ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


ВСТУП. ГЕОЛОГІЯ ТА ГЕОМОРФОЛОГІЯ – ОДНІ З НАЙВАЖЛИВІШИХ ГАЛУЗЕЙ ЗНАНЬ ПРО ПРИРОДУ ЗЕМЛІ

К – 69

 

Геологія з основами геоморфології. Курс лекцій для студентів-екологів денної та заочної форми навчання / Я.О. Мольчак, В.О. Фесюк. Луцьк: ЛДТУ, 2003. – 120 с.

 

Подано теоретичні положення, викладені у вигляді курсу лекцій по основних темах дисципліни

 

Укладачі: Я.О. Мольчак

В.О. Фесюк

 

 

Рецензенти: М.М. Мельнійчук

В.М. Мельник

 

Відповідальний

за випуск: Я.О. Мольчак.

 

 

Затверджено науково-методичною радою ЛДТУ

прот. № від

 

 

Рекомендовано до друку радою технологічного факультету ЛДТУ

прот. № 6 від 13.02.2003

 

Затверджено на засіданні кафедри екології та БЖД ЛДТУ

прот. № 8 від 8.02.2003

 

© Я.О. Мольчак, В.О. Фесюк


ЗМІСТ

ЗМІСТ   ВСТУП. ГЕОЛОГІЯ ТА ГЕОМОРФОЛОГІЯ – ОДНІ З НАЙВАЖЛИВІШИХ ГАЛУЗЕЙ ЗНАНЬ ПРО ПРИРОДУ ЗЕМЛІ 1. РЕЧОВИННИЙ СКЛАД ЗЕМНОЇ КОРИ 1.1. Речовинний склад земної кори………………………………………. .. 1.1.1. Поширення хімічних елементів на Землі…………………….. 1.1.2. Загальні закономірності міграції хімічних елементів у земній корі. Геохімічні бар'єри……………………………………………. 1.1.3. Прикладне значення геохімії…………………………………... 1.2. Основи мінералогії. …………………………………………………… 1.2.1.Поняття про мінерали та процеси мінералоутворення в природі……………………………………………………………. 1.2.2. Фізичні властивості мінералів……………………………….. 1.2.3.Систематика та опис мінералів…………………………….... 1.3. Основи петрографії. ………………………………………………….. 1.3.1. Фізичні властивості гірських порід…………………………. 1.3.2. Класифікація гірських порід…………………………………... 2. ДИНАМІЧНА ГЕОЛОГІЯ ТА ГЕОМОРФОЛОГІЯ. 2.1. Геологічні процеси та їх роль у рельєфоутворенні. Ендогенні процеси…………………………………………………………………….… 2.1.1. Поняття про геологічні процеси. Ендогенні процеси..…….. 2.1.2. Магматичні процеси і відповідні їм форми рельєфу………... 2.1.3. Рельєфотворча роль тектонічних процесів…………………. 2.1.4. Планетарний рельєф Землі…………………………………..... 2.1.5. Мегарельєф платформ і геосинклінальних поясів суходолу 2.2. Екзогенні процеси рельєфоутворення. …………………………….. 2.2.1.Поняття про екзогенні процеси……………………………….. 2.2.2. Вивітрювання. Утворення кори вивітрювання та ґрунту………………………………………………………………….... 2.2.3.Геологічна робота вітру, еолові форми рельєфу…………….. 2.2.4. Флювіальні процеси та сформований ними рельєф……….... 2.2.5. Карст і карстовий рельєф…………………………………….. 2.2.6. Геологічна роль льодовиків. Гляціальний рельєф……………. 2.2.7. Берегові процеси й основні форми узбережжя………………. 2.2.8. Схили, схилові процеси та рельєф схилів………………….…. 3. ІСТОРИЧНА ГЕОЛОГІЯ 3.1. Початок історії Землі. Догеологічний період розвитку…….…….. 3.2. Геологічний період розвитку. Докембрій (AR-PR)………….…….. 3.3. Розвиток Землі в палеозойську еру..………………………………. 3.3.1. Кембрійських період…………………………………………….. 3.3.2. Ордовицький і силурійський період………………………….... 3.3.3. Девонський період……………………………………………….. 3.3.4. Кам’яновугільний період……………………………………….. 3.3.5. Пермський період……………………………………………….. 3.1. Мезозойський етап розвитку Землі…………………………..….. 3.4.1. Тріасовий період…………………………………………………. 3.4.2. Юрський період………………………………………………….. 3.4.3. Крейдовий період………………………………………………... 3.2. Формування природи Землі в кайнозойську еру………………. 3.5.1. Палеогеновий період..…………………………………………... 3.5.2. Неогеновий період……………………………………………….. 3.5.3. Антропогеновий (четвертинний) період………………….… 4. ІНЖЕНЕРНА ГЕОЛОГІЯ 4.1. Інженерна геологія як наука…………………………………………. 4.2. Інженерно-геологічна класифікація гірських порід……………… 4.3. Класифікація несприятливих для господарської діяльності геологічних процесів…………………………………………………….… 5. ГІДРОГЕОЛОГІЯ 5.1. Основні поняття гідрогеології……………………………………….. 5.2. Класифікація підземних вод……………………………………….…. 5.3. Режим підземних вод і фактори, що на нього впливають……….. 6. ГЕОЛОГІЯ ТА ГЕОМОРФОЛОГІЯ УКРАЇНИ 6.1. Тектонічна структура рельєфу України……………………………. 6.2. Загальна характеристика рельєфу………………………………….. 6.3. Корисні копалини……………………………………………………… 7. ЕКОЛОГІЧНА ГЕОЛОГІЯ 7.1. Екологічна геологія як наука………………………………………… 7.2. Співвідношення між природними й антропогенними процесами на Землі………………………………………………………………………. 7.3. Утворення техногенних відкладів…………………………………… 7.4. Еколого-геологічна ситуація на Україні…………………………… СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ                                

 

 

Коротка історія розвитку геології. На протязі всієї історії свого розвитку людство мало справу з оточуючим його середовищем, в т.ч. і з геологічними об’єктами. Наприклад, відома одна із перших спроб класифікації органічного світу, що приписується Аристотелю, передбачає поділ усього природного різномаїття на 3 класи: рослини, тварини та камені. Хоча ще задовго до Аристотеля людство вже використовувало викопну мідь, залізну руду, срібло, золото, сірку, селітру, нафту, слюду, кухонну сіль, кремінь та багато інших мінералів і гірських порід.

Перші наукові праці про мінерали з'явилися приблизно в середині XVI ст. Серед них особливе місце займає «Металургія» Г. Агріколи (1490—1555 р.), у якій описані діагностичні ознаки (колір, прозорість, блиск, смак, запах, вага, твердість і т.д.) всіх відомих на той час мінералів й дана їх класифікація.

Сучасна геологія виникла в другій половині XVIII ст. – у період зародження й бурхливого розвитку гірничодобувних підприємств капіталістичного типу і її розвиток пов’язують з іменем англійського гірничого інженера Ч. Лайеля, а в Росії – з іменем видатного вченого того часу М.В. Ломоносова.

Нові великі кроки були зроблені в розвитку всіх областей геологічних знань: геотектоніки (А.Д.Архангельський, М.М.Тетяєв, М.А.Шатський); петрографії магматичних порід (Ф.Ю.Левінсон-Лессінг, А.М.Заварицький), осадових порід (В.П.Батурін, Н.М.Страхів, Л.В.Пустослов) і метаморфічних гірських порід (А.А.Полканов, Д.С.Коржинський, Г.Н.Судовиков) і інші. Виникли нові розділи геологічної науки: інженерна геологія (Ф. П. Саварський), гідрогеологія (В.С. Ільїн, Г.Н.Каменський), геохімія (В.І.Вернадський, А.Е.Ферсман) і геофізика (П.П.Лазарєв).

Серед сучасних українських вчених, що працюють в галузі екологічної геології, слід назвати: Г.І. Рудька, І.П. Ковальчука та інших.

Прикладне значення геології та геоморфології.Розробка теоретичних проблем геології поэднуэться з вирішенням ряду народногосподарських задач:

1) пошук і відкриття нових родовищ різних корисних копалин, що є основною базою промисловості і сільського господарства;

2) вивчення і визначення ресурсів підземних вод, необхідних для питного й промислового водопостачання, а також меліорації земель;

3) інженерно-геологічне обґрунтування проектів великих споруд та проектів, науковий прогноз зміни природних умов після закінчення їхнього будівництва;

4) охорона і раціональне використання надр Землі.

РЕЧОВИННИЙ СКЛАД ЗЕМНОЇ КОРИ

 

1.1.Речовинний склад земної кори

 

Прикладне значення геохімії

 

Теоретичні уявлення геохімії реалізуються при вирішенні практичних проблем, пов'язаних із розвідкою родовищ мінеральної сировини, охороною здоров’я, сільським господарством, охороною навколишнього середовища і т.д.

Геохімічні методи пошуків корисних копалин. У результаті концентрації елементів утворюються родовища корисних копалин. Та частина поля концентрацій, у якій вміст елементів досягає величин, що допускають їхню експлуатацію, називається рудним тіломабо покладом корисної копалини, а сама речовина з кондиційним вмістом елемента — рудою. Інша частина поля концентрації іменується первинним геохімічним ореолом родовища. Границя між рудним тілом і первинним ореолом родовища визначається вимогами промисловості. Наприклад, наприкінці XIX в. у США перероблялися мідні руди із вмістом металу більш 5%, і прилягаючі породи, що містили перші відсотки міді, являли собою первинний ореол. У середині XX ст. перероблялися вже руди з вмістом міді всього лише 1% , і те, що раніше вважалося первинним ореолом, стало рудою. Лінійні розміри первинних ореолів виміряються десятками, сотнями і тисячами метрів, причому нерідко ореол досягає земної поверхні, тоді як рудне тіло, розташоване на глибині.

Під впливом гіпергенних процесів рудні тіла і первинні ореоли піддаються вивітрюванню й денудації. У результаті ґрунт, кора вивітрювання, континентальні відклади поблизу родовища збагачуються рудними елементами і їх супутниками. При вилуговуванні руд і ореолів елементи надходять у поверхневі і підземні води. Рослини також накопичують рудні елементи, підвищується їхній вміст і в тваринах. Так виникає поле підвищеної концентрації елементів у ландшафті, що утворює вторинний (епігенетичний) ореол розсіювання. Засередовищем прояву розрізняють вторинні ореоли: в ґрунтах і породах – літохімічні, у водах – гідрогеохімічні, в атмосфері – атмохімічній в організмах – біогеохімічні. Розміри вторинних ореолів досягають сотень і тисяч метрів.

Визначаючи вміст хімічних елементів у гірських породах, у всіх компонентах ландшафту – ґрунтах, пухких відкладах, водах, рослинах, атмосфері, можна знайти первинний чи вторинний ореол, а по ньому і саме родовище. Подібні методи пошуків і отримали назву геохімічних. За об'єктом опробування вони поділяються на чотири основних види: літохімічні, гідрогеохімічні, біогеохімічні й атмохімічні (газові) методи.

Геохімія й охорона здоров'я. Здоров’я людини багато в чому визначається вмістом хімічних елементів у навколишньому середовищі – ґрунті, воді, атмосфері, продуктах харчування. Існують оптимальні вмісти, порушення яких приводить до захворювань. Так, при недостачі йоду в ландшафті чи їжі розвивається ендемічний зоб (особливо в гірських районах), при дефіциті фтору в питній воді – карієс зубів, при надлишку фтору – флюороз, при надлишку молібдену у воді – подагра і т.д. Досить перспективно використання геохімії у курортному будівництві.

Геохімія і сільське господарство. Багато хвороб культурних рослин і домашніх тварин також зв'язані з дефіцитом чи надлишком хімічних елементів у навколишньому середовищі. Відомі хвороби тварин і рослин, зв'язані з дефіцитом чи надлишком кальцію, міді, кобальту, бору, свинцю, селену й інші елементів. Як і люди, домашні тварини хворіють на ендемічний зоб, карієс, флюороз і т.д. Геохімічні дослідження актуальні в меліорації (особливо при зрошенні), при застосуванні добрив і мінеральної підгодівлі тварин, при рішенні інших питань сільського господарства.

Геохімія і хімтехнологія.Вивчаючи закони розподілу хімічних елементів у гірських породах і мінералах, геохімія вишукує нові джерела сировини для промисловості. Так, за допомогою геохімічних методів були встановлені джерела ренію (молібденові руди), гафнію (циркони), кадмію й індію (поліметалеві руди), германію (вугільний попіл) і т.д.

Геохімія й проблема навколишнього середовища. Останнім часом виділяють особливу категорію геохімічних процесів – техногенну міграцію (техногенез). В останні роки вивчення техногенної міграцій набуло дуже великого значення в зв’язку з проблемою попередження забруднення навколишнього середовища.

 

 


Основи мінералогії.

 

1.2.1. Поняття про мінерали та процеси мінералоутворення в природі.

 

Мінерали – це природні хімічні сполуки та самородні елементи, які утворились в надрах земної кори або на її поверхні внаслідок різних фізико-хімічних процесів. Вивченням мінералів займається наука мінералогія.

Виникнення мінералів пов'язане з різними природними процесами, що протікали не тільки в земній корі чи мантії Землі, але також на поверхні, у внутрішніх частинах інших планетарних тіл, у міжзоряному середовищі і, нарешті, як було доведено останнім часом, в атмосферах різних зірок.

Перша мінеральна речовина у Всесвіті виникла задовго до початку утворення нашої Сонячної системи і з тих самих пір процеси мінералоутворення не припинялися. Вони і зараз протікають на різних планетах і на деяких інших космічних об'єктах. Ймовірно, одним із перших процесів утворення мінеральної речовини в умовах ранньої Сонячної системи була конденсація високотемпературної "силікатної пари" з утворенням тугоплавких мінералів, встановлених у деяких типах включень метеоритів.

Але більшість мінералів, звісно, утворились дещо пізніше і на Землі. В загальному випадку за генезисом вони поділяються на:

1. ендогенні, що утворились внаслідок процесів, що протікали й протікають за рахунок внутрішньої теплової енергії Землі;

2. екзогенні, що утворились внаслідок процесів, які відбувалися й відбуваються за рахунок зовнішньої (сонячної) енергії, одержуваною поверхнею Землі; джерелом речовини для протікання екзогенних процесів є гірські породи, що оголилися на поверхні Землі.

При потраплянні продуктів ендогенних і екзогенних процесів мінералоутворення в більш глибокі зони земної кори, вони можуть зазнавати істотних перетворень. Це явище називається метаморфізмом.

Ендогенні процеси мінералоутворення. Серед них головними є магматичні, пегматитові і пневматолітово-гідротермальні.

Магматичні процеси. Магмоюназивається складний за складом розплав, що містить багато хімічних елементів і їхніх сполук, що утвориться в глибинних частинах чи Землі інших планет. Особливу роль у магмі грають кремнієвокисневі сполуки і тому магму часто називають силікатним розплавом, головними складовими якого є оксиди кремнію, алюмінію, заліза, магнію, кальцію, натрію й калію. Інші елементи присутні в магмі в істотно менших кількостях. Крім того, у магмі розчинені газоподібні й леткі речовини (вода, вуглекислота, вуглеводні, сірчисті сполуки й ін.), що приймають активну участь у процесах утворення мінералів. Мінерали, що утворюються при застиганні магми, являють собою сполуки, що складаються з тих хімічних елементів, що у ній містилися. Виникнення магм, звичайно, пов'язується з внутрішньою тепловою енергією планети – радіоактивним розпадом деяких хімічних елементів і рухом окремих блоків кори планети один відносно одного. Ці явища приводять до локального нагрівання й плавлення навколишніх порід. При русі до поверхні планети магми різного складу можуть змішуватися між собою і розчиняти захоплені на шляху уламки інших гірських порід. У такий спосіб виникають магми різного типу, кристалізація яких пояснює розмаїтість вивержених гірських порід.

Деякі типи магматичних порід залягають у формі жил чи прожилків. Вони утворюються в результаті заповнення тріщин земної кори різними мінеральними речовинами. У тріщини з глибинних частин земної кори могли проникати залишкові розплави, різноманітні пари і гази (флюїди) чи гарячі водяні розчини. Відповідно до цього жили за способом заповнення поділяються на пегматитові (утворилися в результаті власне магматичного процесу на одній із заключних стадій його протікання), пневматолітові утворенні взяли участь флюїди, що входили до складу магми) і гідротермальні (сформовані з гарячих водних розчинів, що надходили з глибинних частин земної кори).

Екзогенні процеси мінералоутворення. Головними серед них є різноманітні процеси вивітрювання, накопиченнята перетворення осадів. Вивітрювання (фізичне, хімічне чи біологічне) полягає в поступовому розкладанні нестабільних мінеральних фаз і їх перетворенні в інші, більш стійкі в поверхневих умовах мінерали. Серед продуктів власне осадового процесумінералоутворення, що протікає у водному середовищі, виділяють механічні осади, хімічні осади і біогенні чи органогенні осади.

У всіх випадках найважливішими факторами мінералоутворення є хімізм, температура й тиск. При зміні цих факторів мінерал або руйнується, або видозмінюється. Наприклад, магматичний мінерал алмаз (С), котрий утворюється в мантії при температурі більше 1200°С і тиску понад 45·105 МПа при поступовому зменшенні тиску перетворюється в мінерал графіт (С), а при доступі кисню згоряє з виділенням вуглекислого газу СО2, мінерал пірит (FeS2) – сульфід заліза в зоні хімічного окислення переходить в лімоніт – гідроксид заліза (FeO(OH)·nН20); а водний сульфат кальцію – гіпс (СаSO4·2Н2О) на глибині 150 м при збільшенні тиску, зневоднюючись, переходить в ангідрит (СаSO4).

Вивчаючи мінерали, можна помітити, що більшість із них мають вигляд правильних геометричних фігур: кубів, ромбів, призм, пірамід - так званих кристалів. Певні мінерали кристалів не утворюють, оскільки перебувають у аморфному стані. Різниця між кристалічним і аморфними станами полягає в тому, що в першому випадку складові елементи мінералу – молекули, атоми та іони розміщуються в чітко визначеному для даної речовини порядку, утворюючи кристалічну решітку (гратку). В другому випадку закономірність в розміщенні складових частин відсутня, тобто кристалічної решітки мінерал не має, і за хімічною будовою нагадує рідину.

Мінерали у вигляді кристалів правильної форми в природі зустрічаються порівняно рідко. Це окремі кристали, або їх зростання, що утворились в умовах вільного росту в підземних пустотах. Найбільш поширені мінерали у вигляді кристалів або зерен неправильної форми, які тісно прилягають одні до одних, утворюючи мінеральні агрегати – гірські породи. Всі види й різновиди мінералів мають свої власні назви, присвоєні різними традиційними способами. Найбільш поширений спосіб давати назву мінералу в честь видатних осіб.

 

Рис. 1.2.1. Прості форми кристалів.

 

Перші три ряди простих форм – піраміди (1-7), дипіраміди (8-14), призми (15-21). Їх назва залежить від форми поперечного перерізу: якщо переріз ромб – форма ромбічна, трикутник – тригональна, здвоєний трикутник – дитригональна, чотирикутник – тетрагональна, здвоєний чотирикутник – дитетрагональна, шестикутник – гексагональна, здвоєний шестикутник – дигексагональна, 22 – моноедр, 23 – пінакоїд, 24 – діедр, 25 – ромбічний тетраедр, 26 – кубічний тетраедр, 27 – тетрагональний тетраедр, 28 –тригональний трапецоедр, 29 – тетрагональний трапецоедр, 30 – гекса-гональний трапецоедр, 31 – ромбоедр, 32 – тетрагональний скаленоедр, 33 – дитригональний скаленоедр, 34 – куб (гексаедр), 35 – октаедр, 36 – тригон-тритетраедр, 37 – тетрагонтритетраедр, 38 – пентагонтри-тетраедр, 39 – дитригонтритетраедр, 40 – дитригонтриоктаедр, 41 – тетрагонтри-октаедр, 42 – пентагонтриоктаедр, 43 – дитригонтриоктаедр, 44 – тетра-гексаедр, 45 – дододекаедр, 46 – ромбодододекаедр, 47 – пентагондододекаедр.

Наприклад, гетит – в честь німецького поета Й. Гете, олексадрит – на честь російського царя Олександра ІІ; висоцькит – в честь відомого барда В.Висоцького. Широко практикується також спосіб утворення найменувань мінералів за місцем їх знаходження (ураліт, карпатит, донбасит), або за характерними фізичними властивостями (лазурит – за блакитний колір, тетраедрит – за форму кристалів, магнетит – за магнітні властивості). При цьому, більшість назв мінералів згідно правил сучасної мінералогічної номенклатури отримує закінчення "іtе'' (українською мовою – "ит" або "іт").

Всього в наш час відомо біля 2500 найменувань твердих мінеральних видів, з котрих не менше 100, в тому числі раніше невідомих, знайдено на Місяці (де проби відібрані лише у восьми пунктах). З цієї кількості більша частина мінералів зустрічається у природі дуже рідко, і лише 50 із них складають основну масу гірських порід. Ті природні мінерали, які зустрічаються рідко і за вмістом у породі не перевищують 5% від її маси, називаються акцесорними. Ті ж, масова частка яких у породі більша 5%, є породоутворюючими.

Окремі види мінералів у вільному стані або в складі гірських порід іноді утворюють значні за запасами родовища. За сприятливих економічних умов ці мінерали використовуються як корисні копалини і служать сировиною для промисловості або експортуються за кордон.

Поряд з природними, існує багато штучних мінералів: мінеральні добрива, неорганічні хімреактиви, деякі будматеріали, абразиви, метали і їх сплави тощо. Сучасні технології дозволяють також створювати так звані синтетичні кристали – алмази, рубіни, сапфіри, кварц та ін, які за своїми властивостями повністю відповідають природним аналогам і успішно заміняють їх у практичному використанні

 

1.2.2. Фізичні властивості мінералів.

 

Зовнішня форма і властивості мінералів залежать від багатьох факторів, головними з яких є їх хімічний склад і внутрішня будова. Методи визначення мінералів і вивчення їхніх властивостей дуже різноманітні. Для цих цілей у лабораторіях використовують різні оптичні й електронні мікроскопи, рентгенівські установки й іншу більш складну апаратуру. У польовій практиці мінерали звичайно, визначаються візуально (за зовнішніми ознаками). Найважливішими фізичними властивостями, що дозволяють проводити діагностику мінералів є колір мінералу в шматку й порошку, блиск, злам, спайність, твердість, питома вага і деякі інші властивості.

Деякі фізичні властивості можуть бути однаковими в різних мінералів і, навпаки, які-небудь властивості (наприклад, колір) можуть змінюватися в того самого мінералу. Тому при діагностиці мінералу необхідно встановити якомога більшу кількість цих властивостей. Результати польової візуальної діагностики мінералів потім підтверджують в камеральних умовах більш точними методами (визначенням оптичних констант мінералів, п'єзоелектричних і магнітних властивостей, радіоактивності й характеру люмінесценції, визначенням хімічного складу, вивченням поводження мінералу при нагріванні, залученням різноманітних рентгеноструктурних і рентгеноспектральних методів аналізу).

Колір мінералів може бути найрізноманітнішим. Нерідко колір того ж самого мінералу може змінюватись, що залежить від того, які домішки входять до його складу. Тому іноді для того самого мінералу, залежно від його кольору, навіть використовують різні назви. Наприклад, кварц звичайно, безбарвний, і його прозорий різновид, представлений добре ограненими кристалами, отримав назву гірський кришталь. Але той же кварц може мати жовтий колір (цитрин), фіолетовий (аметист), зелений (празем), димчастий (раухтопаз), чорний (моріон) чи інші кольори.

Деякі мінерали, наприклад, лабрадор, змінюють свій колір у залежності від умов освітлення, набуваючи при цьому красивого веселкове забарвлення. Така властивість мінералів отримала назву іризація (інтерференція білого світла при проходженні крізь мікроскопічні паралельно орієнтовані пластинки чи тріщини).

Колір риски мінералу. Багато мінералів у порошкоподібному стані мають інший колір, ніж колір у шматку. Звичайно, для визначення кольору мінералу в порошку проводять шматочком мінералу риску на білій шорсткуватій поверхні неглазурованої порцеляни. Цей метод діагностики дуже важливий. Наприклад, колір риси солом'яно-жовтого піриту – чорний, чорного гематиту – вишнево-червоний, а чорного магнетиту - чорний. У випадку, якщо твердість мінералу вища, ніж твердість порцелянової пластинки, то мінерал не дає риси, а утворить на порцеляні подряпину.

Прозорість. Під цим терміном мається на увазі здатність речовини пропускати світло. Залежно від ступеня прозорості всі мінерали поділяються на прозорі(гірський кришталь, ісландський шпат), напівпрозорі (сфалерит, кіновар) і непрозорі (пірит, галеніт). Деякі непрозорі мінерали, наприклад, халцедон, просвічується по краях у тонких пластинках. Деякі прозорі мінерали, наприклад, ісландський шпат, мають збільшувальний ефект у зв’язку із подвійним заломленням променів внаслідок специфіки їх кристалічної гратки.

Блиск – це здатність мінералу відбивати світло. Розрізняють наступні види блиску: металевий блиск (сильний блиск, властивий мінералам, що дають чорну рису і самородним металам) і неметалевий. Останній поділяється на: алмазний,скляний. Іноді виділяють проміжний блиск між металевим і алмазним, що одержав назву напівметалевого чи металоподібного. На характер блиску впливає і стан поверхні мінералу. Наявність нерівностей є причиною виникнення жирного чи воскового блиску. Перламутровий блиск виникає за рахунок інтерференції світла в тонких пластинах. При паралельно-волокнистій будівлі агрегатів мінералів виникає шовковистий блиск. Деякі тонкозернисті агрегати мають матовий блиск (наприклад, писальна крейда).

Спайність – здатність мінералу розколюватися по визначених кристалографічних напрямках з утворенням гладких поверхонь. По характеру розколювання і гладкості утвореної поверхні виділяють наступні види спайності: дуже досконаласпайність – мінерал без особливих зусиль розщеплюється на тонкі пластини, площини спайності – дзеркальні, рівні (наприклад, у слюди); досконаласпайність – мінерал легко розколюється з утворенням рівних блискучих площин; середняспайність – мінерал розколюється при ударі на осколки, обмежені як площинами спайності, так і неправильними площинами зламу; недосконаласпайність – розколювання мінералу приводить до утворення уламків, велика частина яких обмежена нерівними поверхнями зламу; дуже недосконала спайність – при ударі мінерал розколюється по випадкових напрямках і дає нерівну поверхню зламу. Площини спайності необхідно відрізняти від граней кристалів. Багато мінералів мають спайність у декількох напрямках, причому ступінь досконалості спайності в різних напрямках може і не збігатися. Кількість напрямків спайності й ступінь її досконалості є одними з головних діагностичних ознак при визначенні мінералів.

Злам – характер поверхні, що виходить при розколюванні мінералів. Мінерали, що характеризуються досконалою спайністю в 1-2 напрямках дають рівнийзлам; якщо число напрямків досконалої спайності зростає до 3 і більш, то злам може бути східчастим. Для мінералів із недосконалою чи дуже недосконалою спайністю часто спостерігається раковистий чи нерівний злам. Мінерали, що характеризуються волокнистою структурою характеризуються скалкуватим зламом. Самородні метали (мідь, залізо) мають гачкуватий злам.

 

Таблиця 1.2.1. Шкала твердості Мооса

 

Тальк Mg3[Si4O10](OH)2
Гіпс CaSO4.2H2O
Кальцит CaCO3
Флюорит CaF2
Апатит Ca5[PO4]3(F,Cl)
Ортоклаз K[AlSi3O8]
Кварц SiО2
Топаз Al2[SiO4](F,OН)2
Корунд Al2O3
Алмаз C

 

Твердістьмінералу визначає ступінь його опору при дряпанні гострим предметом чи іншим мінералом. Для визначенні твердості мінералу прийнята емпірична шкала, запропонована на початку ХІХ ст. австрійським мінералогом Моосом (1772-1839), і названа на його честь. У цій шкалі використовуються десять мінералів з відомою й постійною твердістю. Ступінь твердості оцінюється по десятибальній шкалі: найнижча твердість позначається одиницею, а найвища – 10. Шкала Мооса наведена в таблиці 1.

Шкала Мооса, поряд із більш складними сучасними методами визначення твердості, широко використовується мінералогами дотепер. Твердість по шкалі Мооса є відносною величиною, тобто кожен із мінералів, що наведені в шкалі є твердішим, ніж попередній мінерал, але менш твердим, ніж наступний за ним мінерал. При польових дослідженнях не завжди може виявитися під рукою потрібний набір мінералів шкали твердості. У такому випадку для орієнтованого визначення твердості мінералу звичайно, використовують підручні засоби: м'який олівець (1), ніготь (2-2,5), бронзова монета (3,5-4), скло (5), сталевий ніж (5,5-6), напилок (7).

Твердість мінералів іноді сильно залежить від напрямку прикладання сили відносно структурних елементів кристалу. Показовим прикладом такого роду зміни (анізотропії твердості) може служити кіаніт (дистен): по напрямку спайності твердість цього мінералу дорівнює 4, а в перпендикулярному напрямку – 6,5.

Питома вага й щільність мінералів. Питома вага являє собою відношення маси речовини до маси рівного об'єму води при 4оС, і є величиною безрозмірною. Щільність являє собою масу речовини, що приходиться на одиницю об'єму і виражається в г/см3. Питома вага мінералів коливається в дуже широких межах - від 0,9 (лід) до 20 і більше (осмистий іридій). Найбільше чисельні мінерали з питомою вагою від 2 до 4, тому питома вага служить діагностичною ознакою тільки для мінералів важких елементів. Точно питома вага мінералів визначається шляхом зважування на гідростатичних вагах чи за допомогою інших спеціальних пристосувань. На практиці питома вага визначається лише приблизно, зважуванням на руці з оцінкою – важкий (більш 4), середній (2,5-4) і легкий (менш 2,5). При цьому враховують, що питома вага води прийнята за 1. Питома вага й щільність мінералу залежить від кристалічної структури мінералу.

Інші властивості. Деякі мінерали мають специфічні властивості, що дозволяють швидко й надійно діагностувати мінерали в польових умовах. До таких властивостей відносяться магнітність (вплив на стрілку гірського компаса, як, наприклад, у магнетиту), електропровідність, розчинність у кислотах, смак(наприклад, хлориди мають солоний смак), запах, радіоактивність, здатність взаємодіяти із соляною кислотою (характерно для карбонатів) і ін. Ці властивості дозволяють розпізнавати порівняно невелике коло мінералів, однак у ряді випадків вони є визначальними при макроскопічній діагностиці.

 

Планетарний рельєф Землі.

 

Головним наслідком комплексної діяльності ендогенних процесів є формування загальної структури планетарного рельєфу Землі, основними елементами якого виступають материки й океанські западини. Геологічною основою планетарного рельєфу є земна кора. Більшість дослідників виділяють існування трьох типів земної кори: материкового та океанічного типів та перехідної зони між ними – кори геосинклінального типу (окремі дослідники в межах океанічного типу виділяють ще наймолодший тип кори – рифтовий у розломних зонах серединноокеанічних хребтів).

Розглянемо детальніше основні елементи планетарного рельєфу Землі. В межах океанічних западин такими елементами є: стійкі платформи (плити) та серединно-океанічні рухомі (мобільні) пояси, представлені серединно-океанічними хребтами з рифтовими зонами в їх осьовій частині, пересічені трансформними розломами, на сучасному етапі розвитку земної кори ці хребти є зонами спредінгу (тобто зонами розширення морського дна й нарощування новоутвореної океанічної кори).

На континентах, як структурні елементи найвищого рівня, виділяються стабільні області – платформи й епіплатформенні орогенні пояси, що сформувались в неоген-антропогеновий час у стійких структурних елементах земної кори після періоду платформенного розвитку. Крім того, рухомі геосинклінальні пояси, що зазнали складчастості й орогенезу в альпійську епоху, складають епігеосинклінальні орогенні пояси.

Крім того, в межах деяких континентів, в зоні переходу континент-океан розміщуються окраїнно-континентальні рухомі геосинклінальні пояси, що являють собою складне поєднання окраїнних морів, острівних дуг і глибоководних жолобів. Це пояси високої сучасної тектонічної активності, контрастності вертикальних рухів земної кори, інтенсивної сейсмічності й вулканізму.

 

Карст і карстовий рельєф.

 

Карстом називається сукупність специфічних форм рельєфу та особливостей наземної й підземної гідрографії, що характерні для територій, на яких близько до поверхні підходять розчинні гірські породи: карбонати (вапняк, крейда, доломіт), сульфати (гіпс, ангідрит), галогени (кам’яна сіль). За даними І.М. Коротуна (1999), такі умови сформувались на 1/3 частині суходолу.

Сутність процесів карстоутворення полягає у розчиненні перелічених вище порід підземними во­дами, які, циркулюючи по тріщинах, поступово розши­рюють їх і утворюють підземні порожнини (часом на­віть печери). Подібну роботу виконують атмосферні, поверхневі, а іноді й морські води, що проникають ззовні у тріщинувату товщу розчинних порід. Розчинну активність води зумовлює наявність різних кислот, насамперед гумінової, сірчаної та ін­ших. Проте головну роль у карстоутворенні відіграє при­сутність у воді значної кількості СО2, що потрапляє у воду з атмосфери, завдяки біохімічним перетво­ренням у ґрунтах та корі вивітрювання, внаслідок ін­ших глибинних та зовнішніх процесів.

Серед факторів карстоутворення слід відзначити:

мінеральний склад і потужність розчинних порід, ступінь їх тріщинуватості (найкращі умови для формування карсту відмічаються у дрібнозернистих чистих вапняках значної потужності, в той час як гру­боуламкові та черепашкові різновиди вапняків, а тим більше їх незначні прошарки, погано піддаються карстуванню);

рельєф геологічної структури (на похилих по­верхнях процеси карстотворення протікають швидше і представлені більшою різноманітністю форм, ніж на крутосхилах);

клімат (особливо температурний режим та режим зволоження);

характер рослинного покриву, який сприяє зро­станню хімічної агресивності води (при розпаді рос­линних залишків вода збагачується вуглекислим га­зом, гуміновими кислотами, азотною кислотою тощо).

Особливе місце у карстотворенні посідають гід­рогеологічні умови території, тобто умови циркуля­ції підземних вод у тріщинуватій товщі розчинних порід. У карстових масивах розрізняють три поверхи (зони), відмінні за своїми гідрогеологічними особливостями.

Верхній поверх – зона аерації охоплює части­ну розрізу від денної поверхні до першого постійно­го вод

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти