Ñîäåðæàíèå - Географо-биологический факультет УрГПУ

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Уральский государственный педагогический университет»
Факультет географо-биологический
Кафедра физической географии
Самостоятельные работы по дисциплине «Геология»
Методические разработки
для специальности 050103 География
по циклу ДПП.Ф.01
Составитель: Терентьева Е.Ю.
г. Екатеринбург
2009
Цель курса геологии – дать студентам глубокие систематизированные знания о
составе и свойствах минералов и горных пород, входящих в состав земной коры и
имеющих промышленное значение; об их генезисе и закономерностях
пространственного размещения. В курсе геологии даются и представления о строении
литосферы, структурах земной коры, истории их происхождения, эволюции
животного и растительного мира, т.е. важнейших компонентов географической
оболочки. Важнейшую роль в изучении предмета отводится самостоятельным
работам.
Настоящие рекомендации для самостоятельной работы студентов по предмету
«геология» составлены для географического факультета педагогического университета
в соответствии с ГОС и рабочими планами. Уделено особое значение, темам, где
отражено современное состояние и соотношение наук геологического цикла,
изучающих состав, строение, развитие земной коры, а также физико-географические
условия геологического прошлого.
Во внеаудиторных условиях студент актуализирует знания, полученные на
лекциях и практиках о вещественном составе земной коры, о свойствах минералов и
горных пород, об их генезисе и закономерностях пространственного размещения,
промышленном значении, о происхождении различных типов полезных ископаемых и
географии месторождений. Самостоятельно студенты закрепляют знания материала
по истории развития и образования современных континентов, эволюции
географической среды и ее основных компонентов — фито- и биоценозов, атмосферы,
гидросферы, рельефа.
В процессе изучения курса геологии студенты знакомятся с минералами
(ильменит, вишневит, александрит, матвеевит), горными породами (миаскит),
подразделениями общей стратиграфической шкалы (Рифей, Пермская система),
названных или честь естествоиспытателей, политических деятелей, оставивших
заметный след в истории Российского государства, или по географическому названию
местности, реки, гор, города, что способствует формированию мировоззрения
будущих специалистов и воспитывает их в духе патриотизма, бережного отношения к
традициям и истории России.
В ходе самостоятельной работы студент изучает дополнительную литературу и
другие источники информации. Более глубокие знания по геологии и навыки по
работе с литературой позволят ему в дальнейшем при подготовке курсовых,
реферативных проектов; а также в профессиональной деятельности - на проводить
уроки на высоком научном уровне, помогут при организации краеведческой работы и
факультативных занятиях в школе, при подготовке учащихся для участия в
олимпиадах и фестивалях.
Ниже перечислены темы и то их содержание, которое вынесенно на
самостоятельное изучение и вопросы; а также вопросы для закрепления изученного
по теме материала.
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ МИНЕРАЛОГИЯ, ПЕТРОГРАФИЯ И
ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Введение
Вклад российских ученых в развитие геологической науки. Идеи М.В.
Ломоносова; работы по минералогии и петрографии В.М.Севергина, А.П
.Карпинского, Ф.Ю. Левинсона-Лессинга по геохимии В.И. Вернадского, А.П
Виноградова, А.Е.Ферсмана успехи изучении залежей нефти И.М. Губкина; угля А.Д.
Архангельского, П.И. Степанова; труды об образовании руд Н.М. Страхова, С.С.
Смирнова, В.А.Обручева.
Вопросы для контроля и самоконтроля
1. Геология, ее задачи и основные разделы, научное и практическое значение.
2. Основные этапы развития геологической науки, выдающиеся ученые-геологи
и их труды.
3. Вопросы геологии в школьной программе и внеклассной работе.
Сведения из кристаллографии
Простые кристаллографические формы и их комбинации.
Вопросы для контроля и самоконтроля
1. Свойства кристаллического вещества и отличие его от аморфного.
2. Элементы ограничения и симметрии кристаллов. Формула симметрии.
3. Сингонии кристаллов, характерные для каждой из них элементы симметрии.
Примеры минералов различных сингонией.
4. Определение элементов симметрии, сингонии, морфологического типа и
габитуса у заданного кристалла или модели кристалла.
Минералогия
Уметь определять по коллекциям и знать основные сведения о следующих
распространенных и практически важных минералах.
Самородные элементы: золото, медь, платина, серебро, железо, алмаз, графит,
сера.
Сернистые и близкие к ним соединения: галенит, сфалерит, сульфиды меди
(халькозин, ковеллин, халькопирит), киноварь, молибденит, антимонит, сульфиды
железа (пирротин, пирит и марказит), пентландит, арсенопирит.
Галоидные соединения: галит, сильвин, карналлит, флюорит.
Оксиды и гидрооксиды: кремния (кварц, халцедон, опал), железа (гематит,
гидрогематит, гетит, гидрогетит), алюминия (корунд, бемит, гидраргиллит), марганца
(псиломелан, пиролюзит), титана (рутил), олова (касситерит), сложные оксиды
(магнетит, ильменит, хромит).
Карбонаты: кальцит и арагонит, магнезит, доломит, сидерит, малахит, азурит,
смитсонит.
Сульфаты: целестин, барит, гипс, ангидрит, мирабилит, ярозит.
Вольфраматы: вольфрамит.
Фосфаты: апатит, вивианит.
Силикаты: калинатровые полевые шпаты (ортоклаз, микроклин),
кальциево-натровые полевые шпаты (изоморфный ряд плагиоклазов), нефелин, слюды
(мусковит, биотит, флогопит), амфиболы (обыкновенная роговая обманка), пироксены
(авгит), эпидот, группа турмалина, (берилл), группа оливина, группа граната, группа
дистена, группа хлорита, группа серпентинита, группа талька, глинистые минералы
(каолинит, галлуазит, монтмориллонит, гидрослюды).
Вопросы для контроля и самоконтроля
1. Изоморфизм и полиморфизм. Причины их явлений. Примеры минералов.
2. Диагностические свойства минералов. Примеры минералов с различными
свойствами.
3. Морфология минеральных агрегатов.
4. Шкала твердости Мооса.
5. Самородные минералы, их классификация, свойства, генезис, практическое
применение, примеры месторождений.
6. Сульфиды, их классификация, свойства, генезис, практическое применение,
примеры месторождений.
7. Оксиды и гидроксиды, свойства, генезис, практическое применение,
примеры месторождений.
8. Галоиды, их характеристика, генезис, практическое применение, примеры
месторождений.
9. Карбонаты, их классификация, свойства, генезис, практическое применение,
примеры месторождений.
10. Сульфаты и фосфаты, их классификация, свойства, генезис, практическое
применение, примеры месторождений.
11. Строение силикатов и алюмосиликатов. Примеры минералов с различным
типом соединения кремнекислородных тетраэдров.
12. Островные силикаты, их свойства, генезис, практическое применение,
примеры месторождений.
13. Цепочечные и ленточные силикаты, их сходство и различие, применение,
распространение.
14. Слоевые силикаты, их классификация, свойства, генезис, практическое
применение, примеры месторождений.
15. Каркасные алюмосиликаты. Классификация полевых шпатов, свойства,
генезис, практическое применение, примеры месторождений.
Геодинамические процессы и петрография
Магматизм и магматические горные породы.
Классификация вулканов: по характеру извержения и строению вулканических
аппаратов. Строение вулкана. Типы вулканов (трубки взрыва, бандайсанский,
пелейский, этно-везувианский, гавайский). Причины извержения вулканов.
Послевулканические явления (фумаролы, горячие источники, гейзеры).
Географическое распространение вулканов. Структура и текстура эффузивных пород.
Формы залегания эффузивных пород (купола, потоки, покровы).
Вопросы для контроля и самоконтроля
1. Магма, ее генезис, состав, типы дифференциации. Кристаллизационный ряд
Оуэна.
2. Формы интрузивных, жильных и эффузивных тел, зависимость от
химического состава магмы и лавы.
Главнейшие магматические породы.
Уметь определять по коллекциям и знать основные сведения о следующих
распространенных и практически важных горных породах.
Группа гранита – риолита: граниты, гранодиориты, гранит - порфиры, риолиты
(липариты, кварцевые порфиры).
Группа диорита — андезита: диориты, диоритовые порфириты, андезиты.
Группа сиенита — трахита: сиениты, трахиты.
Группа габбро — базальта: габбро, лабрадорит диабазы, базальты.
Группа перидотита перидотиты, дуниты, пироксениты, кимберлиты.
Группа нефелинового сиенита: нефелиновые сиениты.
Пирокластические горные породы (туф, туффит, туфобрекчия).
Пегматиты. Полезные ископаемые, связанные с пегматитами.
Вопросы для контроля и самоконтроля
1. Классификации магматических горных пород по химическому и минеральному
составу. Примеры пород разного состава.
2. Ультраосновные магматические горные породы, их минеральный состав, формы
залегания, практическое применение, полезные ископаемые, связанные с ними.
3. Магматические горные породы основного состава, их минеральный состав, формы
интрузивных и эффузивных тел, практическое применение, полезные ископаемые,
связанные с ними.
4. Средние магматические горные породы, их минеральный состав, формы залегания
интрузивных и эффузивных пород, практическое применение, полезные ископаемые,
связанные с ними.
5. Кислые магматические горные породы, их минеральный состав, формы
интрузивных и эффузивных тел, практическое применение, полезные ископаемые,
связанные с ними.
6. Пегматиты, их минеральный состав, генезис, формы залегания, полезные
ископаемые, связанные с ними. Примеры пегматитовых месторождений.
7. Главные типы вулканов. Примеры вулканов с различным характером извержения,
причины этого различия. Географическое распространение вулканов.
8. Эффузивные горные породы, особенности их структур и текстур, формы залегания
и отдельности. Зависимость форм залегания от химического состава лавы.
9. Полезные ископаемые, связанные с магматическими горными породами. Примеры
месторождений.
10.Постмагматическое минералообразование (пневматолитовое и гидротермальное),
полезные ископаемые образующиеся при этих процессах, примеры месторождений.
Осадконакопление и основные осадочные горные породы.
Знать особенности минерального состава, строения и формы залегания
следующих распространенных осадочных горных пород. Пески, аркозы, граувакки,
алевриты и алевролиты, глины и аргиллиты, известняки, доломиты, мергели, опоки,
диатомиты, трепелы, гипсы, ангидриты, сильвинит, каменная соль, бурые и каменные
угли, антрациты, битуминозные сланцы и сапропелевые угли, нефть и газ.
Вопросы для контроля и самоконтроля
1. Типы гипергенеза, его факторы и результаты.
2. Физическое выветривание, его факторы, главные процессы и результаты в
зависимости от физико-географических условий.
3. Химическое выветривание, его факторы, главные процессы и результаты в
зависимости от физико-географических условий.
4. Биологическое выветривание, его факторы, главные процессы, связь с
физико-географическими условиями.
5. Кора выветривания. Типы и условия образования. Профиль для
магматических горных пород, различающихся по минеральному составу. Полезные
ископаемые, связанные с корами выветривания.
6. Переотложение продуктов выветривания. Типы осадков в зависимости от
места отложения.
7. Литогенез, типы и стадии этого процесса.
8. Классификация осадочных горных пород.
9. Оособенности их минерального состава, структуры и формы залегания.
10. Обломочные осадочные горные породы, их классификация, условия
образования, практическое значение.
11. Глинистые осадочные горные породы, их классификация, условия
образования, практическое значение.
12. Хемогенные осадочные горные породы, их разновидности, условия
образования, практическое значение, месторождения.
13. Карбонатные и кремнистые осадочные горные породы, условия
образования, практическое значение.
14. Каустобиолиты, их генезис, практическое значение, месторождения.
Метаморфизм и метаморфические горные породы.
Знать распространенные метаморфические породы: гнейсы, кристаллические
сланцы, амфиболиты, кварциты, мраморы, зеленокаменные породы,
эпидотово-хлоритовые сланцы, серпентиниты, хлоритовые, тальковые сланцы,
филлиты, глинистые сланцы.
Вопросы для контроля и самоконтроля
1. Метаморфизм, его типы и фации.
2. Метаморфические горные породы, их классификация, минеральный состав,
практическое значение, полезные ископаемые, связанные с ними.
Строение и состав земной коры.
Вопросы для контроля и самоконтроля
1. Полезные ископаемые, их классификация, генезис, примеры месторождений.
Значение знания парагенезиса минералов для поиска месторождений полезных
ископаемых. Строение Земли.
2. Геосферы: ядро, мантия, земная кора. Их строение и состав.
3. Строение земной коры. Характеристика континентального, океанического и
переходных типов.
4. Особенности химического и минерального состава земной коры. Кларки
химических элементов и породообразующие минералы.
5. Астеносфера, литосфера, тектоносфера, их строение.
6. Современные методы изучения земной коры. Проблема образования земной
коры. Гипотеза академика А.П. Виноградова и другие гипотезы.
ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
ПРОШЛОГО ЗЕМЛИ
Возраст Земли и периодизация геологических событий.
Геохронологическая шкала и ее основные подразделения: эоны, эры, периоды,
эпохи, века. Соотношение геохронологических и стратиграфических подразделений.
Вопросы для контроля и самоконтроля
1. Стратиграфия: предмет, задачи, методы, принципы. Общие, региональные,
местные стратиграфические подразделения; основы их выделения.
2. Понятие о геохронологии и методах определения абсолютного возраста
пород. Основные геохронологические подразделения.
3. Наука историческая геология: предмет, задачи, методы, история развития.
Развитие жизни и палеоэкология.
Знать основные группы ископаемых организмов, условия их жизни.
Вопросы для контроля и самоконтроля
1. Предмет, задачи палеонтологии. Принципы систематики ископаемых
остатков.
2. Процессы фоссилизации. Биоценоз, биотоп, танатоценоз; факторы,
влияющие на их состав.
3. Морфология, принципы систематики, стратиграфическое распространение,
условия жизни простейших.
4. Морфология, принципы систематики, стратиграфическое значение, условия
жизни брахиопод.
5. Морфология, принципы систематики, стратиграфическое значение, условия
жизни представителей кл. Antozoa (табулят, ругоз).
6. Морфология, стратиграфическое значение, условия жизни гастропод и
внутреннераковинных моллюсков.
7. Морфология, принципы систематики, стратиграфическое распространение,
условия жизни пелеципод.
8. Морфология, принципы систематики, стратиграфическое распространение,
условия; жизни представителей надотр. Ammonoidea. Типы лопастных линий.
9. Характеристика наиболее распространенных ископаемых растительных
остатков.
10. Основные этапы эволюции растительного и животного мира.
Представление о глубинной геодинамике и элементы геотектоники.
Ранние тектонические гипотезы. Гипотеза контракции, пульсационная
гипотеза.
Виды складчатых дислокаций: антиклинали и синклинали, флексуры,
моноклинали. Элементы складки. Разновидности складок: по положению осевой
поверхности (прямая симметричная, прямая асимметричная, наклонная, опрокинутая,
лежачая), по форме замка и крыльев (острые, гребневидные, арковидные, сундучные,
изоклинальные), по соотношению длины и ширины (линейные, брахискладки, купола,
чаши). Антиклинории и синклинории.
Разрывные (дизъюнктивные) дислокации: разрывы без смещения (трещины) и
разрывы со смещением. Виды разрывных нарушений со смещением: глубинные
разломы, коровые разломы (сброс, взброс, надвиг, шарьяж (тектонический покров),
сдвиг. Групповые нарушения: ступенчатый сброс, горст, грабен.
Вопросы для контроля и самоконтроля
1. Основные положения новой глобальной тектоники. Преимущества и
недостатки новой концепции по сравнению с геосинклинальной теорией.
2. Особенности изучения древних тектонических движений: анализ
стратиграфического разреза, фациально-палеогеографический анализ мощностей,
анализ перерывов и несогласий, палеомагнитный метод, формационный анализ.
3. Основные типы складчатых (синклиналь, антиклиналь и т.д.) и разрывных
(взброс, сброс и т.д.) нарушений.
4. Земная кора: происхождение, основные типы, особенности их строения и
современного географического распространения.
5. Характеристика основных типов движений земной коры География районов
слабых, умеренных и интенсивных неотектонических движений.
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ИСТОРИЯ ЗЕМЛИ
Догеологическая история Земли.
Современные гипотезы происхождения Солнечной системы и становление
планеты Земля. Дегазация мантии и возникновение атмосферы и гидросферы. Состав
и структура первичной протокоры.
Раннеархейский этап (4,0 — 3,5 млрд. лет).
Развитие протокоры в катархее. Древнейшие горные породы Земли.
Особенности газового состава атмосферы и гидросферы. Проблема жизни на Земле.
Позднеархейский этап (3 — 2,5 млрд. лет).
Особенности развития континентальной протокоры. Формирование зрелой
континентальной земной коры.
Развитие жизни в архее. Прокариоты и эукариоты. Остатки бактерий и
цианофитов. Первые колониальные водоросли и их остатки. Эволюция газового
состава атмосферы и химического состава вод Мирового океана.
При изучении материала о дальнейшей истории развития Земли следует
уделить внимание следующим этапам.
Раннепротерозойский этап (2,5 — 1,65 млрд. лет).
Позднепротерозойский этап (1,65 — 0,57 млрд. лет).
Раннепалеозойский этап (570 — 410 млн. лет).
Позднепалеозойский этап (410 — 235 млн. лет).
Мезозойский этап (235 — 65 млн. лет).
Кайнозойский этап (65 — 0 млн. лет).
Характеризовать этап необходимо по следующему плану.
Геохронология и стратиграфия. Строение земной коры и общая
палеотектоническая схема к началу раннего палеозоя.
Развитие геотектонических структур. Континентальной земной коры и
орогенов в Атлантическом, Урало-Охотском, Средиземноморском Тихоокеанском
геосинклинальных поясах. Изменение площадей и очертаний материков и океанов.
Особенности развития древних платформ в зависимости от геотектонических
процессов в прилегающих геосинклиналях.
Рельеф материков.
Магматизм геотектонического этапа и особенности осадконакопленияв
геосинклинальных областях (подвижных поясах) и на платформах; формирование
полезных ископаемых.
Характерные особенности климатов, раннего палеозоя. Эволюция климатов и
элементы климатической зональности. Коры выветривания.
Эволюция биоты.
Вопросы для контроля и самоконтроля
1. Догеологический этап развития Земля. Гипотезы образования планеты Земля.
2. Развитие Земли в архее: типичные формации, их распространение,
тектонические движения, палеогеография. Проблемы возникновения жизни.
3. Раннепротерозойский этап развития Земли; типичные формации, их строение и
условия залегания, географическое распространение. Климат, органический
мир, полезные ископаемые.
4. Развитие Земли в позднем протерозое: характеристика уральских разрезов,
история их образования. Особенности байкальской эпохи складчатости.
Органический мир, климатическая зональность, полезные ископаемые.
5. Итоги развития Земли в раннем палеозое: характеристика тектонических
движений на платформах и в складчатых областях, последовательные
изменения физико-географических условий, состава фауны и флоры. Типичные
полезные ископаемые.
6. Кембрийская система: стратиграфический разрез, главные события на
платформах и в складчатых областях. Органический мир, зональность в
распространении фауны.
7. Ордовикская система: стратиграфический разрез, тенденции развития
платформ и складчатых областей, типичные представителя животного мира,
физико-географические условия их обитания.
8. Силурийская система: стратиграфический разрез, изменения в обстановках
осадконакопления на платформах и в складчатых областях. Эволюция фауны и
флоры. Особенности каледонского тектогенеза, география каледонид.
9. Палеогеография позднепалеозойского этапа: климатическая зональность в
девоне и карбоне, климатический режим в перми. Типичные представителя
фауны и флоры, характерные полезные ископаемые. Отличие
позднепалеозойского этапа от раннепалеозойского.
10. Характеристика дрейфа континентов в девоне, карбоне и перми. Главные типы
осадконакопления в областях с подвижной земной корой, в районах каледонид
и древних платформ. Герцинский текгогенез: фазы, география герцинид.
11. Девонская система: стратиграфические разрезы, характеристика уральских
формаций. Главные события на платформах и в складчатых поясах, в частности
на западном и восточном склонах Урала. Особенности девонской фауны и
флоры.
12. Каменноугольная система: стратиграфический разрез, различия в режимах
осадконакопления Западной и Восточной Европы, Урала. Понятие о толще
“кульм”. Типичные представители фауны и флоры.
13. Пермская система: стратотипический разрез на Урале, история формирования
Предуральского прогиба. Обстановки осадконакопления в Западной Европе, на
Сибирской платформе, на Гондване. Понятие о толщах “цехштейн”, “мертвый
красный лежень”. Эволюция растительного и животного мира в перми.
14. Главные события на платформах и в складчатых поясах в мезозойский этап
развития Земли. Типичные полезные ископаемые.
15. Мезозойские тектонические движения: дрейф материков в триасе, юре и мелу.
Характеристика киммерийского тектогенеза (фазы, географическое
распространение).
16. Триасовая система: стратиграфический разрез, основные типы обстановок
осадконакопления. Характерные представители растительного и животного
мира.
17. Юрская система: характеристика стратиграфического разреза (лейас, доггер,
мальм). Отличия одновозрастных отложений Западной, Восточной Европы и
Урала. Главные события на платформах и в складчатых поясах. Представители
наземных и морских животных.
18. Меловая система: стратиграфический разрез, типичные обстановки
осадконакопления на платформах и в складчатых поясах. Эволюция
растительного и животного мира.
19. Эволюция приматов и появление предков человека. Становление и развитие
человека.
20. Формирование и развитие современных ландшафтов.
Примерные темы контрольных работ для студентов заочной формы обучения:
1. Характеристика наиболее распространенных минералов, горных пород.
2. Палеонтологические и не палеонтологические методы восстановления
геологического прошлого Земли.
3. Эонотемы и эратемы как отражение основных этапов эволюции Земли.
Примерные темы рефератов и курсовых работ:
1. Геологическое строение, полезные ископаемые и экологические проблемы,
связанные с их добычей (любого края, района, города и т.п.) - научно –
исследовательская.
2. История геологического развития и полезные ископаемые своего края –
научно – исследовательская.
3. Геологические экскурсии со школьниками в своем крае – научно –
методическая.
4. Состав и физические свойства нефти, проблема происхождения –
реферативная.
5. Нетрадиционные методы поисков месторождений полезных ископаемых –
реферативная.
6. Геологическая деятельность человека – реферативная.
7. Знаменитые самородки золота – реферативная и настенная таблица.
8. Ископаемый уголь (состав, свойства, проблема образования, месторождения) –
реферативная.
9. Цветные камни Урала – малахит, яшма, родонит (состав, свойства, генезис,
месторождения) – реферативная.
10. Драгоценные камни Урала – аметист, изумруд, хризолиты (состав, свойства,
генезис, месторождения) – реферативная.
11. Палеоклиматы палеозоя, мезозоя и т.д.
12. Вулканы и жизнь.
13. Этапы формирования земной коры Урала в фанерозое.
14. Вулканизм в геологическом прошлом.
15. Этапы формирования земной коры в докембрии.
16. Мантийные плюмы и геодинамика.
17. Современные геодинамические модели Земли.
18. Катастрофические явления на границах литосферных плит.
19. Революционные изменения флор и фаун палеозоя, мезозоя, кайнозоя.
20. Зональность в географическом распространении месторождений полезных
ископаемых Урала.
21. В тайниках Геи.