Міністерство загальної та професійної освіти
Російської Федерації
Санкт-Петербурзький державний гірничий інститут ім. Г. В. Плеханова
(технічний університет)
К У Р С О В И Й П Р О Е К Т
З дисципліни: Історична геологія
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
Тема:
Назва:
Автор: студент гр. РМ-97 __________/Коржиков Д.Ю./
(підпис) (П.І.Б.)
Оцінка: ___________
Дата: _________________
ПЕРЕВІРИТИ
Керівник проекту _____________/ Михайлова Є.Д./
(підпис) (П.І.Б.)
Санкт-Петербург
1999
Міністерство загальної та професійної освіти
Російської Федерації
Санкт-Петербурзький державний гірничий інститут ім. Г. В. Плеханова
(технічний університет)
Кафедра Історичній і Динамічної геології
ЗАТВЕРДЖУЮ
Зав. кафедрою проф. А.Х. Кагарманов
«_____»______________ 1999
ЗАВДАННЯ НА курсового проектування
Студенту Коржікову Д.Ю. уч. група ___РМ-97___
(П.І.Б.) (шифр)
Тема________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________< br>___________________< br>Вихідні данние__________________________________________
____________________________________________________________________________< br>______________________________________< br>Тема спеціальної часті___________________________________
_________________________________________________________< br>_________________________________________________________
Вимоги до графічної частини проекту та пояснювальній записці містятьсяв Методичних вказівках з проектування.
Керівник проекту ____________________________________
(посада) (П.І.Б.) (підпис)
Дата видачі завдання «____» _____________1999 р.
ЗМІСТ.
Стор.
Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Глава I. Загальна хорактерістіка району. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1. Опис району Ленінградської області ... ...
2. Стратиграфія ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.1. Леетоескій горизонт O1lt ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.2. Волховський горизонт O1vl ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Глава II. Глауконіти їх властивості та застосування. ... ... ... ...
1. 1. Глауконіт ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2. Практичне застосування глауконіту ... ... ... ...
Глава III. Фації глауконітових пісків і глин ... ... ... ... ... ...
Глава IV. Термічіскій аналіз ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Список використаних джерел ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Введення.
Курсова робота з Історичної геології проводиться з метоюознайомлення студентів з обробкою польових матеріалів.
Зразки, для вирішення поставленого завдання (відібрані на навчально -геологічної практиці в Ленінградській області (Рис.1.)), були представленікафедрою "Історичною та динамічної геології". Термічні дослідженнязразків були проведені в лабороторіі "Дифференциально Термічний Аналіз"кафедри "мінералогії кристалографії і петрографії".
Вколлекціі представленої кафедрою чотири оброзца, з двома ззразків проведено термічний аналіз для виявлення будь-яких відмінностей абоподібностей між ними.
Глава I. Загальна хорактерістіка району.
1. Опис району Ленінградської області.
Ленінградська область розташована на південній околиці Балтійського шита, впівнічно-західної частини Руської платформи.
Породи кристалічного фундаменту представлені гранітами,гранітогнейсамі, амфіболіти і оголюються на Карельському перешийку.
Поверхня Балтійського щита занурюється в південному напрямку іперекривається осадковим чохлом, що складається з відкладень вендського,палеозойського і антропогенового віку. Рельєф фундаменту ускладненийпрогинами і підняттями різного масштабу, такими, як Ладозький грабен,
Крестецкій прогин, Локновскій вал і т.д. Ці структури зазвичай обмеженірозломами, по яких спостерігаються і неотектонічні руху, що призвели доутворення западин Ладозького і Онезького озер, Фінської затоки. Місцямизанурення фундаменту досягають 3 км.
Порода осадового чохла залягають? На розмитою поверхні фундаменту іслабо нахилені на південь і південний схід. Будова чохла визначається, головнимчином, коливальними рухами платформи, які супроводжувалисятрансгресії і регресії і зумовили чітко виражену в розрізахуривчастість опадонакопичення. Осадова товща іноді утворює, пологіскладки і ускладнюється розривними порушеннями, пов'язаними як з тектонікою,так і з льодовикової діяльністю (гляціодіслокаціей)
Локальні структури палеозою (Гатчинському, Колпікская, Червоно сільська,
Сіверська та ін) схоплюють площу до 35 км. Дрібні складки можнаспостерігати на річках Поповці, Слов'янка, Іжори, Саблінке і т.д.
Вздовж південного узбережжя Фінської затоки проходить крутий/береговоїуступ - глінт, яка простежується в східному напрямку через Пулковськівисота до р. Волхова. Глінт обмежує з півночі ордовицького плато, вмежах якого виділяється Іжорський височина про найбільшими висотамиу ст. Можайська (гори Вороняча і Горіхова). Ордовицького плато прорізаєтьсядолинами численних річок, що впадають у Фінську затоку або єпритоками р.Неви.
Пріневская низовина, розташована між гліптом і Карельськимперешийком, сформована алювіальними відкладеннями Неви, озерними опадами
Ладоги і морськими трансгресії Балтійського моря. У рельєфі району,особливо в його північній і північно-східній частинах, широка участьберуть льодовикові форми Камова пагорби, височини озовися, мореннігряди, «кучеряві скелі».
2. Стратиграфія
2.1. Леетоескій горизонт O1lt
Леетоескій горизонт представлений глауконітового пісковиками і глинами,залягають на розмитій поверхні діктіонемових сланців абобезпосередньо на оболових пісковиках тооненской свити. У нижній частинігоризонту пісковики пухкі, вгору по розрізу вони збагачуються карбонатноюцементом і поступово переходять у глауконітового вапняки. Значнекількість зерен глауконіту надає порід характерний зеленуватий колір.
Органічні залишки представлені раковинами замкових брахіопод,фрагментами скелетів голкошкірих і панцирями трилобітів, що дозволяютьдатувати вік вмісних відкладів аренігскім ярусом.
Потужність леетсеского горизонту не перевищує 2 м.
2.2. Волховський горизонт O1vl
Волховським горизонтом починається карбонатна частина розрізу ордоаіка.
Складаючі горизонт вапняки і доломіту неоднорідні за літологічногоскладу і підрозділяються на кілька різновидів. У нижній частиніпереважають строкато пофарбовані доломітізірованние глауконітового вапняки.
Вище розвинені жовтуваті масивні вапняки з прошарками мергелів і глин.
Вінчає розріз пачка переслаіванія глинистих і доломітізірованнихвапняків.
Найбільш поширеними органічними залишками єголовоногі молюски, брахіопод і трилобіти. У віковому відношеннікарбонатні породи Волховського горизонту, так само як і нижчележащі
(леетсескій горизонт) і перекривають (кундаскій горизонт) освіти,зіставляються про аренігскім ярусом нижнього ордовик.
Потужність відкладень складає від 1,5 до 6,5 м.
Глава II. Глауконіти їх властивості та застосування.
1. Глауконіт.
глауконіт (від грец. Glaukos - блакитно-зелений), складнийкалійвміщуючими лістоватий алюмосилікат, мінерал групи гідрослюд підкласушаруватих силікатів (К, Na, Ca). (Fe3 +, Mg, Fe2 +,
Al) 2 [(Al, Si) Si3O10] (OH) 2 · H2O. Зелені землисті агрегати. Твердість 2-3;щільність 2,2-2,9 г/см3. Широко поширений в осадових породах.
Застосовується для зменшення жорсткості води, добрива грунтів (використовується длявироби, комплексних калійно-фосфорних добрив), виготовлення зеленоїфарби захисно-зеленого кольору.
2. Практичне застосування глауконіту.
глауконіт є перспективним корисних копалин багатопрофільногозастосування. Виявлено чотири форми знаходження його в палеогенових відкладенняхп'ять тіпоморфних і три генетичні різновиди (аллотігеннийдальнепріносной, аллотігенний реліктовий і аутігенний). У аутігенномглауконіт визначено понад 50 хімічних елементів, співвідношення якихвідображають палеогеографічні умови глауконітізаціі.
глауконіт - мінерал, який відзначається цілим комплексом унікальнихвластивостей.
По-перше, завдяки особливостям кристалічної структури,які зумовлюють його здатність до катіонного обміну, глауконітздавна використовувався для пом'якшення води, а згодом і для її очищення.
Встановлено високу ефективність глауконіту при очищенні води від солейважких металів, ряду органічних і неорганічних сполук,радіонуклідів. Зокрема встановлено, що активоване глауконіт прифільтрації через нього забруднених вод практично повністю затримуєсклад заліза та аміаку, майже на порядок знижує вміст у водінафтопродуктів, в 25-50 разів знижує вмістрадіоактивних ізотопів цезію-137 та стронцію-90.
По-друге, завдяки досить високому вмісту двоокисукалію -
6-7%, а п'ятиокису фосфору - до 3%, глауконіт може використовуватися дляодержання калійних добрив, або як природне добриво безпереробки. Зокрема, внесення глауконітового борошна підвищує врожайністьнизки зернових культур і картоплі на 10-20%. Ведуться роботи по створеннюнового природного органо-калійно-фосфорного добрива на основіглауконіту.
По-третє, завдяки насиченою та стійкої зеленої забарвленнямглауконіт може використовуватися як природний пігмент для виробництвазелених фарб. Розроблена технологія отримання сухих фасадних фарб зглауконіту. Крім цього, встановлена ефективність використанняглауконіту як мінеральна підгодівлі в птахівництві, тваринництві.при вирощуванні біомаси хлорели, вирощуванні екологічно-чистоїпродукції на забруднених, в тому числі радіонуклідами, грунтах і длядеяких інших цілей.
Глава III. Фації глауконітових пісків і глин.
Серед глауконітових фацій переважають піски (Рис.2.) І алевритами,іноді входять до складу фосфорітових конгломератів; більш рідкісні глини, алевони теж зустрічаються досить часто. Іноді глауконітового мули збагачуютьсякальцитом і в викопному вигляді являють собою глауконітового вапняк,зазвичай більш-менш глинистий.
глауконіт утворюється тільки в морських басейнах, але зерна його досить стійкі, і тому у вторинному заляганні вони зустрічаються в прісноводних і навіть наземних відкладеннях. Внаслідок цього з присутності одних тільки зерен глауконіту в тих чи інших відкладах не можна судити про морське походження останніх.
глауконіт - водний силікат заліза, вельми непостійного і складного складу. Майже кожен дослідник дає свою формулу; деякі формули наведені в роботі Л. Н. Формозовой (1949). Зазвичай глауконіт зустрічається у вигляді щільних масивних аморфних зерен зеленого, темнозеленого і буро кольору. Домішка їх надає глауконітового породам зеленуватий колір
(батіальний зелений мул, глауконітового піщаник, зеленуватий глауконітового ордовічскій вапняк).
У сучасних морях, за даними М. В. Кленовій (1948) та Кюнена (Kuenen,
1950), глауконітового опади утворюються в області шельфу і верхньої частиниконтинентального схилу. У Абісальна області вони відсутні. За даними
Колле (Collet, 1908), середні глибини освіти сучасного глауконітувід 20 до 150 м, в середньому близько 70-80 м, але ймовірно освіта глауконітуі на менших глибинах, близько 10 - 20 м. Деякі дослідники, у тому числі
Галліер (Galliher, 1935), встановили наявність глауконіту на глибинах 200-400м.
Ряд сучасних галузей освіти глауконіту і багато копалиниродовища пов'язані з сильними донними течіями. Ці течії не тількинесли всі тонкі частки, але іноді навіть розмивали дно, утворюючибезсумнівні форми розмиву. Вони настільки ясні, що в геологічній практиці
(стор. 22-26) їх приймали за розмив на поверхні землі. Глауконіт у виглядікрупних зерен входить до складу грубозернистий пісків і навітьмелкогалечнікових конгломератів, часто фосфорітових.
Цілком можливо, що в таких випадках щільні і масивні глауконітовогозерна знаходяться у вторинному заляганні, але ряд дослідників, у тому числі
Л. Н. Формозова (1949), допускають первинна освіта і тут.
В інших випадках глауконіт у вигляді найтоншого хімічного осаду входитьдо складу глинистих і вапняних мулів, що утворюються, навпаки, в умовахмайже повної нерухомості, застійності водного середовища. Глауконіт, виділяючисьу вигляді найтоншого осаду, проникає в порожнині найдрібніших організмівфорамініфер і Радіолярії, заповнюючи їх і утворюючи глауконітового ядра. Такіядра неодноразово зустрічалися в сучасних батіальних мулах.
Нарешті, багатьма дослідниками приймається освіта глауконіту зарахунок підводних вторинних заміщень (гальміроліза) різних мінералівбуттям (Galliher, 1935), польових шпатів (Takahashi, 1939). Цієї точкизору дотримується і М. В. Кленова (1948).
В цікавій та грунтовної праці Л. Н. Формозовой (1949) наведенокороткий виклад основних гіпотез освіти глауконіту, загальним числом 44.
Вона розподіляє їх на три групи: «... гіпотези органічного, вірніше,біохімічного походження, гіпотези заміщення детрітних теригеннихмінералів і гіпотези хімічного осадження з опадів ».
Гіпотези першої групи висунуті Еренбергом (Ehrenberg, 1863), Мерреемі Ренар (Murray and Renard, 1891), Колле (Collet, 1908). Найбільшвідомі гіпотези другої групи висунули Кайє (Cayeux, 1892), К. Д.
Глінка (1896), Меррей і Філіппі (Murray and Philippi, 1908), О. Є. Ферсман
(1913), Хуммель
(Hummel, 1923) від гальміроліза, К. М. Савич-Заблоцький (1927), Галліер
(Galliher, 1935), Така-хаши (Takahashi, 1939) і М. І. Архангельський (1941).
Третя група гіпотез, наймолодша, підтримувалася Гюмбелем (Gumbel,
1886), Берпем (Berz, 1921), Голдманом (Goldman, 1919, 1922), Хаддінгом
(Hadding, 1932), Александером (Alexander, 1934) і радянськими вченими Л. В.
Пустовалова (1933, 1940), М. С. Швецовим (1934), А. Я. Міці (1936), Г.
І. Бушинським (1938), А. В. Козаковим (1947).
При читанні роботи Л. Н. Формозовой (1949) створюється враження, щокожна з цих трьох груп гіпотез виключає один одного і що єдиноправильними є гіпотези третьої групи. Навряд чи це так.
Дійсно, гіпотеза хімічного освіти пояснює найбільшукількість фактів, але гіпотези першої та другої груп які мають тойкількість фактів, що і їх реальність безсумнівна. Правильніше вважати, щохоча хімічні процеси в освіті глауконіту і переважають, але в рядівипадків він утворюється в результаті біохімічних процесів і процесівзаміщення.
Як вже зазначали деякі дослідники, в освіті багатьохскупчень глауконітових зерен істотну роль відіграють механічніпроцеси, діяльність донних течій і хвиль. В одних випадках зернаглауконіту переносяться з місця на місце; в інших вони залишаються майже намісці, але внаслідок безперервного перекочування отримують можливістьнаростання, подібно зернам оолітов. Такої точки зору дотримується Л. Н.
Формозова (1949) по відношенню до вивченого нею Кизил-Сайскому родовищу.
Ще раз підкреслимо схожість в освіті глауконіту і фосфоритів. Дляостанніх відомі хімічні, пластові та желваковие родовища,пов'язані з вимиванням і перекочування. Родовища глауконіту такожбувають пластовими і желваковимі, точніше зерновими, причому в освітідругого типу родовищ таке ж значення мають механічні процеси --руху води. Подібність освіти підкреслюється і частим їх спільнимзнаходженням.
Цікаво, що в тісному зв'язку з родовищами глауконіту нерідкозустрічаються бітумінозні та горючі сланці. Цей зв'язок пояснюється схожістюумов утворення горючих сланців і пластових глауконіту.
Основна умова освіти глауконіту полягає в повільномунакопиченні опадів і в наявності деякої кількості органічних речовин.
Джерелом заліза служать вивержені породи. Тому глауконіт уздовжберегів, складених виверженими породами, утворюється у великих кількостях.
Деталі цього процесу досі неясні, але суть його полягає втривалому взаємодії залізовмісного мулу, що розкладаютьсяорганічних речовин і кисню, що міститься у воді.
Присутність органічної речовини є причиною розвиткуглауконіту в областях зустрічі холодних і теплих течій, де відбуваєтьсямасова загибель організмів. Такими галузями є східне узбережжя
Північної Америки, у Ньюфаундленду; Голковий банку у південно-східної Африки;східне узбережжя Японії і т. п. Таким чином, глауконіт зазначає: 1)на досить значні глибини; 2) добре розвинені течії і 3) повільненакопичення опадів.
Зв'язок з областями масової загибелі тварин є основною причиноюспільного перебування глауконіту з фосфоритами, хоча за своїм генезисуці два мінералу не пов'язані один з одним і можуть утворюватисянезалежно.
У відкладах минулого глауконіт широко поширений. Глауконіти юрських інижньокрейдових відкладів центральної частини Руської платформи детально описанів роботі Л. І. Горбунової (1950), що носить, в основному, мінералогічнийхарактер. Для Підмосковного басейну вона виділяє три типи цього мінералу.
Перший тип - глауконіт піщаних фацій, зазвичай пов'язаний з мілководнимифосфорітовимі фаціямі. Він темнозеленого кольору і грубозернистий.
Другий тип - глауконіт більш глибоководних алеврітових глин. Він маєменш насичений жовто-зелений колір і більше дрібнозернистий.
Третій тип - глауконіт карбонатних монтморілонітових співали-тових глин,володіє досить слабкою зеленувато-жовтим забарвленням ( «безбарвний»), щебільше тонкозернистий. Цей тип, встановлений А. В. Козаковим, описуєтьсявперше.
Л. І. Горбунова (1950) пов'язує всі три типи з поступовозбільшуються глибинами, але більш ймовірна обумовленість їх морськимитечіями. Незалежно від глибини, там, де течії досягають значноїшвидкості, відкладається глауконіт першого типу. Можливо, він представляєсобою перемитих течіями фації глауконіту другого і третього типів.
Другий тип утворюється там, де течії, хоча і розвинені, але слабкі. Третійтип пов'язаний з застійними областями, в яких течії повністю відсутні,частіше за все з мулових западинами На поверхні шельфу.
Опис глауконітових порід і родовищ, крім названих авторів,дано В. С. Малишевою (1930), П. П. Пилипенко (1935), С. Д. Рабинович та М.
В. Рснгартен (1944). Склад глауконіту описаний Гендрі-ксом (Hendricks,
1941) і Шнайдер (Schneider, 1927).
Глава IV. Термічіскій аналіз
Аналіз проводився на кафедрі «мініралогіі кристалографії іпетрографії », в лабороторіі диференційно-термічного аналізу, наустановці «АТА1» під керівництвом і наглядом Смоленського В. В.
(завідувача лабороторіей "ДТА ").
При підготовці зразків до Деффіренціально термічного аналізу вони впочатку дробилися, просівали, оброблялися оцтової кислотою дляудоленія зайвих прімісей які могли б ускладнити аналіз, а також пробанаділяв від породи спомощью голочки під біналупой.
Сутність термічного аналтза полягає у вивченні поведінкимінералу при його особистій нагріванні. Криві отримані придиференційно термічному аналізі (рис.3.), (мал.4.) хорактерізуютсямаксимумами ендотермічною і екзотермічні реакцій.
Ендотермічна реакції - відбуваються з поглинанням додаткового тепла.
екзотермічні реакції - відбуваються при виділеніях додаткового тепла.
Таблиця № 1. Еталонні реакції (для глауканітов).
| t ° C | Реакції |
| 100 - 200 ° С | (-) Видалення H2O |
| 350 ° С | (+) Перехід FeІ + в Feі + |
| 500 - 700 ° С | (-) Виділеніе гідроксильної води |
| 900 - 1000 ° С | (-) Виділеніе другій порції води, пов'язаної з |
| | Гідроксіламі, і освіта гематиту |
Проведений діфферінцеально термічний аналіз показав дуже добрепомітні відмінності між оброзцамі, глауконітового пісковика і глауконітовоговапняку, отоброних з різних товщ. Ці відмінності видно на отриманихкривих (рис.3. глауконітового пісчанник і мал.4. глауконітового вапняк).
Як видно з діограм перший етап, етап випарювання Н2О (-) при t °
100 - 200 ° С спостерігається в обох пробах на обох кривих, а далі починаютьсязначні розбіжності.
На другому етапі за еталоном при (+) t ° 350 ° С повинен бути перехід двохволентного заліза в трьох волентное цей перехід зафексірован тільки намалюнку 3., а на малюнку 4. при t ° 350 ° С процес проходить без будь-якихізміненій, отже в глауконітового вапняку залізо вже булопредставлено у трьох волентном вигляді. Є таке припущення щоглауконітового піщаник утворився в більш кислому середовищі ніж глауконітовоговапняк.
Далі третій етап при t ° 500 - 700 ° С відбувається виділеніе гідроксильноїводи цей процес присутня на обох кривих, але на малюнку 4 він вироженслабкіше, значить глауконітового вапняк був утворений в більш глінестойсередовищі і містить глинисті прімісі.
І нарешті четвертий заключний етап при t ° 900 - 1000 ° С повиннобути виділення другого порції води, пов'язаної з гідроксіламі, і освітагематиту цей процес відсутній в обох випадку, тобто глауконіт згараеті при згараніі не виділяє гематиту. Але при (-) t ° 800 ° C, як видно зкривий на малюнку 4, відбувається процес виділення карбонатів, а на кривіймалюнка 3 цей процес не спостерігається.
Висновок
