Курс лекций по инженерной геологии (стр. 1 )

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Майкопский государственный технологический университет»

филиал ФГБОУ ВО «МГТУ» в поселке Яблоновском

Кафедра Организации землепользования и экономики

КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИИ

Яблоновский  2016

Рецензент

, канд. экон. наук, доц., зав. каф. организации землепользования и экономики филиала ФГБОУ ВО «МГТУ» в пос. Яблоновский

Курс лекций по инженерной геологии // ; Майкопский государственный технологический университет», филиал в поселке Яблоновском. – Яблоновский, 2016. С. 178.

Предназначено для студентов, обучающихся по направлению «Землеустройство и кадастры» очной и заочной форм обучения.

содержание

ВВЕДЕНИЕ Лекция 1. Предмет, задачи и методы исследования геологии. образование, возраст, Строение Земли и земной коры Лекция 2. Минералы. Диагностические свойства и морфология минералов Лекция 3. Особенности минерального состава земной коры. Лекция 4. Классы минералов Лекция 5. Горные породы. Классификация и свойства Лекция 6. Геодинамические процессы. Магматизм. Эффузивный магматизм Лекция 7. Интрузивный магматизм. Магматические горные породы Лекция 8. Пневматолитово-гидротермальные процессы и связанные с ними минеральные образования Лекция 9. Гипергенез и коры выветривания Лекция 10. КОРЫ ВЫВЕТРИВАНИЯ, ИХ ТИПЫ И СТРОЕНИЕ Лекция 11. склоновые (гравитационные) геологические процессы Лекция 12. Геологическая деятельность поверхностных вод Лекция 13. Геологическая деятельность подземных вод Лекция 14. Геологическая деятельность ледников Лекция 15. Геологическая деятельность ветра Лекция 16. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МОРЕЙ И ОКЕАНОВ Лекция 17. Осадочные горные породы Лекция 18. Метаморфизм и метаморфические горные породы ЛЕКЦИЯ 19. тектонические движения земной коры. Землетрясения. ЛЕКЦИЯ 20. складчатые и разрывные дислокации ЛЕКЦИЯ 21. Структурные элементы земной коры Лекция 22. геотектонические гипотезы. тектоника литосферных плит Лекция 23. Геохронология. Основные этапы развития земли и земной коры. Лекция 24. тектономагматические эпохи (эпохи складчастости) Лекция 25. геологические карты и профили

3 3 9 16 17 29 41 51 58 62 64 70 78 92 102 109 118 124 129 135 147 154 159 168 171

Введение

Курс лекций разработан для студентов, обучающихся по направлению «Землеустройство и кадастры» очной и заочной форм обучения.

Цель лекций заключается в том, чтобы в предельно краткой и максимально доступной форме ознакомить студентов с современными представлениями о геологии и о Земле. Представлен материал по грунтам, подземным водам и геологическим процессам как основным объектам инженерной геологии на базе современной концепции об экологизации инженерно-геологических исследованиях.

Лекция 1. Предмет, задачи и методы исследования геологии. образование, возраст, Строение Земли и земной коры

Геология в точном переводе этого слова с греческого языка (Геа — Земля) — наука о Земле. Это весьма общее определение отражало существо науки до конца XVIII в. Главным объектом изучения геологии служила и служит земная кора наружная каменная оболочка планеты, хотя во второй половине ХХ в. все большее внимание геологов привлекает состав и состояние подкорового вещества планеты в связи с тем, что происходящие в нем процессы оказывают мощное влияние на земную кору.

Развитие геологии происходило в разных направлениях. Изучался состав минералов и горных пород, геологическое строение отдельных регионов, геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в ее недрах. В результате этого внутри геологии образовалась разветвленная система геологических наук. Процесс дифференциации геологических наук продолжается по мере углубления наших знаний и обнаружения новых фактов.

В начале XIX в. в геологии наметился целый ряд обособленных научных дисциплин, каждая из которых имеет свою область и свой метод исследований. Среди них следует выделить три группы.

К первой относятся науки, занимающиеся изучением вещественного состава Земли. К ним относятся: Минералогия – наука о составе, происхождении и свойствах природных соединений – минералов, слагающих земную кору. Петрография (от греч. “петра”-скала и “графо”-описание) – изучает состав, строение и происхождение горных пород. Учение о полезных ископаемых занимается исследованием происхождения, размещения залежей, а также форм залегания полезных ископаемых. и др.

Ко второй группе относится динамическая геология, ее раздел тектоника. Динамическая (физическая) геология изучает процессы, под влиянием которых происходит изменение земной коры. Эти процессы условно делятся на внутренние (эндогенные) и внешние (экзогенные). Геотектоника рассматривает и структуру земной коры, распространение и историю развития этих структур. Данные науки рассматривают строение Земли и процессы, проявляющиеся на ней.

К третьей группе относятся науки изучающие развитие Земли. Этим занимаются историческая геология, палеогеография и др. Историческая геология изучает закономерности развития земной коры во времени и пространстве с момента ее образования. Палеогеография выясняет физико-географические условия, существовавшие на поверхности Земли в минувшие геологические эпохи.

К комплексу геологических наук также относятся: палеонтология – наука о древних ископаемых организмах; гидрогеология – наука о подземных водах; инженерная геология – наука, изучающая свойства горных пород, влияющих на воздействие различных сооружений; региональная геология – наука изучающая строение и геологическую историю отдельных территорий.

Общая геология — вводный курс в геологические знания. В нем рассматриваются процессы, проявляющиеся на поверхности Земли и в земной коре, основные свойства Земли и ее состав, а также в общих чертах история развития земной коры и геологическое летоисчисление, т. е. курс общей геологии включает в себя сведения из динамической геологии и частично вопросы, относящиеся к компетенции ряда смежных геологических дисциплин.

Основные понятия геологии возникли в глубокой древности. Еще в раннем палеолите люди умели подбирать твердые минералы и породы (кремень, халцедон, яшма) кварциты, обсидиан и т. п.) для изготовления каменных орудий производства. Позже, но тоже задолго до нашего времени, человек научился добывать металлы, находить и извлекать подземную воду для получения соли и использовать минеральную воду для лечения. В связи с большим практическим значением геология быстро развивалась. Во второй половине XVIII в. в области геологии были сделаны первые научные обобщения.

Геологи, изучая земную кору, ее формирование и изменение во времени, опираются на основные положения физики, химии, биологии и других естественных наук. Однако приемы исследования в геологии отличаются от методов этих наук, прежде всего тем, что в геологии еще слабо внедрено экспериментирование. Последнее обусловлено трудностями создания необходимых условий для течения геологических процессов, например горообразовательных процессов, формирующих в природной обстановке горные сооружения на протяжении многих миллионов лет.

Основным методом геологии в деле познания земной коры является метод полевых геологических съемок. Суть метода — тщательные полевые наблюдения, основанные на изучении естественных выходов горных пород на дневную поверхность и искусственных вскрытий их с помощью горных выработок и скважин. При этом изучаются состав горных пород, характер их залегания, последовательность напластования, наличие в них остатков организмов, сохранившихся с момента образования пород.

Геологический метод, основанный на непосредственном изучении горных пород по их образцам, применим лишь для самой верхней части земной коры. Более глубокие слои земной коры и Земли в целом в XX в. стало возможным изучать с помощью инструментальных геофизических методов:

Сейсмический метод. В настоящее время человек еще не располагает техническими средствами позволяющими ему проникнуть в недра на несколько тысяч км и извлечь оттуда образцы вещества для непосредственного изучения. Поэтому ее изучают косвенными методами, основным среди которых является сейсмический.

Сейсмические волны делятся на продольные и поперечные. Продольные волны характеризуются упругим объемным типом передачи упругим объемным типом передачи возмущения, при котором перемещение частиц среды соответствует направлению распространения волны. Поперечные волны обладают сдвиговым упругим механизмом передачи возмущения, обеспечивающим распространение волны в направлении, перпендикулярном к перемещению частиц.

Гравиметрический метод заключается в изучении распреде­ления на поверхности Земли силы тяжести. Величина ускорения силы тяжести изменяется в зависимости от геологического строения местности, в частности от плотности пород. Однако этим методом определяется лишь средняя плотность пород, но не выясняются глубины залегания их, поэтому гравиметрический метод применяется совместно с сейсмическим, наиболее точным.

В основу магнитометрического метода изучения положены наблюдения над изменением магнитного поля Земли в различ­ных его участках в зависимости от состава и строения земной коры. Изучая магнитное поле, присущее Земле в целом, пытаются установить строение и состояние ядра Земли.

Магнитотеллурический метод основан на определении электропроводности глубоких недр. Этот метод позволил установить на глубине 100—200 км под материками слой с высокой электро­проводностью. По своему положению он совпадает с зоной размягчения в оболочке Земли, определенной ранее сейсмическим методом.

Современные представления о строении, составе Земли,
  ее образовании и возрасте

Земля входит в состав системы, где центром является Солнце, в котором заключено 99,87% массы всей системы. Характерной особенностью всех планет Солнечной системы является их оболочечное строение: каждая планета состоит их ряда концентрических сфер, различающихся составом и состоянием вещества.