Наука о полезных ископаемых

Геология месторождений полезных ископаемых – наука, изучающая

· условия формирования месторождений.

4.1. Подразделения науки(…)

1) общая (генетическая) – рассматривает типовые модели генетических групп месторождений,

2) специальная – рассматривает модели месторождений отдельных видов полезных ископаемых.

Разделы и подразделы специальной части науки о полезных ископаемых

(есть в методических указаниях)

4.2. Цель и задачи науки (Назарова)

Цель геологии полезных ископаемых – разработка теории образования и размещения месторождений.

Эта теория – основа поисков и разведки месторождений.

Для достижения цели решаются следующие задачи.

1. Выявление закономерностей локализации месторождений в земной коре для целенаправленного ведения поисковых работ.

2. Изучение и обобщение геологического строения и вещественного состава месторождений для прогнозирования свойств новых месторождений.

3. Моделирование условий образования месторождений для выяснения их генезиса.

4.3. Связь с другими науками(Нургалиев)

Размещение

Строение месторождений

5. История науки о полезных ископаемых

В истории науки прослеживаются две линии, идущие параллельно:

Линия обобщений представляет собой эволюцию идей о том как, где и когда формировались месторождения.

В истории науки о полезных ископаемых В.И. Смирновым (1987) выделено 5 главных периодов: древнейший, древний, средневековый, новый и новейший.

Дата добавления: 2016-12-29 ; просмотров: 530 | Нарушение авторских прав

источник

Так не похожие друг на друга железная руда и нефть, мрамор и природный газ на самом деле объединены общим названием «полезные ископаемые». Ископаемые — потому что извлекаются из недр Земли, а полезные — так как служат человеку, то есть по его воле превращаются в разнообразные необходимые предметы, которые создают уют, обеспечивают безопасность, обогревают, кормят. Все они необходимы для обеспечения комфортной жизни людей.

Недра нашей планеты таят огромные запасы полезных ископаемых. Часть из них залегает около поверхности Земли, другие же — на большой глубине, под толщей «пустой» породы.

По физическому состоянию полезные ископаемые делятся на:

• твердые — различные руды, уголь, каменная соль и др.;
• жидкие — нефть, минеральные воды;
• газообразные — горючий газ.

По особенностям использования различают три группы:

• горючие — уголь, торф, горючие сланцы, нефть, природный газ;
• металлические — руды черных, цветных, редких, благородных и радиоактивных металлов;
• неметаллические полезные ископаемые — различные соли, известняк, глина, песок, камни и т. д.

Металлические полезные ископаемые служат для извлечения из них металлов. К неметаллическим полезным ископаемым относятся строительные материалы, рудоминеральное неметаллическое сырье — слюды, графит, алмазы и химическое минеральное сырье — калийные соли, фосфаты, сера.

Месторождение — это скопление полезных ископаемых. Группы близко расположенных месторождений одного и того же полезного ископаемого называют «бассейна».

Особую группу полезных ископаемых образуют различные виды топлива. Это торф, уголь, горючие сланцы, нефть и горючие газы. Они содержат углерод и, соединяясь с кислородом при горении, выделяют тепло.

Горючие ископаемые используются не только как топливо. Они служат незаменимым сырьем для производства различных изделий. Угли, горючие сланцы, нефть и газ используют при выпуске пластмасс, синтетических тканей, взрывчатых веществ, лекарств, красок, технических масел, мыла и другой продукции.

Нефть — горючая маслянистая жидкость темного цвета. Ее добывают в основном с помощью бурения скважин на суше, а также на дне морей и океанов. Нефть — это «сгусток энергии». Используя всего лишь 1 мл этого вещества, можно нагреть на 1 °С целое ведро воды.

Природный газ, так же как нефть и уголь, образовался в земных недрах из органических веществ растительного и животного происхождения под действием высоких давлений и температур.

Природный газ является отличным топливом и обладает многими положительными свойствами — высокой теплотворной способностью, хорошей транспортабельностью, большей по сравнению с нефтью и углем экологичностью. Природный газ — самое чистое органическое топливо. При сгорании он образует намного меньше вредных веществ, чем уголь и нефть, поэтому и используется очень широко. По газопроводам топливо перекачивают на многие тысячи километров. Более того, разведанные запасы газа больше, чем разведанные запасы нефти.

Уголь является одним из наиболее важных полезных ископаемых. Он используется в качестве твердого топлива, выделяя при горении много тепла. Кроме того, из него получают краски, пластмассы и другие ценные материалы.

Уголь образовался из погибших растений. Прожив свой век, деревья и другие растения отмирали, падали, заносились илом и песком, спрессовывались, а затем происходило их обугливание. Начинался этот процесс в присутствии кислорода, а продолжался в бескислородной среде. При этом остатки растений теряли кислород, водород, азот, а углерод сохранялся. Так образовались торф и уголь.

Уголь состоит из углерода, водорода, кислорода, азота и других второстепенных компонентов. По содержанию углеводорода угли подразделяются на бурые (65—70 % углерода), каменные (порядка 80 % углерода), антрациты (до 96 % углерода).

Каменный уголь залегает в земле пластами толщиной до 100 м. Его добычу ведут открытым или закрытым способами. Открытый способ добычи применяют на тех месторождениях угля, где он залегает близко к поверхности земли. Угольные пласты взрывают, а затем куски угля экскаваторами грузят в огромные грузовики или железнодорожные вагоны. При закрытом способе строят шахты, представляющие собой глубокие вертикальные колодцы с горизонтальными туннелями. В них трудятся шахтеры, которые с помощью мощных специальных комбайнов дробят большие пласты каменного угля и подают его наверх.

источник

О геологии знает каждый, несмотря на то, что она является, пожалуй, единственной естественнонаучной дисциплиной, не изучаемой в школьном курсе. Развитие «геологических» знаний сопутствовало развитию человечества на всех этапах его истории. Достаточно вспомнить, что общая периодизация истории основана на характере используемых для производства орудий труда материалов: каменный, бронзовый и железный века. Добыча и совершенствование технологии обработки полезных ископаемых неизбежно связаны с увеличением знаний о свойствах минералов и горных пород, выработкой критериев поиска месторождений и совершенствованием способов их разработки.

Вместе с тем, в понимании, близком к современному, термин «геология» впервые был применен лишь в 1657 году норвежским естествоиспытателем М. П. Эшольтом, а как самостоятельная ветвь естествознания геология начала развиваться только во второй половине 18 века. В это время были разработаны элементарные приёмы наблюдения и описания геологических объектов и процессов, первые методы их изучения, проведена систематизация разрозненных знаний, возникли первые гипотезы. Этот период связан с именами выдающихся учёных А. Броньяра, А. Вернера, Ж. Кювье, Ч. Лайеля, М. Ломоносова, У. Смита и многих других. Геология становится наукой – выработанной в результате деятельности человека взаимосвязанной развивающейся системой знаний о законах мира.

Геология в современном понимании – это развивающаяся система знаний о вещественном составе, строении, происхождении и эволюции геологических тел и размещении полезных ископаемых.
Таким образом, объектами изучения геологии являются:

• состав и строение природных тел и Земли в целом;
• процессы на поверхности и в глубинах Земли;
• история развития планеты;
• размещение полезных ископаемых.

Можно выделить несколько уровней организации минерального («геологического») вещества (в которых тела каждого последующего ранга организации вещества образованы закономерным сочетанием тел предыдущего ранга): минерал — горная порода — геологическая формация — геосфера — планета в целом. «Минимальным» объектом, изучаемым в геологии, выступает минерал (составляющие минералы элементарные частицы и химические элементы рассматриваются в соответствующих разделах физики и химии).

Минералы — природные химические соединения с кристаллической структурой, образовавшиеся в ходе геологических процессов на Земле или внеземных телах. Каждый минерал обладает определённой конституцией – совокупностью кристаллической структуры и химического состава. Изучению минералов посвящена одна из ветвей геологии — минералогия. Минералогия — это наука о составе, свойствах, строении и условиях образования минералов. Это одна из старейших геологических наук, по мере развития которой, от неё отделялись самостоятельные ветви геологических наук.

Горные породы — естественные минеральные агрегаты, образующиеся в глубинах Земли или на её поверхности в ходе различных геологических процессов. По способу образования (генетически) горные породы подразделяются на следующие типы:

• магматические, возникшие за счёт глубинного вещества, находившегося в расплавленном состоянии; иначе говоря, образующиеся в результате кристаллизации огненно-жидкого природного расплава, называемого магмой и лавой;
• осадочные, формирующиеся на поверхности Земли в результате физического и химического разрушений существующих пород, осаждения минералов из водных растворов или в результате жизнедеятельности живых организмов;
• метаморфические, возникшие за счёт преобразования магматических, осадочных или других горных пород под воздействием высоких температур и давлений и сохранившие в процессе преобразования твёрдое состояние и свой химический состав;
• метасоматические, возникшие за счёт преобразования магматических, осадочных или других горных пород, сохранивших в ходе преобразования твёрдое состояние, но утратившие частично или полностью свои исходные минеральный и химический составы;
• мигматитовые, возникшие за счёт преобразования магматических, осадочных или других горных пород в условиях высоких температур и давлений, сопровождающегося их частичным плавлением; эти породы являются продуктами прогрессивно направленных процессов метаморфизма и метасоматоза;
• импактные (или коптогенные), возникшие в следствии импактных событий – падений космических тел; образование импактных пород может быть связано с высоким давлением в ходе удара, частичным или полным плавлением вещества.

В общем виде все горные породы могут быть разделены на возникшие в поверхностных условиях, со свойственным этим условиям сочетанием температур, активности кислорода, воды, органических веществ и иных факторов – это осадочные породы, и породы, образованные под воздействием глубинных процессов, с присущими этим условиям повышенными температурой и давлением, иным химическим составом среды — магматические, метаморфические, метасоматические, мигматитовые; импактные породы, образованные в ходе преобразования существующих пород в условиях высоких давлений и возникающих в ходе взрыва температур, в целом близки ко второй названной группе. Такое разделение определило развитие двух научных направлений, изучающих горные породы. Изучению осадочных пород и современных осадков, их состава, строения, происхождения и закономерностей размещения посвящена наука литология. Изучению, описанию и классификации магматических, метаморфических, метасоматических, мигматитовых и импактных породы, и образованных ими геологических тел посвящена петрография. В ходе развития петрографии из неё выделилась как самостоятельная, но тесно связанная, дисциплина петрология – наука, занимающаяся изучением условий происхождения горных пород и экспериментальным воспроизведением этих условий.

Геологические формации — закономерное сочетание определенных генетических типов горных пород, связанных общностью условий образования.

Геологические формации рассматриваются во многих разделах геологии (петрографии, литологии, геотектонике и др., даже выделяется особое направление — учение о формациях). Учитывая, что выявление формаций, как объектов высокого ранга, возможно лишь при изучении крупных участков земной коры, важная роль в их исследовании отводится региональной геологии. Региональная геология — раздел геологии, занимающийся изучением геологического строения и развития определенных участков земной коры.

Геосферы — концентрические слои (оболочки), образованные веществом Земли. В направлении от периферии к центру Земли расположены атмосфера, гидросфера (образующие внешние геосферы), земная кора, мантия и ядро Земли (внутренние геосферы). Область обитания организмов, включающая нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхнюю часть земной коры, называется биосферой.

Важнейшая роль в изучении геосфер, их состава, протекающих в них процессов и их взаимосвязи, отводится геофизике и геохимии. Геофизика — комплекс наук, изучающих физические свойства Земли в целом и физические процессы, происходящие в её твёрдых сферах, а также в жидкой (гидросфера) и газовой (атмосфера) оболочках. Геохимия — наука, изучающая историю химических элементов, законы их распределения и миграции в недрах Земли и на её поверхности. Наука, исследующая глубинные процессы, изменяющие состав и строение твердых оболочек Земли, называется геодинамика. Изучению геологических процессов, протекающих в земной коре и на её поверхности, посвящено ещё одно направление геологии – динамическая геология.

Минералы и горные породы залегают в виде определённых геологических тел. Важными направлением геологии является науки, изучающие формы залегания пород, механизм и причины образования этих форм. Наука, изучающая формы залегания горных пород в земной коре и механизм образования этих форм называется структурная геология (обычно рассматривается как раздел тектоники). Тектоника — наука о строении, движениях и деформациях литосферы и её развитии в связи с развитием Земли в целом.

Геологам приходится иметь дело с толщами горных пород, накопившимися на миллиарды лет. Поэтому ещё одно важнейшее направление включает науки, восстанавливающие по следам, сохранившимся в толщах горных пород, события геологической истории и их последовательность. Геохронология — учение о последовательности формирования и возрасте горных пород. Стратиграфия — раздел геологии, занимающийся изучением последовательности образования и расчленением толщ осадочных, вулканогенно-осадочных и метаморфических пород, слагающих земную кору. Обобщающей дисциплиной этого направления является историческая геология — наука, изучающая геологическое развитие планеты, отдельных геосфер и эволюцию органического мира. Все названные геологические науки тесно связаны с палеонтологией, возникшей и развивающейся на стыке геологии и биологии. Палеонтология – наука, изучающая по ископаемым остаткам организмов и следам их жизнедеятельности историю развития растительного и животного миров прошлых геологических эпох.

Одной из важнейших задач геологии служит открытие месторождений новых полезных ископаемых — минеральных образований земной коры, химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно использовать их в сфере материального производства. Скопления полезных ископаемых образуют месторождения. Наука о закономерностях образования и размещения месторождений полезных ископаемых называется металлогения. К полезным ископаемым принадлежат и подземные воды, их изучением занимается гидрогеология. Важная прикладная задача связана с изучением геологических условий строительства различных сооружений, что обусловило формирование ещё одного направления геологии — инженерной геологии.

Многогранность объектов изучаемых геологией превращает её в комплекс взаимосвязанных научных дисциплин . При этом, в большинстве случаев, каждая отдельная дисциплина включает в себя три аспекта: описательный (изучающий свойства объекта, классифицирующий их и пр.), динамический (рассматривающий процессы их образования и изменения) и исторический (рассматривающий эволюцию объектов во времени).

По области использования результатов научные исследования делятся на фундаментальные и прикладные. Цель фундаментальных исследований — открытие новых основополагающих законов природы или способов и средств познания. Цель прикладных — создание новых технологий, технических средств, предметов потребления. Применительно к геологии необходимо отметить следующие практические задачи:

• открытие новых месторождений полезных ископаемых и новых способов их разработки;
• изучение ресурсов подземных вод (также являющихся полезным ископаемым);
• инженерно-геологические задачи, связанные с изучением геологических условий строительства различных сооружений;
• охрана и рациональное использование недр.

Геология имеет тесную связь со многими науками. На приведенном рисунке указаны разделы наук, возникшие в результате взаимодействия геологии со смежными дисциплинами.

В заключение кратко коснёмся особенностей методов геологических исследований. В этом отношении, прежде всего, следует отметить, что в геологии очень тесно связаны теоретические и эмпирические методы. Важнейшим методом геологических исследований является геологическая съёмка — комплекс полевых геологических исследований, производимых с целью составления геологических карт и выявления перспектив территорий в отношении наличия полезных ископаемых. Геологическая съёмка заключается в изучении естественных и искусственных обнажений (выходов на поверхность) горных пород (определение их состава, происхождения, возраста, форм залегания); затем на топографическую карту наносятся границы распространения этих пород с указанием характера их залегания. Анализ полученной геологической карты даёт возможность создания модели строения территории и данных о размещении на ней различных полезных ископаемых.

источник

Геология — это естественная наука, которая изучает Землю, ее вещественный состав, структуру коры, процессы и историю. Геология объединяет большое количество наук, включая: минералогию, геологию полезных ископаемых, геофизику, геохимию, петрографию, геодинамику, геоморфологию, палеонтологию, вулканологию, тектонику, стратиграфию и многое другое. Эта наука также включает изучение организмов, населявших нашу планету. Важной частью геологии является исследование того, как с течением времени изменялись структура, процессы, организмы и элементы Земли. Люди, изучающие геологию называются геологами.

Геологи работают, чтобы лучше понять историю нашей планеты. Чем лучше мы знаем историю Земли, тем более точно сможем определить, как события и процессы из прошлого способны повлиять на будущее. Вот некоторые примеры:

• Геологи изучают земные процессы, такие как оползни, землетрясения, наводнения, извержения вулканов и т.п., которые могут быть опасны для людей.
• Геологи изучают природные ресурсы Земли, многие из которых используются человечеством ежедневно.
• Геологи изучают историю Земли. Сегодня нас беспокоит изменение климата и многие геологи работают над тем, чтобы узнать о прошлых климатических условиях Земли и о том, как они менялись со временем. Эта историческая информация позволяет понять, как меняется наш нынешний климат и каковы могут быть последствия для человечества от этих изменений.

Основным объектом изучения геологии является земная кора, а также геологические процессы и история Земли:

Минерал представляет собой природное химическое соединение, обычно кристаллическое и абиогенное (неорганическое) по происхождению. Минерал имеет один конкретный химический состав, тогда как камень может представлять собой совокупность различных минералов или минералоидов. Наука о минералах называется минералогией.

Существует более 5300 известных видов минералов. Силикатные минералы составляют более 90% земной коры. Кремний и кислород образовывают примерно 75% земной коры, что напрямую связано с преобладанием силикатных минералов.

Минералы отличаются химическими и физическими свойствами. Различия в химическом составе и кристаллической структуре позволяют распознавать виды, которые определялись геологической средой минерала при их формировании. Колебания в температуре, давлении или объемном составе горной массы вызывают изменения минералов.

Минералы можно описать по различным физическим свойствам, которые связаны с их химической структурой и составом. Общие отличительные признаки включают кристаллическую структуру, твердость, блеск, цвет, полосы, прочность, расщепление, переломы, вес, магнетизм, вкус, запах, радиоактивность, реакция на кислоту и т.д.

Минералы исключительной красоты и долговечности называются драгоценными камнями.

Горные породы представляют собой твердые смеси по меньшей мере одного минерала. В то время как минералы имеют кристаллы и химические формулы, породы характеризуются текстурой и минеральным составом. Исходя из этого, горные породы делятся на три группы: магматические горные породы (формируются при постепенном охлаждении магмы), метаморфические горные породы (образование происходит при изменении магматических и осадочных пород) и осадочные горные породы (образовываются при низких температурах и давлении, когда преобразовываются морские и континентальные осадки). Эти три основных типа пород участвуют в процессе, называемом круговоротом горных пород, который описывает трудоемкие переходы, как на поверхности, так и под землей, от одного типа породы к другому на протяжении длительных периодов геологического времени.

Горные породы являются экономически важными полезными ископаемыми. Уголь — это камень, который служит источником энергии. Другие типы пород используются в строительстве, включая камень, щебень и т.д. Третьи необходимы для изготовления инструментов, от каменных ножей наших предков до мела, используемого сегодня художниками.

Окаменелости являются признаками живых существ, которые существовали очень давно. Они могут представлять отпечатки тел или даже продуктов жизнедеятельности организмов. Ископаемые также включают следы, норы, гнезда и другие косвенные признаки. Окаменелости являются ярким свидетельствованием ранней жизни на Земле. Геологи составили отчет о древней жизни, простирающейся на сотни миллионов лет.

Ископаемые останки имеют практическое значение, потому что они изменяются на протяжении всего геологического времени. Совокупность окаменелостей служит для идентификации горных пород. Геологическая шкала времени основана почти исключительно на ископаемых останках и дополнена другими методами датирования. С ее помощью мы можем уверенно сравнивать осадочные породы со всего мира. Ископаемые окаменелости также являются ценными музейными экспонатами и предметами коллекционирования.

Формы рельефа во всем их разнообразии являются следствием круговорота горных пород. Они были сформированы эрозией и другими процессами. Формы рельефа дают информацию о том, как образовывалась и изменялась земная кора в геологическом прошлом, например, в ледниковом периоде.

Структура является важной частью изучения обнажения горных пород. Большинство частей земной коры деформированы, согнуты и искажены в некоторой степени. Геологические признаки этого — сочленения, разломы, текстуры пород и несоответствия помогают в оценке геологических структур, а также измерении склонов и ориентаций горных пород. Геологическая структура в недрах важна для водоснабжения.

Геологические карты представляют собой эффективную базу данных геологической информации о породах, рельефах и структуре.

Геологические процессы приводят к круговороту горных пород, созданию структур и форм рельефа, а также окаменелостей. Они включают эрозию, осаждение, окаменелость, разломы, поднятие, метаморфизм и вулканизм.

Геологические опасные явления — мощные выражения геологических процессов. Оползни, извержения вулканов, землетрясения, цунами, изменение климата, наводнения и космические воздействия являются основными примерами угроз. Понимание основных геологических процессов может помочь человечеству уменьшить ущерб от геологических катастроф.

Движение плит в Сан-Андреас

Тектоника — геологическая деятельность в самом крупном масштабе. Поскольку геологи отображали горные породы и изучали геологические особенности, и процессы, они начали поднимать и отвечать на вопросы о тектонике — жизненном цикле горных хребтов и вулканических цепей, движении континентов, о росте и снижении уровня Мирового океана, и о том, какие процессы происходят в ядре и мантии Земли. Тектоника плит объясняет как движутся литосферные плиты и позволила изучать нашу планету как единую структуру.

Геологическая история Земли — это история, которую рассказывают минералы, скалы, окаменелости, рельеф и тектоника. Исследования окаменелостей в сочетании с различными методами дают последовательную эволюционную историю жизни на Земле. Фанерозойский эон (возраст окаменелостей) последних 542 миллионов лет хорошо отображен как время изобилия фауны и флоры и акцентирован массовыми вымираниями. Предыдущие четыре миллиарда лет, докембрийское время, были временем огромных изменений в атмосфере, океанах и континентах.

Существует много причин, по которым геология важна для жизни и цивилизации. Подумайте о землетрясениях, оползнях, наводнениях, засухе, вулканической активности, океанских течениях, типах почвы, минералах (золото, серебро, уран) и т.д. — геологи изучают все эти понятия. Таким образом, изучение геологии играет важную роль в современной жизни и цивилизации.

Геология определяется как «научное исследование происхождения, истории и структуры Земли». Почти все, что мы используем в нашей жизни, имеет какое-то отношение к Земле. Дома, улицы, компьютеры, игрушки, инструменты и т.д. сделаны из природных ресурсов. Хотя Солнце является конечным источником энергии Земли, мы нуждаемся в дополнительной энергии, которая вырабатывается при сжигании природного газа, древесины и т.д. Геологическая наука имеет первостепенное значение для определения местоположения этих источников энергии Земли, а также объясняет как более эффективно извлечь их из недр планеты, с минимальными экономическими затратами и с наименьшим воздействием на окружающую среду. Водные ресурсы являются чрезвычайно важными для человечества, однако во многих частях мира существует недостаток пресной воды. Изучение геологии помогает находить водные источники, чтобы уменьшить влияние нехватки воды на людей.

Последствия катастрофического землетрясения в Сан-Франциско, США, в 1906 году

Изучение геологии также охватывает процессы Земли, которые могут повлиять на цивилизацию. Землетрясение способно уничтожить тысячи жизней за несколько минут. Кроме того, цунами, наводнения, оползни, засухи и вулканическая деятельность способны оказать огромное влияние на цивилизацию. Геологи изучают эти процессы, и в случае необходимости рекомендуют проводить определенные мероприятия по минимизации ущерба, если возникают такие события. Например, изучая закономерности наводнения рек, геологи могут рекомендовать избегать определенных областей при строительстве новых городов, чтобы предотвратить потенциальный ущерб. Сейсмология — раздел геологии — хотя и очень сложная область изучения, может помочь сохранить многие жизни, оценив, где есть наибольшая вероятность землетрясения (как правило, в линиях геологических разломов), и рекомендовать тип технологий, которые будут использоваться при строительстве зданий в этих уязвимых районах.

Многие предприятия для своей деятельности полагаются на информацию, полученную от геологов. Золото, алмазы, серебро, нефть, железо, алюминий и уголь являются природными ресурсами, которые широко используются в промышленности. Геологи и наука геология помогают в поиске этих и других ресурсов. Даже простой строительный материал, такой как песок, необходимо найти и добыть, а затем уже использовать при строительстве домов, предприятий, школ и т.д.

На самом деле геология еще не имеет широкого признания в современном мире, как, к примеру, генетика, химия и медицина. Тем не менее все жители нашей планеты зависят от природных ресурсов, найденных благодаря геологам и науке геологии. Таким образом, геология чрезвычайно важна и требует дальнейшего развития, и популяризации в обществе.

источник

В истории науки прослеживаются две линии, идущие параллельно:

Линия обобщений это эволюция идей о том как, где и когда формировались месторождения.

В истории науки В.И. Смирновым (1987) выделено 5 главных периодов.

5.1. Древнейший и древний периоды()

1. Древнейший, первобытнообщинный период (800-100 тыс. – 1тыс. л. до н.э.) – период раннего знакомства человека с полезными ископаемыми. Века:

человек начал приспосабливать камни для строительства, извлечения металлов и для изготовления орудий труда.

2. Древний, рабовладельческий период (1 тыс. л. до н.э. – V век н.э.) – время примитивных суждений в области естествознания. Древнегреческие философы.

Фалес Милетский (625–547 г. до н. э.) субстанцией, образующей мир, полагал воду. Его считают основателем нептунистической концепции.

Гераклит Эфесский (535–475 г. до н. э.) первоначальной сущностью вещей считал огонь. Он заложил плутонистическую идею в развитие наук о Земле.

5.2. Средневековый период()

5.2.1. Раннее средневековье (V-VI – XIV в.)

Центр цивилизации находился в Средней Азии (арабский халифат).

-Авиценна (Абу-Али ибн-Сина) (980-1037).

—Ал-Бируни (973-1050) родился в Хорезме (Узбекистан), написал в 1048 г. книгу «Собрание сведений для познания драгоценностей (Минералогия)». Описал месторождения, полезные ископаемые, их свойства и экономику.

5.2.2. Среднее средневековье – эпоха ренессанса

Западная Европа. Георг Агрикола (1494-1555) работал в Рудных горах, написал труд «О горном деле и металлургии» (1556). Охарактеризовал тела полезных ископаемых, их классификацию, приемы поисков и разведки. Главной созидательной силой Земли Агрикола считал воду.

Россия. 1584 г. Иван Грозный создаёт Государев Приказ Каменных дел для сбора сведений о полезных ископаемых, снаряжение правительственных экспедиций. В 1620 г. в пермских песчаниках были обнаружены медные руды.

1700 г. Петр I (1672 – 1725) учреждает Приказ Рудокопных дел. От этой даты ведется отсчет истории государственной геологической службы России.

1721 г. на Урале при Кунгурском, Уктусском и Алапаевском заводах были открыты горнозаводские школы.

Появляются первые научные работы о месторождениях: сочинения В.Н. Татищева (1686–1750) и В.И. Геннина (1676–1750) – основателей Перми и Екатеринбурга.

При Петре I Россия вышла на первое место в мире по производству железа, меди и свинца.

5.2.2. Позднее средневековье (XVII-XVIII – середина XIX в.)

В Западной Европе появляются теоретические концепции о происхождении месторождений.

Лидер плутонистов шотландский ученый Джемс Хеттон (1726 – 1797) опубликовал в 1795 г. книгу о ведущей роли внутриземного жара на процессы образования месторождений.

Абраам Готлоб Вернер (1749 – 1817) – продолжал и защищал идеи Агриколы. Он преподавал во Фрайбергской горной академии и исследовал месторождения Рудных гор. В 1791 г. он писал, что все месторождения образовались из вод мирового океана.

В России основы теории рудообразования закладывались М.В. Ломоносовым (1711 – 1765):

-«Слово о рождении металлов от трясения земли» (1757),

-«Первые основания металлургии или рудных дел» (1763),

Он познакомился с месторождениями во время заграничной научной стажировки в 1736 – 1741 гг. в Рудных и Богемских горах. М.В. Ломоносов соль считал осадком морских соленых вод, образование угля связывал с углефикацией торфа, нефти приписывал органическое происхождение. Он писал, что нерудные минералы в рудных жилах осаждались в трещинах из подземных водных растворов, а металлические соединения привносились в них парами серы и мышьяка. Образование россыпей объяснял разрушением коренных месторождений. Он стоял выше односторонних нептунистических и плутонистических представлений западноевропейских ученых.

Организуются академические экспедиции

С.П. Крашенинникова (1711-1755) на Камчатку в 1737–1742 гг. (Описание земли Камчатки, 1755);

И.И. Лепехина (1740-1802) в Поволжье, на Урал и Европейский Север в 1768 – 1772 гг (Дневные записки путешествия …, 1771–1805)

П.С. Палласа (1741-1811) в Нижнее Поволжье, Урал, Южную Сибирь в 1768 – 1774 (Путешествие по …, 1773 – 1788) и др.

В 1773 г. открывается Санкт-Петербургское горное училище.

Центрами научных исследований были также Петербургский и Московский университеты.

5.3. Новый период (XIX – первая половина ХХ в.) ()

Период формирования мировых центров (школ) исследования полезных ископаемых

Отход от крайних представлений плутонизма и нептунизма.

Американская школа отличалась развитием геолого-структурного и экспериментального направлений исследований.

1905 г. организуется Геофизическая лаборатория Института Карнеги в Вашингтоне, где начались экспериментальные минералогические исследования.

Это направление было модным также в Европе и в России (П.Н. Чирвинский: Искусственное получение минералов в ХIХ столетии, 1903).

1905 г. начал издаваться журнал «Economic Geology», получивший мировую известность.

Выдающиеся представители школы:

Вольдемар Линдгрен (1860 – 1939). В 1906 г. на Х сессии Международного геологического конгресса (МГК) он предложил подразделять гидротермальные месторождения на 3 класса:

Вильям Эммонс (1876 – 1948) сформулировал теорию гипогенной и гипергенной зональности месторождений.

Норман Боуэн (1887 – 1956) разработал модель образования руд по способу кристаллизационной дифференциации (ряд Боуэна).

Труды и учебники о месторождениях американских авторов были переведены на русский язык и первые советские геологи учились по ним.

Немецкая школа — старейшая в мире. Она берет начало от исследований Агриколы, Вернера.

Для нее характерно развитие

Пауль Рамдор, род. в 1899 г. «Рудные минералы и их срастания», 1962;

Пауль Ниггли (1888 – 1953) разработал идею последовательного образования пегматитов, пневматолитов и гидротерм на основании анализа физико-химической системы вода – силикатный расплав;

Ганс Шнейдерхен (1887 – 1962) – автор книги «Рудные месторождения» (1958)

Эли де Бомон (1798 – 1874) в 1847 г. обосновал гидротермальную теорию происхождения рудных месторождений.

Де Лоне (1860 – 1938) в 1897 г. ввел в науку термин «гидротермальные месторождения», явился основателем металлогении и предложил этот термин в 1892 г.

Современный представитель этой школы П. Рутье (1980) только части гидротермальных месторождений приписывает магматогенное происхождение.

Японская геологическая школа возникла в конце периода. Её представители (Такео Ватанабе, Тацуо Тацуми) расшифровали механизм образования подводных вулканогенных руд типа куроко. Участвовали в обосновании тектоники плит.

Российская школа характеризуется исследованием связей процессов образования месторождения с геологической средой.

Её основы были заложены сотрудниками Геологического комитета, организованного в 1882 г. С 1885 г. комитет возглавлял А.П. Карпинский (1847 – 1936) – автор первого в России учебника по рудным месторождениям.

Высокий уровень науки о месторождениях отражен в учебниках, например Франц Юльевича Левинсон-Лессинга (1911),

в двухтомнике К.И. Богдановича (1864 – 1947) «Рудные месторождения» (1913).

В 1916 г. открывается Пермское отделение Петроградского университета, где на физико-математическом факультете организуется кафедра геологии и минералогии.

На Урале ведутся исследования месторождений платины и золота под руководством Н.К. Высоцкого (1864 – 1932).

Признанным исследователем золоторудных месторождений Сибири и основателем металлогенического направления в России является В.А. Обручев (1863 – 1956).

Крупный вклад внесли в исследование

-угольных месторождений внес Павел Иванович Степанов (1880 – 1947),

-нефтяных – Иван Михайлович Губкин (1871 – 1939).

Наибольшего развития геология полезных ископаемых получила в 20-х – 40-х гг., когда потребовалось в короткие сроки обеспечить минеральным сырьем развивающуюся промышленность СССР. Произошла дифференциация науки по видам полезных ископаемых.

Были рассмотрены проблемы генезиса месторождений:

-магматических (А.Н. Заварицкий, 1884–1952),

-пегматитовых (А.Е. Ферсман, 1883–1945)

-скарновых – инфильтрационно-диффузионная гипотеза образования (Д.С. Коржинский, 1899–1987).

-гидротермальных — А.Г. Бетехтин (1897–1962),

-выветривания – И.И. Гинзбург (1882–1965),

-осадочных – Н.М. Страхов (1900–1978).

Крупным специалистом по неметаллическим полезным ископаемым был П.М. Татаринов (1895 – 1976).

Геохимическое направление в изучении месторождений закладывалось В.И. Вернадским (1863–1945), А.Е. Ферсманом (1883–1945),

Минерагеническое направление– Ю.А. Билибиным (1901-1952), С.С. Смирновым (1895–1947) и В.И. Смирновым (1910-1988).

Интенсивное развитие науки о полезных ископаемых в СССР помогло решить задачу обеспечения страны собственным минеральным сырьем и Победы в Великой Отечественной войне 1941 – 1945 гг.

Промышленность царской России полностью зависела от импорта минерального сырья. По подсчетам В.И. Вернадского русская промышленность в 1916 г. использовала только 14 химических элементов, добывавшихся из отечественных месторождений, а запасы были установлены только для 4 из них.

В 80-х годах ХХ в. СССР занимал ведущее место в мире по запасам 18 видов полезных ископаемых: угля, нефти, природного газа, железа, хрома, марганца, свинца, никеля, кобальта, вольфрама, молибдена, сурьмы, алмазов, серы, калийных солей, апатита, асбеста.

5.4. Новейший период(2-я половина ХХ в.) ()

Новейший период развития науки о месторождениях характеризуется интернационализацией (глобализацией) науки. Стираются границы между научными школами.

1. Обнаруживаются месторождения:

-новых генетических групп: карбонатитовой, альбитит-грейзеновой,

— новых рудных формаций: никелевые в коматиитах, урановые в зонах несогласия, алмазные в лампроитах и др.

2. Достижения геохимии позволяют

— осуществлять физико-химическое моделирование процессов рудообразования,

— изучать фракционирование стабильных изотопов H, C, O, S, Sr в процессах рудообразования.

-определять возраст месторождений и окружающих их горных пород по радиоактивным изотопам.

— использовать прецизионные методы для определения состава минералов и микровключений в них.

3. Разрабатывается концепция тектоники плит. Она позволила по-новому взглянуть на закономерности размещения месторождений полезных ископаемых:

Митчелл А., Гарсон М. Глобальная тектоническая позиция минеральных месторождений. 1984.

Sowkins F. J. Metal Deposits in Relation to Plate Tectonics. 2-d Revised. Springer-Verlag. Berlin. 1990. 461 p.

источник

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ (а. geological sciences; н. geologische Wissenschaften; ф. sciences geologiques; и. ciencias geologicas) — комплекс наук о земной коре и более глубоких сферах Земли.

Объект, цель и основные задачи. Связь со смежными науками. Геологические науки изучают состав, строение, происхождение, развитие Земли и слагающих её геосфер, в первую очередь земную кору, процессы, происходящие в ней, закономерности образования и размещения месторождений полезных ископаемых.

Научная и практическая цель геологических наук: познание геологического строения и развития Земли в целом; восстановление истории различных геологических процессов, раскрытие закономерностей геологических явлений и разработка теории эволюции планеты; перспективная оценка и прогноз выявления рудных районов, нефтегазоносных и угольных бассейнов, месторождений полезных ископаемых, включая подземные воды; разработка научных методов их поисков и разведки, обоснование комплексного использования природных минеральных ресурсов; участие в решении проблем охраны природной среды и её стабильности; предвидение катастрофических явлений; содействие прогрессу материалистического мировоззрения.

Непосредственные объекты геологических наук — горные породы и их совокупности (стратиграфические подразделения, формации, тела полезных ископаемых и др.), минералы, их химический состав и структура, вымершие организмы, газовые и жидкие среды, физические поля.

В современные геологические науки входят стратиграфия (в т.ч. палеонтология), тектоника (включая геологию глубинных зон Земли), геодинамика, литология, минералогия, петрология, геохимия, геофизика (физика «твёрдой» Земли), геология полезных ископаемых, гидрогеология, инженерная геология и др. В изучении геологической формы движения материи наука имеет дело с материально-энергетической саморазвивающейся системой — Землёй, развитие которой создаёт основу для появления более высокой формы существования материи, связанной с биосферой. Палеонтология — соединительное звено в изучении двух форм движения материи — геологической и биологической.

Развитие геологической науки, её теоретических исследований и методов познания во многом обусловливалось потребностями общественного производства. Важнейшие факторы, стимулирующие прогресс геологических наук, — рост горнодобывающего производства, потребности других отраслей народного хозяйства (промышленность, энергетика, строительство, транспорт, военное дело, сельское хозяйство и др.) и уровень общего развития техники. Использование современных технических достижений, прежде всего геофизических и буровой техники, обеспечивает включение в сферу геологической науки всё более глубоких горизонтов Земли, повышение скорости обработки геологических данных и достоверности результатов. В выполнении главной цели и основной задачи геологической науки всё более существенную роль играют ведущие научные концепции, гипотезы и теории.

Геологические науки используют результаты и методы всего комплекса наук о Земле. Геологические процессы, происходящие на поверхности планеты (или на небольшой глубине), изучаются с привлечением физико-географических наук (геоморфология, климатология, гидрология, океанология, гляциология и др.); при исследовании глубинных процессов, определении радиологического возраста, при геолого-поисковых и геологоразведочных работах привлекаются методы геохимии и геофизики (физики «твёрдой» Земли, включая сейсмологию). В проблемах происхождения и ранней истории Земли большое значение имеют данные астрономии и планетологии, в т.ч. полученные при запусках космических аппаратов на Луну и планеты. Изучение полезных ископаемых дополняется экономическими исследованиями и достижениями горных наук. Потребность в полезных ископаемых, способы их добычи, технология переработки и планирование рационального размещения горнодобывающей промышленности определяют генеральные направления прогнозно-металлогенических исследований. Связь геологической науки с биологическими науками различна — от использования эволюции органического мира для определения относительного возраста геологических объектов до учёта биологических и биохимических процессов с целью выяснения генезиса горных пород и полезных ископаемых, прежде всего энергетического сырья (угли, нефть). Начиная с 60-х годов 20 века в геологической науке всё более эффективно применяется аппарат математических наук, кибернетики и информатики.

История развития геологической науки. Истоки геологической науки лежат в наблюдениях и гипотезах философов античного мира и Древнего Востока, касающихся землетрясений, вулканических извержений, деятельности воды и др. К средним векам и эпохе Возрождения относятся первые попытки описания и систематизации камней, руд, металлов и сплавов, что явилось прямым следствием развития горного дела (труды cpеднеазиатских естествоиспытателей Ибн Сины и Бируни, немецкого учёного Агриколы). В 16 веке в России были сделаны первые попытки систематизации геологических сведений, доставляемых «рудознатцами».

Датский учёный Н. Стено (17 в.) впервые сформулировал представление о возрастной последовательности первичной горизонтальной слоистости и о вторичности процессов, нарушающих это залегание, обосновав тем самым первые законы геологической науки. В современном понимании термин «геология» впервые применён норвежским учёным М. П. Эшольтом (1657). К 17 веку относятся умозрительные гипотезы о происхождении Земли из расплавленной массы, при охлаждении которой образовалась твёрдая земная кора (немецкий учёный Г. В. Лейбниц, 1693). В конце 18 века широкое распространение получил термин «геогнозия».

Основы геологической науки заложены во 2-й половине 18 в. трудами Ж. Л. Бюффона, Ж. Б. Роме де Лиля и Р. Ж. Аюи во Франции, М. В. Ломоносова, И. И. Лепёхина и П. С. Палласа в России, О. Б. де Соссюра в Швейцарии, У. Смита и Дж. Геттона в Великобритании, А. Г. Вернера в Германии, А. Кронштедта в Швеции. В трудах М. В. Ломоносова «О слоях земных» (1763) и «Слово о рождении металлов от трясения Земли» (1757) указывалось на длительность, непрерывность и периодичность геологических процессов, взаимодействие внутренних и внешних сил, формирующих лик Земли, высказывались соображения о происхождении ископаемых углей за счёт растительных остатков, излагались принципы естественной группировки минералов в рудных жилах и использования этих ассоциаций при поисках. Большую роль в становлении геологической науки сыграла идейная борьба между представителями двух научных гипотез — гипотезы нептунизма (А. Г. Вернер), утверждающей осадочное образование всех горных пород, и гипотезы плутонизма (Дж. Геттон), отводившей определяющую роль внутренним вулканическим процессам.

В конце 18 — начале 19 веков накопление фактов сопровождалось их анализом, заложившим основу различных ветвей геологической науки, развитие которой становится одним из непременных условий прогресса в промышленности. Большое значение для становления геологической науки в России имело создание в Петербурге (1773) высшего горного училища (ныне Ленинградский горный институт).

Становление геологической науки справедливо связывают с выяснением возможности расчленения слоёв земной коры по возрасту и их корреляции с помощью остатков организмов (У. Смит, 1790), что позволило систематизировать разрозненные минералогические и палеонтологические данные, создало условия для геологических реконструкций. К этому же времени относятся формулировка таких понятий, как «геологическая формация» (А. Г. Вернер), «парагенезис минералов» (В. М. Севергин), разработка химической классификации минералов (шведский учёный Й. Берцелиус), законов кристаллографии (Р. Ж. Аюи), составление первых геологических карт (восточного Забайкалья — Д. Лебедев и М. Иванов, 1789-94; Англии — У. Смит, 1815; Европейской части России, 1829). Изменения в геологической истории Земли объяснялись в одних случаях (французский учёный Ж. Ламарк и др.) с позиции эволюционной идеи, в других (французский учёный Ж. Кювье и его последователи) — теорией катастроф (периодически повторяющимися катаклизмами, коренным образом менявшими рельеф планеты и уничтожавшими всё живое, которое якобы заново зарождалось после этого).

Крупным событием в истории геологической науки был выход в свет в 1830-33 2-томного труда английского учёного Ч. Лайеля «Основы геологии», в котором показаны значительная длительность истории Земли и роль постоянно и постепенно действующих геологических процессов, нанесён удар теории катастрофизма, дано обоснование сравнительно-исторического метода и сформулирован принцип актуализма (см. актуалистический метод).

В 1829 французский геолог Л. Эли де Бомон предложил контракционную гипотезу, объясняющую дислокацию слоёв сжатием остывающей земной коры и уменьшением объёма земного ядра. Теория поддерживалась большинством геологов до 20 в. Важное значение в истории развития геологической науки имели труды немецкого учёного А. Гумбольдта, защищавшие концепцию материальности и единства природы, и английского учёного Ч. Дарвина, разработавшего материалистическую теорию эволюции (исторического развития) органического мира Земли (1859).

Всё возрастающие потребности в минеральном сырье в странах Западной Европы, в России и странах Северной Америки стимулировали широкое развитие региональных геологических исследований, сопровождаемых составлением геологических карт, поисками и открытиями месторождений полезных ископаемых. Публиковались монографии с описанием богатых коллекций минералов, горных пород и остатков организмов. В развитых странах во 2-й половине 19 в. создавались геологические службы, которым поручались организация и развитие минерально-сырьевой базы на основе планомерного изучения геологии и полезных ископаемых территории. В конце 19 в. эти работы распространились на некоторые колонии в Азии и Африке.

Определяющее значение для развития геологической науки в России имело создание в Петербурге в 1817 Минералогического общества, а в 1882 первого государственного геологического учреждения — Геологического комитета, положившего начало отечественной геологической службе. В 1878 при активном участии русских геологов в Париже состоялся 1-й Международный геологический конгресс. 7-й конгресс был созван в Петербурге (1897), его полевые экскурсии охватили многие районы Европейской части России.

2-я половина 19 — начало 20 века характеризуется дифференциацией геологической науки, возникновением новых её направлений. В группе дисциплин, изучающих вещество, успешно развивалась минералогия, получившая принципиально новую основу после работ Е. С. Фёдорова, создателя учения о симметрии, современной теории и методик кристаллографии. Обособилась петрография, что связано с началом применения поляризационного микроскопа (английский учёный Г. Сорби, Великобритания, 1849; А. А. Иностранцев, Россия, 1858).

В середине 19 в. зародилась и в дальнейшем развивалась теория дифференциации магмы (немецкий учёный Р. Бунзен, французский — Ж. Дюроше, немецкий — Г. Розенбуш, швейцарский — П. Ниггли). Исследования осадочных горных пород (литология) привели к формулировке понятия фации (швейцарский учёный А. Гресли, 1838), развитого во 2-й половине 19 в. Н. А. Головкинским и Н. И. Андрусовым. Успехи в изучении геологических структур были обусловлены геологическим картированием и формированием учения о двух принципиально различных областях земной коры — геосинклиналях (американские геологи Дж. Холл, 1857-59, и Дж. Дана, 1873; французский геолог Э. Ог, 1900) и платформах (А. П. Карпинский, 1887; А. П. Павлов), а также складчатых областях (И. В. Мушкетов). Были выделены разновозрастные эпохи складчатости для территории Европы, новые типы структур — шарьяжи. Оформились в самостоятельные дисциплины структурная геология и тектоника.

После установления всех геологических систем (1822-41) и их подразделений, выделения архея (Дж. Дана, 1872) и из его состава протерозоя (американский геолог С. Эммонс, 1888) была разработана общая (международная) стратиграфическая шкала. Вместе с достижениями эволюционной палеонтологии (Ч. Дарвин, В. О. Ковалевский), палеогеографии (А. П. Карпинский) и других отраслей геологической науки эта шкала послужила научной основой исторической геологии как комплексной научной дисциплины, изучающей последовательность и закономерности геологических процессов в истории планеты. Вначале эти исследования проводились с целью восстановления развития отдельных структур, бассейнов, органического мира; в дальнейшем в их сферу вошли магматические тела и месторождения полезных ископаемых Подведением итогов классического периода геологической науки явился фундаментальный труд австрийского геолога Э. Зюсса «Лик Земли» (5 книг, 1883-1909).

Региональная геология развивалась на базе геологического картирования — от составления маршрутных и обзорных (мелкомасштабных) карт до крупномасштабных для рудных и нефтеносных районов. В России в результате геологических съёмок и методических разработок (А. П. Карпинский, И. В. Мушкетов, С. Н. Никитин, Ф. Н. Чернышёв и др.) сформировалась школа геологической картографии Геологического комитета, оказавшая значительное влияние на мировую геологическую картографию. В 1892 Геологический комитет издал под ред. А. П. Карпинского первую полную геологическую карту Европейской части России масштаба 1:2 520 000 (60 вёрст в дюйме), а также организовал работу по составлению общей десятивёрстной карты этой же территории (1:420 000). Одним из существенных итогов развития региональной геологии явилась геологическая карта Донбасса, созданная под руководством Л. И. Лутугина и послужившая основой для разработки современной методики детальной геологической съёмки. Труды крупных русских геологов, которые сочетали в себе специалистов по геологии и минеральному сырью определённого региона, способствовали прогрессу знаний о закономерностях размещения полезных ископаемых, прежде всего рудных (К. И. Богданович, Н. К. Высоцкий, И. В. Мушкетов, В. А. Обручев).

Если в конце 19 в. рудные и нерудные полезные ископаемые России продолжали разрабатываться в основном в традиционных регионах (Урал, Рудный Алтай, Кавказ), то потребности в энергетическом сырье способствовали развёртыванию поисковых и разведочных работ на уголь и нефть в новых районах. Трудами Л. И. Лутугина и его учеников (П. И. Степанов, А. А. Гапеев, В. И. Яворский и др.) были созданы предпосылки для ускоренного развития угольной геологии. Формировалась как самостоятельная дисциплина нефтяной геологии (Н. И. Андрусов, К. И. Богданович, А. Д. Архангельский, И. М. Губкин, Д. В. Голубятников), эмпирически была сформулирована антиклинальная теория, ставшая основой для поисков и разведки нефтяных месторождений. Учение о подземных водах выделилось в особую отрасль — гидрогеологию (С. Н. Никитин, Н. Ф. Погребов), имеющую самостоятельное значение и тесно связанную с геологией полезных ископаемых и с горными науками. Начались систематическое описание и картирование подземных вод Европейской части России.

В конце 19 — начале 20 веков оформились две крупные ветви геологической науки — геофизика и геохимия.

Геофизика, исследующая физические свойства геологических тел и физического поля Земли, вначале опиралась на данные магнитометрии, гравиметрии и сейсмологии (Б. Б. Голицын). Геофизические методы в дальнейшем стали главными при изучении внутреннего строения планеты, глубинных процессов и одними из основных методов поисков и разведки нефти, угля, рудных и нерудных полезных ископаемых

Открытие периодического закона химических элементов Д. И. Менделеева (1869), радиоактивного распада элементов французскими физиками А. Беккерелем (1896), М. и П. Кюри, успехи атомной физики обусловили становление в начале 20 в. геохимии — науки о распределении и истории химических элементов и атомов. Формулировка основных направлений и задач геохимии принадлежит в CCCP В. И. Вернадскому, А. Е. Ферсману, А. П. Виноградову, за рубежом — Ф. У. Кларку (США), В. М. Гольдшмидту (Норвегия). Реконструкция геохимических процессов, происходящих в ядре, мантии, на различных глубинах литосферы и на поверхности Земли, содействует научному обоснованию металлогенических прогнозов и поисков полезных ископаемых. Особое значение геохимические методы приобретают при поисках радиоактивного сырья и полезных ископаемых, связанных с изменёнными породами.

Геофизические и геохимические данные в 1-е десятилетие 20 в. были использованы как для изучения общей структуры Земли (Г. А. Гамбурцев и др.), так и для углублённого исследования горных пород и минералов, прежде всего полезных ископаемых. Экспериментальные исследования поведения горных пород при высоких давлениях и температурах позволили подойти к построению модели Земли по её составу и предположить, что ядро Земли состоит из железа с примесью более лёгких компонентов (В. А. Магницкий, В. С. Соболев и др.). В минералогии и петрографии создаются физико-химические теории и модели, на базе кристаллохимии (немецкий физик М. Лауэ, английский — У. Г. и У. Л. Брэгги) модифицируется минералогическая систематика (В. И. Вернадский, А. Г. Бетехтин). От петрографии обособляется вулканология (американские геологи Х. Уильямс, А. Ритман, советский — В. И. Влодавец, Б. И. Пийп). Предложенная Ф. Ю. Левинсоном-Лессингом классификация изверженных пород (1898) пользуется признанием до сих пор.

Развитие понятия парагенезиса приводит к созданию учения о формациях как о закономерных ассоциациях горных пород (Н. С. Шатский, Н. П. Херасков). Специальным его разделом выделяются магматические формации (советские геологи — Ф. Ю. Левинсон-Лессинг, А. Н. Заварицкий, Ю. А. Кузнецов, Е. Т. Шаталов, американские — Р. Дейли). Учение о полезных ископаемых разделяется на самостоятельные дисциплины, посвящённые рудным месторождениям, неметаллическим полезным ископаемым, углю, нефти и газу. На материалах по рудным месторождениям возникают физико-химические теории рудообразования (американские геологи У. Эммонс, В. Линдгрен, советский — А. Н. Заварицкий), проводится экспериментальное моделирование глубинных процессов (американский геолог Н. Боуэн, советский — В. А. Николаев, швейцарский — П. Ниггли). В связи с изучением неметаллических и горючих полезных ископаемых развивается ряд разделов литологии — петрография осадочных пород (М. С. Швецов), седиментология (Л. В. Пустовалов, Н. М. Страхов), палеогеография и учение о фациях (Н. И. Андрусов, А. Д. Архангельский, Д. В. Наливкин, А. В. Хабаков). В специальную отрасль выделяется геология четвертичных отложений (Г. Ф. Мирчинк, Я. С. Эдельштейн, С. А. Яковлев, В. И. Громов), тесно связанная с геологией полезных ископаемых, с инженерной геологией, гидрогеологией и многими отраслями народного хозяйства.

В 30-40-е гг. в трудах С. С. Смирнова и Ю. А. Билибина оформилось учение о закономерностях размещения месторождений полезных ископаемых в пространстве и во времени — металлогения.

Стратиграфия развивалась в двух направлениях: первое из них — детализация любыми методами расчленения местных разрезов и корреляция соответствующих отложений в пределах региона; второе — уточнение и разработка общей стратиграфической шкалы фанерозоя на основе биостратиграфического метода.

В области геотектоники продолжалась разработка классификаций тектонических структур и теории геосинклиналей и платформ (французский учёный Э. Ог, советский — А. А. Борисяк, В. А. Обручев, А. Д. Архангельский, М. М. Тетяев, Н. С. Шатский, В. В. Белоусов, немецкие геологи Х. Штилле, С. Бубнов); было обосновано выделение промежуточных (краевых) структур, установлены глубинные разломы (А. В. Пейве, Н. А. Штрейс); исследовались взаимосвязи геотектогенеза и магматизма (немецкий геолог Х. Штилле, советский — Ю. А. Билибин), сформировалась тектонофизика (М. В. Гзовский). Наряду с попытками объяснить тектонику земной коры колебательными движениями выдвигаются концепции горизонтальных передвижений крупных блоков и дрейфа континентов (немецкий учёный А. Вегенер, французский — Э. Арган), представления о подкоровых конвекционных течениях (австрийский геолог О. Ампферер). Для обоснования мобилистских теорий привлекаются палеомагнитные данные (движение полюсов), систематические геофизические наблюдения, материалы бурения морского и океанического дна. Оформляется гипотеза тектоники плит (новой глобальной тектоники).

С середины 20 века проводятся систематические исследования геологии дна акваторий, особенно внутренних бассейнов и шельфовых зон, выделяется особая отрасль — морская геология (американские геологи Ф. П. Шепард, Г. У. Менард, советские — М. В. Клёнова, П. Л. Безруков, А. П. Лисицын, Г. Б. Удинцев).

Всё большее внимание в геологической науке обращается на исследование биогенных факторов и их влияние на ход многих геологических процессов, в т.ч. определяющих накопление и концентрацию полезных ископаемых (горючие полезные ископаемые, нерудные строительные материалы и др.).

Этапы развития и современное состояние геологической науки в CCCP. В CCCP развитие геологической науки прошло в несколько этапов, имеющих свои характерные особенности. Первый этап (1917-29) связан в основном с деятельностью геологического комитета, его территориальных отделений и экспедиций, а также Академии Наук CCCP, геологических факультетов высших учебных заведений, с учреждённым в 1918 в Москве Институтом прикладной минералогии (в дальнейшем реорганизованным в ВИМС). В кратчайшие сроки необходимо было создать геологические карты разной детальности, обеспечить правильное научно обоснованное направление поисковых и разведочных работ для скорейшего выявления и использования минерально-сырьевых ресурсов. Формируются региональные геологические школы: уральская (Н. К. Высоцкий и А. Н. Заварицкий), кавказская (А. П. Герасимов), алтайская (В. К. Котульский), казахстанская (Н. Г. Кассин), cpедне-азиатская (В. Н. Вебер и Д. И. Мушкетов), западно-сибирская (Я. С. Эдельштейн), восточно-сибирская (В. А. Обручев и М. М. Тетяев), дальневосточная (А. Н. Криштофович). Углублённые комплексные геологические исследования и широкие экспедиционные работы обеспечивают открытие многих крупнейших месторождений полезных ископаемых: апатитов (Кольский полуостров, А. Е. Ферсман), никелевых руд (Норильск, Н. Н. Урванцев), меди (Коунрад, М. П. Русаков), калийных солей (Соликамск, П. И. Преображенский), нефти («Второе Баку», П. И. Преображенский, И. М. Губкин), золота (Северо-Восток, Ю. А. Билибин), угля в Сибири, бокситов на Урале и др. Этот этап характеризуется накоплением большого фактического материала, внедрением новых методов исследований — минераграфии (И. Ф. Григорьев, А. Г. Бетехтин, Л. В. Радугина), углепетрографии и палинологии (Ю. А. Жемчужников) и др. В ряде отраслей геологической науки определяются научные школы, иногда две в одной отрасли, например петрографические школы Ф. Ю. Левинсона-Лессинга и А. Н. Заварицкого, литологические — А. Д. Архангельского и С. Ф. Малявкина, палеонтологические — А. А. Борисяка и Н. Н. Яковлева. Второй этап (1930-40) начался с реорганизации геологического комитета, административные функции которого были переданы созданному в Москве Главному геологоразведочному управлению Наркомата тяжёлой промышленности, а научные подразделения были объединены в 1931 в Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт, переименованный в 1939 во ВСЕГЕИ.

На базе отделений геологического комитета были учреждены территориальные геологоразведочные организации, а нефтяной отдел послужил основой создания ВНИГРИ (1929). В 1930 в Ленинграде организуются геологический и петрографический институты Академии Наук CCCP, переведённые в 1934 в Москву и ставшие головными научными учреждениями Академии Наук CCCP. Второй этап характеризуется усилением специализации геологических исследований, разработкой и созданием ряда теоретических положений геологической науки. Было обосновано осадочное образование бокситов на примере Урала (А. Д. Архангельский). Создана теория органического происхождения нефти, законов её миграции и накопления (И. М. Губкин). Разработано учение об узлах и поясах угленакопления, в качестве особой дисциплины оформилась угольная геология (П. И. Степанов, И. И. Горский). Разработаны основные положения металлогении (С. С. Смирнов). Как особые разделы геологической науки дальнейшее развитие получили четвертичная геология и геоморфология (Я. С. Эдельштейн, Г. Ф. Мирчинк, С. А. Яковлев). Были заложены основы учения о формировании подземных вод, их солевого и газового состава, роли в геологических процессах (Н. Ф. Погребов, Ф. П. Саваренский, О. К. Ланге, В. А. Сулин). В связи с широким развитием строительства сформировалась новая отрасль — инженерная геология (Ф. П. Саваренский). Большое значение для освоения севера CCCP приобрело изучение многолетнемёрзлых горных пород — мерзлотоведение (В. А. Обручев, В. И. Сумгин, Н. И. Толстихин). Начаты экспериментальные исследования минерального вещества (Х. С. Никогосян, Н. И. Хитаров). По инициативе и под руководством А. П. Герасимова (ВСЕГЕИ) в 1938 были начаты работы по созданию капитального труда — геологической карты CCCP масштаба 1:1 000 000, а также многотомного издания «Геология CCCP». К 17-й сессии Международного геологического конгресса (1937), проходившего в CCCP, издана под редакцией Д. В. Наливкина первая геологическая карта CCCP масштаба 1:5 000 000.

Начало третьего этапа (1941-54) совпало с Великой Отечественной войной 1941-45. Активное участие крупных учёных-геологов Москвы, Ленинграда, Киева и других городов в работе территориальных управлений на Урале, в Сибири, на Дальнем Востоке, в Казахстане и Средней Азии способствовало концентрации высококвалифицированных кадров геологической науки в восточных районах страны, особенно в союзных республиках. Это определило высокие темпы геологических исследований и развития горной промышленности в указанных районах. В конце 40-х — начале 50-х годов резко расширяются геологические исследования в Арктике и на Дальнем Востоке, организуются комплексные работы по изучению «закрытых» территорий, которые требуют оснащения современной буровой, геофизической и другой техникой. Интенсивно изучаются закономерности размещения и критерии поисков радиоактивного сырья. Разнообразные работы в Арктике поручаются научно-исследовательскому институту геологии Арктики (с 1981 — Всесоюзный научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов мирового океана — ВНИИокеангеология), созданному в 1948 на базе геологического отдела Арктического института. Крупные экспедиции начали изучение глубинного строения Западно-Сибирской низменности, Тургайского региона, западных районов Средней Азии, районов Восточно-Европейской платформы. В результате этих работ вырабатывается геологическое обоснование поисков и разведки ряда полезных ископаемых (нефти, газа, железа, бокситов и др.). Начинается систематическое внедрение аэрометодов в геологической науке — в геологическую съёмку и поиски полезных ископаемых.

Четвёртый этап развития геологической науки в CCCP (с 1955) ознаменовался развёртыванием и практическим завершением государственной среднемасштабной геологической съёмки, позволившей по-новому оценить минерально-сырьевые перспективы ряда регионов, выявить новые рудные районы. К 60-м годам была составлена геологическая карта CCCP в масштабе 1:1 000 000. Появляются разнообразные специализированные карты геологического содержания: тектонические, металлогенические, геоморфологические, палеогеографические, карты формаций, срезов земной коры, физических полей и т.д. (см. геологические карты). Составляются комплекты взаимоувязанных карт для одной и той же территории. Выходит в свет «Геологическая карта CCCP» масштаба 1:2 500 000 (2-е изд. 1956, 3-е изд. 1965). Завершена многотомная монография «Основы палеонтологии» (т. 1-15, 1958-64) под редакцией Ю. А. Орлова, издаются многотомные «Геология CCCP», «Гидрогеология CCCP», «Стратиграфия CCCP», «Геологическое строение CCCP» (т. 1-3, 1958; т. 1-5 и комплект карт, 1968-69).

В области стратиграфии и геохронологии разработаны сводная шкала радиологического возраста подразделений фанерозоя (Г. Д. Афанасьев), зональные биостратиграфические шкалы для большинства геологических систем, расчленение верхнего докембрия (рифей, венд — Н. С. Шатский, Б. М. Келлер, Б. С. Соколов), принципы расчленения и корреляции четвертичных отложений (В. И. Громов, Е. В. Шанцер, К. В. Никифорова, И. И. Краснов), общие проблемы стратиграфической классификации (Д. В. Наливкин, А. Н. Криштофович, Л. С. Либрович, В. В. Меннер, Б. С. Соколов, А. И. Жамойда). Внедрение в изучение докембрия «обычных» стратиграфических методов в совокупности с петрографическими, геохронологическими и физико-химическими привело к крупным успехам в расчленении и корреляции древнейших образований (А. В. Сидоренко, Л. И. Салоп).

В области тектоники осуществлены крупные региональные обобщения (А. А. Богданов, М. В. Муратов, В. Д. Наливкин, К. Н. Паффенгольц, В. Е. Хаин, Н. А. Штрейс, Л. И. Красный, М. М. Толстихина и др.), разрабатываются проблемы неотектоники (Н. И. Николаев, С. С. Шульц), активизации консолидированных участков земной коры (В. В. Белоусов), блокового строения литосферы (Л. И. Красный), рифтовых зон (Н. А. Флоренсов, Ю. М. Шейнманн), разломной тектоники (Н. А. Беляевский), методики реконструкции древних погребённых структур (А. Л. Яншин, М. М. Толстихина, Е. В. Павловский) и составления тектонических карт (Н. С. Шатский, А. Л. Яншин, Т. Н. Спижарский).

Самостоятельное значение приобретает геодинамика, изучающая характер и направленность движений земной коры, а также вызывающие эти движения силы (дифференциация вещества, термодинамические процессы и др.). Концепция качественной эволюции геологической истории Земли становится общепризнанной.

В литологии создана теория литогенеза (Н. М. Страхов), оформилось новое направление — литология докембрия (А. В. Сидоренко), выявлены закономерности океанического осадкообразования (Н. М. Страхов, В. П. Петелин, П. Л. Безруков, А. П. Лисицын), исследован катагенез, составлен и издан атлас литолого-палеогеографических карт CCCP (А. П. Виноградов, В. Н. Верещагин, А. В. Хабаков); дальнейшее развитие получило учение о формациях, возникшее на стыке литологии, тектоники и стратиграфии.

В минералогии разрабатывались проблемы конституции минералов (В. С. Соболев), генезиса индивидов — онтогении (Д. П. Григорьев), типоморфизма минералов (Ф. В. Чухров); термобарометрические исследования газово-жидких включений (Н. П. Ермаков) способствовали расшифровке условий минералообразования; совершенствовалась теория кристаллохимии природных силикатов (Н. В. Белов). Успешно развивались исследования в области экспериментальной минералогии (Д. С. Коржинский, В. А. Жариков) и синтеза минералов, которые привели к промышленному производству оптического и поделочного кварца, слюды, асбеста, алмазов и др.

В области петрологии (петрографии) исследования магматических и метаморфических пород и их ассоциаций проводились в связи с общими проблемами изучения внутреннего строения Земли и эволюции её вещества. В изучении магматизма ведущее место принадлежало исследованиям формационного направления. Составлена классификация магматических формаций (Ю. А. Кузнецов, 1964), издана «Карта магматических формаций CCCP» масштаба 1:2 500 000 (Е. Т. Шаталов, 1968), разработаны методы палеовулканических исследований (И. В. Лучицкий, 1971), теория зональности метасоматических пород и руд (Д. С. Коржинский, Ю. В. Казицын). Составлены схемы метаморфических фаций (Ю. И. Половинкина, В. С. Соболев), издана «Карта метаморфических фаций CCCP» масштаба 1:7 500 000 (В. С. Соболев и др., 1966).

Исследования в области геохимии и геофизики направлены, с одной стороны, на изучение планетарных и глубинных процессов (В. А. Магницкий и др.), с другой — на использование полученных данных в учении о полезных ископаемых и на совершенствование методов поисков и разведки. Особое значение приобрела структурная геофизика при изучении геологического строения дна акваторий, при поисках благоприятных структурных обстановок (ловушек) локализации месторождений нефти и газа. Методы ядерной геофизики применяются при поисках и изучении как радиоактивных, так и нерадиоактивных руд (подробнее см. в статьях геофизика, геохимия, разведочная геофизика).

В области рудных полезных ископаемых достигнуты значит

источник