История развития методов определения абсолютного возраста Земли и отдельных этапов в истории ее становления

 

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

АЛЬМЕТЬЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ИНСТИТУТ 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 
 

по дисциплине  «Геология» 

                                                      вариант №3 
 
 
 
 
 

             Выполнил студент гр 60-81,

Ахметвалиев Р.Р. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Альметьевск 2012 

         Содержание: 

Введение…………………………………………………………………...3

1.История развития методов определения абсолютного возраста Земли и отдельных этапов в истории ее становления………………………………5

1.1. Методы восстановления физико-географической обстановки прошлых геологических эпох (основы палеогеографии)……………………………7

1.2. Основы фациального  анализа морских отложений …………………9

2. Происхождение  нефти……………………………………………………13

2.1. Другие теории  образования нефти……………………………………14

3. Состав нефти  и химические свойства……………………………………17

3.1. Физические  свойства……………………………………….……………20

4. Использование  продуктов переработки нефти…………………………..22

Заключение……………………………………………………………………25

Список литературы………………………………………...………………….26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение. 

Основным сырьём для производства органических соединений служит в большинстве случаев нефть. Химической обработкой этого сырья занимается самостоятельная отрасль химической промышленности - нефтехимия. Постоянно вырастающая роль синтетических органических соединений в жизни современного общества вызывает потребность в создании промышленного производства органических материалов, способного производить эти соединения быстро, дешево и в достаточном количестве. Для такого производства необходимы доступные , дешевые и широко

распространенные  в природе источники сырья , из которого можно было бы

получить необходимые  соединения сравнительно простыми методами. С течением времени выяснилось, что этим требованиям удовлетворяют 3 ископаемых источника сырья, а именно: каменный уголь, природный газ и нефть. Первое сырье для производства органических  материалов было получено из каменного угля. Так продолжалось некоторое время, но с течением времени постоянно возрастало значение природного газа и нефти, как источников химического сырья. Поэтому все шире разрабатывались и усовершенствовались соответствующие химические процессы. В настоящее время из нефти получают свыше 90% всех синтезируемых органических соединений. Нефть - самый важный источник сырья для производства

органических  соединений.

                                 История нефти.                                

В глубокой древности  было известно существовании нефти. Знали и слово

«нефть». Еще  древние греческие летописцы  Геродот и Плиний это горючее

вещество, использовавшееся, и как цемент называли «нафта». За 6-4 тысяч лет до нашей эры на берегу реки Евфрат (Ирак) велась добыча нефти. К далекому прошлому относятся первые сведения о нефти в Средней Азии. О добыче «черного масла» в Ферганской впадине было известно еще во время похода Александра Великого через Среднюю Азию в Индию. Во время путешествия Колумба в Америкубыло описано озеро на острове Тринидад, в котором жители собирали асфальт, а из него готовили цемент. В Северной Америке примитивная добыча нефти велась с XVII века. В России в начала XVIII века Петр 1 приказал добывать нефть на Апшеронском полуострове (Азербайджан). Однако намерение Петра 1 не было осуществлено. Только после Бакинского ханства к России, началась кустарная разработка нефтяных источников. Нефть была довольно дорогим товаром. К примеру, в торговой книге, составленной в Москве в 1575-1610 гг., указано, что ведро нефти стоило 3-4 раза дороже, чем ведро вина. Хотя о нефти знали давно, использование ее в течение многих веков было ограниченным. Так, в III тысячелетии до н. э. в Египте, асфальт, как связующие и водонепроницаемое вещество вместе с песком и известью, использовался для изготовления мастики, применяемой при сооружении строений из кирпича и камня, дамб, причалов и дорог. Древние египтяне применяли ее также для бальзамирования трупов, древние греки находили применение горящей нефти в военных целях, как воспламеняющегося вещества вместе с селитрой,

серой и смолой для изготовления «огненных стрел» и «огненных горшков». В военных действиях нефть - «греческий огонь» - использовался более 2 тысяч лет назад. Многие народы использовали нефть в медицине, а также для защиты садов и виноградников от вредителей. Еще в XIII веке Марко Поло, описывая иракскую нефть, указывал, что она применялась для освещения и в качестве лекарства от кожных болезней. В XVI-XVII вв. в центральные районы России нефть привозили из Баку. Ее применяли в медицине, живописи и в качестве растворителя для красок, а также в военном деле.

Почти до начала XX века нефть употреблялась преимущественно для освещения помещений, смазки колес телег и в немногочисленных механизмах. Постепенно усиливалось ее значение, как топлива. Нефть – «кровь» земли, Нефть – «черное золото». Так ныне называют нефть. И в этом нет ни какого преувеличения. Нефть самое ценное топливо в мире! 

1. История развития методов  определения абсолютного  возраста Земли и  отдельных этапов в истории ее становления

 

     Относительная геохронология, как бы детально ни была она разработана, не дает реального  представления об истинной продолжительности отдельных периодов и эпох, а также о геологическом возрасте Земли в целом. Вопросы об истинной продолжительности (в тысячах и миллионах лет) решает только абсолютная геохронология.

     Начиная с XVIII в. ученые пытались использовать различные химические, физические, геологические и даже биологические явления для определения абсолютного возраста Земли и отдельных этапов в истории ее развития (подсчет накопления солей в океане, скорость образования осадков и их мощность, быстрота эволюции органического мира на Земле и др.). Однако эти попытки не принесли положительных результатов. Лишь в начале XIX в. геологи нашли способ определения абсолютного возраста горных пород, основанный на изучении процесса радиоактивного распада атомов некоторых элементов.

     Процессы  радиоактивного распада протекают  самопроизвольно с постоянной скоростью, различной у разных элементов, причем эта скорость не зависит ни от температуры, ни от давления. Для каждого радиоактивного элемента экспериментальным путем точно определена скорость распада (период полураспада). Зная количество исходного радиоактивного элемента и продуктов его распада в горной породе, а также период полураспада, можно выяснить возраст этой горной породы. Расчет производят по специальным формулам. В настоящее время для определения абсолютного возраста горных пород используют данные, полученные в результате радиоактивного распада урана, тория, калия, рубидия, углерода и некоторых других элементов. Все эти элементы, кроме радиоактивного углерода, имеют длительные периоды полураспада — в сотни миллионов и миллиарды лет. В зависимости от конечных продуктов распада различают свинцовый, гелиевый, аргоновый и стронциевый методы.

     Свинцовый и гелиевый методы начали применять  раньше, чем другие. В их основе лежит процесс превращения радиоактивного урана и тория в инертный газ гелий и свинец 

(U^{238 →}8Не⁴ + Pb²⁰⁶; U^235→7Не⁴ + РЬ²⁰⁷;

Th^232→6He⁴ + Pb²⁰⁸). 

     Для определения абсолютного возраста используют минералы, содержащие более 1% урана или тория, встречающиеся в магматических породах. Свинцовый метод употребляют чаще, чем гелиевый, так как он точнее.

     Аргоновый метод основан на распаде радиоактивного калия и превращения его в  инертный газ аргон (К^40→Аг⁴⁰). Он был разработан советскими учеными в 1949 г. и в настоящее время является основным. Этот метод можно применять для определения возраста магматических и осадочных пород, так как первичные калиевые минералы в большом количестве распространены в магматических (полевые шпаты, слюды) и осадочных породах (глауконит). В отличие от гелия аргон лучше сохраняется в кристаллической решетке минералов.

     Стронциевый метод основан на радиоактивном  распаде рубидия (Rb^87→Sr⁸⁷). Этот метод применим только для определения возраста древних, докембрийских пород, так как период полураспада Rb⁸⁷ очень велик (50 млрд. лет).

     Радиоуглеродный метод основан на изучении радиоактивного изотопа углерода С¹⁴ в растительной ткани (обычно в древесине). Этот изотоп образуется в атмосфере из азота N¹⁴ под воздействием космических лучей и усваивается живыми организмами. После отмирания организма.происходит распад С¹⁴ с определенной скоростью, что и позволяет определить абсолютный возраст захоронения организма и вмещающих его пород. Период полураспада С¹⁴ приблизительно равен 5,5—6 тыс. лет, поэтому этот метод используют для определения возраста молодых четвертичных отложений и в археологии (когда возраст объектов исследования не превышает 50—70 тыс. лет).

     Радиометрические  методы определения абсолютного  возраста горных пород быстро развиваются и совершенствуются, область их применения непрерывно расширяется. Наибольшую ценность они имеют для изучения древних, докембрийских отложений. В последние годы широкое применение радиометрических методов привело к полному пересмотру стратиграфии докембрия.

     Несмотря  на большое значение, радиометрические методы все еще являются вспомогательными по ряду причин. Во-первых, невелика еще  точность определения (ошибки составляют 3—5%); во-вторых, далеко не во всякой горной породе можно найти минералы с  радиоактивными элементами; в-третьих, радиометрические методы весьма сложны и дорогостоящи. Указанные недостатки снимают ценность этих методов и пока не позволяют сделать их универсальными рабочими методами геохронологии. 

1.1. Методы восстановления физико-географической обстановки прошлых геологических эпох (основы палеогеографии) 

     Другой  важной задачей исторической геологии является восстановление физико-географической обстановки, в которой образовались породы. В процессе решения этой задачи геолог восстанавливает палеогеографические особенности прошлых эпох: характер древнего рельефа на суше или на морском дне, очертания береговой линии, распределение осадков на морском дне или в пониженностях рельефа на суше, климат, глубину моря, соленость и температуру морской воды, состав органического мира и т. д. Все эти и многие другие палеогеографические вопросы решают с помощью фациального анализа.

     Фациальный  анализ — метод восстановления физико-географической обстановки прошлого при помощи всестороннего  изучения осадочных горных пород. Название этого метода происходит от термина «фация», введенного в геологию швейцарским ученым А. Грессли в 1838 г. Изучая юрские отложения в Юрских горах, Грессли установил, что хорошо прослеживающиеся здесь на большом расстоянии слои сохраняют один и тот же литологический состав и сходный комплекс окаменелостей не на всем своем протяжении, а только в пределах определенного участка. Часть слоя горной породы, которая на всем участке своего распространения имеет один и тот же состав и сходный комплекс окаменелостей, Грессли и назвал фацией. Фации испытывают изменения по мере движения по слою, эти изменения называются фациальными.

     Фации могут быть ископаемыми, представленными  горной породой, и современными —  в виде еще не уплотненного осадка. Среди ископаемых и современных фаций выделяют два главных типа: морские и континентальные. Каждая фация формируется на определенном участке морского дна или суши в определенных физико-географических условиях. Поэтому, изучая ту или иную фацию, можно восстановить не только место, но и условия ее формирования: климат, глубину морского дна, температуру, соленость морской воды и т. д. Изучая несколько одновозрастных фаций, можно сделать выводы о физико-географических условиях времени накопления этих фаций на всей площади их распространения.

     При фациальном анализе подробно изучают  состав осадочной породы (литология) и выясняют условия ее образования, а также состав ископаемой фауны  и флоры и выясняют условия  их обитания. Поэтому фациальный анализ распадается на две части: литологический анализ — метод восстановления палеогеографической обстановки по породам и биономический анализ — метод восстановления палеогеографической обстановки по окаменелостям. При проведении фациального анализа геологи широко используют принцип актуализма — принцип восстановления процессов и явлений прошлых эпох при помощи прямой аналогии с процессами и явлениями современности. Этот принцип стали использовать еще в начале прошлого столетия. В России его применял Д. И. Соколов, а в Западной Европе — Ч. Лайель. Изучая современные фации, геологи используют полученные данные для расшифровки условий формирования ископаемых фаций. Используя данные о современных геологических явлениях для объяснения явлений геологического прошлого, нужно всегда учитывать непрерывное развитие и изменение природы. Чем дальше от нас геологическое прошлое, тем труднее провести аналогию между настоящим и прошлым, тем существеннее должна быть поправка в окончательные результаты палеогеографических выводов.