A geologia de engenharia como um ramo da geologia geral.

Geologia -é uma ciência complexa da Terra, sua estrutura, composição, história de desenvolvimento, bem como os processos que ocorrem em seu ar, água e conchas de pedra. O principal objeto de estudo da geologia é a casca sólida externa da Terra - litosfera(crosta terrestre): sua composição, estrutura, processos que ocorrem nela e a história do desenvolvimento, bem como padrões de distribuição e condições para a formação de minerais, incluindo vários materiais de construção.

O estudo das várias rochas que compõem a crosta terrestre nos fornece inúmeras provas de que ela está em constante mudança no processo de seu desenvolvimento. Portanto, as visões geológicas científicas sobre a origem da Terra e o desenvolvimento da vida nela desempenharam um grande papel no triunfo da explicação materialista de todos os fenômenos naturais.

O conhecimento geológico é amplamente utilizado na prática de diversos ramos da economia nacional. O conhecimento ajuda a encontrar minérios, petróleo, carvão, gás, todos os tipos de materiais de construção e outros minerais. Apenas contando com o conhecimento da geologia, é possível erguer várias estruturas de engenharia (edifícios, pontes, estradas, barragens, túneis, estruturas defensivas, etc.) .

Com o desenvolvimento das forças produtivas e o aprofundamento do conhecimento científico do mundo circundante, a geologia também se desenvolveu. Mas à medida que se desenvolveu, certos ramos da geologia foram separados em ciências independentes. Assim formados: cristalografia, mineralogia, petrografia, geologia dinâmica e histórica, hidrogeologia, geomorfologia, geologia quaternária, geologia de engenharia, ciência do solo, etc.

Um dos ramos mais antigos das ciências geológicas, que se desenvolveu em conexão com a extração e uso de minerais, foi mineralogia- a ciência dos minerais, sua composição, propriedades físicas e processos de formação.

Cristalografia- a ciência dos cristais, sua forma externa e estrutura interna. A cristalografia estuda corpos minerais naturais e vários materiais artificiais. O estado cristalino da matéria é muito importante a ser considerado na tecnologia de materiais de construção.

Petrografia- a ciência das rochas da crosta terrestre, geralmente constituídas por vários minerais. A petrografia estuda a origem, composição e propriedades, condições de ocorrência e distribuição geográfica das rochas.

geologia dinâmica- a ciência dos processos que ocorrem na crosta terrestre e na sua superfície e que a transformam (movimento da crosta terrestre, vulcanismo, terremotos, destruição de rochas, transferência e deposição de produtos de destruição).

geologia histórica- estuda a história do desenvolvimento da crosta terrestre e dos organismos vegetais e animais que a habitaram, bem como a formação sucessiva no tempo das rochas que constituem a crosta terrestre.

Um ramo especial da geologia está envolvido no estudo de restos fósseis de organismos vegetais e animais que existiram em períodos geológicos passados ​​e permitem estabelecer a idade relativa das rochas. paleontologia.

hidrogeologia- a ciência das águas subterrâneas, sua formação, ocorrência, movimento, propriedades e condições que determinam seu uso na economia nacional, bem como sua influência na estabilidade das estruturas de engenharia, incluindo estradas, etc.

De particular importância para a construção de estradas é Geologia quaternária, cuja tarefa é estudar os depósitos do último período quaternário, continuando até o presente.

O crescimento contínuo da economia e da cultura nacional em nosso país levou ao desenvolvimento de novas disciplinas geológicas - geologia de engenharia, ciência do solo, permafrost, etc.

Geologia de engenharia estuda o estado atual e a dinâmica das camadas superficiais da crosta terrestre em conexão com as atividades de engenharia humana. Sua tarefa é considerar os fenômenos e processos geológicos (deslizamentos de terra, deslizamentos de terra, gelo, carste, etc.) que determinam as condições para a construção de estruturas de engenharia (pontes, edifícios, estradas, barragens, etc.) e a natureza das medidas que assegurar a estabilidade das massas naturais de terra.

Ciência do soloé uma disciplina geológica relativamente jovem e estuda a origem, composição, estrutura e propriedades de quaisquer rochas das camadas superficiais da crosta terrestre para entendê-las como objeto da atividade da engenharia humana. A ciência do solo está organicamente ligada à geologia de engenharia e faz uso extensivo de métodos geológicos para estudar rochas (solos). No estudo dos solos, os métodos da ciência do solo, química física e colóide, mecânica estrutural e mecânica de corpos dispersos também são amplamente utilizados.

1.2. O papel dos cientistas nacionais no desenvolvimento da geologia de engenharia.

A necessidade de envolver os geólogos na construção surgiu em meados do século XIX, quando a construção de estradas, pontes, túneis, vários edifícios e estruturas industriais e civis foi amplamente desenvolvida nos países avançados da Europa e América. A experiência mostra que sem estudos de engenharia e geológicos, e às vezes estudos especiais, é impossível garantir a confiabilidade da construção e a operação eficiente e sem problemas de estruturas que estão se tornando mais complexas e caras.

Na Rússia, a pesquisa geológica foi originalmente realizada durante a construção de ferrovias, muitas das quais cruzaram áreas com uma estrutura geológica complexa e o desenvolvimento de processos geológicos perigosos para as estruturas. Por exemplo, grandes estudos geológicos foram realizados durante a construção da ferrovia através da Cordilheira do Cáucaso, a Ferrovia Siberiana, a Estrada Trans-Cáspio e outras estruturas. Os geólogos mais proeminentes estiveram envolvidos nas pesquisas: A.L. Karpinsky (1847-1936), D.L. Ivanov, L.V. Mushketov, A.P. Pavlov (1854-1929), V.A. Obruchev (1863-1956) e muitos outros. Mais tarde, a necessidade de levantamentos geológicos começou a ser sentida em outros tipos de construção.

No início do século passado, os levantamentos geológicos para construção hidrotécnica, de transporte, industrial, civil, agrícola e outros tipos de construção adquiriram um amplo escopo. Desde o final da década de 1920, essas obras foram chamadas de engenharia-geológica. Em 1932, o primeiro departamento mundial de geologia de engenharia foi estabelecido no Instituto Geológico de Moscou, liderado por F.P. Savarinsky (1881-1946). Desde o início da década de 1930, foram publicados manuais metódicos, instruções e manuais sobre pesquisas geológicas de engenharia (I.V. Popov e outros). Em 1937, um livro de F.P. Savarinsky "geologia de engenharia".

Geologia - a ciência da composição, estrutura e padrões de desenvolvimento da Terra, outros planetas do sistema solar e seus satélites naturais.

história da geologia

O estudo dos materiais físicos (minerais) da terra remonta pelo menos à Grécia antiga, quando Teofrasto (372-287 aC) escreveu Peri Lithon (On Stones). Durante o período romano, Plínio, o Velho, descreveu em detalhes muitos minerais e metais, e seus usos práticos, e identificou corretamente a origem do âmbar.

Alguns estudiosos modernos, como Fielding H. Garrison, acreditam que a geologia moderna começou no mundo islâmico medieval. Al-Biruni (973-1048 dC) foi um dos primeiros geólogos muçulmanos cujos escritos contêm uma descrição inicial da geologia da Índia. Ele assumiu que o subcontinente indiano já foi um mar. O estudioso islâmico Ibn Sina (Avicenna, 981-1037) ofereceu uma explicação detalhada sobre a formação das montanhas, a origem dos terremotos e outros tópicos que são centrais para a geologia moderna e que fornecem a base necessária para o desenvolvimento da ciência. Na China, o enciclopedista Shen Kuo (1031-1095) formulou uma hipótese sobre a formação da terra: com base em observações de conchas fósseis de animais em uma camada geológica nas montanhas a centenas de quilômetros do oceano, ele concluiu que a terra era formado como resultado da erosão da montanha e deposição de lodo.

Niels Stensen (1638-1686) é creditado com três princípios definidores da estratigrafia: o princípio da superposição (inglês), o princípio da horizontalidade primária das camadas (inglês) e o princípio da sequência de formação dos corpos geológicos (inglês).

A palavra "geologia" foi usada pela primeira vez por Ulisse Aldrovandi em 1603, depois por Jean André Deluc em 1778, e introduzida como um termo fixo por Horace Benedict de Saussure em 1779. A palavra vem do grego ?? que significa "Terra" e ???? que significa "ensino". No entanto, de acordo com outra fonte, a palavra "Geologia" foi usada pela primeira vez pelo padre e cientista norueguês Mikkel Pedersøn Escolt (1600-1699). Esholt usou o termo pela primeira vez em seu livro intitulado Geologica Norvegica (1657).

Historicamente, o termo geognosia (ou geognóstico) também tem sido usado. Este nome para a ciência de minerais, minérios e rochas foi proposto pelos geólogos alemães G. Füchsel (em 1761) e A. G. Werner (em 1780). Os autores do termo denotavam por eles as áreas práticas da geologia que estudavam os objetos que podiam ser observados na superfície, em contraste com a geologia então puramente teórica, que tratava da origem e história da Terra, sua crosta e estrutura interna. O termo foi utilizado na literatura especializada no século XVIII e início do século XIX, mas começou a cair em desuso na segunda metade do século XIX. Na Rússia, o termo foi preservado até o final do século XIX nos títulos do título acadêmico e grau "Doutor em Mineralogia e Geognosia" e "Professor de Mineralogia e Geognosia".

William Smith (1769-1839) desenhou alguns dos primeiros mapas geológicos e iniciou o processo de ordenação dos estratos rochosos estudando os fósseis que continham.

James Hutton é frequentemente considerado o primeiro geólogo moderno. Em 1785 ele apresentou à Royal Society de Edimburgo um artigo intitulado The Theory of the Earth. Neste artigo, ele explicou sua teoria de que a Terra deve ser muito mais antiga do que se pensava anteriormente, a fim de dar tempo suficiente para que as montanhas erodam e os sedimentos formem novas rochas no fundo do mar, que por sua vez, foram levantadas. para se tornar terra seca. Em 1795 Hutton publicou uma obra em dois volumes descrevendo essas idéias (Vol. 1, Vol. 2).

Os seguidores de Hutton eram conhecidos como plutonistas, por acreditarem que algumas rochas se formaram como resultado da atividade vulcânica e são resultado da deposição de lava de um vulcão, em contraste com os netunistas, liderados por Abraham Werner, que acreditava que todas as rochas se estabeleceram em um grande oceano, cujo nível diminuiu gradualmente ao longo do tempo.

Charles Lyell publicou pela primeira vez seu famoso livro Fundamentals of Geology em 1830. O livro, que influenciou as ideias de Charles Darwin, contribuiu com sucesso para a disseminação do atualismo. Essa teoria afirma que processos geológicos lentos ocorreram ao longo da história da Terra e ainda estão acontecendo hoje, em contraste com o catastrofismo, a teoria de que as características da Terra são formadas em um evento catastrófico e permanecem inalteradas depois. Embora Hutton acreditasse no realismo, a ideia não foi amplamente aceita na época.

Durante a maior parte do século 19, a geologia girou em torno da questão da idade exata da Terra. As estimativas variam de 100.000 a vários bilhões de anos. No início do século XX, a datação radiométrica permitiu determinar a idade da Terra, estimada em dois bilhões de anos. A percepção desse vasto espaço de tempo abriu as portas para novas teorias sobre os processos que moldaram o planeta.

A conquista mais significativa da geologia no século 20 foi o desenvolvimento da teoria das placas tectônicas em 1960 e o refinamento da idade do planeta. A teoria das placas tectônicas surgiu de duas observações geológicas separadas: expansão do fundo do mar e deriva continental. A teoria revolucionou as ciências da terra. A idade da Terra é atualmente conhecida em cerca de 4,5 bilhões de anos.

Para despertar o interesse pela geologia, as Nações Unidas proclamaram 2008 o "Ano Internacional do Planeta Terra".

Ramos da geologia

No processo de desenvolvimento e aprofundamento da especialização em geologia, várias direções científicas (seções) foram formadas.

As seções de geologia estão listadas abaixo.

• A geologia mineral estuda os tipos de depósitos, métodos de prospecção e exploração.
• A hidrogeologia é um ramo da geologia que estuda as águas subterrâneas.
• Geologia de engenharia – ramo da geologia que estuda as interações
• ambiente geológico e estruturas de engenharia.
• A geoquímica é um ramo da geologia que estuda a composição química da Terra, processos que concentram e dispersam elementos químicos em várias esferas da Terra.
• A geofísica é um ramo da geologia que estuda as propriedades físicas da Terra, que também inclui um conjunto de métodos de exploração: gravidade, sísmica, magnética, elétrica, modificações diversas, etc.
• Os seguintes ramos da geologia lidam com o estudo do sistema solar: cosmoquímica, cosmologia, geologia espacial e planetologia.
• Mineralogia é um ramo da geologia que estuda minerais, questões de sua gênese e qualificações. O estudo das rochas formadas nos processos associados à atmosfera, biosfera e hidrosfera da Terra está envolvido na litologia. Essas rochas não são exatamente chamadas de rochas sedimentares. As rochas do permafrost adquirem uma série de propriedades e feições características, que são estudadas pela geocriologia.
• A petrografia é um ramo da geologia que estuda as rochas ígneas e metamórficas principalmente do lado descritivo - sua gênese, composição, características texturais e estruturais, bem como classificação.
• A petrologia é um ramo da geologia que estuda a gênese e as condições de origem das rochas ígneas e metamórficas.
• Litologia (Petografia de rochas sedimentares) é um ramo da geologia que estuda as rochas sedimentares.
• A geobartermometria é uma ciência que estuda um conjunto de métodos para determinar a pressão e a temperatura da formação de minerais e rochas.
• A geologia estrutural é um ramo da geologia que estuda os distúrbios na crosta terrestre.
• A geologia microestrutural é um ramo da geologia que estuda a deformação das rochas no micronível, na escala de grãos de minerais e agregados.
• A geodinâmica é uma ciência que estuda os processos de escala mais planetária como resultado da evolução da Terra. Estuda a relação dos processos no núcleo, manto e crosta terrestre.
• A tectônica é um ramo da geologia que estuda o movimento da crosta terrestre.
• A geologia histórica é um ramo da geologia que estuda dados sobre a sequência dos principais eventos da história da Terra. Todas as ciências geológicas, em um grau ou outro, são de natureza histórica, consideram as formações existentes em um aspecto histórico e estão principalmente preocupadas em elucidar a história da formação de estruturas modernas. A história da Terra divide-se em duas grandes fases - eras, de acordo com o aparecimento de organismos com partes sólidas, deixando vestígios nas rochas sedimentares e permitindo, de acordo com dados paleontológicos, determinar a idade geológica relativa. Com o advento dos fósseis na Terra, iniciou-se o Fanerozóico - o tempo da vida aberta, e antes disso foi a Criptotose ou Pré-Cambriano - o tempo da vida oculta. A geologia pré-cambriana se destaca como uma disciplina especial, pois lida com o estudo de complexos específicos, muitas vezes altamente e repetidamente metamorfoseados e possui métodos especiais de pesquisa.
• A paleontologia estuda formas de vida antigas e trata da descrição de restos fósseis, bem como de vestígios da atividade vital dos organismos.
• A estratigrafia é a ciência que determina a idade geológica relativa das rochas sedimentares, a divisão dos estratos rochosos e a correlação de várias formações geológicas. Uma das principais fontes de dados para a estratigrafia são as definições paleontológicas.
• A geocronologia é um ramo da geologia que determina a idade das rochas e minerais.
• A geocriologia é um ramo da geologia que estuda as rochas do permafrost.
• A sismologia é um ramo da geologia que estuda os processos geológicos durante os terremotos, o zoneamento sísmico.
• Vulcanologia é o ramo da geologia que estuda

Princípios básicos de geologia

A geologia é uma ciência histórica, e sua tarefa mais importante é determinar a sequência de eventos geológicos. Para realizar esta tarefa, uma série de sinais simples e intuitivos das relações temporais das rochas foram desenvolvidos desde os tempos antigos.

As relações intrusivas são representadas por contatos entre rochas intrusivas e seus estratos envolventes. A descoberta de indícios de tais relações (zonas de endurecimento, diques, etc.) indica inequivocamente que a intrusão se formou mais tarde que as rochas hospedeiras.

As relações sexuais também permitem determinar a idade relativa. Se uma falha rasga rochas, então ela foi formada mais tarde do que elas.

1. SEÇÕES DE GEOLOGIA GERAL. A geologia mineral estuda os tipos de depósitos, métodos de prospecção e exploração. A hidrogeologia é um ramo da geologia que estuda as águas subterrâneas. A geologia de engenharia é um ramo da geologia que estuda as interações entre o ambiente geológico e as estruturas de engenharia. A geoquímica é um ramo da geologia que estuda a composição química da Terra, processos que concentram e dispersam elementos químicos em várias esferas da Terra. A geofísica é um ramo da geologia que estuda as propriedades físicas da Terra, que também inclui um conjunto de métodos de exploração: gravidade, sísmica, magnética, elétrica, modificações diversas, etc. O estudo do sistema solar é realizado pelas seguintes seções de geologia: cosmoquímica, cosmologia, geologia espacial e planetologia. Mineralogia é um ramo da geologia que estuda minerais, questões de sua gênese e qualificações. O estudo das rochas formadas nos processos associados à atmosfera, biosfera e hidrosfera da Terra está envolvido na litologia. Essas rochas não são exatamente chamadas de rochas sedimentares. As rochas do permafrost adquirem uma série de propriedades e feições características, que são estudadas pela geocriologia. A litologia é o ramo da geologia que estuda a formação das rochas sedimentares. Petrologia é um ramo da geologia que estuda a origem das rochas. A petrografia é um ramo da geologia que estuda a origem das rochas formadas em altas temperaturas e pressões. A geobartermometria é uma ciência que estuda um conjunto de métodos para determinar a pressão e a temperatura da formação de minerais e rochas. A Terra é um planeta "vivo", em mudança ativa. Movimentos ocorrem nele, diferindo em escala por muitas ordens de magnitude. A geologia estrutural é um ramo da geologia que estuda os distúrbios na crosta terrestre. A geologia microestrutural é um ramo da geologia que estuda a deformação das rochas no micronível, na escala de grãos de minerais e agregados. A geodinâmica é uma ciência que estuda os processos de escala mais planetária como resultado da evolução da Terra. Estuda a relação dos processos no núcleo, manto e crosta terrestre. A tectônica é um ramo da geologia que estuda o movimento da crosta terrestre. A geologia histórica é um ramo da geologia que estuda dados sobre a sequência dos principais eventos da história da Terra. Todas as ciências geológicas, em um grau ou outro, são de natureza histórica, consideram as formações existentes em um aspecto histórico e estão principalmente preocupadas em elucidar a história da formação de estruturas modernas. A história da Terra divide-se em duas grandes fases - eras, de acordo com o aparecimento de organismos com partes sólidas, deixando vestígios nas rochas sedimentares e permitindo, de acordo com dados paleontológicos, determinar a idade geológica relativa. Com o advento dos fósseis na Terra, iniciou-se o Fanerozóico - o tempo da vida aberta, e antes disso foi a Criptotose ou Pré-Cambriano - o tempo da vida oculta. A geologia pré-cambriana se destaca como uma disciplina especial, pois lida com o estudo de complexos específicos, muitas vezes altamente e repetidamente metamorfoseados e possui métodos especiais de pesquisa. A paleontologia estuda formas de vida antigas e trata da descrição de restos fósseis, bem como de vestígios da atividade vital dos organismos. A estratigrafia é a ciência que determina a idade geológica relativa das rochas sedimentares, a divisão dos estratos rochosos e a correlação de várias formações geológicas. Uma das principais fontes de dados para a estratigrafia são as definições paleontológicas. A geocronologia é um ramo da geologia que determina a idade das rochas e minerais. 2. LOCAL DE GEOLOGIA DE ENGENHARIA E RELAÇÕES COM OUTRAS MATÉRIAS. Em seu desenvolvimento, a geologia se baseou e se apóia em várias ciências naturais e, à medida que os materiais factuais se acumulam, ela mesma se tornou o ancestral de algumas ciências naturais, que não são mais consideradas ciências geológicas. Assim, em questões de estrutura e mudança da matéria, o estudo de suas propriedades e leis do movimento, a geologia está intimamente ligada à física e à química e usa amplamente os métodos básicos dessas ciências. Uma expressão vívida dessa conexão é o surgimento da geofísica e da geoquímica. A geofísica combina um complexo de ciências que considera as propriedades físicas da Terra e os processos físicos que ocorrem nela. A geoquímica estuda a composição química da Terra e as leis de distribuição, distribuição, combinação e migração de elementos químicos na crosta terrestre. A geologia moderna não pode prescindir da aplicação dos métodos e conclusões dessas ciências, mas seu desenvolvimento também só foi possível em uma base geológica sólida. Uma conexão igualmente estreita une a geologia a ciências como a geodésia, que estuda o tamanho e a forma da Terra, ou a geografia física, que abrange uma ampla gama de condições naturais que determinam o ambiente geográfico (relevo, clima, solos etc.). Nas questões da origem e desenvolvimento da vida na Terra, a geologia está intimamente ligada às ciências biológicas e, para esclarecer o problema da origem da Terra, sua relação com outros corpos celestes e sua posição no Universo, não pode prescindir das conclusões da astronomia e das conquistas da astronáutica. Consequentemente, todo o vasto campo da ciência natural está intimamente ligado à geologia. Isso é especialmente sentido em nosso tempo, quando a unidade da natureza ao nosso redor, a interconexão de todos os processos e fenômenos naturais estão se tornando cada vez mais evidentes. Ao mesmo tempo, a especialização de áreas individuais das ciências naturais está crescendo a cada ano, e uma pessoa não é capaz de cobrir em detalhes todas as realizações e métodos de vários campos da ciência, que são continuamente acumulados no processo de criatividade científica e apresentado pela prática. Isso é totalmente aplicável à geologia também. A Geologia, por um lado, é uma ciência única da Terra, por outro, é uma série de ciências que se entrelaçam e se relacionam intimamente, estudando diferentes aspectos e resultados do processo de desenvolvimento e formação de a Terra, mas perseguindo objetivos diferentes e usando métodos diferentes. Atualmente, entre os ramos da geologia, normalmente se destacam as disciplinas científicas, que estudam principalmente: 1) a composição material da crosta terrestre; 2) processos geológicos; 3) manifestações da vida orgânica e a história de seu desenvolvimento na Terra a partir de restos de organismos extintos e vestígios de sua atividade vital; 4) a sequência histórica dos processos geológicos. Historicamente, as ciências geológicas que lidam com o estudo de questões práticas têm se destacado em um grupo especial, embora em conteúdo estejam intimamente relacionadas à "geologia teórica", e esta, por sua vez, trata da solução dos problemas práticos mais importantes . Um grupo especial de disciplinas geológicas é composto por ciências metodológicas e geológicas e econômicas que estudam métodos de pesquisa usados ​​em vários ramos da geologia, bem como métodos para a solução mais eficaz e econômica com a ajuda da geologia de várias solicitações da economia nacional relacionados com a busca, extração e uso de matérias-primas de mineração e construção de diversas estruturas. Finalmente, mais recentemente, a "geologia marinha" surgiu como um ramo independente - uma ciência que estuda a composição, estrutura, minerais e a história da formação do fundo dos mares e oceanos, usando métodos de pesquisa específicos em condições muito diferentes dos subaéreos. Entre as disciplinas geológicas que estudam principalmente a composição material da crosta terrestre estão: mineralogia, cristalografia, petrografia, petrologia e litologia. Mineralogia é a ciência dos minerais (compostos químicos naturais), que estuda sua composição e forma, propriedades físicas, condições de formação e mudança na interconexão. O estudo da estrutura cristalina dos minerais, as propriedades físicas de uma substância cristalina, a interação entre os cristais e seu ambiente hospedeiro, bem como os processos que ocorrem em um ambiente cristalino, é realizado pela cristalografia - uma ciência que faz fronteira com a geologia e a física . Petrografia, petrologia e litologia são as ciências das rochas, considerando sob diferentes pontos de vista sua estrutura e composição, padrões de formação, formas de ocorrência e distribuição. O complexo de ciências que estudam os processos geológicos é unido pela geologia dinâmica, que considera os processos que provocam alterações na crosta terrestre, formam o relevo da superfície terrestre e determinam o desenvolvimento da Terra como um todo. Uma grande variedade de objetos de pesquisa levou à separação de tais ciências independentes da geologia dinâmica como vulcanologia, sismologia e geotectônica. A vulcanologia estuda os processos das erupções vulcânicas, a estrutura, o desenvolvimento e as causas da formação dos vulcões e a composição dos produtos que emitem. A sismologia é a ciência das condições geológicas para a ocorrência e manifestação de terremotos. A geotectônica (tectônica) é uma ciência que estuda os movimentos e deformações da crosta terrestre e as características de sua estrutura resultantes desses movimentos e deformações. A seção de geotectônica que considera a natureza e os padrões de colocação e combinação de várias rochas na crosta terrestre, que determinam sua estrutura, é chamada de geologia estrutural. É muitas vezes considerado como uma disciplina geológica independente. As ciências que estudam os processos geológicos externos (exógenos) que ocorrem nas partes superficiais da crosta terrestre como resultado da interação com a atmosfera, hidrosfera e biosfera estão diretamente relacionadas à resolução de questões que afetam a vida social e, portanto, determinam o ambiente geográfico. Portanto, eles são chamados de geografia física, embora estejam inextricavelmente ligados à geologia dinâmica. Essas ciências incluem: 1) geomorfologia - a ciência da formação e desenvolvimento das formas do relevo; 2) a hidrologia terrestre, que estuda os espaços aquáticos (rios, lagos, pântanos, lençóis freáticos, cobertura de neve, geleiras, etc.) lagos; 3) climatologia, etc. As ciências que estudam o desenvolvimento da natureza viva ao longo do tempo geológico incluem a paleontologia - uma ciência que é tão biológica quanto geológica. O surgimento e desenvolvimento desta ciência está intimamente ligado à geologia, e seu significado para o desenvolvimento da geologia é enorme. A paleontologia, baseada no estudo dos restos de animais e plantas extintos, estabelece a idade relativa das rochas e permite comparar estratos heterogêneos de formações sedimentares que surgiram simultaneamente. A cronologia geológica e a periodização da história geológica são baseadas nos dados desta ciência. Também é de grande importância para elucidar as condições físicas e geográficas de épocas geológicas passadas. A sequência histórica dos processos geológicos é estudada pela geologia histórica. Trata-se de um registro geológico que reproduz toda a complexa e diversa história do desenvolvimento da superfície terrestre, manifestações de formação de montanhas, vulcanismo, avanços e recuos do mar, mudanças nas condições físicas e geográficas, etc. a geologia histórica - estratigrafia - considera a sequência de estratificação das rochas sedimentares estratificadas e estabelece sua idade de acordo com a paleontologia e, mais recentemente, a geofísica. Suas outras seções - a doutrina da fácies e a paleogeografia - visam identificar as condições físicas e geográficas do passado distante e recriar a natureza da superfície terrestre em diferentes períodos geológicos. As mais importantes das ciências geológicas que lidam com o estudo de questões práticas incluem: a doutrina dos minerais, hidrogeologia, geologia de engenharia. A doutrina dos minerais é o ramo mais antigo do conhecimento geológico, que é justamente considerado o ancestral da geologia moderna. Estuda todas as formações minerais naturais que podem ser utilizadas diretamente pelas pessoas ou servir de objeto para a extração de metais, minerais e elementos químicos necessários à economia nacional. A variedade de minerais e sua enorme, mas longe de igual importância, levou à separação de muitas seções da ciência em questão em disciplinas independentes, como a teoria do minério e a teoria dos depósitos não-minérios. Posteriormente, surgiram a geologia do carvão, a geologia do petróleo, a geologia dos elementos radioativos, etc. Finalmente, um novo ramo importante da ciência dos minerais é a metalogenia. GEOSFERAS E PROCESSOS DE SUA INTERAÇÃO. A estrutura interna da Terra sempre foi de interesse da humanidade e tem servido como objeto de pesquisa de muitos cientistas desde a antiguidade até os dias atuais. Apesar disso, ainda há muito poucos dados confiáveis ​​sobre a estrutura interna da Terra. O estudo e conhecimento preciso da estrutura da Terra é de grande importância científica e prática. O corpo da Terra tem uma estrutura concêntrica e consiste em um núcleo e várias conchas, cuja densidade aumenta abruptamente da superfície da Terra para o centro. As conchas concêntricas que compõem a Terra são chamadas de geosferas. A geosfera externa da Terra é a atmosfera, que é uma concha de ar, cuja espessura é aproximadamente igual a 20.000 km. A atmosfera, levando em conta sua composição variável, é dividida em três camadas: troposfera, estratosfera e ionosfera. Troposfera - a camada superficial da atmosfera, cuja espessura nas latitudes médias é de 10 a 12 km. A troposfera contém quase 9/10 da massa total de gases que compõem a atmosfera e quase todo o vapor de água. À medida que a altitude aumenta (afastando-se da superfície da Terra), a temperatura cai drasticamente. A uma altitude de 10-12 km, a temperatura média é de menos 55 ° C. As nuvens se formam nesta camada e os movimentos térmicos do ar estão concentrados, incluindo também todos os processos geológicos que ocorrem acima da superfície da terra (por exemplo, o transporte de substâncias durante o erupções, processos eólicos e outros). A estratosfera é a camada que segue a troposfera, atingindo 80-90 km de altura. Devido à presença de ozônio na estratosfera, um aumento na temperatura até mais 50 ° C é detectado em camadas a uma altura de 30 a 55 km. A uma altitude de 80-90 km, a temperatura cai novamente para menos 60-90 ° C. A ionosfera é a parte mais alta e mais distante da atmosfera da superfície da Terra. A uma altitude de 20 mil km, passa gradualmente para o espaço interplanetário. Instrumentos instalados em satélites artificiais da Terra revelaram que a densidade das camadas superiores da atmosfera é 5 a 10 vezes maior do que se pensava anteriormente. Os satélites registraram um aumento de temperatura na camada ionosférica a uma altitude de 225 km. Hidrosfera - é a concha de água da Terra. Inclui todas as águas naturais dos mares e oceanos, rios, lagos, bem como o gelo continental do Ártico e da Antártida. A água subterrânea também está intimamente relacionada com as águas da hidrosfera. Ao contrário de outras geosferas, a hidrosfera não forma uma concha contínua da Terra. Cobre 70,8% da superfície da Terra e forma os oceanos. A profundidade média da hidrosfera é de 3,75 km, a maior profundidade chega a 11,5 km (Fossa das Marias). A geosfera sólida externa da Terra é chamada de litosfera, muitas vezes combinada com o termo crosta terrestre. A casca sólida da Terra foi estudada por vários métodos a uma profundidade de 15 a 20 km. O estrato foi submetido a estudo direto com auxílio de furos de sondagem apenas até a profundidade de 8 km. A terceira parte da superfície da crosta terrestre cai nas bordas da litosfera, que formam os continentes. O ponto mais alto dos continentes é o Monte Everest, no Himalaia, cuja altura chega a 8,88 km. A altura média das saliências continentais é apenas cerca de 0,7 km acima do nível do mar. Muitas vezes, as altas montanhas estão localizadas perto de fossas oceânicas profundas. A litosfera consiste em uma variedade de rochas e minerais, ou seja, certos compostos químicos ou, mais raramente, elementos químicos nativos que se distinguem por sua composição uniforme e propriedades físicas. A composição química da litosfera a uma profundidade de 16 km é caracterizada pela predominância dos seguintes elementos (de acordo com A.P. Vinogradov, em % em peso): oxigênio 46,8 sódio 2,6 silício 27,3 potássio 2,6 alumínio 8,7 titânio 0,6 ferro 5,1 hidrogênio 0,15 cálcio 3,6 fósforo 0,08 magnésio 2,1 carbono 0,1 O resto dos muitos elementos químicos juntos compõem cerca de 0,5% da composição da crosta terrestre. Assim, a composição da litosfera é dominada por oxigênio, silício, alumínio, ferro e cálcio, que formam várias rochas. Observações em poços profundos, minas e túneis mostraram que, à medida que nos aprofundamos na Terra, a temperatura aumenta em média a cada 33 m em 1° C. passo geotérmico. A etapa geotérmica em diferentes partes do globo se desvia do valor médio e em algumas áreas chega a 100 m ou mais. Entre a atmosfera, a hidrosfera e a litosfera há uma interação constante, resultando em mudanças significativas na composição e estrutura da camada externa da crosta terrestre. Na litosfera sob sua camada superior, composta por rochas sedimentares / em ordem decrescente, destacam-se conchas graníticas e basálticas. A concha granítica atinge a sua maior espessura (até 50 km) sob as serras modernas (por exemplo, os Pamirs, os Alpes, etc.). Sob as depressões oceânicas (fundo dos oceanos Atlântico e Índico), esta concha está completamente ausente em alguns lugares ou tem uma pequena espessura. A casca granítica tem uma densidade de 2,6-2,7 g/cm3 e é composta por rochas de composição granítica. A concha de basalto está localizada diretamente sob a de granito. Sua espessura chega a 30 km sob as planícies continentais (plataformas). A densidade da casca basáltica é de 2,8-2,9 g/cm3, pois é composta por rochas básicas (basaltos, etc.) pobres em ácido silícico. Devido à predominância de silício e alumínio nas conchas de granito e basalto, eles são combinados em uma geosfera chamada siálica, ou s e a l (da palavra silicium, que significa silício). A espessura total da litosfera, incluindo a concha siálica, é em média de 50 a 70 km. Sob a litosfera encontra-se uma concha peridotítica, consistindo de rochas ainda mais básicas (ou seja, ou seja, com menor teor de ácido silícico) do que na casca de basalto. A densidade das rochas desta geosfera, também chamada de concha simática, é de 3,2 a 3,4 g/cm3 na parte superior e de 4,0 a 4,5 g/cm3 nas camadas inferiores. A concha peridotítica é distribuída a uma profundidade de 1200 km e cobre o globo completamente, sem interrupções. Abaixo está uma concha intermediária a uma profundidade de 2900 km. Sua densidade é 5,3-6,5 g/cm3. O acadêmico A.E. Fersman chamou essa zona de geosfera de minério, acreditando que ela contém grandes quantidades de metais puros, como ferro e níquel. A parte interna da Terra, ou núcleo central, começa a partir de uma profundidade de 2.900 km e atinge o centro da Terra, ou seja, até uma profundidade de 6.370 km. Assim, o raio do núcleo central é de 3.470 km, e sua densidade é de 9,0-10,0 e 11,0 g/cm3 bem no centro. Supõe-se que o núcleo da Terra tenha uma composição de silicato, e sua composição não contém mais ferro do que em outras geosferas internas (conchas). A alta densidade do núcleo é explicada pelo fato de que a substância aqui, estando sob pressão muito alta, adquiriu a densidade dos metais. De acordo com os conceitos modernos, a temperatura na parte superior do núcleo central da Terra não excede 2,0-2,5 mil graus. A alta pressão combinada com a alta temperatura no núcleo da Terra provoca um estado elástico-viscoso especial de sua substância constituinte, que em termos de propriedades físicas se aproxima de um líquido. 4. CONCEITOS SOBRE MINERAIS. As rochas que estão na superfície ou perto dela fornecem aos geólogos as informações básicas de que precisam para estudar o passado geológico. As rochas são compostas por minerais ou fragmentos de rochas mais antigas, que por sua vez também são compostas por minerais. Comum aos minerais é sua essência cristalina. I. Lei básica da cristalografia. O nascimento da cristalografia como ciência está associado ao nome de Nicholas Stenon, que em 1669 formulou a lei da constância dos ângulos: "Cristais de diferentes formas da mesma substância (mineral) têm ângulos constantes entre as faces correspondentes". Como, independentemente um do outro, mais dois cientistas M. V. Lomonosov (1740) e o mineralogista francês Jean - B. Rome de Lisle descobriram essa lei, ela deve ser chamada de lei Stenon - Lomonosov - Rome de Lisle. 2. Propriedades das substâncias cristalinas naturais. Uma das principais propriedades de um cristal é a uniformidade. Um corpo deve ser considerado homogêneo se, a distâncias finitas de qualquer um de seus pontos, houver outros que lhe sejam equivalentes não apenas fisicamente, mas também geometricamente; t. ou seja, estão no mesmo ambiente que os iniciais, uma vez que a colocação das partículas de material no espaço cristalino é "controlada" pela rede espacial, podemos supor que a face do cristal é uma rede nodal plana materializada, e a borda é uma linha nodal materializada. Como regra, faces cristalinas bem desenvolvidas são determinadas por grades nodais com a maior densidade de nós. O ponto onde três ou mais faces convergem é chamado de ápice do cristal. Anisotropia é a capacidade de um cristal de exibir diferentes propriedades em diferentes direções. Como diferentes direções na estrutura cristalina de uma substância construída de acordo com a lei da periodicidade tridimensional podem ter distâncias desiguais entre os átomos (nós) e, consequentemente, ligações químicas de força diferente, as propriedades em tais direções podem diferir e as os próprios cristais serão anisotrópicos em relação a essas propriedades. Se a propriedade não muda com a direção, então a substância é isotrópica. A capacidade de autolimitar-se, ou seja, sob certas condições, assumir uma forma natural multifacetada. Isso também mostra sua estrutura interna correta. É esta propriedade que distingue uma substância cristalina de uma amorfa. Um exemplo ilustra isso. Duas bolas esculpidas em quartzo e vidro são mergulhadas em uma solução de sílica. Como resultado, a bola de quartzo será coberta com facetas e a de vidro permanecerá redonda. A simetria é o padrão mais geral associado à estrutura e propriedades de uma substância cristalina. É um dos conceitos fundamentais generalizantes da física e das ciências naturais em geral. E. S. Fedorov (1901) deu uma definição de simetria. ╚A simetria é a propriedade das figuras geométricas de repetir suas partes, ou, para ser mais preciso, sua propriedade em diferentes posições para se alinharem com a posição original╩. Assim, tal objeto é simétrico, que pode ser combinado consigo mesmo por certas transformações: rotações e (e) reflexões (ver figura). Tais transformações são chamadas de operações simétricas. (Mais sobre isso no laboratório). 3. Cristalogênese. Na natureza, os cristais são formados durante vários processos geológicos a partir de soluções, derretimentos, vapores, gases ou fases sólidas. A partir de soluções aquosas, parte significativa das espécies minerais deve sua origem à cristalização: a precipitação de cristais de sal em reservatórios fechados à temperatura e pressão atmosférica normais; crescimento de cristais nas paredes de rachaduras e cavidades durante processos hidrotérmicos em grandes profundidades sob condições de pressão e temperatura; a formação de cristais separados de minerais secundários nas zonas de oxidação dos depósitos de minério. Cristais de muitos minerais são formados a partir de magma ígneo - líquido multicomponente. Ao mesmo tempo, se a câmara de magma está localizada a uma grande profundidade e o magma esfria lentamente, então tem tempo para cristalizar bem e os cristais crescem bastante e bem facetados. Se o resfriamento ocorre rapidamente (por exemplo, durante erupções vulcânicas, derramamentos de lava na superfície da Terra), a cristalização quase instantânea é observada com a formação dos menores cristais de minerais e até de uma substância vítrea. Cristais dos mesmos minerais podem se formar na natureza tanto a partir de soluções aquosas quanto de fundidos magmáticos. Por exemplo: olivina, quartzo, micas e outros. Uma pequena quantidade de minerais é formada a partir de gases e vapores. Eles têm principalmente minerais de origem vulcânica. Por exemplo: enxofre nativo, amônia, etc. Todos conhecem os flocos de neve - o resultado da cristalização do vapor de água. Cristais podem se formar durante a recristalização de sólidos. Por aquecimento prolongado (recozimento), cristais de granulação grossa e até mesmo monocristais podem ser obtidos a partir de agregados de granulação fina. Por exemplo: recristalização de calcários - um agregado de mármore de granulação grossa é formado (sob a influência de altas temperaturas e pressão). 4. Causas e condições para a formação de minerais. Partículas materiais (átomos, moléculas, íons) que compõem substâncias gasosas e líquidas (fundidas) estão em movimento contínuo. De vez em quando eles colidem, formando núcleos - fragmentos microscópicos da futura estrutura. Na maioria das vezes, esses embriões se desintegram. No entanto, se atingirem um valor crítico, ou seja, contiverem um número tão grande de partículas que a adição da próxima partícula tornaria o crescimento do núcleo energeticamente mais favorável do que seu decaimento, ocorre a pós-cristalização. Essa possibilidade para a maioria das substâncias aparece com uma diminuição da temperatura, como resultado da diminuição das flutuações térmicas, ou com um aumento na concentração de uma substância em uma solução ou gás, o que leva a um aumento na probabilidade de as partículas se encontrarem entre si, ou seja, ao aparecimento de núcleos. Neste caso, a cristalização não ocorre em todo o volume, mas apenas onde aparecem os núcleos. O aparecimento de núcleos é facilitado pela presença de fragmentos estranhos de cristais ou partículas de poeira, na superfície das quais as partículas são coletadas, facilitando assim o início da cristalização. A razão para a cristalização de substâncias gasosas e líquidas é que tal estado é energeticamente mais favorável no qual as forças que atuam sobre as partículas são equilibradas, e isso é alcançado apenas no caso de um arranjo ordenado de partículas materiais. E, ao que parece, um cristal em crescimento, lutando por um estado de equilíbrio, teria que adquirir um certo, único para cada substância. Forma de equilíbrio ideal fisicamente possível, devido apenas à composição e estrutura. De fato, cristais do mesmo mineral ou composto ocorrem em uma ampla variedade de formas. Isso se explica pelo fato de que várias condições variáveis ​​de cristalização deixam sua marca na forma de um cristal: temperatura, pressão, química e dinâmica do meio cristalino, etc. 5. A origem dos minerais A origem dos minerais é muito interessante. Sua formação durante a cristalização se deve a certos padrões que determinam três ciclos de processos geológicos: 1. ciclo magmático(do grego "magma" - uma bagunça), ou seja, a formação de minerais a partir de massas líquidas de origem profunda; 2. ciclo de sedimentação(sedimentar, do lat. "sedimentum" - sedimento) - a formação de minerais por intemperismo, transferência, deposição; 3. ciclo metamórfico (do grego "metamorfismo" - transformação, modificação) - o aparecimento de novos minerais como resultado da transformação dos antigos que surgiram nos dois primeiros ciclos. Quaisquer mudanças na estrutura dos minerais ocorrem de forma imperceptível; o desenvolvimento dos minerais ocorre muito lentamente. Dependendo da origem, os minerais são distinguidos primários e secundários. Os minerais primários são aqueles formados pela primeira vez na crosta terrestre ou em sua superfície no processo de cristalização do magma. Os minerais primários mais comuns incluem quartzo, feldspato, mica, que compõem granito ou enxofre em crateras vulcânicas. Minerais secundários foram formados em condições normais a partir dos produtos de destruição de minerais primários devido ao intemperismo, precipitação e cristalização de sais de soluções aquosas, ou como resultado da atividade vital de organismos vivos. Estes são sal de cozinha, gesso, sylvin, minério de ferro marrom e outros. Existem muitos processos que resultam na formação de minerais na natureza. Os seguintes processos são distinguidos: magmático, supergênico ou climático e metamórfico. O processo principal é magmático. Está associado ao resfriamento, diferenciação e cristalização do magma fundido em várias pressões e temperaturas. O magma consiste principalmente dos seguintes componentes químicos: Si02, Al203, FeO, CaO, MgO, K2O, também contém outros compostos químicos, mas em quantidades menores. Os minerais neste caso são formados principalmente a uma temperatura de 1000-1500 ° C e uma pressão de vários milhares de atmosferas. Todas as rochas cristalinas primárias são formadas por minerais de origem ígnea. Os minerais, cuja origem está associada ao magma e ao calor interno da Terra, são chamados de primários. Estes incluem feldspatos - ortoclásio, albita, anortita, ortossilicatos - olivina e outros. Os minerais também são formados a partir de gases (a fase gasosa do magma). Os mais comuns são pegmatitos, ou minerais de veios, ortoclásio com quartzo, microclina, apatita, muscovita, biotita e muitos outros. Esses minerais são chamados pneumatogênicos. Do líquido quente do magma (fase líquida) são formados minerais hidrotermais - pirita, ouro, prata e muitos outros. Os processos hipergênicos ocorrem na superfície da Terra em condições normais sob a influência da água, temperatura e outros fatores. Como resultado, vários compostos químicos se dissolvem e se movem, novos minerais (secundários) aparecem, como silvina, quartzo, calcita, minério de ferro marrom e caulinita. Os minerais do ciclo hipergênico são formados a pressões de até 1 atm e temperaturas abaixo de 100°C. A composição qualitativa desses minerais na superfície da Terra depende, em certa medida, das latitudes geográficas. Deve-se notar que a transformação do mesmo mineral em diferentes condições pode ocorrer de forma diferente. Por exemplo, as hidromicas são formadas não apenas a partir de micas, mas também artificialmente. O principal material para a formação de minerais de origem supergênica são rochas primárias intemperizadas ou que já passaram por um processo de transformação. Organismos vivos também participam desse processo. Os minerais do ciclo hipergênico, formados sob a ação de processos externos, fazem parte das rochas sedimentares e matrizes. Processos exógenos de formação mineral ocorrem tanto na superfície da Terra quanto na crosta de intemperismo. Para a formação de minerais de origem exógena, os processos de intemperismo físico, químico e biológico são importantes. Durante o processo metamórfico, minerais são formados a grandes profundidades da superfície da Terra quando as condições físicas e químicas mudam (temperatura, pressão, concentração de componentes quimicamente ativos). Nestas condições, muitos minerais primários e secundários previamente formados são transformados. Entre eles, os mais comuns são hematita, grafite, quartzo, hornblenda, talco e muitos outros. 6. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MINERAIS 1. Propriedades ópticas A transparência é a propriedade de uma substância de transmitir luz. Dependendo do grau de transparência, todos os minerais são divididos nos seguintes grupos: transparentes - cristal de rocha, espato islandês, topázio, etc.; translúcido - esfalerita, cinábrio, etc.; opaco - pirita, magnetita, grafite, etc. Muitos minerais que parecem opacos em cristais grandes são translúcidos em fragmentos finos ou bordas de grãos. A cor dos minerais é a característica diagnóstica mais importante. Em muitos casos, deve-se às propriedades internas do mineral (cores idiocromáticas) e está associada à inclusão de elementos cromóforos (Fe, Cr, Mn, N1, Co, etc.) em sua composição. Por exemplo, a presença de cromo causa a cor verde de uvarovite e esmeralda, a presença de manganês causa a cor rosa ou lilás de lepidolita, turmalina ou pardal. A natureza da coloração de outros minerais (quartzo fumê, ametista, morion, etc.) reside na violação da uniformidade da estrutura de suas redes cristalinas, na ocorrência de vários defeitos nelas. Em alguns casos, a cor de um mineral pode ser causada pela presença das mais finas impurezas mecânicas espalhadas (cores alocromáticas) - jaspe, ágata, aventurina, etc. objetos ou substâncias conhecidos é comum, o que se reflete nos nomes das cores: verde-maçã, azul-celeste, marrom-chocolate, etc. Os nomes das cores dos seguintes minerais podem ser considerados padrões: roxo - ametista, azul - azurita, verde - malaquita, amarelo - orpimento, vermelho - cinábrio, marrom - limonita "estanho-cal- branco - arsenopirita, cinza-chumbo - molibdenita, preto-ferro - magnetita, amarelo-latão - calcopirita, ouro metálico - ouro. A cor do traço é a cor do pó fino do mineral. Uma característica de um mineral pode ser obtida passando o mineral testado sobre a superfície fosca não vitrificada de uma placa de porcelana (biscoito) ou um fragmento da mesma superfície de uma vidraria química de porcelana. Esta é uma característica mais permanente em comparação com a coloração. Em alguns casos, a cor da linha coincide com a cor do próprio mineral, mas às vezes há uma diferença acentuada: por exemplo, hematita cinza-aço deixa uma linha vermelho-cereja, pirita amarelo-latão - preto, etc. O brilho depende do índice de refração do mineral, ou seja, uma quantidade que caracteriza a diferença na velocidade da luz durante sua transição do ar para um meio cristalino. Está praticamente estabelecido que minerais com índice de refração de 1,3-1,9 têm brilho vítreo (quartzo, fluorita, calcita, corindo, granada, etc.). ), com um indicador de 1,9-2,6 - brilho de diamante (zircão, cassiterita, esfalerita, diamante, rutilo, etc.). O brilho polimetálico corresponde a minerais com índice de refração de 2,6-3,0 (cuprita, cinábrio, hematita) e metálico - acima de 3 (molibdenita, antimonite, pirita, galena, arsenopirita, etc.). O brilho de um mineral também depende da natureza da superfície. Assim, minerais com uma estrutura paralela-fibrosa têm um brilho sedoso típico (amianto), minerais translúcidos “em camadas” e minerais lamelares muitas vezes têm uma tonalidade madrepérola (calcita, albita), minerais opacos ou translúcidos, amorfos ou caracterizados por um estrutura de rede cristalina perturbada (minerais metamíticos) diferem em brilho resinoso (pirocloro, pechblenda, etc.). 2. Propriedades mecânicas Clivagem - a propriedade dos cristais de se dividirem em certas direções cristalográficas, devido à estrutura de suas redes cristalinas. Assim, os cristais de calcita, independentemente de sua forma externa, sempre se dividem ao longo da clivagem em romboedros e os cristais cúbicos de fluorita em octaedros. O grau de perfeição da clivagem difere de acordo com a seguinte escala aceita: O decote é muito perfeito- o cristal é facilmente dividido em folhas finas (mica, clorita, molibdenita, etc.). Decote perfeito- quando golpeado com um martelo, são obtidos nocautes de clivagem; é difícil obter uma ruptura em outras direções (calcita, galena, fluorita). A clivagem é média- uma fratura pode ser obtida em todas as direções, mas junto com uma fratura irregular, planos de clivagem lisos e brilhantes (piroxênios, escapolita) são claramente observados nos fragmentos do mineral. A clivagem é imperfeita ou ausente. Os grãos de tais minerais são limitados por superfícies irregulares, com exceção das faces de seus cristais. Muitas vezes, os planos de clivagem orientados de forma diferente no mesmo mineral diferem em grau de perfeição. Assim, o gesso tem três direções de clivagem: de acordo com uma - a clivagem é muito perfeita, de acordo com outra - média e de acordo com a terceira - imperfeita. As fissuras de separação, em contraste com a clivagem, são mais grosseiras e não totalmente planas; na maioria das vezes orientado ao longo do alongamento de minerais. Pausa. Em minerais com clivagem imperfeita, uma quebra desempenha um papel significativo no diagnóstico - concoidal (quartzo, pirocloro), lasca (em metais nativos), pequena rachadura. viscoso (pirita, calcopirita, bornita), irregular, etc. Dureza, ou o grau de resistência de um mineral ao estresse mecânico externo. A maneira mais fácil de determinar é riscar um mineral com outro. Para avaliar a dureza relativa, foi adotada a escala de Mohs, representada por 10 minerais, dos quais cada um subsequente risca todos os anteriores. Os seguintes minerais são aceitos como padrões de dureza: talco - 1, gesso - 2, calcita - 3, fluorita - 4, apatita - 5, ortoclásio - 6, quartzo - 7, topázio - 8, corindo - 9, diamante - 10. diagnosticá-lo também é muito conveniente para arranhar objetos como agulha de cobre (sólido 3-3,5) e aço (5,5-6), faca (5,5-6), vidro (~ 5); minerais macios podem ser tentados a serem arranhados com uma unha (tv. 2.5). Fragilidade, maleabilidade, elasticidade. Fragilidade na prática mineralógica significa a propriedade de um mineral se desintegrar quando uma linha é traçada com uma faca ou uma agulha. A propriedade oposta - um traço liso e brilhante de uma agulha (faca) - indica a propriedade do mineral de se deformar plasticamente. Minerais maleáveis ​​são achatados sob um golpe de martelo em uma placa fina, os elásticos são capazes de restaurar sua forma após a remoção da carga (mica, amianto). 3. Outras propriedades A gravidade específica pode ser medida com precisão no laboratório por vários métodos; um julgamento aproximado sobre a gravidade específica de um mineral pode ser obtido comparando-o com minerais comuns, cuja gravidade específica é tomada como padrão. Todos os minerais podem ser divididos por gravidade específica em três grupos: leves - com batidas. peso inferior a 3 (halita, gesso, quartzo, etc.); médio - com batidas. pesando cerca de 3-5 (apatita, corindo, esfalerita, pirita, etc.); pesado - com ud. peso superior a 5 (cinábrio, galena, ouro, cassiterita, prata, etc.). Magnético. Alguns minerais são caracterizados por propriedades ferromagnéticas, ou seja, eles atraem pequenos objetos de ferro - serragem, pinos (magnetita, ferro-níquel). Minerais menos magnéticos (paramagnéticos) atraído por um ímã(pirrotita) ou um eletroímã; Finalmente, há minerais que são repelidos por um ímã, diamagnético(bismuto nativo). O teste de magnetismo é realizado usando uma agulha magnética giratória livremente, para as extremidades da qual a amostra de teste é trazida. Como o número de minerais com propriedades magnéticas distintas é pequeno, essa característica é de grande valor diagnóstico para alguns minerais (por exemplo, magnetita). Radioatividade. Todos os minerais contendo elementos radioativos - urânio ou tório - são caracterizados pela capacidade de radiação alfa, beta e gama espontânea. Na rocha, os minerais radioativos são frequentemente cercados por bordas vermelhas ou marrons, e rachaduras radiais irradiam dos grãos de tais minerais, incluídos no quartzo, feldspato, etc. A radiação radioativa atua no papel fotográfico. Outras propriedades. Para diagnósticos de campo, a solubilidade de minerais em água (cloretos) ou ácidos e álcalis, reações químicas particulares a elementos individuais são importantes (a reação com HCl é importante para o diagnóstico de carbonatos, com molibdato de amônio para fosfatos, com KOH para talco e pirofilita etc. (veja "Diagnósticos" nas descrições de minerais específicos), coloração de chama (por exemplo, minerais contendo estrôncio colorem a chama vermelha, sódio - amarelo). Alguns minerais emitem um odor quando atingidos ou quebrados (assim, arsenopirita e arsênico exalam um odor característico de alho), etc. Minerais separados são determinados pelo toque (por exemplo, o talco é gorduroso ao toque). O sal de mesa e outros sais minerais são facilmente reconhecidos pelo sabor.

Livro de geognosia

Historicamente, o termo geognosia (ou geognóstico) tem sido usado em paralelo. Este nome para a ciência de minerais, minérios e rochas foi proposto pelos cientistas alemães G. Fuchsel (em 1761) e A. G. Werner (em 1780). Eles designaram as áreas práticas da geologia que estudavam os objetos que podiam ser observados na superfície, em contraste com a geologia puramente teórica da época, que tratava da origem e história da Terra, sua estrutura interna. O termo geognosia foi usado na literatura ocidental até a segunda metade do século XIX.

Na Rússia, o termo geognosia foi preservado até o final do século XIX nos nomes de disciplinas e títulos: "Doutor em Mineralogia e Geognosia" ou "Professor de Mineralogia e Geognosia". Por exemplo, em 1883 V. V. Dokuchaev recebeu o grau de Doutor em Mineralogia e Geognosia.

Na década de 1840 "Geologia e geognosia" era uma seção temática no Jornal Mineiro

Na ficção, as palavras geólogo e geologia foram publicadas em 1862 no romance de I. S. Turgenev - Pais e Filhos.

SEÇÕES DE GEOLOGIA

As principais direções da pesquisa geológica.

Ferramentas do geólogo:

• 1. Descritivo - trata do estudo da localização e composição dos corpos geológicos, incluindo sua forma, tamanho, relação, sequência de ocorrência, bem como a descrição de diversos minerais e rochas.
• 2. Dinâmico - considera a evolução dos processos geológicos, como a destruição de rochas, sua transferência pelo vento, geleiras, águas subterrâneas ou subterrâneas, o acúmulo de precipitação (externa em relação à crosta terrestre) ou o movimento da crosta terrestre , terremotos, erupções vulcânicas (internas).
• 3. Geologia histórica - trata do estudo da sequência dos processos geológicos do passado.

As disciplinas geológicas trabalham em todas as três direções da geologia e não há divisão exata em grupos. Novas disciplinas surgem na intersecção da geologia com outras áreas do conhecimento. A TSB fornece a seguinte classificação: ciências da crosta terrestre, ciências dos processos geológicos modernos, ciências da sequência histórica dos processos geológicos, disciplinas aplicadas, bem como geologia regional

Ciências da Terra

exploração geológica da crosta terrestre

Objetos de mineralogia:

• · Mineralogia - ramo da geologia que estuda minerais, questões de sua gênese, qualificações. O estudo das rochas formadas nos processos associados à atmosfera, biosfera e hidrosfera da Terra está envolvido na litologia. Essas rochas não são exatamente chamadas de rochas sedimentares. As rochas do permafrost adquirem uma série de propriedades e feições características, que são estudadas pela geocriologia.
• · Petrografia (Petrologia) - ramo da geologia que estuda as rochas ígneas, metamórficas e sedimentares - sua descrição, origem, composição, características texturais e estruturais, bem como classificação.
• · Geologia estrutural - ramo da geologia que estuda as formas de ocorrência de corpos geológicos e distúrbios na crosta terrestre.
• · Cristalografia - originalmente uma das áreas da mineralogia, agora mais uma disciplina física.

Ciências dos processos geológicos modernos

Vulcanologia é o estudo dos vulcões.

Ou geologia dinâmica:

• · Tectônica - ramo da geologia que estuda o movimento da crosta terrestre (geotectônica, neotectônica e tectônica experimental).
• · Vulcanologia é um ramo da geologia que estuda o vulcanismo.
• · Sismologia -- ramo da geologia que estuda os processos geológicos durante terremotos, zoneamento sísmico.
• · A geocriologia é um ramo da geologia que estuda as rochas do permafrost.
• · Petrologia (Petrografia) - ramo da geologia que estuda a gênese e as condições de origem das rochas ígneas e metamórficas.

Ciências sobre a sequência histórica dos processos geológicos

Restos fósseis são estudados pela paleontologia

Camadas geológicas são estudadas por estratigrafia

Ou geologia histórica:

• · Geologia histórica - ramo da geologia que estuda dados sobre a sequência dos principais eventos da história da Terra. Todas as ciências geológicas, em um grau ou outro, são de natureza histórica, consideram as formações existentes em um aspecto histórico e estão principalmente preocupadas em elucidar a história da formação de estruturas modernas. A história da Terra divide-se em duas grandes fases - eras, de acordo com o aparecimento de organismos com partes sólidas, deixando vestígios nas rochas sedimentares e permitindo, de acordo com dados paleontológicos, determinar a idade geológica relativa. Com o aparecimento dos fósseis na Terra, iniciou-se o Fanerozóico - o tempo da vida aberta, e antes disso foi a Criptotose ou Pré-Cambriano - o tempo da vida oculta. A geologia pré-cambriana se destaca como uma disciplina especial, pois lida com o estudo de complexos específicos, muitas vezes altamente e repetidamente metamorfoseados e possui métodos especiais de pesquisa.
• · A paleontologia estuda as formas de vida antigas e trata da descrição de restos fósseis, bem como de vestígios da atividade vital dos organismos.
• · Estratigrafia - a ciência da determinação da idade geológica relativa das rochas sedimentares, a divisão dos estratos rochosos e a correlação de várias formações geológicas. Uma das principais fontes de dados para a estratigrafia são as definições paleontológicas.

Disciplinas aplicadas

• · A geologia mineral estuda os tipos de jazidas, métodos de prospecção e exploração. É dividido em geologia de petróleo e gás, geologia de carvão, metalogenia.
• · Hidrogeologia -- um ramo da geologia que estuda as águas subterrâneas.
• · Geologia de engenharia - um ramo da geologia que estuda a interação do ambiente geológico e estruturas de engenharia.

Outros ramos da geologia

Eles estão principalmente relacionados a ciências relacionadas:

• · Geoquímica -- ramo da geologia que estuda a composição química da Terra, processos que concentram e dispersam elementos químicos em várias esferas da Terra.
• Geofísica - um ramo da geologia que estuda as propriedades físicas da Terra, que também inclui um conjunto de métodos de exploração: gravidade, sísmica, magnética, elétrica, modificações diversas, etc.
• · Geobartermometria -- ciência que estuda um conjunto de métodos para determinar a pressão e a temperatura da formação de minerais e rochas.
• · Geologia microestrutural - ramo da geologia que estuda a deformação das rochas no micronível, na escala de grãos de minerais e agregados.
• · Geodinâmica -- ciência que estuda a evolução da Terra em escala planetária, a relação dos processos no núcleo, manto e crosta.
• · Geocronologia -- uma seção da geologia que determina a idade das rochas e minerais.
• · Litologia (Petografia de rochas sedimentares) é um ramo da geologia que estuda as rochas sedimentares.
• · História da geologia -- uma seção da história do conhecimento geológico e da mineração.
• · Agrogeologia -- ramo da geologia sobre a busca pela mineração e o uso de agro-minérios na agricultura, bem como a composição mineralógica dos solos agrícolas.
• · Algumas seções da geologia vão além da Terra - geologia espacial ou planetologia, cosmoquímica, cosmologia.

Você também pode ver a lista completa de ciências do ciclo geológico.

Entre as ciências geológicas, existem muitas áreas diferentes. O artigo se concentrará na geologia do petróleo e do gás. Isso é ciência aplicada. Sua tarefa é estudar as propriedades químicas e físicas do gás, petróleo, seus depósitos, campos, reservatórios, pneus, geoquímica da matéria orgânica.

Informação geral

A formação de especialistas na área de geologia de petróleo e gás é realizada em universidades especializadas no estudo da mineração e da indústria de petróleo e gás. O curso denominado "Geologia Aplicada" também visa estudar os processos de acumulação e migração de hidrocarbonetos, estudando os principais padrões de localização dos campos de petróleo e gás.

Petróleo é uma palavra que vem do árabe "nafat" (traduzido - para vomitar). Desde que um empresário americano perfurou um poço de petróleo na Pensilvânia e as pessoas perceberam a importância da produção de petróleo, os geólogos se interessaram por uma pergunta: onde esses poços deveriam ser perfurados?

Desde aquela época, muitas teorias diferentes foram propostas sobre as condições de formação de depósitos de petróleo, prevendo as condições para a descoberta de suas reservas. A ciência da geologia aplicada começou a se desenvolver, que não perde sua relevância e atua não apenas no campo da produção de petróleo, mas também na indústria do gás.

Que disciplinas são estudadas?

Estudando esta especialidade, os alunos mergulham no mundo das teorias mais interessantes, uma das quais é a anticlinal. Atrai uma atenção bastante longa e séria. A teoria anticlinal nasceu antes mesmo da perfuração do primeiro poço de petróleo. Mas não perdeu sua relevância até hoje. Em teoria, estamos falando sobre a relação entre depósitos de petróleo e dobramento anticlinal. Além disso, os alunos estudam a química do petróleo e gás, sua composição química e métodos de análise. No processo de aprendizagem, as fontes de calor e fluxo de calor da Terra, o magnetismo das rochas e minerais são necessariamente estudados. Os futuros especialistas precisam ter conhecimento na área de depósitos de águas subterrâneas e métodos para seu estudo, bem como questões de descarte de resíduos nas entranhas da Terra.

Esta ciência estuda a poderosa base de recursos domésticos e o desenvolvimento da produção de petróleo e gás. Os materiais didáticos oferecem a oportunidade de estudar as questões teóricas de processos geológicos, propriedades físicas e químicas de petróleo e gás, bem como questões relacionadas à formação de depósitos e sua localização. Além disso, um pré-requisito é a presença de uma parte prática: trabalho de laboratório e controle sobre a geologia de petróleo e gás. Atenção especial no processo de ensino desta especialidade é dada às disciplinas fundamentais, pois sem fundamento, como se sabe, a casa do saber será frágil. Como regra, a geologia aplicada pode ser estudada tanto em tempo integral quanto em meio período.

Quais habilidades os graduados terão?

Que oportunidades a geologia aplicada oferece como especialidade? O que é isso? Preparando especialistas nesta especialização, os compiladores dos programas de formação prevêem que os graduados das universidades na área de geologia de petróleo e gás dominem os métodos de prospecção e exploração (geológica e geofísica) de campos de petróleo e gás, o desenvolvimento e os princípios de construção modelos dinâmicos e estatísticos mostrando depósitos de hidrocarbonetos. Engenheiros de minas são graduados de departamentos geológicos com especialização em Geologia Aplicada.

Onde trabalhar após a formatura?

Engenheiros de minas participam de expedições e trabalhos de exploração geológica, pesquisa e projeto na produção de petróleo e gás, no acompanhamento do desenvolvimento das jazidas. Esses especialistas são capazes de realizar estudos geofísicos e geológicos de campo, realizar uma justificativa geológica para o desenvolvimento de depósitos e avaliar recursos e reservas minerais. Eles estudam rochas de reservatório de petróleo e gás e podem recriar as condições antigas sob as quais as bacias de petróleo e gás foram formadas. São os engenheiros de mineração que determinam a tecnologia das operações de perfuração e mineração. Todos estes conhecimentos e competências são adquiridos pelos futuros especialistas na especialidade geológica "Geologia Aplicada".

O que é essa especialidade e como ela difere da geologia geral?

Quando você se especializa em geologia de petróleo e gás, estuda uma área específica da ciência e produção de materiais relacionada ao desenvolvimento industrial e exploração de campos de petróleo e gás. Isso se aplica a áreas terrestres e aquáticas. Os objetos da atividade profissional desse especialista são depósitos diretos de petróleo e gás, bem como condensado de gás.

A geologia geral estuda a estrutura complexa da Terra e até mesmo de outros planetas do sistema solar, os principais padrões de evolução e formação dos corpos geológicos, os princípios fundamentais e métodos básicos de pesquisa geológica.

Portanto, se você está interessado na produção de gás e petróleo, deve escolher uma universidade chamada "mineração". A geologia aplicada também é estudada em universidades com um título de especialização específico: "petróleo e gás".

Nível de ensino

Em regra, trabalham nessas universidades professores altamente qualificados, com uma elevada percentagem de docentes, conhecidos nas comunidades geológicas de cientistas.

Hoje, a maioria das faculdades de geologia possui uma base material e técnica moderna, o que permite resolver tarefas extremamente complexas no campo da prospecção, exploração, avaliação do potencial de petróleo e gás e problemas geoecológicos. No processo de formação na especialidade "Geologia Aplicada" ("Geologia do Petróleo e Gás"), são utilizadas as mais recentes tecnologias informáticas, e os próprios alunos têm a oportunidade de trabalhar em estações de trabalho profissionais, dominar pacotes de software especializados dos principais operadores da indústria de petróleo e gás.

O que a geodésia estuda?

Esta ciência vem desde os tempos antigos. O nome é de origem grega. Nos tempos antigos, ela estava envolvida no estudo da Terra, dividindo-a em um sistema de coordenadas. A ciência moderna da geodésia está associada ao estudo de satélites artificiais, ao uso de máquinas eletrônicas, instrumentos e computadores para determinar a posição de um objeto na superfície da Terra. Ela estuda a forma desse objeto, suas dimensões. Portanto, esta ciência está em estreita relação com a matemática, especialmente a geometria e a física. A tarefa de tal especialista é criar um sistema de coordenadas e construir redes geodésicas para determinar a posição de pontos na superfície do nosso planeta.

Emprego

Em geral, todas as especialidades das faculdades de geologia são prestigiadas. Estudar geologia é interessante. E uma especialização como geologia aplicada e geodésia permite que você consiga um emprego nas maiores empresas nacionais de petróleo e gás e no exterior. As atividades profissionais dos graduados são frequentemente realizadas em organizações de pesquisa acadêmicas e departamentais. Esses especialistas são procurados em empresas de exploração e produção, instituições de vários tipos (superior, secundário especial e secundário geral) do sistema educacional.

Especialistas qualificados são sempre requisitados no aparato administrativo, nas regiões onde tratam de questões de base de recursos minerais, bem como nas gerências e departamentos de uso do subsolo. Além disso, muitos graduados trabalham em instituições relacionadas a questões hidrogeológicas, engenharia-geológica e problemas ambientais. Eles trabalham em organizações envolvidas na exploração e exploração de águas subterrâneas, sua proteção contra o esgotamento e a poluição. Muitos especialistas trabalham em empresas envolvidas em projetos e trabalhos de pesquisa na construção.