Геология: Земля и космос, природа и общество дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа для детей от 10 до 15 лет, срок реализации - 4 года, естественнонаучная направленность (стр. 6 )

Тема1. Вводное занятие.

Наука, исследующая условия образования и закономерности распределения в пространстве и во времени твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых. Основные методы исследования: картирование, аэрокосмическая, структурная и литолого-фациальная съемки, комплекс минералого-геохимических методов, трехмерное компьютерное моделирование, ГИС-технологии.

Тема 2. Основные понятия.

Минеральное сырьё. Полезный компонент. Руда. Текстура и структура руды. Этапы и стадии минералообразования. Минеральные генерации. Месторождение полезных ископаемых. Качественные параметры. Рудопроявление. Категории рудоносных площадей: провинция, область полезных ископаемых, рудный пояс, рудный район,  рудный узел, рудное поле, месторождение, рудоносная зона, рудное тело (залежь).

Практические занятия:

1. Лабораторное определение текстуры и структуры руды;

2. Работа с геологической картой: металлогенические провинции Свердловской области.

Тема 3. Происхождение месторождений полезных ископаемых.

Эндогенные, экзогенные и метаморфогенные серии.

Практические занятия:

1. Работа с образцами  руд магматической,  карбонатитовой, пегматитовой, скарновой, альбит-грейзеновой и гидротермальной групп.

2. Работа с  рудными образцами групп: осадочной, эпигенетической и переотложенной;

3. Работа с образцами метаморфизованной и метаморфической групп.

Тема 4. Магматические месторождения.

Дифференциация металлоносной магмы основного, ультраосновного и щелочного состава. Классы месторождений: ликвационный, раннемагматический, позднемагматический.

Практические занятия:

Графическое изображение зависимости температур начала равновесной кристаллизации расплавов или растворов от их состава. Анализ строения уральских офиолитов.

Тема 5. Ликвационные месторождения.

Связь медно-никелевых сульфидных месторождений с областями тектономагматической активации и зеленокаменными областями. Типы по тектонической позиции: Садбери – в зонах глубинных расколов, дулутский – в континентальных докембрийских рифтовых зонах, Норильско-Талнахский тип – в мезозойских континентальных рифтовых зонах). Хромитовые, титаномагнетитовые и платиноидные месторождения в расслоённых массивах тектоно-плутонического типа

Практические занятия:

Вынесение на карту Урала сульфидных месторождений в основных и ультраосновных комплексах,  месторождений хромитовых, титаномагнетитовых руд и ЭПГ (элементов платиновой группы). Работа с рудными минералами: пирротин, пентландит, халькопирит.

Тема 6. Раннемагматические месторождения.

Геодинамические обстановки формирования месторождений. Характерные особенности месторождений складчатых областей: плавный переход от рудных тел к породам, идеомофизм рудных минералов, сцементированных более поздними породообразующими силикатами, рассредоточенный характер оруденения. Месторождения алмазов. Потенциально промышленные астроблемы (Попигайская структура в России), комплексы метаморфических пород (месторождение Куды-Коль Кокчетавского массива, Казахстан), формационные комплексы кимберлитов.  Импактные алмазы. Межзвездные алмазы в космической пыли (наноалмазы) и гипотезы их образования.

Практические занятия:

- вынесение на карту Урала месторождений строительных и облицовочных материалов (горных пород, в состав которых входят минералы ранних стадий кристаллизации).

- Работа с образцами.

- мини-доклады: алмазоносные кимберлиты и лампроиты (месторождения Якутской и Архангельской провинций в России, Южно-Африканской и Северо-Австралийской провинций).

- Мини-доклады: Гипотезы образования алмазов.

Тема 7. Позднемагматические месторождения

Остаточные расплавы. Характерные признаки: эпигенетический характер рудных тел (жилы, линзы, трубки), ксеноморфный облик рудных минералов, цементирующих ранние породообразующие силикаты, большие запасы богатых руд.  Виды хромитового оруденения  в связи с расслоением первичных магм на примере массива Рай-Из (на Полярном Урале).  Месторождения титаномагнетитов: связь масштаба рудообразования с длительностью остывания, полнотой дифференциации магмы и интенсивностью позднемагматического поля тектонических напряжений. Гусевогорское месторождение Качканарской группы (Урал) и ильменит-магнетитовые руды Бушвельда (ЮАР). Апатитовые месторождения: щелочной магматизм активизировавшихся платформ. Уникальность и гипотезы образования Хибинского массива на Кольском полуострове.

Практические занятия:

1. Вынесение на геологическую  карту мира месторождений хромитов, ассоциирующихся с перидотитовой формацией ( Кемпирсайское в Казахстане,  Сарановское в России, Булькиза в Албании), титано-магнетитовых месторождений, связанных с габброидными комплексами (Мало-Тагульское в России, Лак-Тио в Канаде, Тегавус в США), апатитовых, приуроченных к щелочным массивам  месторождений (Россия).

2. Лабораторное определение и описание образцов хромита и титаномагнетита.

- геологическая экскурсия на Первоуральское титаномагнетитовое месторождение.

Тема 8. Карбонатитовая группа месторождений.

Тяжелые флюиды эндогенных рассолов и его компоненты: калий, натрий, кальций, хлориды, фосфаты, карбонаты, углеводороды. Этапы формирования рудоносных массивов. Последовательность минералообразования: кальцит, доломит, анкерит. Ресурсы тантала, ниобия,  редких земель, железных руд, титана, флюорита, флогопита, меди. Ковдорское местрождение. 

Практические занятия:

1. Описание по образцам нефелиновых сиенитов и ультраосновных щелочных пород.

- мини-доклад: Вишневогорское месторождение Челябинской области.

Тема 9. Пегматитовые месторождения.

Генезис: поздние стадии раскристаллизации силикатных расплавов, насыщенных флюидами. Характерные признаки: крупнокристаллическое строение, гнездовое или полосчатое обособление мономинеральных блоков, присутствие скоплений совершенных по форме и крупных по размерам кристаллов породообразующих, редких и акцессорных минералов. Геохимические типы магматогенных пегматитов: гранитные, гибридные, десилицированные, щелочные, пегматиты ультраосновных магм. Гранитные пегматиты Адуйского массива в Свердловской области. Метаморфогенные пегматиты: регрессия высоких фаций  регионального метаморфизма: контроль разрывными структурами зон протоактивации. Характерные минералы: дистен, силлиманит, андалузит.

Практические занятия:

1. Мини-доклады: пять основных гипотез пегматитообразования;

2. Семинар на тему: классы пегматитовых месторождений по ведущему типу полезного ископаемого: керамические, мусковитовые, редкометальные, месторождения цветных камней;

Тема 10. Скарновые месторождения.

Инфильтрационная гипотеза: биметасоматоз на разогретом контакте интрузивных силикатных пород и известняков, рудные месторождения связаны с мощным воздействием постмагматических расплавов, циркулирововших в трещинных зонах.  Стадийная гипотеза: привнос вещества  скарнов и руд извне, минеральная зональность связана со снижением температуры.

Практические занятия:

1. Наблюдения на Шиловском  скарновом месторождении ( пос. Медный, окрестности г. Екатеринбурга);

2. Работа с образцами скарновых месторождений.

Тема 11. Альбититовые и грейзеновые месторождения.

Зоны альбитизации в массивах гипабиссальных изверженных пород флюидными потоками, фильтрующимися через граниты. Альбититовые месторождения: выщелачивание циркония, ниобия, тория и образование промышленных концентраций в альбититах. Вынос избытка калия и образование грейзенов на границах гранитоидов. Накопление в них бериллия, лития и вольфрама. Грейзеновые месторождения: агрегат слюды и кварца  с примесью турмалина, топаза, флюорита и сопровождающих их рудных минералов (касситерита, вольфрамита, молибденита, берилла, литиевых слюд).

Практические занятия:

1. Геологический поход по Уктусскому массив в г. Екатеринбург;

2. Описание образцов лейкократовых альбититов с порфировыми выделениями кварца, микроклина и слюд. 

3. Работа с образцами Малышевского изумрудного месторождения в окрестностях г. Асбест Свердловской области.

Тема 12. Гидротермальные месторождения.

Современные аналоги палеогидротермальных систем:  процессы срединно-океанических хребтов, Узун-Гейзерная система Камчатки, Долина десяти тысяч дымов на Аляске, минерализованные источники Красного моря, полуострова Челекен (Каспийское море). Генетическая (плутоногенное оруденение) и парагенетическая (вулканогенные образования) связь гидротермальных месторождений с магматическими породами. Типы гидротермальных растворов: умеренно-кислые (образование березитов, гумбеитов, аргиллизитов, кварц-серицитовых и кварц-полешпатовых пород), хлоридно-борно-кислотных растворы (образование кварц-турмалиновых метасоматитов), хлоридно-сульфатно-бикарбонатные (образование адуляритов, альбититов, хлоритолитов, карбонатных метасоматитов). Рудоконтролирующие факторы: пористость, проницаемость, температура и давление.

Рудные объекты золото-серебряной и олово-вольфрамовой формации.

Практические занятия:

1. Анализ формирования высокотемпературных месторождений  на примере кварц-золотой рудной формации Березовского месторождения Свердловской области и кварц-арсенопирит-золоторудной формации Качкарского месторождения в Челябинской области (работа с геологическими разрезами);

2. Мини-доклады:

- «бонанцы» - рудные тела палеовулканов  вулканических поясов Тихоокеанского обрамления;

- «черные курильщики» на Урале: медно-колчеданное Блявинское месторождение, медно-цинко-колчеданное Гайское месторождение.

Тема 13. Месторождения выветривания.

Экзогенная серия месторождений. Остаточные и переотложенные месторождения выветривания.  Факторы образования: большие объемы гипергенной проработки исходных пород, стабильность действия геохимических условий рудонакопления, сохранность месторождений. Североуральский бокситовый рудник. Липовское никелевое месторождение. Курская магнитная аномалия.

Практические занятия:

1.  Геологический маршрут на территории Липовского месторождения в Режевском районе Свердловской области.

2. Работа с каменным материалом месторождения бокситов «Красная шапочка» Свердловской области