисы и др.
Габитус
[править]Габитус кристаллов — наружный вид, визуально определяемый преобладающим развитием граней тех или иных простых форм.
Классификация облика кристаллов производится на основании соотношения размеров по трем главным осям:
- если все три размера близки — облик изометрический;
- если размеры по двум осям близки, по третьей больше — облик столбчатый или призматический, шестоватый, игольчатый, волокнистый;
- если размеры по двумя осям близки, по третьей меньше — облик таблитчатый, толстопластинчатый, пластинчатый, листоватый, чешуйчатый.
Блеск
[править]Блеск — характеристика свойства поверхности, отражающей свет и показывающая соотношение между интенсивностями света, зеркально отражённого от поверхности, и диффузного света.
- Стеклянный блеск — характерен для веществ, плохо проводящих электрический ток. Например, кварц, кальцит, полевой шпат, флюорит и т. д.
- Металлический блеск — обычно наблюдается у металлов, однако некоторые вещества с относительно высокой электропроводностью, например пирит, сфалерит, халькопирит также имеют металлический блеск.
- Полуметаллический блеск — аналогичен металлическому, но немного тусклее, как например, у графита.
- Алмазный блеск — похож на стеклянный, но значительно ярче. Например, алмаз или сфалерит.
- Жирный блеск — не яркий и почти не заметный, схожий с блеском сала или жира. Например, сера.
Также, бывают особые виды блеска: перламутровый, шелковый, матовый.
Шкала Мооса
[править]Шкала Мооса служит для определения относительной твёрдости методом царапания. В качестве эталонов приняты 10 минералов, расположенных в порядке возрастающей твёрдости.
| Твёрдость по Моосу | Минерал | Абсолютная твёрдость | Изображение | Обрабатываемость |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Тальк (Mg3Si4O10(OH)2) | 1 | 
|
Царапается ногтем |
| 2 | Гипс (CaSO4·2H2O) | 3 | 
|
Царапается ногтем |
| 3 | Кальцит (CaCO3) | 9 | 
|
Царапается медной монетой |
| 4 | Флюорит (CaF2) | 21 | 
|
Царапается ножом, оконным стеклом |
| 5 | Апатит (Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)) | 48 | 
|
Царапается ножом, оконным стеклом |
| 6 | Ортоклаз (KAlSi3O8) | 72 | 
|
Царапается напильником |
| 7 | Кварц (SiO2) | 100 | 
|
Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло |
| 8 | Топаз (Al2SiO4(OH-,F-)2) | 200 | 
|
Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло |
| 9 | Корунд (Al2O3) | 400 | 
|
Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло |
| 10 | Алмаз (C) | 1600 | 
|
Спайность
[править]Степень совершенства спайности определяют по следующей условной шкале:
- весьма совершенная — минерал легко раскалывается или расщепляется на тонкие пластинки или листы (минералы со слоистой структурой: слюды, графит и пр.);
- совершенная — кристаллы раскалываются на более толстые пластинки, бруски с ровными поверхностями (кальцит, галенит, ортоклаз);
- средняя — поверхность скола не всегда ровная и блестящая;
- несовершенная — обнаруживается с трудом, поверхность скола неровная (апатит, нефелин], аметис).
Ряд минералов не имеет спайности (магнетит и т.д.).
Излом
[править]
Излом — характеристика минерала, которая описывает вид поверхности, образующийся при разломе этого минерала.
Существует несколько видов излома:
- Раковистый — визуально излом напоминает ракушку.
- Занозистый (волокнистый) — для игольчатых, столбчатых форм. Пример: амфиоболы.
- Неровный — характерен для минералов с несовершенной спайностью. Пример: апатит.
- Ступенчатый — характерен для полевых шпатов.
Цвет черты
[править]Цвет черты определяется путем царапания минералом по шероховатой белой поверхности (обычно используются фарфоровые пластинки — «бисквит»), на которой и остаётся черта характерной окраски.
Если минерал тверже «бисквита», а у него твердость 4-5 (см. Шкала Мооса), то считается, что цвета черты у него нет.
Строение горных пород
[править]Строение горных пород — обобщённый термин, охватывающий понятия структуры и текстуры горных пород. Структура определяется размерами, формой и взаимными отношениями минералов; текстура обусловлена общими особенностями более крупных составных частей породы (минеральных агрегатов) и их расположением в пространстве.
Магматические породы
[править]Структуры магматических горных пород зависят от состава магмы и от условий её застывания.
Осадочные породы
[править]В осадочных горных породах связь строения пород с их образованием проявляется нагляднее, чем у магматических пород. Обломочные горные породы состоят из обломочных зёрен разной величины и формы: встречаются зёрна угловатые, полуокатанные и скатанные.
Строение органогенных горных пород разнообразно у наиболее распространённых карбонатных пород (известняков и доломитов). При хорошей сохранности органических остатков, из которых в основном состоят эти породы, структура целиком определяется характером организмов; такие структуры называются биоморфными или цельнораковинными.
Строение хемогенных горных пород характеризуется развитием кристаллических зёрен разных размеров. При величинах менее 0,001 мм зёрна не видны даже в шлифе; такая структура называется аморфной или коллоидальной; макроскопически порода однородна, плотна и обладает характерным раковистым изломом.
Метаморфические породы
[править]Структуры метаморфических пород называются кристаллобластическими; они возникают в результате роста минералов в твёрдой или пластической среде. Преобладают неправильные зёрна), реже образуются зёрна с кристаллографическими формами.
Особенности залегания горных пород
[править]Слоистость горных пород — строение горных пород в виде налегающих один на другой слоев, различающихся минеральным составом, цветом, особенностями слагающих породы частиц и другими признаками. Слоистость пород — один из важнейших признаков и свойственна большинству осадочных горных пород. Слоевые единицы (слои, слойки) обычно отделены один от другого более или менее отчётливыми плоскостями раздела. Различается слоистость двух типов: слоистость осадочных толщ и слоистость внутри слоя породы.
Слоистость осадочных толщ (стратификация, или напластование) образуется преимущественно слоями или пластами горных пород, различных по составу, текстуре (в т. ч. внутренней тонкой слоистости) и другим особенностям.
Слоистость внутри слоя одной породы (слойчатость) выражается в чередовании обычно тонких слойков (толщиной от долей мм до 1—2 см), различающихся по структуре составляющих породу компонентов, их минеральному составу или примесям.
Грунтовые воды и их движение
[править]Грунтовыми называют постоянные во времени и значительные по площади подземные воды, залегающие на первом от поверхности водоупоре.
Грунтовые воды в силу наличия свободной поверхности безнапорны. Иногда они могут проявить так называемый местный напор, связанный с залеганием линзы глины в уровне зеркала. Движение грунтовых вод происходит в верхнем слое земной коры. С точки зрения изучения режима подземных вод обычно представляют основной интерес верхние водопроницаемые горизонты на глубине нескольких метров или нескольких десятков метров.
Питание грунтовых вод происходит за счет атмосферных осадков, а так же поступление воды из поверхностных водоемов и рек.
Грунтовые воды находятся в непрерывном движении и образуют потоки, которые направлены в сторону общего наклона водоупора.
Количество, качество и глубина залегания грунтовых вод зависит от геологических условий местности и климатических факторов. По степени минерализации воды преимущественно пресные, реже солоноватые и соленые, состав гидрокарбонатно-кальциевый, сульфатный и сульфатно-хлоридный.
Литература
[править]- Короновский Н. В. Общая геология. М.: КДУ, 2006.
- Короновский Н. В., Якушева А. Ф. Основы геологии. М.: Высшая школа, 1991.