ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ» Согласовано Утверждаю _____________________________ Руководитель ООП по направлению 130101 зав. кафедрой МКП профессор Ю. Б. Марин ___________________________ Зав. каф. МКП профессор Ю. Б. Марин РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ОБЩАЯ ГЕОХИМИЯ Специальность: 130101 «Прикладная геология» Специализации: Поиски и разведка подземных вод и инженерногеологические изыскания; Геология нефти и газа Квалификация (степень) выпускника: специалист (горный инженергеолог) Форма обучения: очная Составитель: профессор С.Г. Скублов Санкт-Петербург 2012 1. Цели и задачи дисциплины: Цель преподавания дисциплины – ознакомление студентов с теоретическими основами и методами геохимии как науки о формах присутствия и путях миграции химических элементов и их изотопов в геологических объектах, с тем, чтобы они могли правильно интерпретировать результаты геохимических исследований и применять их для решения конкретных геологических задач. Задачи дисциплины: дать основы знаний закономерностей распространенности, распределения и поведения химических элементов в природе; изложить общие представления о теоретических основах геохимии, возможностях использования данных по геохимии элементов и изотопов при решении теоретических и прикладных геологических задач; сформировать представления о геохимии горючих ископаемых. 2. Место дисциплины в структуре ООП: Курс "Общая геохимия" входит в состав базовой части математических и естественнонаучных дисциплин цикла подготовки специалистов по специальности «Прикладная геология» и изучается студентами специализаций «Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания» и «Геология нефти и газа» в течение 7 семестра после прохождения курсов «Химия», «Общая геология», «Минералогия», «Петрография», «Химия нефти и газа», «Химический анализ воды». Для освоения «Общей геохимии» обучающийся должен обладать устойчивыми знаниями по физике и химии в рамках школьной программы и изучить перечисленные выше дисциплины. 3. Требования к результатам освоения дисциплины: Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: ОК-1, ОК-3, ОК-6, ОК-9, ОК-12, ОК-21, ПК-2, ПК-3, ПК-4, ПК-6, ПК-7, ПК-8, ПК-11, ПК21, ПК-22, ПК-23, ПК-25, ПК-28, ПСК-4.4, ПСК-4.5, ПСК-4.6, ПСК-4.7. В результате изучения дисциплины студент должен: Знать: теоретические основы геохимии; основные методы прикладной и аналитической геохимии, их возможности и ограничения; основные закономерности распределения и миграции химических элементов в геологических процессах; основные достижения в области органической геохимии, рассматривающей весь путь преобразования исходного органического вещества в литосфере и формирования состава нефти и газа. Уметь: оптимально выбирать методы и объекты для геохимических и изотопногеохимических исследований; использовать полученные в результате освоения курса «Общей геохимии» гидрогеологии, при знания при исследовании решении зон задач прикладной нефтегазонакопления гидрогеохимии и и нефтегазоносных провинций и прогнозировании нефтегазоносности недр. Владеть: общими навыками интерпретации результатов геохимических и изотопногеохимических исследований; информацией о современных аналитических методах, применяемых в геохимии. 4. Объем дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы. Всего часов Вид учебной работы Аудиторные занятия (всего) Семестры 7 68 68 - - Лекции 51 51 Практические занятия (ПЗ) 0 0 Семинары (С) 0 0 Лабораторные работы (ЛР) 17 17 Самостоятельная работа (всего) 76 76 - - 40 40 36 36 В том числе: В том числе: Курсовой проект (работа) Расчетно-графические работы Реферат Другие виды самостоятельной работы: Работа с литературой экза- Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) мен Общая трудоемкость час зач. ед. 144 144 4 4 5. Содержание дисциплины 5.1. Содержание разделов дисциплины № Наименование раздела Содержание раздела - - - - - - п/п 1 дисциплины Общие вопросы геохимии. 2 Изотопная геохимия и геохронология. 3 Прикладная геохимия. 4 Основы аналитической геохимии. 5 Геохимия эндогенных процессов. Введение. Предмет геохимии, связь геохимии с другими науками. Основные проблемы геохимии: распространенность элементов и распределение элементов в природе. Возникновение геохимии. Происхождение элементов. Космогеохимия. Состояние (формы нахождения) элементов в природе. Распространенность элементов в космических телах и основных оболочках Земли (ядро, мантия, земная кора). Кларки. Геохимические классификации элементов. Основные законы геохимии. Строение атома. Закон радиоактивного распада как основа изотопной геохронологии. Понятие изохроны. Основы Rb-Sr метода. Основы Sm-Nd метода. Геохимия изотопов Sr и Nd. Принципы U-Th-Pb метода. Изотопная U-Pb геохронология по цирконам и другим минералам. Основы геотермохронологии. Принципы радиоуглеродного метода изотопного датирования. Основы геохимии стабильных изотопов. Геохимия изотопов H, O, C и S. Задачи прикладной геохимии. Геохимические съемки: литохимические, гидрохимические, атмохимические и биогеохимические. Сети геохимического опробования и требования к минимальной плотности сети. Прогнозно-поисковая геохимия и решаемые ею задачи. Геохимические поля, геохимические аномалии. Способы выявления геохимических аномалий и составления геохимических карт. Первичные, вторичные ореолы и потоки рассеяния месторождений полезных ископаемых: литохимические, гидрохимические, атмохимические и биогеохимические. Породные аномалии и ландшафтные аккумуляции элементов. Понятие о геохимических методах поисков полезных ископаемых. Определение содержаний элементов и форм их нахождения в геологических объектах - главная задача аналитической геохимии. Химический и физикохимический методы анализа. Методы спектрального анализа: эмиссионная спектроскопия, атомноабсорбционный анализ, рентгеноспектральный метод. Масс-спектро-метрические методы. Методы локального анализа. Нейтронно-активационный и другие ядернофизические методы. Возможности и ограничения методов. Оптимальный выбор методов исследования. Геохимия магматических процессов. Фракционирование элементов в процессах генерации и кристаллизации магм. Элементы-примеси как индикаторы условий магматических процессов и источника магм. Геохимия метаморфических процессов. Типы и фации метаморфизма. Геохимические признаки исходного состава метаморфических пород. Геохимия гидротермально-метасоматических процессов. Информация о составе, источнике и физико-химических 6 Геохимия экзогенных процессов. 7 Геохимия элементов (на примере геохимии редкоземельных элементов). 8 Геохимия гидросферы и атмосферы. 9 Биогеохимия и экологическая геохимия. параметрах гидротермальных растворов. Влияние температуры и давления. Связь метасоматитов с различными типами руд. Геохимическая классификация осадочных образований. Химический состав и геохимические особенности различных типов осадочных пород. Относительная распространенность различных типов осадочных пород. Геохимический баланс летучих и других компонентов в осадочной оболочке. Поведение элементов в ходе выветривания. Геохимия кор выветривания.Миграция элементов. Типы геохимических барьеров. Геохимия почв. Общность поведения в геологических процессах – основа современной геохимической классификации элементов. Основные черты геохимии групп элементов (на примере РЗЭ): история открытия, методы исследования, закономерности распределения в породах и минералах, поведение в геологических процессах, прикладные аспекты использования. Гидросфера, ее строение, типы природных вод. Факторы, определяющие разнообразие природных вод. Геохимия океана. Состав, формы нахождения элементов. Консервативные и неконсервативные компоненты. Взаимодействие с атмосферой и горными породами. Роль процессов с участием живых организмов. Потоки и время пребывания в океане компонентов. Формирование солевой массы океана. Геохимия вод континентов. Генетические типы поверхностных и подземных вод, их состав. Процессы, формирующие состав подземных вод. Происхождение гидросферы. Эволюция ее состава в геологической истории. Состав и строение атмосферы. Постоянные и переменные компоненты. Происхождение и эволюция атмосферы. Роль биологических процессов. Время пребывания различных компонентов. Геохимия каустобиолитов (вещества угольного и нефтяного ряда). Основные современные проблемы геохимии горючих ископаемых: генетические, поисковые, терминологические, классификационные. Биосфера, ее химический состав, состав и масса живого вещества. Геохимическая роль живого вещества. Биогеохимические процессы как геологический фактор. Неравновесность биологических систем. Органическое вещество в геохимии. Группы органических соединений, их распространенность, условия и формы накопления. Процессы синтеза и разложения органического вещества. Концентрированно редких и рассеянных элементов в органическом веществе. Человек и окружающая биогеохимическая среда. Понятие о ноосфере. Геохимические аспекты охраны окружающей среды. Источники загрязнения, геохимические особенности поведения элементов, прямые и косвенные признаки. Меры предупреждения. Геохимия техногенеза. 5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами № п/п 1 2 3 4 5 6 Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин Прикладная гидрогеохимия Гидрогеохимия нефти и газа Поиски и разведка подземных вод Специальная гидрогеохимия Теоретические основы прогноза поисков и разведки месторождений нефти и газа Геохимия пород нефтегазовых бассейнов № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин 1 2 3 4 5 6 7 8 9 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 5.3. Разделы дисциплин и виды занятий № п/п Наименование раздела дисциплины 1 Общие вопросы геохимии 2 3 Изотопная геохимия и геохронология. Прикладная геохимия. 4 Основы аналитической геохимии 5 Лекции Прак. Лаб. зан. зан. Семин. СРС Всего час. 8 4 18 30 4 4 6 14 6 6 6 18 4 4 8 Геохимия эндогенных процессов 6 8 14 6 Геохимия экзогенных процессов 8 8 16 7 Геохимия элементов (на примере редкоземельных элементов) Геохимия гидросферы и атмосферы. Биогеохимия и экологическая геохимия. 8 13 8 10 18 5 8 13 8 9 2 3 6. Лабораторный практикум: № № раздела Наименование лабораторных работ Трудо- п/п дисциплины емкость (час.) 4 1 1 Распространенность элементов. Кларки. 2 2 4 3 3 Определение возраста горной породы. Построение изохроны. Картирование геохимической аномалии. 4 7 Геохимия элемента, группы элементов. Написание реферата, доклад (компьютерная презентация). 3 6 7. Практические занятия (семинары): не предусмотрены. 8. Примерная тематика курсовых проектов (работ): не предусмотрены. 9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины: а) основная литература Алексеенко В.А. Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых. М.: Логос, 2005. 354 с. Геохимия. Методические указания по выполнению лабораторных работ / СанктПетербургский горный ин-т. Сост.: А.Г. Марченко, В.В. Смоленский. СПб, 2006. 56 с. Интерпретация геохимических данных. М.: Интермет Инжиниринг, 2001. 288 с. Перельман А.И. Геохимия. М.: Высшая школа, 1989. 528 с. Фор Г. Основы изотопной геологии. М.: Мир, 1989. 590 с. б) дополнительная литература Алексеенко В.А. Экологическая геохимия. М.: Изд-во «Логос», 2002. 628 с. Баженова О.К., Бурлин Ю.К., Соколов Б.А., Хаин В.Е. Геология и геохимия нефти и газа. М.: Изд-во МГУ, ИЦ «Академия», 2004. 416 с. Барабанов В.Ф. Геохимия. Л.: Недра, 1985. 423 с. Браунлоу А.Х. Геохимия. М.: Недра, 1984. 463 с. Добровольская М.Г. Геохимия земной коры. М.: Изд-во РУДН, 2007. 131 с. Добровольский В.В. Основы биогеохимии. М.: ИЦ «Академия», 2003. 400 с. Емлин Э.Ф. Общая геохимия. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2007. 245 с. Кирюхин В.А., Коротков А.И., Шварцев С.Л. Гидрогеохимия. М.: Недра, 1993. 384 с. Козлов Н.Е., Предовский А.А. Введение в геохимию. Мурманск: Изд-во МГТУ, 2005. 127 с. Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Швец В.М. Геохимия подземных вод. Теоретические, прикладные и экологические аспекты. М.: Наука, 2004. 677 с. Наумов Г.Б. Геохимия биосферы. М.: ИЦ «Академия», 2010. 384 с. Овчинников Л.Н. Прикладная геохимия. М.: Недра, 1990. 248 с. Оптимальный выбор методов изотопно-геохронологических и изотопно-геохимических исследований. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2007. 48 с. Птицын А.Б. Теоретическая геохимия. Новосибирск: Изд-во «Гео», 2006. 180 с. Родыгина В.Г. Курс геохимии. Томск: Изд-во НТЛ, 2006. 288 с. Справочник по геохимии. М.: Недра, 1990. 480 с. Справочник по геохимии нефти и газа. СПб.: Недра, 1998. 576 с. Справочник по геохимическим методам поисков полезных ископаемых. М.: Недра, 1990. 335 с. Супруненко О.И., Тугарова М.А. Геохимия нафтидов. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2003. 144 с. Титаева Н.А. Ядерная геохимия. М.: Изд-во МГУ, 2000. 336 с. Хендерсон П. Неорганическая геохимия. М.: Мир, 1985. 339 с. Чертко Н.К. Геохимия. Минск: Изд-во БГУ, 2008. 170 с. в) программное обеспечение: Microsoft Office, Statistica. г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: ресурсы Интернет. 10. Материально-техническое обеспечение дисциплины: Специализированные аудитории, используемые при проведении лекционных занятий, оснащены мультимедийными проекторами и комплектом аппаратуры, позволяющей демонстрировать текстовые и графические материалы в проходящем и отраженном свете. Компьютерный класс с необходимым программным обеспечением и выходом в Интернет. _____________________________________________________________________________ Разработчики: кафедра МКП СПГГУ Эксперты: ИГГД РАН СПбГУ ________________ (место работы) проф. зав. Лаб. геохронологии и геохимии изотопов доц. кафедры геохимии ____________________________ (занимаемая должность) С.Г. Скублов проф. Л.К. Левский В.М. Саватенков __________________ (инициалы, фамилия)