Pochodzenie, klasyfikacja skał. Główne skały osadowe pochodzenia organicznego i chemicznego

Pochodzenie i klasyfikacja skał

Każdy kamień naturalny to „skała, naturalna formacja składająca się z pojedynczych minerałów i ich związków”. Petrografia bada skład, pochodzenie i właściwości fizyczne skał. Według niego wszystkie rasy według pochodzenia dzielą się na trzy główne grupy:
1. Magmowe („skały pierwotne”)

- powstaje bezpośrednio z magmy - stopionej masy o przeważającym składzie krzemianowym, w wyniku jej ochłodzenia i zestalenia. W zależności od warunków krzepnięcia rozróżnia się głębokie i przelewające się.
Głęboko
powstały w wyniku stopniowego ochładzania się magmy pod wysokim ciśnieniem wewnątrz skorupy ziemskiej. W tych warunkach składniki magmy skrystalizowały, w wyniku czego powstały masywne, gęste skały o strukturze holokrystalicznej: granit, sjenit, labradoryt i gabro.
Wylana
powstał w wyniku erupcji wulkanu magmy, która szybko ostygła na powierzchni w niskiej temperaturze i ciśnieniu. Nie było wystarczająco dużo czasu na utworzenie się kryształów, dlatego skały tej grupy mają utajoną lub drobnokrystaliczną strukturę z dużą ilością szkła amorficznego o dużej porowatości: porfiry, bazalty, trawertyn, tufy wulkaniczne, popiół i pumeks.

Granit (z łac. granum, ziarno) - najczęstsza skała. Granit ma wyraźną strukturę ziarnisto-krystaliczną i składa się głównie ze skaleni, kwarcu, miki i innych minerałów.

Istnieją 3 różne struktury granitu w zależności od wielkości ziaren: drobnoziarnisty, średnioziarnisty i gruboziarnisty. Kolor granitu może być bardzo różny. Najczęściej spotykanym granitem jest szary, od jasnego do ciemnego w różnych odcieniach, ale są też granity różowe, pomarańczowe, czerwone, niebieskawo-szare, a czasem niebieskawo-zielone. Granit z niebieskim kwarcem jest niezwykle rzadki. Pod względem dekoracyjnym najcenniejsze są granity drobnoziarniste jasnoszare z niebieskim odcieniem, ciemnoczerwone i zielonkawo-niebieskie odmiany granitu.

2. Skały osadowe (lub „wtórne”)

Nazywa się je wtórnymi, ponieważ powstały w wyniku zniszczenia skał magmowych lub z produktów odpadowych organizmów roślinnych i zwierzęcych.
Mogą one mieć postać opadów chemicznych, które powstają podczas wysychania jezior i zatok, gdy wytrącają się różne związki. Z biegiem czasu zamieniają się w tufy wapienne, dolomit. Wspólną cechą tych skał jest porowatość, pękanie i rozpuszczalność w wodzie.
Występują także klastyczne skały osadowe. Należą do nich piaskowce cementowe, brekcje, zlepieńce oraz piaski sypkie, iły, żwiry i tłucznie. Osady cementowe powstały z osadów luźnych w wyniku naturalnego wiązania i cementacji. Na przykład piaskowiec wytwarza się z piasku kwarcowego z cementem wapiennym, brekcję z tłucznia cementowego, a konglomerat z otoczaków.
Znane są także skały pochodzenia organicznego: wapień i kreda. Powstają w wyniku życiowej działalności organizmów zwierzęcych i roślinnych.

Piaskowiec

Dla geologów i petrografów skała klastyczna składająca się z cementowego piasku. Występują w kolorze szarym, zielonym, czerwonym, żółtym, brązowym i brązowym. Piaskowce krzemionkowe uważane są za najtrwalsze.
Ogólnie rzecz biorąc, piaskowce nie są w stanie uzyskać tekstury polerowanej, dlatego zwykle używają tekstury rozdrobnionej lub przetartej, a czasem polerowanej. Piaskowce dobrze nadają się do rzeźbienia i cięcia diamentami.
Za dekoracyjne uważa się drobnoziarniste czerwone, czekoladowo-brązowe i zielone odmiany piaskowca, które z powodzeniem stosuje się do okładzin zewnętrznych. W moskiewskich i petersburskich zabytkach architektury powstałych w XIX i na początku XX wieku dobrze zachowały się okładziny z polskiego piaskowca w odcieniach szarozielonych, żółtych i różowych. Plac Wniebowzięcia Kremla wyłożony jest piaskowcem Lyubertsy.
Piaskowiec jest materiałem dość porowatym, dlatego nie zaleca się stosowania go do wykańczania elementów mających kontakt z wodą. Nie zaleca się również stosowania go na konstrukcjach cokołowych.

3. Metamorficzne (skały modyfikowane)

- powstają w wyniku przekształcenia skał magmowych i osadowych w nowy rodzaj kamienia pod wpływem wysokiej temperatury, ciśnienia i procesy chemiczne.

Wśród skał metamorficznych wyróżnia się skały masywne (ziarniste), do których należą marmury i kwarcyty, a także łupki - gnejsy i łupki.

Marmur

Nazwa „marmur” pochodzi od greckiego marmaros, świecący. Jest to skała ziarnisto-krystaliczna, która powstała w wnętrznościach Ziemi w wyniku rekrystalizacji wapienia i dolomitu pod wpływem wysokich temperatur i ciśnienia. W budownictwie marmur często nazywany jest nie tylko tym kamieniem, ale także innymi gęstymi przejściowymi skałami węglanowymi. Są to przede wszystkim wapienie i dolomity marmuropodobne lub marmurkowate.

kwarcyt

Są to skały drobnoziarniste, które powstały w wyniku rekrystalizacji piaskowców krzemionkowych i składają się głównie z kwarcu. Kwarcyt występuje w kolorze szarym, różowym, żółtym, karmazynowo-czerwonym, ciemnej wiśni, a czasem białym.
Kwarcyt uważany jest za kamień niezwykle dekoracyjny, szczególnie malinowy i ciemna wiśnia. „Kamienna” faktura znacząco rozjaśnia ogólne tło tego kamienia, co często wykorzystuje się przy łączeniu tego typu wyrobów z polerowanymi o kontrastowym kolorze.
Kwarcyt ma bardzo wysoką twardość i jest materiałem trudnym w obróbce, ale wymaga polerowania o bardzo wysokiej jakości.
Często stosowany przy budowie unikalnych konstrukcji. Wykorzystano go przy budowie Kościoła Zbawiciela na Przelanej Krwi. Przez wieki był również używany jako kamień rytualny. Wykonano z niego sarkofagi Napoleona i Aleksandra II oraz górną część mauzoleum Lenina.

Łupek

Gęsta i twarda skała, która powstała z silnie zagęszczonej gliny, częściowo rekrystalizowanej pod wpływem wysokiego i jednostronnego ciśnienia (np. od góry do dołu). Charakteryzuje się zorientowanym ułożeniem minerałów skałotwórczych i zdolnością do rozszczepiania się na cienkie płyty. Kolor łupków jest najczęściej ciemnoszary, czarny, szaro-brązowy, czerwono-brązowy.
Łupek jest materiałem trwałym, można go poddać obróbce (laminowaniu w cienkie płyty), niektóre rodzaje można także polerować. Częściej jednak stosuje się go bez żadnej obróbki, ponieważ łupana powierzchnia jest bardzo dekoracyjna.
Łupek stosowany jest zarówno w okładzinach zewnętrznych, jak i wewnętrznych. Kamień ten był szeroko stosowany w sławnych zabytki architektury(podłogi katedry św. Izaaka w Petersburgu są częściowo wykonane z łupka).

4. Kamienie półszlachetne.

Należą do nich przede wszystkim skały zwane „kamieniami ozdobnymi i ozdobnymi”. Są to jaspis, onyks, opal, malachit, lapis lazuli. Występują znacznie rzadziej niż zwykłe kamienie i są cenniejsze. Pokrywanie nimi dużych powierzchni jest jednak drogie, dlatego najczęściej kamienie te wykorzystywane są do ozdabiania drobnych elementów: części kolumn, parapetów, łazienek...

Onyks („gwóźdź” przetłumaczony z greckiego) uważany jest za jeden z najpopularniejszych kamieni dekoracyjnych i ozdobnych. Onyks ma strukturę warstwową lub rodnikowo-promienną. Kolor onyksu jest biały, jasnożółty, żółty, brązowy, ciemnobrązowy, jasnozielony. Wzór jest w paski - naprzemienne paski w różnych odcieniach. Większość onyksów marmurowych jest półprzezroczysta, czasami do głębokości 30...40 mm. Onyks można łatwo obrabiać za pomocą narzędzi do cięcia i szlifowania, a także można go polerować wysokiej jakości.

SKAŁKI ORGANOGENICZNE (od greckiego organon - organ i -geny - rodzące, rodzące się, skały biogeniczne * a. skały organogeniczne, skały biogeniczne; i. organogene Gesteine; f. roches organogenes, roches biogenes; I. rocas organogenicas) - skały osadowe składające się ze szczątków zwierząt i roślin oraz produktów ich przemiany materii. Organizmy mają zdolność koncentracji pewnych substancji, które nie osiągają nasycenia w naturalnych wodach, tworząc szkielety lub tkanki zachowane w stanie kopalnym.

Ze względu na skład materiałowy wśród skał organogenicznych można wyróżnić skały węglanowe, krzemionkowe i niektóre skały fosforanowe, a także węgiel (patrz), łupki bitumiczne, ropę naftową i twardy bitum. Organogeniczne skały węglanowe () składają się z muszli otwornic, koralowców, mszywiołów, ramienionogów, mięczaków, glonów i innych organizmów.

Ich osobliwymi przedstawicielami są wapienie rafowe tworzące atole, rafy barierowe i inne, a także kreda. Do organogenicznych skał krzemionkowych zalicza się: diatomit, spongolit, radiolaryt itp. Diatomity składają się z opalowych szkieletów okrzemek, a także drzazg gąbek krzemionkowych i radiolarianów. Spongolity to skały, które zwykle zawierają ponad 50% drzazg gąbek krzemiennych. Ich cement jest krzemionkowy, zbudowany z opalowych zaokrąglonych brył, lub ilasty, lekko wapienny, często zawierający wtórny chalcedon. Radiolaryty to skały krzemionkowe, składające się w ponad 50% ze szkieletów radiolarycznych, które tworzą muł radiolaryczny we współczesnych oceanach. Oprócz radiolarianów obejmują drzazgi gąbki, rzadkie muszle okrzemek, kokolithofory, cząsteczki opalu i gliny. Wiele jaspisów ma bazę radiolaryjną.

Organogeniczne skały fosforytowe nie są powszechne. Należą do nich skały muszlowe z fosforanowych muszli ramienionogów sylurskich – obolidy, nagromadzenia kopalnych kości kręgowców (brekcje kostne), znane w osadach różnego wieku, a także guano. Organogeniczne skały węglowe — węgiel kopalny i łupki bitumiczne — są powszechne, ale ich masa w skorupie ziemskiej jest niewielka w porównaniu ze skałami węglanowymi. Bitumy naftowe i stałe to unikalne skały, których głównym materiałem do powstania był fitoplankton.

Ze względu na warunki powstawania (głównie w odniesieniu do skał węglanowych) można wyróżnić biohermy - nagromadzenie szczątków organizmów w pozycji życiowej, tanato- i tafrocenozy - wspólne pochowanie martwych organizmów, które tu żyły lub zostały przetransportowane przez fale i prądy; skały powstałe z organizmów planktonowych nazywane są planktonowymi (na przykład diatomit, kreda, wapień otwornicowy).

Jeśli pozostałości organiczne zostaną zmiażdżone w wyniku działania fal i fal, powstają skały organogenno-klastyczne, składające się z fragmentów (detrytusu) muszli i szkieletów, połączonych jakąś substancją mineralną (na przykład).

Klasyfikacja skał osadowych klastycznych (terygenicznych).

Temat wykładu: Wprowadzenie. Geologia, treść, zadania, sekcje i metody. Krótka historia rozwój geologii naftowej.

Notatki z wykładów

Geologia to nauka o Ziemi (od greckiego „geo” - Ziemia, „logos” - wiedza, nauka). Ziemia jest ciałem o złożonej budowie, zajmującym określone miejsce we Wszechświecie, charakteryzującym się określonym stanem fizycznym i składem chemicznym, stale rozwijającym się w czasie. Z tego powodu inne nauki, takie jak geofizyka i geochemia, oprócz geologii zajmują się badaniem Ziemi. Geofizyka bada wewnętrzną budowę Ziemi, stan fizyczny jej wnętrza, jej pola fizyczne - grawitacyjne (pole grawitacyjne), magnetyczne, termiczne, elektryczne. Zadanie geochemii obejmuje badanie składu chemicznego Ziemi i jej poszczególnych powłok, losów atomów pierwiastków chemicznych i ich izotopów. Przedmiotem badań geologicznych jest głównie górna skalista skorupa Ziemi – skorupa ziemska, a dokładniej litosfera, która oprócz skorupy pokrywa górną część płaszcza. Celem geologii jest odtworzenie i wyjaśnienie historii rozwoju Ziemi w oparciu o badanie jej składu materialnego, struktury oraz procesów zmieniających stan wewnętrzny globu i powierzchni Ziemi.

Geologia bada skład, strukturę i rozwój Ziemi pod wpływem procesów zachodzących w jej sferze zewnętrznej i wewnętrznej, a także wzorce i procesy powstawania skorupy ziemskiej, wchodzących w jej skład minerałów, skał, minerałów oraz historię rozwój życia na Ziemi. Ogólnie rzecz biorąc, wiedza geologiczna jest niezbędną i ważną częścią światopoglądu naukowego.

Znaczenie nauk geologicznych dla działalność gospodarcza spożycie przez ludzi stale rośnie, ponieważ w tę działalność zaangażowane są nowe rodzaje minerałów - od węgla po rudę uranu i rzadkie pierwiastki. Kolejnym ważnym zadaniem geologii stosowanej jest badanie warunków geologicznych miejsc przeznaczonych pod budowę różnych obiektów inżynierskich – elektrowni wodnych, jądrowych, kanałów itp. w celu zapewnienia ich trwałości. Kolejną ważną rolą geologii jest zapobieganie i uwzględnianie możliwych konsekwencji naturalnych zjawisk katastroficznych - trzęsień ziemi, erupcji wulkanów, osunięć ziemi itp. Stosunkowo niedawno ludzkość zdała sobie sprawę z konieczności ochrony środowiska naturalnego i oceny kierunku jego naturalnych zmian oraz ekologii - nauki o środowisko zajęła poczesne miejsce wśród innych nauk, a w jej składzie ukształtowała się sekcja poświęcona geologicznemu składnikowi tego środowiska – geoekologia.


Praktyczne znaczenie geologii polega przede wszystkim na rozwoju metod wykrywania minerałów. Wśród minerałów wyróżnia się rudę lub metal (wydobywa się z nich różne metale), niemetaliczne (wydobywa się z nich fosfor, potas do nawozów, sól kamienną, siarkę i inne), materiały budowlane, szlachetne (diament, rubin, szafir i inne), kamienie półszlachetne (ametyst, jaspis, malachit i inne), kamienie łatwopalne (węgiel, ropa naftowa, gaz palny).

Do chwili obecnej geologia opracowała wiarygodne kryteria przewidywania różnych minerałów, przede wszystkim takich jak ropa naftowa, gaz ziemny, węgiel, rudy metali żelaznych i nieżelaznych. Zatem współczesna nauka geologiczna stanowi teoretyczną podstawę poszukiwania, badania i rozwoju wszystkich rodzajów minerałów. Współczesny przemysł w dużej mierze opiera się na wykorzystaniu zasobów mineralnych Ziemi – ropy, gazu, węgla, rud metali żelaznych i nieżelaznych, materiały budowlane, wody gruntowe, sole itp. Geologia odgrywa szczególnie ważną rolę w poszukiwaniu i eksploracji złóż surowców energetycznych i chemicznych – ropy i gazu.

Dziś geologia jest połączeniem wielu dyscyplin geologicznych, które wyłoniły się z niej w wyniku dogłębnego rozwoju poszczególnych gałęzi wiedzy geologicznej i udoskonalenia metod badań geologicznych. Pod tym względem można wyróżnić kilka głównych gałęzi geologii:

1) nauki badające skład materialny Ziemi (cykl geochemiczny); 2) nauki badające procesy zachodzące we wnętrzu Ziemi i na jej powierzchni (geologia dynamiczna); 3) nauki zajmujące się historią Ziemi (geologia historyczna); 4) nauki mające na celu praktyczne wykorzystanie wnętrza Ziemi (geologia stosowana).

Cykl geochemiczny obejmuje krystalografia, mineralogia, petrologia, litologia, geochemia właściwa. Krystalografia – nauka o kryształach, ich forma zewnętrzna i struktura wewnętrzna. Mineralogia - nauka o minerałach, naturalnych związkach chemicznych tworzących skały lub występujących osobno. Mineralogia bada skład chemiczny minerałów, cechy ich struktury, właściwości fizyczne, warunki występowania, powiązania i pochodzenie. Petrologia – nauka o skałach, bada skład mineralogiczny i chemiczny skał, ich właściwości, strukturę, warunki występowania, a także bada ich pochodzenie i zmiany, jakim ulegają skały pod wpływem różnych czynników. Przedmiotem badań jest szczególna klasa skał – skały osadowe litologia (Greckie „lithos” - kamień). Geochemia – nauka skład chemiczny Ziemia bada pierwiastki chemiczne, ustala wzorce rozmieszczenia, łączenia i ruchu poszczególnych pierwiastków chemicznych w wnętrznościach Ziemi i na jej powierzchni. Geochemia operuje atomami, mineralogia bada kombinacje atomów (minerały), petrologia bada kombinacje minerałów (skały).

Geologia dynamiczna bada procesy geologiczne zachodzące we wnętrzu litosfery i na jej powierzchni. W zależności od źródła energii dzieli się je na egzogenne (rodzi się z przyczyn zewnętrznych) i endogenne (rodzi się z przyczyn wewnętrznych). Procesy egzogeniczne zachodzą pod wpływem energii słonecznej w połączeniu z grawitacją (grawitacją); endogenny - pod wpływem energia wewnętrzna, wewnętrzne ciepło Ziemi, również połączone z energią grawitacyjną.

Geologia historyczna bada historię skorupy ziemskiej w związku z rozwojem Ziemi jako planety jako całości. To z kolei dzieli się na szereg nauk. Stratygrafia to badanie warstw skał osadowych i kolejności ich występowania. Paleontologia to nauka o skamieniałych szczątkach organizmów. Badanie pozostałości starożytnych, wymarłych organizmów zakopanych w warstwach, których zbiór był charakterystyczny dla poszczególnych epok historii Ziemi, pomaga w ustaleniu względnego wieku skał osadowych.

Następną gałęzią geologii, najbliższą geologii stosowanej, jest geologia regionalna. Ona opisuje struktura geologiczna– sekwencję wiekową skał, formy strukturalne jakie tworzą, a także historię rozwoju poszczególnych odcinków (obszarów) skorupy ziemskiej, od małych do bardzo dużych – kontynentów i oceanów. Strukturę skorupy ziemskiej przedstawia się zwykle na mapach geologicznych w różnych skalach, które odzwierciedlają rozmieszczenie skał różnego rodzaju, składu i wieku na powierzchni Ziemi. Mapy geologiczne i ich pochodne – mapy tektoniczne i inne – służą jako podstawa poszukiwania i rozpoznawania zasobów mineralnych.

Główną metodą badań geologicznych jest badanie naturalnych wychodni (wychodni) skał, rozpoczynając od opisu ich składu, rodzaju, warunków występowania i zależności. Aby dokładniej określić skład i rodzaj minerałów, skał, minerałów pobiera się próbki i poddaje je analizom laboratoryjnym - chemicznym, mineralogicznym i innym. W skałach osadowych trwają poszukiwania pozostałości organicznych, na podstawie których można określić względny wiek skały za pomocą metody paleontologicznej, powszechnie stosuje się także różne fizyczne metody określania wieku skał. Do badania skał znajdujących się na dużych głębokościach wykorzystuje się dane z odwiertów, kopalń i innych wyrobisk górniczych. Do badania głębokich części globu wykorzystuje się metody geofizyczne i geochemiczne. Metody geofizyczne opierają się na fakcie, że skały o różnym składzie mają różne właściwości fizyczne. W przeciwieństwie do większości nauk przyrodniczych, które w szerokim zakresie wykorzystują doświadczenia laboratoryjne z geologii, metoda eksperymentalna ma ograniczone znaczenie. Główna trudność polega na niewspółmierności skali czasowej procesów geologicznych z czasem życia człowieka. Jednakże. Obecnie z sukcesem prowadzone są prace nad zastosowaniem eksperymentu (modelowania fizycznego) w różnych dziedzinach nauki. I tak np. w tektonice – odtwarzaniu deformacji skał, mineralogii – syntezie minerałów, w tym diamentu, petrologii – topnieniu i syntezie skał, w geologii inżynierskiej i innych gałęziach nauk geologicznych.

Obserwacje mają pierwszorzędne znaczenie w badaniach geologicznych. W tym przypadku stosuje się różne metody opracowane na podstawie innych nauk. Po etapie obserwacji i gromadzenia materiałów następuje etap uogólnień i wniosków, który wiąże się z ustalaniem wzorców zjawisk i konstruowaniem hipotezy naukowe lub teorie. Konieczna jest dalsza weryfikacja uzyskanych wniosków. W badaniach geologicznych polega na powtarzanych obserwacjach, porównaniu szerszego zakresu faktów i potwierdzeniu danymi eksperymentalnymi. Jedną z najważniejszych metod geologicznych uogólnień dotyczących natury procesów geologicznych jest metoda aktualności. Jej najbardziej zwięzłe sformułowanie podał słynny brytyjski geolog XIX wieku Charles Lyell: „Teraźniejszość jest kluczem do zrozumienia przeszłości”. Istota metody polega na tym, że zrozumienie przeszłości poprzez badanie współczesnych procesów geologicznych i porównanie ich wyników z wynikami procesów geologicznych z odległej przeszłości może wskazać właściwą drogę do zrozumienia tych ostatnich. Pomyślne rozwiązanie problemy teoretyczne Geologia wiąże się z rozwiązaniem jednego z ważnych problemów praktycznych - prognozowaniem poszukiwań niezbędnych dla krajowej gospodarki zasobami mineralnymi.

Geologia ropy i gazu bada pochodzenie, warunki migracji i powstawania nagromadzeń oraz historię tych minerałów, a także bada złoża i złoża ropy i gazu w naturalny stan oraz w procesie rozwoju, aby określić ich znaczenie i racjonalne wykorzystanie podglebie

Celem służby geologicznej jest uzyskanie informacji o składzie materiałowym skał, ich wieku i budowie, charakterze nasycenia płynami, a także właściwościach fizykochemicznych olejów, gazów i wód gruntowych.

Ropa naftowa, gaz ziemny i ich pochodne to minerały palne – naturalne formacje, które mogą być źródłem energii cieplnej. Minerały palne są najcenniejszym paliwem i aby substancja taka była, musi mieć odpowiednio wysoką wartość opałową, być liczna, a produkty jej spalania muszą być lotne, aby nie zakłócać procesu spalania oraz nie być szkodliwe i toksyczne do ludzi.

Paliwa kopalne są także cennymi surowcami dla przemysłu chemicznego, dotyczy to przede wszystkim ropy.

Światowy przemysł naftowy sięga około 150 lat. Jego pochodzenie w różne krajeświat wydarzył się niemal jednocześnie.

W 1859 roku amerykański przedsiębiorca Drake (Pensylwania) otrzymał przemysłowy przepływ ropy z wywierconego przez siebie odwiertu, co zapoczątkowało początek amerykańskiego przemysłu naftowego. Pięć lat później (1864) emerytowany pułkownik Nowosiltsew w Rosji wydobył wytrysk ropy ze studni wierconej na rzece Kudako (lewy dopływ rzeki Kubań, północno-zachodnie zbocze Kaukazu). Fakt ten wskazuje na początek rosyjskiego przemysłu naftowego. W regionie Baku (Azerbejdżan) pierwszą ropę przemysłową uzyskano w 1871 r. ze studni wierconej przez przedsiębiorcę Mirzoeva. Z głębokości zaledwie 40–45 metrów wybuchł tu tryskacz ropy o natężeniu przepływu 32 ton dziennie.

Pierwszą ropę w Kazachstanie wydobyto w 1899 roku w rejonie Karashungul w odwiercie nr 7 z głębokości zaledwie 40 m z osadów paleogenu. Dzienne natężenie przepływu odwiertu osiągnęło 25 ton/dzień. Ale według wielu geologów w rzeczywistości przemysł naftowy Kazachstanu sięga czasów Dossor, kiedy 29 kwietnia 1911 r. w przewodzie Dossor na konstrukcji kopuły solnej o tej samej nazwie (90 km na północny wschód od Atyrau) odwiert 3 odwiercono, z którego (odstęp 225-226 m, jura środkowa) uderzył potężny strumień ropy, który w ciągu następnych kilku dni wypuścił 16 000 ton wysokiej jakości, bezsiarkowej, oleistej ropy. Wielu naftowców uważa tę datę za faktyczny początek przemysłu naftowego w Kazachstanie z następujących powodów. Ropa karashungul migrowała do złóż paleogenu z leżących u jej podstaw złóż dolnej kredy i jury, więc jej zasoby okazały się bardzo skromne i nigdy nie były wykorzystywane na dużą skalę. Ale olej Dossor natychmiast, w tym samym roku 1911, zaczęto produkować w stosunkowo dużych ilościach i intensywnie wykorzystywać w gospodarce.

Wraz z pojawieniem się światowego przemysłu naftowego geologia ropy i gazu ostatecznie nabrała kształtu jako odrębna nauka stosowana cyklu geologicznego. Wraz z rozwojem przemysłu naftowego wydobycie ropy naftowej szybko rośnie. Tak więc w Rosji w całej historii przemysłu naftowego (od 1864 r.) wydobyto ponad 4 miliardy ton ropy.

Jeśli pierwszy miliard ton zajął 90 lat, drugi siedem, trzeci tylko cztery i pół roku, a czwarty mniej niż dwa lata. Szybko rośnie także głębokość odwiertów naftowych, z 50-100 metrów do 5-7 km obecnie.

Od pierwszych dni swojego powstania geologia naftowa stała się samodzielną nauką o cyklu geologicznym i bada szerokie spektrum zagadnień. Opiera się na naukach o cyklach geologicznych, chemicznych, fizycznych i biologicznych.

Ropa naftowa i gaz powstają i gromadzą się głównie w skałach osadowych. Bardzo rzadko ropa i gaz gromadzą się w warstwie granitowo-gnejsowej skorupy ziemskiej. W konsekwencji ich dalsza konserwacja i zachowanie przez długi czas czas geologiczny związane ze skorupą ziemską, której rozwój podlega ogólnym prawom geologicznym.

Ropa naftowa w mniejszym stopniu oraz gaz ziemny są złożonymi związkami chemicznymi, dlatego w celu określenia ich składu i struktury konieczna jest znajomość i umiejętność stosowania praw chemii ogólnej i organicznej (nauki o chemii cykl).

Nauka o ropie naftowej bada określone minerały ciekłe i gazowe, które są w stanie się przemieszczać (migrować). skorupa Ziemska. W związku z tym, badając warunki powstawania nagromadzeń węglowodorów (HC) oraz wzorce ich występowania, a także właściwości fizyczne, geolog naftowy posługuje się prawami fizycznymi (naukami o cyklu fizycznym).

Zdecydowana większość geologów wyznaje organiczną teorię powstawania ropy i gazu, dlatego biologia i biochemia służą nie tylko pomocą w rozwiązywaniu problemu pochodzenia węglowodorów, powstawania ich nagromadzeń, ale także ich niszczenia, w tym biologicznie (nauki o cyklu biologicznym).

Geologia naftowa dostarcza odpowiedzi na dwie główne grupy pytań: jak powstała ropa i gaz i czym są; gdzie szukać tych najcenniejszych minerałów. Inaczej mówiąc, geologia naftowa dostarcza odpowiedzi na następujące pytania: jak i gdzie w głębi skorupy ziemskiej znajdują się ropa i gaz, jak powstaje ich akumulacja i jak zachowuje się przez miliony lat, jakie są wzorce ich rozmieszczenia na obszarze świata, w jaki sposób ropa i gaz powstały w przyrodzie w tak dużych ilościach?

Głównym celem zajęć jest poznanie form akumulacji ropy i gazu w podłożu (rodzaje złóż, złoża), wzorców ich lokalizacji, warunków ich występowania, transformacji i niszczenia (wytwarzanie, akumulacja, ochrona).

Literatura podstawowa: 4, 5,

Dalsza lektura 14

Pytania kontrolne:

1. Podaj datę początków przemysłu naftowego na świecie.

2. Jaka jest data rozpoczęcia przemysłu naftowego w Kazachstanie?

3. Na jakich naukach opiera się geologia naftowa?

4. Jakimi pytaniami zajmuje się geologia ropy i gazu?

2. Temat wykładu: Budowa i skład Ziemi. Ziemia w przestrzeni kosmicznej. Kształt i wielkość Ziemi. Wewnętrzna budowa Ziemi. Skład chemiczny i mineralny wnętrza Ziemi. Pola fizyczne Ziemi. Budowa i skład skorupy ziemskiej. Skład materiałowy skorupy ziemskiej. Minerały. Skały.

Ziemia jest jednym z niezliczonych ciał niebieskich rozproszonych w bezgranicznej przestrzeni Wszechświata. Ogólne zrozumienie położenia Ziemi w przestrzeni kosmicznej i jej relacji z innymi ciałami kosmicznymi jest również niezbędne na zajęciach z geologii, ponieważ wiele procesów zachodzących na powierzchni i w głębi globu jest ściśle związanych z wpływem środowisko zewnętrzne otaczające naszą planetę. Zrozumienie Wszechświata, badanie stanu różnych ciał i procesów zachodzących na nich rzuca światło na problemy powstania Ziemi i wczesnych etapów jej rozwoju. Wszechświat to cały świat, nieograniczony w czasie i przestrzeni oraz nieskończenie różnorodny pod względem form, jakie przybiera materia w swoim rozwoju. Wszechświat składa się z niezliczonych ciał, bardzo różniących się budową i rozmiarem. Wyróżnia się następujące główne formy ciał kosmicznych: gwiazdy, planety, materia międzygwiazdowa. Gwiazdy to duże, aktywne ciała kosmiczne. Promień dużych gwiazd może sięgać miliardów kilometrów, a temperatura nawet na powierzchni może sięgać kilkudziesięciu tysięcy stopni. Planety to stosunkowo małe ciała kosmiczne, zwykle zimne i zwykle satelity gwiazd. Przestrzeń pomiędzy ciałami kosmicznymi wypełniona jest materią międzygwiazdową (gazami, pyłem). Ciała kosmiczne są pogrupowane w układy, w ramach których są połączone siłami grawitacyjnymi. Najprostszy system– Ziemia wraz ze swoim satelitą Księżycem tworzy system wyższego rzędu – Układ Słoneczny. Gromady ciał kosmicznych wyższego rzędu – galaktyk – charakteryzują się jeszcze bardziej złożoną strukturą. Przykładem takiego układu jest galaktyka Drogi Mlecznej, która obejmuje Układ Słoneczny. Kształtem nasza galaktyka przypomina dwuwypukłą soczewkę, a na planie jest jasnym skupiskiem gwiazd w jądrze ze spiralnymi strumieniami gwiazd.

Struktura Układu Słonecznego. Nasz Układ Słoneczny obejmuje, oprócz centralnego źródła światła - Słońca, dziewięć planet, ich satelity, asteroidy i komety. Słońce to gwiazda, gorąca kula plazmy, typowy „żółty karzeł”, znajdująca się w środkowym stadium ewolucji gwiazd. Słońce znajduje się w jednej ze spiralnych gałęzi naszej Galaktyki i krąży wokół centrum Galaktyki w okresie około 200 milionów lat. Temperatura wewnątrz Słońca sięga kilku milionów lat. Źródłem energii słonecznej jest termojądrowa przemiana wodoru w hel. Badania spektralne Słońca pozwoliły zidentyfikować w jego składzie 70 pierwiastków znanych na Ziemi. Słońce składa się z 70% wodoru, 27% helu, pozostawiając około 3% pozostałych pierwiastków. Słońce zawiera 99,886% całkowitej masy Układu Słonecznego. Słońce ma ogromny wpływ na Ziemię, na życie ziemskie, na jego rozwój geologiczny. Nasza planeta, Ziemia, znajduje się 149 600 000 km od Słońca. Planety wokół Słońca ułożone są w następującej kolejności: cztery wewnętrzne - Merkury, Wenus, Ziemia i Mars (planety ziemskie) oraz pięć zewnętrznych - Jowisz, Saturn, Uran, Neptun, Pluton. Pomiędzy Marsem a Jowiszem znajduje się pas asteroid – kilka tysięcy małych ciał stałych. Geolodzy interesują się czterema planetami wewnętrznymi, które charakteryzują się małymi rozmiarami, duża gęstość, mała masa. Planety te są najbliżej naszej Ziemi pod względem wielkości, składu i struktury wewnętrznej. Według współczesnych koncepcji ciała Układu Słonecznego powstały głównie z zimnej kosmicznej materii stałej i gazowej w wyniku zagęszczania i kondensacji, aż do uformowania się Słońca z części centralnej. Z cząstek otaczającego gazu i pyłu w wyniku akrecji powstały planety na orbitach wokół Słońca.

Ogólna charakterystyka Ziemi. Kształt i wielkość Ziemi. Przez figurę lub kształt Ziemi rozumie się kształt jej ciała stałego, utworzonego przez powierzchnię kontynentów oraz dno mórz i oceanów. Pomiary geodezyjne wykazały, że uproszczony kształt Ziemi zbliża się do elipsoidy obrotowej ( sferoida). Rzeczywisty kształt Ziemi jest bardziej złożony, ponieważ na jej powierzchni występuje wiele nieregularności. Najbliższa współczesnej figurze Ziemi jest figura w stosunku do powierzchni, na której siła grawitacji jest wszędzie skierowana prostopadle. Nazywa się ją geoidą, co dosłownie oznacza „podobny do ziemi”. Powierzchnia geoidy w morzach i oceanach odpowiada powierzchni wody, a na kontynentach - poziomowi wody w wyimaginowanych kanałach przecinających wszystkie kontynenty i komunikujących się z Oceanem Światowym. Powierzchnia geoidy zbliża się do powierzchni sferoidy, odchylając się od niej o około 100 m; na kontynentach nieznacznie wzrasta w stosunku do powierzchni sferoidy, a w oceanach maleje. Pomiary wielkości Ziemi wykazały: promień równikowy - 6378,2 km; promień biegunowy - 6356,8 km; średni promień Ziemi wynosi 6371 km; kompresja polarna - 1/298; powierzchnia – 510 mln km2; Objętość Ziemi wynosi 1,083 miliarda. kostka km; Masa Ziemi – 6*10 21 t; średnia gęstość - 5,52 g/cm3

Właściwości fizyczne Ziemi. Ziemia ma pewne właściwości fizyczne. W wyniku ich badań wyszło na jaw główne cechy budowę Ziemi i możliwe jest stwierdzenie obecności minerałów w jej głębinach. Właściwości fizyczne Ziemi obejmują grawitację, gęstość, ciśnienie, właściwości magnetyczne, termiczne, sprężyste, elektryczne i inne. Grawitacja, gęstość, ciśnienie. Na Ziemi stale działają grawitacja i siła odśrodkowa. Wypadkowa tych sił wyznacza siłę ciężkości. Siła ciężkości zmienia się zarówno poziomo, zwiększając się od równika do biegunów, jak i pionowo, zmniejszając się wraz z wysokością. Ze względu na nierównomierne rozmieszczenie materii w skorupie ziemskiej rzeczywista wartość grawitacji odbiega od normalnej. Odchylenia te nazwano anomaliami grawitacyjnymi. Mogą być dodatnie (w obecności gęstszych skał) lub ujemne (w obecności mniej gęstych skał). Anomalie grawitacyjne bada się za pomocą grawimetrów. Dział geofizyki stosowanej, który bada anomalie grawitacyjne w celu identyfikacji minerałów lub korzystnych struktur geologicznych w głębinach, nazywa się eksploracją grawitacyjną. Według danych grawimetrycznych średnia gęstość Ziemi wynosi 5,52 g/cm 3. Gęstość skał tworzących skorupę ziemską wynosi od 2,0 do 3,0 g/cm 3. Średnia gęstość skorupy ziemskiej wynosi 2,8 g/ cm3. Różnica pomiędzy średnią gęstością Ziemi a skorupą ziemską wskazuje na gęstszy stan materii w wewnętrznych częściach Ziemi, osiągający w jądrze około 12,0 g/cm 3 . Równocześnie ze wzrostem gęstości w kierunku środka Ziemi wzrasta również ciśnienie. W centrum Ziemi ciśnienie osiąga 3,5 miliona atm. Magnetyzm Ziemi. Ziemia jest gigantycznym magnesem otoczonym polem siłowym. Bieguny magnetyczne Ziemi znajdują się obecnie w pobliżu biegunów geograficznych, ale nie pokrywają się z nimi. Rozróżnia się deklinację magnetyczną i inklinację magnetyczną. Deklinacja magnetyczna to kąt odchylenia igły kompasu magnetycznego od południka geograficznego. Deklinacja może być zachodnia lub wschodnia. Nachylenie magnetyczne jest określane przez kąt nachylenia igły magnetycznej do horyzontu. Największe nachylenie obserwuje się w rejonie biegunów magnetycznych. Do tła ogólnego pole magnetyczne Narzuca się wpływ skał zawierających minerały ferromagnetyczne (magnetyt i niektóre inne), w wyniku czego na powierzchni Ziemi pojawiają się anomalie magnetyczne. Do identyfikacji takich anomalii w celu poszukiwania rud żelaza wykorzystuje się poszukiwania magnetyczne. Badania wykazały, że skały zawierające minerały ferromagnetyczne posiadają namagnesowanie resztkowe, które zachowuje kierunek pola magnetycznego w czasie i miejscu ich powstania. Dane paleomagnetyczne służą do przywracania cech pola magnetycznego z epok starożytnych, a także do rozwiązywania problemów geochronologii, stratygrafii i paleogeografii. Wywarli oni ogromny wpływ na rozwój teorii tektoniki płyt.

Ciepło Ziemi. Reżim termiczny Ziemi zależy od dwóch źródeł: ciepła odbieranego od Słońca; ciepło uwalniane z wnętrza Ziemi. Na powierzchni Ziemi głównym źródłem ciepła jest Słońce. Ocieplenie słoneczne rozciąga się na płytką głębokość, nieprzekraczającą 30 m. Na pewnej głębokości od powierzchni znajduje się strefa o stałej temperaturze równej średniej rocznej temperaturze danego obszaru. W okolicach Moskwy, na głębokości 20 m od powierzchni, obserwuje się stałą temperaturę +4,2 0. Poniżej pasa temperatur stałych ustala się wzrost temperatury wraz z głębokością, związany z przepływem ciepła pochodzącym z wnętrza Ziemi. Wzrost temperatury w stopniach Celsjusza na jednostkę głębokości nazywany jest gradientem geotermalnym, a odstęp głębokości w metrach, przy którym temperatura wzrasta o 1 0, nazywany jest krokiem geotermalnym. Wielkość kroku geotermalnego jest bardzo zróżnicowana: na Kaukazie 12 m, w regionie Embensky 33 m, w dorzeczu Karagandy 62 m, na Kamczatce 2-3 m. Średni gradient geotermalny wynosi około 30 0 C na 1 km, a odpowiadający mu stopień geotermalny wynosi około 33 m. Uważa się, że etap geotermalny utrzymuje się do głębokości 20 km. Poniżej wzrost temperatury zwalnia. Według obliczeń naukowców, na głębokości 100 km temperatura najwyraźniej osiąga 1300 0 C. Na głębokości 400 km - 1700 0 C, 2900 km - 3500 0 C. Za źródła wewnętrznego ciepła Ziemi uważa się radioaktywny rozpad pierwiastków, podczas którego wydziela się ogromna ilość ciepła, energia grawitacyjnego różnicowania materii, a także ciepło resztkowe zatrzymane od czasu powstania planety.

Struktura Ziemi. Ziemia charakteryzuje się budową skorupową. Skorupy Ziemi lub geosfery różnią się składem, właściwościami fizycznymi, stanem materii i są podzielone na zewnętrzne, dostępne do bezpośredniego badania i wewnętrzne, badane głównie metody pośrednie(geologiczne, geofizyczne, geochemiczne). Zewnętrzne sfery Ziemi – atmosfera, hydrosfera i biosfera – stanowią charakterystyczną cechę budowy naszej planety i odgrywają ważną rolę w tworzeniu i rozwoju skorupy ziemskiej. Atmosfera- powłoka gazowa Ziemi, odgrywa jedną z głównych ról w rozwoju życia na Ziemi i determinuje intensywność procesów geologicznych na powierzchni planety. Powłoka powietrzna naszej planety, której całkowitą masę szacuje się na 5,3 * 10 15 m, jest mieszaniną różnych gazów: azotu (78,09%), tlenu (20,95%), argonu (0,93%). Oprócz tego występuje dwutlenek węgla (0,03%), wodór, hel, neon i inne gazy, a także para wodna (aż do 4%), cząstki pyłu wulkanicznego, eolicznego i kosmicznego. Tlen w powietrzu zapewnia procesy utleniania różnych substancji, a także oddychanie organizmów. Ozon występuje w atmosferze na wysokości 20-30 km. Obecność ozonu chroni Ziemię przed szkodliwym dla życia działaniem ultrafioletu i innego promieniowania słonecznego. Dwutlenek węgla i para wodna służą jako regulator temperatury, ponieważ kondensują ciepło odbierane przez Ziemię. Dwutlenek węgla przedostaje się do powietrza w wyniku rozkładu organizmów i ich oddychania, a także podczas procesów wulkanicznych i służy do żywienia roślin. Masy powietrza w atmosferze znajdują się w ciągłym ruchu pod wpływem nierównomiernego nagrzewania powierzchni Ziemi na różnych szerokościach geograficznych, nierównomiernego nagrzewania kontynentów i oceanów. Prądy powietrza niosą wilgoć, cząstki stałe – pył, znacząco wpływają na temperaturę różnych rejonów Ziemi. Atmosfera podzielona jest na pięć głównych warstw: troposferę, stratosferę, mezosferę, jonosferę i egzosferę. Dla geologii największe zainteresowanie budzi troposfera, która ma bezpośredni kontakt z powierzchnią Ziemi i ma na nią znaczący wpływ. Troposfera charakteryzuje się dużą gęstością, stałą obecnością pary wodnej, dwutlenku węgla i pyłu, stopniowym spadkiem temperatury wraz z wysokością oraz występowaniem pionowej i poziomej cyrkulacji powietrza.

Hydrosfera- nieciągła powłoka Ziemi, obejmująca wody oceanów, mórz, jezior i rzek, wody podziemne oraz wody zgromadzone w postaci wiecznego śniegu i lodu. Główną częścią hydrosfery jest Ocean Światowy, który jednoczy wszystkie oceany, morza marginalne i powiązane morza śródlądowe. Ilość wód oceanicznych na lądzie wynosi 4 miliony km 3 , lód kontynentalny to około 22 miliony km 3 , a wody gruntowe 196 milionów km 3 . Hydrosfera zajmuje 70,8% powierzchni Ziemi (361 mln km2). Średnia głębokość wynosi 3750 m, maksymalna głębokość ogranicza się do rowu Mariana (11022 m). Oceaniczne i wody morskie charakteryzuje się określonym składem chemicznym i zasoleniem. Normalne zasolenie wód Oceanu Światowego wynosi 3,5% (35 g soli na 1 litr wody). Wody oceaniczne zawierają prawie wszystkie znane pierwiastki chemiczne. Oblicza się, że całkowita ilość soli rozpuszczonych w wodach Oceanu Światowego wynosi 5 * 10 16 m. Węglany i krzemionka są powszechnie ekstrahowane z wody przez organizmy morskie w celu budowy części szkieletu. Dlatego skład soli wód oceanicznych znacznie różni się od składu wód rzecznych. W wodach oceanicznych dominują chlorki (88,7%) - NaCl, MgCl 2 i siarczany (10,8%), a w wodach rzek węglany (60,1%) - CaCO 3 i siarczany (9,9%). Oprócz soli w wodzie rozpuszczają się także niektóre gazy – głównie azot, tlen, dwutlenek węgla. Wody hydrosfery wraz z substancjami w nich rozpuszczonymi biorą czynny udział w reakcjach chemicznych zachodzących w hydrosferze, a także w oddziaływaniach z atmosferą, skorupą ziemską i biosferą. Hydrosfera, podobnie jak atmosfera, jest aktywną siłą i ośrodkiem egzogenicznych procesów geologicznych. Oceany odgrywają ogromną rolę w życiu zarówno całej planety, jak i ludzkości. W oceanie i w jego głębinach znajdują się ogromne zasoby surowców mineralnych, które są coraz częściej wykorzystywane na potrzeby ludzkości (ropa, surowce chemiczne itp.). Wody oceaniczne są zanieczyszczone ropą i produktami naftowymi, substancjami radioaktywnymi i odpadami z gospodarstw domowych. Okoliczność ta staje się niepokojąca i wymaga pilnego rozwiązania.

Biosfera. Biosfera to obszar dystrybucji życia na Ziemi. Współczesna biosfera obejmuje całą hydrosferę i górną część atmosfery (troposferę). Poniżej warstwy gleby organizmy żywe znajdują się w głębokich pęknięciach, wody gruntowe, czasami w warstwach roponośnych na głębokości tysięcy metrów. Organizmy żywe zawierają co najmniej 60 pierwiastków, z których główne to C, O, H, S, P, K, Fe i kilka innych. Żywa masa biosfery w przeliczeniu na suchą masę wynosi około 10 15 ton. Większość żywej materii koncentruje się w zielonych roślinach, które mogą gromadzić energię słoneczną w procesie fotosyntezy. Z chemicznego punktu widzenia fotosynteza jest reakcją redoks CO 2 + H 2 O->CH 2 O + O 2, w wyniku której na skutek absorpcji dwutlenku węgla i wody syntetyzowana jest materia organiczna oraz uwalniany jest wolny tlen . Biosfera odgrywa dużą rolę w sektorze energetycznym Ziemi. Przez miliony lat biosfera zgromadziła w głębinach kolosalne rezerwy energii - w warstwach węgla, ropy, nagromadzeń łatwopalnego gazu. Organizmy są ważnymi składnikami skał tworzącymi skorupę ziemską.

Wewnętrzna budowa Ziemi. Badanie głębokiej struktury Ziemi jest jednym z głównych zadań współczesnej geologii. Do bezpośredniej obserwacji udostępnione są jedynie najwyższe (do głębokości 12–15 km) poziomy skorupy ziemskiej, sięgające powierzchni lub odsłonięte przez miny, kopalnie i odwierty.

Pomysły na temat struktury głębszych stref Ziemi opierają się głównie na tych kompleksach metod geofizycznych. Spośród nich szczególne znaczenie ma metoda sejsmiczna (z greckiego „seisma” – wstrząsanie), polegająca na rejestrowaniu prędkości propagacji w ciele Ziemi fal wywołanych trzęsieniami ziemi lub sztucznymi eksplozjami. U źródeł trzęsień ziemi powstają fale sejsmiczne podłużne, które uważa się za reakcję środowiska na zmiany objętości oraz fale poprzeczne, które są reakcją otoczenia na zmianę kształtu i dlatego rozchodzą się tylko w ciałach stałych. Obecnie dostępne dane potwierdzają sferycznie symetryczną strukturę wnętrza Ziemi. Już w 1897 roku profesor Uniwersytetu w Getyndze E. Wichert przedstawił ideę struktury skorupy Ziemi, która składa się z żelaznego jądra, skalistego płaszcza i skorupy ziemskiej. W 1910 roku jugosłowiański geofizyk A. Mohorovicic, badając cechy propagacji fal sejsmicznych podczas trzęsienia ziemi w rejonie miasta Zagrzeb, ustalił granicę między skorupą a płaszczem na głębokości 50 km . Następnie powierzchnię tę odsłaniano na różnych głębokościach, jednak zawsze była ona wyraźnie widoczna. Nadano jej nazwę „powierzchnia Mohorovicica” lub Moho (M). 1914 niemiecki geofizyk B. Guttenberg ustalił granicę między rdzeniem a płaszczem na głębokości 2900 km. Nazywa się ją powierzchnią Wicherta – Guttenberga. Duński naukowiec I. Lehman w 1936 roku udowodnił istnienie wewnętrznego jądra Ziemi o promieniu 1250 km. Cały kompleks współczesnych danych geologicznych i geofizycznych potwierdza ideę struktury skorupy Ziemi. Aby poprawnie zrozumieć główne cechy tej struktury, geofizycy budują specjalne modele. Znany geofizyk V.N. Żarkow charakteryzuje model Ziemi: jest on „jak przekrój naszej planety, który pokazuje, jak jej najważniejsze parametry, takie jak gęstość, ciśnienie, przyspieszenie grawitacyjne, prędkość fal sejsmicznych, temperatura, przewodność elektryczna i inne zmieniają się wraz z głębokością” (Żarkow, 1983, s. 153). Najpopularniejszym jest model Bullena – Guttenberga.

Skorupa ziemska to twarda zewnętrzna warstwa Ziemi. Jego miąższość waha się od 5-12 km pod oceanami, do 30-40 km na obszarach płaskich i do 50-750 km na obszarach górskich. Płaszcz Ziemi rozciąga się na głębokość 2900 km. Podzielona jest na dwie części: górną do głębokości 670 km i dolną do 2900 km. Metodą sejsmiczną w górnym płaszczu wytworzono warstwę, w której następuje spadek prędkości fal sejsmicznych, zwłaszcza poprzecznych, a wzrost przewodności elektrycznej, co świadczy o odbiegającym od powyższego stanie substancji leżące poniżej warstwy. Cechy tej warstwy, zwanej astenosferą (gr. astyanos – słaby), tłumaczy się jej topnieniem w zakresie od 1-2 do 10%, wynikającym z szybszego wzrostu temperatury wraz z głębokością niż wzrostu ciśnienia. Warstwa astenosferyczna położona jest najbliżej powierzchni pod oceanami, od 10-20 km do 80-200 km, od 80 do 400 km pod kontynentami. Skorupa ziemska i część górnego płaszcza znajdująca się nad astenosferą nazywana jest litosferą. Litosfera jest zimna, więc jest sztywna i wytrzymuje duże obciążenia. Dolny płaszcz charakteryzuje się dalszym wzrostem gęstości materii i płynnym wzrostem prędkości fal sejsmicznych. Jądro zajmuje centralną część Ziemi. Składa się z rdzenia zewnętrznego, powłoki przejściowej i rdzenia wewnętrznego. Zewnętrzny rdzeń składa się z substancji w stanie stopionym i ciekłym. Jądro wewnętrzne zajmuje rdzeń naszej planety. W jądrze wewnętrznym wzrastają prędkości fal podłużnych i poprzecznych, co świadczy o stanie stałym substancji. Wewnętrzny rdzeń składa się ze stopu żelaza i niklu.

Skład i budowa skorupy ziemskiej. Najbardziej wiarygodne informacje dotyczą składu chemicznego najwyższej części skorupy ziemskiej, dostępnej do bezpośredniej analizy (do głębokości 16-20 km). Pierwsze dane dotyczące składu chemicznego skorupy ziemskiej opublikował w 1889 roku amerykański naukowiec F. Clark. Następnie A.E. Fersman zaproponował nazwanie procentowej zawartości pierwiastka w skorupie ziemskiej Clarkiem tego pierwiastka. Według A.B. Ronova i A.A. Yaroshevsky’ego (1976) pierwiastkami występującymi najczęściej w skorupie ziemskiej jest osiem pierwiastków (w procentach wagowych), których łącznie jest ponad 98%: tlen – 46,50; krzem - 25,70; aluminium - 7,65; żelazo-6,24; wapń – 5,79; magnez-3,23; sód-1,81; potas-1,34. W oparciu o cechy budowy geologicznej, właściwości geofizyczne i skład skorupę ziemską dzieli się na trzy główne typy: kontynentalny, oceaniczny i pośredni. Warstwa kontynentalna składa się z warstwy osadowej o miąższości 20-25 km, warstwy granitu (granitowo-metamorficznej) o miąższości do 30 km i warstwy bazaltowej o miąższości do 40 km. Skorupa oceaniczna składa się z pierwszej warstwy osadowej o miąższości do 1 km, drugiej warstwy bazaltowej o miąższości 1,5-2,0 km i trzeciej warstwy gabro-serpentynitu o miąższości 5-6 km. Substancja skorupy ziemskiej składa się z minerałów i skał. Skały składają się z minerałów lub produktów ich zniszczenia. Skały zawierające przydatne składniki i poszczególne minerały, których wydobycie jest ekonomicznie wykonalne, nazywane są minerałami.

Literatura podstawowa: 1

Pytania kontrolne:

1 Pochodzenie Układu Słonecznego.

2 Kształt i wielkość Ziemi.

3 Pola fizyczne Ziemi.

4 Struktura wewnętrzna Ziemia.

5 Struktura i skład skorupy ziemskiej.

3 Temat wykładu: Skały jako zbiornik ropy i gazu. Skała to naturalna, najczęściej stała bryła składająca się z jednego (wapień, anhydryt) lub kilku minerałów (piaskowiec polimiktyczny, granit). Innymi słowy, jest to naturalne połączenie minerałów. Wszystkie skały ze względu na ich pochodzenie (genezę) dzielą się na trzy duże klasy: magmowe, metamorficzne i osadowe.

Skały magmowe powstały w wyniku wniknięcia magmy (stopu krzemianu) do skorupy ziemskiej i zestalenia się w niej tej ostatniej (natrętne skały magmowe) lub wylania lawy (stopu krzemianu) na dno mórz, oceanów lub powierzchni ziemi (wylewne skały magmowe). Zarówno lawa, jak i magma są początkowo stopionymi krzemianami z wewnętrznych sfer Ziemi. Magma wnikając w skorupę ziemską twardnieje w niezmienionej postaci, a lawa wylewając się na powierzchnię Ziemi lub na dno mórz i oceanów traci rozpuszczone w niej gazy, parę wodną i niektóre inne składniki. Z tego powodu natrętne skały magmowe pod względem składu, struktury i tekstury znacznie różnią się od skał wylewnych. Przykładami najpowszechniejszych skał magmowych są granit (skała natrętna) i bazalt (skała wylewna).

Skały metamorficzne powstały w wyniku radykalnej przemiany (metamorfizmu) wszystkich innych wcześniej istniejących skał pod wpływem wysokich temperatur, ciśnień, a często wraz z wprowadzeniem lub usunięciem do nich poszczególnych pierwiastków chemicznych. Typowymi przedstawicielami skał metamorficznych są marmury (powstałe z wapienia), różne łupki i gnejsy (powstałe z ilastych skał osadowych).

Skały osadowe powstały w wyniku zniszczenia innych skał tworzących wcześniej powierzchnię ziemi i wytrącania się tych minerałów głównie w wodzie, rzadziej środowisko powietrzne w wyniku przejawu egzogenicznych (powierzchniowych) procesów geologicznych. Skały osadowe, ze względu na sposób (warunki) powstawania, dzielą się na trzy grupy: klastyczne osadowe (terygeniczne), organogeniczne i chemogeniczne.

Skały osadowe klastyczne (terygeniczne) zbudowane są z fragmentów wcześniej istniejących minerałów i skał (tab. 1). Skały organogeniczne to pozostałości (szkielety) organizmów żywych i produkty ich przemiany materii (formacja biologiczna). Chemogeniczne skały osadowe powstały w wyniku wytrącania się pierwiastków chemicznych lub minerałów z roztworów wodnych (tab. 2). Typowymi przedstawicielami skał osadowych klastycznych są piaskowce i mułowce, osadowe skały organogeniczne - różne rodzaje wapienie organogeniczne, kreda, węgle, łupki bitumiczne, ropa naftowa, osady chemogeniczne - sól kamienna, gips, anhydryt. Dla geologa naftowego dominują skały osadowe, ponieważ nie tylko zawierają 99,9% światowych zasobów ropy i gazu, ale także, zgodnie z organiczną teorią pochodzenia ropy i gazu, są generatorami tych węglowodorów. Skały osadowe tworzą górną warstwę osadową skorupy ziemskiej, która nie jest rozmieszczona na całym obszarze Ziemi, lecz jedynie w obrębie tzw. płyt wchodzących w skład platform – dużych stabilnych odcinków skorupy ziemskiej, zagłębień międzygórskich i rynien podgórskich . Miąższość skał osadowych jest bardzo zróżnicowana, od kilku metrów do 22-24 km w centrum depresji kaspijskiej, położonej w zachodnim Kazachstanie. W geologii ropy naftowej warstwę osadową nazywa się zwykle pokrywą osadową. Pod pokrywą osadową znajduje się niższa podłoga konstrukcyjna zwana fundamentem. Fundament składa się ze skał magmowych i metamorficznych. Skały piwniczne zawierają jedynie 0,1% światowych zasobów ropy i gazu. Ropa i gaz w skorupie ziemskiej wypełniają najmniejsze pory, pęknięcia i jaskinie w skale, tak jak woda nasyca gąbkę. Dlatego, aby skała zawierała ropę, gaz i wodę, musi różnić się jakościowo od skał niezawierających płynów, tj. musi mieć pory, pęknięcia lub ubytki, musi być porowaty. Obecnie najczęściej w przemysłowych złożach ropy i gazu występują skały osadowe klastyczne (terygeniczne), następnie skały węglanowe o genezie organogenicznej i wreszcie węglany chemogeniczne (wapienie i margle oolitowe i spękane). W skorupie ziemskiej porowate skały zawierające ropę i gaz muszą przeplatać się z jakościowo różnymi skałami, które nie zawierają płynów, ale działają jako izolatory ciał nasyconych ropą i gazem. Tabele 1 i 2 przedstawiają litofacje skał zawierających ropę i gaz oraz pełniących funkcję uszczelnień płynnych.

Skały to minerały i ich związki. Nie sposób wyobrazić sobie naszej planety bez minerałów, które ją faktycznie tworzą.

System klasyfikacji

Istnieje ogromna liczba rodzajów skał podzielonych na grupy. Genetycznie wyróżnione:

  • osadowy;
  • metamorficzny;
  • ogniowy.

Te ostatnie są dalej podzielone na trzy klasy:

  • plutoniczny;
  • hipabysalny;
  • wulkaniczny.

Podgrupy można podzielić na:

  • kwaśny;
  • przeciętny;
  • podstawowy;
  • ultrazasadowy.

Prawie niemożliwe jest sporządzenie pełnej listy skał, biorąc pod uwagę wszystkie gatunki istniejące na Ziemi, jest ich tak wiele. W tym artykule podejmiemy próbę uporządkowania informacji o najciekawszych i najczęściej występujących typach.

Skały metamorficzne: lista

Powstają one pod wpływem właściwości właściwych skorupie ziemskiej, ponieważ przemiany zachodzą, gdy substancje znajdują się w fazie stałej, są one wizualnie niewidoczne. Podczas przejścia zmienia się struktura, tekstura i skład pierwotnej skały. Aby takie zmiany nastąpiły potrzebna jest udana kombinacja:

  • ogrzewanie;
  • ciśnienie;
  • wpływ gazów, roztworów.

Istnieje metamorfizm:

  • regionalny;
  • kontakt;
  • hydrotermalne;
  • pneumatolit;
  • dynametamorfizm.

Amfibolity

Minerały te są również tworzone przez plagioklaz. Pierwszy zalicza się do krzemianów wstęgowych. Wizualnie amfibolity to łupki lub tablice kolorów od ciemnozielonego do czarnego. Kolor zależy od proporcji, w jakiej minerał zawiera ciemne składniki. Drobne minerały z tej grupy:

  • granat;
  • magnetyt;
  • tytanit;
  • zoisyt.

Gnejsy

Gnejs swoją budową jest bardzo zbliżony do granitu. Nie zawsze możliwe jest wizualne odróżnienie tych dwóch minerałów od siebie, ponieważ gnejs kopiuje granit i jest do niego zbliżony parametry fizyczne. Ale cena gnejsu jest znacznie niższa.

Gnejsy są powszechnie dostępne i dlatego znajdują zastosowanie w budownictwie. Minerały są różnorodne i estetyczne. Gęstość jest wysoka, dlatego kamień można stosować jako kruszywo betonowe. Dzięki małej porowatości i małej zdolności wchłaniania wody gnejsy charakteryzują się podwyższoną odpornością na zamarzanie. Ponieważ wietrzenie jest również niewielkie, dopuszczalne jest stosowanie tego minerału jako okładziny.

Łupki

Sporządzając zestawienie skał, wśród skał metamorficznych należy wymienić łupki. Istnieją takie typy jak:

  • gliniasty;
  • krystaliczny;
  • talk;
  • chloryn.

Dzięki niezwykłej strukturze i estetyce tego kamienia, w ostatnich latach łupek stał się niezastąpionym materiałem dekoracyjnym stosowanym w budownictwie.

Łupki to dość duża grupa skał. Lista nazw odmian aktywnie wykorzystywanych przez ludzkość do różnych celów (głównie w budownictwie, naprawie, rekonstrukcji):

  • mułowiec;
  • złote;
  • serpentynit;
  • gnejs;
  • i łupki fyllitowe.

kwarcyt

Kamień ten znany jest ze swojej trwałości, ponieważ składa się z kwarcu z dodatkiem zanieczyszczeń. Kwarcyt powstaje z piaskowca, gdy oryginalne elementy minerału zostają zastąpione kwarcem podczas regionalnego metamorfizmu.

W naturze kwarcyt występuje w warstwie ciągłej. Częste zanieczyszczenia:

  • krwawień;
  • granit;
  • krzem;
  • magnetyt;
  • mika.

Najbogatsze złoża znajdują się w:

  • Indie;
  • Rosja;
  • Kanada.

Główne cechy minerału:

  • odporność na mróz, wilgoć, temperatury;
  • wytrzymałość;
  • bezpieczeństwo, czystość środowiska;
  • trwałość;
  • odporność na zasady i kwasy.

Fyllit

Nie ostatnie miejsce na liście skał należy do fyllitów. Zajmują pozycję pośrednią pomiędzy łupkami ilastymi i mikowymi. Materiał jest gęsty i drobnoziarnisty. Ponadto kamienie są wyraźnie krystaliczne, charakteryzują się wyraźną foliacją.

Fility mają jedwabisty połysk. Kolorystyka - czerń, odcienie szarości. Minerały są rozbijane na cienkie płyty. Do fillitów zaliczają się:

  • mika;
  • serycyt

Mogą występować ziarna, kryształy:

  • albit;
  • andaluzyt;
  • granat;
  • kwarc.

Złoża fyllitu są bogate we Francji, Anglii i USA.

Skały osadowe: lista

Minerały tej grupy znajdują się głównie na powierzchni planety. Aby utworzyć, muszą być spełnione następujące warunki:

  • niskie temperatury;
  • opad atmosferyczny.

Wyróżnia się trzy podtypy genetyczne:

  • klastyki, czyli szorstkie kamienie powstałe w wyniku zniszczenia skały;
  • glina, której pochodzenie wiąże się z przemianą minerałów z grupy „krzemianów” i „glinokrzemianów”;
  • biochemo-, chemo-, organogenne. Powstają one podczas procesów wytrącania w obecności odpowiednich roztworów. Aktywny udział w tym biorą także mikroskopijne i nie tylko organizmy oraz substancje pochodzenia organicznego. Rola produktów odpadowych jest istotna.

Do chemogennych zalicza się:

  • halogenek;
  • siarczan.

Lista skał tej podgrupy:

  • gips;
  • anhydryty;
  • sylwinit;
  • sól kamienna;
  • karnalit

Do najważniejszych skał osadowych należą:

  • Dolomit, podobny do gęstego wapienia.
  • Wapień składający się z węglanu potasu z domieszką tego samego magnezu i szeregu wtrąceń. Parametry minerału są różne i zależą od składu i struktury, a także tekstury minerału. Kluczową cechą jest zwiększona wytrzymałość na ściskanie.
  • Piaskowiec utworzony z ziaren minerałów połączonych ze sobą substancjami występującymi w naturze. Wytrzymałość kamienia zależy od zanieczyszczeń i rodzaju substancji, która stała się spoiwem.

Skały wulkaniczne

Trzeba wspomnieć o skałach wulkanicznych. Tworzona jest ich lista obejmująca minerały powstałe w trakcie procesu. W tym przypadku wyróżnia się:

  • wylana;
  • klastyczny;
  • wulkaniczny.
  • andezyt;
  • bazalt;
  • diabaz;
  • liparyt;
  • trachit.

Piroklastyczny, czyli klastyczny, obejmuje:

  • brekcje;
  • tufy.

Prawie pełna alfabetyczna lista skał wulkanicznych:

  • anortozyt;
  • granit;
  • gabro;
  • dioryt;
  • dunit;
  • zapalenie błony śluzowej;
  • łatki;
  • monzonit;
  • obsydian;
  • pegmatyt;
  • perydotyt;
  • perłowiec;
  • pumeks;
  • ryolit;
  • sjenit;
  • tonalit;
  • felsyt;
  • żużel.

Organiczne skały

Skały organiczne powstają ze szczątków żywych istot, których lista słusznie zaczyna się od najważniejszej substancji - kredy. Skały te należą do omówionej już powyżej grupy skał osadowych i są ważne nie tylko z punktu widzenia ich przydatności do rozwiązywania różnych problemów człowieka, ale także jako bogaty materiał archeologiczny.

Najważniejszym podtypem tego typu skał jest kreda. Jest powszechnie znany i aktywnie wykorzystywany w życiu codziennym: służy do pisania na tablicach w szkołach.

Kredę tworzy kalcyt, który wcześniej tworzył muszle alg Coccolithophorid żyjących w starożytnych morzach. Były to mikroskopijne organizmy, które zamieszkiwały naszą planetę w dużych ilościach około sto milionów lat temu. W tym czasie glony mogły bez przeszkód unosić się na rozległych obszarach ciepłego morza. Gdy umierały, mikroskopijne organizmy opadały na dno, tworząc gęstą warstwę. Niektóre obszary są bogate w złoża takich osadów o miąższości setek metrów lub większej. Najbardziej znane wzgórza kredowe to:

  • region Wołgi;
  • Francuski;
  • Język angielski.

Badając skały kredowe, naukowcy znajdują w nich ślady:

  • jeżowce;
  • skorupiak;
  • gąbka

Z reguły wtrącenia te stanowią zaledwie kilka procent całkowitej objętości eksplorowanej kredy, zatem składniki te nie wpływają na parametry skały. Po zbadaniu osadów kredowych geolog otrzymuje informacje o:

  • wiek rasy;
  • gęstsza niż woda, która była tu wcześniej;
  • specjalne warunki, które wcześniej istniały na badanym obszarze.

Skały magmowe

Magmatyzm jest zwykle rozumiany jako zespół zjawisk wywołanych magmą i jej działaniem. Magma to stopiony krzemian, naturalnie występujący w postaci płynnej zbliżonej do ognia. Magma zawiera wysoki procent pierwiastków lotnych. W niektórych przypadkach istnieją typy:

  • niekrzemianowy;
  • niska zawartość krzemianów.

Kiedy magma ochładza się i krystalizuje, pojawiają się skały magmowe. Nazywa się je również magmowymi.

Wyróżnia się rasy:

  • natrętny;
  • skuteczny.

Pierwsze powstają na dużej głębokości, a drugie podczas erupcji, czyli bezpośrednio na powierzchni planety.

Często magma zawiera różnorodne skały, które stopiły się i zmieszały z masą krzemianową. Jest to spowodowane:

  • wzrost temperatury w grubości ziemi;
  • pod ciśnieniem;
  • kombinacja czynników.

Klasyczną wersją skał magmowych jest granit. Już sama jego nazwa po łacinie – „ogień”, odzwierciedla fakt, że skała w swoim pierwotnym stanie była niezwykle gorąca. Granit jest wysoko ceniony nie tylko ze względu na swój wygląd parametry techniczne(materiał ten jest niezwykle trwały), ale także ze względu na piękno, jakie zapewniają kryształowe wtrącenia.

Nazywa się skały powstałe w wyniku życiowej działalności organizmów organiczny skały osadowe. Powstają ze szczątków roślin i zwierząt zdeponowanych na dnie zbiorników wodnych. Należą do nich wapień, węgiel, ropa naftowa, łupki bitumiczne, torf, skały muszlowe, kreda...


Fundacja Wikimedia. 2010.

Zobacz, co „skały organiczne” znajdują się w innych słownikach:

    Organiczne materiały i produkty termoizolacyjne- - produkowane są z różnych surowców roślinnych: odpadów drzewnych (wióry, trociny, płyty itp.), trzciny, torfu, pakułu lnianego, konopi, wełny zwierzęcej, a także na bazie polimerów. [Słownik materiałów i wyrobów budowlanych dla studentów... ...

    Kompleks związków organicznych tworzących glebę (patrz Gleba). Ich obecność jest jedną z głównych cech odróżniających glebę od skały macierzystej. Powstaje podczas rozkładu materiałów roślinnych i zwierzęcych.... ...

    Skały powstałe w wyniku akumulacji minerałów, głównie ze środowiska wodnego, w wyniku zagęszczenia i cementacji. Występują: osady chemiczne (gips, sól kamienna), osady klastyczne (żwir, piasek, skały ilaste), osady cementowe… … Słownik konstrukcyjny

    Wiązanie materiałów organicznych- - substancje pochodzenia organicznego, które pod wpływem procesów fizycznych lub chemicznych mają zdolność przejścia ze stanu plastycznego w stan stały lub niskoplastyczny. Istnieją bitumy, smoły i polimerowe spoiwa organiczne... ... Encyklopedia terminów, definicji i objaśnień materiałów budowlanych

    Skały powstałe w wyniku osadzania się materii w środowisku wodnym, rzadziej z powietrza oraz w wyniku działalności lodowców na powierzchni lądu, w basenach morskich i oceanicznych. Opady mogą następować mechanicznie (pod wpływem... ... Wielka encyklopedia radziecka

    Materiały organiczne- – materiały pozyskane z natury żywej: flory lub fauny. W branży budowlanej materiały budowlane z drewna i tworzyw sztucznych, spoiwa bitumiczne, smoły i polimery, wypełniacze z drewna odpadowego i inne... ... Encyklopedia terminów, definicji i objaśnień materiałów budowlanych

    Skały klastyczne, skały osadowe składające się całkowicie lub głównie. z fragmentów różnych skał (magmowych, metamorficznych lub osadowych) i minerałów (kwarc, skalenie, mika, czasem glaukonit, wulkaniczny... ... Wielka encyklopedia radziecka

    Rodzaj skały osadowej składającej się z fragmentów innych skał i minerałów (najczęściej kwarcu, skaleni, mików, czasem glaukonitu, szkła wulkanicznego). Występują skały cementowe (zlepieńce i brekcje), w których... ... Encyklopedia geograficzna

    Mieszanka wysokocząsteczkowych związków organicznych o różnej budowie. Surowcami wyjściowymi do ich produkcji są ropa naftowa, skały zawierające bitumy, łupki bitumiczne (do produkcji bitumu), węgiel, drewno i torf (do produkcji smoły).... ... Słownik konstrukcyjny

    Artykuł ten może zawierać oryginalne badania. Dodaj linki do źródeł, w przeciwnym razie może zostać ustawiony do usunięcia. Więcej informacji może być na stronie dyskusji. (25 maja 2011) ... Wikipedia