Содержание курса | Практические занятия | Литература

Горные породы.

Геологический факультет МГУ, кафедра литологии и морской геологии, тел.

939-50-00, и кафедра петрологии, тел. 939-13-05.

Авторы - проф. Япаскурт Олег Васильевич, асс. Япаскурт Василий Олегович.

Курс читается во 2 и 3 семестрах для студентов специальности 011200 - геофизика.

Объем курса - 114 часов, лекции - 78 часов, практические занятия - 36 часов.

Форма контроля. Зачет во 2 семестре, экзамен в 3 семестре.

Аннотация. Цель преподавания курса: дать студентам главнейшие сведения о природных кристаллических образованиях - минералах и горных породах, а также связанных с ними полезных ископаемых; ознакомить студентов с методами изучения минералов, горных пород. Задача курса: студенты должны получить основные сведения о породообразующих и важнейших рудных и акцессорных минералах, магматических, метаморфических и осадочных породах, в земной коре. После прохождения данного курса студенты должны быть в определенной мере подготовлены к слушанию и восприятию других геологических и геофизических дисциплин.

Курс начинается с лекций и практических занятий во 2-м семестре, когда студенты знакомятся с элементами кристаллографии и основами минералогии. В 3 семестре они изучают петрографию магматических, метаморфических и осадочных пород. Часть курса закрепляется лабораторными работами, семинарами и индивидуальной работой студентов. Эти виды работ проводятся параллельно с лекциями.

Вверх

Содержание курса.

1. Строение и свойства природных кристаллов и основные сведения по минералогии.

1.1. Основные формы состояния вещества в земной коре: твердые, жидкие и газообразные состояния. Твердое кристаллическое состояние как наиболее разнообразное и доминирующее в земной коре. Основные понятия о кристаллах и кристаллической решетке. Кристаллографические оси, важнейшие элементы симметрии кристаллов, низшие, средние и высшие их сингонии. Понятие о типах химических связей в кристаллах и о явлениях изоморфизма и полиморфизма. Понятие о кристаллографических позициях в кристаллах.

1.2. Минералогия и понятие о минерале, минеральном виде и минеральном индивиде. Кристаллохимические особенности строения минералов. Химические формулы минералов, явления изоморфизма и упорядоченнности в минералах.

1.3. Физические свойства минералов: цвет, блеск, черта, твердость, излом, спайность, плотность, оптические свойства и их связь со структурой и составом минерала. Электрические, магнитные и радиоактивные свойства минералов.

1.4. Классификация и характеристика главнейших породообразующих, рудных и акцессорных минералов. Преимущественный акцент делается на силикаты и алюмосиликаты. Сульфиды, окислы, карбонаты рассматриваются очень кратко.

1.5. Понятие о минеральных парагенезисах, минеральных ассоциациях, генерациях и минеральных фациях.

2.Общие представления о горных породах.

2.1. Понятие о горных породах, как геологических образованиях, представленных парагенезами минеральных и (или) органических компонентов. Условия возникновения (генезиса) и формы залегания горных пород. Определение главнейших групп пород: магматические, осадочные и метаморфические.

2.2. Понятие о науках: петрография, петрология и литология, и их методах изучения состава и генезиса горных пород.

2.3. Структуры и текстуры горных пород как показатели условий их образования и как факторы, влияющие на их физические свойства.

2.4. Плотность, пористость (открытая и закрытая), влагоемкость, электропроводность, магнитные свойства. Скорости распространения упругих продольных и поперечных волн в горных породах.

3. Магматические горные породы.

3.1. Определение магматических горных пород, их распространенность в земной коре. Понятие о магме и магмогенерирующих уровнях земных оболочек.

3.2. Фации глубинности магматических пород. Формы залегания интрузивных и эффузивных образований. Структуры и текстуры магматических пород. Последовательность кристаллизации минералов из магматических расплавов.

3.3. Химический и минеральный состав магматических пород. Классификация магматических пород по щелочности (нормальной щелочности, повышенной щелочности и щелочные), кремнекислотности (ультраосновные, основные, средние и кислые), фациям глубинности и минеральному составу.

3.4. Причины разнообразия магматических пород. Общие представления о ликвации и кристаллизационной дифференциации магмы, магматическое замещение, ассимиляция. Понятие о магматических формация и сериях.

3.5. Ультраосновные магматические породы. Их систематика и разновидности. Ультраосновные породы глубинной фации. Особенности химического и минерального составов. Главнейшие структуры и текстуры. Распространение, формы и условия залегания. Главнейшие формации.

3.6. Основные магматические породы. Их систематика и разновидности. Основные породы глубинной, гипабиссальной и эффузивной фаций. Особенности химического и минерального составов. Главнейшие структуры и текстуры. Распространение, формы и условия залегания. Главнейшие формации.

3.7. Средние магматические породы плагиоклазового и двуполевошпатового рядов. Их систематика и разновидности. Средние породы глубинной, гипабиссальной и эффузивной фаций. Особенности химического и минерального составов. Главнейшие структуры и текстуры. Распространение, формы и условия залегания. Главнейшие формации.

3.8. Кислые магматические породы. Их систематика и разновидности. Кислые породы глубинной, гипабиссальной и эффузивной фаций. Особенности химического и минерального составов. Главнейшие структуры и текстуры. Распространение, формы и условия залегания. Главнейшие формации.

3.9. Щелочные магматические породы фельдшатоидные и безфельдшпатоидные (рассматриваются очень кратко). Их систематика и важнейшие разновидности. Особенности химического и минерального состава. Главнейшие структуры и текстуры. Распространение, формы и условия залегания. Главнейшие формации.

3.10. Несиликатные магматические горные породы (на примере карбонатитов). Их состав, условия образования и распространенность.

4. Метаморфические горные породы.

4.1. Понятия о метаморфизме и метасоматизме горных пород. Роль метаморфических пород в строении земной коры. Основные факторы метаморфизма горных пород: температура, давление литостатическое, стрессовое и давление летучих компонентов; их роль в преобразовании горных пород. Главнейшие метаморфические минералы и поля их термодинамической устойчивости. Метапелиты и метабазиты. Представления о минеральных фациях метаморфизма. Прогрессивный и регрессивный метаморфизм.

4.2. Структуры и текстуры метаморфических пород как показатели условий метаморфизма и как факторы, влияющие на физические свойства горных пород.

4.3. Главнейшие минеральные фации регионального и контактового метаморфизма (на примере метапелитов и метабазитов) и изохимические ряды метаморфических пород. Общие принципы классификации метаморфических пород.

4.4. Продукты регионального и контактового метаморфизма карбонатных, кремнистых и глинистых пород. Продукты метаморфизма магматических пород разной кремнекислотности. Пара- и орто-породы.

4.5. Метасоматизм и его продукты. Представление о метасоматической зональности.

4.6. Связь магматизма и метаморфизма. Общие представления о магматизме и метаморфизме в истории Земли.

5. Осадочные горные породы.

5.1. Предмет исследования литологии - фундаментального раздела геологической науки, занимающегося выяснением состава, строения и происхождения осадочных и вулканогенно-осадочных образований и установлением закономерностей распределения их в земной коре. Основополагающие понятия: осадок и осадочная порода, их компонентный состав (аллотигенные, аутигенные, биогенные и вулканогенные компоненты), структуры, текстуры и физико-механические свойства, зона осадкообразования, стратисфера, бассейны осадко- и породообразования.

5.2. Общие представления: о стадиях осадко- и породообразования - мобилизации вещества, его переноса и накопления в осадке (седиментогенез), диагенеза, катагенеза и метагенеза (литогенеза); о роли процессов механической, химической и биологической дифференциации вещества в седиментогенезе. О влиянии тектонических режимов и климата (гумидного, аридного и ледового) на процессы седиментации и диагенеза осадков; о факторах и процессах, обусловивших изменение компонентного состава и физико-химических свойств осадков и осадочных пород на стадиях литогенеза.

5.3. Методы изучения осадочных пород. Полевые наблюдения над разрезами осадочных отложений, характером чередования пород и генетическими признаками: структурой, текстурой, границами слоев, включениями органических остатков и конкреций, окраской пород и т.д. Лабораторные исследования: минералого-петрографическое изучение, иммерсионный метод, гранулометрический анализ, термический и рентгеновские методы, электронная микроскопия, физические и химические методы.

5.4. Вещественно-генетический принцип классификации осадочных пород и его отличия от принципов классификации магматических и метаморфических пород.

5.5. Характеристики главнейших групп пород и полезных ископаемых осадочного генезиса. Для каждой из них даются сведения: 1. О минеральном и химическом составе; 2. Структурных и текстурных особенностях; 3. Физико-механических свойствах; 4. Условиях образования; 5. Практическом применении (очень кратко).

5.5.1. Обломочные породы или кварц-силикатные кластолиты. Рыхлые и сцементированные. Два ряда морфологических классификаций: структурная (псефитовые, псаммитовые, и алевритовые породы) и по составу аллотигенных компонентов (мономинеральные, олигомиктовые, полимиктовые породы - аркозы и граувакки). Особо важное значение их для восстановления особенностей древних бассейнов седиментации, направлений привноса вещества, состава пород и рельефа эродированной суши, палеоклиматических обстановок и прогнозов локализации россыпей и др. видов полезных ископаемых.

5.5.2. Глинистые породы: глины и аргиллиты или глинистые сланцы. Мономинеральные (каолинитовые, монтмориллонитовые, гидрослюдистые и др.) и полимиктовые.

5.5.3. Карбонатные породы. Известняки (органогенные, детритовые, обломочные, хемогенные). Писчий мел, его внешнее сходство с некоторыми современными океаническими осадками и принципиальные отличия от них по генезису. Доломиты (седиментогенные и диагенетические). Сидериты. Смешанные глинисто-карбонатные породы - мергели.

5.5.4. Кремневые породы или силициты. Опаловые породы (диатомиты, радиоляриты, трепелы, опоки). Халцедоновые породы (кремни, яшмы, фтаниты).

5.5.5. Соляные породы или эвапориты.

5.5.6. Краткие сведения о фосфоритах, аллитах (латеритах и бокситах), железистых, марганцевых и медистых породах.

5.5.7. Краткие сведения о вулканогенно-осадочных породах. Туфы, туффиты, признаки их отличия от полимиктовых обломочных пород.

5.5.8. Краткие сведения о каустобиолитах (торф, угли, горючие сланцы).

5.6. Генетический (литолого-фациальный) анализ и палеогеографические реконструкции. Определения: фация, генетический тип, осадочная геологическая формация.

5.7. Стадиальный анализ этапов формирования минеральных и структурных парагенезов - способ ретроспективно воссоздать комплекс последовательных превращений, которые испытал осадок с момента его отложения до превращения в породы, и всех изменений породы за время ее существования в стратисфере.

5.8. Избранные разделы теории осадко- и породообразования. Особенности современного континентального, морского и океанического седиментогенеза. Общие представления об эволюции седименто- и литогенеза в истории Земли.

Примечание: разделы 5.6. и 5.8. основной своей частью прорабатываются студентами самостоятельно и обсуждаются на семинарских занятиях. Это же частично относится и к разделам 5.3., 5.4., 5.5. и 5.7.

Вверх

Практические занятия.

Практические занятия проводятся для закрепления лекционной части курса. Студенты знакомятся с поляризационным микроскопом и основами кристаллооптики. Далее они изучают главнейшие породообразующие минералы, макро- и микроскопические свойства главнейших типов горных пород. Проводятся три контрольные работы.

Вверх

Литература.

Основная:

1. Емельяненко П.Ф., Яковлева Е.Б. Петрография магматических и метаморфических пород. М., МГУ, 1985.
2. Логвиненко Н.В. Петрография осадочных пород (с основами методики исследования). М., Высшая школа, 1984.
3. Япаскурт О.В. Стадиальный анализ литогенеза. М., МГУ, 1995.

Дополнительная:

1. Казанский Ю.П. и др. Осадочные породы (классификация, характеристика, генезис). Новосибирск, Наука, 1987.
2. Крашенинников Г.Ф., Волкова А.Н., Иванова Н.В. Учение о фациях с основами литологии. Руководство к лабораторным занятиям. М., МГУ, 1988.
3. Логвиненко Н.В. Образование и изменение осадочных пород на континенте и в океане. Л., Недра, 1987.
4. Маракушев А.А. Петрография. М., МГУ, 1993.
5. Миловский А.В., Кононов О.В. Минералогия. М., МГУ, 1982.
6. Попов Г.М., Шафрановский И.И. Кристаллография. М., Высшая школа, 1965.
7. Фролов В.Т. Литология. Кн. 1,2,3. М., МГУ, 1992, 1993, 1995.

Вверх | Содержание курса | Практические занятия | Литература