МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ и науки
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Геолого-геофизический факультет
Кафедра минералогии и петрографии
Петрография осадочных пород
Рабочая программа
Новосибирск
2005
 |
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего специального образования.
Предназначена для студентов-геологов и геохимиков 3-го курса геолого-геофизического факультета.
Составитель
канд. геол.-минерал. наук, доц. Ю. К. Советов
Программа утверждена на заседании кафедры минералогии и петрографии.
©
Новосибирский государственный
университет, 2005
1. Организационно-методический раздел
1.1. Курс «Петрография осадочных пород» относится к общепрофессиональным дисциплинам федеральной компоненты государственного образовательного стандарта и направлен на получение студентами знаний в рамках специальностей «Геология», «Геохимия» и «Геология и геохимия горючих ископаемых».
1.2. Цели и задачи курса.
Основной целью освоения дисциплины является получение знаний о структуре, составе и происхождении главных классов осадочных пород, их связи с геологическими процессами, роли в эволюции геологических структур и глобальных процессах перераспределения вещества и преобразования земной коры.
Для достижения поставленной цели выделяются задачи курса: 1) систематика и классификации осадочных пород; 2) процессы и условия образования осадочных пород, генетические причины их разнообразия; 3) связь состава и структуры осадочных пород с составом осадочных, магматических и метаморфических комплексов – источников осадочного материала; 4) преобразование осадочного материала в процессах литификации и эпигенеза осадков; 5) геодинамические факторы, влияющие на источники осадочного материала, состав и группировки осадочных пород; 6) сингенез крупных сообществ осадочных пород и его роль в образовании осадочных бассейнов.
1.3. Требования к уровню освоения содержания курса. По окончании изучения указанной дисциплины студент должен:
– иметь представление о: 1) основаниях классификации осадочных пород в исторической ретроспективе, 2) связи знаний об осадочных породах с другими дисциплинами геологического профиля, 3) связи групп осадочных пород с геологическими структурами и глобальными процессами круговорота вещества в литосфере, 4) эволюции осадкообразования в истории Земли;
– знать: 1) причины разнообразия классификаций и общих систематик осадочных пород, 2) физические и химические процессы деструкции верхней оболочки литосферы и образование осадка, 3) классификации главных групп осадочных пород, зависимость их состава и структуры от генезиса осадков, 4) структурные параметры гранулометрических классов и групп осадочных пород, 5) происхождение форменных элементов (зерен) осадочных пород, 6) петрографическую структуру видов пород в разных классах и ее происхождение, 7) стадии преобразования осадочных пород и структурные критерии их идентификации, 8) зависимость состава терригенных силицикластических пород от геодинамической природы области сноса осадочного материала, 9) зависимость структуры талассогенных (карбонатных, кремневых, фосфатных, железистых, соляных) пород от режима седиментации и обстановки образования, 10) зависимость состава и структуры вулканогенных осадочных пород от типа вулканических извержений и состава магм;
– уметь: 1) измерять параметры формы зерен, 2) определять гранулометрический состав обломочных пород на основе измерений и вычисления статистических параметров распределения зерен по размеру, 4) определять вещественный состав осадочных пород и пользоваться различными классификациями для анализа источников материала и среды образования, 4) применять классификационные схемы геодинамического контроля состава областей сноса осадочного материала.
1.4. Формы контроля
Итоговый контроль. Для контроля усвоения дисциплины учебным планом предусмотрен экзамен.
Текущий контроль. В течение семестра выполняются две контрольные работы, один коллоквиум, 13 практических петрографических заданий. Выполнение указанных видов работ является обязательным для всех студентов, результаты текущего контроля служат основанием для выставления оценок в ведомость контрольной недели на факультете.
2. Содержание дисциплины
2.1. Научная и содержательная новизна классического для университетов курса «Петрография осадочных горных пород» в концептуальном подходе – связи с другими дисциплинами геологического профиля, современной парадигмой геологии, современными методиками представления и интерпретации количественных данных. Курс близок к содержанию подобных курсов в ведущих университетах России – МГУ (Москва) и ЛГУ (Санкт-Петербург), основные идеи и методология сходны с программами обучения по этой дисциплине в университетах Европы и Северной Америки.
2.2. Тематический план курса (распределение часов)
Разделы | К о л и ч е с т в о ч а с о в | |||
Лекции | Лаборат. работы | Самост. работа | Всего | |
Научные основания курса «Петрография осадочных пород» | 2 | 2гх* 3гл 4нф | 4 | |
Терригенные (силицикластические) осадочные горные породы (о. г. п.) | 8 | 8гх 12гл 16нг | 2 | 18 |
Вулканогенные о. г. п. | 2 | 2гх 3гл 4нг | 4 | 8 |
Талласогенные о. г. п. | 10 | 10гх 15гл 20нг | 14 | 34 |
Эволюция осадко - и породо-образования в истории Земли | 2 | 2гх 3гл 4нг | 4 | 8 |
Итого | 24 | 24гх 36гл 48нг | 30 | 78гх 90гл 102н |
* гх – геохимия, гл – геология, нг – нефтяная геология.
2.3. Содержание курса.
1. Научные основания курса «Петрография осадочных пород»
1.1. История представлений об образовании осадков, понятиях, методах исследования и классификациях. Петрография осадочных пород – наука об образовании и истории осадочных горных пород. Происхождение осадочных частиц. Связь петрографии и седиментологии (литологии). Роль измерений и анализа числовых данных. Отбор образцов.
1.2. Понятие «осадочные горные породы», подходы к классификации и номенклатуре их видов. Группы, классы, виды осадочных горных пород. Количественные соотношения их главных групп в земной коре. Основания классификаций. Вещественные и структурные классификации. Целевое назначение различных классификаций. Понятие «структура» и «структурный элемент» осадочных горных пород. Гранулометрические шкалы, классификации и номенклатура кластических осадочных горных пород.
2. Терригенные (силицикластические) осадочные горные породы (континентальные источники осадочного материала)
2.1. Грубо - крупнообломочные осадочные горные породы. Распределение зерен разного размера в кластических осадочных горных пород и гранулометрическая шкала Аддена–Уэнтворта. Классификация размерностей обломков в разных гранулометрических шкалах. Классификация гранулометрических смесей «гравий–песок–ил» на треугольных диаграммах. Главные типы по сортированности осадочного материала. Ортоконгломераты и параконгломераты-диамиктиты. Анализ формы обломков для классификации обломочных осадочных горных пород. Вещественный состав и образование гравия и мегагравия (обстановки и режимы седиментации).
2.2. Средне-мелкообломочные осадочные горные породы (песчаники, псаммиты). Теория образования зерен песчаной размерности и практические способы выделения песчаников. Списочные макроскопические классификации песчаников. Подразделение на четыре главные группы (архетипы): ортокварциты, аркозы, лититы и граувакки. Модальный зерновой и химический составы, условия образования. Количественные петрографические классификации на основе треугольных диаграмм. Классификация на треугольной диаграмме с равномерной координатной сеткой. Объективный анализ данных измерений, возможность группирования классов в ряды. Геодинамическая интерпретация количественных петрографических данных, связь с современной парадигмой геологии – плейт-тектоникой. Петрофации и тектонические обстановки образования осадочных формаций, содержащих песчаники. Цементация песчаников. Диагенез и катагенез.
2.3. Тонкообломочные осадочные горные породы. Гранулометрические границы тонкообломочных осадков и пород – (илов, глин, глинистых, глинисто-алевритовых сланцев). Свойства, условия и обстановки образования ила. Классификации смесей алеврит–глина по содержанию глинистых частиц. Номенклатура пород в зависимости от степени уплотнения и метаморфизма по П. Поттеру, Дж. Мянарду, А. Прайору (1980). Минералогический состав глинистых частиц и условия их образования. Тектонические обстановки и осадочные бассейны, с которыми связаны крупные скопления тонкообломочных осадочных пород.
2.4. Главные обстановки терригенного осадконакопления. Обстановки седиментации и осадочные системы. Аллювиальные конусы выноса. Аллювиальные равнины. Гляциальные. Дельты. Озера. Пустыни. Побережья морей и океанов. Шельфы. Континентальные склоны и их подножья. Абиссальные равнины океанов. Геоморфологические уровни и пояса наиболее интенсивного (лавинного) осадконакопления.
3. Вулканогенные осадочные горные породы (вулканические источники осадочного материала)
Пирокластические и вулканокластические (эрозионные) отложения и породы. Генетическая классификация продуктов вулканической деятельности. Форменные структурные элементы и классификация туфов. Диагенетические преобразования. Вещественный состав и принципы подразделения двух‑ и трехкомпонентных смесей. Классификация с помощью диаграмм. Генетические типы вулканогенных отложений по механизму образования. Обстановки накопления и связь с региональной тектоникой.
4. Талласогенные осадочные горные породы (морские источники осадочного материала)
4.1. Карбонатные осадочные горные породы. Минеральный состав и принципы классификации по минеральному составу. Элементы структуры карбонатных осадочных горных пород и их происхождение, номенклатура по Р. Резак, Д. Лавойе (1993). Многоуровневые структурные классификации Р. Фолка (1959–1952) и Р. Данхема (1962). Условия и обстановки накопления морских карбонатных отложений. Карбонатные постройки и рифы. Микрофации и стандартные фациальные пояса карбонатных отложений Дж. Уилсона (1985). Главные палеогеографические области и палеотектонические обстановки карбонатонакопления. Принципиальные различия условий накопления карбонатных и терригенных (силицикластических) отложений, по Р. Джеймс (1977). Доломит и доломитизация известковых осадков. Модели доломитизации.
4.2. Фосфатные осадочные горные породы и фосфориты. Минералогический состав. Структурная (морфогенетическая) классификация фосфатных форменных элементов (зерен) и осадочные горные породы по В. Т. Фролову (1993). Ультрамикроструктуры фосфоритов. Гипотезы образования фосфатных пород и фосфоритов по Г. Н. Батурину (1999). Каратау – модель региона фосфатонакопления (Еганов, Советов, 1979). Условия и обстановки морского фосфатонакопления (Батурин, 1999). Зоны апвелинга и связанные с ними пояса фосфатных и кремневых осадков. Условия концентрации фосфатного вещества. Эпохи фосфатонакопления.
4.3. Кремневые осадочные горные породы. Минералогия кремневых осадочных горных пород. Глоссарий и номенклатура по структуре, форменным элементам и их происхожлению, а также примеси второстепенных компонентов. Ультрамикроструктуры. Классификация по кристаллической структуре, скелетным остаткам организмов и минеральному составу, по В. Т. Фролову (1992). Происхождение кремневых осадков и осадочных горных пород: биохимическое осаждение и диагенетическая концентрация.
4.4. Железистые осадочные горные породы. Минералогический состав. Формы проявления железистых минералов. Две главные группы пород по структуре: зернистые и слоевые. Происхождение и распространение.
4.5. Соляные (эвапоритовые) осадочные горные породы. Эвапоритовый цикл. Породообразующие минералы и принципы классификации галогенных осадочных горных пород. Модели эвапоритового осадконакопления.
5. Эволюция осадко - и породообразования в истории Земли
5.1. Геологический цикл. Общая масса осадочных пород. Скорости эрозии, погружения и седиментации. Скорость обмена осадков (рециклинга) в резервуарах.
5.2. Представления об эволюции процессов осадконакопления и состава осадочных горных пород в истории Земли.
2.4. Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы (в объеме часов, предусмотренных образовательным стандартом и рабочим учебным планом данной дисциплины).
1. Гранулометрические шкалы и гранулометрические классификации осадочных горных пород. Преимущества геометрических шкал Аддена–Уэнтворта и У. Крамбейна перед технической шкалой.
2. Условия химического выветривания и климатические зоны при образовании видов глинистых минералов.
3. Главные отличия условий накопления карбонатных и силицикластических осадков; обстановки седиментации смешанных терригенно-карбонатных отложений.
4. Несортированные грубообломочные отложения и породы (микститы, диамиктиты, тиллиты, импактиты, тектониты и меланжи): сходство структуры и признаки генетического различия.
5. Стадии диагенеза и катагенеза осадков в представлениях разных исследователей.
6. Группы, классы, семейства и виды осадочных горных пород в классификации В. Н. Шванова и др. (1998), принципы выделения.
7. Пояса лавинной седиментации на поверхности Земли и типы псаммитов.
8. Принципы научных классификаций. Целевое назначение классификаций осадочных горных пород.
9. Понятия «вакка», «граувакка», «турбидит», «флиш»: структурные критерии гравитационных потоков и их продуктов.
10. Сходство и различие структуры карбонатных, фосфатных и железистых отложений и пород, связанные с обстановками и условиями осадконакопления.
3. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
3.1. Образцы вопросов для подготовки к экзамену
1. Зоны апвелинга, условия накопления и формирования крупных залежей фосфоритов.
2. Доломиты седиментационные и метасоматические. Модели доломитизации известковых отложений.
3. Главные причины и пути «созревания» силицикластических осадков и отражение этого процесса в номенклатуре и положении песчаников на диаграмме QmFLt (Диккинсон, 1988).
4. Элементы структуры зернистых карбонатных пород и их происхождение; принципы классификации карбонатных пород по структуре.
5. Состав и происхождение лититовых (литокластитовых) песчаников. Синонимика в различных классификационных схемах на примере классификации Ч. Гильберта (1957) и (1967).
3.2. Список литературы
М. Часть 3. Осадочные породы. С. 275–410 // Петрография. Введение в изучение горных пород в шлифах. М.: Иностр. лит., 19 с.
Гринсмит Дж. Петрология осадочных пород. М.: Мир, 19 с.
А., К. Каратау – модель региона фосфоритонакопления. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние. 19с.
Н. Введение в петрографию осадочных горных пород. М.: Госнаучтехиздат. 19с.
П. и др. Осадочные породы. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 19с.
П. и др. Осадочные породы. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 19с.
В. Петрография осадочных пород. 3-е изд. М.: Высш. шк., 19с.
Дж. Осадочные породы. М.: Недра, 19с.
Дж. и др. Пески и песчаники / Ф. Дж. Петтиджон, П. Поттер, Р. Сивер. М.: Мир, 19с.
В. Петрография осадочных пород. М.; Л.: Гостоптехиздат, 1940. Т. 1. 476 с.; Т. 2. 420 с.
Б. Основы литологии. Л.: Гостоптехиздат, 19с.; 2-е изд. 19с.
К. Верхнедокембрийские песчаники юго-запада Сибирской платформы. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 19с.
И. Учение об образовании осадков. Л.: Госнаучтехиздат, 19с.
Уилсон Дж. Л. Карбонатные фации в геологической истории. М.: Недра, 19с.
Т. Литология. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1992–1995. Кн. 1. 335 с.; Кн. 2. 428 с.; Кн. 3. 352 с.
Н. Петрография песчаных пород (компонентный состав, систематика и описание минеральных видов). Л.: Недра, 19с.
Н. и др. Систематика и классификация осадочных пород и их аналогов. / В. Н Шванов, В. Т Фролов, Э. И. Сергеева. СПб.: Недра, 19с.
С. Петрография осадочных пород. М.; Л.: Горгеолнефтиздат, 19с.
В. Предметаморфические изменения осадочных пород в стратисфере. Процессы и факторы. М.: ГЕОС, 19с.
Carbonate‑Clastic Transition / L. J. Doyle, H. H. Roberts. Amsterdam, Netherlands: Elsevier Science p. Inc., 19 p.
Carbonate Microfabrics / Е R. Rezak., L. Lavoie. N. Y.: Springer-Verlag, 19p.
Potter P. E. and ets. Sedimentology of Shale / P. E. Potter, J. B. Maynard, W. A. Pryor. Second printing. N. Y.: Springer-Verlag, 19p.
