Презентация на тему Полевые методы изучения горных пород и их взаимоотношений

1 – растительный покров; 2 – почвеный слой; 3 – глинисто-песчаный слой; 4 – глины;
5 – глинисто-песчаный слой; 6 – косослоистые пески с прослоями глины; 7 – мергель;
8 – алевролит; 9 – известняк доломитизированный; 10 - косослоистые пески с прослоями глины; 11 – песчанистый доломит; 12 –кристаллический фундамент
Геологическая съемка и картирование территории; опробование горных пород

Геологическая съемка и картирование территории

Геофизические методы исследований - это сейсморазведка и различного вида каротажи (электро-, гамма- каротаж, нейтронный, акустический), кавернометрия,термометрия
Пример сейсмограммы четвертичных отложений. Финский залив
1. Морские голоценовые отложения
2. Ледниково-озерные верхнеплейстоценовые отложения
3. Ледниковые отложения (морена)

Геосейсмическая модель Печенгской структуры (Кольский полуостров)

Геологическая съемка и картирование территории; опробование горных пород бурением

Мечта проникнуть к сердцу нашей планеты и познать скрытую жизнь ее недр по-прежнему остается недостижимой.
Ближе всех к этой цели подошли наши соотечественники, пробурившие Кольскую сверхглубокую скважину (проектная глубина - 15 километров). Начало работ в мае 1970 года.
Использовалась техника: установка «Уралмаш 4Э»
грузоподъёмностью 200 тонн и легкосплавные трубы

Через 5 лет, когда глубина скважины СГ-3 превысила 7 километров, смонтировали новую буровую установку «Уралмаш 15 000» – одну из самых современных по тем временам
В июне 1990 года СГ-3 достигла глубины 12 262 м. В 1994 году бурение Кольской сверхглубокой прекратили. Через 3 года она попала в Книгу рекордов Гиннесса и до сих пор остается непревзойдённой. Сейчас скважина представляет собой лабораторию для изучения глубоких недр.

1. Аралсорская СГ-1, Прикаспийская низменность, 1962-1971, глубина – 6,8 км. Поиск нефти и газа.
2. Биикжальская СГ-2, Прикаспийская низменность, 1962-1971, глубина – 6,2 км. Поиск нефти и газа.
3. Кольская СГ-3, 1970-1994, глубина – 12 262 м. Проектная глубина – 15 км.
4. Саатлинская, Азербайджан, 1977-1990, глубина – 8 324 м. Проектная глубина – 11 км.
5. Колвинская, Архангельская область, 1961, глубина – 7 057 м.
6. Мурунтауская СГ-10, Узбекистан, 1984, глубина – 3 км. Проектная глубина – 7 км. Поиск золота.
7. Тимано-Печорская СГ-5, Северо-Восток России, 1984-1993, глубина – 6 904 м, проектная глубина – 7 км.
8. Тюменская СГ-6, Западная Сибирь, 1987-1996, глубина -7 502 м. Проектная глубина – 8 км. Поиск нефти и газа.
9. Ново-Елховская, Татарстан, 1988, глубина – 5 881 м.
10. Воротиловская скважина, Поволжье, 1989-1992, глубина – 5 374 м. Поиск алмазов, изучение Пучеж-Катункской астроблемы.
11. Криворожская СГ-8, Украина, 1984-1993, глубина – 5 382 м. Проектная глубина – 12 км. Поиск железистых кварцитов.
12. Уральская СГ-4, Средний Урал. Заложена в 1985 году. Проектная глубина – 15 000 м. Текущая глубина – 6 100 м. Поиск медных руд, изучение строения Урала.
13. Ен-Яхтинская СГ-7, Западная Сибирь. Проектная глубина – 7 500 м. Текущая глубина – 6 900 м. Поиск нефти и газа.
Скважины на нефть и газ:
Начала 70-х годов -
Юниверсити, США, глубина – 8 686 м.
Бейден-Юнит, США, глубина – 9 159 м.
Берта-Роджерс, США, глубина – 9 583 м.
80-х годов -
Цистердорф, Австрия, глубина 8 553 м.
Сильян Ринг, Швеция, глубина – 6,8 км.
Бигхорн, США, Вайоминг, глубина – 7 583 м.
КТВ Hauptbohrung, Германия, 1990-1994, глубина – 9 100 м. Проектная глубина – 10 км. Научное бурение.
Самые глубокие скважины мира:

Разрез Кольской скважины опроверг существовавшую до этого времени двухслойную модель земной коры и показал, что сейсмические разделы в недрах – это не границы между толщами пород разного состава, а скорее всего они указывают на изменение свойств камня с глубиной. Так, при высоком давлении и температуре граниты по своим физическим характеристикам становятся похожи на базальты, и наоборот.
Первые 7 километров были сложены вулканическими и осадочными породами: туфами, базальтами, брекчиями, песчаниками, доломитами. Глубже лежал так называемый раздел Конрада, после которого скорость сейсмических волн в породах резко увеличивалась, что интерпретировалось как граница между гранитами и базальтами. Однако базальты нижнего слоя земной коры так нигде и не появились: породы оказались представлены гранитами и гнейсами.
Кроме того, раньше считалось, что с удалением от поверхности земли, с ростом давления, породы становятся более монолитными, с малым количеством трещин и пор. СГ-3 убедила учёных в обратном. Начиная с 9 километров, толщи оказались очень пористыми и трещиноватыми, по ним циркулировали водные растворы. Позднее этот факт подтвердили другие сверхглубокие скважины на континентах. На глубине оказалось гораздо жарче, чем рассчитывали: на целых 80°! На отметке 7 км температура в забое была 120°С, на 12 км – достигла уже 230°С.
ПОЛУЧЕННЫЕ ПРИ БУРЕНИИ НАУЧНЫЕ ДАННЫЕ
Одно из самых удивительных открытий, которое учёные сделали с помощью бурения, – это наличие жизни глубоко под землей. И, хотя жизнь эта представлена лишь бактериями, её пределы простираются до невероятных глубин

Глубинное строение Земли недоступно для непосредственных исследований и может быть изучено только геофизическими методами: сейсмологией, глубинной сейсморазведкой, гравиметрией, магнитометрией, глубинной геоэлектрикой, термометрией, радиометрией.
Интерпретируя материалы глубинной геофизики, удалось расчленить Землю на сферические оболочки, определить скачки физических свойств на их границах и изменения свойств по латерали, построить физические модели недр Земли, а по ним судить о химическом составе.

ЛАБОРАТОРНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ МИНЕРАЛОВ
Оптический микроскоп

Цифровое фото шлифов образца
(тонкие спилы, приклеенные на стекло)

Цифровое фото шлифов

Сканирующий электронный микроскоп
JSM – 6390LF
Исследуемый образец

Микрофотографии сколов марганцево-рудных обособлений
Проблематичные ископаемые микроорганизмы
Оруденелые агрегаты ископаемых марганцевых бактерий

Электронно-зондовый микроанализ химического состава
Высокоточный количественный, полукачественный и оперативный качественный анализ
элементов от Na до U

Рентгенофлуоресцентный анализ элементного состава

Характерное свечение различных элементов

Масс-спектрометрический анализ элементов и их изотопного состава
Высокоточное определение следовых содержаний элементов в жидких и твердофазных пробах

Подготовка проб

Метод газовой хроматографии

Спектральный и химический анализ

Различные спектры объектов изучения

Рентгеноструктурный анализ пород и минералов

Рентгенограмма и расшифровка минерального состава исследуемого образца

Термический анализ пород, руд и минералов

Дериватограмма исследуемого образца (колония ископаемого коралла)

Инфракрасная спектроскопия
Радиоспектроскопия
Анализ физических свойств и точечных дефектов структур минералов

ИК-спектры каменноугольной смолы
углей
ИК-спектр бензина АИ-76
ИК-спектры образцов гидроксилапатита кальция