РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт геологии и минералогии им.
Сибирского отделения Российской академии наук
(ФГБУН ИГМ им. СО РАН)
УТВЕРЖДАЮ
Директор Института
академик____________
«_____»_____________2013 г.
М. П.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ ОД. А.04
Прикладная геохимия
(наименование дисциплины)
основной образовательной программы послевузовского профессионального образования (аспирантура)
по специальности
25.00.09 – Геохимия, геохимические методы поисков полезных
ископаемых
(шифр и наименование специальности)
Новосибирск
2013
Рабочая программа составлена на основании федеральных государственных требований к структуре основной профессиональной образовательной программы послевузовского профессионального образования (аспирантура), утвержденных приказом Минобрнауки РФ от 01.01.2001 г. № 000; паспорта специальностей научных работников, учебного плана подготовки аспирантов ИГМ СО РАН по основной образовательной программе послевузовского профессионального образования (аспирантура) по специальности 25.00.09 – геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых (шифр и наименование специальности), программы-минимум кандидатского экзамена, утвержденного приказом Минобрнауки РФ от 01.01.2001 г. № 000.
Составители рабочей программы
Старший научный сотрудник,
доктор геолого-минералогических наук _____________
(должность, ученое звание, ученая степень) (подпись) (Ф. И.О.)
Рабочая программа утверждена на заседании Ученого Совета
«___» _____________ 20__ г., протокол №___
Председатель Ученого Совета академик _________________ ___
(подпись) (Ф. И.О.)
1. Цели освоения дисциплины
Цель преподавания дисциплины – ознакомление с теоретическими основами и методами геохимии как науки о распределении (концентрации и рассеянии) и процессах миграции химических элементов в геологических объектах с тем, чтобы они могли правильно интерпретировать результаты геохимических исследований, умели применять современные методы изучения химического состава горных пород и продуктов их преобразования для решения поисковых, разведочных и иных прикладных проблем.
Аспирант, изучивший основы прикладной геохимии, должен знать:
- общетеоретические знания о геохимии и геохимических свойствах элементов, о закономерностях распространения и поведения химических элементов в природе, условиях миграции и концентрирования химических элементов в природных и природно-антропогенных системах;
- общие представления о теоретических основах геохимии, возможностях использования данных по геохимии элементов и изотопов при решении теоретических и прикладных геологических задач;
Аспирант, изучивший основы прикладной геохимии, должен владеть:
- методами прикладной геохимии при поисках месторождений полезных ископаемых и решении других прикладных задач;
-анализом оценки геохимической информации, на основе использования современных образовательных и информационных технологий;
- методами построения геохимических карт с использованием ГИС-технологий;
- быть способным понимать, излагать и критически анализировать базовую информацию в области прикладной геохимии.
(Указываются цели освоения дисциплины)
2. Место дисциплины в структуре основной образовательной профессиональной программы послевузовского профессионального образования (аспирантура)
Данная дисциплина относится к группе основных дисциплин образовательной компоненты ООП ППО по специальности 29.00.09 «Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых» (в соответствии с Федеральными государственными требованиями (ФГТ)).
Курс "Прикладная геохимия" входит в состав дисциплин цикла подготовки специалистов по направлению «Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых» и изучается аспирантами данной специальности. Курс " Прикладная геохимия» опирается на освоенные знания и умения, полученные при изучении дисциплин математического, естественнонаучного и профессионального циклов «Общая геология», «Минералогия», «Литология», «Петрография», «Гидрогеология», «Петрология», «Теория рудообразования», «Тектоника и геодинамика», «Эволюция биосферы».
Кореквизитами для дисциплины " Прикладная геохимия" являются дисциплины: «Современные проблемы кристаллохимии», «Генетическая минералогия: современные проблемы минералообразования», «Основы металлогении», «Актуальные проблемы теории рудообразования». Знания и умения, полученные при освоении данного предмета, являются основой для изучения ряда дисциплин профессионального цикла.
3. Требования к уровню подготовки аспиранта, завершившего изучение данной дисциплины
Аспиранты, завершившие изучение данной дисциплины, должны:
- знать основы геохимии; основные закономерности распределения и миграции химических элементов в геологических процессах; способы обработки, интерпретации и представления геохимической информации; основы прикладной геохимии; связь прикладной геохимии с другими областями прикладной геологии; сущность геохимических методов при поисках месторождений полезных ископаемых и решении других геологических задач; основные методы эколого-геохимических исследований.
- владеть методами проведения геохимических, минералогических и петрологических работ при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых и для разработки технологий обогащения, переработки и практического применения минерального сырья.
- владеть общими навыками контроля качества первичной геохимической информации; обработки и интерпретации геохимических данных; составления отчетных материалов по результатам геохимических работ, информацией о современных аналитических методах, применяемых в геохимии.
- уметь: применять методы и компьютерные программы обработки геохимической информации; методы организации, проведения геохимических исследований и оценки их эффективности; использовать полученные в результате освоения курса «Прикладной геохимии» знания при решении задач поисков и разведки месторождений полезных ископаемых геофизическими методами, в том числе с целью комплексирования этих методов; анализировать и интерпретировать полученную информацию; излагать в устной и письменной форме результаты своего исследования и аргументировано отстаивать свою точку зрения в дискуссии.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет _2_ зачетных единицы __72_____ часа.
Вид учебной работы | Объем часов / зачетных единиц |
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего) | 18 |
в том числе: | |
лекции | 18 |
семинары | |
практические занятия | |
Самостоятельная работа аспиранта (всего) | 54 |
Вид контроля по дисциплине | экзамен |
5. Разделы дисциплины и виды занятий
№ п/п | Название раздела | Объем часов / зачетных единиц | ||||
Всего ауд. часов | из них | Самостоят. работа | ||||
лекции | семинары | практич. занятия | ||||
1 | Общие принципы геохимических методов поисков. Роль и место геохимических методов на этапах и стадиях геологоразведочного процесса. Сафронова, , . | 2 | 2 | 6 | ||
2 | Геохимическое поле, геохимический фон, геохимическая аномалия;; Параметры геохимического поля | 2 | 2 | 6 | ||
3 | Месторождение полезных ископаемых; зависимость поведения химического элемента в геохимической системе от формы нахождения | 3 | 3 | 9 | ||
4 | Полынова о геохимических ландшафтах | 2 | 2 | 6 | ||
5 | Литохимические методы поисков | 2 | 2 | 6 | ||
6 | Гидрохимические методы поисков. | 2 | 2 | 6 | ||
7 | Атмохимические (газовые) методы поисков. Биогеохимический метод поисков | 3 | 3 | 9 | ||
8 | Понятие ноосферы. Геохимия техногенеза. | 2 | 2 | 6 | ||
18 | 18 | 54 |
6. Содержание дисциплины:
(Раздел, тема учебного курса, содержание лекции)
1. Определение геохимии, ее место в системе наук о Земле. Общие принципы геохимических методов поисков. Вернадского о всеобщей рассеянии. Кларки элементов в геосферах, кларки концентрации. Схема геолого-геохимического цикла. Взаимосвязанность процессов концентрации и рассеяния элементов, внутренние и внешние факторы миграции. Многообразие форм и видов нахождения химических элементов в природе. Преобладание рассеянного состояния вещества над концентрированным. Роль и место геохимических методов на этапах и стадиях геологоразведочного процесса. Сафронова, , .
2. Понятия о геохимическом поле, местном геохимическом фоне, “явных” и слабых геохимических аномалиях; месторождение полезного ископаемого как частный случай геохимической аномалии. Первичный ореол месторождения. Гипергенное поле рассеяния; вторичные ореолы и потоки рассеяния полезных ископаемых в геосферах.
Параметры геохимического поля, критерии выделения слабых аномалий. Понятие о параметрических и непараметрических геохимических показателях. Случайные (стохастические) и пространственно-упорядоченные (детерминированные) распределения химических элементов в геологических образованиях. Показатель площадной продуктивности геохимической аномалии, его независимость от масштаба съемки. Пропорциональность количественных показателей гипергенных геохимических аномалий своему коренному оруденению.
3. Роль крупных месторождений в горнодобывающей промышленности. Десятичная классификация месторождений по запасам, соотношение между численностью месторождений различных классов крупности. Месторождения различной геометрической формы, соотношения между их объемами, запасами, линейными и площадными размерами. Принцип геометрического и геохимического подобия генетически однотипных объектов различных классов крупности. Зависимость между кларками элементов в литосфере и промышленными запасами в месторождениях одинаковой крупности. Вероятностные результаты поисковых работ.
4. Полынова о геохимических ландшафтах. Элементарные ландшафты. Классификация ландшафтов на основе биоклиматической зональности. Коэффициенты водной миграции и талассофильности элементов, элементы с контрастной миграционной характеристикой. Типы геохимических барьеров и их роль в образовании геохимических аномалий. Последовательность решения поисковой задачи: поток рассеяния - вторичный ореол рассеяния - коренное оруденение. Оценка аномалий. Цифры прогнозных ресурсов рудных объектов как показатель результатов работ и основание для перехода к следующей, более детальной стадии геохимических исследований.
5. Литохимические методы поисков. Потоки рассеяния рудных месторождений. Вторичные ореолы рассеяния. Первичные ореолы рудных месторождений. Поиски слепых рудных тел по первичным ореолам на флангах и глубоких горизонтах разведываемых и эксплуатируемых месторождений. Ряды зонального отложения элементов типоморфного комплекса и методы их выявления. Исследование геохимической зональности рудных месторождений на ЭВМ. Генетически однотипные месторождения различной крупности как геометрические и геохимические фигуры подобия. Коэффициент подобия, методы его оценки. Соотношения между полными запасами, учет уровня эрозионного среза и доли забалансовых руд. Оценка слепых рудных тел по их надрудным первичным ореолам. Методы анализа, применяемые при литохимических поисках.
6. Гидрохимические методы поисков. Гидрохимические поиски рудных месторождений по катионам металлов и по сульфат-иону путем опробования поверхностных водных потоков. Писки погребенных месторождений в закрытых районах при наличии водоносного горизонта. Методы анализа, применяемые при гидрохимических поисках.
7. Атмохимические (газовые) методы поисков. Образование газовых ореолов рассеяния путем эффузии и диффузии газов через горные породы. Влияние природных факторов на концентрацию газов в перекрывающих отложениях и в приземной атмосфере. Газы нефтяных и угольных месторождений, газы рудных месторождений. Типы и виды газовых съемок: гелиевая, газортутные съемки. Методика и техника отбора газов при разных видах съемки. Аэрогазовые съемки. Принципы хроматографического анализа газовых смесей. Биогеохимический метод поисков. Собственно биогеохимический и геоботанический методы поисков. Коэффициент биогенного поглощения элементов, биогеохимические барьеры. Методика и техника биогеохимических съемок в закрытых районах; области эффективного применения биогеохимического метода поисков.
8. Понятие ноосферы. Геохимия техногенеза. История получения и использования химических элементов. Определения ноосферы и техногенеза по и . Зависимость размера добычи металла от кларка. Характеристика процессов техногенной миграции. Технофильность элемента. Добыча и последующее рассеяние металла при переработке руд. Оптимизация техногенеза. Типы техногенных аномалий: - глобальные и локальные. Показатели, используемые при оценке загрязнения компонентов окружающей среды. Токсичность и классы опасности химических элементов. Предельно допустимые концентрации химических элементов (ПДК). Основные источники загрязнения и их характеристики: горнодобывающие предприятия, промышленное производство, производство энергии, коммунально-бытовые отходы, сельское хозяйство. Загрязнение окружающей среды радиоактивными элементами.
9. Определение содержаний элементов и форм их нахождения в геологических объектах - главная задача аналитической геохимии. Химический и физико-химический методы анализа. Методы спектрального анализа: эмиссионная спектроскопия, атомно-абсорбционный анализ, рентгеноспектральный метод. Масс-спектро-метрические методы. Методы локального анализа. Нейтронно-активационный и другие ядерно-физические методы. Возможности и ограничения методов. Оптимальный выбор методов исследования.
7. Самостоятельная работа аспирантов
Подготовка обзоров литературы по актуальным проблемам геохимии окружающей среды, геохимической экологии, экогеохимии с использованием новых отечественных и зарубежных публикаций.
(Приводятся виды самостоятельной работы обучающегося, порядок их выполнения
и контроля, учебно-методическое обеспечение (возможно в виде ссылок) самостоятельной работы по отдельным видам дисциплин)
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
8.1. Основная и дополнительная литература
а) основная литература
Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых. М.: Логос, 20с.
Браунлоу . М.: Недра, 1984, 460 стр.
Основы геохимии. М.: Недра, 1971, 307 стр.
Перельман . 2-е изд. М.: Высшая школа, 1989, 420 стр.
Сауков . 4-е изд. М.: Наука, 1975, 477 стр..
Соловов методы поисков месторождений полезных ископаемых. М.: Недра, 1985, 294 стр.
, Геохимические поиски рудных месторождений: Учебник для вузов. М.: Изд-во ПАИМС, 1998.
, Матвеев методы поисков рудных месторождений. 2-е изд. Изд. Московск. ун-та, 1985, 232 стр..
Овчинников геохимия. М.: Недра, 1990, 246 стр.
- Справочная литература
, , Прохоров по геохимии. М.: Недра, 1990, 477 стр.
Иванов геохимия элементов. Справочник. В 6-ти книгах. М.: Недра, .
Справочник по геохимическим поискам полезных ископаемых. Ред. . М.: Недра, 1990, 331 стр.
- Дополнительная литература
Белоусов геохимии природных газов. Л.: Химтеоретиздат, 1937, 143 стр.
Беус литоферы. 2-е изд. М.: Недра, 1981, 334 стр.
Боуэн изверженных пород. М.-Л-Н..: Госгеолнефтиздат, 1934, 324 стр.
, , Яншин атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1985, 207 стр.
Валяшко геохимии природных вод. Геохимия, №11, стр., 1967.
И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. 2-е изд. М.: Наука, 1987, 334 стр.
Виноградов распределения химических элементов в земной коре. В книге: . Избранные труды. Проблемы геохимии и космохимии. М.: Наука, 1988, стр.20-90.
Виноградов распространенности химических элементов Солнца и каменных метеоритов. В книге: . Избранные труды. Проблемы геохимии и космохимии. М.: Наука, 1988, стр.91-97.
Виноградов эволюция Земли. В книге: . Избранные труды. Проблемы геохимии и космохимии. М.: Наука, 1988, стр.118-143.
Виноградов редких и рассеянных элементов в почвах. 2-е изд. М.: Изд-во АН СССР, 1957, 235 стр.
Виноградов провинции. В книге: . Избранные труды. Геохимия изотопов и проблемы биогеохимии. М.: Наука, 1993, стр.145-166.
Гаррелс р., Эволюция осадочных пород. М.: Мир, 1974, 271 стр.
Гольдшмидт законы распределения и частота элементов в космосе. В книге: Основные идеи геохимии, вып. I. Ред. А.Е. Ферсман. Л.: Госхимтехиздат, Ленингр. отд., 1933, стр.250-276.
Гольдшмидт количественной геохимии. Успехи химии, 1934, т. III, вып.3, стр.448-483.
Гольдшмидт принципы распределения редких элементов. В книге: Редкие элементы в изверженных горных породах и минералах. Ред. В.В. Щербина. М.: Изд-во иностранной литературы, 1952, стр.9-16.
Гольдшмидт статей по геохимии редких элементов. М.-Л.: ГОНТИ, 1938, 244 стр.
, Швец . М.: Недра, 1992, 458 стр.
Лисицын в океанах. М.: Наука, 1974, 440 стр.
Химия земной коры. В книге: Земная кора. М.: Изд-во иностранной литературы, 1957, стр.130-157.
Ронов или осадочная оболочка Земли (количественное исследование). М.: Наука, 1993, 143 стр.
Ронов а. б., Ярошевский а. а., Мигдисов строение земной коры и геохимический баланс главных элементов. М.: Наука, 1990, 180 стр.
Рябчиков эволюция мантии Земли. М.: Наука, 1988, 36 стр.
Сафронов геохимических методов поисков рудных месторождений. Л.: Недра, 1971, 216 стр.
Страхов литогенеза и их эволюция в истории Земли. М.: Госгеолтехиздат, 1963, 530 стр.
Страхов геохимии современного океанского литогенеза. М.: Наука, 1976, 293 стр.
, Мак-Леннан кора. Ее состав и эволюция. М.: Мир, 1988, 376 стр.
Ферсман . Т. I-IV. В книге: . Избранные труды, т. III. М.: Изд-во АН СССР, 1956, стр.9-791; т. IV. М.: Изд-во АН СССР, 1957, стр.3-581; т. V. М.: Изд-во АН СССР, 1959, стр.3-414.
. Химическая эволюция океанов и атмосферы. М.: Мир, 1989, 551 стр.
, Кетрис. Курс геохимии осадочных пород. Сыктывкарский гос. ун-т, 2001, 279 стр.
Clarke F. W. The date of geochemistry. U. S.Geol. Surv. Bull. No.770. Washington, 1924, 841 p.
Goldschmidt V. M. Geochemistry. Oxford: Clarendon Press, 1954, 730 p
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
8.2. Перечень вопросов и заданий (аттестации) и/или тем рефератов
1. Общие принципы геохимических методов поисков..
2. Взаимосвязанность процессов концентрации и рассеяния элементов, внутренние и внешние факторы миграции
3. Литохимические методы поисков.
4. Гидрохимические методы поисков.
5. Геохимический ландшафт
6. Параметры геохимического поля.
7. Месторождение полезного ископаемого как частный случай геохимической аномалии
8. Внутренние и внешние факторы миграции химических элементов.
9. Десятичная классификация месторождений по запасам..
10. Взаимосвязанность и взаимообусловленность геохимических аномалий в геосферах.
11. Многообразие форм и видов нахождения химических элементов в природе.
12. Основные геохимические особенности техногенеза.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины ИГМ СО РАН располагает необходимыми помещениями для проведения лекционных, семинарских и практических занятий. Имеются библиотечные и Интернет ресурсы для самостоятельной работы.
________________________________________________________________________________
(Указывается материально-техническое обеспечение данной дисциплины)
ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ В РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЕ
за _________/_________ учебный год
В рабочую программу ____________________________________________________________
(наименование дисциплины)
Для специальности (тей) __________________________________________________________
(номер специальности)
Вносятся следующие дополнения и изменения:
Дополнения и изменения внес _____________________________________________________
(должность, ФИО, подпись)
Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании Ученого совета Института
«___» _______________ 20___ г.
Председатель Ученого совета __________________ _____________________
(подпись) (ФИО)
