Методология геологических наук реферат

Обновлено: 02.07.2024

Острую необходимость внедрения математических методов в практику геологоразведочных работ испытывают производственные геологические организации в связи с возросшими требованиями промышленности к конкретности и достоверности геологоразведочных данных. Так, в соответствии с действующими положениями количественные оценки прогнозных ресурсов полезных ископаемых должны быть обоснованы уже по данным геологических съемок с уточнениями цифр прогнозных ресурсов, а затем запасов, на каждой из последующих стадий геологоразведочных работ.

Файлы: 1 файл

МММ.docx

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Работу выполнил студент:

III-НТФ-7, Сёмин А.С.

Необходимость применять математические методы обработки, анализа и обобщения данных все острее ощущается не только при прогнозировании, поисках, разведках и оценках месторождений полезных ископаемых, но и вообще при проведении любых геологических исследований.

Так, например, палеонтологические, стратиграфические, структурно-геологические, литологические, петрографические, минералогические, геохимические, геоморфологические и другие геологические исследования, которые в недавнем прошлом ограничивались чисто описательными приемами, требуют в настоящее время использования меры и числа.

Ежегодно в геологических организациях страны накапливается колоссальный эмпирический материал – миллионы количественных определений химического состава различных минералов и их агрегатов, химического и минерального составов горных пород и полезных ископаемых, их физических, горно-технологических и других свойств, требующих применения компьютеров для обработки и обобщений с целью более полного извлечения содержащейся в них полезной информации.

Резкое увеличение количественной информации, получаемой в процессе геологической съемки, поисков и разведки полезных ископаемых, вызвало необходимость разработки принципиально новых способов ее хранения, поиска, обработки и анализа с помощью ЭВМ.

Многообразие геологических объектов и методов их изучения приводит к тому, что результатом геологических исследований является весьма разнородная по характеру информация – словесная (описательная), графическая (картографическая), цифровая.

Недоступность геологических объектов для непосредственного наблюдения служит причиной того, что геология, как теоретическая дисциплина, развивалась в условиях практически полного отсутствия экспериментальных данных и на протяжении многих лет считалась чисто описательной наукой.

Весьма распространенной формой обобщения знаний о свойствах геологических объектов являются классификации и группировки. Однако в основу большинства из них положены качественные признаки, причем набор этих признаков и количество групп в классификациях неодинаковы. Например, для разделения изверженных пород по минеральному и химическому составам используется, как минимум, пять различных классификаций, предложенных О. Мишель-Леви, Г. Розенбушем, Ф.Ю. Левинсоном-Лессингом, П. Ниггли и А.Н. Заварицким.

Неоднозначно определенные геологические понятия берутся за основу условных обозначений при составлении графических геологических документов – зарисовок, разрезов, планов, карт. В результате этого картографическая геологическая информация также является неоднозначной, и нередко геологические карты, составленные в одном и том же масштабе на одну и ту же территорию, но в разные годы и различными исследователями, существенно отличаются друг от друга.

Количественная (цифровая) геологическая информация, объем которой резко возрос в последние годы, также имеет некоторые специфические особенности. Ввиду выборочного метода изучения и сложности геологических объектов она отражает их свойства не полностью, а из-за технических погрешностей измерения – не всегда достаточно точно.

Определенная неоднозначность возникает также за счет того, что некоторые свойства геологических объектов иногда могут быть выражены различными числовыми характеристиками. Так, например, изучение степени окатанности песчаных зерен и галек позволяет судить о характере их транспортировки и расстояниях до источника сноса. Однако в качестве оценки степени окатанности могут быть использованы следующие величины: частное от деления радиуса кривизны самого острого конца песчинки или гальки на ее средний радиус; отношение среднего радиуса максимальных окружностей, описывающих вершины всех углов границы в ее проекции на плоскости, к радиусу наибольшего круга, вписанного в эту проекцию; и т.д.

При изучении полезных ископаемых могут анализироваться валовые содержания химических элементов, содержания их оксидов, сульфидов или других химических соединений, содержания минералов-носителей полезных компонентов или другие количественные показатели качества руд. Для большинства рудных месторождений чаще всего используются содержания химических элементов, для россыпных месторождений – содержания полезных минералов, а для некоторых месторождений – содержания различных соединений металлов, обладающих резко контрастными технологическими свойствами. Так, при переработке оловянных руд значительно легче извлекаются в концентраты оксиды олова по сравнению с сульфидами, в металлургических процессах железных руд силикаты железа не выплавляются, а уходят в шлаки и т.д., поэтому для выбора наиболее подходящего вида числовых измерений прежде всего следует установить, какая из возможных количественных характеристик наиболее полно выражает изменения интересующего нас свойства.

Недоступность геологических образований и процессов для непосредственного наблюдения обусловила широкое распространение в практике геологических исследований выборочных методов изучения с помощью естественных и искусственных обнажений, в пределах которых отбираются образцы и пробы для различных исследований и анализов. Локальные площади наблюдений и отбираемые пробы несопоставимо малы, по сравнению с площадями и объемами недр, на которые распространяются наблюденные данные. В связи с этим возникают проблемы пространственного размещения пунктов локальных наблюдений, систематизации выборочных данных и их распространения на прилегающие объемы недр.

О свойствах всей геологической совокупности геолог судит по какой-то ее части, доступной для наблюдения и опробования, которую М. Розенфельд предложил назвать опробуемой совокупностью. Степень соответствия свойств опробуемой совокупности и изучаемой геологической совокупности зависит от расположения, густоты и общего количества точек наблюдений, а также от размеров, ориентировки, формы, объема отбираемых проб или способа измерения данного свойства.

Выделяют три основные системы расположения точек наблюдения: равномерное, случайное и многостадийное опробование.

Наибольшее распространение имеет равномерное опробование, при котором точки наблюдений в плоскости изучаемого объекта распределяются по правильной геометрической сети. Такое опробование позволяет с одинаковой детальностью изучить все части изучаемого объекта, поэтому оно является основным при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых.

Случайное опробование обычно применяется в тех случаях, когда исследователя не интересуют закономерности изменения изучаемого свойства в пространстве или достоверно известно, что таких закономерностей нет, а также тогда, когда невозможно или затруднительно создать сеть равномерных наблюдений. Так, например, при геологическом картировании в гористой местности пробы берутся преимущественно из естественных обнажений, размещение которых в пределах изучаемой площади близко к случайному. Случайный способ рекомендуется также при отборе проб для контрольных анализов.

Многостадийное опробование применяется для изучения свойств сложных геологических объектов на разных масштабных уровнях их строения. Для этого объект разделяется на участки, соответствующие элементам его неоднородности, в которых, в свою очередь, выделяются более мелкие элементы неоднородности и т.д. В пределах каждого участка опробуется только определенная часть элементарных участков более высокого порядка. За счет этого общее количество наблюдений при многостадийном опробовании существенно сокращается по сравнению с равномерным. Многостадийное опробование применяется при составлении ландшафтных карт. Сначала по результатам дешифрирования снимков из космоса масштабов 1:500000–1:200000 производится районирование территории по типам ландшафтов, затем в пределах каждого из этих типов выделяются ландшафты водоразделов, склонов, речных долин и т. п.

Для определения границ элементарных ландшафтов используются аэрофотоснимки масштаба 1:50000, а их основные характеристики – состав и мощность рыхлых отложений, тип почвы и растительности – оцениваются путем изучения так называемых ключевых участков, то есть относительно небольших по площади участков, где проявлены все особенности данного ландшафта.

Каждой геологической совокупности может быть поставлен в соответствие набор числовых характеристик, полученных в результате измерения или анализа каких-либо свойств геологических объектов. Такие наборы числовых характеристик называются выборочными (статистическими) совокупностями.

Для правильного решения поставленных геологических задач принципиальное значение имеет однозначное и четкое определение соотношений геологической и выборочной совокупностей.

Для определения конкретной геологической совокупности необходимо, прежде всего, установить ее элементарные составляющие (то есть изучаемые объекты), границы и виды последующих числовых измерений.

Объекты (элементарные составляющие) и границы геологических совокупностей устанавливаются геологом в зависимости от целей и задач исследований. По мнению У. Крамбейна [6], элементарные составляющие геологических совокупностей можно разделить на две большие группы: образованные первичными индивидами (объектами) или наборами исходных объектов.

К совокупностям, образованным первичными индивидами (объектами), относятся совокупности ископаемых организмов, минералов в шлихах или шлифах и др. По каждому из таких объектов измеряется одно свойство, несколько свойств или оцениваются средние значения свойств в группировках изучаемых объектов. К совокупностям, образованным наборами исходных объектов, относятся совокупности образцов или проб, по которым определяют физико-химические свойства, их гранулометрический состав, содержания полезных или вредных компонентов и др. В таких наборах свойства каждого исходного объекта не измеряются, а оцениваются средние значения тех или иных свойств в объемах проб или образцов. Отличительной особенностью этой группы совокупностей является зависимость числовых характеристик свойств от размеров и объемов проб.

Использование математических методов в геологических исследованиях обеспечивает воспроизводимость результатов, позволяет максимально унифицировать форму представления материала и производить его обработку сообразно системе строгих, логически непротиворечивых правил.

Введение.
1.Донаучный этап развития геологических знаний.
2.Научный этап развития геологии.
3.Методология геологических наук.
3.1.Обьект и предмет геологии, их изменение в ходе развития науки.
3.2.Общие закономерности развития геологических наук.
Заключение.
Список литературы.

Файлы: 1 файл

Реферат.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФФЕСИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И НЕФТЕГАЗОДОБЫЧИ

Кафедра геологии месторождений нефти и газа

1.Донаучный этап развития геологических знаний.

2.Научный этап развития геологии.

3.Методология геологических наук.

3.1.Обьект и предмет геологии, их изменение в ходе развития науки.

3.2.Общие закономерности развития геологических наук.

Геология – наука о происхождении, строении и истории развития Земли. Изучая горные породы, слагающие земную кору, а также происходящие в ней процессы, геологи всегда стремились использовать свои знания для поиска полезных ископаемых, скрытых в недрах Земли.

Значение геологической науки для хозяйственной деятельности человека неуклонно возрастало по мере вовлечения в эту деятельность все новых и новых видов полезных ископаемых – от угля до урановой руды и редких элементов, – пока их спектр практически не охватил всю таблицу Менделеева. В двадцатом столетии к этой традиционной прикладной функции геологии добавилась новая: без серьезного геологического обоснования стало невозможным проектирование и строительство крупных инженерных сооружений – гидроэлектростанций, атомных электростанций, каналов и т.п. Позднее определилась еще одна важная роль геологии: предупреждение о проявлении и учет возможных последствий природных катастрофических явлений – землетрясений, вулканических извержений, оползней и т.д. Когда сравнительно недавно человечество осознало необходимость сохранения окружающей природной среды и оценки направленности (так называемого мониторинга) ее естественного изменения, наука об окружающей среде – экология заняла видное место среди других наук, а в ее составе оформился раздел, относящийся к геологической компоненте этой среды, – геоэкология или экогеология. Нетрудно предвидеть, что это направление геологических исследований будет быстро развиваться в следующем столетии.

Тема реферата актуальна, поскольку потребность в полезных ископаемых, их наборе и количестве быстро росла с развитием производства, и не удивительно, что история геологических знаний тесно переплетается с историей человеческого общества.

1.Донаучный этап развития геологических знаний (с древности до середины XVIII века)

Уже на первых этапах развития человеческого общества древние люди начали использовать горные породы и минералы, сначала – в каменном веке – для изготовления примитивных каменных орудий, позднее – в течение бронзового и железного веков – для выплавки Au, Ag, Cu, Sn, Fe. Использование природных богатств сопровождалось и первыми попытками их изучения, о которых упоминается в древнейших клинописных памятниках Месопотамии, а также Египта (III-II тыс. до н.э.). В Китае сохранились рукописи VII-IV веков до н.э., в которых даны первые описания минералов и горных пород и приводятся сведения об их твердости, цвете, блеске, прозрачности. С другой стороны, издавна привлекали и поражали людей различные геологические явления, особенно землетрясения и извержения вулканов. Естественно, ученые уже в древности стремились к познанию строения Земли. В эпоху расцвета Древней Греции многие философы и ученые (Фалес, Гераклит, Аристотель, Анаксимандр и др.) высказывали различные гипотезы о происхождении и строении Земли, о преобразованиях земной поверхности, о различных геологических явлениях.

Интересные высказывания о многих геологических процессах оставил греческий философ Аристотель (384-322 гг. до н.э.). Вслед за Гераклитом он признавал, что мир существует вечно, но на поверхности Земли непрерывно происходят различные изменения, обусловленные периодическими затоплениями суши морем. Причину этого Аристотель объяснял циклическими колебаниями климата.

В средние века геологическая наука, как, впрочем, и все науки, развивалась слабо. В эту эпоху безраздельно господствовала церковь со своими догмами о сотворении мира и его неизменности, преследовавшая все иные воззрения на происхождение и развитие Земли. В эти мрачные времена наука успешнее всего развивалась в Азии, на арабском Востоке. Например, в Средней Азии в связи с необходимостью добычи металлов, в эпоху феодализма довольно высокого развития достигла минералогия. В этом отношении нельзя не упомянуть таджикского врача и философа Абу Али ибн-Сина (Авиценна, 980-1037) и ученого из Хорезма Абу Рейхан аль-Бируни (973-1048), в трактатах которых подробно описаны минералы, известные в то время, а также затрагиваются общегеологические вопросы.

С началом эпохи Возрождения резко усилился интерес к научному познанию нашей планеты. Среди ученых XV-XVII веков, занимавшихся вопросами геологии, следует отметить Леонардо да Винчи, Георга Бауэра (Агрикола) и др. В их сочинениях резкой критике были подвергнуты религиозные воззрения на природу окаменелостей, встречаемых в земных пластах, которые считали в средние века "игрой природы", "порождением звезд". Леонардо да Винчи (1452-1519) правильно понимал природу окаменелостей как остатков, некогда живших в море разнообразных животных, высказывал мысль о постепенном и длительном развитии Земли и многократной смене физико-географических условий на ее поверхности.

Немецкий врач, металлург и минералог Георг Бауэр (Агрикола, 1494-1555) оставил интересные наблюдения над рудными жилами и труды по технике горного дела.

Крупным научным достижением эпохи Возрождения было открытие польского астронома Николая Коперника (1473-1543), доказавшего гелиоцентрическое строение Солнечной системы. Он в своем труде "Об обращении небесных сфер" доказал вращение Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца.

В XVIII веке немало было ученых, пытавшихся примирить достижения науки с религиозными догмами. Широко, например, были распространены идеи сторонников делювиальной гипотезы (лат. diluvium – потоп, наводнение), рассматривавшей окаменелости и рельеф земной поверхности как остатки всемирного потопа. Подобные же стремления мы находим у великого математика и философа Г.В.Лейбница (1646-1716), который в своем геологическом труде укладывал образование Земли в шесть библейских дней.

Основатель школы нептунистов (Нептун – римский бог моря) профессор Фрайбергской горной академии в Саксонии А.Г. Вернер (1750-1817) считал, что Землю некогда полностью покрывал Мировой океан. Из его вод последовательно отлагались различные виды пород, в том числе и так называемые "первичные породы" (гранит, сиенит, гнейсы). Это учение сыграно положительную роль в изучении осадочных пород и условий осадконакопления. В остальном же оно служило тормозом для развития геологической науки, так как полностью отрицало значение внутренних сил в развитии Земли.

Более прогрессивным, хотя также односторонним, было учение плутонистов (Плутон – греческий бог подземного царства), возникшее в конце XVIII века. Выразителем идей плутонистов был шотландский геолог Дж. Геттон (1726-1797). В своем труде "Теория Земли" он признавал вертикальные движения земной коры, причину которых видел в "подземном жаре" Земли. Этим же "жаром" он объяснял существование вулканов, происхождение жил, образование магматических пород. Недостатком этой концепции было игнорирование осадочных образований.

Но задолго до Геттона подобные же мысли о влиянии "подземного жара" на развитие земной поверхности высказывал гениальный русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов (1711-1765). В замечательном трактате "О слоях земных" (1763) он говорит об изменчивости природы, о ее развитии и критикует тех, кто в разнообразии природных явлений видел божественное начало. В его работе рассматриваются самые различные вопросы геологии: причины образования гор и вулканов, происхождение слоистых горных пород, связанное с осаждением из водных бассейнов, происхождение рудных жил, угля, нефти и др. М.В. Ломоносов писал: ". напрасно многие думают, что все как видим, с начала творцом создано; будто не токмо горы, долы и воды, но и разные роды минералов произошли вместе со всем светом; и потому де не надобно исследовать причин, для чего они внутренними свойствами и положением мест разнятся. Таковые рассуждения весьма вредны приращению всех наук, следовательно, и натуральному знанию шара земного, а особливо искусству рудного дела".

Кроме подземного жара М.В. Ломоносов признавал влияние на формирование земной поверхности и внешних факторов (ветра, рек, волн). Силы, меняющие лик Земли, он разделял на внутренние и внешние: "Внешние действия суть сильные ветры, дожди, течение рек, волны морские, льды, пожары в лесах, потопы; внутреннее одно землетрясение". Признанием синтеза внешних и внутренних сил в их влиянии на развитие Земли М.В. Ломоносов намного опередил свою эпоху, в течение которой на Западе происходила борьба между нептунистами и плутонистами.

Весьма прогрессивным у Ломоносова является часто применявшийся им метод объяснения некоторых явлений геологического прошлого путем сравнения их с современными геологическими процессами, в котором можно видеть зачатки чрезвычайно плодотворного для геологии метода актуализма.

2. Научный этап развития геологии (с начала XIX века)

Крупный шаг в развитии геологии был сделан в начале XIX века английским землемером Вильямом Смитом (1769-1839), обратившим внимание при прокладке каналов на различие в органических остатках, встреченных в разных пластах. В.Смит впервые установил возможность определения возраста, а значит и последовательности отложения пластов на основании заключенных в них ископаемых. Он первый заложил основы расчленения и корреляции отложений по палеонтологическим остаткам.

В первой половине XIX века повсеместно начались тщательные и кропотливые работы по систематическому изучению остатков вымерших организмов. Для более дробного расчленения осадочных толщ в целях классификации и выработки общей для всей Земли геохронологической шкалы с 1822 по 1841 гг. были установлены основные подразделения осадочных образований, вошедшие впоследствии в геохронологическую шкалу земной коры.

Работы В. Смита развил и продолжил французский ученый Жорж Кювье (1769-1832), который признан основоположником новой науки палеонтологии. Палеонтология оказывает огромное влияние на последующее развитие исторической геологии. Будучи сторонником теории неизменяемости видов, Ж. Кювье объяснял различия в составе комплексов ископаемых, встреченных в различных пластах, всеобщим вымиранием организмов в результате внезапных геологических катастроф, после чего появлялись новые формы. Эта теория, получившая название катастрофизма, поддерживалась многими видными геологами, объяснявшими все изменения на поверхности Земли катастрофическими событиями. Катастрофизм легко уживался с религией и был по существу реакционным идеалистическим учением. Ф.Энгельс так писал об этом в своем труде "Диалектика природы": "Теория Кювье. была революционна на словах и реакционная на деле. На место одного акта божественного творения она ставила целый ряд повторных актов творения и делала из чуда существенный рычаг изменения природы".

Решительный удар по катастрофизму был нанесен английским геологом Чарльзом Ляйелем (1797-1875). В книге "Основы геологии" (1833) Ляйель доказал, что изменения земной поверхности могут происходить в результате деятельности самых обычных геологических факторов (ветра, дождя, морского прибоя, льда), без всяких катастрофических явлений. При колоссальной длительности геологического времени эти факторы могут произвести огромные изменения на земной поверхности. Ф.Энгельс считал, что Ч. Ляйель "внес здравый смысл в геологию, заменив внезапные, вызванные капризом творца революции постепенным действием медленного преобразования Земли" (там же).

Эволюционные идеи окончательно упрочились в геологии с появлением в 1859 году гениального труда Чарльза Дарвина (1809-1862) "Происхождение видов". Признание эволюционного развития органического мира повысило интерес к изучению палеонтологических остатков, представляющих собой богатый материал для подтверждения дарвиновской теории эволюции.

Палеонтология из чисто описательной науки, какой она была в первой половине XIX века, превратилась в науку, вскрывающую родственные связи между ранее существовавшими организмами и основные закономерности их развития. В 70-х годах XIX века появились блестящие работы русского ученого В.О. Ковалевского (1842-1883) – основоположника эволюционного направления в палеонтологии. Он не только установил связи между отдельными видами организмов в процессе их развития (на примере позвоночных), но и показал причины, вызывающие изменения во внешнем облике животных, в частности, роль среды.

Успехи палеонтологии способствовали созданию стройной картины развития органического мира Земли и восстановлению палеогеографических условий прошлых эпох. Все это привело к возникновению в начале ХХ века нового направления в геологии – палеогеографии. Конец XIX – начало ХХ века ознаменовались бурным ростом геологии и выделением из нее многих новых самостоятельных дисциплин – петрографии, литологии, минералогии, гидрогеологии, геохимии и других. Большую роль в развитии различных отраслей геологических наук играли успехи физики и химии, на основе которых происходило совершенствование методов изучения минералов и горных пород, свойств глубоких недр Земли и других геологических исследований.

После смерти М.В. Ломоносова в России шло интенсивное накопление фактического материала по геологическому строению земной коры. Совершались многочисленные экспедиции в различные районы страны, носившие рекогносцировочный характер. Эти экспедиции в значительной степени стимулировались неуклонным ростом горной промышленности в России.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Реферат по дисциплине:

Жданюк Александр Владимирович

Геология как наука с. 3

История развития геологии с. 5

Объект и предмет геологии, их изменение в ходе развития науки с. 7

Заключение с. 11

Список литературы с. 12

Геология как наука возникла сравнительно недавно в результате больших обобщений, но корни ее теряются в глубокой древности. Люди начали изучать Землю на первых этапах своего существования. Это изучение вызывалось необходимостью, так как Земля в конечном счете является той материальной базой, на которой развивается общественное производство. Развитие материальной культуры, рост общественного производства теснейшим образом связаны с изучением и всесторонним освоением Земли.

В каменный век люди добывали из недр определенные сорта камней, в бронзовый — медь и олово, в железный — железо. Добывать указанные материалы люди могли лишь при тщательном изучении строения земной коры, ее особенностей. Совершенно неоспоримые, несомненные свидетельства подобного изучения — памятники глубочайшей древности, созданные за тысячелетия до нашей эры, встречаются частота, например в виде горных выработок, известных в Средней Азии, в Туве, в Китае и многих других местах земного шара, и свидетельствуют об глубоких эмпирических знаниях закономерностейк распространения и залегания некоторых руд (меди, золота, железа) и умении пользоваться этими знаниями

Значение геологической наукий для хозяйственной деятельности человека неуклонно возрастало по мере вовлечения в эту деятельность все новых и новых видовой полезных ископаемых - от угля до урановой руды и редких элементов, - пока их спектр практический не охватил всюду таблицу Менделеева.

В двадцатом столетии на этой традиционной прикладной функциий геологии добавилась новая: без серьезного геологического обоснования стало невозможным проектирование и строительство крупных инженерных сооружений - гидроэлектростанций, атомных электростанцийк, каналов и т.п. Позднее определилась ещеж одна важная ролька геологии: предупреждение об проявлении и учет возможных последствий природныхц катастрофических явлений - землетрясений, вулканическихц извержений, оползней из т.д.

Когда сравнительно недавно человечество осознало необходимость сохранения окружающейк природной среды и оценки направленности (так называемого мониторинга) ее естественного изменения, наука об окружающей среде - экология заняла видное место среди других наука, а в ее составе оформился разделка, относящийся к геологической компоненте этой среды, - геоэкология или экогеология. Нетрудно предвидеть, что это направление геологических исследований будет быстро развиваться в следующем столетии.

Геология как наука

Геология — в переводе с греческого обозначает науку об Земле. В настоящее времяня под геологией понимают историю Земли в обширном смысле этого словаки, т. е. не только жизнь минеральную нашей планеты и те физические из химические изменения, которые в ней произошли, но и естественную историю всего организованного мира, населяющего земную поверхность.

В ряду наук естественно-исторических геология занимает видное и тесно с другими естественно-историческими науками связанноеж положение. При изучении минеральных изменений Земли геология соприкасается с химией, физикой, минералогией и даже астрономией, в особенности при разборе вопроса об происхождении Земли. При изучении ископаемых организованных остатков геология вступает в тесные соотношения с ботаникой и зоологией. При изучении бывших изменений над земной поверхности она вступает в тесную связь с физической географией, и, изучая современные геологические явления, она не столько интересуется причинностью их, сколько теми результатами, которые оставляют эти явления над земной поверхности.

Геология внесла свой вклад в обширную область человеческих знаний. Минералогия, ботаника или зоология, изучая готовые продукты природы, т. е. минералы, растение или животное, может относиться безразлично к тому времени, когда появился на Земле этот продукт природы. Но геология открывает возможность при последовательном разборе памятников жизни Земли отмечаться те страницы, на которых более или менее отчетливо запечатлено нахождение данного минерала или организма. Проследить за его пребыванием на земной поверхности можно на следующих страницах памятников жизний Земли и, наконец, можно отметиться момент, когда данный организмизм или совершенно исчезает с лица Земли, или заменяется новымн.

Приз разборе новейших страниц жизни Земли геология соприкасается и с историей человечества. При выработке торфа из болот Дании уже давно извлекались изделия, приготовленныеж из камня грубой илий более или менее совершенной оббивкой, изделия изо бронзы из железа. Последовательный геологический разбор наслоения торфа обнаружил, что эти остатки распределены в нем с известной последовательностью: каменные изделия распределеныь в нижних слоях, бронзовыеж — в средних и железные — в верхних. Это и подало повод установить в ходе культуры доисторического человека века: каменный, бронзовый и железный.

История развития геологиий

Геология — наука о происхождении, строении и истории развития Земли. Изучая горные породы, слагающие земную кору, а также происходящие в ней процессы, геология всегда стремились использоваться свои знания для поискать полезных ископаемых, скрытых в недрах Земли.

Потребность в полезных ископаемых, их наборе и количестве быстро росла с развитием производства, и не удивительно, что история геологических знаний тесно переплетается с историей человеческого общества.

Еще первобытный человек, используя камни в качестве орудий труда, нет мог не заметить, что они существенно отличаются один от другого. Они научились узнаваться такие свойства, как хрупкость некоторых горных пород и ковкость самородных металлов. Постепенно накапливались знания о камне, расширялся из круг представлений о технологических, строительных или декоративных достоинствах горных пород и минералов. Уже в нижнем палеолите (примерно 800—500 тысяча. лет до н. э.) использовались каменные молотки, скребки, рубила, изготовленныеж из песчаников, кремней, обсидианов (вулканическое стеклоб).

Во раннем неолите возросла потребност в каменном материале для орудий труда, устройства очагов, укрепления жилища и оружия.

В Средней Азии с эпохи позднейший бронзы сохранились большие карьеры с лабиринтами подземных ходов и огромными выработанными камерами, общий объем которых измеряется десятками тысяч кубических метров

В XV в. широкую известность получили труды гениального итальянского художника удивительность разностороннего ученого Леонардо да Винчи (1452— 1519). Наблюдая за землянымий работами при проведении каналов для осушения болот в окрестностях Милана, он обратил внимание на окаменелые раковины и другие органические остатки, заключенные в твердых горных породах.

В конце XVII в. французский философ и естествоиспытатель Рене Декарт (1596—1650) попытался объяснить происхождение Земли и ее развитие. Он считал, что первоначально Земля была расплавленной, затем она стала остывать и покрылась твердой корой, под которой сохранились воздух и вода. Временами кора, под его мнению, ломалась и погружалась в воду, которая благодаря этомуф выступила на поверхность из образовала океан, а из торчащих обломков коры возникли горы.

Современник Декарта, датчанин Николай Стено (1638—1686), занимавшийся геологическими наблюдениямий, высказал правильную мысль, что слоистые земные толщи отложились горизонтально на дне некогда существовавших морей. Те пласты, которые ныне наклонны, первоначально тоже залегали горизонтально, а впоследствии под действием подземного огня изменили свое положение. Стеноз отметил, что каждый слой должен иметь значительную горизонтальную протяженность и занимать большую площадь. Его вывод о том, что пласт, залегающий выше, моложе нижележащего пласта и наоборот, сейчас кажется азбучной истиной. Но в то время это было выдающимся открытием, первымн шагом в создании научной геологической хронологии, устанавливавшей последовательность событий, преобразовавших нашу планету.

Объект и предмет геологии, их изменение в ходе развития науки

Земля как объект может изучаться се различных позиций. Она является космическим телом и связана с Космосом происхождением, взаимодействием с другими космическими телами, между которыми и Землей существует обмен веществом и энергией. Эти вопросы рассматривает наука космогония. Поверхность Земли, ее природу изучает физическая география, историю развития земной поверхности — палеогеография. Объектом геологии служит строение и состав Земли, прежде всего ее верхней оболочки - литосферы. При этом выясняется состав литосферы, динамика ее формирования и развития, закономерности образования и размещения полезных ископаемых.

Такимн образом, одни ученые определяют геологию как науку о Земле в целом, другие объектом геологии склонны считаться лишь твердую ее оболочку - литосферу или даже только земную кору. Геология определяется как наука о строении, составе и развитии Земли, использующая современные достижения физики, химии, астрономии, биологии и других наук. Исходя из этого, геология решает такие задачи: изучение вещественного состава земной коры, слагающих ее минералов и горных пород. Эти проблемы разрабатывают древнейшие отрасли геологии - минералогия, петрография (ото греч. petга - скала, камень, grapho - пишущий), кристаллография (ото греч. krystallos - твердое телок + grapho), на вооружении которых достижени физикий, химии, математики и других наук. В последнее время все большее значение приобретает геохимия, изучающая распределение и миграцию элементов в земной коре.

Сведения о составе и строении различных участков земной коры синтезирует региональная геология. В составе горных порода и минералов отражаются особенности внешних оболочек Земли - гидросферы, атмосферы, биосферы. Вот почему данные о вещественном составе земной коры чрезвычайно важны для выяснения сложной эволюциий и этих сфер.

Изучение геологических процессов, происходящих в недрах Земли и на ее поверхности, в ходе которых образуются горные породы и минералы. Эти процессы изучает динамическая геология, которая тесно связана с палеогеографией (от греч. Palaios - древний + ge + grapho). Частными по отношению к динамической геологии являются сейсмология (от греч. seismos - землетрясение + logos), вулканология (от: лат. Vulcanus - бог огня и кузнечного искусства + logos). Геоморфология (от греч. ge + morphc - форма + logos) - наука, пограничная с географией, изучает -процессы формирования современного и древнего (палеогеоморфология) рельефа Земли.

Выявление общих закономерностей развития земной коры и внешних оболочек Земли (историческая геология). Реконструкция истории Земли базируется на изучении горных пород с заключенными в них остатками организмов. Хотя наука об ископаемых организмах - палеонтология относится к циклу биологических, она тесно связана с геологией. Горные породы, формировавшиеся в сходных условиях, вместе с заключенными в них органическими остатками слагают фации (от лат. facies - наружность, форма), которые отражают ландшафты прошлого. Так, на дне моря образуется мел (морские фации), на суше — болотные, речные и другие фации. Геотектоника (от греч. tektoriike - строительное искусство) — наука о частных и общих закономерностях движений земной коры. Эти движения отражаются как в составе горных пород, так и в особенностях их залегания. Методы структурной геологии позволяют выявить нарушения первичных условий залегания горных пород (тектонические деформации). На основании изучения различных регионов геотектоника призвана создать общую теорию развития Земли и земной коры.

Таким образом, историческая геология дает картину не только возникновения и развития Земли, но и внешних ее оболочек - гидросферы, атмосферы, биосферы. Специфика развития Земли в последние несколько миллионов лет привела к выделению особой науки - четвертичной геологии, или геологии антропогена (от греч. anthropos - человек, genos - рождение).

К практическим разделам геологии относятся гидрогеология — учение о подземных водах, их формировании, составе, движении, взаимоотношениях с горными породами. В задачу гидрогеологии входят также вопросы, связанные с поисками и разведкой подземных вод для нужд народного хозяйства. Инженерная геология - наука о грунтах как основаниях различных сооружений при строительстве, прокладке дорог и т.п. Геологическое картирование - разработка теоретических основ изображения геологического строения территории в плане и разрезе. Поисково-разведочное дело - методы и приемы поиска и разведки полезных ископаемых, определения их запасов. Рудничная и шахтная геология решает проблемы, связанные с добычей полезных ископаемых, рациональным извлечением их из недр Земли.

Таким образом можно сказать что, современная геология выступает как сложный комплекс наук, базирующийся на достижениях физики, химии, математики, биологии.

Подводя итог данной работы можно сказать: геология (от греч. — земля и — слово) — комплекс наук о составе, строении, истории развития земной коры и размещении в ней полезных ископаемых. В ряду наук естественноисторических геология занимает видное и тесно с другими естественноисторическими науками связанное положение.

Геология ввела в науки новый элемент — время, который дает возможность обнять более широким духовным взором экономию природы и показать, как длинен и последователен был путь, которым выработалась окружающая нас природа.

Историческая геология дает картину не только возникновения и развития Земли, но и внешних ее оболочек - гидросферы, атмосферы, биосферы. Специфика развития Земли в последние несколько миллионов лет привела к выделению особой науки - четвертичной геологии, или геологии антропогена (от греч. anthropos - человек, genos - рождение).

Важнейшей задачей геологии является дальнейшая разработка теории развития Земли, в частности исследование эволюции внутренних и внешних геологических процессов, определяющих закономерности распространения минеральных ресурсов. В связи с успехами космических исследований одной из основных проблем геология становится сравнительное изучение Земли и др. планет.

Список литературы

Белоусов В.В. Очерки истории геологии. У истоков науки о Земле (геология до конца ХVIII в.). М., МГУ, 1993

Вернадский В.И. Избранные труды по истории науки. М., Наука, 1981

Каденский А.А. О месте геологии в системе наук о природе. М., 1956

Куражковская Е.А. Роль геологии в формировании диалектико-материалистического миропонимания. М., 1970

Кун Т. Структура научных революций. М., Прогресс, 1975

Микулинский С.Р., Родный Н.И. Наука как предмет специального исследования. // Вопросы философии, 1966, № 5

Поваренных А.С., Оноприенко В.И. Минералогия: прошлое, настоящее, будущее. Киев, Наукова Думка, 1985

Пущаровский Ю.М. О трех парадигмах в геологии // Геотектоника. 1995. № 1

Развитие идей и методов в геологии. Отв. Ред. И.А. Резанов, И.А. Федосеев. – М.: Наука, 1986

Современные идеи теоретической геологии. Л., Недра, 1984

Хаин В.Е. Основные проблемы современной геологии (геология на пороге ХХI века). М., Наука, 1994

Хаин В.Е., Рябухин А.Г. История и методология геологических наук. М., МГУ, 1996

Основным методом геологии является геологическая съемка — совокупность геологических исследований, необходимых для всестороннего изучения геологического строения и полезных ископаемых местности. Геологическую съемку называют также геологическим картированием, поскольку она всегда или сопровождается составлением геологической карты, или опирается на геологическую карту и вносит в нее те или иные дополнения и уточнения. При геологическом картировании широко используются многочисленные и разнообразные геофизические, геохимические методы, аэрофотосъемка, а также мощная современная техника, позволяющая создавать искусственные обнажения на разных глубинах.

Содержание

Методы в геологии…………………………………………………………………………….3-5
Современные методы исследования геологического пространства…………………….….6-9
Свойства горных пород:
- Пористость горных пород…………………………………………………………..10-10
- Проницаемость пород и ее распределение…………………………………….…..10-11
- Породы-коллекторы……………………………………………………………. …12-12
- Основные признаки пород-коллекторов……………………………. …………. 12-15
4. Список литературы…………………………………………………………………………….16

Работа содержит 1 файл

Современные методы исследования горных пород.docx

Самарский Государственный Технический Университет

Реферат на тему:

Современные методы исследования горных пород

Выполнила: студент 3-НТФ -13

Проверил: Чемоданов В.Е.

Методы в геологии………………………………………………………… ………………….3-5
Современные методы исследования геологического пространства…………………….….6-9
Свойства горных пород:

- Проницаемость пород и ее распределение…………………………………….…. .10-11

- Основные признаки пород-коллекторов…………………………….. .…………. 12-15

Современная геология изучает состав, строение и историю Земли, закономерности и процессы формирования земной коры, слагающих ее минералов, горных пород, руд и других полезных ископаемых и их взаимные отношения, а также историю развития жизни на Земле. Практическое значение геологии очень велико и разнообразно. Вся мощная современная техника основана на использовании продуктов земных недр — нефти, угля, металлов, различных строительных материалов, подземных вод и др. Необходимость поисков извлечения разнообразного минерального сырья способствует развитию геологических исследований, ставит перед геологией все новые теоретические и практические задачи, требует скорейшего их решения.

Очень велико и познавательное значение геологии. Как наука о Земле, ее происхождении и формировании, затрагивающая вопросы происхождения и развития жизни, геология всегда была в центре ожесточенной идеологической борьбы, являлась важнейшим звеном в борьбе за материалистическое понимание мира, против идеалистических мировоззрений и религиозных предрассудков.

Земля состоит из ядра и нескольких оболочек, обладающих различным составом и разными физическими свойствами. Практическая работа геолога протекает в пределах верхней части твердой оболочки — земной коры, находящейся в постоянном взаимодействии с внешними (атмосферой, гидросферой и биосферой) и с внутренними оболочками, обладающими иным составом и другими физическими свойствами, чем земная кора. В зависимости от этого геологические процессы делятся на внешние (экзогенные), связанные с взаимодействием земной коры с внешними оболочками и через них с космосом, и внутренние (эндогенные), связанные с развитием материи в глубоких недрах планеты.

При геологических исследованиях изучаются главным образом верхние горизонты земной коры непосредственно в естественных обнажениях (выходах на поверхность Земли горных пород из-под наносов) и в обнажениях искусственных — горных выработках (закопушках, канавах, шурфах, карьерах, шахтах, буровых скважинах и др.). Для изучения глубинных частей земного шара применяются главным образом геофизические методы. Объектами геологических исследований являются:

1) природные тела, слагающие верхние горизонты земной коры (горные породы, руды, минералы и др.), в частности их строение и состав;

2) расположение природных тел в земной коре, определяющее геологическое строение или структуру последней;

3) различные геологические процессы, как внешние, так и внутренние, в результате которых природные тела появились и появляются, изменяются и исчезают, а также формируется рельеф земной поверхности;

4) причины и закономерности возникновения и развития геологических процессов, а также закономерности развития Земли в целом.

Специфической особенностью развития Земли являются исключительная длительность и огромные масштабы многих существеннейших геологических процессов, распространяющихся на огромные территории и растягивающихся на миллионы и миллиарды лет. По сравнению с этим не только жизнь отдельных людей, но и существование всего человечества представляется мгновенным эпизодом в истории планеты. Геологические процессы, изменяющие земную кору и формирующие ее, если и могут наблюдаться (многие из них вообще недоступны для непосредственного наблюдения и невоспроизводимы в лабораторных условиях), то на протяжении ничтожно короткого промежутка времени по сравнению с их общей продолжительностью. Судить об этих процессах можно лишь по их результатам, проявляющимся, например, в образовании различных пород и руд, геологических структур, разных типов рельефа земной поверхности и т. д., определяющим строение и состав земной коры. Понять эти процессы можно, восстанавливая шаг за шагом их историю и в конечном счете историю Земли, ее твердой оболочки. Вот почему геология, прежде всего — историческая наука. Она стала успешно развиваться лишь после того, как были выяснены в XVII— XVIII вв. общие закономерности процесса осадконакопления (порядок формирования слоистых осадочных пород), а также была разработана на рубеже XVIII и XIX вв. методика определения относительного возраста осадочных пород, основанная на изучении включенных в них остатков вымерших организмов. Изучение этих остатков показало, что каждой эпохе развития Земли соответствуют определенные, свойственные ей формы органического мира — животные и растения, населявшие в то время Землю.

Метод определения относительного возраста горных пород позволил разработать общую для планеты геохронологическую шкалу, выделить запечатленные в камнях эры, периоды, эпохи и века в развитии органической жизни и соответственно разделить массы горных пород, слагающих верхние горизонты земной коры, на последовательно сменяющиеся группы, системы, отделы и ярусы, отвечающие по времени образования эрам, периодам, эпохам и векам. Это позволило также установить последовательность проявления, масштаб и относительную длительность геологических процессов, имевших место в геологическом прошлом.

В настоящее время идея актуализма претерпела серьезные изменения. Советские геологи придали ей новую, качественно более высокую форму сравнительно-исторического метода. Сравнение образований прошлых геологических эпох с современными производится не механически, а с учетом изменений физико- географических условий и процессов породообразования, предопределивших современную нам геологическую обстановку.

Современные методы исследования геологического пространства

В настоящее время при инженерных изысканиях широкое применение получили методы статического и динамического зондирования. Это очень простые методы исследований преимущественно песчаных и глинистых пород, дающие широкую информацию об их плотности, прочности, деформационных свойствах и однородности. Кроме того, с помощью этих методов можно устанавливать изменение геологического разреза по глубине, выявлять глубину залегания и мощность слабых слоев и зон плотных, прочных и коренных пород, а также изменение степени уплотнения, и упрочнения искусственно отсыпанных или намытых пород во времени. Методы зондирования позволяют получать необходимые данные для проектирования и оценки условий строительства свайных фундаментов, шпунтовых ограждений и других видов строительных работ.

Опыты состоят в задавливании или забивании в горные породы зонда с коническим наконечником (редко грунтоноса-пробоотборника). При статическом зондировании зонд задавливается в породы, при динамическом — забивается. По тем сопротивлениям, которые оказывают горные породы проникновению в них зонда, судят об их плотности, прочности и других свойствах. Естественно, что такие исследования горных пород не являются достаточно точными, они дают предварительные, главным образом приближенные представления об их свойствах. При сочетании методов зондирования с другими видами геологических работ, результативность их, т.е. точность и достоверность, значительно повышаются.

Статическое и динамическое зондирование — это полевые экспресс - методы, для интерпретации результатов которых на предварительных стадиях изысканий их надо обязательно сочетать с разведочными работами — геофизическими и горно-буровыми, а на детальных — использовать в качестве дополнительных с целью повышения детальности изысканий в целом и решения специальных вопросов (например, при проектировании свайных фундаментов и др.).

Читайте также:

Методология геологических наук реферат

Файлы: 1 файл

МММ.docx

Оглавление

Файлы: 1 файл

Реферат.docx

Содержание

Работа содержит 1 файл

Современные методы исследования горных пород.docx