Развитие геофизических методов исследований. Создание оболочечной модели строения Земли. Развитие нефтяной геологии, инженерной геологии

В 1895 г. шведским геофизиком Р. Таленном был изобретен первый прибор для магнитной съемки — магнитометр. В России под руководством В. И. Баумана (1867—1923) в конце XIX столетия магнитная съемка проводилась на Урале в районах Магни­тогорска и Тагила. В ходе этих работ были выявлены круп. магнитные аномалии, обусловленные залежами железной руды.

гравиметрия. В середине XIX в. английский физик Г. Стоке (1819—1903) теоретически обосновал связь аномалий силы тяжести с фигурой Земли, определив тем самым геодезическое направление развития гравиметрии. Вычисленная ^Стоксом зависимость между неоднородностями рельефа и отклоненнями отвеса маятника не всегда подтверждалась данными при­родных измерений. Измерения силы тяжести, в Ин­дии у подножия Гималаев и в Андах показали что результаты зависят не только от данного показателя.

Сейсмический метод – 19 век. Сейсмические явления изучались геологами с самого начала как проявление мгновенных подвижек земной ко­ры, причем высказывались различные предположения об их при­чинах, изучались последствия. Физики конструировали приборы для регистрации этих подземных толчков. В последней трети XIX в. наука о землетрясениях оформилась в самостоятельную научную дисциплину — сейсмологию. Сейсмотомография впервые выявила распределение разогретого веще­ства в пределах мантии Земли. Большое значение имело и приме­нение сейсмики отраженных волн для изучения тонкой структуры;всей земной коры, в отличие от метода, основанного на исполь­зовании распространения преломленных волн, который позволил лишь установить основные границы раздела — подошву коры (границу Мохо), подошву осадочного слоя и иногда 1—2 грани­цы внутри коры. Новая методика дала возможность расшифровать строение коры в пределах покровно-складчатых горных сооруже­ний

Период первой половины 20 ст. был достаточно богат достижениями в различных областях наук геологического цикла. В геофизике это выразилось прежде всего в завершении создания общей модели оболочечного строения Земли по сейсмическим данным, основы которой (кора—мантия—ядро) были намечены Э. Вихертом еще в 1897 г. Этому способствовало установление А. Мохоровичичем в 1909 г. границы между ко­рой и мантией, которая затем получила его имя; границы мантии и ядра в 1914 г. - Б. Гутенбергом (1889—1960); границы внешнего и внутрен­него ядра сейсмологом Инге Леманн в 1936 г. В итоге К- Булленом в 1959 г. была предложена общая модель строения Земли с буквенными обозначениями от­дельных оболочек, получившая известность как модель Буллена, или Джеффриса—Буллена. Химический состав этих оболочек был впервые правильно намечен Э. Зюссом в 1909 г.: он назвал ядро Nife — по преобладанию железа и никеля; промежуточный слой, т. е. мантию, Sima (Si, Mg), а земную кору Sal (Si, А1), в даль­нейшем сиаль, применительно к континентальной коре.

Нефтяная геология. – рост мирового потребления нефти способствовал выделению этого направления в отдельное. Это стало возможным благодаря неуклонному расширению географии нефтегазодобы. вающих стран и регионов и открытию новых типов залежей угле­водородов. Уже к началу XX в. было установлено региональное (зональное) распространение нефтяных месторождений, которые никогда не встречаются в одиночку. Было выяснено также, что залежи нефти обычно подчинены определенным структурным формам залегания пластов и приурочены прежде всего к сводам антиклинальных складок. Существовало мнение, что зоны распро­странения нефтяных месторождений обычно окаймляют молодые горные сооружения их погружения; в нашей стране до 40-х годов это были нефтедобывающие районы Кавказа и Средней Азии. Однако начиная с 20-х годов стала выясняться ограниченность этих представлений. Были выявлены литологические и стратигра­фические залежи нефти, подчиненные изменениям диалогическо­го состава и зонам выклинивания пористых пластов-коллекторов и поверхностям углового несогласия. Выяснилось также, что кол­лекторами нефти могут быть не только пески и песчаники, но из­вестняки и глинистые породы, если они обладают трещиноватостью или кавернозностью (карбонаты). Началось освоение нефтегазо­носных платформенных территорий, на которых поверхностные проявления нефти и газа очень редки или даже отсутствуют. В России были открыты крупнейшие нефтегазоносные провинции Волго-Уральской области и затем Западной Сибири — «второе» и «третье» Баку, которые затмили славу нефтегазоносных районов Кавказа. В этом особенно велика была заслуга И. М. Губкина. Крупнейшим нефтегазоносным районом мира оказался район Персидского залива и его платформенная часть. Крупные место­рождения были открыты на Африканской платформе, в Алжир­ской Сахаре. Началось освоение шельфов, в частности на Кас­пийском море, в Мексиканском заливе.

Конкурировали две гипотезы биогенного (органического) и абиогенного (неорганического) пр нехождения. Однако позиции первой неуклонно укреплялись. л второй — ослабевали

Инженерная геология развивалась в первой половине XX п. 1Г) двум существенно различным направлениям, заложенным уже в са. мом ее названии, — в геологическом и геотехническом. Бесспорны^ лидером второго направления был американский ученый К. Терцаги, а в России его развивали Н. Н. Маслов, Н. А. Цытович, а то время как первое направление разрабатывалось, в основном и России, трудами Ф. П. Саваренского (1881 —1946). В связи с большим объемом гидротехничес­кого строительства и ирригационных работ в Советском Союзе появилась необходимость в составлении специальных инженерно- геологических карт обширных территорий и была выработана ме­тодика такого картирования.

В 1925—1930 гг. от инженерной геологии отпочковалась новая наука — мерзлотоведение, или геокриология. Необходимость постановки научных исследований в этом на­правлении вытекала из нужд строительства в зоне вечной мерз­лоты городов и различных сооружений, с каждым годом приобре­тавшего все больший размах.

Основоположником геокриологии был М. И. Сумгин (1873 — 1942), поддержанный В. А. Обручевым. В США и Канаде исследования вечной мерзлоты по-настоящему развернулись лишь в послевоенный период.