![](/pic/blink.gif) |
Назад | Содержание
курса | Лабораторные занятия | Литература
Литология.
Геологический факультет МГУ, кафедра литологии и морской геологии,
тел. 939-12-48.
Автор - проф. Фролов Владимир Тихонович.
Курс читается в 4-6 семестрах для студентов специальности 011100 - геология.
Объем курса - 160 часов, лекции - 80 часов, лабораторные занятия - 80 часов.
Форма контроля. Регулярный прием письменных и графических материалов, 1 реферат в каждом
семестре; зачет в 4 и 5 семестрах, курс завершается экзаменом.
Аннотация. Курс "Литология" - один из базовых для специальности 011100 - геология.
Цель курса "Литология" - заложение основ системных, целостных знаний осадочных пород, или экзолитов,
с акцентом на овладение методами их изучения и на умение применения знаний для решения научных и практических
задач. Особенности курса - количественная оценка свойств пород и содержаний их компонентов (для удобства использования
компьютеров) и постоянное использование генетического и исторического подходов, оперирование понятиями о генетических
типах, фациях, формациях и о стадиях эволюции экзолитов и литогенеза в целом.
Вверх
Содержание курса.
1. Введение в литологию.
1.1. Литология как наука. Определение, объект предмет изучения, цели и задачи, связь с петрологией
магматических и метаморфических пород, палеонтологией, минералогией, геохимией, стратиграфией, тектоникой, географией,
океанологией, биологией, химией и физикой, а также с математикой и экономикой. Основные подходы, полевые и лабораторные
методы. Роль эксперимента.
Теоретическое и практическое значение экзолитов и литологии. Относительное значение полезных
ископаемых, добываемых из экзолитов, осадочные породы и толщи - основные геоисторические документы. Их роль для
инженерного строительства. Почвы и охрана природы.
История литологии. Литологические сведения в трудах М.В.Ломоносова. Значение работ Гресли, Прево,
Лайеля. Метод акутуализма. Литологические работы русских геологов Х1Х и начала ХХ веков. Микроскопический период
петрографии. Исторический подход и принцип развития. Работы Н.А.Головкинского, И.Вальтера, Ю.А.Жемчужникова. Д.В.Наливкина,
Г.Ф.Крашенинникова по учению о фациях. А.П.Павлов - основатель учения о генетических типах континентальных отложений,
развитие его Н.И.Николаевым, Е.В.Шанцером, В.Т.Фроловым и др. Вклад литологии в развитие учения о формациях. Выделение
литологии в самостоятельную геологическую науку. Первые литологи. Значение работ В.И.Вернадского. Современное
состояние литологии и перспективы развития.
1.2. Определения осадочной породы. Сложность состава и происхождения и принципиальные отличия
осадочных пород от магматических и метаморфических. Химический и минеральный состав осадочных пород в сравнении
с составом магматических. Определение осадочных пород Л.В.Пустовалова (1940) и его комментарий.
Зона осадкообразования и ее термодинамическая характеристика. Состояние и баланс вещества. Жизнь
и другие движущие силы седиментогенеза. Типы литогенеза по Н.М.Страхову и другим ученым. Климатичекая, тектоническая,
батиметрическая, вулканическая и другие зональности на Земле. Границы зоны осадкообразования и ее соотношение
с биосферой. Учение В.И.Вернадского о биосфере и ноосфере.
Стратисфера, ее границы, термодинамика, состояние воды, источники энергии и движущие силы, основные
процессы, геохимические барьеры. Стадии литогенеза и стадиальный анализ. Постседиментационные аутигенные минералы,
изменения структур и текстур. Сходства и различия зоны осадкообразования и стратисферы. Научное и практическое
значение стратисферы.
1.3. Стадии литогенеза. Мобилизация вещества, перенос и накопление. Выветривание. Определение,
движущие силы, процессы. Физичское, химическое, биологическое и механическое выветривание и их производные - породы
и руды. Субаэральный (наземный) и субаквальный (подводный) элювий. Вулканический элювий. Выветривание осадков.
Рассеяние продуктов выветривания. Их роль в седиментации. Элювиальные геоформации. Эволюция выветривания Земли.
Научное значение выветривания.
Вулканизм, его типы и процессы и основные продукты: твердые, жидкие и газовые. Туфы, их признаки
и состав. Распределение туфов на Земле. Гидротермальная мобилизация вещества. Источник воды и растворенных в ней
катионов и анионов. Вулканические газы и их роль в седиментации. Хемогермы на суше и под водой. Подводный вулканизм.
Вулкано-осадочная зональность и геоформации. Вулканогенные осадочные породы и руды. Эволюция вулкано-осадочного
литогенеза.
Перенос осадочных компонентов в экзосферах, его движущие силы, способы и масштабы. Взрывной,
вулканический, гравитационно-склоновый, эоловый, водный, биологический и техногенный способы переноса. Их количественная
оценка. Размер переносимых зерен и глыб. Дальность переноса. Влияние размера, формы и веса (массы) на транспортабельность
материала. Формы, способы и массы переноса реками основных компонентов осадков. Формула Эри. Формулы стока. Понятие
о гидравлической крупности. Перенос в водоемах. Волнение и течения. Глубоководные течения. Контуриты, Глобальные,
региональные и локальные морские течения. Гравитационные потоки и турбидные (мутевые) течения. Апвеллинги и даунвеллинги
и другие формы вертикальной циркуляции. Ледовый разнос на суше и в водоемах. Влияние форм и способов переноса
на осадконакопление. Диагностика их в древних отложениях.
Накопление (седиментация) - основная стадия литогенеза. Связь накопления с переносом вещества.
Их отличия. Многообразие форм и способов накопления - причина разнообразия генетических типов осадков и отложений.
Понятия об осадочных дифференциациях и интеграциях вещества в путях миграции и при накоплении. Схемы механической
и химической дифференциации по Л.В.Пустовалову и Н.М.Страхову. Дифференциация материала по размеру, форме, масс
и химическому составу. Влияние растворимости, поливалентности и биофильности на дифференциацию вещества. Биогенная
дифференциация. Ряды подвижности элементов и соединений. Схемы дифференциации гумидного, аридного и гидротермо-осадочного
типов седиментогенеза. Теоретическое и практическое значение осадочной дифференциации и ее выражение в составе
и структуре осадков. Осадочная интеграция и ее выражение в составе и структуре осадков. Интеграция химическая
и механическая и обезличение вещества. Значение изотопного анализа для выяснения источников вещества. Диалектика
взаимосвязи дифференциации и интеграции. Химическая концентрация и рассеяние вещества и влияние на рудогенез.
Пассивные формы накопления. Перлювий эоловый и водный.
Понятие о сингенезе по Л.Б.Рухину и его отношение к выветриванию и диагенезу. Движущие силы,
процессы и основные продукты.
Гальмиролиз. Образование глауконита, шамозита, железных и железо-марганцевых конкреций, фосфоритов.
глинизация вулканических пеплов. Происхождение цеолитов, красных океанических глин, панцирей в морях (твердого
дна) и на суше. Термодинамика сингенеза.
Диагенез по Н.М.Страхову: определения, границы, длительность и толщина (мощность) зоны диагенеза,
его термодинамические, химические и биологические условия. Основные процессы и литологические результаты. Роль
и причины деградационных процессов и их систематика. Синтез новых минералов, аградация и образование пород. Перераспределение
вещества и его причины (движущие силы). Химическая дифференциация вещества. Образование конкреций, их состав и
зависимость от вмещающего осадка. Цементация. Движущие силы диагенеза в целом и признаки его завершения. Диагенетические
минералы. Теоретическое и практическое значение диагенеза. Диагенез в разных климатических и тектонических условиях.
Эволюция диагенеза Земли.
Катагенез: определение, движущие силы, границы, длительность, толщина (мощность) зоны катагенеза,
основные процессы и продукты. Термодинамические и гидрогеологические условия. Подразделение катагенеза в литологии
и нефтяно геологии. Ранний (начальный) катагенез: его границы, термодинамические и гидрогеологические условия,
движущие силы, основные процессы и продукты. Новые минералы и трансформация первичных компонентов. Сходство с
выветриванием. Преобразование темноцветных минералов, вулканического стекла и вулканокластов, а также полевых
шпатов. Повышение минерализации подземных вод и начало илизионного процесса. Магнезиальный, кремневый и сульфатный
метасоматоз, образование вторичных доломитов и серных гнезд и жил. Образование конкреций. Углефикация торфов,
образование бурых и каменных длиннопламенных и газовых углей. Цементация.
Поздний (глубинный) катагенез: его границы, условия, движущие силы, длительность, основные и
частные процессы и результаты. Минеральные и структурные преобразования, образование мраморов и аргиллитов. Главная
фаза нефтеобразования (ГФН) и главная зона нефтеобразования (ГЗН), главные фазы и зоны газообразования (ГФГ и
ГЗГ), образование основных типов каменных углей, включая коксовые. Шкала преобразования витринита, основанная
на линейном увеличении его отражательной способности в связи с нарастанием углефикации. Преобразование силицитов,
песчаников, солей. Илизионные процессы. Образование трещин, гидроразрывы и их залечивание. Эвакуация микронефти
и газа из материнских пород и образование их залежей. Теоретическое и практическое значение катагенеза и его продуктов.
Примеры катагенетически измененных пород.
Метагенез: определение, границы, термодинамические и гидрогеологические условия, глубины, движущие
силы, основные процессы и результаты. Минералогические, структурные и текстурные преобразования и новообразования.
Перекристаллизация карбонатолитов и аргиллитов, образование яснокристаллических мраморов, глинистых сланцев, апосилицитовых
микрокварцитов и кварцитовидных песчаников. Стилолиты в кварцевых песчаниках, массовая регенерация кварца и других
кристаллокластов. Направленная коррозия и кристаллизация, рекристаллизационная грануляция кварца и бластез. Антрациты.
Граница с метаморфизмом. Геологическое значение метагенеза. Стадиальный анализ и история породы (ее онтогенез).
Работы О.В.Япаскурта.
1.4. Минеральный состав экзолитов. Особенности минералов осадочных пород, градации их кристалличности
и химический состав. Система минералов экзолитов. Породообразующие главные, малые и минипородные. Акцессорные
минералы. Кристаллокласты, литокласты, витрокласты и биокласты. Научное и практическое значение минералов экзолитов
и их эволюция на Земле.
Компонентный состав. Понятие компонентов и их генетическая классификация. Относительная роль
типов компонентов в составе экзолитов. Аутигенные (автогенные, или автохтонные, и аллогенные (аллохтонные), космические,
природные и искусственные компоненты. Вулканические и ударно-земные компоненты: пирокласты, экзокласты, ювенильные
и ремобилизованные (резургентные) твердые, жидкие и газовые компоненты. Вулкано-осадочные формации и вулканические
провинции. Палеогеографическая и стратиграфическая роль вулканокомпонентов и их эволюция.
Терригеные компоненты: состав, количество, роль в строении пород и формаций, способы мобилизации,
переноса и накопления. Реликтовые, новообразованные гипергеные, биогенные и техногенные террикомпоненты. Химичекая
зрелость терригенного материала и ее генетическое значение. Стратиграфические терригенно-минералогические комплексы
(СТМК), питающие провинции (ПП), петрофонд и терригенно-минералогические провинции (ТМП). Климатические и тектонические
циклы ТМК. Геоэволюция, практическое и теоретическое значение ТМК.
Эдафогенный материал осадков и пород: состав, формы, признаки, количество. Масштабы перемыва,
переотложения и конденсирования осадков на дне водоемов. Палимпсестовые отложения. Роль в формировании полезных
ископаемых.
Биогенные компоненты: терригенные и мариногенные, планктоно-, нектоно- и бентогенные, их роль
в породообразовании и эволюция. Геохимическая роль живого и органического вещества. Значение для стратиграфии
и палеогеографии. Полезные ископаемые.
Седиментохемогенные (или седихемогенные) компоненты: минеральные и генетические типы, количество,
роль в породообразовании, эволюция, практическое и теоретическое значение. Разделение с сингенетическими компонентами.
Аутигенно-минералогические провинции (АМП) или геохимические фации (ГХМ) Л.В.Пустовалова и Г.И.Теодоровича.
Диагенетические компоненты: минералы, формы, масштабы проявления. Конкреции и цемент. Ката- и
метагенетические компоненты: минералы, формы и масштабы проявления, отличия от седи- и диагенетических компонентов.
Техногенные компоненты.
1.5. Строение осадочных пород. Структуры, текстуры и укладка (упаковка), их определения и значение.
Классификация структур по размеру, форме и взаимотношению зерен. Главный разделительный размер между фанеро- и
криптомерными породами. Грубо-, крупно-, мелко- (или средне) и тонкообломочные, конформно- и некомфорнозернистые
структуры. Биоморфные, сфероагрегатные, обломочные первичные и грано-, лепидо-, фибробластовые и механоконформные
вторичные структуры. Структурный каркас пород, заполнитель (основная масса или матрикс) и цемент. Типы цементов.
Структурный анализ.
Текстуры, их классификации, петрографическое и генетическое значение. Текстуры внутренние и поверхностей
слоев, текстуры наслоения и наложенные диа-, ката- и метагенетические. Неслоистые и слоистые текстуры. Типы косой
слоистости. Биогенные, оползневые, гляциальные, метасоматические, фунтиковые, сланцеватые и стилолитовые структуры.
Типы ряби, ее индекс и палеогеографическое значение. Следы животных, трещины усыхания, морозные клинья, корни
растений, отпечатки кристаллов, следы падения, волочения, слепки борозд размыва, знаки внедрения и оползания и
другие текстурные знаки кровли и подошвы пластов. Текстурный анализ, генетическое и практическое значение текстур.
Укладка пород и ее влияние на прочность и коллекторские свойства. Генетическое значение. Поритсость,
ее типы и величина и изменение на глубинах земной коры. Проницаемость.
Строение толщ: перерывы седиментации, их типы, диагностика и геологическое значение. Понятие
об элементарных циклитах и их типах.
1.6. Включения: определение, классификация, морфологические, минералогические и генетические
типы, связь с вмещающими породами, стадии образования и геологическое значение. Конкреции, их строение, генезис,
типы и значение. Конкреционый анализ. Секреции и другие заполнения пустот, псевдоморфозы, геологическое использование.
1.7. Методы изучения: литологические, геологические, геохимические, палеоэкологические, геофизические,
экспериментальные; полевые и лабораторные; сбор объективных данных (морфологический анализ) и их генетическое
и другое ретроспективное истолкование. Метод актуализма и сравнительно-литологический подход и метод.
2. Осадочные породы.
2.1. Классификации осадочных пород, или экзолитов. Принципы и типы класификаций. Классификации
морфологические и генетические. Схемы классификаций М.С.Швецова, Г.И.Теодоровича, Л.Б.Рухина, Н.В.Логвиненко,
Р.Фолка, Ф.Дж.Петтиджона, В.Т.Фролова, В.Н.Шванова, Ю.П.Казанского и др. Номенклатура. Классификации смешанных
пород. Генетические типы и их классификации. Иерархия геологических объектов. Осадки, породы, отложения, формации.
2.2. Определения, классификации, история и методы изучения, строение (структуры. текстуры), химический
и минеральный составы, петротипы, литотипы, геология, происхождение (источники вещества, способы и условия образования),
преобразование, теоретическое и практическое использование и эволюция в истории Земли аквалитов, силицитов, аллитов,ферритолитов,
манганолитов, карбанолитов, эвапоритов (солей), фосфоритов, каустобиолитов, пелитолитов (глиняных пород) и кластолитов.
Краткая характеристика малых пород и минипород (конкреций, выполнений пород, жил и др. включений).
3. Общие закономерности размещения экзолитов.
3.1. Строение осадочных толщ. Циклы и циклиты, цикличность и циклитовость, их классификации,
генетические типы, иерархия, строение, методы изучения, теоретическое и практическое значение. Ритмы. Циклический
(циклитовый) анализ.
3.2. Геологические формации. Петрогафическое (литологическое) и генетическое понимание геоформаций.
Конкретная и абстрактная формации, формационная единица и формационный тип. Определения формаций. Классификации
формаций. Флиш, моласса, шлир, рифовые, шельфовые, платформенные,орогенические, океанические, вулканические и
другие формации. Выделение формационной единицы. Формационный анализ, его стадии и процедура. Бассейновый анализ.
Теоретическое и практическое значение формаций, их связь с полезными ископаемыми и эволюция.
3.3. Генетический и фациально-палеогеографический анализы. Литогенетическое изучение осадочных
толщ. Соотношение литотипов и генотипов слоев и отложений. Диагностические признаки и генетическая интерпретация.
Учет неполноты геологической летописи. Комплексность генетического анализа. Генотипы континентальных и морских
отложений, их классификации Н.И.Николаевым, Е.В.Шанцером и В.Т.Фроловым.
Фации и фациальный анализ. Понимание фаций А.Гресли, Д.В. Наливкиным, В.И.Поповым, Н.С.Шатским,
Г.П.Леоновым, Г.Ф.Крашенинниковым, П.П.Тимофеевым, В.Т.Фроловым и др. Фации в относительном смысле и генетические
фации. Цели и задачи фациального анализа и его процедура. Фациальные профили и карты. Палеогеографическое истолкование
фациальных карт. Палеогеографические карты, их типы и нагрузка. Теоретическое и практическое значение палеогеографических
исследований. Отношение их к бассейновому анализу. Соотношение с формационным анализом.
3.4. Разработка общей теории литогенеза. Работы Л.В.Пустовалова, Н.М.Страхова и др. Актуалистическая
и геоисторическая основы теории. Работы А.П.Лисицина и общий учет баланса вещества и циклы его преобразования.
Движущие факторы литогенеза. Космос, жизнь, климат, тектоника, вулканизм и техногенез как факторы литогенеза.
Эволюция литогенеза Земли и отдельных седиментационных бассейнов и геоструктур. Непрерывность, пульсационность,
перерывы седиментогенеза. Эволюция выветривания и седиментации, соотношение вулканической и экзогенной, механической
и химической, биологической и техногенной седиментации. Геоисторическая роль экзолитов.
3.5. Осадочные полезные ископаемые, их классификации, масштабы, размещение и происхождение. Использование
осадочных пород в сельском хозяйстве, в инженерных сооружениях и в решении проблем охраны природы. Геологические
прогнозы.
Вверх
Лабораторные занятия.
1. Овладение методами макроскопического и микроскопического (в шлифах) изучения и описания всех
типов экзолитов, особенно силицитов, карбонатолитов, эвапоритов, фосфоритов, глин и кластолитов, а также аллитов
(бокситов), железных и марганцевых руд и каустобиолитов. Отработка навыков научного документирования изучения:
упорядоченного (анкетного) описания и правильного выполнения рисунков и схем. Помимо выработки и закрепления профессионального
умения - заложение основ полного, системного знания осадочных пород, дающего уверенность при их диагностике.
2. Овладение возможно большим числом методов изучения экзолитов: помимо основных (макроскопического
и микроскопического) - гранулометрическими, бинокулярными, иммерсионными, химическими, рентгеноструктурными, электронно-микроскопическими
и термическими анализами и современными методами обработки и представления их данных и результатов.
3. Изучение конкреций и др. включений, текстур элювиальных, механогенных, хемогенных и биогенных
образований: слоистости разных типов, неслоистых первичных и вторичных текстур, знаков на кровле и подошве пластов,
псевдоморфоз и знаков деформации. Изучение элементарных циклитов: флиша, периодитовых и др. циклических отложений.
4. Приобретение опыта сравнительного изучения, анализа двух и большего числа природных осадочных
образований. Написание макета научной статьи по ним. В значительной мере это выполняется как индивидуальная работа,
вне лаборатории.
5. Программа индивидуальных и домашних работ включает оформление лабораторных описаний, доработку
контрольных работ, составление графиков и текста - обобщения, генетические выводы, написание статей и очерков,
работу с определителями, работу над курсовыми и дипломными проектами, подготовку докладов, составление программ
для компьютеров и использование последних в литологических целях.
Вверх
Литература.
Основная:
- Казанский Ю.П., Ван А.В., Кашик С.А. Осадочные породы. Новосибирск, Наука, 1994.
- Крашенинников Г.Ф., Волкова А.Н., Иванова Н.В. Учение о фациях с основами литологии. М., МГУ, 1988.
- Логвиненко Н.В., Орлова Л.В. Образование и изменение осадочных пород. Л., Недра, 1987.
- Логвинеко Н.В., Сергеева Э.И. Методы определения осадочных пород. Л., Недра, 1986.
- Наумов В.А. Оптические определения компонентов осадочных пород. М., Недра, 1981.
- Петтиджон Ф.Дж. Осадочные породы. М., Недра, 1981.
- Рухин Л.Б. Основы литологии. Л., Недра, 1969.
- Справочник по литологии. М., Недра, 1983.
- Фролов В.Т. Руководство к лабораторным занятиям по петрографии осадочных пород. М., МГУ, 1964.
- Фролов В.Т. Литология. М., МГУ. Кн.1 - 1992, кн.2-1993, кн.3- 1995.
- Шванов В.Н. Петрография песчаных пород. Л., Недра, 1987.
- Швецов М.С. Петрография осадочных пород. М., Госгеолтехиздат, 1958.
- Япаскурт О.В. Стадиальный анализ литогенеза. М., МГУ,1995.
Дополнительная:
- Гриффитс Дж. Научные методы исследования осадочных пород. М., Мир, 1971.
- Крашенинников Г.Ф. Учение о фациях. М., Высшая школа, 1971.
- Лидер М.Р. Седиментология. М., Мир, 1986.
- Лисицин А.П. Процессы океанской седиментации. М., Наука, 1978.
- Логвиненко Н.В. Петрография осадочных пород. М., Высшая школа, 1984.
- Преображенский А.И., Саркисян С.Г. Минералы осадочных пород. М., Гостоптехиздат, 1954.
- Рединг Х. и др. Обстановки осадконакопления. Т.1,2. М., Мир, 1990.
- Страхов Н.М. Типы литогенеза и их эволюция в истории Земли. М., Госгеолтехиздат, 1963.
- Фролов В.Т. Опыт и методика комплексных литолого-стратиграфических и палеогеографических исследований. М.,
МГУ, 1965.
Назад | Вверх | Содержание
курса | Лабораторные занятия | Литература
|
![](/pic/blink.gif) |