Геология месторождений полезных ископаемых значение дисциплины

Геология полезных ископаемых является прикладным разделом геологии, исследующим месторождения, их состав, строение, закономерности расположения и условия формирования.

История

Изучение полезных ископаемых развивалось с древних времен на основе потребностей человечества. Так, в каменном веке, продолжавшемся до 6 — 4 тыс. лет до н. э., люди использовали обломки горных пород и изделия из них. Потребности были ограничены исключительно данными геологическими телами на протяжении палеолита и мезолита. В неолите начали применять глину. Что касается металлов, одним из первых добываемых сред них стало золото (12 тыс. лет до н. э.). В бронзовом веке (4 — 1 тыс. лет до н. э.) их применение значительно расширилось благодаря открытию метода создания сплавов меди с сурьмой, свинцом, оловом, серебром. В железный век сначала использовали метеорное железо, затем стали выплавлять металл из железной руды (2 тыс. лет до н. э. – начало н. э.). Первым из ископаемого топлива стала применяться нефть (6 — 4 тыс. лет до н. э.). Уголь освоили позже: промышленная разработка началась предположительно до н. э., однако массово использовать его стали с XVII в.

Первые предположения об условиях формирования месторождений содержатся в работах таких философов, как Аристотель, Плиний Старший, Стробон, Тит Лукреций Кар, Ли Си-цин, Фалес, Зенон. Благодаря созданию в те времена нептунического и плутонического направлений Фалесом и Гераклитом соответственно возникло две точки зрения на возникновение полезных ископаемых. В соответствии с первым направлением их накопление происходило на дне водных бассейнов, а второе предполагает их формирование подземным жаром.

В начале н. э. в исламском мире появились сведения о минералах и самоцветах в работах Ибн-Сины, Аль-Бируни, Туси.

В средние века взгляды нептунизма и плутонизма получили дальнейшее развитие в работах Г. Агриколлы и Р. Декарта соответственно. Первый занимался описанием условий разработки месторождений, их классификацией, горным делом и металлургией. Он считал источником рудных жил циркулирующие в недрах растворы. По мнению Р. Декарта, рудное вещество исходило из раскаленного ядра остывающей планеты инъекциями и растворами, отлагаясь в оболочке.

В XVIII в. направлений нептунизма и плутонизма придерживались А.Г. Вернер и Дж. Геттон соответственно. Первый объяснял формирование рудных жил осаждением рудообразующих минералов из размывающих породы водных растворов. Второй считал источниками для их образования сернистые и кремнистые магматические расплавы.

Со второй половины XIXв. стали отходить от монистических гипотез происхождения полезных ископаемых, так как выяснилось участие и внешних, и внутренних сил в формировании некоторых месторождений. Началось их подразделение на экзогенные (сформированные поверхностными процессами) и эндогенные (являющиеся результатом внутренней энергии планеты). Вопрос о происхождении с участием внутренних или внешних сил остался актуальным только для некоторых видов самих полезных ископаемых.

К началу XX столетия возникло несколько научных школ, занимающихся изучением полезных ископаемых.

Современная наука

Геология полезных ископаемых использует достижения фундаментальных наук геологического цикла и основана на двух ветвях данной отрасли знания: вещественной и пространственной. Первая исследует состав полезных ископаемых и включает минералогию, геохимию, петрографию. Вторая выясняет закономерности расположения месторождений и включает тектонику, региональную, структурную, историческую геологию.

Геология полезных ископаемых подразделена в соответствии с исследуемыми видами минерального сырья на следующие разделы: геологию рудных и нерудных месторождений.

Первая дисциплина включает в качестве раздела металлогению, изучающую закономерности расположения и формирования рудных месторождений, их связь с магматическими, осадочными, тектоническими, метаморфическими процессами.

Вторая дисциплина дифференцирована на геологию горючих ископаемых (каустобиолитов) и негорючих. Первый раздел включает геологию нефти и газа и геологию твердых горючих ископаемых (углей, горючих сланцев и т. д.). Во второй раздел входят геология строительных материалов, геология солей и др. Нужно отметить, что геология негорючих ископаемых включает также раздел о подземных водах, относящийся к гидрогеологии.

Кроме того, существует междисциплинарная наука на стыке геологии полезных ископаемых и экономики — экономическая геология. Она занимается оценкой месторождений и участков недр. Нужно отметить, что нередко понятия «экономическая геология» и «геология полезных ископаемых» рассматривают как синонимы ввиду преимущественно экономического смысла термина «полезное ископаемое».

В геологии полезных ископаемых при исследовании их состава используются данные минералогии, геохимии, петрологии, литологии, при изучении строения месторождений и закономерностей их размещения — геофизики, структурной, исторической, региональной геологии, тектоники.

Предмет, задачи, методы

Предмет рассматриваемой науки представлен полезными ископаемыми в недрах и у поверхности планеты, их скоплениями, условиями нахождения и образования, свойствами, закономерностями размещения.

Цель геологии полезных ископаемых состоит в создании научной основы для прогноза, поиска, оценки и разведки месторождений.

В рамках ее решаются следующие задачи:

• выяснение условий формирования полезных ископаемых;

• исследование их состава и свойств;

• изучение их скоплений (месторождений): строения, закономерностей размещения, условий и методов разработки.

В геологии полезных ископаемых используются методы прочих геологических наук: исторической, структурной, региональной геологии, геохимии, кристаллографии, тектоники, геофизики, петрологии, литологии, минералогии.

К основным методам исследования полезных ископаемых относятся геологическое картирование, формационные, стадиальные, структурно-петрофизические анализы, структурно-, литолого-, палео-фациальные, аэрокосмические съемки, минералого-геохимические методы (минераграфический, спектральный, изотопной геохронологии, микрозондовый и др.), ГИС-технологии, компьютерное моделирование и др.

Методы изучения месторождений классифицируют на полевые и лабораторные. Первые служат для выяснения расположения тел полезных ископаемых, их отношения к составу вмещающих толщ, связи с формациями пород, влияния тектоники на размеры, строение, форму, состав, условия локализации, морфологию залежей. Основной метод полевых исследований представлен геологическим картированием, подразумевающим составление геологических разрезов и карт. При промышленной оценке выполняют геологоразведочные работы с использованием буровых скважин, горных выработок, геохимических и геофизических методов. При этом устанавливают инженерно-геологические условия проектирования и разработки месторождения и гидрогеологическую обстановку.

Лабораторные исследования предполагают изучение минерального сырья и включают исследование химического и минерального составов, физико-технических особенностей. Кроме того, сюда относится моделирование условий формирования месторождений.

Образование и работа

Данная наука в учебных заведениях представлена такими специальностями, как геология и разведка, геологическая съемка, поиски и разведка, геология, разведка и разработка месторождений. Они предполагают изучение наук геологического цикла, а также инженерных предметов. По окончании данные специальности дают научные или технические (отборщик проб, шлифовальщик, промывальщик и др.) профессии.

Такие специалисты востребованы в строительных фирмах, отраслевых НИИ, геологоразведочных и добывающих компаниях.

Заключение

Геология полезных ископаемых, являясь прикладным разделом геологии, развивалась с момента появления человечества в соответствии с его потребностями, поэтому может считаться одной из первых сфер знаний. В настоящее время ее значение очень велико, учитывая объем потребления человечеством природных ресурсов, следовательно, специалисты в данной сфере весьма востребованы.

Связанные понятия

Металлогени́я (от фр. Métallogénie, образован от лат. metallum — рудник (или греч. μέταλλο — металл) и греч. γενητως — порождающий) — наука о закономерностях образования и размещения месторождений полезных ископаемых в пространстве и времени.

Геология нефти и газа (геология углеводородов, нефтегазовая геология) — прикладной раздел геологии, изучающий образования и скопления углеводородов в недрах земли, с целью научно обоснованного прогноза нахождения залежей нефти и газа, выбора рационального комплекса методов их поиска, разведки, подсчета запасов и оптимального режима разработки.

Ге́незис (греч. Γένεσις, Γένεση — происхождение, возникновение, (за)рождение) — в геологии происхождение каких-либо геологических образований: горных пород, месторождений полезных ископаемых и др., возникших в определённых условиях при воздействии геологических процессов. Выявление генезиса имеет основное значение для понимания природы геологических образований, для правильного направления поисков полезных ископаемых, для разработки общих теорий геологических процессов, например процессов рудообразования…

Геологическая информация — данные о геологическом строении недр, составе, свойствах и условиях залегания горных пород, полезных ископаемых, подземных вод и других геологических образований, геофизических и геохимических полях, геологических процессах, экологическом состоянии геологической среды, количестве и качестве запасов полезных ископаемых, их добыче, а также материалы о результатах геологического изучения, воспроизводства и использования недр.

Поле́зные ископа́емые — минеральные и органические образования земной коры, химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно использовать их в сфере материального производства (например, в качестве сырья…

Упоминания в литературе

Связанные понятия (продолжение)

Бассейн полезного ископаемого — замкнутая область непрерывного или почти непрерывного распространения пластовых осадочных полезных ископаемых, связанных с определённой формацией горных пород (месторождений). Для разных частей бассейна полезного ископаемого характерна общность геолого-исторического процесса накопления осадков в единой большой тектонической структуре (прогибе, грабене, синеклизе).

Морская геология (геологическая океанография, геология моря) — отрасль геологии, дисциплина, изучающая строение, состав, геологическую историю и развитие земной коры, слагающей дно морей и океанов.

Петрогра́фия (греч. πέτρος «камень» + γράφω «пишу») — описательная часть петрологии (науки о горных породах), она рассматривает структурные, минералогические и химические особенности. Описание пород происходит, главным образом, при микроскопических исследований их минерального состава, текстуры и свойств.

Месторожде́ние (полезного ископаемого) — природное скопление (место скопление, местонахождение) минерального вещества (полезного ископаемого) на поверхности или в недрах Земли. В результате тех или иных геологических процессов, которое по количеству, качеству и горнотехническим условиям разработки пригодно для промышленной разработки с положительным экономическим эффектом.

Разведка месторождений полезных ископаемых — совокупность исследований и работ, осуществляемых с целью определения промышленного значения месторождений полезных ископаемых, получивших положительную оценку в результате поисково-оценочных работ. Разведка месторождений является одной из стадий геологоразведочных работ, следует за стадиями геологической съёмки и геологических поисков. В ходе геологической разведки выявляются следующие параметры залежей полезных ископаемых…

Гео̀логоразве́дочные рабо́ты — комплекс различных специальных геологических и других работ, производимых с целью поиска, обнаружения и подготовки к промышленному освоению месторождений полезных ископаемых. Геологоразведочные работы включают изучение закономерностей размещения, условий образования, особенностей строения, вещественного состава месторождений полезных ископаемых с целью их прогнозирования, поисков, установления условий залегания, предварительной и детальной разведки, геолого-экономической…

Динамическая геология (устар. физическая геология) — отрасль геологии, изучающая геологические процессы, происходящие в недрах (эндогенные) и на поверхности (экзогенные) Земли. Выявляет закономерности развития этих процессов, исследует их причины и изучает результаты воздействия на строение земной поверхности. Изучает внутренние (эндогенные) и внешние (экзогенные) геол. процессы; изучение части некоторых выделилось в самостоятельные отрасли геологии (тектоника, вулканология, сейсмология и другие…

Королевское — нефтяное месторождение находится в Атырауской области Казахстана, в 150 км к юго-востоку от г. Атырау и в 20 км к северо-востоку от нефтяного гиганта — месторождения Тенгиз.

Геологическое изучение недр — проведение поисковых, разведочных и специальных работ и исследований, осуществляемых в целях получения информации о геологическом строении недр, выявления и оценки запасов полезных ископаемых, характеристик процессов, происходящих в геологической среде и т.п.

Месторождение природного газа — совокупность залежей природного газа и газоконденсата на определённой территории. Обычно занимает несколько сотен километров, для добычи используются газовые скважины.

Гидрохи́мия — наука, раздел гидрологии, изучающая химический состав природных вод и закономерности его изменения под влиянием физических, химических и биологических воздействий.

Месторождение нефти и газа — скопление углеводородов (нефти, газа и газоконденсата) в одной или нескольких залежах, связанных территориально, общностью геологического строения и нефтегазоносности. Под территориальной связанностью нескольких залежей понимается общность их внешнего контура, то есть полное или частичное перекрытие их контуров в проекции на земную поверхность. Площадь месторождений нефти и газа обычно составляет первые десятки сотен км², известны и гигантские по площади месторождения…

Петрология (от греч. πέτρος — камень, рус. устар. камневедение) — ком­плекс геологических на­ук o горных породах, про­цес­сах их фор­ми­ро­ва­ния и пре­об­ра­зо­ва­ния. Вклю­ча­ет науки: петрография, петрохимия, петрофизика, пет­ро­тектоника, а так­же экс­пе­ри­мен­таль­ную (петрургия), тео­ре­ти­че­скую, тех­ни­че­скую и кос­ми­че­скую петрологию.

Сейсмогеология — отрасль геологии и сейсмологии, изучающая геологические условия возникновения и проявления землетрясений.

Арха́нгельское га́зовое месторожде́ние (укр. Архангельське газове родовище) — газовое месторождение, расположенное на шельфе Чёрного моря (Крым). Относится к Причерноморско-Крымской нефтегазоносной области.

«Науки о Земле» («Науки о Земле: Фундаментальные труды зарубежных учёных по геологии, геофизике и геохимии»; 1967 — 1984) — советская книжная серия издательства «Мир», выпускавшая переводные фундаментальные монографии ведущих зарубежных учёных-геологов. Издавалась с 1967 по 1984 год, в общей сложности было выпущено 87 томов. Тематически серия охватила практически все разделы геологии: геохимию, кристаллографию, минералогию, петрологию, литологию, океанологию и морскую геологию, геотектонику, глубинную…

Нерудные полезные ископаемые, неметаллические полезные ископаемые — неметаллические полезные ископаемые, используемые в промышленности и строительстве в естественном виде или как сырьё. Нерудные полезные ископаемые могут относиться к минералам или горным породам. Нефть, уголь, другие виды ископаемого топлива (горючие полезные ископаемые), а также подземные воды (гидроминеральные подземные ископаемые) исключаются из этого определения. Такие материалы, как песок, галька, щебень, гравий, песчаник, глина…

Алтайское проявление нефти и газа (Алтайская площадь) — расположено в Алтайском районе Хакасии, в 5 км к С.-З. от с. Лукьяновка, в 30 км к Ю. от г. Абакана. Геологоразведочные работы проводились в 1948-1963.

Ро́ссыпи (англ. Placers) — скопления рыхлого или сцементированного обломочного материала, содержащего в виде зёрен, их обломков или агрегатов ценные минералы. Представляют собой особую группу месторождений полезных ископаемых. Россыпи образуются в результате разрушения коренных горных пород, или переотложения промежуточных коллекторов — осадочных пород с повышенными концентрациями ценных минералов.

Искине (также Ескин, Ескине) — нефтяное месторождение, расположенное в Атырауской области Казахстана, в 60 км к северо-востоку от города Атырау. Месторождение открыто в 1932 году. Разведочные работы проводились и 1932—1952 годах, с 1934 года начата добыча нефти.

Добы́ча поле́зных ископа́емых — процесс извлечения твёрдых, жидких и газообразных полезных ископаемых из недр Земли с помощью технических средств. Добыча полезных ископаемых относится к первичному сектору экономики.

Шайба — гигантское нефтегазовое месторождение в Саудовской Аравии. Расположено в восточной части Восточной провинции, около г. Шейба. Открыто в 1968 году. Освоение началось в 1998 году. Геологические запасы нефти — 2,9 млрд тонн, а природного газа — 706 млрд м3.

Вулканогенно-осадочные месторождения — тип гидротермальных месторождений, залежи полезных ископаемых, образованные при осаждении продуктов вулканических извержений на дно древних морей и океанов. Рудные тела осаждались в форме пластов и желваков. Вулканогенно-осадочные месторождения порождаются как основным, так и кислым вулканизмом и имеют различный геологический возраст — от позднего архея до современности.

Гидрогеоло́гия (от др.-греч. ὕδωρ «водность» + геология) — наука, изучающая происхождение, условия залегания, состав и закономерности движения подземных вод. Также изучается взаимодействие подземных вод с горными породами, поверхностными водами и атмосферой.

Экологическая геология — научная дисциплина, изучающая экологические функции литосферы, закономерности их формирования и пространственно-временного изменения под влиянием природных и техногенных причин в связи с жизнью и деятельностью биоты и, прежде всего, — человека. При этом под экологическими функциями литосферы (понятие введено В. Т. Трофимовым и Д. Г. Зилингом в 1994 г.) понимается всё многообразие функций, определяющих и отражающих роль и значение литосферы, включая подземные воды, нефть…

Ленинградское газовое месторождение — гигантское газовое месторождение России, расположено в Карском море. Открыто в 1992 году. Газоносность связана с отложениями альб-сеноманского возраста.

Каустобиоли́ты (от греч. καυστός — «горючий», βίος — «жизнь» и λίθος — «камень») — горючие полезные ископаемые, биолиты, содержащие большое количество углерода, органического происхождения, представляющие собой продукты преобразования остатков растительных, реже животных, организмов под воздействием геологических факторов.

Дружное нефтяное месторождение — нефтяное месторождение, расположенное в Сургутском районе Ханты-Мансийского автономного округа Тюменской области, в 127 км к северо-востоку от Сургута. По размерам запасов месторождение относится к классу крупных, а по степени промышленной освоенности — к разрабатываемым. Лицензия на разработку месторождения была зарегистрирована в 1997 году на нефтяную компанию ООО «Лукойл-Западная Сибирь». Срок действия лицензии — до 2038 года.

Нефтегазогеологическое районирование — разделение осадочных бассейнов на нефтегазоносные объекты (территории) разного масштаба, от нефтегазоносных провинций до месторождений и залежей нефти и газа. Основывается на комплексе геологических показателей, определяющих время и условия генерации, миграции, аккумуляции и сохранности скоплений углеводородов.

Криолитоло́гия — наука, изучающая геологические процессы и их литологический и геоморфологический эффект в связи с промерзанием и протаиванием горных пород, то есть с льдообразованием или исчезновением льда в земной коре. Может рассматриваться как раздел мерзлотоведения (геокриология) или отдельное направление в географии. Это пограничная научная дисциплина, развивающаяся на стыке литологии, геокриологии, гляциологии и четвертичной геологии.Криолитология разрабатывает собственные методы, изучает…

Геофи́зика (от др.-греч. γῆ — Земля + φύσις — природа) или физика Земли — комплекс научных дисциплин, исследующих физическими методами строение Земли процессы, происходящие в геосфере, а также о специфические методы исследования упомянутых объектов и процессов.

Геохимические провинции — участки земной коры, отличающиеся повышенным или пониженным содержанием какого-либо химического элементов. Формирование геохимических провинций тесно связано с геологическим развитием Земли, обусловлено физико-химическим. условиями образования горных пород в земной коре. Геохимическое своеобразие провинции устанавливается специальные исследованиями: литохимическим, гидрохимическим, биохимическим, радиометрическим и др. методами. Изучение геохимических провинций важно для…

Не́дра — часть земной коры, расположенная ниже почвенного слоя, а при его отсутствии — ниже земной поверхности и дна водоёмов и водотоков, простирающаяся до глубин, доступных для геологического изучения и освоения. Часть Земли, включающая материальные вещества (полезные ископаемые), находящиеся в верхней части земной коры, в пределах которой возможна их добыча для всех видов деятельности людей.

Рудные жилы – залежи полезных ископаемых гидротермального происхождения, имеющие форму жил, заполненных рудными минералами. По трещинам, которые они заполняют, из глубин к земной поверхности направлялись горячие водные растворы, на их стенках отлагались минеральные вещества и происходило образование рудных тел. Скопления рудных жил образуют рудные месторождения. Но иногда, при значительной мощности или протяженности, предметом промышленной разработки может являться единичная рудная жила. Многообразие…

Экологическая геохимия (геохимия окружающей среды) — научное направление геохимии, исследующее морфологические, ретроспективные и прогнозные задачи, связанные с изучением влияния геохимических полей и геопатогенных аномалий (неоднородностей земной коры) природного и техногенного происхождения на биоту (живые организмы).

Каменистое – нефтяное месторождение в Мангыстауской области Казахстана. Открыто в 1986 году. Разрабатывается с 2008 года. Начальные запасы нефти оцениваться 20 млн. тонн.

Гавар (Гхавар, Гоар) — крупнейшее по запасам нефти нефтегазовое месторождение-гигант в Саудовской Аравии, одно из крупнейших месторождений нефти и газа мира, расположено в бассейне Персидского залива.

Запасы полезных ископаемых — количество полезных ископаемых, (минерального или органического происхождения) для данного месторождения, определенное по данным геологической разведки. Имеется несколько стандартов достоверности оценки запасов.

Октя́брьское нефтяно́е месторожде́ние (укр. Октябрське нафтове родовище) — нефтяное месторождение в Крыму, в Черноморском районе. Относится к Причерноморско-Крымской нефтегазоносной области.

Палеогеография (от др.-греч. παλαιός — древний + география) — наука, изучающая физико-географические обстановки, их динамику, источники (факторы) этой динамики — изменения климата, тектонические движения — на поверхности Земли в геологическом прошлом.

Структурная геология или морфологическая тектоника — раздел геотектоники, изучающий формы залегания горных пород в земной коре. Формы залегания горных пород или структурные формы делятся на первичные, то есть возникшие вместе с формированием самой породы, и вторичные, образовавшиеся в результате тектонических деформаций первичных форм.

Горючий сланец — полезное ископаемое из группы твёрдых каустобиолитов, дающее при сухой перегонке значительное количество смолы, близкой по составу к нефти (керогеновой или сланцевой нефти).

Геологичес