Document 438080

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано
Утверждаю
___________________
Руководитель ООП
по направлению 130101
проф. Ю.Б. Марин
_______________________
Зав.кафедрой ГИГ
проф. В.В. Антонов
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«СПЕЦИАЛЬНАЯ ГИДРОГЕОХИМИЯ»
Направление подготовки: 130101 Прикладная геология
Специализация: №2 Поиски и разведка подземных вод и инженерногеологические изыскания
Квалификация (степень) выпускника: специалист
Форма обучения: очная
Составитель: профессор каф. ГИГ С.М. Судариков
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
СПЕЦИАЛЬНАЯ ГИДРОГЕОХИМИЯ
1. Цели и задачи дисциплины
Цель курса «Специальная гидрогеохимия» - сформировать у студента
современное научное мировоззрение в области основных понятий, определений,
проблем, направлений современной гидрогеохимии термальных и минеральных вод;
сформировать у студента ясное представление о химических процессах взаимодействия
подземных вод с горными породами, химическом составе термоминеральных
подземных вод и его формировании, участии природных растворов в гидротермальных
процессах.
Задачи дисциплины «Специальная гидрогеохимия»: изучение геохимических
особенностях термоминеральных подземных вод в их сложном взаимодействии с
литосферой, наземной гидросферой, атмосферой, биосферой; геохимическая оценка
гидротермальных процессов современного рудообразования; изучение термальных вод
как фактора формирования и разрушения месторождений полезных ископаемых.
Цель изучения дисциплины «Специальная гидрогеохимия» достигается
посредством решения ряда связанных теоретических и практических задач, в том
числе:
термометрическое
и
гидрохимическое
опробование
основных
гидрогеологических объектов - скважин, источников, колодцев; построение
специализированных гидрогеотермических карт, схем, разрезов; выполнение
расчетов для термодинамического моделирования с применением современных
вычислительных комплексов.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Учебная дисциплина «Специальная гидрогеохимия» является дисциплиной, по
выбору студентов и относится к вариативной части «Профессиональный цикл»
С3.с2.13.2.
Для освоения этой учебной дисциплины требуется предварительная подготовка
в объёме полной средней школы, освоение дисциплин «Химия», «Вода и цивилизация»,
«Общая геохимия», «Общая геология» базовой части цикла С2, «Общая
гидрогеология», «Гидрогеохимия», «Прикладная гидрогеохимия» базовой части цикла
С3.с.2.
Дисциплина является завершающей из цикла учебных дисциплин, посвященных
изучению геохимии природных вод.
3. Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций:
а) общекультурных:
- быть готовым обобщать, анализировать, воспринимать информацию, ставить цели и
выбирать пути ее достижения (ОК-1);
-· использовать в своей деятельности нормативные правовые и инструктивные
документы (ОК-7);
б) профессиональных, в том числе
б1) общепрофессиональных
 готовность с естественно-научных позиций оценить строение, химический и
минеральный состав земной коры, геохимические особенности и генетические типы
2
месторождений подземных вод при решении задач по рациональному и комплексному
освоению георесурсного потенциала недр (ПК-1);
 готовность использовать научные законы и методы при гидрогеохимической
оценке месторождений твердых полезных ископаемых (ПК-2);
 готовность использовать научные законы и методы при оценке состояния
окружающей среды в сфере функционирования производств по эксплуатационной
разведке, добыче и использовании подземных вод (ПК-3);
 готовность применять основные методы, способы и средства получения,
хранения и обработки гидрогеохимической информации, навыки работы с
компьютером как средством управления информацией (ПК-8);
б2) в области производственно-технологической деятельности
 готовность
использовать
теоретические
знания
при
выполнении
производственных, технологических и инженерных исследований при использовании
природных вод (ПК-10);
 готовность демонстрировать навыки разработки планов мероприятий по
снижению техногенной нагрузки производства на окружающую среду при
эксплуатационной разведке, добыче и использовании природных вод (ПК-11);
 умение использовать нормативные документы по безопасности и
промышленной санитарии при проектировании, строительстве и эксплуатации
предприятий по эксплуатационной разведке, добыче и использовании подземных вод
(ПК-12);
 готовностью применять основные принципы рационального использования
природных вод и защиты окружающей среды (ПК-17);
б3) в области организационно-управленческой деятельности
 владение законодательными основами недропользования и обеспечения
безопасности работ при добыче, использовании подземных вод (ПК-16);
б4) в области научно-исследовательской деятельности
 способность
изучать
научно-техническую
информацию
в
области
эксплуатационной разведки, добычи, использовании подземных вод (ПК-21);
б5) в области проектной деятельности
 способность разрабатывать необходимую техническую и нормативную
документацию в составе творческих коллективов и самостоятельно, контролировать
соответствие проектов требованиям стандартов, техническим условиям и других
нормативных документов промышленной безопасности; разрабатывать, согласовывать
и утверждать в установленном порядке технические, методические и иные документы,
регламентирующие порядок, качество и безопасность выполнения горных, горностроительных и взрывных работ (ПК-26);
 готовность работать с программными продуктами общего и специального
назначения для моделирования формирования подземных вод, технологий
эксплуатационной разведки, добычи и использовании подземных вод (ПК-28).
в) по специализации № 2 "Поиски и разведка подземных вод и инженерногеологические изыскания":
 способность
анализировать,
систематизировать
и
интерпретировать
гидрогеохимическую информацию (ПСК-2.1)
 способность моделировать гидрогеохимические процессы (ПСК-2.3);
 умение составлять программы гидрогеохимических исследований, строить
карты гидрогеохимических условий(ПСК-2.3);
 умение оценивать гидрогеохимические условия для различных видов
хозяйственной деятельности (ПСК-2.4);
 умение прогнозировать гидрогеохимические процессы и оценивать точность и
достоверность прогнозов (ПСК-2.6);
3
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
- основные закономерности формирования и распространения термоминеральных
подземных вод;
- классификации термальных и минеральных подземных вод по химическому составу,
- структуру воды,
- региональные закономерности изменчивости гидротермических условий,
- типы месторождений минеральных, промышленных и термальных вод;
Уметь:
- выполнять предпроектные гидрогеохимические расчеты;
- выполнять оценку химического состава термальной и минеральной воды и прогноз
изменения ее качества при использовании в хозяйственно-питьевых, лечебных,
энергетических и других промышленных целях;
- моделировать геомиграционные и физико-химические процессы в термальных
подземных водах;
Владеть:
- методами гидрогеохимических исследований, при лабораторных и полевых
исследованиях;
- методами накопления, обработки, анализа и синтеза полевой и лабораторной
гидрогеологической информации.
Иметь представление:
- о возможностях использования гидротермического метода поисков скоплений
термальных и минеральных вод; оценке экологической обстановки по
гидрогеохимическим данным в зонах геотермальной разгрузки;
4. Объём дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоёмкость учебной дисциплины составляет 2 зачётные единицы.
Всего
51
Семестры
9
51
Аудиторные занятия: в том числе
Лекции
Лабораторные занятия (ЛЗ)
Самостоятельная работа: в том числе
Расчетно-графические работы
Реферат
Другие виды самостоятельной работы
Изучение литературы по гидрогеохимии, подготовка к
лекциям и семинарам, разработка рефератов
Вид промежуточной аттестации (зачёт, экзамен)
Общая трудоёмкость
51
час
2
зач. ед.
34
17
17
17
11
3
34
17
17
17
11
3
3
3
зачёт
51
зачёт
51
2
2
Вид учебной работы
Всего часов
4
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№
п/п
1
1
2.
Наименование
раздела
дисциплины
2
Теоретические и
методологические
основы
специальной
гидрогеохимии.
Содержание раздела
3
Тема 1. Теоретические и прикладные аспекты специальной
гидрогеохимии. Из истории изучения термоминеральных вод.
Комплекс задач, решаемых с использованием гидрогеохимических
данных. Оценка термоминеральных подземных вод как полезного
ископаемого
(питьевые,
лечебные,
промышленные,
теплоэнергетические, технические воды); охрана окружающей
среды.
Тема 2. Геохимия гидротермальных растворов суши
Тема 3. Геохимия гидротермальных растворов океана
Тема 4. Геохимические процессы в недрах гидротермальных
систем
Процессы
метаморфизации
природных вод в
гидротермальных Тема 5. Геохимические процессы в зоне разгрузки
системах
и гидротермальной системы.
методы
Тема 6. Методы исследования геохимии гидротермальных
исследования.
растворов суши (показатели генезиса, геотермометр). Методы
исследования геохимии гидротермальных растворов океана
(роль океанской воды в формировании химического состава
термальных природных вод, изменение химического состава
океанской воды при высокотемпературном взаимодействии с
горными породами, процессы метаморфизации химического
состава океанской (морской) воды при серпентинизации).
Тема 7. Гидрогеохимические классификации. Принципы
подхода к гидрогеохимическому классифицированию термальных
и минеральных вод. Подход разных авторов к построению
гидрогеохимических
классификаций.
Классификация
О.А.
Алекина. Классификация В.А. Сулина. Классификация М.Г.
Валяшко. Генетическая общность различных классификаций.
5
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами Не предусмотрены учебным планом
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Наименование раздела
дисциплины
Теоретические и прикладные
аспекты специальной
гидрогеохимии.
Геохимия гидротермальных
растворов суши
Геохимия
гидротермальных
растворов океана
Геохимические процессы в недрах
гидротермальных систем
Геохимические процессы в зоне
разгрузки гидротермальной
системы.
Методы исследования геохимии
гидротермальных растворов суши
и океана
Гидрогеохимические
классификации.
Лекц.
Лаб.
зан.
СРС*
Всего
час.
1
3
2
2
4
3
9
4
4
3
11
2
3
2
7
2
2
2
6
3
2
3
8
2
2
3
7
Примечание: СРС – самостоятельная работа студентов
6. Лабораторный практикум
№
п/п
№ раздела
дисциплины
1.
2.
3.
4.
5.
6.
1
1.
1.
1.
1.
1.
7.
1.
8.
9.
2.
2.
Тематика лабораторных занятий
Оценка времени загрязнения водозабора по данным
режимных наблюдений, программа Exel
Обработка результатов геотермических исследований,
построение карты аномалий в программе Surfer
Геохимическая модель зоны разгрузки гидротермальной
системы, стат. параметры, тренд-анализ в программе
Statistica 6.0
Практические приложения регрессионного анализа.
Расчёт сопряжённых концентраций.
Корреляционный анализ гидротермальных систем
Классификация и свёртывание информации при анализе
гидротермальных процессов
Трудоемкость
(час.)
1
1
1
1
1
1
4
4
3
7. Практические занятия (семинары) Не предусмотрены учебным планом
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ) Не предусмотрены учебным
планом.
6
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
ЛИТЕРАТУРА
Основная
1. Алексеев В.А., Б.Н.Рыженко, С.Л.Шварцев и др. Геологическая эволюция и
самоорганизация системы вода – порода. Т.1. Система вода – порода в земной коре:
взаимодействие, кинетика, равновесие, моделирование. – Новосибирск: Изд-во СО
РАН. 2005. – 244 с.
2. Бутузова Г.Ю. Гидротермально-осадочное рудообразование в Мировом океане.
(учебное пособие,.). 2003, 216 с.
Зверев В.П. Подземные воды земной коры и геологические процессы. – М.: Научный
мир, 2006. – 2006. – 254 с.
3. Крайнов С.Р., Б.Н. Рыженко, В.М. Швец. Геохимия подземных вод. Теоретические,
прикладные и экологические аспекты. – М.: Наука, 2004. – 677 с.
4. Судариков С.М. Гидроминеральные проявления в Океане // Геодинамика и рудогенез
Мирового океана / Научн. ред. акад. И.С.Грамберг. СПб, ВНИИОкеангеология, 62-72,
1999.
Дополнительная
1. Геологический атлас России м-ба 1:10000000; карты: гидрогеохимическая,
гидрогеотермическая, освоения подземного пространства СПб., 1996
2. Дривер Дж. Геохимия природных вод М., 1985.
3. Кирюхин В.А., Коротков А.И., Шварцев С.Л. Гидрогеохимия. М.: Недра, 1993, 384
с.
4. Эколого-гидрогеологическая карта России м-ба 1:5000000, ВСЕГИНГЕО, 1994.
Программное обеспечение:
Exel; Surfer; Statistica 6,0; Расчетная программа моделирования гидрогеохимических
данных PHAEEL.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Специализированная аудитория кафедры гидрогеологии и инженерной геологии
для занятий со студентами; компьютерный класс, геологический атлас России, 1996 г;
листы нового поколения государственной геологической карты м-ба 1:200000,
(гидрогеологические и эколого-геологические карты), 2000 г.; межфакультетская
гидрогеохимическая лаборатория при кафедре гидрогеологии и инженерной геологии;
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Основой изучения курса «Специальная гидрогеохимия» является представление
о единстве природных вод Земли. В 1 разделе производится оценка термальных и
минеральных подземных вод как полезного ископаемого (лечебные, промышленные,
теплоэнергетические, технические воды). Рассматривается геохимия гидротермальных
растворов суши и океана. Во 2 разделе рассматриваются сульфатно-сульфидные системы
и роль кислотно-щелочных и окислительно-восстановительных равновесий в их
формировании роль подземных вод в формировании и разрушении месторождений
полезных ископаемых Базой для рассмотрения вопросов гидрогеохимической миграции
элементов является теория геохимических барьеров. В курсе используются
интерактивные технологии.
Разработал:
проф.кафедры ГИГ
С.М. Судариков
7