Земная кора и литосфера - гипотезы

Геология  
Преподаватель – Таранина Татьяна Ивановна, доцент кафедры «Строительный материалы», к. г.-минер.наук

 

• Рекомендуемая литература
• 1. Ананьев В. II. Инженерная геология и гидрогеология: Учеб. Для строит. Спец.вузов/ В.  П. Ананьев, А.Д, Потапов - М., Высш. шк., 2006, 2000.
• 2. Короновский Н.В. Геология: учебник для экологических специальностей вузов/ Н.В. Короновский, Н.А. Ясаманов. – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 448 с.
• 3. Ананьев В. П. Основы геологии, минералогии и петрографии. - М., Высш. шк., 1997, 1999, 2002.
• 4. Чернышев С. Н., Ревелис И. Л., Чумаченко А. Н. Задачи и упражнения по инженерной геологии. -М., Высш. шх., 1984, 2001.

Лекция 1 - Введение

 

 

• 1. Современные представления об инженерной геологии и ее актуальности для студентов строительных специальностей

 

• 2. Объекты и предмет изучения    геологии

геология

 

 

• Геология - наука о Земле, ее составе, строении, происхождении и развитии,

   основанная  на исследованиях минералов, горных  пород и ее внутренних оболочек  с привлечением данных астрономии, физики, химии, биологии и других  наук.

 

Окружающая  среда

 

состоит из взаимосвязанных мегасистем:

 

• природной: - лито-, гидро-, атмо-, био-сферы, значительно измененные;

 

•  техногенной - искусственные сооружения, здания, города и их агломерации.

Геологическая среда (ГС)

 

• - верхняя часть литосферы (земной коры), в которой осуществляется значительная часть инженерно-хозяйственной деятельности.

 

• Г.с. является многокомпонентной динамической системой.
• Многокомпонентность Г.с. выражается в том, что она включает в себя:
• горные породы, рассматриваемые инженерной геологией как грунты,
• подземные воды, - газы, - биоту (микроорганизмы и органические вещества).
• Динамика системы - взаимодействие всех компонентов между собой и с внешними факторами.

Инженерно-хозяйственная  деятельность

 

 

• 1-зависит от состава и состояния Г.с.,
• 2-приводит к изменению хода природных геологических процессов и возникновению новых инженерно-геологических процессов, которые
• 3-изменяют в свою очередь инженерно-геологические условия определенных территорий.

 

Любая инженерная деятельность:

 

• выбор района, пункта, трассы и площадки 
  строительства, компоновки сооружений, типа оснований и фундаментов, способов             подготовки строительных      работ,       систем       инженерной охраны         геологической         среды,         режим 
  и оценка объектов  и т.п,
• требуют          обязательного 
  инженерно-геологического обоснования, которое должно учитывать геологические факторы или условия застраиваемой территории.

Геологические факторы

 

• 1- особенности геологического строения,
• 2- особенности геологических процессов и явлений какого-либо конкретного участка земной коры и территории, влияющие на проведение инженерно-строительных и др. работ, а также проживания людей и т.п.

  

    Условно все геологические факторы подразделяют:

• медленно и постоянно действующие:  вертикальные (колебательные) тектонические движения, внутренняя теплота земного шара, все основные геологические процессы;
• относительно быстрые и катастрофические проявляющиеся эпизодически : землетрясения, вулканизм, грязевые вулканы, оползни, сели и т.п.

Курс  «Геология"

 

• 72 часов + зачет в 2 семестре:
• аудиторные занятия - 36 часа:
• лекции (Л) - 18 часов ;
• лабораторные занятия (ЛР) - 18 часов ;
• самостоятельная работа (СРС) - 32 часов;

Требования к  студентам на зачете

 

• Наличие конспектов лекций, особенно для пропускающих занятия;
• Выполнение тестовых заданий, проводимых после лекций;
• Выполнение и сдача 7 лабораторных работ

    (с  предварительной подготовкой к  ним, а также с умением определять  горные породы и характеризовать  их как грунты);

• Выполнение 10-ти самостоятельных работ по 21 вариантам, указанным в таблице 1 и с использованием заданий, которые формулируются в учебнике Чернышев С.М., Ревелис ИЛ.. Чумаченко А.И. - шифр 624.13 (07) 4.497 -

  

    

 горные породы → минералы →

 химические соединения и элементы

 

1 - внешние оболочки (география):

атмо-, гидро-, биосферы

 

 

  

2  - внутренние оболочки (геология):

• по плотности: земная кора, мантия и ядро;
• по пластичности: лито-, астено-, мезо – сферы

 

 

2. Схема  «Иерархическая цепочка уровней  системной организации вещества  Земли»

 

Земля

Оболочки  Земли 1 порядка

Скоростной и плотностной  разрез Земли

Методы  изучения строения Земли (продольные и  поперечные волны).

Внутреннее  строение Земли

Земная кора –

 

• наружная твердая оболочка Земли от ее поверхности до сейсмического раздела Мохоровичича (Мохо - нижняя граница). Неоднородная по строению, мощности и возрасту горных пород – оболочки 2 порядка: осадочная (стратисфера),
•            «гранито-гнейсрвая»,
•            «базальтовая».
• Различают:
• континентальную (материковую) кору мощностью 35…40 км под равнинами, до 70 км в складчатых областях из трех сфер,
• океаническую кору мощностью 5…10 км из осадочной и «базальтовой» (слои базальтов и габбро) оболочек.

Литосфера

 

• – наружная твердая (или каменная) самая хрупкая оболочка Земли, объединяющая земную кору, подкорковую часть верхней мантии и подстилаемая астеносферой.

 

• Л. разбита на литосферные плиты, которые ограничены современными сейсмическими зонами (землетрясений и вулканизма);

   каждая литосферная плита,  за исключением Тихоокеанской,  включает в себя участки с  океаническим и континентальным  типом земной коры.

Карта литосферных  плит  

Карта распределения  эпицентров землетрясений

Астеносфера

 

• – самый пластичный (менее вязкий) слой верхней мантии Земли, подстилающей литосферу.

 

• Вещество астеносферы находится в твердом состоянии, однако отличается пластичностью, т.к. 1-10% вещества расплавлено при Т~1500 град. и соответствующих условиях. Расплав окружает зерна минералов, как вода – зерна песка или глинистых минералов.

 

• Верхняя граница 50 - 100 км, нижняя – 250 - 350 км.
• В пределах астеносферы возникают очаги землетрясений, магмы и вулканов, осуществляется перемещение подкорковых масс→ причина тектонических движений литосферных плит.

Главные объекты исследования геологии:

 

• минералы, горные породы, окаменелости, полезные ископаемые и руды – это  статистические явления,

 

•  геологические процессы – динамические явления, в результате которых рождаются статистические объекты.

Науки геологического цикла

 

• 1 - Состав Земли изучают: геохимия, кристаллография и – химия, минералогия, петрография, литология
• 2 - Строение   - геодинамика и учение об эндогенных (магматизм, тектоника, метаморфизм) и экзогенных (учение овыветривании, деятельности поверхностных и подземных вод, ледников, ветра, моря) процессах

Науки геологического цикла

 

• 3 – историю Земли – геохронология, стратиграфия, палеонтология, историческая Г. и др.
• 4 – науки прикладного значения – учение о месторождениях полезных ископаемых, гидрогеология, инженерная и горная, экологическая Г., мерзлотоведение (геокриология)