Введение. Учебник для студентов специальности

ГЕОХИМИЯ

Учебник для студентов специальности

080500 - Геология нефти и газа

Тюмень, 2009

Рецензенты:

доктор геол.-мин. наук, академик РАЕН, профессор В.М. Матусевич (институт геологии и геоинформатики ТюмГНГУ);

доктор геол.-мин. наук В.Н. Бородкин

(Сибирский научно-аналитический центр)

Рыльков А.В..

Геохимия (учебник). – Тюмень, 2009. – 88 с.

В учебнике представляются материалы по одному из важнейших научных направлений современной геологии – геохимии.

В краткой форме излагаются особенности развития этой науки, излагается роль российских ученых в познании важнейших ее составляющих, приводятся характеристики основных геосфер планеты Земля. Обращается внимание на вопросы миграции химических элементов, закономерности формирования их ассоциаций. Приводится характеристика основных геохимических процессов в земной коре: магматических, метаморфических, гидротермальной деятельности, гипергенных. Освещаются основные особенности формирования месторождений полезных ископаемых, связанных с этими процессами. Рассмотрены проблемы исторической геохимии, акцентируется внимание на прикладном значении геохимии.

Учебник предназначен для студентов, обучающихся по специальности «Геология нефти и газа».

Введение

Геохимия как научная дисциплина является одной из важнейших в общем цикле курсов в системе подготовки специалистов – горных инженеров и, в первую очередь, геологов и гидрогеологов. Цель данной дисциплины – дать основы знаний закономерностей распространения и особенностей поведения различных химических элементов в природе. В целом курс геохимии в рамках данного учебника включает в себя такие проблемы как:

- распространенность химических элементов в космосе, солнечной системе, планете Земля и ее отдельных слоях (геосферах);

- геохимическая классификация элементов и формы их накопления в природе;

- физико-химическая характеристика геологических процессов;

- факторы миграции элементов различных геологических условиях;

- закономерности поведения химических элементов в магматических, метаморфических, гидротермальных и гипергенных процессах;

- использование основных достижений геохимии в задачах прикладного характера.

Даже простой перечень основных проблем показывает сколь важна геохимия для дальнейшего изучения целого ряда геологических дисциплин: литологии, литогеохимии, петрофизики, минералогии, геологии и геохимии нефти и газа и др. В этой связи в настоящем учебнике особое внимание обращается на те элементы, которые наиболее тесно связаны с основными геологическими явлениями и процессами, являющимися главными объектами внимания геологов – будущих научных работников и производственников. Такими объектами в первую очередь являются различные горные породы, флюиды (вода, нефть, газ), концентрированное и рассеянное органическое вещество. В целях более глубокого усвоения основных проблем геохимии все ее разделы размещаются в учебнике в определенной последовательности. Последовательность построена на принципах: от общего к частному и обоснование общих положений на основе частных. Именно в этой связи заметное место в данном изложении занимают вопросы геохимии отдельных элементов, особенно входящих в состав природных горючих ископаемых (углерод, водород, сера, кислород, азот и др.).

Изучение истории атомов в земной коре, а точнее на планете Земля и окружающем ее космическом пространстве, возможно лишь на основе знаний о свойствах этих атомов. Современная геохимия учитывает такое фундаментальное положение, как зависимость распространенности элементов от устойчивости ядер их атомов, а также связь химических свойств и перемещения (миграции) атомов с характером их внешних электронных орбит. Именно поэтому в геохимии получил широкое распространение углубленный геохимический анализ периодической таблицы Д.И. Менделеева. Таблица позволяет дать геохимическую классификацию элементов (объединение в особые группы элементов с близкими геохимическими свойствами), что является основой для разработки способов и приемов решения широкого круга поисковых задач. Этому способствуют и возможности определения тех ионов, которые способны изоморфно замещать друг друга в кристаллических решетках и, таким образом, давать ответы на вопрос о естественных (природных) ассоциациях элементов в минералах. Как это подчеркивает А.А. Сауков в своем замечательном во многих отношениях учебнике – «Геохимия» (впервые опубликован в 1950 г.), изучение каких-то районов и массивов горных пород позволяет уже в полевых условиях по совокупности обнаруженных минералов определять и фиксировать в таблице Д.И. Менделеева наиболее для объекта химические элементы. Отсюда важнейшее геохимическое положение: учитывая выработанные наукой представления о е с т е с т в е н н ы х г р у п п а х э л е м е н т о в, можно предполагать наличие других элементов, которые должны сопутствовать уже известным элементам и, следовательно, обоснованно и целенаправленно вести поиски. С учетом этих важнейших особенностей в настоящем учебнике уделяется определенное внимание как самому периодическому закону (таблице) Д.И. Менделеева, так и геохимическим классификациям элементов.

В различных разделах настоящего учебника (они являются основой лекций читаемых автором на протяжении уже более 20 лет в Тюменском индустриальном институте, затем Тюменском государственном нефтегазовом университете) излагаются различные материалы по геохимии в краткой и по-возможности максимально доступной форме, но позволяющих при этом понять и усвоить наиболее важные проблемы современной геохимии. На протяжении всех лет лекционных занятий автором широко использовались материалы таких известных учебников и монографий, как Б.А. Гаврусевич. Основы общей геохимии. – Изд-во «Недра», М., 1968; В.Ф. Барабанов. Геохимия. - Изд-во «Недра», Л., 1985; Г.В. Войткевич, А.Е. Мирошников, А.С. Поваренных, В.Г. Прохоров. Краткий справочник по геохимии. – Изд-во «Недра», М., 1977 и др. Однако наибольший объем геохимических материалов, их систематизация и интерпретация заимствован из учебника А.А. Саукова. Геохимия. – Изд-во «Наука», М., 1966. По нашему мнению, несмотря на большой период времени, прошедший с момента издания этого учебника, он представляет собой исключительно ценное учебное пособие и существенно отличается от практически всех других работ этого направления полнотой и детальностью приводимых материалов и, что очень немаловажно, простотой изложения. Талантливый педагог сумел создать учебник по которому еще долгие годы будут обучаться будущие специалисты – геологи. В процессе подготовки данного учебника мы стремились сохранить основные свойства сауковского наследия, дополняя их самыми современнейшими сведениями из области отечественных и зарубежных достижений геохимии.