Геология

Основная статья: Факультет геологии

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

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

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

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

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

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	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

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

Характерный раковистый излом у обсидиана

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

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

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

Структуры магматических горных пород зависят от состава магмы и от условий её застывания.

Осадочные породы

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

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

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

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

Короновский Н. В. Общая геология. М.: КДУ, 2006.
Короновский Н. В., Якушева А. Ф. Основы геологии. М.: Высшая школа, 1991.