Основы общей геологии. Значение взаимодействия геосфер. Состав, строение и тепловой режим Земли и земной коры

Геология — наука о Земле, ее происхождении, составе, строении и развитии, размещении в недрах Земли полезных ископаемых. Главным объектом изучения геологии является земная кора — верхняя оболочка Земли, имеющая алюмосиликатный состав (сиаль). Земля образовалась около 4, 7 млрд лет назад. Истинную, присущую только Земле форму отражает геоид. На основании изучения характера распространения сейсмических волн установлено, что наша планета состоит из концентрических оболочек — геосфер. К внутренним геосферам относятся ядро, мантия и литосфера (земная кора), к внешним — гидросфера, атмосфера и биосфера.

В сферу важнейших интересов геологии входит и литосфера, которая кроме земной коры охватывает часть верхней мантии. Граница между ними называется поверхностью Мохоровичича. Литосфера (земная кора) — это не только источник минерального сырья, но, прежде всего, сфера строительной деятельности человека. Именно на ее поверхности возводятся различного рода инженерные сооружения — промышленные и гражданские здания, транспортные магистрали, трубопроводы, плотины и т. д.

Различают два типа земной коры: континентальный («гранитный») и океанический («базальтовый»). В строении континентальной коры выделяют три слоя:

1) осадочный, состоящий из осадочных пород;

2) «гранитный», образованный гранитоидами;

3) «базальтовый», состоящий из горной породы габбро.

Океаническая кора имеет трехслойное строение, однако ее мощность ограничена лишь 5—8 км. В переходной зоне от материка к океану залегает кора промежуточного типа (субконтинентальная или субокеаническая).

Гидросфера (греч. «гидро» — вода) — водная оболочка Земли. Гидросферу подразделяют на поверхностную и подземную. Поверхностная гидросфера — водная оболочка поверхностной части Земли. Наука, изучающая поверхностные воды, явления и процессы, в них протекающие, называется гидрологией. Подземная гидросфера — включает воды, находящиеся в верхней части земной коры. Эти воды называют подземными, и изучает их наука гидрогеология.

Атмосфера (греч. «атмос» — пар) — газовая оболочка Земли, состоящая из смеси различных газов, водяных паров и пыли. Атмосфера от поверхности Земли вверх подразделяется на тропосферу, стратосферу, мезосферу и термосферу. Биосфера — это сфера жизнедеятельности организмов, в которую входят: часть атмосферы (до озонового слоя), практически вся гидросфера и верхняя часть литосферы. Взаимодействие абиотической части биосферы — воздуха, воды, горных пород и органического вещества — биоты обусловило формирование почв и осадочных пород.

Основными источниками теплоты в земной коре являются Солнце и недра Земли. В недрах нашей планеты содержится значительное количество радиоактивных химических элементов. При их радиоактивном распаде образуется внутренняя теплота Земли.

Рисунок - 1 Температурные зоны в земной коре

В верхней части земной коры выделяют три температурные зоны: I — переменных температур,

II — постоянных температур и III — нарастания температур. Изменение температур в зоне I определяется климатическими условиями местности. Годовые (сезонные) колебания температур затухают на глубинах ~12—15 м, а суточные обычно не превышают 1, 5 м. Величина нарастания температуры в Земной коре на каждые 100 м называется геотермическим градиентом (в °С), а глубина, при которой температура повышается на 1°С, — геотермической ступенью.

Вопросы для самостоятельного изучения:

Концентрические геоэкологические оболочки Земли — это...

-атмосфера

-гидросфера

-литосфера

-магнитосфера

-мантия

Наука о строении и развитии земной коры — это...

-тектоника

-стратиграфия

-геофизика

-геоморфология

-геохронология

Геометрическую форму Земли, построенную по специальной методике и учитывающую впадины и возвышенности, называют…

-геоидом

-эллипсоидом вращения

-земным шаром

-сферой

-сфероидом

Отражающая способность земной поверхности относительно солнечного света— это...

-альбедо

-зеркальность

-степень поглощения

-степень отражения

-степень яркости

Термин, широко используемый в геологических науках и означающий отклонение от общей закономерности, — это..

-аномалия

-анормальность

-нарушение

-несогласие

-незаконность

Глобальная система, совокупность жизнеобеспечивающих геосферных оболочек — это...

-природная среда

-биосфера

-технобиосфера

-природно-техногенная среда

-биом

Совокупность жизнеобеспечивающих геосферных оболочек, биосферы и осуществляющаяся в ней деятельность человека — это...

-природно-техногенная среда

-технобиосфера

-природная среда

-техногенная среда

-биосфера

Сверхглубокая скважина, глубина которой более 12, 25 км, — это... скважина.

-Кольская

-Мурманская

-Европейская

-Карельская

-Российская

В геологии и археологии верхний слой литосферы, содержащий продукты прошлой деятельности человека:

-культурный слой

-слой использования

-деятельный слой

-археологическая зона

-зона засорения

Частная форма мониторинга основной объект наблюдения которой земная кора и происхооящие в ней изменения:

-геомониторинг

-литомониторинг

-глубинный мониторинг

-петромониторинг

-экомониторинг

Многокомпонентная динамическая система, выступающая как минеральная основа биосферы одна из жизнеобеспечивающих геосферных оболочек:

-почва

-земная кора

-геологическая среда

-геологическое тело

-литосфера

Концентрические геоэкологические оболочки Земли — это...

-атмосфера

-гидросфера

-литосфера

-магнитосфера

-мантия

Шаг по глубине в земной коре, на котором температура увеличивается на 10С, — это...

-геотермическая ступень

-геотермический градиент

-тепловая ступень

-термический градиент

-зона нарастания температур

Верхняя часть литосферы, сложенная горными породами, преимущественно содержавшими кремний и алюминий:

-сиаль

-сима

-базальтовый слой

-земная кора

-гранитный слой

Химический состав литосферы до глубины 16 км. кроме кислорода, характеризуется главным образом наличием...

алюминия

кальция

кремния

железа

Атмосфера, являющаяся газовой оболочкой Земли подразделяется на ………. сфер.

Наука об истории Земли называется...

исторической геологией

геоморфологией

инженерной геологией

динамической геологией

Геосфера, окружающая ядро Земли, называется...

магмой

мантией

манией

земной корой

Мощность базальтового слоя (пояса) земной коры имеет наименьшее значение при _ типе коры.

океаническом

материковом

морском

континентальном

Внешняя геосфера, располагающаяся на поверхности Земли, называется...

земная кора

мантия

литосфера

гидросфера

Типом земной коры не является _ кора.

океаническая

континентальная

морская

материковая

Основным объектом изучения геологии является

ноосфера

литосфера

биосфера

гидросфера

В Земной коре не различают зону _ температур.

нарастания

постоянных

стабильных

переменных

Верхняя часть земной коры характерная для платформ:

-литосферная оболочка

-осадочная оболочка

-осадочный чехол

-осадочная толща

-седимент

Часть литосферы, сложенная преимущественно породами с преобладанием кремния и магния:

-базальтоподобный слой

-сиаль

-земная кора

-гранитоносный слон

-сима

Наименьшую мощность осадочного слоя Земной коры имеет ……… кора.

субокеаническая

субматериковая

океаническая

континентальная

К внутренним геосферам Земли относится...

биосфера

атмосфера

литосфера

гидросфера

Внешняя геосфера, располагающаяся на поверхности Земли называется...

земная кора

мантия

литосфера

гидросфера

Типом земной коры не является _ кора.

океаническая

континентальная

морская

материковая

Каменная оболочка Земли, включающая земную кору и часть верхней мантии, называется...

экзосферой

литосферой

биосферой

мезосферой

Учение о геологических процессах как природных, так и вызванных инженерной деятельностью человека, называется _ инженерной геологией

динамической

статичной

статической

региональной:

Нижним слоем континентальной (материковой) земной коры является _ слой.

гранитный

базальтовый

осадочный

магматический

80% общей массы атмосферы охватывает...

термосфера

стратосфера

мезосфера

тропосфера

К внутренним геосферам Земли не относится...

литосфера

нижняя мантия

гидросфера

верхняя мантия

Внешняя геосфера, располагающаяся на поверхности Земли, называется...

земная кора

мантия

литосфера

гидросфера

Учение о процессах, протекающих на поверхности и внутри Земли, называется...

инженерной геологией

геотектоникой

динамической геологией

геоморфологией

Нижний слой земной атмосферы называется...

тропосферой

стратосферой

термосферой

мезосферой

Минералы. Физические свойства минералов.

Минералы являются составной частью любых горных пород (гранитов, песчаников, глин и др.), слагающих земную кору. Важнейшие строительные свойства горных пород (грунтов) такие, как прочность, сжимаемость, плотность частиц грунта, растворимость в воде, устойчивость к выветриванию и др., во многом определяются тем, из каких минералов они состоят. Минералы — это природные соединения или химические элементы, которые имеют определенный химический состав и физические свойства и образуются в результате физико-химических процессов, происходящих в земной коре или на ее поверхности. Наука о составе, строении, свойствах и происхождении минералов называется минералогией. Минералы, которые содержался в породах в значительных количествах и заметно влияют на их свойства, называют породообразующими, а минералы, содержащиеся в весьма малом количестве, называют акцессорными. Процесс минералообразования по главным источникам энергии может быть разделен на эндогенный, экзогенный и метаморфический. Эндогенный процесс обусловлен внутренними силами Земли. Экзогенным путем минералы образуются вблизи или на поверхности земли. Метаморфическим путем - при попадании минералов эндогенного и экзогенного генезиса в условия повышенных температуры и давления.

При проведении инженерно-геологических исследований в полевых условиях с помощью изучения физических свойств минералов получают предварительную информацию о минеральном составе и некоторых свойствах горных пород. Для общей характеристики состава минералов, входящих в состав горных пород, применяют шлифы — тончайшие прозрачные пластинки горных пород толщиной 0, 03 мм. Большинство минералов состоят из кристаллов элементарных частиц. Такие минералы называются кристаллическими. Кроме кристаллического строения минералы могут быть аморфными. Определение физических свойств минералов имеет большое диагностическое значение. К физическим свойствам относят морфологические (внешняя форма), характеризующие структуру минерала, оптические (цвет, прозрачность, блеск, цвет черты и др.) и механические (твердость, спайность, излом, плотность) свойства. Цвет минерала в порошке определяется цветом черты на неглазурованной дважды обожженной фарфоровой пластинке (“бисквите”). Блеск - способность отражать лучи света от поверхности минерала. Прозрачность- способность минералов пропускать лучи света. Твердость - способность минералов оказывать сопротивление механическому воздействию (царапанию, давлению). Спайность - свойство минерала расщепляться при ударе по определенным ровным зеркально-блестящим плоскостям. Излом характеризует поверхность разрыва или раскалывания минерала. Для общей характеристики состава минералов, входящих в состав горных пород, в инженерно-геологической практике их изучают с помощью шлифов — тончайших прозрачных пластинок горных пород толщиной 0, 03 мм.

Вопросы для самостоятельного изучения:

Аморфные минералы — это...

1. -шунгит

2. -флюорит

3. –периклаз

4. -шунгит

5. -опал

6. -халцедон

Минерал, имеющий все грани кристалла, — это...

1. -гипидиоморфный

2. -ксеноморфный

3. -изотропный

4. -идиоморфный

5. -анизотропный

Спайность минерала — это способность…

1. -раскалываться при ударе, образуя правильные плоскости

2. -слагающих элементов плотно прилегать друг к другу

3. -накапливать на поверхности различные минеральные примеси

4. -притягивать связанную воду

5. -трения между слагающими элементами

Весьма совершенной спайностью обладает...

-кварц

-кальцит

-флюорит

-ортоклаз

-слюда

Совершенной спайностью обладает...

-ставролит

-анортит

-лепидолит

-турмалин

-биотит

Средней спайностью обладает...

флюорит

апатит

кварц

мусковит

каолинит

Несовершенной спайностью обладает...

кальцит

ортоклаз

лимонит

апатит

гипс

Весьма несовершенной спайностью обладает.

кварц

флюорит

биотит

монтмориллонит

авгит

Раковистым изломом обладает...

флюорит

роговая обманка

опал

доломит

алебастр

Диагностический принцип минерала, обусловленный сопротивлением механическому воздействию, — это...

прочность

твердость

упругость

деформируемость

истираемость

Фарфоровая, дважды обожженная неглазурованная пластина, служащая для определения цвета черты минерала, — это...

полуфарфор

бисквит

бифарфор

фаянс

серый

фарфор

Минералы, растворимые в воде, — это...

гипс

галит

биотит

мусковит

кальцит

каолинит

Горные породы, растворимые в воде, — это...

известняк

доломит

гипс

глина

ангидрит

кварцит

... — при выветривании может превращаться в глинистый минерал

кварц

лимонит

мусковит

алебастр

полевой шпат

Прямую линию, при повороте вокруг которой на определенный угол симметричная фигура совмещается сама с собой, в кристаллографии называют…

зеркально-поворотная осью

линией пересечения плоскостей симметрии

осью симметрии

линией, проходящей через центр симметрии

линией, соединяющей центры симметрии

Яркий цветной отлив на гранях и плоскостях спайности ряда минералов — это...

блеск

люминесценция

бликование

иризация

побежалость

Радужные цвета на поверхности металлического минерала, обусловленные образованием оксидов, — это...

цвета побежалости

иризация

оксигенация

люминесценция

блеск

Группа видов симметрии (в кристаллографии), в которую входят кристаллы, имеющие сходные элементы симметрии, — это...

полиморфизм

симметрия

сингония

изоморфизм

ритмичность

Способность минералов присоединять воду — это...

гидратация

водопоглощение

гигроскопичность

дегидратация

водонасыщение

Массу драгоценных камней измеряют в...

граммах

миллиграммах

каратах

килограммах

дециграммах

Минерал — это...

природное химическое соединение с устойчивыми физическими свойствами

природные самоцветные и драгоценные камни

сырье для извлечения какого-либо вещества

специальные добавки при производстве строительных материалов

руда металла

Генезис минералов — это

формирование габитуса минерала

образование сростков, двойников, друз минералов

возникновение минерала

формирование состава минерала

геологическая жизнь минерала

Минерал, отличающийся типичным слюдяным блеском

алмаз

пирит

галит

мусковит

флюорит

Минералы, присущие данной горной породе, но содержащиеся в весьма малых количествах:

метосамотические

акцессорные

примеси

второстепенные

вторичные

Независимость физических свойств кристаллов от направления, по которому они измерены:

изохорность

изоград

изопахитность

изотропность

изоморфизм

Породообразующий минерал хемогенного генезиса класса галоидов, соленый на вкус:

галенит

хлорит

галит

селенит

сфалерит

Внешний облик минерала — это...

габитус

форма

огранка

агрегат

внешность

Минерал типичного хемогенного происхождения:

флюорит

тальк

селенит

гематит

графит

Прозрачный кальцит с сильным двойным лучепреломлением:

плавиковый шпат

исландский шпат

морион

слюдяной сланец

" Марьино стекло"

Минералы, способные превращаться в глинистые при выветривании:

мусковит

алебастр

полевой шпат

лимонит

кварц

Прямую линию, при повороте вокруг которой на определенный угол симметричная фигура совмещается сама с собой, в кристаллографии называют…

осью симметрии

зеркально-поворотная осью

линией пересечения плоскостей симметрии

линией, проходящей через центр симметрии

линией, соединяющей центры симметрии

Процесс преобразования полевых шпатов при химическом выветривании — это...

каолинизация

серитизация

глинизация

силикатизация

кольматация

Самородный минерал, способный гореть с выделением типичного удушливого газа:

медь

алмаз

серa

серебро

графит

Искусственно изготовленная тончайшая пластинка минерала, для изучения под микроскопом:

аншлиф

штуф

шлих

сколок

шлиф

Минералы типа и кальцит по цвету относятся к _ минералам.

светлым

темным

полутемным

бесцветным

Образование минералов на поверхности земной коры, связанное с процессом выветривания (разрушительным воздействием воды, кислорода, колебаний температуры) свойственно _ процессам.

поверхностным

экзогенным

метаморфическим

эндогенным

Минерал кварц имеет _ форму.

игольчатую

призматическую

листоватую

кубическую

Минералы класса силикатов монтмориллонит, каолин имеют спайность...

несовершенную

без спайности

совершенную

весьма совершенную

Глинистые минералы (монтмориллонит, гидрослюда) имеют _ блеск.

стеклянный

матовый

перламутровый

металлический

Наиболее твердым эталонным минералом является...

кварц

кальцит

корунд

топаз

Образование минералов на поверхности земной коры, связанное с процессом выветривания (разрушительным воздействием воды, кислорода, колебаний температуры) свойственно _ процессам,

поверхностным

метаморфическим

экзогенным

эндогенным

Минералы кварц, мусковит (белая слюда) по способности пропускать свет являются...

прозрачными

полупрозрачными

бесцветными

непрозрачными

При взаимодействии с другими предметами минералы с твердостью по шкале Мооса в 6 баллов...

режут стекло

царапают кварц

оставляют царапины на стекле

оставляют царапины на ногте

Минералы, входящие в состав тех или иных торных пород, называются...

породообразовательными

породосоставляющими

породособирающими

породообразующими

Минералы пирит и графит по способности пропускать свет являются...

прозрачными

непрозрачными

бесцветными

полупрозрачными

Минералам, имеющим одинаковые свойства по всем направлениям, присущи _ свойства.

изотропные

однородные

анизотропные

правильные

Совершенную спайность имеет минерал...

кварц

пирит

кальцит

слюда

Разрушительное действие неравномерного нагревания горных пород, приводящее к образованию микротрещин на контактах отдельных минералов и распаду породы на отдельные блоки различной формы и величины, не связано с……. минералов.

величиной зерен

тепловыми свойствами

блеском

окраской

Эталонным минералом с относительной твердостью в 9 баллов является...

топаз

кальцит

корунд

кварц

Наибольшую твердость в 6-7 баллов имеет класс минералов

сульфиды

окислы

карбонаты

сульфаты

Минералы пирит и галит имеют _ форму.

кубическую

игольчатую

чешуйчатую

призматическую

Несовершенную спайность имеет минерал...

кварц

галит

гипс

монтмориллонит

Прозрачным минералом является...

гипс

халцедон

кварц

графит

Минералы осадочного генезиса при осадконакоплении химическим или биохимическим путем:

метамиктные

акцессорные

полигенетические

сингенетические

метасоматнческне

Природное минеральное образование, содержащее какой-либо металл, либо несколько металлов:

-россыпи

-залежи

-рудное тело

-руда

-самородок

Минерал, имеющий кроваво-красный " цвет черты'

-ортоклаз

-пироп

-гематит

-шпинель

-родонит

Минерал совершенной спайности, прозрачный, обладающий сильным двупреломлением:

-мусковит

-гипс

-аметист

-алмаз

-кальцит

Зависимость физических свойств кристаллов от направления, по которому они измерены:

-алунитизация

-аморфизм

-сланцеватость

-анизатропность

-аллотропность

В экзогенном процессе ряд минералов (_) образуются за счет жизнедеятельности различных организмов.

каолинит, гидрослюда

опал, жемчуг

галит, сильвин

роговая обманка, актинолит

Для определения твердости по группе очень твердых минералов (эталонные минералы — топаз, корунд, алмаз) применяется визуальный признак -

царапает стекло

режет стекло

царапает стальным ножом

чертится стальным ножом

Вытянутую в одном направлении форму (призматическую) имеет минерал...

пирит

графит

кварц

слюда

Твердость минерала в 1 балл по шкале Мооса оценивается его взаимодействием с...

стальным ножом

бумагой

кварцем

стеклам

Вытянутую в одном направлении форму (игольчатую) имеет минерал...

графит

пирит

асбест

кварц

Минералы с твердостью по шкале Мооса в _ баллов оставляют царапины на стекле и ноже.

Минерал графит имеет форму………

игольчатую

чешуйчатую

листоватую

кубическую

Минералы определяют _ свойства горных пород.

физические

химические

физико-механические

механические

Относительная твердость минерала по шкале Мооса в 3-4 балла оценивается с применением...

стального ножа

стекла

фарфоровой пластинки

бумаги

Неметаллический блеск имеют минералы класса...

сульфиды

самородные элементы

гидроокислы

окислы

Аморфные минералы имеют _ свойства,

розничные

изотропные

неодинаковые

анизотропные

Эталонным минералом с относительной твердостью в 9 баллов является...

корунд

алмаз

кварц

топаз

Минерал кварц имеет _ цвет.

белый

различный

синий

розовый

При диагностике минералов значение имеет цвет порошка, определяемый по цвету черты, которую оставляет минерал на...

неглазурованной фарфоровой пластинке

металле

глазурованной фарфоровой пластинке

стекле

Вода, входящая в состав минералов (например, гипс –СаSO₄ *2Н₂О) и для удаления которой необходимо воздействие высокой температуры и давления, называется

капиллярной

химически связанной

физически связанной

гигроскопической