Будова Сонячної системи і всесвіту
Збірник фондових лекцій
З предмету: «Геологія»
(для самостійного вивчення окремих тем навчальної програми)
Розробив:
Викладач гірничих дисциплін
_______Ю.В. Бабій
м. Чероноград
Збірник фондових лекцій з предмету «Основи геології» для студентів спеціальності 5.05030102 «Підземна розробка корисних копалин» (розробив викладач гірничих дисциплін Ю.В. Бабій Червоноград – ДВНЗ ЧГЕК; 2011.)
Збірник фондових лекцій містить конспект лекцій для самостійного вивчення студентами окремих тем навчальної програми предмету «Основи геології», перелік питань для самоконтролю, необхідне пояснення і інформаційний матеріал для виконання самостійного вивчення.
Передмова
Курс «Основи геології» являється основною складовою частиною дисциплін гірничого циклу.
Мета дисципліни:
Сформувати зання студентів про внутрішню будову Землі та процеси, які відбуваються у її недрах, умови утворення мінералів, гірських порід, корисних копалин і закономірності їх розміщення, що важливо для розуміння місця і ролі літосфери у оболонці планети.
Завдання дисципліни:
Вивчення основ загальної геології, мінералогії, петрографії, історичної і структурної геології, пошуків і розвідки родовищ корисних копалин, шахтної геології.
Для успішного освоєння предмету необхідні знання фізики і хімії, так як геологія базується на цих науках.
Починаючи вивчення даного предмету, необхідно уяснити роль і значення геології в господарській діяльності людини, що розвиток сучасної індустрії залежить перш за все від мінеральної сировини, що видобувається з надр Землі; що економічна самостійність і могутність любої держави у більшості випадках визначаються станом і ступеню освоєння мінеральної сировинної бази.
Загальні методичні вказівки.
При самостійному опрацюванні окремих тем курсу «Основи геології» необхідно вивчати матеріал по даному конспекту фондових лекцій в послідовності вказаній в робочій програмі або додатковій літературі.
При опрацюванні матеріалу необхідно вести конспект, що сприяє закріпленню і систематизації знань.
На аудиторних заняттях студент прослуховує основні лекції з курсу навчання, виконують лабораторні роботи. Що тижневі консультації організовані також в позаурочний час.
Самостійне вивчення.
Перелік питань:
1. Будова сонячної системи і Всесвіту. [Л-1Ст. 5-8]
- Склад Сонячної системи.
- Сонце, планети, астероїди, метеорити, комети і їх коротка характеристика.
- Всесвіт. Поняття про Галактику. Зірки і їх характеристика.
2. Зовнішні оболонки Землі. [Л-1 Ст. 17-20]
- Атмосфера, її поділ на тропосферу, стратосферу, іоносферу.
- Гідросфера, її елементи.
- Біосфера, її коротка характеристика.
3. Інтрузивний магматизм. [Л-1Ст. 26-27]
- Походження магми.
- Диференція магми.
- Загальні уявлення про процеси кристалізації Розплаву.
- Роль магматизму в утворенні корисних копалин.
4. Тектонічні рухи. Метаморфізм. [Л-1 Ст. 28-32]
- Класифікація землетрусів. Характеристика землетрусів.
- Реєстрація і прогноз землетрусів. Географічне розміщення землетрусів.
- Типи тектонічних рухів. Загальні відомості про метаморфізм.
5. Основні способи утворення мінералів в природі. [Л-1 Ст. 64-66]
- Утворення мінералів ендогенного і екзогенного походження.
- Метаморфогенний процес утворення мінералів.
- Космогенні і штучні мінерали.
- Парагенетичні асоціації мінералів.
6. Кристалографія. Елементи симетрії кристалів. [Л-1 Ст. 57-64]
- Поняття про кристали.
- Властивості кристалічних речовин.
- Симетрія кристалів.
- Закон постійності кутів. Елементи симетрії.
7. Мінерали класу сульфатів, фосфатві і силікатів. [Л-1 Ст. 78-83, 278-279]
- Загальна характеристика мінералів сульфатів, фосфатів і силікатів.
- Походження мінералів, їх властивості, застосування.
- Різновиди гранату, олівіну. Мінерали класу породоутворюючих.
8. Хімічний склад магматичних гірських порід. [Л-1 Ст. 89-95]
- Ультраосновні породи. Їх склад, характеристика.
- Основні породи: габро, лабрадоріти, базальти, діабази.
- Середні породи, їх склад, характеристика.
- Кислі породи.
- Лужні і жильні породи, їх склад, характеристика. Утворення магматичних порід, їх знаходження в природі.
9. Осадові гірські породи(Уламкові). [Л-1 Ст. 97-101]
- Утворення уламкових порід. Структура порід
- Крупно уламкові (грубоуламкові) породи (псефіти).
- Середньоуламкові породи (псаміти).
- Дрібноуламкові породи (алевроліти)
- Породи змішаного складу.
10. Хемогенні і органогенні породи. [Л-1 Ст. 102-109]
- Утворення хемогенних і органогенних порід.
- Залізисті, марганцеві породи. Боксити і фосфорити. Кременисті породи.
- Карбонатні породи: вапняки, доломіти, мергелі.
- Солі, соляні породи.
- Викопне вугілля, стадії формування. Горючі сланці, нафта.
11. Метаморфічні гірські породи. [Л-1 Ст. 110-112]
- Поняття про метаморфізм.
- Визначення метаморфічної породи, структура, текстура.
12. Головні етапи геологічної історії Землі. [Л-1 Ст. 121-127]
- Історія Землі в докембрії.
- Історія землі в палеозої.
- Історія землі в мезозої.
- Історія землі в кайнозої.
13. Міжнародна стратиграфічна і геохронологічна таблиці. [Л-1 Ст. 114-117.]
- Стратиграфічні підрозділи.
- Геохронологія.Геохронологічна шкала.
14. Геологічні карти і геологічні розрізи.[Л-1 Ст. 118-121]
- Поняття про геологічну карту
- Масштаби карт. Індекси і кольори стратиграфічної шкали
- Геологічний розріз. Стратиграфічна колонка
15. Гірничий компас. Порядок роботи з гірничим компасом. [Л-1 Ст. 134-137]
- Будова гірничого компасу.
- Порядок роботи з гірничим компасом.Вимірювання азимута.
- Порядок заміри елементів залягання шару гірничим компасом.
16. Класифікація складок. Їх зображення в розрізі на картах [Л-1 Ст. 139-142]
- Генетична класифікац
- Побудова розрізів. Зображення складок на геологічній карті
17. Вугільні басейни, вугільні родовища. [Л-1 Ст.. 203-206]
- Поняття про вугільний басейн.
- Вугільне родовище. Вугленосний район, вугленосні площі.
- Генетична класифікація вугленосних покладів (басейнів, родовищ).
18. Технічні засоби розвідки. [Л-1 Ст.. 288-291].
- Канави, шурфи, дудки, розвідувальні шахти, квершлаги, штольні, бурові свердловини.
- Системи розвідки. Геофізичні роботи.
19. Гідрогеологія. Водоносні горизонти. [Л-3 Ст.. 205-220, Л-1 Ст. 317-321]
- Мета і задачі гідрогеологічних спостережень на діючих шахтах.
- Коефіцієнт водо насиченості шахт притоки підземних вод в гірничі виробки при підготовчих і очисних роботах.
- Заходи боротьби з підземними водами і способами осушення.
20. Газоносність вугільних пластів, газонасиченість гірничих виробок і раптові викиди вугілля, породи і газу. [Л-1 Ст. 321-328]
- Природна газоносність пластів.
- Форми знаходження газів в вугільних пластах і бокових породах.
- Розділ природних газів в вугленосній товщі.
- Вплив геологічних факторів на розподіл природних газів.
- Динамічні явища: раптові викиди вугілля і газу, викиди породи і газу.
Фондові лекції:
Будова Сонячної системи і всесвіту
Склад Сонячної Системи
Центром Сонячної системи є Сонце, що знаходиться в межах однієї з спіральних гілок великого скупчення зірок, яке називається Галактикою Молочного Шляху. Діаметр нашої Галактики становить біля 100 тис. світлових років (світловий рік – це відстань, яку світло проходить протягом одного року і рівна приблизно 9,6•1012км). До складу Галактики входить біля 100 мільярдів зірок і Сонце, яке розташоване ближче до центру Молочного Шляху та обертається разом з іншими зірками навколо центру Галактики. Період обертання складає біля 200 млн. років.
Сонце — це розжарена плазмова куля, яка знаходиться на середній стадії зоряної еволюції. Температура в його середині досягає 10·106 15·106 градусів за Кельвіном і підтримується за рахунок енергії, що виділяється при ядерних реакціях. Сучасна наука свідчить, що Сонце складається на 70% з водню та 27% з гелію, сума інших хімічних елементів становить лише 2,5%. Зовнішня оболонка Сонця називається сонячною короною. В її межах температура досягає 106-107 градусів за Кельвіном. Характерною особливістю корони є те, що вона випромінює потік іонізованих частинок, які утворюють такзваний сонячний вітер, і забирають з собою значну частину енергії Сонця. Загальна протяжність Сонячної системи становить біля 40 астрономічних одиниць (астрономічна одиниця — це середня відстань від Землі до Сонця, рівна 149500000 км). Довкола Сонця обертається ще дев’ять планет: Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун і Плутон. За масою, щільністю та іншими параметрами вони поділяються на дві групи: внутрішні, або
планети земної групи, до якої входять Меркурій, Венера, Земля та Марс, і зовнішні, або планети - велитнні – Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун і Плутон. Між першою та другою групами планет знаходиться так званий пояс астероїдів.
2)Сонце, планети, астероїди, метеорити, комети і їх коротка характеристика.
Між планетами зовнішньої та внутрішньої груп, а точніше між Марсом та Юпітером, знаходиться пояс астероїдів, який являє собою скупчення малих планет. На сьогодні відкрито біля 2000 астероїдів. Розмір найбільшого з них, відомого під назвою Цецера, складає 1003 км в поперечнику, а діаметр найменших не перевищує 1 км. Астероїди дещо відрізняються від інших тіл Сонячної системи. Відмінність полягає, по-перше, в тому, що для них характерна неправильна кутаста форма на відміну від планет і їхніх супутників, які мають сфероїдальний вигляд; по-друге, астероїди займають близькі орбіти, розташовані на місці планетарної. Більшість з них рухається по кругових орбітах у тому ж напрямку, що і планети. Площини орбіт астероїдів близькі до площини екліптики, тобто площини сонячного Сатурнекватора.Вивчення астероїдів дозволило вченим зробити висновок, що вони, вірогідно, є уламками десятої планети Сонячної системи – Фаетона, яка була зруйнована внаслідок космічної катастрофи.
Окрім планет та астероїдів до складу Сонячної системи входять також комети та метеорити.
Комети – це невеликі космічні тіла, які рухаються по дуже витягнутих еліптичних орбітах, періодично наближаючись до Сонця та віддаляючись від нього за межі орбіти Плутона. Вони складаються зі зцементованого льодом каміння та газів, зокрема аміаку, метану, водню та інших. В цілому, за складом комети близькі до планет велетів і особливо їх супутників. При наближенні до Сонця вони світяться завдяки віддзеркаленню сонячного світла, а під дією сонячного вітру частина матеріалу випаровується та відштовхується в напрямку Сонця, що призводить до утворення хвостів комет довжиною в мільйони кілометрів.
Метеорити – це кам’яні або залізні заокруглено-кутасті уламки,які нерідко падають на поверхню планет, залишаючи слід у вигляді ударних кратерів. У випадку щільної атмосфери планет, прикладом яких може бути Земля або Венера, більшість метеоритів, входячи в атмосферу, від тертя розігріваються та випаровуються, при цьому спостерігається яскраве свічення — це метеори. До складу метеоритів входять, практично, всі відомі на Землі хімічні елементи та їх ізотопи.
Залізні метеорити окрім заліза містять в своєму складі від 5 до 16% нікелю. Серед залізо-кам’яних метеоритів розрізняють метеорити, які складаються із заліза та домішок силікатів, і метеорити, в складі яких переважають силікати, а залізо знаходиться у вигляді домішок. Найбільш поширеними та різноманітними за складом є кам’яні метеорити: серед них виділяють хондрити, вуглецевіь хондрити та ахондрити. Перші складені з агрегатів дрібних силікатних кульок (хондрул) і за хімічним та мінеральним складом близькі до земних мантійних порід. Вуглецеві хондрити характеризуються наявністю складних сполук вуглецю та води. Ахондрити являють собою крупнокристалічні агрегати, близькі за хімічним складом до земних базальтів і ультраосновних порід.
Таким чином, Земля як складова частина Сонячної системи, має багато спільного з іншими космічними тілами і вивчення будови та складу нашої планети дозволяє більш повно пізнавати Космос, а знання законів його розвитку дає можливість робити обгрунтовані висновки стосовно еволюції Землі, що має велике значення для забезпечення життєдіяльності людства в майбутньому.