4. Конец 19 – начало 20 века ознаменован появлением новых методов исследования вещества.
Успехи в изучении минералов на протяжении 20 века во многом связаны с появлением новых методик исследования – спектрального, рентгеноструктурного, рентгенофазового и других видов анализов вещества.
В настоящее время минералогия разделена на химическую, физическую, генетическую, экспериментальную, прикладную минералогию, минералогическую кристаллографию и другие разделы.
Описательная Генетическая Экспериментальная Прикладная и технико-экономическая Региональная Минералогия космических тел
2 Билет. Минерал: понятие. Распространенность минералов в окружающем мире. Значение минералогии для промышленности и экономики. Связь минералогии с другими науками.
Минерал - физически ц химически индивидуализированный (обособленный) продукт природной физико-химической реакции, имеющий кристаллической строение.
Минералы в природе.
Земная кора
Два элемента, кислород и кремний, составляют 74% массы земной коры.
Алюминий, железо, кальций, натрий, калий и магний - 24,27%.
Все вместе они формируют 99% земной коры.
Самые распространенные минералы - это силикаты, химическое соединение кислорода и кремния. Преобладают такие силикаты, как кварц, слюда и полевые шпаты. Все три в разных пропорциях являются основными компонентами разных типов гранита. Кварц, эродированный из гранита, накапливается на побережье и образует песчаные пляжи.
Значение минералогии для промышленности и экономики
Железо - главный нерв промышленности. Громадную роль в раз-витии промышленности играет и жидкое минеральное топливо - нефть и продукты ее переработки. Все большее значение приобретают горючие газы. Цветная металлургия. Каменная и поваренная соли служат необходимой составной частью пищи человека. В медицине применяются радиоактивные вещества, добываемые из радиоактивных минералов. Большую роль в жизни человека играют и поделочные камни. Во многих случаях добываемые руды до плавки и технологической переработки подвергаются механическому обогащению на специальных фабриках, т. е. отделению полезных ископаемых от пустой породы или разделению руды на различные по составу концентраты.
Железо имеет стратегическое значение в каждой стране, Нефть – это минеральное топливо, но ведь не зря она была названа черным золотом, потому как ее значение в развитии экономики громадное.
Связь минералогии с другими науками
Предмет минералогии неразрывно связан с такими науками, как химия, геохимия, стратиграфия, физика, математика, петрография и другими.
3 Билет.
Внутреннее строение Земли. Характеристика основных геосфер Земли: земная кора, граница Мохоровичича и Гутенберга, литосфера, астеносфера, мантия, внешнее и внутреннее ядро. Сведения, лежащие в основе представлений о строении Земли: прямые и косвенные методы исследования и их краткая характеристика.
Схематическое изображение внутренней структуры Земли. 1. континентальная кора - 2. океаническая кора - 3. верхняя мантия - 4. нижняя мантия - 5. Внешнее ядро - 6. Внутреннее ядро - А: Поверхность Мохоровичича - B: Разрыв Гутенберга - C: разрыв Леманн-Буллен
Кора
Кора колеблется от 5 до 70 км в глубину от поверхности. Самые тонкие части океанической коры , которые лежат в основе океанических бассейнов (5-10 км) и состоят из плотной (мафической (англ.) ) железо-магниевой силикатной породы , такой как базальт.
Граница (поверхность) Мохоровичича (сокращённо Мохо 33 км) — нижняя граница земной коры, на которой происходит резкое увеличение скоростей продольных сейсмических волн. Плотность вещества также возрастает скачком, предположительно, с 2,9—3 до 3,1—3,5 т/м³[1].
Поверхность Мохоровичича прослеживается по всему Земному шару на глубине от 5 до 70 км. Она может не совпадать с границей земной коры и мантии, вероятнее всего, являясь границей раздела слоёв различного химического состава. Поверхность, как правило, повторяет рельеф местности. В общих чертах форма поверхности Мохоровичича представляет собой зеркальное отражение рельефа внешней поверхности литосферы: под океанами она выше, под континентальными равнинами — ниже.
. Сейсмическая граница, разделяющая ядро и мантию, была открыта в 1914 г. немецким сейсмологом Гутенбергом, и её часто называют границей Гутенберга, хотя это название и не является официальным.
Астеносфера — верхний пластичный слой верхней мантии, называемый также слоем Гутенберга. Астеносфера выделяется по понижению скоростей сейсмических волн. Выше астеносферы залегает литосфера — твёрдая оболочка планеты. На Земле кровля астеносферы лежит на глубинах 80-100 км (под материками) и 50-70 км (иногда менее) (под океанами). Нижняя граница земной астеносферы — на глубине 250-300 км, нерезкая. Выделяется по геофизическим данным как слой пониженной скорости поперечных сейсмических волн и повышенной электропроводности.
Литосфе́ра — твёрдая оболочка Земли. Состоит из земной коры и верхней части мантии, до астеносферы, где скорости сейсмических волн понижаются, свидетельствуя об изменении пластичности пород. В строении литосферы выделяют подвижные области (складчатые пояса) и относительно стабильные платформы.
Блоки литосферы — литосферные плиты — двигаются по относительно пластичной астеносфере. Изучению и описанию этих движений посвящен раздел геологии о тектонике плит.
Литосфера под океанами и континентами значительно различается. Литосфера под континентами состоит из осадочного, гранитного и базальтового слоев общей мощностью до 80 км. Литосфера под океанами претерпела множество этапов частичного плавления в результате образования океанической коры, она сильно обеднена легкоплавкими редкими элементами, в основном состоит из дунитов и гарцбургитов, её толщина составляет 5—10 км, а гранитный слой полностью отсутствует.
Ма́нтия — часть Земли (геосфера), расположенная непосредственно под корой и выше ядра. В мантии находится большая часть вещества Земли. Земная мантия находится в диапазоне от 30 до 2900 км от земной поверхности. Мантия Земли подразделяется на верхнюю мантию и нижнюю мантию. Границей между этими геосферами служит слой Голицына, располагающийся на глубине около 670 км.
Ядро́ Земли́ — центральная, наиболее глубокая часть планеты Земля, геосфера, находящаяся под мантией Земли и, предположительно, состоящая из железо-никелевого сплава с примесью других сидерофильных элементов. Глубина залегания — 2900 км. Средний радиус сферы — 3,5 тыс. км. Разделяется на твердое внутреннее ядро радиусом около 1300 км и жидкое внешнее ядро толщиной около 2200 км, между которыми иногда выделяется переходная зона.
Внешнее ядро Земли — жидкий слой толщиной около 2266 километров. Он состоит из железа и никеля.
Внутреннее ядро — самая глубокая геосфера Земли, имеющая радиус около 1220 км (согласно сейсмологическим исследованиям)[1][2], что сравнимо с 70% радиуса Луны. Считается, что оно состоит в основном из сплавов железа и никеля, и находится при температурах порядка 4-5 тысяч K.
методы исследования и их краткая характеристика
Гравиметрический метод изучает распределение силы тяжести на поверхности, которое обусловлено различной плотностью пород, лежащих внутри Таким образом, изучая гравитационное поле, мы имеем возможность судить о внутреннем строении Земли.
Электрометрический метод базируется на знании условий прохождения электрического тока через горные породы. Суть метода состоит в том, что горные породы обладают различными электрическими свойствами, поэтому изменение характера электрического поля связывается с изменением или состава пород, или их физических свойств.
Термометрический метод основан на свойствах теплового поля нашей планеты, возникающего в результате внутренних процессов в недрах Земли. Любые аномалии теплового поля указывают на близость термальных источников и активность геохимических процессов в недрах Земли.
Дистанционные методы включают в себя целый комплекс исследований, который проводится с самолетов и космических аппаратов. Физической основой дистанционных методов исследования служит излучение или отражение электромагнитных волн природными объектами. Аэро- или космический снимок представляет собой пространственное распределение поля яркости и цвета природных объектов. Однородные объекты съемки имеют одинаковые яркость и цвет изображения.