Министерство образования и науки РФ
Федеральное агентство по образованию
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ДИНАМИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ
С ОСНОВАМИ ГЕОТЕКТОНИКИ
Методические указания к выполнению лабораторных и курсовых работ
ИРКУТСК 2007
Динамическая геология с основами геотектоники. Ч.1. Общая геология: Методические указания к выполнению лабораторных и курсовых работ. Составитель Е.В. Золотарева – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. – 34с.
В методических указаниях дана современная терминология и номенклатура главнейших породообразующих минералов; основных типов горных пород. Показаны планы описания макроскопических признаков минералов и порядок описания горных пород по генетическому распределению для выполнения лабораторных заданий. В качестве приложения представлена таблица, которая призвана помочь в определении породообразующих минералов. Приведены порядок выполнения и требования по оформлению курсовых работ. Прилагается перечень тематики курсовых работ по данной дисциплине со ссылками на дополнительную литературу.
ВВЕДЕНИЕ
Курс «Динамическая геология с основами геотектоники» вводится для студентов направления 261001 «Технология художественной обработки материалов» уже с первого года обучения и преподается два семестра. Данная дисциплина дает важнейшее базовое образование в естественно-научном направлении подготовки студентов факультета геологии, геоинформатики и геоэкологии. Она предоставляет возможность познакомиться с основными геологическими процессами и вещественным материалом, составляющим литосферу Земли.
На лабораторных занятиях в первом семестре (что составляет часть 1 данных методических указаний) студенты знакомятся с главными породообразующими минералами и важнейшими горными породами; их основными физическими свойствами и методами определения. В ходе выполнения работ студенты получают определенные навыки описания и опознавания вещественного природного материала, что послужит основой для успешного прохождения учебной геологической полевой практики. В ходе выполнения лабораторных работ студент учиться правильно использовать важнейшие термины, часто употребляемые в геолого-минералогическом направлении.
Сведения о минералах и горных породах, изложенные в методических указаниях могут быть использованы и для самостоятельной работы студентов над материалом практической части курса «Динамическая геология с основами геотектоники».
План выполнения лабораторных работ и содержание методических указаний соответствует современной учебной программе по геологии. Следует учитывать, что лабораторные работы имеют разный объем и поэтому могут выполняться с различной продолжительностью по времени, что также учтено учебной программой.
Курсовая работа по данной дисциплине вводится уже в первом семестре. Это первая самостоятельная работа, выполняемая студентом в вузе. Поэтому необходимо очень внимательно подходить к ее выполнению и оформлению. Хотя курсовая работа предполагает собственный научный или творческий подход студента, по данной дисциплине эта работа скорее имеет реферативный характер. Она требует углубленного изучения научной литературы и развернутого реферата на теоретический вопрос программы курса. Для студентов первого курса, которые только начинают знакомиться с геологической терминологией и понятиями, довольно трудно самостоятельно изучать научную литературу, значит надо работать в тесном контакте с курирующим данную работу преподавателем. Рекомендуемая литература по каждой отдельной теме поможет студенту первоначально сориентироваться в своей работе.
Лабораторная работа №1
ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ГЛАВНЫХ ПОРОДООБРАЗУЮЩИХ МИНЕРАЛАХ
Цель работы: - знакомство с основными определениями, относящимся к минералам; их физическому состоянию и внутреннему строению.
Земная кора состоит из различных горных пород и минералов.
Минералы – это природные химические соединения или самородные элементы, возникшие в результате определенных физико-химических процессов, происходящих в земной коре и на ее поверхности (температура, давление, состав компонентов).
В настоящие время известно более 3500 минералов, включая их разновидности. Из них лишь небольшое количество имеет широкое распространение в горных породах, которые формируют земную кору. Они называются породообразующими. В курсе геологии изучаются не все, а только главнейшие минералы.
Вещества в природе встречаются:
- кристаллические;
- аморфные
Кристаллические вещества состоят из строго определенной группировки слагающих их атомов и ионов, которые занимают определенные места в пространстве, образуя кристаллические решетки.
Аморфные (стеклообразные) вещества характеризуются отсутствием кристаллического состояния.
Различие во внутреннем строении приводит и к различаю свойств и внешних признаков кристаллических и аморфных веществ. Кристаллические структуры очень разнообразны, и выражается это разнообразие во внешнем облике минералов, в их форме. Каждому минералу присуща своя кристаллическая форма, зависящая от типа химических связей решетки, химического состава и условий образования. Разнообразие минеральных видов обусловлено и такими свойствами минералов как полиморфизм и изоморфизм.
Полиморфизм – способность некоторых минералов образовывать различные кристаллические формы при одном и том же химическом составе (кальцит СaCO3 кристаллизуется в тригональной сингонии, а арагонит CaCO3 – в ромбической; алмаз С – в кубической, а графит С – образует кристаллы гексагональной сингонии).
Изоморфизм – способность минералов одной и той же кристаллической формы иметь переменный химический состав. Это явление, при котором в кристаллическое решетке допускается замена одних ионов (Fe 2+) другими (Mg2+) (изомерный ряд оливина).
Лабораторная работа №2
ФОРМА НАХОЖДЕНИЯ МИНЕРАЛОВ В ПРИРОДЕ
Цель работы: - изучение форм выделения минералов в природе, как в виде отдельных кристаллов, так и виде закономерных сростков.
В природе кристаллические минералы встречаются как в виде одиночных кристаллов или их сростков, так и в виде скоплений, называемых минеральными агрегатами.
Выделяют 3 группы минералов, обладающих характерным обликом или габитусом кристаллов. Габитус – внешний облик минерала.
1) Изометрические формы одинаково развитые по всем трем направлениям (магнетит, пирит, гранаты).
2) Удлиненные в одном направлении формы – призматические, столбчатые, игольчатые и лучистые (берилл, кварц, турмалин).
3) Формы, вытянутые в двух измерениях при сохранении третьего короткого – таблитчатые, пластинчатые, листоватые и чешуйчатые кристаллы (хлорит, слюды, тальк).
Закономерно сросшиеся кристаллы:
· Друзы – сростки более или менее правильных кристаллов, приросших одной гранью к породе (кристаллы разных размеров).
· «Щетки» - кристаллы одного размера, наросшие на подножку.
· Дендриты – образуются в результате быстрой кристаллизации минералов в тонких трещинках породы и напоминают причудливые по форме ветки растений.
· Секреции – заполняют почти целиком пустоты, имеют концентрическое строение от периферии к центру. Мелкие секреции – миндалины; крупные – жеоды.
· Конкреции – образуются в результате отложения минерального вещества вокруг какого‑либо центра кристаллизации, рост от центра к периферии.
· Оолиты – мелкие, округлые образования, возникающие при выпадении минерального вещества из водных растворов.
· Сталактиты – натечные формы, растущие сверху вниз.
· Сталагмиты – натечные формы, растущие снизу вверх.
Мономинеральный агрегат – образование из одного и того же минерала (мрамор).
Полиминеральный агрегат – образование из различных минералов (гранит).
Задание: изучить и описать габитус минерала, либо форму выделения агрегата, сростка из учебной коллекции.
Лабораторная работа №3
МАКРОСКОПИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛОВ
Цель работы: - изучить физические свойства минералов и на их основе научиться определять природные образования.
Для, того чтобы распознать минералы по внешним признакам и определить приблизительно их состав, надо знать физические свойства каждого минерала.
1. Габитус. Описание внешней формы минерала (примеры описания приведены в лабораторной работе №2).
2. Цвет. Практически цвет минерала определяют на глаз, давая обще признанные названия окраски или сравнивая с хорошо знакомыми предметами (соломенно-желтый, кирпично-красный).
3. Цвет черты (цвет минерала в порошке). Многие минералы в растертом состоянии имеют другой цвет, чем в монолите. Порошок можно получить, проводя образцом минерала черту на белой шероховатой фарфоровой пластинке при условии, что твердость его меньше твердости фарфора (если твердость минерала выше твердости фарфора, то минерал образует на фарфоре царапину). Например: гематит, лимонит и магнетит в монолитах часто имеют одинаковый цвет, а цвет черты – красновато-бурый, желтовато-коричневый и черный соответственно.
4. Блеск.
- Металлический (сильный блеск, свойственный металлам).
Пример: самородные металлы – золото, серебро, платина; сульфиды – пирит, галенит, сфалерит.
- Полуметаллический (блеск потускневшей поверхности металла).
Пример: графит, гематит.
- Не металлический:
а) стеклянный (кварц, кальцит, гипс);