лабораторная работа - Томский политехнический университет

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор-директор ИПР
__________А.Ю. Дмитриев
«___» __________2011 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ГЕОТЕКТОНИКА
НАПРАВЛЕНИЕ (СПЕЦИАЛЬНОСТЬ) ООП: 020700 «ГЕОЛОГИЯ»
ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ (СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ): «Геология»
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ): бакалавр
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА: 2011 г.
КУРС 2; СЕМЕСТР 4;
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 3
ПРЕРЕКВИЗИТЫ: «Общая геология», «Структурная геология с
основами геокартирования», «Историческая геология»
КОРЕКВИЗИТЫ: «Геология России»
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
ЛЕКЦИИ
18
часов (ауд.)
ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
ИТОГО
27
45
36
81
часов (ауд.)
часов
часов
час
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ
очная
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ: ЗАЧЕТ в 4 семестре
ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ КАФЕДРА: «Общая геология и землеустройство»
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ:
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП:
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
д.г.-м.н., проф. А.А. Поцелуев
д.г.-м.н., проф. Л.П. Рихванов
к.г.–м.н., доцент С.С. Гудымович
2011 г.
1. Цели освоения дисциплины
Цель освоения дисциплины «Геотектоника» нужно рассматривать
как составную часть общей цели Основной Образовательной
Программы
(ООП)
–
формирование
общекультурных
и
общепрофессиональных компетенций у бакалавров направления
«Геология».
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Геотектоника» относится к базовой части
профессионального цикла Основной Образовательной Программы (Б3.
Б2.5).
Дисциплина
является
теоретической,
обобщающей,
синтезирующей все геологические знания и рисующей общую
пространственно-временную картину геодинамических процессов и
движений в тектоносфере, приводящих к геотектоническому строению
последней в связи с развитием Земли в целом. Из сказанного вытекает,
что указанную в п. 1 общую цель следует конкретизировать как
подготовку к междисциплинарным исследованиям (Ц1 ООП),
подготовку к проектной деятельности (Ц2 ООП) и непрерывному
дальнейшему самообучению (Ц5 ООП).
Следует особо подчеркнуть философскую, общеобразовательную
роль дисциплины «Геотектоника», учитывая, что последние
десятилетия в геологии идёт переоценка многих фундаментальных
положений и дискуссия между парадигмами (фиксизм или мобилизм), и
от занятой бакалавром позиции по этим проблемам во многом зависит
характер и результаты его дальнейшей профессиональной деятельности.
Для освоения дисциплины, кроме общегеологических знаний,
необходимы достаточно широкие общенаучные знания по физике,
химии, термодинамике, космогонии. Геологическими пререквизитами
являются дисциплины «Общая геология», «Структурная геология с
основами геокартирования» и «Историческая геология». Кореквизитной
дисциплиной является «Геология России».
3. Результаты освоения дисциплины
Указанный в п. 2 обобщающий, теоретический и дискуссионный
характер дисциплины определяет необходимость достижения в
процессе её изучения нижеперечисленных результатов и их
компонентных составляющих в виде конкретных знаний, умений и
владений опытом согласно Основной Образовательной Программы.
1.
Знать суть геодинамических процессов, строение
формируемых ими геотектонических структур и уметь применять эти
знания при геотектоническом анализе территорий и прогнозе их
минерагении – Р1 (З.1.1, У1.1).
2.
Уметь вести сбор, анализ и обобщение всех геологических
данных, полученных предыдущими исследователями и необходимых
для получения первого результата, и владеть опытом построения
пространственно-временных моделей геотектонических структур и схем
их возможной минерагении – Р2, Р3 (У.2.2., В.2.2., У.3.1., В.3.2.).
3.
Уметь использовать новые методики анализа всех
геологических данных (геодинамический анализ) для переоценки
геотектонического строения территорий и их минерагении с позиций
фиксизма или мобилизма с использованием компьютерных технологий
– Р5 (З.5.1., В.5.1.).
4.
Учитывая всё возрастающий поток новых данных и идей в
геотектонике
и
геодинамике,
непрерывно
повышать
свою
квалификацию с использованием мирового опыта – Р7, Р6 (У.7.1., 3.6.1,
у.6.1, в.6.2.0.
4.
Структура и содержание дисциплины
4.1.
Содержание дисциплины
4.1.1. Теоретическая часть (темы и содержание лекций)
1.
Общие сведения о геотектонике. Определение, объект и
предмет геотектоники. Геотектоника как философия геологии,
синтезирующая на макроуровне все геологические знания и рисующая
пространственно-временную картину геодинамических процессов и
модель строения геотектонических структур и всей тектоносферы.
Геотектоника и геодинамика. Роль геотектоники в прогнозе
месторождений полезных ископаемых.
2.
Глубинное строение Земли. Методы изучения земных недр –
по выходам глубинных пород, по данным сверхглубокого бурения,
геофизические и сейсмическая томография как главный метод,
космогеологический, экспериментальная геотектоника.
Сейсмическая модель Земли и её основные геосферы и их
границы: земная кора и её основные типы и подтипы, раздел
Мохоровичича, литосфера, астеносфера, тектоносфера, мантия, внешнее
и внутреннее ядро.
Планетогенез и процессы, протекающие в недрах Земли как
источники её эндогенной энергии: гомогенная или гетерогенная
аккреция, гравитационная дифференциация, фазовые переходы,
радиоактивный распад, тепловая конвекция, плюм-тектоника, изостазия,
ротационные факторы.
3.
Тектонические движения и методы их изучения. Понятие о
тектонических движениях, принципы их классификации – по знаку,
масштабности,
скорости,
интенсивности,
продолжительности,
направленности и повторяемости (колебательный характер), причинам
(эндогенные и экзогенные) и результатам (структурообразующие и
обратимые),
возрасту
(современные,
неотектонические
и
палеотектонические).
Современные
тектонические
движения,
их
физические
характеристики и методы изучения – исторические, геодезические,
астрономические, спутниковые наблюдения.
Неотектонические (новейшие) движения и геоморфологические
методы их изучения.
Палеотектонические движения и методы их изучения – анализ
мощностей, фаций и формаций, перерывов и несогласий, фаз
складчатости и дизъюнктивообразования.
Геодинамический анализ – установление геодинамических
режимов, структурно-вещественных комплексов (формаций), типов
магматизма, современных и древних геодинамических обстановок
(моделей строения тектоносферы).
Общие свойства тектонических движений – сложность,
соподчиненность, взаимосвязь, периодичность, скольжение во времени
и пространстве. Понятие и цикла и фазах тектоногенеза.
4.
Основные геотектонические структуры тектоносферы.
Понятие о геотектонических структурах и принципах их выделения.
Океаны, континенты и их главнейшие подразделения (терминология) с
позиций фиксизма и мобилизма.
4.1. Строение океанов. Главнейшие геоморфологические
элементы океанического дна и соответствующие им геотектонические
структуры: срединно-океанические хребты – зоны спрединга и
океанического
рифтогенеза;
глубоководные
равнины
–
талассоплатформы; внутриокеанические поднятия – асейсмические
глыбовые и вулканические хребты, гайоты. Строение, формации,
магматизм и минерагения перечисленных структур.
4.2. Строение континентов. Континентальные платформы и их
главнейшие структурные элементы – фундамент, переходный ярус,
чехол; щиты и плиты, антеклизы и синеклизы, пассивные и активные
окраины континентов, авлакогены; эпиплатформенные орогены и
внутриконтинентальные рифты, строение, формации, стадии развития,
магматизм и минерагения перечисленных структур.
4.3. Строение современных и древних переходных структур (зон
сочленения океанов и континентов). Глубоководные желоба, островные
дуги, междуговые, задуговые и окраинноокеанические впадины;
складчатые пояса и орогены, складчатые системы и срединные массивы,
антиклинории, синклинории, террейны, краевые, предгорные и
межгорные прогибы как геосинклинально-складчатые зоны и
эпигеосинклинальные орогены (фиксизм) или зоны субдукции,
обдукции и коллизии (мобилизм – тектоника литосферных плит).
Строение, формации (структурно-вещественные комплексы), стадии
развития (цикл Уилсона), магматизм и минерагения перечисленных
структур.
5.
Глобальная разрывная тектоника. Глубинные разломы,
зоны Беньофа-Заварицкого, трансформные разломы, планетарная сетка
линеаментов.
6.
Основные геоисторические этапы развития тектоносферы
и литосферы. Этапы: догеологический, протоконтинентальный,
чередование Панталассы и Пангеи, формирования молодых океанов,
неотектонический. Направленность и цикличность развития –
разрастание платформ и возрождение подвижных поясов, переменные
взаимоотношения океанической и континентальной коры.
7.
Геотектонические
гипотезы.
История
вопроса:
контракционная, пульсационная, расширяющейся и растущей Земли,
ротационная
гипотезы.
Современные
гипотезы:
глубинной
дифференциации (фиксизм) и тектоника литосферных плит (мобилизм).
Возможная схема общей эволюции тектогенеза Земли: хаотическая
конвекция
плюмтектоника
тектоника литосферных плит
контракция
терминальная тектоника ?.
4.1.2.
Лабораторные занятия
Изучение
дисциплины
«Геотектоника»
предусматривает
выполнение четырех лабораторных работ.
1-я лабораторная работа. Знакомство с различными видами карт,
используемых при геотектоническом анализе: литолого-фациальные,
карты
мощностей,
тектонические,
карты
неотектоники,
геодинамические. Принципы составления и содержание карт.
2-я лабораторная работа. Описание неотектонических движений
путем анализа рельефа и геологического строения олигоцен-неогенчетвертичных отложений по среднемасштабным геологическим картам
с составлением пояснительной записки и необходимых графических
приложений.
3-я лабораторная работа. Описание геотектонического строения
и палеотектонических движений путем анализа смежных по возрасту
литолого-фациальных карт, карт мощностей и палеотектонических карт
и построения по ним одноименных профилей с составлением
пояснительной записки.
4-я
лабораторная
работа.
Знакомство
с
приёмами
геодинамического анализа с выделением структурно-вещественных
комплексов (СВК) и геодинамических обстановок путем анализа средне
и мелкомасштабных геологических карт с позиций тектоники
литосферных плит с составлением пояснительной записки.
4.1.3. Самостоятельное задание
Самостоятельное задание заключается в составлении реферата на
заданную тему по литературным данным с обязательным
использованием интернет-ресурсов и иностранных источников. Список
использованных источников должен содержать не менее 5
наименований.
В качестве тем для рефератов могут быть использованы
исторические обзоры, более детальное рассмотрение отдельных тем,
описание геотектонических структур, геотектонические гипотезы,
региональная геотектоника.
Защита рефератов может быть организована в виде докладов и
дискуссий на конференц-неделе.
4.2. Структура дисциплины по разделам, формам
организации и контроля обучения
Структуру дисциплины по разделам и темам, видам учебной
работы, (формам организации обучения – ФОО), формам контроля и
временные ресурсы – см табл. 1
Таблица 1
1.Общ. сведения о
геотектонике
2.Глубинное строение Земли
3.Тектонические
движения и
методы их
изучения
1
Закре
п.
лекц.
материала
0.5
2
1
3
1 лаб.
раб.-4
2 лаб.
раб.-7
2
3 лаб.
раб.-8
4 лаб.
раб.-8
3
СРС (36)
Оформ. Выполн.
результ. индивилаб.раб. дуальн.
задания
Ито
го
Формы
текущего
контроля
1.5
3
3
Индивидуальное задание
Название
раздела/темы
Аудиторная
работа (45)
Лек
Лаб.
ции занят
ия
1 контр.раб.по
Тем.1,2;защит.
1лаб.работы.
2 контр.раб.по
теме 3;защит.
2 лаб.работы
3 контр.раб.по
теме 4;защит.
3 лаб.работы
4 контр.раб.по
темам 5,6,7;
защ.4 лаб. раб.
9
10
4. Основные
геотектонич.
структуры
тектоносферы
6
5. Глобальная
разрывная
тектоника
6. Основные
геоисторические
этапы развития
тектоносферы и
Земли
7.
Геотектонические
гипотезы
1
0.5
1.5
2
1
3
3
2
5
Всего
18
27
4
3
10
10
Промежуточная
аттестация
Итого
4.3.
16
21
11
81
Зачёт
45
36
Распределение компетенции по разделам дисциплины
Распределение по разделам дисциплины и формам организации
обучения планируемых результатов обучения и составляющих их
81
компетенций согласно Основной Образовательной Программе в рамках
освоения дисциплины «Геотектоника» (см. п.3) сведено в табл. 2.
Таблица 2
№ Формируемые
п/п компетенции
Теоретическая часть
дисциплины
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
З.1.1
З.5.1
З.6.1
У.1.1
У.2.2
У.3.1
У.6.1
У.7.1
В.2.2
В.3.2.
В.5.1
В.6.2
+
+
Лабораторные
работы
2
3
4
+
+
+
+
+
+
СРС
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
5. Образовательные технологии
Соотношение
методов,
используемых
для
активизации
познавательской деятельности студентов при изучении дисциплины
«Геотектоника» и форм организации обучения сведено в табл. 3.
Таблица 3.
Методы и формы организации обучения (ФОО)
ФОО
Лекции
Методы
Лабораторные
работы
Самостоятельное
задание
IT-методы
+
Работа в команде
+
Методы
проблемного
+
обучения.
Дискуссии
+
+
Поисковый метод
+
Индивидуальное
обучение
IT- методы применяются в виде презентаций на
использовании internet -ресурсов.
+
+
+
+
+
лекциях и
Работа в команде используется при выполнении лабораторных
работ (2-я и 3-я лабораторные работы могут выполняться бригадой из
двух студентов), обсуждении их результатов и при формулировке
ответов на вопросы по лабораторным работам.
Теоретический и дискуссионный характер дисциплины
«Геотектоника» обуславливает использование проблемного метода
обучения при изложении материала на лекциях, выполнении 4-ой
лабораторной работы и самостоятельной работы по некоторым темам.
Дискуссии организуются во время лекций, при обсуждении
результатов лабораторных работ, защите самостоятельных заданий.
6. Организация и учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов
Самостоятельная работа студентов (СРС) включает в себя
нижеперечисленные виды.
Текущая СРС заключается в закреплении лекционного материала,
подготовке к контрольным работам, оформлении результатов
лабораторных работ – составлении пояснительных записок и
графических приложений.
Творческая проблемно-ориентированная СРС заключается в
выполнении
4ой лабораторной
работы
и
индивидуального
самостоятельного задания (составление реферата на заданную тему).
Список тем для выполнения самостоятельно задания (далеко
неполный, в качестве примера):
1. Морфология, магматизм, минерагения и геодинамическая
обстановка срединно-океанических хребтов.
2. Океанические вулканические хребты, плюмы и горячие точки.
3. Террейны.
4. Проблема горизонтального сжатия (стресса) в фиксизме.
5. Африканский парадокс.
6. Происхождение эпиплатформенных гор.
Список тем оперативно меняется по мере поступления научной
информации.
7. Средства текущей и итоговой (промежуточной) оценки
качества освоения дисциплины
Оценка качества освоения студентами дисциплины «Геотектоника»
осуществляется нижеперечисленными видами контроля.
1.
Текущий контроль осуществляется путём проведения в
начале каждого лабораторного занятия 15-минутных контрольных по
пройденным темам теоретической части курса. Упор делается на
усваивание базовых понятий и терминологии.
2.
Рубежный контроль включает результаты текущего
контроля и защиты выполненных к дате контроля лабораторных работ и
самостоятельного задания.
3.
Итоговый (для данной дисциплины в семестре, он же
«промежуточный» по учебному плану) контроль осуществляется в виде
зачёта. При выполнении студентом всех видов заданий зачёт
проставляется автоматически. В противном случае на зачёт выносятся
защиты лабораторных работ, самостоятельного задания и опрос по
темам лекционного курса, незачтенным во время проведения текущего
контроля.
Кроме того на зачете студентам могут быть предложены
контрольные вопросы, отвечая на которые студент должен
продемонстрировать не только конкретные знания, но и способность к
логическим умозаключениям и обобщениям.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
Контрольные вопросы*
Какие методы исследований из смежных наук использует
геотектоника?
В чем отличие «молодых» и «зрелых» островных дуг?
Как распределяются очаги землетрясений разного типа в
сейсмофокальных зонах Беньона-Заварицкого?
Назовите наиболее известные типы переходных зон между
континентами и океаном.
Признаки складчатости общего смятия.
Признаки глыбовой и прерывистой складчатости.
Исходные условия для проявления галокинеза (соляно-купольная
тектоника).
Как проявляется «хордовый» механизм складкообразования?
В чем отличие конвективных ячеек центрального и краевого типов?
Как образуются гранитогнейсовые овалы и купола?
Назовите основные признаки литосферных тангенциальных
движений.
Что такое меланж и методы его выявления?
Что такое суперплюм?
Что понимают под неотектоническим этапом в истории Земли?
16. Какие методы используют при формировании современных
представлений о тектонике планет Земной группы?
17. За счет каких движений (ранг, класс) могут образовываться
тектонические покровы?
18. Приведите примеры деструкции континентальной коры в процессе
рифтогенеза.
19. Что такое эпиплатформенные орогенные пояса?
20. Отличия и сходство континентальных и океанических рифтов.
*Примечание. Список вопросов заимствован из рабочей программы дисциплины
«Геотектоника», читаемой на ГГФ ТГУ, авт. Г.М. Татьянин, 2010 г.
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение
дисциплины
I. Основная литература
1.
Белоусов В.В. Основы геотектоники. – М.: Недра, 1989. – 386 с.
2. Парначев В.П. Основы геодинамического анализа. – Томск: Изд-во
СКК-Пресс», 2006. – 256 с.
3. Хаин В.Е., Ломизе М.Г. Геотектоника с основами геодинамики. –
М.:Изд.-во МГУ, 1995. – 480 с.
4. Хаин В.Е., Ломизе М.Г. Геотектоника с основами геодинамики, 2-е
изд., испр. И доп. – М.: Изд-во КДУ, 2005. – 560 с.
II. Дополнительная литература
1.
Блинов В.Ф. Растущая Земля: из планет в звёзды. – М.: Едиториал
УРСС, 2003. 272 с.
2.
Геодинамический анализ при геологическом картировании /Г.С.
Гусев, М.В. Минц, Д.И. Мусатов и др. – М.: ИМГРЭ, 1989. – 56 с.
3.
Геодинамические реконструкции. Методическое руководство/С.С.
Шульц, Ш.Э. Эргашев, В.А. Гвоздев. – Л.: Недра, 1991, - 144 с.
4.
Ковалев А.А. Мобилизм и посиковые геологические критерии. –
М.: Недра, 1976, - 279 с.
5.
Сорохтин О.Г., Ушаков С.А. Глобальная эволюция Земли. – М.:
Изд-во МГУ, 1991. – 446 с.
6.
Хаин В.Е. Короновский Н.В. Планета Земля. От ядра до
ионосферы. – М.: Изд-во КДУ, 2007. – 244 с.
7.
Цейслер В.М., Туров А.В. Тектонические структуры на
геологической карте России и ближнего зарубежья (Северной
Евразиии). – М.: Изд-во КДУ, 2007. – 250 с.
III.Интернет-ресурсы
1.
http://www/vsgei.ru/ru/info/normdocs/index.php
(Всероссийский
научно-исследовательский
геологический
институт
им.
А.П.
Карпинского (ВСЕГЕИ). Информационные ресурсы
2.
http://www.ginras.ru / (Геологический институт РАН (ГИН РАН)
3.
http:www.igem.ru/site/index.html (Институт геологии рудных
месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН (ИГЕМ
РАН)
4.
www.kscnet.ru/ivs/bibl/geotekt/idex.html – журнал «Геотектоника»
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Материально-техническое обеспечение преподавания дисциплины
«Геотектоника»
ограничивается
использованием
аудиторий,
оснащённых мультимедийной техникой.
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в
соответствии с требованиями ФГОС – 2010 по направлению и профилю
подготовки «Геология» от 14 января 2010 г., №22.
Программа одобрена на заседании кафедры Общей геологии и
землеустройства (ОГЗ)
(протокол №
от
2011 г.)
Автор:
Гудымович С.С.