Шпаргалка по "Геологии"

1. ГЕОЛОГИЯ КАК НАУКА, СВЯЗЬ ЕЕ С ДРУГИМИ НАУКАМИ.ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ГЕОЛОГИИ.ЗНАЧЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ В РАЗВИТИЕ МАТЕРИАЛМСТИЧЕСКОГО МИРОВОЗЗРЕНИЯ

Геология– («гео»-земля, «логос»-учение)-наука о Земле, ее составе, строении и развитии, о процессах, протекающих на ней, в ее воздушной, водной и каменной оболочках. В настоящее время геология представляет собой совокупность многих геологических дисциплин (петрография, минералогия, кристаллография, геохимии, почвоведение, вулканология, сейсмогеология, геотектоника, стратиграфия, палеонтология) Геология тесно связана с такими науками как.астрономия, астрофизика, физика, химия, биология и др.Основным объектом изучения геологии является литосфера (литос – камень), представляющая твердую наружную оболочку Земли. Главными объектами изучения геологии являются минералы, горные породы, геологические тела, вымершие организмы (окаменелости), газовые и жидкие среды, физические поля. Предметом геологии является пространственно-временные модели развития геологических процессов. Применение геологических знаний не ограничивается задачей поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, хотя эта задача и является первоочередной. Большое значение геология имеет и в других отраслях народного хозяйства: в строительстве, сельском хозяйстве, здравоохранении и др. Теоретическое значение геологии - в познании строения Земли и Вселенной, развития органического мира. Геология имеет мировоззренческое, философское значение, отвечая с научных позиций на такие вопросы, как происхождение жизни на Земле, ход геологической истории нашей планеты не только в прошлом, но и в будущем, куда позволяет заглянуть знание закономерностей развития земной коры.

2. ЗЕМЛЯ КАК ПЛАНЕТА СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ,ФОРМА,РАЗМЕРЫ И ДРУГИЕ ЕЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

 ЗЕМЛЯ́, третья от Солнца  большая планета Солнечной системы.( планеты, по степени удаления от Солнца - Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун). Земля образовалаcь 4,7млрд. лет назад из рассеянного в протосолнечной системе газо-пылевого вещества. Земля имеет форму геоида, который приближенно можно определить как шар, сплюснутый у полюсов  и растянутый в экваториальной зоне.  Средний радиус Земли 6371,032 км. Масса Земли 5,976·10²⁴ кг, средняя плотность 5518 кг/м³. Земля, как и остальные планеты, обращается вокруг Солнца по эллиптической орбите со скоростью 29.8 км/с. Одновременно она вращается вокруг собственной оси. Земля движется вокруг Солнца, совершая за 365.25 суток полный оборот по орбите (год). Вращение Земли вокруг своей оси вызывает смену дня и ночи на её поверхности. Период вращения Земли определяет единицу времени — сутки. В составе Земли преобладают: железо (34,6%), кислород (29,5%), кремний (15,2%), магний (12,7%).У Земли есть спутник - Луна.Площадь поверхности Земли 510,2 млн. км², из которых примерно 70,8% приходится на Мировой океан (атлантический, тихий, индийский, северный ледовитый) Средняя глубина океана около 3800 метров, наибольшая - 11022 метра (Марианский желоб в Тихом океане).Суша составляет соответственно 29,2% и образует шесть материков    (Евразия, Сев.Америка, Юж.Америка,Африка, Австралия, Антарктида) и острова. На поверхности земли имеются крупные неровности рельефа – глубочайшие океанические впадины. Марианская, в Тихом Океане, глубиной > 11 км, высочайшие горные системы и хребты (наивысшая точка земной поверхности находится в Гималаях – пик Джомолунгма, 8848 м.) Земля обладает гравитационным, магнитным и электрическим полями. Гравитационное притяжение Земли удерживает на околоземной орбите Луну и искуственные спутники. Действием гравитационного поля обусловленны сферическая форма Земли, многие черты рельефа земной поверхности, течение рек, движение ледников и другие прцессы. Магнитное поле создается в результате сложного движения вещества в ядре Земли. В межпланетнои пространстве магнитное поле занимает область, объем которой намного превосходит объем Земли, эту область называют-магнитосферой. Земля имеет атмосферу, которая состоит из воздуха - смеси в основном азота (78,1%) и кислорода (21%), остальное - водяной пары, углекислый газ, благородные и другие газы.

3.СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ, ГЕОСФЕРЫ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ.

Формирование Земли сопровождалось совокупностью различных процессов, разделяющих вещество или  материю, результатом которой стало разделение Земли на Геосферы. Геосферы — географические концентрические оболочки (сплошные или прерывистые), из которых состоит планета Земля различающиеся химическим составом, агрегатным состоянием и физическими свойствами.В центре образовалось ядро Земли, окруженное мантией, над мантией распологается земная кора – «твердая» Земля, заключающая в себе почти всю массу планеты. Далее возникли водная и воздушная оболочки нашей планеты. Таким образом, можно выделить следующий ряд геосфер, из которых состоит Земля: ядро-мантия-литосфера-гидросфера-атмосфера-магнитосфера. К настоящему времени человечеством получено множество данных, позволивших с высокой степенью достоверности установить характеристики основных геосфер земли.

Ядро Земли – занимает центральную область нашей планеты. Это самая глубокая геосфера. Средний радиус ядра около 3500 км, располагается на глубине ниже 2900 км. Состоит из двух частей – большого внешнего и малого внутреннего ядра. Природа внутреннего ядра Земли с глубины 5000 км остается загадкой. Это шар диаметром 2200 км, который, как полагают ученые, состоит из железа и никеля и имеет температуру плавления порядка 4500 °С.Внешнее ядро представляет собой жидкость – расплавленное железо с примесью никеля и серы. Внешнее ядро – шаровой слой толщиной 2200 км. Ядро окутывается мантией . Ма́нтия — часть Земли, расположенная непосредственно под корой и выше ядра. В мантии находится большая часть вещества Земли. Земная мантия находится в диапазоне от 30 до 2900 км от земной поверхности. Она также существует в виде двух шаровых слоев – нижней и верхней мантии. Толщина нижней части мантии – 2000 км, верхней – 900 км. Между глубинами от 400 до 2900 км находится так называемая нижняя мантия.

В составе мантии преобладает  сравнительно небольшая группа химических элементов: Si, Mg, Fe, Al, Ca и О. Литосфера – это земная кора с частью подстилающей ее мантии, которая образует слой толщиной порядка 100 км. Земная кора обладает высокой степенью жесткости, но и большой хрупкостью. В верхней части она слагается гранитами, в нижней – базальтами. Снизу кору ограничивает поверхность Мохоровичича. Она же граница Мохо. Располагается поверхность Мохо в разных географических точках на глубинах 10-70км.Эта поверхность известна тем, что при переходе через неё меняется скорость распространения сейсмических волн.

 Гидросфера – водная оболочка Земли представлена на нашей планете Мировым океаном, пресными водами рек и озер, ледниковыми и подземными водами. Общие запасы воды на Земле составляют 1,5 млрд км³. Из этого количества 97 % приходится на соленую морскую воду, 2 % составляет замерзшая вода ледников и 1 % – пресная вода.Атмосфера – это воздушная оболочка Земли, окружающая ее и вращающаяся вместе с ней. Она состоит из воздуха – смеси газов (азота, кислорода, инертных газов, водорода, углекислого газа, паров воды). Кроме того, воздух содержит большое количество пыли и различных примесей, порождаемых геохимическими и биологическими процессами на поверхности планеты.Атмосфера Земли имеет слоистое строение, причем слои отличаются по физическим и химическим свойствам. Важнейшими из них являются температура и давление, изменение которых лежит в основе выделения атмосферных слоев. Таким образом, в атмосфере Земли выделяют: тропосферу, стратосферу, ионосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу.Магнитосфера – это внешняя и наиболее протяженная оболочка Земли. Магнитосфера представляет собой область, физические свойства которой определяются магнитным полем Земли и его взаимодействием с потоками заряженных частиц космического происхождения. Образует магнитный хвост Земли. В ней находятся радиационные пояса.

4. ФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЗЕМЛИ:МАГНИТНОЕ, ТЕПЛОВОЕ, ГРАВИТАЦИОННОЕ.ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ.

Вокруг земного шара помимо гидросферы^* и атмосферы^* сконцентрированы еще физические поля-это особые формы материи, отличные от твердых, жидких и газообразных тел, но объединенные свойством создавать условия для взаимодействия на расстоянии источника поля и какого-либо объекта.

 Гравитационное поле Земли (поле силы тяжести)-это силовое поле, обусловленное притяжением (тяготением) Земли и центробежной силой, вызванной её суточным вращением. Зависит также (незначительно) от притяжения Луны, Солнца и др. небесных тел и масс земной атмосферы. Гравитационное поле Земли характеризуется силой тяжести, потенциалом силы тяжести и различными его производными. Гравитационное поле Земли является главной причиной, определяющей ее фигуру, строение, наличие и толщину земной атмосферы, высоту гор и глубину впадин, скорость движения воды, воздуха, перемещения рыхлых горных пород, характер залегания полезных ископаемых, развитие органической жизни и т. д. Гравитационное поле влияет также на форму орбит искусственных спутников Земли, на величину приливов и отливов. Для жизни Земли большое значение имеет взаимодействие гравитационного поля Земли с гравитационными полями Луны, Солнца, планет и Галактики в целом.

 Магнитное  поле Земли или геомагнитное поле — магнитное поле, создаваемое в основном действием источников, расположенных внутри Земли, а также в магнитосфере и ионосфере. Предмет изучения геомагнетизма. Геомагнитное поле в общих чертах похоже на дипольное. Диполем называется магнит, полюсы которого находятся очень близко друг к другу. Магнитное поле Земли, как и дипольное, имеет два полюса. Величина геомагнитного поля на полюсах примерно в два раза больше. Чтобы охарактеризовать магнитное поле, надо знать не только его величину, но и направление. Направление определяется относительно географических координат Земли и задается двумя углами: склонением и наклонением. Склонение — это угол между географическим и магнитным меридианами, т. е. между истинным направлением на север и тем, которое указывает магнитная стрелка. Наклонение — угол между направлением магнитной стрелки, вращающейся вокруг горизонтальной оси, и горизонтальной плоскостью. Магнитное поле принято характеризовать вектором магнитной индукции. Единицей измерения магнитной индукции является тесла (Тл). Изучение магнитного поля Земли имеет чрезвычайно важное практическое и научное значение. С давних времен известен компас, прибор, в котором используется магнитное поле Земли.это используется для ориентирования на местности, в геодезической и маркшейдерской практике и т.д. горные породы, содержащие ферромагнитные минералы, намагничиваются в геомагнитном поле, создавая аномалии, на основе изучения которых проводят поиски и разведку месторождений, геологическое картирование территорий. На основе определения остаточной намагниченности горных пород восстанавливают историю геомагнитного поля. По изменению остаточной намагниченности, обусловленной инверсией геомагнитного поля, расчленяют толщи осадочных или вулканических пород, уточняют датировку их возраста и последовательность геологических событий.

Тепловое поле Земли. Источниками теплового поля Земли являются процессы, протекающие в ее недрах, и тепловая энергия Солнца. К внутренним источникам тепла относят радиогенное тепло, которое создается благодаря распаду рассеянных в горных породах изотопов урана, тория, калия и иных радиоактивных элементов, и тепло, обусловленное различными процессами, протекающими в Земле (гравитационной дифференциацией, плавлением, химическими реакциями с выделением или поглощением тепла, деформацией за счет приливов под действием Луны и Солнца и некоторыми другими). Тепловой поток, поднимающийся из недр Земли, является важным физическим полем, которое позволяет судить не только о строении, но, как мы увидим позже, и о возрасте Земли. Тепловой поток мы можем наблюдать только на поверхности планеты. Он зависит от температурного градиента в измеряемой точке и определяется формулой

где -- теплопроводность горных пород, grad  -- геотермический градиент. Понятно, что для положительного теплового потока температура горных пород должна убывать отсюда знак минус в формуле.

5.МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ЗЕМНОЙ КОРЫ.МИНЕРАЛЫ ИХ СВОЙСТВА, СОСТАВ,ПРИЗНАКИ.ПРОЦЕССЫ МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЯ.КЛАССИФИКАЯ МИНЕРАЛОВ и основные минералы каждого класса.

Земная кора сложена горными  породами, а они в свою очередь  минералами. Минералами называют природные химические соединения или самородные химические элементы, которые возникли в результате определенных физико-химических процессов, протекающих в земной коре и на ее поверхности. Литосфера на 75 % состоит из силикатов и содержит всего 200 безводных минералов. Распределение минералов в Земной коре

Классификация минералов

Свойства минералов. Хотя главные характеристики минералов (химический состав и внутренняя кристаллическая структура) устанавливаются на основе химических анализов и рентгеноструктурного метода, косвенно они отражаются в свойствах, которые легко наблюдаются или измеряются. Для диагностики большинства минералов достаточно определить их блеск, цвет, спайность, твердость, плотность. Блеск – качественная характеристика отраженного минералом света (металлический блеск, неметаллический блеск, жирный, восковой, матовый, шелковистый и др.). Цвет – простой и удобный диагностический признак. Излом - вид или характер поверхности, получающийся при раскалывании минералов. Спайность — свойство минералов, которое позволяет раскалываться им по определённым кристаллографическим направлениям с образованием гладких параллельных поверхностей. Прозрачность. Под этим термином подразумевается способность вещества пропускать свет. Хрупкость. Хрупкие минералы от удара молотком рассыпаются на куски. При царапаньи их получается тонкий порошок. Твердость – сопротивление, которое минерал оказывает при царапании. Побежалость - пёстрая или радужная окраска приповерхностного слоя.

Процессы  минералообразования - физико-химические процессы, протекающие в земной коре, вызывающие образование, изменение и разрушение минералов.   По условиям образования минералообразующие процессы принято разделять на две большие группы - эндогенные и экзогенные.

I. Эндогенные - это процессы, обусловленные поступлением вещества или энергии из глубин. Они включают в себя две большие группы процессов, различающиеся по характеру воздействия на вещество- магматогенные и метаморфические процессы.

Магматогенные процессы, так или иначе, связаны с кристаллизацией магмы и деятельностью постмагматических растворов; для этих процессов обычно характерны : высокие температуры,  повышенные давления, сравнительно низкий потенциал кислорода.

Метаморфические процессы протекают при погружении пород любого генезиса на большие глубины или при поднятии глубинных пород к поверхности и связаны с переходом этих пород в новые физико-химические условия.

II. Экзогенные - процессы, развивающиеся на поверхности Земли или в непосредственной близости от поверхности под влиянием энергии Солнца, воды, ветра, свободного кислорода и СО₂ атмосферы. для этих процессов характерны низкие температуры, низкие давления, высокий химический потенциал СО₂ и кислорода

6.ХИМИЧ,СОСТАВ ЗЕМНОЙ КОРЫ.ПОНЯТИЕ О КЛАРКЕ.КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ,ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВНУТРЕННИХ ОБОЛОЧЕК ЗЕМНОЙ КОРЫ.

В земной коре преобладают восемь химических элементов: железо (32,1 %), кислорода (30,1 %), кремний (15,1 %), магний (13,9 %), сера (2,9 %), никель (1,8 %), кальций (1,5 %) и алюминий (1,4 %); на остальные элементы приходится 1,2 %.