Загальні методичні вказівки.

Збірник фондових лекцій

З предмету: «Геологія»

(для самостійного вивчення окремих тем навчальної програми)

 

Розробив:

Викладач гірничих дисциплін

_______Ю.В. Бабій

 

 

м. Чероноград

Збірник фондових лекцій з предмету «Основи геології» для студентів спеціальності 5.05030102 «Підземна розробка корисних копалин» (розробив викладач гірничих дисциплін Ю.В. Бабій Червоноград – ДВНЗ ЧГЕК; 2011.)

 

 

Збірник фондових лекцій містить конспект лекцій для самостійного вивчення студентами окремих тем навчальної програми предмету «Основи геології», перелік питань для самоконтролю, необхідне пояснення і інформаційний матеріал для виконання самостійного вивчення.

 

Передмова

Курс «Основи геології» являється основною складовою частиною дисциплін гірничого циклу.

Мета дисципліни:

Сформувати зання студентів про внутрішню будову Землі та процеси, які відбуваються у її недрах, умови утворення мінералів, гірських порід, корисних копалин і закономірності їх розміщення, що важливо для розуміння місця і ролі літосфери у оболонці планети.

Завдання дисципліни:

Вивчення основ загальної геології, мінералогії, петрографії, історичної і структурної геології, пошуків і розвідки родовищ корисних копалин, шахтної геології.

Для успішного освоєння предмету необхідні знання фізики і хімії, так як геологія базується на цих науках.

Починаючи вивчення даного предмету, необхідно уяснити роль і значення геології в господарській діяльності людини, що розвиток сучасної індустрії залежить перш за все від мінеральної сировини, що видобувається з надр Землі; що економічна самостійність і могутність любої держави у більшості випадках визначаються станом і ступеню освоєння мінеральної сировинної бази.

Загальні методичні вказівки.

При самостійному опрацюванні окремих тем курсу «Основи геології» необхідно вивчати матеріал по даному конспекту фондових лекцій в послідовності вказаній в робочій програмі або додатковій літературі.

При опрацюванні матеріалу необхідно вести конспект, що сприяє закріпленню і систематизації знань.

На аудиторних заняттях студент прослуховує основні лекції з курсу навчання, виконують лабораторні роботи. Що тижневі консультації організовані також в позаурочний час.

 

 

 

 

Самостійне вивчення.

Перелік питань:

1. Будова сонячної системи і Всесвіту. [Л-1 Ст. 5-8 ]

- Склад Сонячної системи.

- Сонце, планети, астероїди, метеорити, комети і їх коротка характеристика.

- Всесвіт. Поняття про Галактику. Зірки і їх характеристика.

2. Зовнішні оболонки Землі. [Л-1 Ст. 17-20 ]

- Атмосфера, її поділ на тропосферу, стратосферу, іоносферу.

- Гідросфера, її елементи.

- Біосфера, її коротка характеристика.

3. Інтрузивний магматизм. [Л-1 Ст. 26-27 ]

- Походження магми.

- Диференція магми.

- Загальні уявлення про процеси кристалізації Розплаву.

- Роль магматизму в утворенні корисних копалин.

4. Тектонічні рухи. Метаморфізм. [Л-1 Ст. 28-32 ]

- Класифікація землетрусів. Характеристика землетрусів.

- Реєстрація і прогноз землетрусів. Географічне розміщення землетрусів.

- Типи тектонічних рухів. Загальні відомості про метаморфізм.

5. Основні способи утворення мінералів в природі. [Л-1 Ст. 64-66 ]

- Утворення мінералів ендогенного і екзогенного походження.

- Метаморфогенний процес утворення мінералів.

- Космогенні і штучні мінерали.

- Парагенетичні асоціації мінералів.

6. Кристалографія. Елементи симетрії кристалів. [Л-1 Ст. 57-64 ]

- Поняття про кристали.

- Властивості кристалічних речовин.

- Симетрія кристалів.

- Закон постійності кутів. Елементи симетрії.

7. Мінерали класу сульфатів, фосфатві і силікатів. [Л-1 Ст. 78-83, 278-279 ]

- Загальна характеристика мінералів сульфатів, фосфатів і силікатів.

- Походження мінералів, їх властивості, застосування.

- Різновиди гранату, олівіну. Мінерали класу породоутворюючих.

8. Хімічний склад магматичних гірських порід. [Л-1 Ст. 89-95 ]

- Ультраосновні породи. Їх склад, характеристика.

- Основні породи: габро, лабрадоріти, базальти, діабази.

- Середні породи, їх склад, характеристика.

- Кислі породи.

- Лужні і жильні породи, їх склад, характеристика. Утворення магматичних порід, їх знаходження в природі.

9. Осадові гірські породи(Уламкові). [Л-1 Ст. 97-101 ]

- Утворення уламкових порід. Структура порід

- Крупно уламкові (грубоуламкові) породи (псефіти).

- Середньоуламкові породи (псаміти).

- Дрібноуламкові породи (алевроліти)

- Породи змішаного складу.

10. Хемогенні і органогенні породи. [Л-1 Ст. 102-109 ]

- Утворення хемогенних і органогенних порід.

- Залізисті, марганцеві породи. Боксити і фосфорити. Кременисті породи.

- Карбонатні породи: вапняки, доломіти, мергелі.

- Солі, соляні породи.

- Викопне вугілля, стадії формування. Горючі сланці, нафта.

11. Метаморфічні гірські породи. [Л-1 Ст. 110-112 ]

- Поняття про метаморфізм.

- Визначення метаморфічної породи, структура, текстура.

12. Головні етапи геологічної історії Землі. [Л-1 Ст. 121-127 ]

- Історія Землі в докембрії.

- Історія землі в палеозої.

- Історія землі в мезозої.

- Історія землі в кайнозої.

13. Міжнародна стратиграфічна і геохронологічна таблиці. [Л-1 Ст. 114-117. ]

- Стратиграфічні підрозділи.

- Геохронологія.Геохронологічна шкала.

14. Геологічні карти і геологічні розрізи. [Л-1 Ст. 118-121 ]

- Поняття про геологічну карту

- Масштаби карт. Індекси і кольори стратиграфічної шкали

- Геологічний розріз. Стратиграфічна колонка

15. Гірничий компас. Порядок роботи з гірничим компасом. [Л-1 Ст. 134-137]

- Будова гірничого компасу.

- Порядок роботи з гірничим компасом.Вимірювання азимута.

- Порядок заміри елементів залягання шару гірничим компасом.

16. Класифікація складок. Їх зображення в розрізі на картах [Л-1 Ст. 139-142 ]

- Генетична класифікац

- Побудова розрізів. Зображення складок на геологічній карті

17. Вугільні басейни, вугільні родовища. [Л-1 Ст.. 203-206 ]

- Поняття про вугільний басейн.

- Вугільне родовище. Вугленосний район, вугленосні площі.

- Генетична класифікація вугленосних покладів (басейнів, родовищ).

18. Технічні засоби розвідки. [Л-1 Ст.. 288-291 ].

- Канави, шурфи, дудки, розвідувальні шахти, квершлаги, штольні, бурові свердловини.

- Системи розвідки. Геофізичні роботи.

19. Гідрогеологія. Водоносні горизонти. [ Л-3 Ст.. 205-220, Л-1 Ст. 317-321 ]

- Мета і задачі гідрогеологічних спостережень на діючих шахтах.

- Коефіцієнт водо насиченості шахт притоки підземних вод в гірничі виробки при підготовчих і очисних роботах.

- Заходи боротьби з підземними водами і способами осушення.

20. Газоносність вугільних пластів, газонасиченість гірничих виробок і раптові викиди вугілля, породи і газу. [Л-1 Ст. 321-328]

- Природна газоносність пластів.

- Форми знаходження газів в вугільних пластах і бокових породах.

- Розділ природних газів в вугленосній товщі.

- Вплив геологічних факторів на розподіл природних газів.

- Динамічні явища: раптові викиди вугілля і газу, викиди породи і газу.

 

 

Фондові лекції:

 

Будова Сонячної системи і всесвіту

Склад Сонячної Системи

Центром Сонячної системи є Сонце, що знаходиться в межах однієї з спіральних гілок великого скупчення зірок, яке називається Галактикою Молочного Шляху. Діаметр нашої Галактики становить біля 100 тис. світлових років (світловий рік – це відстань, яку світло проходить протягом одного року і рівна приблизно 9,6•10¹²км). До складу Галактики входить біля 100 мільярдів зірок і Сонце, яке розташоване ближче до центру Молочного Шляху та обертається разом з іншими зірками навколо центру Галактики. Період обертання складає біля 200 млн. років.

Сонце — це розжарена плазмова куля, яка знаходиться на середній стадії зоряної еволюції. Температура в його середині досягає 10·10⁶ 15·10⁶ градусів за Кельвіном і підтримується за рахунок енергії, що виділяється при ядерних реакціях. Сучасна наука свідчить, що Сонце складається на 70% з водню та 27% з гелію, сума інших хімічних елементів становить лише 2,5%. Зовнішня оболонка Сонця називається сонячною короною. В її межах температура досягає 10⁶-10⁷ градусів за Кельвіном. Характерною особливістю корони є те, що вона випромінює потік іонізованих частинок, які утворюють такзваний сонячний вітер, і забирають з собою значну частину енергії Сонця. Загальна протяжність Сонячної системи становить біля 40 астрономічних одиниць (астрономічна одиниця — це середня відстань від Землі до Сонця, рівна 149500000 км). Довкола Сонця обертається ще дев’ять планет: Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун і Плутон. За масою, щільністю та іншими параметрами вони поділяються на дві групи: внутрішні, або

планети земної групи, до якої входять Меркурій, Венера, Земля та Марс, і зовнішні, або планети - велитнні – Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун і Плутон. Між першою та другою групами планет знаходиться так званий пояс астероїдів.

 

2)Сонце, планети, астероїди, метеорити, комети і їх коротка характеристика.

Між планетами зовнішньої та внутрішньої груп, а точніше між Марсом та Юпітером, знаходиться пояс астероїдів, який являє собою скупчення малих планет. На сьогодні відкрито біля 2000 астероїдів. Розмір найбільшого з них, відомого під назвою Цецера, складає 1003 км в поперечнику, а діаметр найменших не перевищує 1 км. Астероїди дещо відрізняються від інших тіл Сонячної системи. Відмінність полягає, по-перше, в тому, що для них характерна неправильна кутаста форма на відміну від планет і їхніх супутників, які мають сфероїдальний вигляд; по-друге, астероїди займають близькі орбіти, розташовані на місці планетарної. Більшість з них рухається по кругових орбітах у тому ж напрямку, що і планети. Площини орбіт астероїдів близькі до площини екліптики, тобто площини сонячного Сатурнекватора.Вивчення астероїдів дозволило вченим зробити висновок, що вони, вірогідно, є уламками десятої планети Сонячної системи – Фаетона, яка була зруйнована внаслідок космічної катастрофи.

Окрім планет та астероїдів до складу Сонячної системи входять також комети та метеорити.

Комети – це невеликі космічні тіла, які рухаються по дуже витягнутих еліптичних орбітах, періодично наближаючись до Сонця та віддаляючись від нього за межі орбіти Плутона. Вони складаються зі зцементованого льодом каміння та газів, зокрема аміаку, метану, водню та інших. В цілому, за складом комети близькі до планет велетів і особливо їх супутників. При наближенні до Сонця вони світяться завдяки віддзеркаленню сонячного світла, а під дією сонячного вітру частина матеріалу випаровується та відштовхується в напрямку Сонця, що призводить до утворення хвостів комет довжиною в мільйони кілометрів.

Метеорити – це кам’яні або залізні заокруглено-кутасті уламки,які нерідко падають на поверхню планет, залишаючи слід у вигляді ударних кратерів. У випадку щільної атмосфери планет, прикладом яких може бути Земля або Венера, більшість метеоритів, входячи в атмосферу, від тертя розігріваються та випаровуються, при цьому спостерігається яскраве свічення — це метеори. До складу метеоритів входять, практично, всі відомі на Землі хімічні елементи та їх ізотопи.

Залізні метеорити окрім заліза містять в своєму складі від 5 до 16% нікелю. Серед залізо-кам’яних метеоритів розрізняють метеорити, які складаються із заліза та домішок силікатів, і метеорити, в складі яких переважають силікати, а залізо знаходиться у вигляді домішок. Найбільш поширеними та різноманітними за складом є кам’яні метеорити: серед них виділяють хондрити, вуглецевіь хондрити та ахондрити. Перші складені з агрегатів дрібних силікатних кульок (хондрул) і за хімічним та мінеральним складом близькі до земних мантійних порід. Вуглецеві хондрити характеризуються наявністю складних сполук вуглецю та води. Ахондрити являють собою крупнокристалічні агрегати, близькі за хімічним складом до земних базальтів і ультраосновних порід.

Таким чином, Земля як складова частина Сонячної системи, має багато спільного з іншими космічними тілами і вивчення будови та складу нашої планети дозволяє більш повно пізнавати Космос, а знання законів його розвитку дає можливість робити обгрунтовані висновки стосовно еволюції Землі, що має велике значення для забезпечення життєдіяльності людства в майбутньому.

 

Зовнішні оболонки землі

1) Атмосфера, її поділ на тропосферу, стратосферу, іоносферу.

Атмосфера Землі складається з суміші газів (повітря), водяної пари і домішок (аерозолів). Повітря біля підстилаючої поверхні містить (за об'ємом) понад 78 % азоту, близько 21 % кисню і менше 1 % інших газів. Склад його майже скрізь однаковий і унаслідок перемішування зберігається до висоти 90-100 км. Вище переважають легші гази. Вміст вуглекислого газу на різних висотах неоднаковий. Він збільшується у зв'язку із спалюванням все більшої кількості вугілля, нафти, природного газу. Озону в атмосфері дуже мало, але внаслідок фотохімічних реакцій він утворює на висоті 20-30 км шар в стратосфері озоновий екран. Цей шар затримує згубну для живих організмів ультрафіолетову радіацію. Тому вище від цього шару температура в атмосфері підвищується. Кількість водяної пари в приземному шарі сильно змінюється, а з віддаленням від поверхні швидко знижується. На висоті 2 км його вже в два рази менше, ніж біля поверхні, а вище 70-80 км атмосфера практично суха.

Тверді і рідкі домішки в атмосфері (аерозолі) - це пил (у тому числі і космічний), сажа, попіл, кристали льоду і морської солі, краплинки води, мікроорганізми, пилок рослин і ін. Вміст їх сильно змінюється залежно від умов. Над пустелями багато пилу, над промисловими центрами - сажі. Аерозолі служать ядрами для конденсації водяної пари в атмосфері.

Атмосфера має шарувату будову. Відповідно до змін температури з висотою виділяють такі шари: тропосферу (до 16 км), стратосферу (до 50 км), мезосферу (до 80 км), термосферу, що поступово переходять у міжпланетний простір приблизно на висоті 3000 км. У тропосфері і мезосфері температура з висотою знижується, а в стратосфері і термосфері, навпаки, підвищується. За ступенем іонізації атмосфери в ній виділяють нейтральний шар (нейтросферу) до висоти 90 км і шар, сильно іонізований (іоносферу) вище 80 км. Нижній шар атмосфери – тропосфера, містить понад 90 % всієї маси атмосфери. Висота тропосфери: до 18 км над екватором і 8-10 км - в полярних областях. Температура з підняттям вгору у тропосфері знижується в середньому на 6°С на 1 км, а тиск - на 11 мм рт. ст. на кожні 100 м. У ній зосереджена майже вся водяна пара, утворюються хмари і випадають опади. Процеси, що відбуваються в тропосфері, безпосередньо впливають на підстилаючу поверхню, на життя і діяльність людей.

 

Інтрузивний магматизм

Походження магми.

Магма — природний, переважно силікатний високотемпературний розплав, який утворюється в надрах Землі. Складається головним чином з оксидів кремнію, заліза, алюмінію, магнію, кальцію і летких компонентів, різноманітних хімічних елементів, серед яких переважають Si, Al, Fe, Mg, Mn, Ca, Na, К, О, Н, S, Cl, F. У вулканічних областях магма досягаючи земної поверхні, дегазується і виливається у вигляді лави, часто утворює в жерлах вулканів екструзивні тіла або викидається вулканічними газами у вигляді попелу. Останній в суміші з уламками бічних порід і осадовим матеріалом складає різноманітні туфи. Внаслідок остигання магми утворюються магматичні гірські породи. Магматична маса, що застигає на глибині, утворює різні за формою і розмірами інтрузивні тіла — від дрібних, — наповнені магмою тріщини, до величезних масивів (батоліти) з площами у декілька тисяч км2.

Серед тих ефузивних порід, які виливаються на земну поверхню, різко переважають базальти, у той час як у глибинному заляганні переважають граніти. Магми можуть виникати двома шляхами: при повному або майже повному плавленні гірських порід, що існували раніше; при парціальному (частковому) плавленні, при якому низькоплавкі рідкі фракції відокремлюються від нерозплавленого твердого залишку (рестити). Передбачається, що за рахунок парціального плавлення з істотно залізисто-магнезійної мантії можуть виплавлятися пікритові або базальтові М. Такий же процес парціального плавлення базальтових (габроїдних) порід може приводити до виникнення андезитових або ріолітових магм. Більшість дослідників вважають, що гол. типами М. є ультраосновна (< 40% SiO2;), основна (40-55% SiO2), середня (55-65% SiO2) і кисла (> 65% SiO2). Лужні М. (з високим вмістом К2О і Na2О), очевидно, є похідними головної М. і утворюються в процесі диференціації магми або асиміляції бокових порід. Крім гол. типів існують інші, більш рідкісні місцеві магми.

 

Диференція магми.

Диференціація магми – розділення первинної магми під дією фізико-хімічних процесів на частини з різним хімічним складом, що веде до виникнення різних мінеральних комплексів.

Розрізняють:

кристалізаційну (розділення твердих кристалічних фаз магми в процесі її кристалізації) - основний механізм Д.м.;

фракційну (широко виявляється при формуванні розшарованих інтрузій основних і ультраосновних гірських порід, що утворилися в результаті осаду продуктів кристалізації на дно магматичної камери, яке поступово підіймається, а також при формуванні глибоко диференційованих масивів рідкіснометальних гранітоїдів (лужних, літій-флуористих, онгонітів і інш.);

кінематично-гравітаційну (різновид кристалізаційної Д.м. при якій іде перерозподіл сполук у фронтальних та нижніх шарах магми, збагачення нижніх шарів СаО, MgO, FeO;

лікваційну - розділення розплаву на дві рідкі фази що не змішуються;

еманаційну - розділення речовини магматич. розплаву за рахунок утворення хім. сполук, компонентів магми з флюїдами, здатними до відособлення (протікає під впливом потоків трансмагматичних флюїдів).

 

Симетрія кристалів.

Форми кристалів поділяють на сингонії. Серед 31 точкових груп виділяють 7 сингоній кристалів: триклінну, моноклінну, ромбічну, тетрагональну, гексагональну, тригональну, кубічну .Сингонія — група видів симетрії, що мають один або кілька однакових елементів симетрії та мають однакове розташування кристалографічних осей.

Групування базується на існуванні у кристалі певного мінерала осей симетрії - ліній, при обертанні навколо яких правильно повторюються однакові елементи обмеження та інші властивості кристалу.

З явищем симетрії ми часто зустрічаємося в навколишньому житті.
Якщо тіло можна подумки перетнути площиною так, що кожній точці а,тіла з одного боку площині, буде відповідати точка b, що лежить заінший бік площини, притому так, що пряма АВ, що з'єднує ці дваточки, перпендикулярна площині і ділиться цією площиною навпіл, то цетіло має дзеркальною симетрією. Сама площина називається в цьомувипадку площиною симетрії.

Крім дзеркальної симетрії, тіла можуть володіти ще поворотноюсиметрією. Тіло має поворотною симетрією, якщо при повороті навідповідний кут всі частини фігури поєднуються один з одним. Ось,навколо якої відбувається рух тіла, називають віссю симетрії. Дивлячись потого, скільки разів поєднатися фігура сама з собою при повному обороті навколоосі, вісь симетрії має різний порядок (1, 2, 3 і т.д.).

Тіла можуть володіти ще центром симетрії. Центр симетрії - крапка всередині тіла, щодо якої будь-яка точка тіла має іншувідповідну її точку, що лежить на такій же відстані від центру впротилежному напрямку.

Ідеальні форми кристалів симетричні. За висловом відомогоросійської кристалограф Е. С. Федерова (1853-1919), «кристали блищатьсиметрією».

У кристалах можна знайти різні елементи симетрії: площинасиметрії, вісь симетрії, центр симетрії.

Розглянемо симетрію деяких кристалічних форм. Кристали вформі куба (NaCl, KCl та ін) мають дев'ять площин симетрії, три зяких проходять паралельно гранях куба, а шість з діагоналях. Крімтого, куб має три осі симетрії 4-го порядку, чотири осі 3-го порядку ішість осей 2-го порядку

Крім того, він має центр симетрії. Всього в кубі 1 +9 +3 +4 +6 = 23 елементасиметрії. У кристалів мідного купоросу є лише центр симетрії,інших елементів у них немає.

 

Кислі породи.

Кислі гірські породи – група магматичних гірських порід, у хімічному складі яких кремнезем становить 65…80 %

Кислі породи характеризуються світлим забарвленням, внаслідок переважання у їх складі польових шпатів і кварцу. Найпоширенішими породами є граніт і його ефузивний аналог — ліпарит.

Граніт — інтрузивна порода із зернистою (рівномірнозернистою чи нерівномірнозернистою) структурою. Текстура щільна масивна. Основні мінерали — польовий шпат і кварц, у невеликій кількості — мусковіт. Біотит, рогова обманка становлять не більше 10%. Акцесорні мінерали — гранат, апатит, циркон, магнетит тощо. Колір обумовлений забарвленням польових шпатів — може бути ясно-сірий, жовтуватий, рожевий, червоний. Залягає у вигляді батолітів, штоків, лаколітів, рідше утворює дайки. Широко використовується як будівельний і облицювальний матеріал. Граніт — дуже поширена в земній корі порода. Великі поклади його відомі в межах Українського щита (на Житомирщині, Придніпров’ї, Приазов’ї) та на Кольському півострові. З покладами гранітів часто пов’язані цінні корисні копалини — вольфраміт, молібденіт, рідкоземельні метали тощо.

 

Породи змішаного складу.

Піщано-алевритові породи змішаного складу
Визначення найменування піщано-алевритових порід. За результатами гранулометричного аналізу визначення найменування піщано-алевритових порід здійснюється з використанням кла­сифікаційної трикутної діаграми, побудованою для системи пісок – алеврит – глина. Окрім суто піщаних, пилуватих і глинистих порід в природі існує низка змішаних утворень, представлених сумішшю часточок різних розмірів і складу. Найпоширенішими серед таких порід є суглинки, в яких кількість глинистого матеріалу складає 40-50% об’єму породи, і супіски, вміст в яких глинистих часток досягає 20-30%.

Кременисті породи

Кременисті породи, Силіциди (рос. кременистые породы, силициды; англ. ciliceous rocks, нім. Kieselgesteine n pl) – група осадових гірських порід, складених більш ніж на 50% аутигенними мінералами кремнезему(SiO2): опалом, кристобалітом, тридимітом, халцедоном і кварцом.

Ме́ргель (рос. мергель, англ. marl, marlstone; нім. Mergel m, Mergelboden m) – осадова гірська порода змішаного глинисто-карбонатного складу, яка представлена переважно вапняком та глинами; містить 30–90% карбонатів (кальцит, рідше доломіт) і, відповідно, 70–10% глинистих частинок. В залежності від складу породотвірних карбонатних мінералів мергелі поділяються на вапнякові, доломітові, глинисті, кремнеземисті. За запасами мергелів (7 родовищ) перше місце в Україні займає Донбас. Використовують мергель у цементній промисловості, будівництві.

Бокси́ти — осадова гірська порода, що складається в основному з оксидів і гідрооксидів алюмінію, а також оксиду заліза та різних домішок (глинистих частинок).

Головні рудотвірні мінерали Б.: діаспори, беміт, гібсит, гетит, гідрогетит, гідрогематит, каолініт, шамозит, хлорити, рутил, анатаз, ільменіт, алюмогетит, алюмогематит, сидерит, кальцит, слюди.

Фосфорити - осадова гірська порода морського походження, сформована головним чином з фосфату кальцію (P₂O₅)

 

3 ) Карбонатні породи: вапняки, доломіти, мергелі.

Карбонатні породи: вапняки, доломіти, мергелі, крейда. У них зустрічаються: двостулкові молюски, плечистоногі, корали, лопатоногі молюски, брюхоногі молюски, головоногі молюски, форамініфери, різні водорості, строматоліти, строматопорати, хететиди, кільчасті хробаки, трилобіти, конодонти, остракоди, тентакуліти, моховинки, голкошкірі, дуже рідко граптоліти, риби, залишки вищих рослин, губки.

Карбонатні породи є найбільш поширеними з даної групи. Представлені вони найчастіше вапняками і мергелями.

Вапняк - широко поширена мономінеральна порода, що складається з кальциту, вона легко визначається за бурхливої ​​реакції з соляною кислотою. Колір вапняків звичайно білий або світло-жовтий, але за рахунок домішок може бути змінений аж до чорного. Вапняки бувають органогенного та хімічного походження. Якщо вдається визначити, із залишків яких організмів складається вапняк, то по них йому дається більш точну назву, наприклад фузуліновий, кораловий та ін Якщо організми не визначені і порода складається з цілих і битих раковин, то вона називається черепашник.

Різновидом органогенного вапняку є крейда, що складається головним чином з дрібних раковин фораменіфер, їх уламків, порошкоподібного кальциту і скелетів найпростіших морських водоростей. Мел - біла землистая порода, широко використовується в народному господарстві.

Вапняки хімічного походження зустрічаються у вигляді:

а) щільних вапняків з тонкокристаллическая масою;

б) оолітових вапняків, що складаються з дрібних кульок скорлуповатого або радіально-променевого будови, з'єднаних карбонатним цементом;

в) ізвестковістих туфу, який складається з дрібнокристалічного кальциту. Ця пориста маса утворюється з розчиненого в підземній воді вуглекислого кальцію, що випадає в осад. Ізвестковістих туф називають також травертином;

г) натічних утворень кальциту, що утворюються з підземних вод. Найбільш характерними з них є печерні освіти - сталактити і сталагміти.

Доломіт складається з мінералу того ж назви. Зовні він схожий на вапняк, але відрізняється від нього слабкою реакцією з соляною кислотою, буруватим кольором і більшою твердістю. Утворюється він шляхом хімічного зміни вапняних опадів. Доломіт застосовується в якості флюсу, вогнетриву, а також у будівельній справі.

Мергель - порода змішаного складу, що складається на 50-75% з кальциту і на 25-50% з глинистих частинок. Зовні мергель мало відрізнити від вапняку: характерним його ознакою є реакція з соляною кислотою, після якої на поверхні мергелю залишається сіра пляма, утворення якого пов'язано з концентрацією глинистих частинок на місці реакції. Порода широко застосовується для виробництва цементу.

 

Солі, соляні породи

Соляні породи є осадовими породами неорганічного походження. Головні їх представники – ангідрит, гіпс і кам'яна сіль. В більшості своїй соляні породи є мономінеральні - скупченнями якогось одного з мінералів.

Соляним породам властиве утворення, в більшості, на дні морських бухт, де присутні умови аридного клімату. Через постійний випар води моря, згодом концентрація розчинених у воді мінералів збільшується до моменту, поки не буде досягнутий граничний рівень розчинення мінералів у воді, і останні не почнуть випадати в осад. За цього процесу, послідовність осаду мінералів зворотна до їх розчинності: спочатку у вигляді осаду випадають ангідрит (CaSO4) і гіпс (CaSO4 * 2H2O), потім хлорид натрію (NaCl), останніми осаджуються калійні солі. Через свою гарну розчинність, залежи соляних порід виникають переважно в умовах жаркого сухого клімату.
Хлорид натрію (NaCl), або кам'яна сіль – завдяки своєму специфічному смаку, одна з найвідоміших соляних порід. У російській мові хлорид натрію ще відомий за назвою «поварена сіль». Розташування кам'яної солі в корі землі зазвичай шарувате. Солі характерна грубозерниста структура. У природі сіль має сірувате, жовтувате або ж червонувате забарвлення. Харчова сіль білого кольору виготовляэться шляхом хімічного очищення природної солі, що добувається з надр Землі.
Сульфатом кальцію (CaSO4), або ангідритом називають соляну породу, схожу за виглядом на кам'яну сілль. Ангідриту не властивий "соляний" смак. Ангідрит знаходить застосування, в основному, у будівництві, як в'яжучий матеріал.

 

5) Викопне вугілля, стадії формування. Горючі сланці, нафта

Викопне вугілля тверда горюча корисна копалина осадового походження. До його складу входять: органічна речовина, мінеральні речовини (умовно не більше 60 % від сухої маси) і волога. Значною мірою викопне вугілля представлене гумолітами, органічна речовина яких утворилася в результаті біохімічних і фізичних змін відмерлих вищих рослин. У загальному процесі вуглеутворення виділяють дві фази: торфоутворення і вуглефікацію. Ідеальним середовищем торфоутворення були болота з водою, збідненою киснем з лужною рН. Торф, який утворився в результаті біохімічних реакцій залишків вищих наземних рослин, був вихідним матеріалом основної маси викопного вугілля — гумолітів.

Основними процесами перетворення рослинних залишків у першій фазі вуглеутворення були:геліфікація лігніно-целюлозних тканин рослин в анаеробних умовах і перехід продуктів розкладу цих тканин до колоїдного стану з подальшим обезводненням і затвердінням гелів і утворенням однорідної маси, яка цементувала інші компоненти;фюзенізація — обезводнення і окиснення в аеробних умовах лігніно-целюлозних тканин і продуктів первинної їх геліфікації з частковим обвуглюванням рослинного матеріалу;елювіація — винесення з торфу проточними водами колоїдних продуктів, що супроводжувалося збагаченням торфу ліпоїдними стійкими до розкладу компонентами рослин;ілювіація — привнесення на площу торфяника розчинених гумінових речовин;бітумінізація — анаеробний процес розкладу багатих на жири і білки речовинних комплексів нижчих рослин і відмерлих мікроорганізмів (зоопланктону), який призводив до утворення сапропелю — основного вихідного матеріалу сапропелітів, та сапрогумолітів.

Друга фаза вуглеутворення - вуглефікація — починалася і протікала після поховання торфу в надрах Землі (перекриття його кластичними осадами). У результаті діагенезу торф перетворювався у м'яке буре вугілля. Наступний метаморфізм привів до формування широкого спектра природних різновидів викопного вугілля — від бурого вугілля до суперантрацитів.

Вуглеутворення — регіональний процес, який протікав з різною інтенсивністю в окремі періоди геологічної історії Землі на великих площах і локальних ділянках всіх континентів, де виникало сприятливе поєднання фітологічних, кліматичних, палеогеографічних і геотектонічних передумов. Початок масштабного вуглеутворення датується середнім девоном. Природним завершенням девоном був процес руйнування вугленосних формацій, що стали внаслідок загального підйому материків і горотворчих процесів областю розмиву. Цей процес особливо виразно виявився у верхньопалеозойських кам'яновугільних басейнах, які сформувалися в складних авлакогенах (Донбас), великих глибоких прогинах пригеосинклінальних і складчастих областей (Кузнецький, Горлівський, Карагандинський бас.).

Горючі і вуглисті сланці

Під сланцями взагалі (як горючими, так і вуглистими) розуміють такі викопні матеріали, в яких разом з органічними речовинами міститься велика кількість мінеральних речовин (умовно понад 40%). Термін «горючі сланці» прийнято поширювати на сланці з органічною масою (тобто з керогеном) лише сапропелевої природи. Високозольні ТГК з органічною масою гумусної природи називають звичайно «вуглистими сланцями». Слід враховувати, що за характером органічної маси в природі зустрічаються сланці як гумусного і сапропелевого, так і ліптобіолітового, а також змішаного походження.

Відмітною ознакою всіх горючих (і вуглистих) сланців у зв’язку з великою їх зольністю є висока дійсна густина (d > 2,0 • 103 кг/м3). Залежно від переважання в них мінеральних речовин, сланці забарвлені в різний колір – темно-сірий, жовтий, коричневий і чорний. В грудках всі сланці є досить твердими і щільними утвореннями, що іноді розшаровуються на плитки. Горючі сланці, крім того, легко спалахують і горять полум’ям, що коптить. Численними дослідженнями уточнена природа керогену різних родовищ горючих сланців, причому було встановлено, що ленінградські і естонські сланці належать в основному до сапропелевих; волзькі горючі сланці за походженням виявилися змішаними з переважанням сапропелітових речовин над гумусними. Поклади основні ресурси — близько 430—450 трлн. т (24—25 трлн. т сланцевої смоли) зосереджені в США (штати Колорадо, Юта, Вайомінг) і пов'язані з формацією Грін-Рівер. Великі поклади горючих сланців є в Бразилії, КНР, менші — в Болгарії, Великобританії, Росії, ФРН, Франції, Іспанії, Австрії, Канаді, Австралії, Італії, Швеції, на території колишньої Югославії. Родовища горючих сланців поширені на всій території країн СНД. Усього відомо близько 50 родовищ, найбільш великі з них Прибалтійське, Волзьке, Оленекське (Арктика), Кендирликське в Казахстані. Прибалтійське родовище сланцю-кукерситу належить до найбільш древніх геологічних утворень (ордовик – нижній силур) і розробляється на території Естонії. У Волзькому сланцевому районі розробляється Кашпірське родовище, яке належить до верхньоюрської геологічної системи. Родовища горючих сланців розвідані в Узбекистані, на Кавказі, у республіці Комі, на Уралі, у Білорусії й в Україні (Болтишське родовище).Болтишське родовище горючих сапропелітових сланців знаходиться у центральній частині України на межі Кіровоградської та Черкаської областей.В складі їх органічної речовини є сапропелітові матеріали. Пористість сланців 40-50%, густина 1,8-2,0 г/см3, зольність 52-65%, теплота згорання – 8,4 МДж/кг.Менілітові сланці знаходяться у Українських Карпатах. Вони входять до складу менілітової серії мають вигляд монолітної шаруватої породи. Під дією вітру і води вони інтенсивно розкладаються на тонкі пластини.Зольність їх змінюється з 68 до 90%, вологість – 0,4 – 0,7%, вихід летких речовин – 10 – 15%, густина – 2,14 – 2,84 г/см3, вихід сланцевої смоли 2 – 4, іноді 6%, теплота згоряння – 4 – 8 МДж/кг. Запаси менілітових сланців в Українських Карпатах складають більш 500 млрд. т.

 

Поняття про метаморфізм

Метаморфізм - процес твердофазної мінеральної і структурної зміни гірських порід під впливом температури, тиску, підземних розсолів, часто в присутності флюїду. Виділяють ізохімічний метаморфізм — при якому хімічний склад породи змінюється неістотно, і неізохімічний метаморфізм (метасоматоз) для якого характерна помітна зміна хімічного складу породи, в результаті перенесення компонентів флюїдом.

Метаморфічні гірські породи за мінеральними асоціаціями поділяють на фації:

- зеленосланцева (хлорит, зелена рогова обманка, епідот)

- амфіболітова (амфібол, слюди, рідше гранат)

- гранулітова (кварц, польовий шпат, гранат, рідше піроксен)

Магматичні й метаморфічні гірські породи становлять близько 90 % об'єму земної кори; осадові — 75 % площі земної поверхні.Осадові гірські породи виникли внаслідок відкладення (механічного, хімічного, органічного) з води та повітря продуктів руйнування магматичних і метаморфізованих порід, решток живих організмів тощо. Осадові гірські породи утворюються головним чином внаслідок:перенесення і відкладання продуктів руйнування вивержених та інших порід,відкладів рослинних та тваринних організмів,хімічних відкладів.