Ответы к зачету по геологии

1.

Магматические горные породы-возникают за счет глубинного вещества(магмы),находящегося в расплавленном состоянии.Магма затвердевает как на глубине,внутре земной коры,там и на поверхности.В составе магматических пород существенное значение имеют оксиды SiO2(Кремнезем); А12О3; FeO; MgO; CaO; Na2O; K2O; H2O и первый(SiO2) ,являющийся надежной характеристикой химического состава. В зависимости от количественного содержания кремнезема все магматические породы разделяются на: ультракислые — свыше 75%; кислые — от 65 до 75%; средние — от 52 до 65%, основные — от 40 до 52% и ультраосновные— менее 40% кремнезема. С уменьшением его содержания возрастает плотность и темнеет окраска магматических пород.

2

Магматические горные породы-возникают за счет глубинного вещества(магмы),находящегося в расплавленном состоянии.Магма затвердевает как на глубине,внутре земной коры,там и на поверхности. В зависимости от условий образования магматические породы разделяются на глубинные (интрузивные), излившиеся (эффузивные) и полуглубинные (гипабиссальные). Глубинные породы образуются на больших глубинах в условиях высоких температуры и давления, медленного и равномерного остывания магмы. Оно завершается формированием разновидностей с полнокристаллической структурой, массивной текстурой и равномерным распределением минеральных составных частей в массе породы, любые участки которой одинаковы по составу и структуре. Излившиеся породы появляются на поверхности земли в условиях низкой температуры и атмосферного давления при быстрой отдаче теплоты и быстром выделении газообразных веществ из лавы с образованием в ней многочисленных пор, сохраняющихся и после затвердевания. Поэтому они отличаются неполнокристаллической структурой с обилием аморфного стекла, неоднородной текстурой и чередованием в ее объеме участков с неодинаковыми составом и структурой. Полуглубинные породы образуются на некоторой глубине от поверхности земли при изменяющемся режиме понижения температуры, в результате чего из магмы выделяются разноразмерные кристаллы одного и того же минерала: крупные, образовавшиеся в первую, и мелкие, появившиеся во вторую фазы кристаллизации. Структуры этих пород отличаются разнозернистостью и называются порфировидными.

3

Структура — совокупность признаков горной породы, обусловленная степенью кристалличности, размерами и формой кристаллов, способом их сочетания между собой и со стеклом, а также внешними особенностями отдельных минеральных зёрен и их агрегатов. Отдельными структурными элементами породы являются кристаллы или зерна округлой, призматической и других форм, микролиты, кристаллиты, стекла.По степени кристалличности структура магматических пород может быть:Полнокристаллической (в породе нет стекла, порода состоит из одних кристаллов);Неполнокристаллической (имеются в породе кристаллы, вкрапления и стекло);Стекловатой (преобладают в породе стекло).По размеру зерен различают следующие структуры:Гигантозернистая (диаметр зерен более 20 мм);Крупнозернистая (с зернами кристаллов от 5 до 20 мм);Среднезернистая (с зернами от 1 до 5 мм);Мелкозернистая (диаметр зерен

4

Породообразующие минералы- минералы, слагающие горные породы земной коры, а также лунные породы и метеориты. В широком смысле, породообразующими минералами называются минералы, которые являются породообразующими в распространенных группах горных пород. Наиболее распространенные породообразующие минералы осадочных горных пород – карбонаты (кальцит, доломит), глинистые минералы и гидрослюды (каолинит, нонтронит, монтмориллонит, глауконит), сульфаты (гипс, ангидрит), хлориды (галит, сильвин), минералы группы кремнезема(кварц, халцедон) и оксиды (магнетит, рутил). Для магматических горных пород земной коры характерны силикаты (оливин, пироксены, полевые шпаты, фельдшпатоиды, слюды, амфиболы), кварц. В метаморфических горных породах распространены силикаты (гранаты, амфиболы, полевые шпаты, слюды, кианит, ставролит, хлорит, серпентин и др.), кварц. К породообразующим минералам, слагающим перидотиты верхней мантии Земли, относятся оливин, пироксены, хромшпинелид, гранат, плагиоклаз. В нижней мантии предполагается наличие породообразующих рингвудита, вадслеита, мейджорита, пост-перовскита, феррипериклаза, магнезиовюстита и других минералов, образующихся только при очень высоких давлениях. Для метеоритов характерны силикаты (оливин, ортопироксен) и интерметаллиды (камасит, тенит).

5

Осадочные горные породы-формируются на поверхности Земли в результате физического и химического разложения(переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трех процессов одновременно) существеющих пород.Классификация горных пород по генезису: породы этого класса подразделяются на обломочные, хемогенные, органогенные и смешанные. Осадочные горные породы подразделяются на:Терригенные горные породы, например песчаник, брекчия, алевролит и др.Хемогенные горные породы, например боксит, латерит, каменная соль, доломит и др.Биогенные горные породы, например коралловые известняки, диатомиты, торф, каменный уголь и др.Вуланогенно-осадочные горные породы, например вулканический туф и др.

6

Метаморфические горные породы- горные породы, образованные в толще земной коры в результате изменения (метаморфизма) осадочных и магматических горных пород вследствие изменения физико-химических условий т.е. изменившие минеральный состав или размер и текстуру агрегатов зёрен без существенного изменения химического состава (за исключением содержания Н2О и CO2) под воздействием флюидов, температуры и давления. Главными факторами метаморфизма являются повышение или понижение температуры, давления, а также воздействие растворов и газовых эманации.Метаморфические процессы происходят в твердом состоянии или при весьма незначительном участии жидкой фазы. В зависимости от преобладания того или иного фактора и типа возникающих пород выделяются следующие типы метаморфизма.Контактовый метаморфизм. Контактовые изменения возникают во вмешающих породах в результате температурного воздействия магматических масс.Если при этом существенно меняется вещественный состав, изменения называются контактово-метасоматическими.Катакластический метаморфизм, или динамометаморфизм, проявляется в тектонических подвижных зонах, главным фактором его является давление.Региональный метаморфизм проявляется на огромных площадях под действием высоких температур, давления и водно-газовых растворов.Метасоматоз может сопровождать различные типы метаморфических изменений, но в отличие от последних при метасоматозе происходит существенное изменение минерального состава пород. Метасоматические процессы протекают при активном участии эманации и водных растворов. В результате метасоматических изменений возникают различные скарны, пропилиты, грейзены и т.д.

7

Полезные ископаемые — минеральные и органические образования земной коры, химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно использовать их в сфере материального производства (например, в качестве сырья или топлива). Различают твёрдые, жидкие и газообразные полезные ископаемые. Виды полезных ископаемых.По назначению выделяют следующие виды полезных ископаемых:Горючие полезные ископаемые (нефть, природный газ, горючие сланцы, торф, уголь)Нерудные полезные ископаемые — строительные материалы (известняк, песок, глина и др.), строительные камни (гранит) и пр.Руды (руды чёрных, цветных и благородных металлов)Камнесамоцветное сырьё (яшма, родонит, агат, оникс, халцедон, чароит, нефрит и др.) и драгоценные камни (алмаз, изумруд, рубин, сапфир).Гидроминеральные (подземные минеральные и пресные воды)Горнохимическое сырьё (апатит, фосфаты, минеральные соли, барит, бораты и др.)

8

Металлические полезные ископаемые — руды черных, цветных, редких и благородных металлов.

Руда представляет собой агрегат минералов, из которого технологически возможно и экономически целесообразно извлекать металл или его соединения. Таковы, например, руды железа, марганца, свинца, цинка, молибдена, вольфрама и др. По качеству минерального сырья различают богатые (высокосортные), рядовые (средние по качеству) и бедные (низкосортные) руды. Главные рудные минералы: Самородные элементы, такие как, Au, Ag, Fe, Cu, Pt. Сульфиды, такие как: галенит – PbS, сфалерит – ZnS, миллерит –NiS, киноварь – HgS, пирротин – FeS, ковеллин – CuS. Окислы, например магнетит – Fe2+ Fe3+2O4, гематит – Fe2O3, рутил – TiO2, куприт – Cu2O, ильменит – FeTiO3, хромит – FeCr2O4.

Руды черных металлов:Железо-серебристо – белый вязкий и ковкий металл. Гематит, лимонит, магнетит, шамозит, тюрингит и сидерит главные железосодержащие минералы. Добыча железной руды в значительных масштабах ведется в Канаде, ЮАР, Швеции, Венесуэле, Либерии и Франции. Больше всего руды добывается в Китае 250 млн. т, В Бразилии 185 млн. т, Австралии более 140 млн. т, России 78 млн. т, США и Индии по 60 млн. т. Общие мировые ресурсы сырой (необогащенной) руды превышают одна тысяча четыреста млрд. т, промышленные – более 360 млрд. т.

Марганец-серебристо – белый хрупкий твердый металл. При производстве легированной стали и чугуна, используется марганец. Также в качестве легирующей добавки к сплавам. Для придания им прочности, вязкости и твердости. Значительное количество марганца производится в Индии и Бразилии. Большая часть мировых промышленных запасов марганцевых руд приходится на Украину (42,2%), ЮАР (19,9%), Казахстан (7,3%), Габон (4,7%), Австралию (3,5%), Китай (2,8%) и Россию (2,7%).

Ванадий- По учтенным запасам ванадия лидируют ЮАР, Австралия и Россия.

Хром-серовато – белый, очень твёрдый металл. Он один из основных компонентов нержавеющей жаропрочной, кислотоупорной стали и важный ингредиент. Довольно крупное месторождение хрома находится в Армении. В России разрабатывается небольшое месторождение на Урале. Из 15,3 млрд. т предполагаемых запасов высокосортных хромитовых руд 79% приходится на ЮАР, где добыча в 1995г. составила 5,1 млн. т. В Казахстане добыча составила 2,4 млн. т, в Индии – 1,2 млн. т. и Турции – 0,8 млн. т.

Руды цветных металлов: Медь. Прогнозные ресурсы меди России оценива­ются в 66,5 млн т. Большая их часть находится в Уральском (32,5 %), Сибирском (21,1 %), Приволжском (17 %) и Дальнево­сточном (16,4 %) федеральных округах.По запасам меди (около 9 % мировых) Россия занимает третье место в мире после Чили и США. Никель и кобальт. Прогнозные ресурсы никеля в России оцениваются в 22,3 млн т, из них 86 % приходятся на медно-никелевые руды сульфидного типа и 14 % — на никеле­вые руды силикатного типа. Наибольшая часть ресурсов нахо­дится в Мурманской области (36 %) и Таймырском АО (24 %). Основная масса запасов и прогнозных ресурсов кобальта в России связана с никелевыми месторождениями, где кобальт является попутным компонентом (50 % ресурсов кобальта категории Рг сосредоточены в Таймырском АО).По запасам никеля Россия занимает первое место в ми­ре, по запасам кобальта— пятое.

Драгоценные (благородные) металлы – редкие химические элементы, не подверженные, в отличие от других металлов, коррозии и окислению. Кроме того, они имеют определенную ювелирную ценность из-за своего внешнего вида – характерного блеска. Строго говоря, к благородным металлам относятся золото, серебро, платина и ряд металлов платиноидной группы: рутений, родий, палладий, осмий, иридий.

Радиоактивные руды — Руды, содержащие минералы радиоактивных элементов (урана, тория, радия и других)

9

Неметаллические полезные ископаемые-условно выделяемая группа разнообразных твёрдых полезных ископаемых, которые используются в народном хозяйстве непосредственно как горная порода, в виде отдельных минералов или каких-либо химических соединений, извлекаемых из породы. Графит-На территории Советского Союза имеется 11 графитоносных провинций: Украинская, Уральская, Тунгусская, Уссурийская и др. Сера

Галит (каменная соль, поваренная соль) Месторождения: озера Баскунчак, Эльтон и др.

Сильзин-сырье для производства калийных удобрений. Месторождения: Соликамское (Пермская область), Старобинское (Белоруссия) и др.

Гипс — лагунный, озерный химический осадок. Применяется в архитектурном и скульптурном деле, в медицине. Месторождения: западный склон Урала, Поволжье, Донбасс.

Апатит и фосфорит применяются для получения удобрений (суперфосфатов). Мировые запасы апатитов сосредоточены в месторождениях хибинских тундр (Кольский полуостров).

10

Горючие полезные ископаемые — минеральные и органические образования земной коры, химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно использовать их в сфере материального производства (например, в качестве сырья или топлива). Различают твёрдые, жидкие и газообразные полезные ископаемые.Основные виды топлива: нефть, природный газ, горючие сланцы, торф, уголь. По запасам нефти Россия занимает второе место в мире после Саудовской Аравии. Россия располагает огромными ресурсами нефти. В 2007 году в Российской Федерации было добыто около 400 миллионов тонн нефти. Главные нефтяные районы — Западная Сибирь. Волго-Уральский район. Северный Кавказ и Европейский Север. Особенно перспективными районами являются континентальные шельфы на Европейском Севере и Дальнем Востоке.В настоящее время главным районом добычи нефти является Уральский федеральный округ. Россия обладает от 40 до 60% мировых запасов торфа и имеет будущее для расширения проблем местной энергетики, повышения плодородия почв, экологических задач, экспорта торфа и торфяной продукции. Общие запасы торфа на территории Российской Федерации оцениваются в размере 175, 650 млрд.тонн.Торфяные ресурсы выявлены и разделены в 63 субъектах федерации 7 федеральных округов (ранее было 11 экономических районов). В Уральский округ вошли Свердловская, Челябинская, Курганская, Тюменская области, ХМАО, ЯНАО; Сибирский округ охватил Омскую, Томскую, Новосибирскую, Кемеровскую области, Красноярский и Алтайский края и республику Бурятию (ранее в Западно-Сибирский экономический район входили: Алтайский край, Кемеровская, Новосибирская, Омская, Томская, Тюменская области; в Восточно-Сибирский – Иркутская область, Красноярский край, Бурятия). Россия располагает самыми богатыми в мире ресурсами природного газа. Потенциальные (прогнозные + перспективные) ресурсы природного газа России оцениваются в 151,3 трлн куб. м, что составляет около 40% мировых.Основные месторождения: «Сахалин-3» «Русановское»

11

Руда — вид полезных ископаемых, природное минеральное образование, содержащее соединения полезных компонентов (минералов, металлов) в концентрациях, делающих извлечение этих компонентов экономически целесообразным. Экономическая целесообразность определяется кондициями на руду. Наряду с самородными металлами существуют руды металлов (железа, олова, меди, цинка, никеля и т .п.). — основные формы природной встречаемости этих ископаемых, пригодные для промышленно-хозяйственного использования. Различают металлические и неметаллические рудные полезные ископаемые

12

Месторождение (полезного ископаемого) — скопление минерального вещества на поверхности или в недрах Земли в результате тех или иных геологических процессов, которое по количеству, качеству и горнотехническим условиям разработки пригодно для промышленного освоения, с положительным экономическим эффектом.Классификация:По промышленному использованию месторождения разделяются на рудные или металлические (месторождения черных, легких, редких, благородных и радиоактивных металлов) нерудные или неметаллические (месторождения химического, агрономического, металлургического, технического и строительного сырья) горючие (месторождения нефти, горючих газов, углей, горючих сланцев и торфа) гидроминеральные (подземные и поверхностные бытовые, технические, бальнеологические и минеральные воды).

13

Форма полезных ископаемых (рудных тел) определяется двумя обстоятельствами. Во-первых, природными геологическими условиями их образования и послерудного преобразования. Во-вторых, геолого-экономическими погружениями, которые устанавливают, исходя из требование промышленности к данному виду минеральною сырья, горно-геологическим условиям отработки объекта, местоположению месторождения и др.Виды форм рудных тел:линзы,жилы,трубки,штокверк,шток,гнезда,рудные столбы,пласты.

14

Классификация полезных ископаемых согласно природе: земельные (почвенные);лесные;водные;биологические;минерально-сырьевые (полезные ископаемые);энергетические;климатические.Согласно типу образования:осадочные,магматические,метаморфические.Согласно ограниченности:исчерпаемые,неисчерпаемые.Согласно возобновляемости:возобновимые и невобновимые.В зависимости от промышленного использования:рудные,нерудные,горючие,гидротермальные.

15

Генетическая классификация месторождений полезных ископаемых. роцессы образования месторождений полезных ископаемых: эндогенные (внутри рожденные), протекающие за счет внутренней тепловой энергии земного шара, и экзогенные (извне рожденные).Эндогенные месторождения разделяются на категории:Магматические, (магматогенные)Пигматитовые,Скарновые,Гидротермальные,Стратиформные,Карбонатитовые,альбититовые.Экзогенные месторождения полезных ископаемых возникают в результате геологических процессов, протекающих в поверхностной зоне земной коры. Среди них выделяют:Месторождения кор выветривания,Инфильтрационные,Россыпные,Месторождения хим. Осадков истинных и коллоидных рас-в,Биохемогенные,Месторождения строит. Материалов.

16

Магматогенные месторождения (глубинные, эндогенные)-залежи полезных ископаемых, источником минеральных веществ которых служит магма; образуются при обособлении магматических расплавов, газообразных и жидких минеральных растворов в процессе остывания и кристаллизации магмы в недрах Земли. Выделяют магматические пегматитовые, карбонатитовые, скарновые, гидротермальные магматогенные месторождения.

17

Пегматиты и связанные с ними месторождения относятся к продуктам поздних стадий раскристаллизации силикатных рас­плавов, насыщенных флюидными компонентами. Для них харак­терны: крупнокристаллическое строение; либо гнездовое, либо полосчатое обособление мономинеральных блоков; присутствие скоплений совершенных по форме и крупных по размерам кри­сталлов многих породообразующих, а также редких и акцессор­ных минералов. Минеральный состав пегматитов в основном соответствует минераль­ному составу материнских пород — кварц, полевые шпаты, слюда. Вместе с тем, характерно широкое развитие минералов, богатых летучими компонентами (Н2О, F. C1, Р , В и др.) и редкими металлами (Li, Та, Nb, Be, Zr, Cs).Основные месторождения: Ильменские горы и Вишнёвые горы (Южный Урал), Бразилия (Минас-Жерайс), Норвегия (Гитерё близ Арендаля, Крагерё в Телемарке), Швеция (Иттерби), Карелия (посёлок Хетоламбино, Лоухский район), Кольский полуостров, Рудный Алтай, Восточный Казахстан (посёлок Асу-Булак, месторождение Юбилейное).

18

Скарновые месторождения-месторождения,в которых руды в основом или преимущественно представлены в виде скарнов,т.е. породами, которые образуются метасоматическим путем на контакте карбонатных вмещающих пород с магматическими (кислыми, ультраосновных, основных, щелочных магм) и даже на контакте карбонатных и немагматических силикатных толщ. Скарны часто имеют большое промышленное значение как вместилище руд же­леза, олова, свинца, цинка, меди, бериллия, минералов бора, слюды-флогопита и дру­гих полезных ископаемых. Различают скарны известковые, магензиальные и силикатные. Первые связаны с известняками, вторые — с доломитами и доломитизированными из­вестняками, третьи — с силикатными породами типа амфиболитов, в которых высоко процентное содержание кальция. Для известковых скарнов типоморф-ными минералами являются гранаты (гроссуляр-андрадит), пироксены (диоп-сид-геденбергит), эпидоты, амфиболы, хлориты, реже волластонит. Для магне­зиальных скарнов характерны форстерит, шпинель, диопсид, флогопит, сер­пентин, хлориты, монтичеллит. Для силикатных скарнов — актинолит, эпидот, альбит, скаполит, магнетит и хлорит, реже кварц.Месторождения: Тырныауз на Сев. Кавказе, г. Магнитная на УралеСлюдянка в южном Прибайкалье, Тёйское в Горной Шории

19

Гидротермальные месторождения- залежи полезных ископаемых, образующихся из осадков циркулирующих в недрах Земли горячих водных (гидротермальных) растворов. По составу преобладающей части минералов выделяются следующие главнейшие типы гидротермальных руд: 1) сульфидные, формирующие месторождения меди, цинка, свинца, молибдена, висмута, никеля, кобальта, сурьмы, ртути; 2) окисные, типичные для месторождений железа, вольфрама, тантала, ниобия, олова, урана; 3) карбонатные, свойственные некоторым месторождениям железа и марганца; 4) самородные, известные для золота и серебра; 5) силикатные, создающие месторождения неметаллических полезных ископаемых (асбест, слюды).Примеры гидротермальных месторождений: Хрусталеносные жилы Альп, Кавказа и Приполярного Урала.Полиметаллические месторождения Приморья (Дальнегорск).Сурьмяно-ртутные месторождения Средней Азии (Хайдаркан, Кадамжай, Джижикрут и др.).

20

Метаморфизированные месторождения-месторождения,образованные при радикальном изменении ранее существовавших тел полезных ископаемых вследствие процессов процесса твердофазного минерального и структурного изменения горных пород под воздействием температуры и давления в присутствии флюида. К этому типу относятся месторождения металлических полезных ископаемых – железа, марганца, золота и урана, реже неметаллов – апатита, графита наждака и других.Месторождения: руды Криворожского железорудного бассейна и Курской магнитной аномалии, графита Красноярского края в CCCP, руд марганца Бразилии и Индии, руд золота и урана Витватерсранда в ЮАР, свинцово-цинковых руд Брокен-Хилл в Австралии.

21

Вукланогенно-осадочные месторождения- залежи полезных ископаемых, сформировавшиеся в результате поступления в бассейны древних и современных морей и океанов минеральных продуктов, образующихся при извержениях вулканов на дне моря, островах и вдоль берегов и осаждения этих продуктов в форме пластов, плит и желваков. К вулканогенно-осадочным месторождениям относятся крупные пластовые залежи железных и марганцевых руд, сложенные силикатами, карбонатами, окислами и гидроокислами этих металлов, а также колчеданные руды, в состав которых входят сульфидные соединения железа, меди, цинка, иногда свинца, бария, кальция. Их примером могут служить железорудные месторождения Зауралья и медные месторождения Урала (Гайское, Дегтярское и др.)

22

Экзогенные месторождения- залежи полезных ископаемых, связанные с древними и современными геохимическими процессами Земли. Образуются на поверхности Земли в результате таких процессов как:физическое выветривание,морозное выветривание,перепады температур. (месторождения никеля, железа, марганца, боксита, магнезита, каолина)

23

Россыпные месторождения создаются при накоплении в рыхлых отложениях на дне рек и морских побережий тяжёлых и прочных ценных минералов, к числу которых принадлежат золото, платина, минералы титана, вольфрама, олова. Осадочные месторождения образуются в процессе осадконакопления на дне морских и континентальных водоёмов, формирующего залежи угля, горючих сланцев, нефти, горючего газа, солей, фосфоритов, руд железа, марганца, бокситов, урана, меди, а также строительных материалов (гравий, песок, глина, известняк, цементное сырьё).

24

Осадочные месторождения- залежи полезных ископаемых, формирующиеся в процессе осадконакопления на дне водоёмов. По месту образования они разделяются на речные, болотные, озёрные, морские и океанические. По характеру осадконакопления среди них выделяют 4 класса: механические, химические, биохимические, вулканогенные.

Механические осадочные месторождения представлены обломочными фракциями осадков, используемых в основном в качестве строительных материалов (месторождения гравия, песка и глин). К механическим осадочным месторождениям также относятся речные, прибрежно-морские и океанические россыпи золота, платины, алмазов, минералов титана, олова, вольфрама и др.

Химические осадочные месторождения включают месторождения солей, гипса, ангидрита, боратов, барита, руд железа, марганца, алюминия (бокситов), а также некоторых цветных и редких металлов (медь, молибден, ванадий, уран), возникших из истинных и коллоидных растворов на дне водоёмов.Примеры: Усолье в Иркутской обл. Каменские бокситовые залежи на Урале