КСР ГЕОЛ ОБЩ И ИСТОРИЧ

Методическое руководство
по выполнению тем КСР
курса «Геология»
Даются практические рекомендации и рассматривается очередность выполнения работ при выполнении тем КСР курса «Общая геология». Теоретическое обоснование совершаемых действий приводятся в методическом
руководстве «Лабораторный и полевой практикум по общей геологии», а
также в учебных пособиях, предусмотренных программой.
Тема 1. Макроскопическое определение минералов (4 часа).
Цели занятия.
1. Освоить методику макроскопического определения минералов.
2. Научиться визуально определять минералы в отдельном образце и в составе горной породы.
3. Изучить главные породо- и рудообразующие минералы (в объеме перечня, приведенного в методическом руководстве «Лабораторный и полевой практикум по общей геологии»).
4. Изучить особенности состава минералов, их физические свойства, происхождение и практическое применение.
Рабочие материалы.
Коллекция минералов; шкала Мооса; кислота соляная 10 %; стекло; пипетка; фарфоровая пластина; компас; лупа; методическое руководство;
определитель минералов; рабочая тетрадь.
Общие рекомендации.
Наибольшее внимание уделять изучению свежего скола образцов. При
выявлении свойств, перечисленных в таблице 1 (колонки 1, 2, 3, 5, 6), необходимо постоянно шевелить образец, чтобы свет падал на него под разными
углами. Очень важен характер освещения: оно должно быть ярким, лучше
всего – естественным. Все выявленные характеристики должны сразу заноситься в тетрадь (в таблицу).
Техника безопасности.
 Запрещается разрушать образцы: раскалывать их; сжигать; раскалять;
наносить более одной капли кислоты на образец.
 Запрещается использовать кислоту Не для определения минералов.
1
 Запрещается держать стекло в ладони или на неровной, грязной поверхности стола при определении твердости образцов.
Отчетность по теме.
Знание отличительных свойств минералов, их состава, происхождения и
применения. В рабочей тетради должна быть заполнена таблица с характеристиками минералов – не менее 39 наименований.
Ход выполнения работы.
1) Оформить таблицу 1 на полный разворот рабочей тетради (на ширину двух страниц):
Таблица 1
4
5
8
Практическое использование
7
6
Происхождение
Формы выделения
Спайность.
Излом
Черта
3
Название.
Химический состав
Класс.
2
Плотность.
Прочие свойства
1
Цвет
Блеск
Твердость
Макроскопическое определение минералов
9
10
2) Определить твердость образца – для этого использовать вначале
стекло, а затем минералы шкалы Мооса. Исследование вести по наиболее
свежей поверхности скола. Применяя стекло, удобнее всего положить его на
твердую, плоскую и чистую поверхность (крышку стола), и, сильно прижимая, провести по стеклу острым выступом образца. На стекле возникнет
след – его нужно слегка протереть (пальцем, чистой тканью). Если после
очистки на стекле заметна царапина – образец тверже 5, если стекло остается чистым – образец мягче 5. Затем берется минерал (эталон) из соответствующей части шкалы Мооса (тверже или мягче 5). На поверхности эталона находят наиболее острый угол (или ребро), которым нужно царапать образец. Следует запомнить (на ощупь и визуально) степень остроты данного
выступа (или ребра). Сильно прижимая выступ (или ребро) к образцу, двумя
быстрыми движениями прочертить крест. На поверхности образца возникнет след – его нужно сдуть (или стереть легкими движениями). Если образец останется неповрежденным – он тверже эталона (при этом острая часть
эталона затупится). В этом случае нужно взять эталон большей твердости и
2
повторить исследование. Если на образце останутся царапины – он мягче
эталона (при этом острота эталона сохранится). В этом случае нужно взять
эталон меньшей твердости и повторить исследование. Если на образце царапин почти не видно, и эталон слегка затупился – их твердости совпадают.
Если твердость образца промежуточная (например, мягче эталона №7 и
тверже эталона № 6), то результат оценивается с точностью до 0,5 (для
нашего примера – 6,5). Результат определения записать в таблицу.
3) Определить блеск образца. При выявлении блеска необходимо поворачивать образец под разными углами к источнику света. Если образец
кристаллический, следует обратить внимание на возможно разный блеск
поверхности скола и граней кристалла. Особенно важно оценить блеск скола. Результаты записать в таблицу.
4) Определить цвет образца, по возможности учитывая оттенок. Результат записать в таблицу.
5) Определить цвет черты (цвет порошка минерала). Для определения
цвета черты необходимо получить небольшое количество порошка исследуемого минерала. С этой целью нужно использовать либо фарфоровую пластину, либо более твердый минерал. Порошок получают трением: шероховатым сколом фарфора о поверхность образца. После трения черта возникает и на фарфоре, и на поверхности образца. Цвет черты нужно определять
наиболее точно, учитывая малейшие оттенки. Результаты записать в таблицу.
6) Определить спайность и излом. Исследовать только свежую поверхность скола. Вращая образец относительно источника света, добиться
такого положения, при котором свет отражается в глаза (т. е. образец бликует). Если спайность у минерала присутствует, то на блестящей поверхности
будут видны ярко отражающие свет плоскости. Эти блестящие плоскости
располагаются ступенями. Границы между ступенями имеют вид темных
нитей, полос, либо значительных по высоте уступов. Выделяют три вида
спайности. Весьма совершенная спайность различима ярко, представлена
множеством плоских ступеней, легко отделяющихся друг от друга (ногтем,
лезвием ножа). Совершенная спайность также различима ярко, представлена
множеством плоских ступеней, но раскалывается минерал с трудом (ударом
молотка). Средняя спайность едва заметна, или представлена только одной
плоской поверхностью. Если спайность не выражена, то исследуется излом
– общий характер поверхности скола. Результаты определения записать в
таблицу.
7) Определить форму выделения минерала – охарактеризовать общую
конфигурацию поверхности образца и его внутреннего строения.
3
8) Определить название минерала – в определителе минералов найти
образец, характеристики которого точно совпадают с записанными в тетради. Завершить описание минерала в тетради, заполнив оставшиеся столбцы.
Если в определителе имеется несколько минералов, фундаментальные свойства которых совпадают с исследуемым, тогда необходимо выявить прочие
свойства образца.
9) Определить прочие свойства – подвергнуть образец испытаниям,
соответственно прочим свойствам минералов-кандидатов. Результаты тех
испытаний, которые позволили установить название образца, записать в
таблицу. Завершить описание минерала в тетради, заполнив оставшиеся
столбцы по материалам учебно-методической литературы.
Тема 2
Макроскопическое определение горных пород (4 часа).
Цели занятия.
1. Освоить методику макроскопического определения горных пород.
2. Изучить наиболее распространенные магматические, осадочные и метаморфические горные породы (в объеме перечня, приведенного в методическом руководстве «Лабораторный и полевой практикум по общей геологии»).
Рабочие материалы.
Коллекция горных пород; кислота соляная 10 %; пипетка; стекло; лупа;
методическое руководство; определитель горных пород; рабочая тетрадь.
Общие рекомендации.
Наибольшее внимание уделять изучению свежего скола образцов. Необходимо постоянно шевелить образец, чтобы свет падал на него под разными
углами. Освещение должно быть ярким, лучше всего – естественным. Характеристики образцов по мере их выявления должны сразу записываться в
тетрадь (в таблицу).
Техника безопасности.
 Запрещается разрушать образцы: раскалывать их; сжигать; раскалять;
наносить более одной капли кислоты на образец.
 Запрещается использовать кислоту Не для определения минералов.
 Запрещается при работе держать стекло в ладони или на неровной,
грязной поверхности стола.
4
Отчетность по теме.
Знание состава, происхождения и применения основных разновидностей
горных пород. В рабочей тетради должна быть заполнена таблица с характеристиками горных пород – не менее 20 наименований магматических, 10
метаморфических и 40 осадочных.
Ход выполнения работы.
а) Определение магматических пород
1) Оформить таблицу 2 на полный разворот рабочей тетради (на ширину двух страниц):
Таблица 2
1
2
3
4
5
6
7
8
Аналоги
Формы залегания.
Отдельности.
Название.
Главные породообразующие минералы
и акцессорные
Происхождение
Текстура
Структура
Химический состав
Цветное число;
окраска
Макроскопическое определение магматических горных пород
9
2) Определить структуру образца по степени кристалличности. Если
порода полнокристаллическая – дополнительно выявить структуры по абсолютному и относительному размеру кристаллов. Признаки полнокристаллической структуры: вся поверхность скола усеяна блестящими пятнами;
границы между блестящими пятнами четкие, линейные; на большинстве
(или всех) блестящих поверхностей просматривается спайность. Если порода лишена блеска, то ее структура стекловатая (изо всех стекловатых пород
ярко блестит только обсидиан). Если на матовом фоне породы различимы
лишь отдельные блестящие вкрапления, то структура порфировая. Структурные признаки записать в таблицу.
3) Определить текстуру породы и записать ее в таблицу.
4) Установить происхождение породы: если образец полнокристаллический, то происхождение интрузивное; если образец стекловатый, порфировый, ноздреватый или миндалекаменный – эффузивное. Записать происхождение в таблицу.
5
5) Определить цветное число и охарактеризовать окраску образца.
Цветное число определять как объемный процент содержания темных (черных и зеленых) пятен. Вывод записать в таблицу.
6) Предварительно определить химический состав породы, опираясь
на ее цветное число. Если цветное число менее 10 – порода кислая (или
средняя); менее 30 – средняя (или кислая); более 30 – основная (или средняя); около 100 – ультраосновная (или ультраосновная). Оба возможных варианта химического состава записать в таблицу.
7) Определить минеральный состав. Помнить, что в составе магматических пород (за исключением ультраосновных) главенствуют полевые
шпаты. Среди полевых шпатов ортоклазы выделяются теплыми и светлыми
тонами, а плагиоклазы – холодными и темными. Всем полевым шпатам
присущи спайность и стеклянный блеск. При изучении светлых образцов в
первую очередь нужно искать кварц – он диагностируется по жирному
блеску и отсутствию спайности. Слюды отличаются наиболее ярким блеском – они подобны обломкам зеркал. Амфиболы, пироксены и оливин
окрашены в черный или темно-зеленый цвет, причем кристаллы многих амфиболов и пироксенов имеют игольчатую форму и выраженную спайность.
В эффузивных породах нужно изучить минеральный состав только порфировых вкраплений, обращая внимание на особенности их формы (идиоморфной или ксеноморфной) и яркость блеска. Записать результаты определения в таблицу.
8) Окончательно определить химический состав породы, опираясь на
минеральный состав. Внести корректировку в соответствующую колонку
таблицы. Например, было определено, что цветное число образца чуть выше 30. На основании этого химический состав первоначально записали как
средний или основной. Затем установили, что в минеральном составе господствуют полевые шпаты, роговая обманка и кварц. Обилие кварца однозначно свидетельствует о том, что порода является кислой.
9) Определить название породы, используя определитель горных пород. Записать название в таблицу и завершить оформление последних колонок, используя учебно-методическую литературу.
6
б) Определение осадочных пород
1)
Оформить в рабочей тетради таблицу 3:
Таблица 3
Гранулометрический состав обломочных пород и глин
Диаметр частиц (мм)
Более 100
100 – 10
10 – 1
1 – 0,1
0,1 – 0,01
Менее 0,01
Рыхлая порода
Обломки
Обломки
окатанные
угловатые
Валун
Глыба
Галька
Щебень
Гравий Дресва
Песок
Алеврит
Глина
Сцементированная порода
Обломки окатанные
Обломки угловатые
Валунный конгломерат
Галечный конгломерат
Гравийный конгломерат
(гравелит)
Песчаник
Алевролит
Аргиллит
Глыбовая брекчия
Брекчия щебня
Брекчия дресвы
(дресвелит)
2) Записи характеристик осадочных пород вести в форме текста, обязательно указывая после названия породы ее структуру, текстуру, происхождение, вещественный состав, цвет, отличительные особенности (твердость,
удельный вес, наличие и характер цемента, реакцию с кислотой, растворимость в воде, запах и проч.). Для пород хемогенных и оргенных обязательно
указывать их генезис (лагунный; пресных озер; источниковый; элювиальный и проч.). Для пород, происхождение которых может быть разным, приводить перечень возможных генетических типов.
7
в) Определение метаморфических пород
1. Определить структурные признаки.
а) По абсолютному размеру кристаллов (абсолютный размер кристаллов
растет пропорционально степени метаморфизма).

мелкокристаллическую (менее 0,25 мм);

среднекристаллическую (0,25 – 1 мм);

крупнокристаллическую (1 – 10 мм);

гигантокристаллическую (более 10 мм).
б) По относительному размеру кристаллов: если кристаллы равновелики и
очертания их сферичны – структура гранобластовая; если размеры кристаллов сильно отличаются и огранка выражена ярко – структура порфиробластовая.
2. Определить текстуру породы
Текстура – главный диагностический признак метаморфических пород.
Текстуры классифицируются по двум признакам: по форме кристаллов и по
их взаимному расположению в породе.
По форме кристаллов выделяют текстуры пластинчатую (таблитчатую), листоватую, чешуйчатую, игольчатую.
По расположению кристаллов выделяют текстуры массивную, сланцеватую, полосчатую (гнейсовую), плойчатую, волокнистую, очковую.

Массивная – определенной ориентировки кристаллов нет.

Сланцеватая (плитчатая) – пластины или чешуи минералов расположены параллельно; породы сложены непрерывными слоями однородной
мощности и раскалываются на тонкие плитки.

Полосчатая (гнейсовая) – чередование полос разной окраски, мощности и минерального состава. В отличие от сланцеватой текстуры, полосчатая характеризуется прерывистостью.

Плойчатая – тонкие, мелко гофрированные слои.

Волокнистая – порода сложена параллельно вытянутыми волокнистыми или игольчатыми минералами.

Очковая – разноцветные полосы с овальными утолщениями, образованными светлыми минералами.
Отдельности метаморфических пород делятся на реликтовые и метаморфические. Реликтовые отдельности унаследованы от исходных пород.
Метаморфические отдельности возникают при метаморфизме и представлены кливажем. Кливаж – система параллельных трещин, рассекающих породу несогласно первичной текстуре.
Минеральный (и химический) состав метаморфических пород самый
разный – он определяется процессами метаморфизма и составом исходных
пород. Главными породообразующими минералами служат и типично магматогенные (ряда Боуэна), и пневматолитово-гидротермальные, и собствен-
8
но метаморфогенные. При метаморфизме рост температуры и давления ведет к изменению минерального состава. Так, в породах низких ступеней метаморфизма распространены гидратированные минералы класса силикатов
(слюды, хлорит и другие). Наоборот, в породах высшей ступени метаморфизма водные минералы отсутствуют – критической температурой для воды
в минералах является 375 С. Таким образом, рост температуры и давления
обуславливает изменение структуры и минерального состава метаморфических пород.
9