Цели и задачи курса, его структура и связь с другими дисциплинами

Министерство образования Российской Федерации

Санкт - Петербургский государственный горный институт

Им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Кафедра геологии и разведки месторождений полезных ископаемых

Л.В. Кулачков

Геология

(I семестр, разделы 1 – 9)

Раздел 1. Основные понятия. Земля во Вселенной. Происхождение Земли

Цели и задачи курса, его структура и связь с другими дисциплинами

Геология является ведущим общеобразовательным предметом для инженера, специализирующегося по нефтегазовому делу, поскольку предметом его труда являются земные недра и минеральное вещество, извлекаемое из них. Она предваряет цикл геологических дисциплин, куда входят также «Геология нефти и газа» и «Инженерная геология». Особое место среди научных дисциплин геологического цикла определяется тем, что они имеют для инженеров-промысловиков не только общеобразовательное, но и практическое значение, поскольку осуществление рациональной разведки и эффективной эксплуатации нефтяных и газовых месторождений может быть достигнуто лишь при полном учёте конкретных геологических особенностей месторождений, формирующихся в ходе последовательных геологических процессов. Особенностью дисциплины является наличие большого числа специальных терминов и её отсутствие в программе средней школы.

Цель преподавания дисциплины – дать студентам знания о строении и формировании Земли и её основных структурных элементов, о строении и формировании горных пород и полезных ископаемых.

Задачи дисциплины: ознакомить студентов с современными представлениями о: геологических процессах на поверхности и в недрах Земли; главнейших минералах; основных типах осадочных, магматических и метаморфических пород; основных видах полезных ископаемых; геологическом времени и методах определения возраста горных пород; формах залегания горных пород; складчатых и разрывных структурах земной коры; геологической истории Земли и процессах преобразования земной коры, а также привить практические навыки определения важнейших минералов и горных пород, построения и анализа геологической графики.

Геология, как показывает ее название, - наука о Земле, в основном о твердой Земле. Ее ближайшая родственница - география - занимается описанием земной поверхности, ее взаимодействия с океаном и атмосферой. Геология и география в ряду естественных наук располагаются между астрономией и биологией. На стыке астрономии и геологии лежит понимание положения Земли и условий ее существования в рамках Солнечной системы, а также выяснение происхождения этой системы, а вместе с нею и нашей планеты. Геология и биология имеют общую задачу: раскрытие обстановки появления жизни на Земле и условий дальнейшего развития органического мира. Кроме того, пласты земной коры содержат летопись эволюции животных и растений, а остатки этих организмов помогают геологам определить относительный возраст пластов, их заключающих. Геологические знания - это необходимое и важное звено научного мировоззрения. Значение геологии в этом смысле возросло после начала изучения других планет Солнечной системы и их спутников; геология стала частью более широкой науки - планетологии, но часто говорят о "геологии" той или иной планеты.

Человек в доисторическое время начал использовать горные породы (кремень, обсидиан, глину) и минералы (халцедон, нефрит и др.). Затем он начал плавить золото, а примерно 5000 лет назад, сплавив медь и олово, получил бронзу. Значение геологической науки для хозяйственной деятельности человека неуклонно возрастало по мере вовлечения в эту деятельность все новых и новых видов полезных ископаемых - от угля до урановой руды и редких элементов, - пока их спектр практически не охватил всю таблицу Менделеева. В двадцатом столетии к этой традиционной прикладной функции геологии добавилась новая: без серьезного геологического обоснования стало невозможным проектирование и строительство крупных инженерных сооружений - гидроэлектростанций, атомных электростанций, каналов и т.п. Позднее определилась еще одна важная роль геологии: предупреждение о проявлении и учет возможных последствий природных катастрофических явлений -землетрясений, вулканических извержений, оползней и т.д. Когда сравнительно недавно человечество осознало необходимость сохранения окружающей природной среды и оценки направленности (так называемого мониторинга) ее естественного изменения, наука об окружающей среде - экология заняла видное место среди других наук, а в ее составе оформился раздел, относящийся к геологической компоненте этой среды, - геоэкология или экогеология. Нетрудно предвидеть, что это направление геологических исследований будет быстро развиваться в следующем столетии.

Основные понятия

Основные объекты геологии (выделены курсивом) взаимосвязаны следующим образом. Атомы в земной коре, объединяясь в кристаллические структуры, создают минералы (минеральные индивиды), последние срастаются в минеральные агрегаты, которые непосредственно формируют геологические тела горных пород и руд (т.е. рудные тела или залежи полезных ископаемых). Геологические тела образуют конкретные геологические структуры земной коры, в том числе и месторождения полезных ископаемых. Все указанные объекты, а также взаимоотношения между ними создаются и происходят под воздействием геологических процессов.

Полезное ископаемое – вещество земной коры, добываемое с целью практического использования.

Руда - минеральный агрегат, из которого технически возможно и экономически целесообразно извлечение полезных компонентов: химических элементов, их соединений или минералов. Первоначально этот термин применялся лишь для агрегатов - источников металлов, затем он распространился и на неметаллические полезные ископаемые, как, например, в случае извлечения химических элементов - неметаллов ( Р, В, S и др.), а также минералов: хризотил-асбеста, графита и др. По этой причине, является нежелательным ставшее традиционным использование прилагательного “рудный” вместо термина “металлический”.

Простыми или однокомпонентными называются руды, из которых извлекается один полезный компонент (химический элемент или минерал).

Комплексными или многокомпонентныминазываются руды при наличии более одного полезного компонента. В случае металлических полезных ископаемых комплексные руды также называют полиметалльными. Примером таких руд являются полиметаллические руды, в которых главными ценными компонентами являются свинец и цинк, кроме которых попутно извлекаются медь, золото, серебро, кадмий и другие металлы.

Вредными компонентами называются минералы или химические элементы, затрудняющие переработку или использование полезного ископаемого.

Обогащениемименуется процесс обработки руды с целью концентрации минералов (вплоть до выделения их в чистом виде), удаления вредных компонентов или стандартизации качества минерального сырья.

Технологическими называются свойства, определяющие особенности переработки руды в процессе получения из неё конечного продукта. Они зависят от её минерального и химического состава, структуры и текстуры, а также от состава и строения её минеральных компонентов.

Месторождение полезного ископаемого - участок земной коры, в котором полезное ископаемое содержится в количестве, достаточном для его рентабельной эксплуатации, при качестве, удовлетворяющем потребителя. Очевидно, что данное определение является не столько геологическим, сколько экономическим. Критерием количественной оценки месторождения являются запасы полезного ископаемогов весовых или объёмных единицах. Качество сырья для большинства полезных ископаемых оценивается по содержанию полезных и вредных компонентов, а для многих видов неметаллического сырья, кроме того, исследуют специфические свойства, например, светопропускание оптических минералов, предел прочности на сжатие облицовочного камня, диэлектрические свойства мусковита и флогопита и т.д.