2014-02-02
2844Литература к Лекции 1.
1. Ахманов С.А., Никитин С.Ю. Физическая оптика. М., Издательство Московского университета, 1998.
2. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М., Наука, 1973.
3. Джерард А., Берч Дж. М. Введение в матричную оптику. М., Мир, 1978.
4. Шерклифф У. Поляризованный свет. М., Мир, 1965.
5. Ландсберг Г.С. Оптика. М., Наука, 1976.
6. Клышко Д.Н. Физические основы квантовой электроники. М., Наука, 1986.
7. КлаудерДж., Сударшан Э. Основы квантовой оптики. Пер. с англ. Под ред. С.А. Ахманова. М., Мир, 1970.
8. Глаубер Р. В кн. Квантовая оптика и квантовая радиофизика. Пер. с англ. и фр. Под ред. О.В. Богданкевича и О.Н. Крохина. М., Мир, 1966.
9. Павлова Lightwave Russian Edition
1.Знакомство.
2.План работы по изучению предмета.
3.Программа, учебники.
Литология – наука об осадочных породах (экзолитах)
Осадочные породы – самые важные в научном в научном и практическом отношении горные породы. Они буквально окружают нас. Это пески, глины, известняки, мел и др.
Литология молода, ей около 70 лет, но за это время написано много хороших монографий (учебников):
1.Страхов Н.М. Основы теории литогенеза.1962г.
2.Пустовалов Л.В. Петрография осадочных пород. 1940г.
3.Швецов М.С. Петрография осадочных пород. 1958г.
4.Логвиненко Н.В. Петрография осадочных пород. 1967,1974.
5.Рухин Л.Б. Основы литологии.1969г.
6.Петтиджон Ф. Осадочные породы. 1981г. 7.Фролов В.Т. Литология 1992-1995. (2т.+3т.)
8.Фролов В.Т. Руководство к лабораторным занятиям по петрографии осадочных пород, 1964г.
Объектом литологии является осадочная оболочка Земли. Предметом литологии являются осадочные горные породы. Название науки “Литология” как более краткое вытесняет прежнее название “Петрография осадочных пород”. Во-первых оно более чётко отличает науку об осадочных породах от “Петрографии эндогеннных пород”
(магматических и метаморфических) и во-вторых, несёт генетический смысл, т.е. не только описывает породу, но и изучает образование и размещение осадочных пород. В англоязычной литературе всё чаще встречается термин “седиментология”. Оно неудачно, т. к. многие осадочные породы (коры выветривания, рифы, конкреционные образования и другие) не были осадками и образовались, минуя стадию седиментации, поэтому название науки “седиментология” не рекомендуется.
Определение по Петтиджону Ф.Д.,(1981г.)
Осадочная петрология – это ветвь петрологии, изучающая осадки и осадочные породы.
В США термин “седиментация” обычно применяется при изучении осадочных отложений, однако в строгом смысле слова под этим термином понимается процесс накопления осадка, и в первую очередь для обозначения процесса осаждения твёрдых частиц из жидкости. Поскольку существует представление о том, что осадочная петрология занимается микроскопическим анализом. Уодел в 1932г. предложил рассматривать термин седиментология в качестве названия науки об осадочных отложениях.
Седиментология, по мнению многих исследователей,- более широкое понятие, чем оса дочная петрология. Последний термин часто применяется исключительно в лабораторных исследованиях осадочных пород – главным образом, при изучении шлифов, в то время как термин “cедиментология” употребляется и в лабораторных и в полевых исследованиях. Термин получил признание у европейских исследователей и был официально признан Международной ассоциацией по седиментологии.
Таким образом, самое краткое определение литологии – наука об осадочных породах, а более расширенное – наука о составе, строении, происхождении, размещении и использовании осадочных пород. В этом определении перечислены и главные задачи литологии:
1.Изучение вещественного состава осадочных пород и осадочных полезных ископаемых, т.е. их минерального и химического состава, структуры,текстуры, укладки, физических свойств (крепости, пористости, объёмного веса, физической и химической стойкости и т.д.), цвета, органических остатков и других включений, степени изменённости (формы тел и т.д.)
2.Выяснение генезиса как для более глубокого познания пород (без представлений о их природе знания неполны), так и для решения общечеловеческих задач, в особенности для палеогеографических реконструкций и выяснения этапов развития всей Земли.
3.Помощь в изучении магматических и метаморфических пород, которые в виде обломков рассеяны в осадках и тем самым сохранены для их изучения и восстановления материнских массивов. В питающих провинциях массивы, послужившие источниками ареалов рассеивания обломков, имеют малые шансы сохраниться (они обычно нацело разрушаются). В слоистой летописи Земли определяется и возраст магматических пород и восстанавливается история магматизма и метаморфизма. Метаморфические породы, в большинстве своём, тесно связаны с осадочными, из которых они и произошли.
4. Помощь в решении стратиграфических задач, которая заключается в следующем:
а) установление последовательности напластования
б) корреляции разрезов на основе их циклического строения, смены терригенных (иногда и аутигенных) минералов и геохимических спектров во времени, прослеживании перерывов, маркирующих горизонтов и включений;
в) расчленении отложений на местные литологические и региональные стратиграфические подразделения;
г) определения нормального или перевёрнутого залегания, а также сдваивания разрезов – на основе текстур и других признаков анизотропии пластов, исключительно ясных и разнообразных в осадочных породах.
5. Изучение осадочных и вулканогенно – осадочных формаций, т.е. естественных региональных парагенетических ассоциаций горных пород (или их генетических типов), для восстановления геотектонического режима, климатических и палеогеографических условий и обстановок, а также выявления закономерностей размещения месторождений полезных ископаемых, в т.ч. скрытых, поскольку они занимают определённое место в теле формации, будучи генетически обусловленными.
6. Практическое применение - все осадочные породы используются как полезные ископаемые.
Методы литологии.
Литология в настоящее время вооружена большим числом методов, количество которых всё увеличивается, что объясняется исключительной сложностью осадочных пород и минералов (аморфность, тонкодисперсность, внешняя схожесть и т.д.). Все методы можно условно разделить на:
1. Петрографические, изучающие вещественный состав породы (минералы, строение)
2. Литологические, нацеленные на изучение генезиса пород и их ассоциаций
Далее петрографические и литологические методы делятся на полевые и лабораторные.
Каждый метод включает стадию сбора, добывания фактов, что чаще всего сводится к описанию документации, и стадию интерпретации этих фактов – в классификационном, структурном или генетическом отношении.
Петрографические методы.
Между полевыми и лабораторными методами нет резкой границы, хотя различия существенные. В настоящее время и в полевых условиях применяются простые и более сложные химические анализы, микроскопические и физические методы, а в лабораториях описывают образец макроскопически.
Полевым петрографическим методам уделяется большое внимание, т.к. осадочные порода очень изменчива как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях.
Результаты полевого исследования осадочных пород и их сообществ, которое проводится в основном макроскопически, является базой обобщения всего последующего, в т.ч. и лабораторного изучения и генетического толкования. Для генетического истолкования необходимо полевое изучение, которое не сводится к исследованию вещества
и отдельной породы, а исходит из их литогенетических свойств и типов ассоциаций пород – парагенезов (например, циклитов).
Общая схема полевого изучения
1. Выделение парагенезов слоёв, т.е. естественных пачек, чаще всего элементарных циклитов, в которых отдельные слои связаны друг с другом, как правило постепенными переходами, а от соседних, смежных парагенезов отделены обычно более резкими границами или перерывами.
2.Изучение каждого слоя в парагенезе (или циклите), выделение в нём разных пород, т.к. слой редко бывает сложен одной породой.
3.Изучение и описание пород, слагающих пласты (описываются по единой схеме).
Схема описания пород:
1) название породы (которое может быть определено после изучения породы), краткое
2) цвет (определяется раньше самой породы)
3) строение (структура и текстура)
4) минеральный состав состав (не всегда определяется достоверно в полевых условиях)
5) включения
6) физические свойства (крепость, вес, пористость, магнитность – если есть, размокаемость в воде)
7) вторичные изменения (выветрелость, ожелезнённость, окисленность, трещиноватость и т.д.)
8) прочие признаки (солёность, форма тел, взаимоотношения и т.д.)
Лабораторные петрографические методы изучения.
Геологические
1. макроскопическое описание образца (реактивы, красители, измерения и т.д.)
2. изучение пород в шлифах (аналогично схеме макроописания, можно выявить стадийность)
3. гранулометрический анализ – изучение зернистости
4. изучение под бинокуляром – стоит между макро- и микроисследованиями
5. изучение пришлифовок (скрытые черты строения в-ва и его состав)
6. методы сепарации по удельному весу и магнитности (для шлихового и иммерсионного анализов)
7. методы окрашивания
8. шлиховой анализ
9. иммерсионный анализ.
Физические и химические методы.
1. термический анализ (выделение и поглощение тепла), запись с помощью термопары.
2. электронно-микроскопический (увеличение в сотни тыс. раз) просвечивающий и растровый.
3. рентгеноструктурный анализ - параметры кристаллической решетки
4. химический анализ полный силикатный SiO2, Al2O3, FeO, Fe2O3, TiO2, MnO, MgO, CaO, K2O, Na2O, CO2, H2O+, H2O-,
и рациональный.
5. спектральный анализ
Новые физические методы изучения осадочных пород
1. Атомно-абсорционная спектрокопия
Атомно-абсорционная спектрокопия основана на эффекте резонанского поглощения спектра возбужденного элемента-источника атомизированными парами исследуемого вещества и регистрации доли поглощенного излучения (фото) детектором. Метод атомно-абсорционной спектрокопии относится к числу методов определения элементного состава вещества. С помощью атомно-абсорционной спектрокопии можно определить любой элемент, при условиях, что его резонансная линия находится в той части спектра, в которой работает прибор, и если элемент может атомизирован. Поскольку большинство приборов работает в видимой и ультрафиолитовой областях спектра (до 190 нм), из числа определяемых элементов исключаются инертные газы, галогены, а также С, Н, О, S и Р.
В настоящее время в качестве источников излучения используются лампы с полным катодом или безэлектродные высокочастотные шариковые лампы, позволяющие определять более 60 элементов.
В качестве атомизатора используются либо горелки с открытым пламенем, либо графитовые атомизаторы. Внедрение в практику исследований графитовых амортизаторов позволило анализировать пробы не только в жидком, но и в порошкообразном состоянии, а также твердые образцы без предварительного растворения.
Атомно-абсорционная спектрокопия является наиболее эффективным по производительности методом анализа различных материалов, в том числе сложных геологических образцов. Для анализа сложных многокомпонентных смесей или определения малых концентраций используется предварительное групповое разделение и концентрирование элементов различными (химическими, экстракционными или хроматическими) методами.
Более высокой чувствительностью, чем атомно-абсорбционная спектроскопия, обладает атомно-флюоресценция.
2. Инфракрасная спектроскопия (ИК), метод основан на том, что каждое вещество имеет свой спектр поглощения или отражения.
3. Исследование электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) - представляет собой резонансное поглощение энергии радиочастотного излучения веществами, содержащими парамагнитные частицы, обладающие магнитным моментом.
4. Люминесцентный анализ основан на возможности атомов переходить из основного в возбужденное состояние при поглощении энергии, поступающей извне.
5. Нейтронно-активационный метод основан на способности большинства изотопов при бомбардировке нейтронами, протонами, альфа- или бета-частицами испытывать ядерные превращения.
6. Пламенная фотометрия определяет содержание щелочных и щелочно-земельных элементов в горных породах, вещество погружается в пламя, спектр испускания фиксируется спектрометром.
7. Электонография - исследуется структура вещества по картине дифракции электронов.
8. Электронно-зондовый анализ определяет мизерное содержание объемом 0,1- 2 мкм3 - количественный химический анализ шлифов и аншлифов.
Литологические методы
Они отличаются от петрографических методов не набором приёмов исследования, а целью исследования. Цель – познание условий образования породы – как генетический тип или фация.
1. изучаются аутигенные компоненты (минералы, конкреции, цемент), которые образовались в данном бассейне седиментации, а не аллотигенные, т.е. привнесённые. Именно аутигенные минералы характеризуют температуру, химические и биотические условия и параметры образования осадков и пород (см. св-ва аутигенных минералов)
2. изучаются строение пород (стр-ры, текстуры), палеонтологические остатки, гранулометрия, формы геологических тел, их взаимоотношение с другими телами в разрезе и пространстве, внутренняя изменчивость, размеры, хар-р контактов и т.д.
Поэтому на первое место выходят:
- текстурный анализ
- структурный анализ
- конкреционный анализ
- аутигенно-минералогический
- палеоэкологический
- палеогеоморфологический
- палеотемпературный
- геохимический
- циклический
- палеонтологический и др.
