МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ
ДНЕПРОПЕТРОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ГЕОЛОГИИ
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
ВАРИАНТ №1
г. ДНЕПРОПЕТРОВСК
2010г.
Содержание
1. Геология как наука, объекты исследований, ее научные направления
2. Определение МПИ, классификация ПИ по применению в народном хозяйстве
3. Руды черных и легированных металлов
1. Геология как наука, объекты исследований, ее научные направления
Геология - одна из фундаментальных естественных наук, изучающая строение, состав, происхождение и развитие Земли. Она исследует сложные явления и процессы, протекающие на ее поверхности и в недрах. Современная геология опирается на многовековой опыт познания Земли и разнообразные специальные методы исследования. В отличие от других наук о Земле, геология занимается исследованием ее недр. Основные задачи геологии состоят в изучении наружной каменной оболочки планеты - земной коры и взаимодействующих с ней внешних и внутренних оболочек Земли внешние - атмосфера, гидросфера, биосфера; внутренние - мантия и ядро.
Объектами непосредственного изучения геологии являются минералы, горные породы, ископаемые органические остатки, геологические процессы.
Геология тесно связана с другими науками о Земле, например с астрономией, геодезией, географией, биологией. Геология опирается на такие фундаментальные науки как математика, физика, химия. Геология является синтетической наукой, хотя в то же время распадается на множество взаимосвязанных отраслей, научных дисциплин, изучающих Землю в разных аспектах и получающих сведения об отдельных геологических явлениях и процессах. Так, изучением состава литосферы занимаются: петрология, исследующая магматические и метаморфические породы, литология, изучающая осадочные горные породы, минералогия - наука, изучающая минералы как природные химические соединения и геохимия - наука о распределении и миграции химических элементов в недрах земли.
Геологические процессы, формирующие рельеф земной поверхности, изучает динамическая геология, частью которой являются геотектоника, сейсмология и вулканология.
Раздел геологии, занимающийся изучением истории развития земной коры и Земли в целом, включает стратиграфию, палеонтологию, региональную геологию и носит название историческая геология.
Есть в геологии науки, имеющие большое практическое значение. Такие, как о месторождениях полезных ископаемых, гидрогеология, инженерная геология, геокриология.
В последние десятилетия появились и приобретают все большее значение науки связанные с исследованием космоса космическая геология, дна морей и океанов морская геология.
Наряду с этим есть геологические науки, находящиеся на стыке с другими естественными науками: геофизика, биогеохимия, кристаллохимия, палеоботаника. К таковым относятся также геохимия и палеогеография. Наиболее близкая и разносторонняя связь геологии с географией. Для географических наук, таких как ландшафтоведение, климатология, гидрология, океанография, более всего важны геологические науки, изучающие процессы, влияющие на формирование рельефа земной поверхности и историю образования земной коры всей Земли.
В геологии применяют прямые, косвенные, экспериментальные и математические методы. Прямые - это методы непосредственных наземных и дистанционных из тропосферы, космоса изучений состава и строения земной коры. Основной метод это геологическая съемка и картирование. Изучение состава и строения земной коры производится путем изучения естественных обнажений. Это обрывы рек, оврагов, склоны гор, искусственных горных выработок, каналы, шурфы, карьеры, шахты и буровые скважины максимальная глубина 3,5 - 4 км в Индии и ЮАР, Кольская скважина - 12 км. 262м. В горных районах можно наблюдать естественные разрезы в долинах рек, вскрывающих толщи горных пород, собранных в сложные складки и поднятых при горообразовании с глубин 16 - 20 км. Таким образом, метод непосредственного наблюдения и исследования слоев горных пород применим лишь к небольшой, самой верхней части земной коры. Лишь в вулканических областях по извергнутой из вулканов лаве и по твердым выбросам можно судить о составе вещества на глубинах 50 - 100 км и больше, где обычно располагаются вулканические очаги. Косвенные - геофизические методы, которые основаны на изучении естественных и искусственных физических полей Земли, позволяющие исследовать значительные глубины недр.
Различают сейсмические, гравиметрические, электрические, магнитометрические и др. геофизические методы. Из них наиболее важен сейсмический метод, основанный на изучении скорости распространения в Земле упругих колебаний, возникающих при землетрясениях или искусственных взрывах. Эти колебания называются сейсмическими волнами, которые расходятся от очага землетрясений. Бывают 2 типа: продольные Vp, возникающие как реакция среды на изменения объема, распространяются в твердых и жидких телах и характеризуются наибольшей скоростью, и поперечные волны Vs, представляющие реакцию среды на изменение формы и распространяются только в твердых телах. Скорость движения сейсмических волн в разных горных породах различна и зависит от их упругих свойств и их плотности. Чем больше упругость среды, тем быстрее распространяются волны. Изучение характера распространения сейсмических волн позволяет судить о наличии различных оболочек шара с разной упругостью и плотностью.
Экспериментальные исследования направлены на моделирование различных геологических процессов и искусственное получение различных минералов и горных пород. Математические методы в геологии направлены на повышение оперативности, достоверности и ценности геологической информации.
Геология Земли - относительно молода. Все происходящее в недрах нашей планеты изучено пока еще не полно, существует много тайн и загадок, над которыми нужно работать и работать.
2. Определение МПИ, классификация ПИ по применению в народном хозяйстве
Месторождением полезных ископаемых называется участок земной коры, в котором в результате геологических процессов произошло накопление минерального вещества по количеству, качеству и условиям залегания пригодного для промышленного использования. Полезные ископаемые бывают газообразными, жидкими и твердыми. К газообразным полезным ископаемым относятся горючие и благородные газы, к жидким принадлежат нефть, подземные и поверхностные воды. Основная масса полезных ископаемых относится к твердым, которые используются в «сыром» виде гранит, мрамор, глина, для извлечения из них ценных компонентов металлы, в таком случае они называются рудой, могут использоваться целиком, но для дальнейшей переработки соли, могут применяться кристаллы пьезокварц, исландский шпат.
По промышленному использованию и применению месторождения подразделяют на рудные или металлические, нерудные или неметаллические, горючие и гидроминеральные. Каждая из этих групп делится на подгруппы. Так, рудные месторождения подразделяются на месторождения черных, цветных, легких, благородный, радиоактивных, редких и рассеянных металлов. Среди нерудных полезных ископаемых выделяют месторождения химического, агрономического, металлургического, технического и строительного минерального сырья. К горючим полезным ископаемым относятся месторождения нефтяные, горючих газов, углей, горючих сланцев и торфа. Гидроминеральные месторождения разделяют на месторождения питьевых вод, технических, бальнеологических и минеральных.
Количество минерального сырья в недрах называется его запасами или ресурсами. Качество минерального сырья определяется содержанием в нем ценных и вредных компонентов. Качество многих неметаллических соединений связано с их физическими и химическими свойствами. Качество горючих полезных ископаемых определяется теплотворной способностью.
Минимальные запасы и содержание ценных компонентов, а также максимально допустимое содержание вредных примесей, при которых возможна эксплуатация месторождения, называют промышленными кондициями.
Понятия о месторождении полезных ископаемых, о кондициях не являются строго определенными, раз и навсегда заданными. Они изменяются по следующим причинам:
1) исторически, по мере изменения потребностей человечества в минеральном сырье: развитие цивилизации сопровождается неуклонным ростом потребления полезных ископаемых, что приводит к тому, что со временем разрабатываются месторождения с более бедными рудами.
2) совершенствование техники добычи и технологии переработки минерального сырья.
3) промышленные кондиции неодинаковы для разных природных условий и каждый раз определяются при помощи экономических расчетов.
В зависимости от масштабов проявления месторождений полезных ископаемых выделяются следующие категории рудоносных площадей: провинция, область пояс, бассейн, район узел, поле, месторождение, рудное тело.
К провинциям относят крупные структурные элементы земной коры, относящиеся к платформам, складчатому поясу, дну морей и океанов с размещенными в их пределах свойственными им месторождениями.
Область полезных ископаемых входит составным элементом в провинцию, она характеризуется набором определенных по составу и происхождению месторождений полезных ископаемых, приуроченных к тектоническим элементам первого порядка. Вытянутые линейные области, приуроченные к прогибам, глубинным разломам, рифовым системам, называют рудными поясами. Бассейны полезных ископаемых представляют собой области непрерывного или почти непрерывного распространения пластовых полезных ископаемых.
Рудным районом называют местное скопление месторождений в пределах более крупных таксонов провинций, областей, поясов и бассейнов, приуроченное к определенным тектономагматическим и литолого-фациальным обстановкам. В случае концентрации серии месторождений определенных видов полезных ископаемых к местам пересечения разломов, такой район называют рудным узлом.