Основы геологии 1. ВВЕДЕНИЕ Геология – наука о составе, строении и истории развития земной коры. Геология — одна из наук о Земле. Земля является планетой солнечной системы, она имеет сложное строение и длительную историю своего развития. Ее изучают одновременно несколько наук: геодезия, астрономия, геофизика, физическая география и др. Геодезия изучает форму и размеры Земли. Астрономия изучает Землю как космическое тело, ее положение в мировом пространстве и происхождение. Геофизика изучает физическими методами строение Земли как единого целого. Физическая география изучает поверхность Земли и закономерности процессов, происходящих на ней. Таким образом, на фоне наук о Земле выясняется, что предметом непосредственного изучения геологии является земная кора, а ее задачей — установление состава, строения и истории развития земной коры. Геология, как наука, состоит из двух крупных разделов, в настоящее время выросших в самостоятельные научные дисциплины: Общая (динамическая) геология и историческая геология. Общая геология изучает геологические процессы и строение земной коры. Историческая геология изучает геологическую историю Земли и развитие земной коры и земной поверхности. К геологии тесно примыкают такие научные дисциплины, как минералогия, изучающая минералы земной коры, петрография, изучающая горные породы, и палеонтология, исследующая окаменелые остатки животных и растений в слоях земной коры. Отмеченные геологические дисциплины тесно связаны между собой, а также с другими науками, изучающими Землю, и в первую очередь, с такими науками, как геофизика, геохимия, биология и др. Методы геологии вытекают из ее задач. По своим задачам геология является наукой исторической, как историческая наука она должна исследовать геологические памятники или документы. Геологическими документами являются горные породы, формы залегания и сложения горных пород, органические остатки в горных породах, следы, отпечатки царапины на поверхности горных пород и т. д. Состав и сложение гарных пород указывают на физические условия их образования; форма залегания горных пород — на характер движений, происходящих и происходивших в земной коре; органические остатки — на физико-географические условия земной поверхности минувших времен; степень организации ископаемых животных и растений дает возможность установить последовательность геологических событий во времени и последовательность образования слоев, пород, слагающих земную кору. В настоящее время, наряду с обычными геологическими методами, геология в своих исследованиях широко применяет геофизические геохимические и другие доступные методы. В естественных науках, таких, как физика, химия и биология, установился такой порядок исследования: наблюдение явления в естественных условиях, опыт в искусственных условиях, выводы и заключения. В геологии остается такой же порядок исследования, но в этой науке роль опыта имеет меньшее значение. Дело в том, что геологические явления совершаются в огромных пространственных. размерах, на протяжении длительных отрезков времени, исчисляемых миллионами и миллиардами лет. Кроме того, многие геологические явления протекают в, условиях высоких температур и давлений. Поэтому создать искусственные условия для воспроизведения и проверки геологических явлений во многих случаях в настоящее время еще невозможно. Например, возникает много трудностей искусственно воспроизвести образование гор, учитывая, что при этом приходят в движение массы земной коры протяжением на тысячи километров и до глубин в десятки километров. Трудно воспроизвести извержения вулканов, в которых принимают одновременно Участие массы в газообразном, жидком и твердом состоянии, притом в грандиозных размерах. Однако, несмотря на указанные трудности, опыт и моделирование в геологических исследованиях с развитием науки и техники, приобретают все большее и большее значение. Так, например, искусственным путем воспроизведены главнейшие минералы и ряд горных пород, что дает возможность расшифровать и объяснить физико-химические условия, при которых совершаются геологические явления в земной коре. В последнее десятилетие успешно проводятся эксперименты по моделированию горообразовательных процессов. Трудность в геологических исследованиях связана еще и с тем, что мно1лие теологические явления в земной коре давно закончились. От этих явлений остались различного вида указанные выше документы. Для объяснения и расшифровки таких документов в геологии широко, применяется так называемый принцип актуализма или сравнительный метод. Названный принцип допускает, что геологические явления далекого прошлого происходили, в общем, примерно в сходных условиях и подчинялись тем. же физико-химическим законам, как и в настоящее время. Поэтому в геологии, исходя из сравнительного метода, судят о прошлом по-настоящему. Так, в наше время при вулканических извержениях образуются затвердевшие потоки лавы, пемза, пепел и др. Если в слоях земной коры, наряду с другими породами, встречают лаву, пемзу и пепел, то заключают, что они также образовались при вулканических извержениях, которые происходили в далеком геологическом прошлом. В настоящее время в определенных условиях при усыхании морских заливов отлагаются каменная соль, гипс, глауберова соль и др. При нахождении перечисленных солей в ископаемом залегании принимают, что они также отложились при усыхании морских заливов. В связи с малой ролью опыта в геологических исследованиях особенно важными являются наблюдения, производимые при полевых работах. Во время полевых исследований собираются геологические документы, па основании которых, после обработки, делаются соответствующие выводы и заключения. От умения и правильности выполнения полевых исследований зависит правильность выводов. Полевые наблюдения являются самым важным этапом в геологических исследованиях. Хотя в геологии и применяются лабораторные методы исследования для определения пород, минералов и ископаемых организмов, все же по существу — это полевая наука. При полевых наблюдениях геологу попадаются отдельные факты, которые не всегда являются достаточными для объяснения полной картины строения и истории развития изучаемой земной коры. Это положение приводит к тому, что в геологии и до настоящего времени имеется довольно много гипотез и предположений, доказательство которых еще ждет своих исследователей. Практическое значение геологии. Развитие геологии как науки диктуется материальными запросами общества и тесно связано с развитием производства. Минеральные ископаемые, такие, как черные металлы, уголь, нефть, цветные металлы, строительные материалы залегают в недрах земной коры. Поиски, разведка и разработка минеральных ископаемых требуют всестороннего знания строения земной коры и истории ее развития. Без такого знания огромные затраты могут быть произведены без должных результатов. Данные геологии требуются также при проектировании и строительстве путей сообщения, гидротехнических сооружений, для планирования и строительства городов и населенных пунктов, для военных целей н т. д. Для гидролога геология является важной вспомогательной дисциплиной, необходимой для изучения своей специальной науки и в практической деятельности. Гидросфера и литосфера, как оболочки земного шара, находятся в тесной взаимосвязи и взаимном влиянии. История образования гидросферы, образование морей, рек и озер, их распределение на земной поверхности происходило вместе с развитием земной коры и земной поверхности. Современный режим рек, озер и морей часто во многом связан с историей их образования и геологическим строением их ложа. Поэтому гидролог, изучающий водные объекты, должен уметь добывать нужные геологические данные и уметь оценивать их в своих выводах. Теоретическое значение геологии. Непосредственные факты геологических наблюдений и научное их истолкование позволяют делать выводы о том, что распределение континентов и морей на земной поверхности испытывает постоянные изменения. Изменяются постоянно также рельеф земной поверхности и климат. Растительный и животный мир, населяющий Землю, развивается от форм более простых к более сложным и высокоорганизованным. Геологические данные наглядно показывают, что Земля, органическое население Земли не есть чего-то застывшее, раз навсегда данное, а наоборот, в природе все изменяется и развивается. Таким образом, геология наглядно учит видеть предметы и явления природы в вечном изменении и развитии, учит рассматривать предметы и явления природы исторически. Поэтому изучение теоретических основ геологии имеет громадное значение в формировании диалектикоматериалистического мировоззрения. Развитие геологии. Развитие науки, а геологии в особенности, диктуется материальными духовными интересами общества. До Великой Октябрьской социалистической революции русские ученые в области геологии создали ряд крупных работ и выдвинули несколько направлений в этой науке. Основателем прогрессивного направления в геологии среди русских ученых является М. В. Ломоносов (1711— 1765). В труде «О слоях земных», опубликованном в 1763 г., все геологические явления он впервые объяснил физико-химическими законами. Это направление разрабатывалось последующими поколениями русских ученых и полное развитие получило лишь в XX веке в трудах В. И. Вернадского и других советских ученых. На протяжении XVIII века по инициативе Петра Первого изучение геологии и географии России проводили академические экспедиции, которые осуществляли и развивали научные идеи М. В. Ломоносова. По своим масштабам, задачам и результатам экспедиции, по единодушному мнению, прогрессивных ученых мира, превратили Россию по тому времени в наиболее изученную страну в географическом и геологическом отношении. В 1882 г. для централизованного руководства изучением геологии страны по инициативе передовых ученых в России был создан Геологический комитет. Комитет был ограничен финансовыми средствами, в его штате состояло в разное время от 10 до 50 геологов. В итоге, к началу 1917 г. в России было охвачено геологической съемкой лишь 10% территории государства. Геологический комитет изучением (минеральных богатств занимался мало. Такое состояние геологоразведочного дела привело к тому, что потребности страны в меди, цинке, свинце, никеле, олове, алюминии, сере, фосфоритах, калийных солях, борных соединениях и др. удовлетворялись ввозом из-за границы. После Октябрьской революции положение геологии в СССР коренным образом изменилось. Развитие всех ее отраслей пошло быстрыми темпами. Это определялось исключительно благоприятными условиями, созданными для развития науки в СССР, большим размахом геологических исследований, проводившихся в плановом порядке на всей территории государства. Главная задача, стоящая перед советской геологией, заключается в обеспечении социалистического народного хозяйства минерально-сырьевой базой и создании ее резервов, опережающих потребность на несколько десятков лет. С 1918 по 1940 г. территория СССР была покрыта геологической съемкой на 66%, к 1945 г.— (на 75%, а к I960 г. геологической съемкой была покрыта территория всей страны. Наряду с исследованием геологического строения производилось изучение полезных ископаемых, в связи с чем открыты новые месторождения угля, нефти, черных и цветных металлов, апатитов, фосфоритов, серы, калийных солей и др., а также разведаны запасы старых месторождений.