ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Распределение учебного времени
| Семестры | ||
| Лекции | 48 часов (ауд.) | 16 часов (ауд.) |
| Всего аудиторных занятий | 48 часов | 16 часов |
| Самостоятельная (внеаудиторная) работа | 32часов | 48 часов |
| Общая трудоемкость | 80 часов | 64 часов |
| Зачет в | 8 семестре | 10 семестре |
Томск,2008
Предисловие
1. Рабочая программа составлена на основе ГОС по направлению (специальности) 130100 «Геология и разведка полезных ископаемых», утвержденного приказом Министерства образования Российской Федерации № 686 от 02.03.2000 г. и приказом ректора ТПУ
РАССМОТРЕНА и ОДОБРЕНА на заседании обеспечивающей кафедры геологии и разведки полезных ископаемых протокол № 5 от «17» мая 2008 г.
2. Разработчик
профессор кафедры ГРПИ И.В.Кучеренко
3. Зав. обеспечивающей кафедрой А.К.Мазуров
4. Рабочая программа СООТВЕТСТВУЕТ действующему плану.
Зав. выпускающей кафедрой А.К.Мазуров
Аннотация
В программе приведены цель и задачи дисциплины, содержание теоретического материала (лекций), даются рекомендации по организации самостоятельной познавательной деятельности, раскрывается содержание текущего, рубежного и итогового контроля результатов изучения дисциплины, даны варианты контрольных заданий для студентов-заочников. Приведен перечень наглядных пособий, геологических материалов и рекомендуемой литературы.
Удк 553.06
Ключевые слова: Геология, формационный метод, методология, осадочная формация, магматическая формация, метаморфическая формация, метасоматическая формация, рудная формация.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Формационный метод как способ типизации горных пород и месторождений твердых полезных ископаемых по вещественному составу и условиям образования направлен на выявление закономерностей строения и формирования (эволюции) земной коры. Различают геологические и рудные формации. Под геологическими формациями понимаются закономерные ассоциации пород, повторяющиеся во времени и пространстве, связанные единством вещественного состава и характером чередования (В. М. Цейслер). Рудными формациями называют совокупности месторождений твердых полезных ископаемых со сходным вещественным составом руд, образованных в сходных геологических условиях (В. А. Кузнецов).
Успешное овладение новыми знаниями в объеме дисциплины предполагает предшествующую подготовку по минералогии, петрографии, литологии, общей и структурной геологии, стратиграфии, исторической геологии, геотектонике и геодинамике, геологии полезных ископаемых, прежде всего в части процессов рудообразования. В свою очередь, дисциплина выступает как одна из базовых при последующем изучении ряда других – металлогении, прогнозирования и поисков месторождений полезных ископаемых.
В преподавании дисциплины наряду с федеральным значительное место занимают региональный и университетский компоненты.
Ф е д е р а л ь н ы й к о м п о н е н т составляет основу дисциплины. Формационный метод в геологии рассматривается на базе достижений отечественных и зарубежных геологов.
Р е г и о н а л ь н ы й к о м п о н е н т заключается в том, что осадочные, магматические формации, их состав, объем, приемы выделения и обоснования, описания и использования для реконструкции геологических процессов и истории геологического развития земной коры иллюстрируются примерами в значительной степени из сибирского региона. Рассматриваются формационные концепции сибирских геологических (формационных) школ М. А. Усова, Ю. А. Кузнецова, В. А. Кузнецова.
У н и в е р с и т е т с к и й к о м п о н е н т развивается в разделе «Рудные формации» в связи с особыми трудностями формационной типизации месторождений полезных ископаемых. Предусмотрено изучение методологии рудноформационных исследований как основы для разработки (совершенствования) комплекса диагностических признаков рудных формаций. В результате студенты имеют возможность критически оценить существующие подходы к выделению и обоснованию рудных формаций, в том числе тот, который разработан в Томском политехническом университете (И. В. Кучеренко) и предполагает отказ от учета геологических условий образования месторождений полезных ископаемых в процедуре выделения рудных формаций.
Программа охватывает все области геологии, в которых применяется формационный метод, однако с разной степенью детальности в соответствии с успехами, достигнутыми в каждой из них. Более подробно рассматриваются осадочные, магматические, рудные формации, менее – метаморфические формации, выделение которых представляет большие трудности и успехи в обосновании которых минимальны. Особый случай представляют метасоматические формации, рациональная система которых являет собой яркий пример высокой результативности формационного метода в типизации горных пород и которые, согласно рекомендуемому подходу, могут составить вещественно – генетическую основу рудных формаций.
ЦЕЛЬ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Цель изучения дисциплины заключается в овладении студентами минимальных объемов знаний и умений в области формационного метода, необходимых для творческого применения их в практической работе при геологическом картировании, прогнозировании и поисках месторождений полезных ископаемых и в других направлениях геологических, в том числе металлогенических исследований.
Изучивший дисциплину студент должен знать:
- назначение формационного метода в приложении к осадочным, магматическим, метаморфическим, метасоматическим, рудным образованиям;
- принципы выделения (обоснования) геологических и рудных формаций в исторической последовательности их разработки, достоинства и недостатки разных подходов;
- современное содержание понятий «осадочные», «магматические», «метаморфические», «метасоматические», «рудные» формации;
- формационная таксономическая иерархия: формации, субформации, подформации, надформации, формационные ряды, формационные комплексы, формационные серии, назначение и содержание понятий;
- формы, размеры, внутреннее строение геологических формаций;
- существо операций при анализе формаций и формационном анализе осадочных и магматических образований;
- современные классификации геологических и рудных формаций, основные формационные типы, их геолого-генетическая характеристика;
- возможности использования геологических и рудных формаций при реконструкции процессов формирования земной коры и исследовании закономерностей локализации и образования месторождений полезных ископаемых.
Изучивший дисциплину студент должен уметь:
- по совокупности формациеобразующих признаков представлять процедуру выделения осадочных, магматических, рудных формаций, обоснования их дискретности;
- составлять систематические описания геологических и рудных формаций;
- решать обратные задачи – на конкретных примерах реконструировать процессы породо – и рудообразования на основе анализа известных типовых осадочных, магматических и рудных формаций.
ЗАДАЧИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Для достижения цели дисциплины студентам необходимо:
- изучить историю становления учения об осадочных, магматических, рудных формациях, подходы к выделению формаций, формационную терминологию, существо анализа геологических формаций и формационного анализа осадочных, магматических образований, характеристики основных формационных типов и принципы их классификации;
- получить представление о существующих подходах к выделению метаморфических формаций и трудностях формационной типизации метаморфических пород;
- изучить принципы выделения метасоматических формаций и минералого-петрохимические черты скарновой, березитовой, аргиллизитовой формаций;
- понять существующие приемы выделения рудных формаций и быть способными критически оценить причины трудностей формационной типизации месторождений твердых полезных ископаемых;
- усвоить методологические аспекты рудноформационных исследований и с этих позиций оценивать возможности рационального подхода к выделению рудных формаций и к их классифицированию;
- научиться понимать место и роль рудноформационного метода в генетических и металлогенических исследованиях;
- овладеть приемами описания осадочных, магматических, рудных формаций.
1.СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ
(ЛЕКЦИИ)
Содержание понятий «геологическая формация», «формационный анализ» или «учение о геологических формациях». Формационный анализ как сравнительно – исторический метод познания строения и развития земной коры и распределения в ней полезных ископаемых. Положение геологической формации в иерархии вещества земной коры. Главные проблемы, решаемые на уровне геологических формаций.
1.1. ОСАДОЧНЫЕ ФОРМАЦИИ
1.1.1.История становления учения о геологических формациях
Возникновение в геологии понятия (термина) «формация» и генетико-стратиграфического направления (подхода) в учении о геологических формациях (17 – 18 в. в.). Содержание понятия «формация» на этом этапе.
Стратиграфическое направление в анализе формаций (А. Гумбольдт, Д. Деломье). Решение 2 сессии Международного геологического конгресса в Болонье (1881 г.) о применении термина «формация». Понимание формации М. А. Усовым (1936 г.) и другими геологами сибирской школы. Решения 1 Всесоюзного совещания по геологическим формациям (Новосибирск, 1953г.).
Генетическое направление в анализе формаций (А. Броньяр, К. Прево, Ч. Лайель, Э. Реневью и др.). Стадийно – зональный подход в формационном анализе (М. Бертран, В. Белоусов, В. Хаин, А. Пейве, Н. Вассоевич и др.).Представления о формациях с позиций этого подхода и основные недостатки.
Ландшафтно-геологическое направление в формационных исследованиях. Понимание формаций А. Борисяком, В. Обручевым, Д. Наливкиным, Н. Страховым, В. Поповым и др.
Парагенетическое направление в формационном анализе (Н. Шатский, Н. Херасков, Б. Келлер, Ю. Косыгин, В. Немцович, В. Цейслер и др.). Существо парагенетического подхода при выделении осадочных формаций.
Комплексный подход при выделении осадочных формаций.
1.1.2.Формационная терминология
Содержание понятий «конкретная», «абстрактная» осадочные формации, вспомогательных формационных подразделений более мелких («подформация», «градация», «субформация». «парагенерация» и др.) и более крупных («надформация», «суперформация», «ряд формаций», «формационная группа», «формационный комплекс»), чем формация. Состояние терминологической базы формационных исследований в целом.
1.1.3.Анализ осадочных формаций
Анализ осадочных парагенетических ассоциаций. Элементарный парагенез пород. Главные и второстепенные, патрические и аллофильные члены формаций.
Анализ строения осадочных формаций. Представления В. Цейслера о структурах и текстурах осадочных формаций. Границы осадочных формаций: тектонические, стратиграфические и фациальные. Внутриформационные несогласия. Формы и размеры формационных тел. Предложения В. М. Цейслера по классификации форм осадочных залежей чехла платформ. Палинспастические реконструкции.
Состояние номенклатуры осадочных формаций. Опыт использования букв русского алфавита для обозначения названий формаций. Современная практика наименования конкретных осадочных формаций.
Графическое изображение конкретных формаций. Общие принципы построения формационных колонок и их содержание. Формационные карты, профили и их содержание. Соотношения осадочных формаций, структурных этажей, фаций, стратиграфических подразделений и генетических типов отложений.
1.1.4.Формационный анализ осадочных образований
Содержание формационного анализа. Явление конвергенции.
Литоральный и вертикальный формационные ряды, формационный комплекс, решаемые вопросы при их анализе.
Классификация осадочных формаций. Признаки, используемые при классифицировании: вещественный состав, внутреннее строение, структурное положение, палеогеографическая обстановка, наличие полезных ископаемых, положение в разрезе относительно тектонических циклов и др. Целевые классификации осадочных формаций.
1.1.5.Основные осадочные формационные типы
Аспидная формация, ее состав, условия образования. Положение формации в литоральном и вертикальном рядах формаций.
Черносланцевая формация, ее состав, условия образования.
Граувакковая формация, ее состав, распространенность, особенности образования.
Яшмовая, отдаленная кремнистая и кремнисто – сланцевая формации. Особенности их состава, условий образования, полезные ископаемые, с ними ассоциирующие.
Рифовая формация, особенности состава, условий образования и строения.
Доломитовая формация, геохронологические уровни ее максимального образования. Полезные ископаемые, с ней связанные.
Флишевая и флишоидная формации. Черты сходства и принципиального различия этих формаций. Особенности образования.
Молассовая формация, особенности ее состава и условий образования. Типы моласс и их структурная распространенность.
Осадочные формации чехла платформ. Формационные типы трансгрессивной стадии: нижняя лагунно – континентальная терригенная, морская нижняя терригенная, фалаховая формации. Формационные типы инундационной стадии формирования чехла: опоковая, гумидная карбонатная, аридная карбонатная, меловая, рифоидная, доманикоидная формации. Особенности их состава, условий образования. Осадочные формационные типы эмерсивной стадии формирования осадочного чехла: формации латеритной и каолиновой кор выветривания.
1.1.6.Осадочные формации мирового океана
Группа эпиконтинентальных платформенных формаций (формации шельфов и материковых склонов): песчано – алевролитовая с глауконитом (гумидная), терригенно – эвапоритово – карбонатная (аридная), терригенно – кремнистая (арктическая).
Группа приконтинентальных формаций (формации периферии океанов с глубинами 2,5 – 5,5 км.): карбонатно – терригенная, кремнисто – терригенная формации.
Формации талассократонов (глубоководные котловины, хребты и валы ложа океанов): формация пелагических глин, глинисто – кремнистая (диатомово – радиоляриевая), глинисто – карбонатная, карбонатная пелагическая, рифовая кораллово – водорослевая.
Формации котловин окраинных морей, глубоководных океанических желобов и островных дуг: кремнисто – диатомовая (бореальная), карбонатная фораминиферовая (субтропическая и тропическая), карбонатно – вулканокластическая (островодужная).
1.2. МАГМАТИЧЕСКИЕ ФОРМАЦИИ
Ф. Ю. Левинсон – Лессинг – основоположник (1888 г.) формационного анализа в магматической геологии. Значение формационных исследований Ю. А. Билибина, Ю. А. Кузнецова, В.Н. Москалевой. Становление учения о магматических формациях. Современное состояние формационного метода в магматической геологии.
1.2.1.Формационная терминология
Магматический комплекс – индивидуализированная региональная формационная единица, соответствующая конкретной магматической формации «малого ранга». Конкретная магматическая формация «большого ранга» или региональная магматическая формация. Примеры их выделения.
Формационный тип или абстрактная магматическая формация как обобщенная модель близких по составу конкретных магматических формаций (комплексов) разного возраста.
Магматическая ассоциация как вспомогательный термин свободного пользования. Примеры выделения магматических ассоциаций.
Магматическая серия, примеры использования этого понятия в качестве термина свободного пользования. Серии магматических пород как соподчиненные единицы в составе магматических формаций. Моносериальные и полисериальные магматические формации. Принципиальное отличие магматической формации и петрохимической (петрогенетической) серии.
1.2.2.Анализ магматических формаций
Содержание понятия «анализ магматических формаций». Критерии парагенетического родства магматических пород и принадлежности их к определенной формации (комплексу). Формациеобразующие и акцессорные породы формации.
Вулканические формации, их определяющие признаки. Монопородные, пестрые, последовательные, контрастные формации. Вулканический массив (ареал вулканизма), вулканическая фаза и вулканическая фация.
Плутонические формации, понятие «интрузивный массив». Аллохтонные и автохтонные магматические тела. Простые однофазные массивы, дифференцированные однофазные массивы (простые дифференцированные и расслоенные массивы), сложные многофазные массивы, сложные полигенные и полихронные плутоны (полиформационные плутоны). Локальные интрузивные фации. Абиссальные, мезоабиссальные и гипабиссальные фации.
Гипабиссальные формации малых интрузий. Силлово – дайковый и диатремо – дайковый типы малых интрузий вулкано–плутонической формации.
Наименование магматических формаций: общие принципы, рекомендации Петрографического кодекса.
Формы и размеры тел магматических формаций. Типы секущих (дискордантных) тел. Согласные (конкордантные, конформные) интрузивные тела. Экструзивные (экструзивно – жерловые) тела. Эффузивные покровные тела.
Границы вулканических формаций: стратиграфические, фациальные, диохронные («скользящие»). Границы конкретных интрузивных формаций (комплексов). Границы формационных типов.