скачать Рабочая программа учебной ФТПУ 7.1-21/01 дисциплины ![]() Утверждаю Директор ИГНД ___________ А.К. Мазуров «___» ___________ 2009 г. ПЕТРОГРАФИЯ И ЛИТОЛОГИЯЧасть 1. Петрография Часть 2. Литология Рабочая программа для направления 130100 «Геология и разведка полезных ископаемых» Институт геологии и нефтегазового дела (ИГНД) Обеспечивающая кафедра геологии и разведки полезных ископаемых (ГРПИ) Курс 3, 4Семестры 6, 7 Учебный план набора 2006 гРаспределение учебного времени Лекции 42 час. Лабораторные занятия 66 час. ^ Самостоятельная работа 83 час. Общая трудоемкость 191 час. Зачет 6,7 семестр Экзамен 7 семестр ^ дисциплины ![]() 1. Рабочая программа составлена на основе Государственного образовательного стандарта по направлению 130100 «Геология и разведка полезных ископаемых», утвержденного Министерством образования РФ 03.03.2000 г., рег. № 341 тех/бак и Образовательного стандарта Томского политехнического университета. РАССМОТРЕНА И ОДОБРЕНА на заседании кафедры геологии и разведки полезных ископаемых 22 мая 2009 г. протокол № 5 2. Разработчики Часть 1. Доцент кафедры ГРПИ ________ Л.А. Краснощекова Часть 2. Доцент кафедры ГРПИ _________ Н.Ф.Столбова 3. Зав.кафедрой геологии и разведки полезных ископаемых д.г-м.н., профессор ____________ А.К. Мазуров Зав.кафедрой гидрогеологии, инженерной геологии и гидрогеоэкологии д.г-м.н., профессор ____________ С.Л. Шварцев Зав.кафедрой геофизики Д.г.-м.н., профессор ____________ Л.Я. Ерофеев Рабочая программа соответствует действующему плану. АННОТАЦИЯ Курс дает представление о горных породах и их классификациях, включает разделы, каждый из которых состоит из лекционной и лабораторных частей. В первом разделе «Кристаллооптика и методы кристаллооптических исследований породообразующих минералов» приведены оптические константы и диагностика породообразующих минералов под микроскопом. Разделы по кристаллическим (магматические и метаморфические) и осадочным породам состоят из описательной петрографии, рассматривают методы изучения и описания горных пород, условия их образования и связанные с ними рудные месторождения, химизм процессов и роль флюидов. УДК 552.3 + 552.4 ^ : горная порода, магматизм, метаморфизм, метасоматизм, литогенез, текстура и структура горных пород, типы, классы, отряды, подотряды, семейства, виды и разновидности магматических горных пород, плутонические, вулканические, гипабиссальные горные породы, цеолитовая, глаукофановая, зеленосланцевая, амфиболитовая, гранулитовая фации метаморфизма, региональный, контактовый метаморфизм, тектонометаморфизм, гипергенез, диагенез, катагенез, метагенез, эпигенез, обломочные породы, глинистые породы, породы химического и биохимического происхождения. ANNOTATION The course gives an idea of rocks and their classifications. It includes chapters consisting of lectures and laboratory works. There are optical constants and microscope diagnostics of rock-forming minerals in the first chapter «Crystal optics: research methods of rock-forming minerals». Chapters regarding crystal (magmatic and metamorphic) and sedimentary rocks consist of descriptive petrography. Rock research and description methods, conditions of rock-formation and deposits connected with them, chemism of the processes and the role of fluids are observed. Key words: rock, magmatism, metamorphism, metasomatism, lithogenesis, rock texture and structure, types, divisions and subdivisions, families, sorts and kinds of magmatic rocks, plutonic, volcanic, hypabyssal rocks, zeolitic, glaucophanic, greenschist, amphibolic, granulitic facies of metamorphism, regional, contact metamorphism, tectonic metamorphism, hypergenesis, diagenesis, catagenesis, metagenesis, epigenesist, clastic, clay rock, chemically and biochemically formed rocks. ВВЕДЕНИЕ Петрография горных пород относится к циклу общепрофессиональных фундаментальных дисциплин. Ее изучение предполагает знание основ законов химии, физики, общей геологии, кристаллографии, минералогии в объеме, обеспечивающем понимание процессов породообразования в верхних оболочках Земного шара. В свою очередь, петрография кристаллических и осадочных горных пород является базовой дисциплиной для последующего изучения геохимии, гидрогеохимии, процессов рудообразования, строения и закономерностей размещения месторождений полезных ископаемых (металлогении), геодинамических процессов. Программа обучения студентов бакалавров включает три компонента. ^ предусматривает изучение состава, строения, условий залегания и процессов образования наиболее распространенных на Земном шаре магматических, метаморфических, метасоматических и осадочных горных пород. ^ предполагает углубленное изучение кристаллических и осадочных пород и их ассоциаций на материалах Сибири и восточных регионов России. ^ включает изучение кристаллооптических методов диагностики породообразующих минералов как основы для надежного определения видовой принадлежности горных пород, а также знакомство с трудами сотрудников ТПУ, внесших значительный вклад в развитие петрографии и петрологии горных пород (Ю.А. Кузнецов, С.С. Ильенок и др.). ^ Формирование знаний о горных породах магматического, метаморфического и осадочного происхождения, о методах их изучения, систематики и диагностики. ^ :
Студент, изучивший дисциплину должен уметь:
^ (30 час.) Введение (1 час). Цели и задачи петрографии, ее место среди других наук. Понятие о горной породе. Значение петрографии при поисках месторождений полезных ископаемых . ^ Основы кристаллооптики. Природа света, основы теории прохождения света через кристаллические среды. Оптические свойства минералов и их значение для диагностики. Оптическая индикатриса и ее ориентировка в кристаллах различных сингоний. Поляризационный микроскоп, его устройство и поверки. Изучение свойств минералов при одном николе. Формы ограничения и определение размеров минеральных зерен, спайность, окраска и плеохроизм. Способы определения показателей преломления. Полоска Бекке, рельеф, шагреневая поверхность. Псевдоабсорбция. Изучение минералов при скрещенных николях. Особенности прохождения света через систему поляризатор-кристаллическая пластинка-анализатор. Явление интерференции, интерференционная окраска, определение разности хода. Компенсаторы. Определение толщины шлифа. Определение величины двупреломления, таблица Мишель-Леви. Аномальные цвета интерференции. Характер и измерение углов погасания, знак зоны. Схема абсорбции. Двойники. Изучение минералов при скрещенных николях в сходящемся свете (коноскопия). Получение сходящегося света, методы Лазо и Бертрана. Анализ коноскопических фигур. Определение оптического знака и осности минералов. Угол 2V, дисперсия оптических осей. ^ Фемические (меланократовые) минералы: оливины, пироксены, амфиболы, слюды. Салические (лейкократовые) минералы: кварц, плагиоклазы, щелочные полевые шпаты, фельдшпатоиды. Вторичные минералы: серпентин, хлориты, эпидот, цоизит, клиноцоизит, карбонаты, цеолиты и т.д. Акцессорные минералы: апатит, циркон, сфен, рутил, турмалин и т.д. Минералы метаморфических пород: гранаты, андалузит, силлиманит, ставролит, кордиерит, дистен, тальк, хлоритоид.
Понятие о магме, ее агрегатное состояние. Условия возникновения магмы. Магматические расплавы, их свойства. Химический и минералогический состав магматических горных пород. Фации глубинности. Плутонические, вулканические и гипабиссальные породы, их структурно-текстурные особенности. Формы залегания магматических пород. ^ Петрографический кодекс 2008 года. Основные принципы систематики, одобренные Международным союзом геологических наук. ^ Химический и минеральный состав, строение, условия залегания, полезные ископаемые, связанные с ультраосновными породами. Семейства оливинитов-дунитов, перидотитов, ультраосновных фоидолитов, пикритов. Виды пород. ^ Химический и минеральный состав, строение, условия залегания, полезные ископаемые, с ними связанные. Семейства габброидов, пироксенитов-горнблендитов, монцогаббро, основных фоидолитов, базальтов, трахибазальтов, щелочных базальтов. Виды пород. ^ Химический и минеральный состав, строение, условия залегания, полезные ископаемые, с ними связанные. Семейства диоритов, монцонитов, сиенитов, щелочных сиенитов, андезитов, трахитов, щелочных трахитов. Виды пород. ^ Химический и минеральный состав, строение, условия залегания, полезные ископаемые, с ними связанные. Семейства гранитов, умеренно-щелочных гранитов, щелочных гранитов, риолитов, трахириолитов, вулканических стекол. Виды пород. ^ (асхистовые и диасхистовые). Семейство лампрофиров. Виды пород. Лампроиты и кимберлиты, условия их залегания, особенности строения и минералого-химического состава. ^ Происхождение магматических расплавов. Первичные магмы. Явления магматической дифференциации, ассимиляции, контаминации, гибридизации как причины многообразия изверженных пород по составу. Гетерогенное происхождение гранитных расплавов. Основные положения учения о магматических формациях ак. Ю.А. Кузнецова. Принципы классификации магматических формаций на основе вещественного состава.
Понятие о метаморфизме. Развитие учения о метаморфизме. Физико-химические факторы метаморфизма: температура, литостатическое и парциальное давления. Особенности минералоги- ческого состава, структуры и текстуры метаморфических пород – реликтовые и новообразованные, характер изменения их под влиянием температуры и литостатического давления. Роль стрессовых напряжений в формировании структур и текстур метаморфических пород. Парагенезисы минералов метаморфических пород как показатели термодинамического режима метаморфизма. Минералогические термометры и барометры. Минеральные фации пород на диаграммах литостатическое давление (глубинность) – температура. Разделение метаморфизма по направленности изменения минеральных парагенезисов на прогрессивный и регрессивный. ^ по петрографическому кодексу 2008 г. Классы метаморфизма. Контактовый (термальный) метаморфизм, факторы, продукты (пелитовые, кварц-полевошпатовые, метабазитовые и магнезиальные роговики, мраморы) и фации (спуррит-мервинитовая, пироксен-роговиковая, амфибол-роговиковая, мусковит-роговиковая). ^ Направленное (стрессовое) давление, его влияние на текстуры и структуры метаморфических пород. Характеристика условий и пород – брекчий, катаклазитов, милонитов. ^ РТ-условия, структурно-текстурные особенности пород. Кристаллические сланцы и гнейсы. Фации регионального метаморфизма средних – тип В (зелено-сланцевая, эпидот-амфиболитовая, амфиболитовая, гранулитовая) и высоких – тип С (жадеит-глаукофановых сланцев, дистеновых гнейсов, амфиболитовая, эклогитовая) давлений. Ультраметаморфизм (инъекционный метаморфизм), процессы палингенеза и анатексиса. Характеристика мигматитов. Метасоматизм. Общая характеристика, подвижность компонентов и кислотность-щелочность флюидов. Классификация метасоматических процессов и пород по петрографическому кодексу 2008 г. Метасоматиты щелочные, кислотные, основные; высоко-, средне-, низкотемпературные. Скарны, грейзены, альбититы, вторичные кварциты, пропилиты, березиты, листвениты, хлоритолиты. ^ Определение понятия осадочная горная порода. Литология как наука об осадочных породах. История литологии, ее современные задачи и значение. ^ структуры и текстуры осадочных пород (4 час) Особенности химического, минерального и компонентного состава осадочных горных пород. Компоненты осадочных пород как показатели условий их формирования. Минералы осадочных пород: глинистые минералы, минералы – оксиды, карбонаты, сульфаты, галоиды, фосфаты и др. Компоненты пород: вулканическое стекло, обломки минералов и пород, органические остатки, продукты вулканических извержений. Продукты преобразований минералов, пород и органического вещества, их влияние на воды поверхностные, подземные, поровые. Структуры обломочных, органогенных, хемогенных и глинистых пород. Текстуры внутрипластовые и поверхностей напластования. Параллельная и косая слоистость. Генетическое значение структур и текстур осадочных пород. Пористость и ее типы. Процессы формирования первичной и вторичной пористости, трещиноватости, рассланцованности. Влияние первичного сложения пород и вторичных процессов в них на емкостные и фильтрационные свойства пород-коллекторов. ^ Гипергенез как стадия образования осадочного материала. Особенности материала гипергенных процессов. Седиментогенез как стадия переноса, отложения и накопления осадочного материала. Факторы и формы его переноса. Осадочная дифференциация вещества. Работы Л.В. Пустовалова. Понятие о фациях. Ландшафтные фации седиментогенеза. Диагнез – стадия превращения осадка в породу. Физико-химическое и энергетическое состояние осадка, последующее уплотнение и дегидратация. Роль микроорганизмов в осадке. Химическое взаимодей-ствие составных частей осадка между собой и окружающей средой. Гальмиролиз. Кристаллизация и перекристаллизация осадка. Роль и значение органического вещества в развитии диагенеза. Захоронение органического вещества (ОВ) и его типы. Захоронение металлов в связи с ОВ. Геохимические фации Г.И. Теодоровича. Катагенез как стадия термобарического преобразования пород. Движущие силы и основные процессы – дегидратация, регенерация, коррозия, перекристаллизация, формирование минеральных новообра-зований. Фации катагенеза по М.Б. Вассоевичу и А.Э. Канторовичу. Влияние катагенетических процессов на физические и фильтрационно-емкостные свойства пород. Метагенез и особенности его развития. Сравнение метагенетичес-ких преобразований пород с катагенетическими и метаморфическими. Наложенный эпигенез как стадия преобразования осадочных пород на этапе инверсионного развития осадочного бассейна. Климатические типы литогенеза. Исследования Н.М Страхова. Три климатических типа литогенеза. Аклиматические типы - вулканогенно-осадочный и океанический. Их особенности. ^ Классификационные признаки, используемые литологами М.С. Швецовым, Н.В. Логвиненко, В.Т. Фроловым. Тенденции развития современных классификаций. Общая характеристика и классификация обломочных пород. Вулканогенно-обломочные и экзогенно-обломочные породы. Особенности их обломочного материала, структур и цементации. Образование, распространение и практическое значение псефитовых, псаммитовых и алевритовых пород. Методы их изучения. Гранулометрия. Глинистые породы. Особенности состава и методы изучения. Главнейшие группы глинистых пород, текстуры, состав, строение, распространение и условия образования. Применение. Породы химического и биохимического происхождения. Общая характеристика и классификация. Петрография и литогенез глинозе-мистых, железистых, марганцевых, кремнистых, карбонатных, сульфатных, галоидных, фосфатных и каустобиолитовых пород. Значение пород химического и биохимического происхождения. Породы смешанного состава. Эволюция и периодичность осадочного породообразования в истории Земли. Эволюция гидро- и атмосферы, а также форм и масштабов накопления органического вещества. Результаты исследований Л.В. Пустовалова, Н.М. Страхова, А.Л. Яншина, А.Б. Ронова и др. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Перспективы развития минералогии и петрографии на современном этапе. Вопросы экономики, рационального использования минеральных ресурсов, охраны окружающей среды как важнейшие факторы научно-технического прогресса. ^ (лабораторные работы) В задачи дисциплины помимо раскрытия общих теоретических положений, необходимых для сознательного восприятия базирующихся на этом курсе дисциплин, входит обучение студентов определенным практическим навыкам работы с образцами и шлифами горных пород, овладение приемами грамотного описания их главных особенностей, необходимых в дальнейшем как для правильной интерпретации результатов самостоятельной научной работы, так и для понимания специальной литературы. Целью лабораторных работ является приобретение студентами навыков по диагностике горных пород и установлению их генетической принадлежности. Лабораторные работы включают визуальную и микроскопическую диагностику горных пород и породообразующих минералов с применением поляризационного микроскопа на основе анализа структурно-текстурных признаков и минерального парагенезиса. Для большей доходчивости при лабораторном изучении дисциплины разбор фактического материала сопровождается поясняющими схематическими рисунками и рекомендациями о порядке ведения работы. Содержание лабораторных работ (66 час.):
^ Поставленные цели и задачи учебной дисциплины реализуются систематической самостоятельной внеаудиторной работой студента по заданным темам. Самостоятельная работа студентов стимулируется таким образом, что без предварительной подготовки невозможно выполнять очередную лабораторную работу. С теоретической частью дисциплины студенты знакомятся на лекциях и, кроме того, должны использовать рекомендованную к изучению литературу. Многолетний опыт показывает, что без глубоких знаний основ кристаллооптики прочное овладение микроскопическими методами невозможно. Основное внимание уделяется изучению коллекционного материала шлифов и образцов горных пород. С помощью поляризационного микроскопа исследуются особенности строения и минералогического состава горных пород, что позволяет наиболее правильно решать вопросы об их генезисе и классификации. В частности, большое внимание уделяется характеристике структур кристаллических пород с использованием схем описания магматических (плутонических, вулканических) и метаморфических, а также осадочных горных пород. На самостоятельную работу по изучению горных пород 83 часа. Основное внимание уделяется изучению коллекционного материала. В конспектах целесообразно выделять ключевые понятия, основные теоретические положения. Рациональное составление конспектов (таблиц) обеспечивает возможность быстрого повторения материала, что необходимо для его усвоения. Качество и систематичность работы оценивается в баллах. ^
Контроль за самостоятельной работой студента осуществляется преподавателем, ведущим лабораторные занятия, путем записи студентов в «Журнал учета самостоятельной работы студентов» и оказания необходимой им консультации. Студенты, проявившие творческий интерес и способности к изучению дисциплины, привлекаются к выполнению НИРС или получают индивидуальное задание повышенной сложности. ^ Контроль знаний студентов включает в себя текущий и итоговый контроль. Текущий контроль предусматривает цели: 1) научить студента систематической работе по изучаемой дисциплине; 2) определить уровень усвоения студентом теоретического материала, полученного на лекции и в часы самостоятельной (внеаудиторной) работы с литературой на заданную тему; 3) готовность студента к восприятию последующей темы дисциплины и выполнению лабораторной работы. Текущий контроль проводится на каждом лабораторном занятии в течение 10 минут в письменной форме. Данный вид контроля призван стимулировать работу студентов и следить за овладением студентами материала. Контроль знаний по каждому модулю дисциплины проводится на лабораторной работе, в течение 2-х часов, на которой студент должен показать приобретенные теоретические знания и умение самостоятельно, без справочной литературы и учебников, провести лабораторные исследования образцов пород со шлифами и классифицировать их. Оценка знаний студентов при текущем контроле осуществляется по рейтинговой системе (максимальное количество — 800 баллов). Для оценки задания повышенного уровня сложности и внепрограммной учебной деятельности студента (участие в олимпиаде, студенческой научной конференции и др.) дополнительно выделяется до 100 баллов к количеству баллов, набираемому студентом в семестре. Итоговый контроль предусматривает зачет в 6,7 семестрах и экзамен в 7 семестре. К зачету и экзаменам допускаются студенты, выполнившие все лабораторные, контрольные и индивидуальные домашние работы. Для получения зачета студент должен набрать в течение семестра не менее 550 баллов. Студент, набравший менее 550 баллов, обязан ликвидировать задолженности по темам текущего контроля. Во время зачета студент должен показать практические навыки визуальной диагностики как магматических, так и метаморфических пород в количестве 20-25 образцов, а так же определение и описание 2 образцов пород со шлифами. Экзамен, как итоговая форма контроля, предусматривает цель оценить уровень знаний и умений, приобретенных студентом при изучении дисциплины в целом. Экзамен сдают студенты, выполнившие все контрольные и индивидуальные домашние работы, предусмотренные программой. Экзамен состоит из ответа на три вопроса экзаменационного билета и практического определения образца со шлифом. В целом, методика обучения студентов по дисциплине «Петрография и литология» предусматривает ознакомление с теоретическим материалом на лекциях, приобретение приемов и навыков практической работы по микроскопической диагностике минералов и горных пород в прозрачных шлифах на лабораторных занятиях и закрепление знаний при самостоятельном выполнении контрольных заданий и на консультациях, проводимых преподавателем. Достижение необходимого уровня подготовки определяется с помощью текущего и рубежного рейтинг-контроля. ^
^ ДЛЯ ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ (примеры) Билет №1
Билет №2
^
^
^ Основная литература
^
Учебное издание ПЕТРОГРАФИЯ Рабочая программа для направления 130100 «Геология и разведка полезных ископаемых» Разработчики КРАСНОЩЕКОВА Любовь Афанасьевна СТОЛБОВА Неля Федоровна
|