Древнейший, древний и средневековый периоды
Разделы науки
Определение науки о полезных ископаемых
Приведенный краткий обзор сведений об уровнях распространения и строения месторождений, методах и принципах их изучения позволяет сформулировать следующее определение науки о месторождениях.
Геология о полезных ископаемых – это область геологической науки, изучающая размещение, строение, состав и условия формирования месторождений полезных ископаемых.
В науке существуют 2 раздела:
1) общий (генетический) – рассматривает типовые статические и ретроспективные модели генетических групп месторождений,
2) специальный – рассматривает модели месторождений отдельных видов полезных ископаемых (геология металлических, неметаллических, угольных, нефтяных и др. месторождений).
В зависимости от предмета исследования и изучаемого уровня распространения и организации вещества месторождений каждый раздел делится на подразделы, многие из которых получили самостоятельное название и развитие (табл. 6.1).
Таблица 6.1
Разделы и подразделы специальной части учения о полезных ископаемых
| Уровень распространения и строения месторождений | Предмет исследования | Разделы и подразделы учения о полезных ископаемых | ||||
| Геология рудных и нерудных месторождений | Геология угля и горючих сланцев | Нефтегазовая геология | Гидрогеология | |||
| Провинция, область, район, поле месторождений | Закономерности размещения месторождений | Минерагения (металлогения) | Учение об угленосных формациях | Региональная нефтегазовая геология | Региональная гидрогеология | |
| Поле, месторождение, тело полезного ископаемого | Строение месторождений | Структуры рудных полей и месторождений | Геология угольных бассейнов и месторождений | Структуры нефтегазовых месторождений | Гидрогеологические структуры | |
| Агрегат минералов, минерал | Породы, вмещающие полезные ископаемые | Учение об околорудных изменениях горных пород | Литология угольных месторождений | Литология нефтеносных отложений | Литология водоносных отложений | |
| Полезные ископаемые | Минераграфия (минералогия) | Углепетрография | Учение о нефти | Учение о природных водах | ||
| Химический состав | Полезные ископаемые | Геохимия полезных ископаемых | Геохимия ископаемых углей | Геохимия нефти и газа | Гидрохимия | |
| Физические свойства | Полезные ископаемые, вмещающие породы | Рудная геофизика | Геофизика угольных месторождений | Нефтегазовая геофизика | Геофизические методы исследования подземных вод | |
| Провинция – химические свойства | Процессы образования месторождений | Физико-химические условия образования (генезис) месторождений | ||||
Цель геологии полезных ископаемых заключается в разработке теории образования и размещения месторождений.
Эта теория является основой поисков и разведки месторождений.
Для достижения сформулированной цели геология полезных ископаемых решает следующие задачи.
1. Выявление закономерностей локализации месторождений в земной коре для целенаправленного ведения поисковых работ.
2. Изучение и обобщение геологического строения и вещественного состава месторождений и их групп для прогнозирования масштабов открываемых месторождений и перспектив разведанных на фланги и глубокие горизонты.
3. Моделирование условий образования месторождений полезных ископаемых для выяснения их генезиса.
Связь с другими науками
Учение о полезных ископаемых – наука синтетическая. При решении вопросов размещения месторождений она опирается на геотектонику, региональную геологию, историческую геологию; при изучении строения месторождений – на структурную геологию, геокартирование, геоморфологию, геофизику; при исследовании вещественного состава – на минералогию, петрографию, геохимию; при выяснении вопросов генезиса – на химию, физическую химию, геохимию. Она тесно связана с учением о поисках и разведке, являясь его теоретической основой, с экономикой минерального сырья.
(см. след стр.)
|
|
|
месторождений:
 |
Строение месторождений
|
|
|
Состав месторождений
|
|
|
Процессы рудообразования
|
|
| ||||||
Лекция 4
Контрольные вопросы и задания
1. Сформулируйте определение учения о полезных ископаемых.
2. Какова цель учения о полезных ископаемых?
3. С какими дисциплинами связано учение о полезных ископаемых?
4. Как называется раздел учения о полезных ископаемых, изучающий рудные минералы?
7. История геологии полезных ископаемых
В истории учения о полезных ископаемых четко прослеживаются две линии, идущие параллельно: это,
во-первых, накопление эмпирических фактов, связанных с освоением месторождений и совершенствованием методов их исследования, и,
во-вторых, теоретические обобщения, связанные с достижением главной цели учения о месторождениях – разработки теории формирования и размещения месторождений.
I
II
Вторая линия иногда забегала вперед, иногда отставала, но по образному выражению Б.Дж. Скиннера и П.К. Симса (1987) она представляет собой завораживающую картину эволюции идей, касающихся того как, где и когда формировались минеральные месторождения.
В истории учения о полезных ископаемых В.И. Смирновым (1987) выделено 5 главных периодов: древнейший, древний, средневековый, новый и новейший. Остановимся на них подробнее.
Древнейший, первобытнообщинный период (800-100 тыс. лет до н.э. – первое тысячелетие до н.э.) – период раннего знакомства человека с месторождениями. В течение каменного, бронзового, железного веков человек начал приспосабливать камни для строительства, извлечения металлов и для изготовления орудий труда.
Древний, рабовладельческий период (первое тысячелетие до н.э. – V век н.э.) – время ранних примитивных суждений в области естествознания. Для теории рудообразования большое значение имели труды древнегреческих философов
Фалеса Милетского (624 – 547 г. до н.э.) и
Гераклита Эфесского (544 – 474 г. до н.э.).
Фалес считал субстанцией, образующей мир, воду,
а Гераклит первоначальной сущностью вещей считал огонь. Можно считать, что своими суждениями они заложили две генеральные линии в развитии теории наук о Земле – нептунистическую и плутонистическую.
Средневековый, феодальный период (V-VI в. – XVI-XIX в.)
Раннее средневековье (V-VI в. – XIV)
Наибольшего развития знания о полезных ископаемых получили в трудах выдающихся представителей среднеазиатского аристотелизма Авиценны (980-1037) и, особенно, Ал-Бируни (973-1050), родившегося в Хорезме на территории современного Узбекистана и написавшего в 1048 г. книгу “Собрание сведений для познания драгоценностей (Минералогия)”.
Среднее средневековье (Ренессанс, XIV – первая половина XVIII в.)
Центр знаний переместился в Европу, зародилась наука о природе минеральных месторождений.
Выдающимся европейским ученым был Георг Агрикола (1494-1555), работавший в Рудных горах (Иоахимсталь (Яхимов),Чехия и Хемниц, Германия). Он написал труд "О горном деле и металлургии" (1556). В нём он описал минеральные тела и дал их классификацию, указал приемы поисков и разведки. Главной созидательной силой Земли Агрикола считал воду.
В России сбором сведений о полезных ископаемых занимался Государев Приказ Каменных дел, организованный в 1584 г. при Иване Грозном. Снаряжались правительственные экспедиции. В частности, в 1620 г. в пермских песчаниках были обнаружены медные руды.
Наибольшего расцвета горная промышленность России достигла при Петре I (1672 – 1725). В 1700 г. им был учрежден Приказ Рудокопных дел. От этой даты ведется отсчет истории государственной геологической службы России.
В 1721 г. на Урале при Кунгурском, Уктусском и Алапаевском заводах были открыты первые горнозаводские школы. Появляются первые научные работы о месторождениях, среди которых выделяются сочинения В.Н. Татищева (1686-1750) и В.И. Геннина (1676-1750). Они были основателями уральских заводов и городов, в частности Перми и Екатеринбурга. В годы правления Петра I Россия вышла на первое место в мире по производству железа, меди и свинца.
Позднее средневековье (XVII-XVIII – середина XIX в.)
Появляются ранние теоретические концепции о происхождении рудных месторождений.
Лидер плутонистов шотландский ученый Джемс Хеттон (1726 – 1797) опубликовал в 1795 г. книгу, в которой сформулировал гипотезу о ведущей роли внутриземного жара на поверхностные и глубинные процессы, об образовании месторождений путем магматических инъекций.
Противоположные взгляды высказывал Абраам Готлоб Вернер (1749 – 1817) – продолжатель и защитник идей Агриколы. Он преподавал во Фрайбергской горной академии и исследовал месторождения Рудных гор. В 1791 г. он писал, что все месторождения образовались из вод, просачивающихся сверху из мирового океана.
В России основы теории рудообразования закладывались трудами М.В. Ломоносова (1711 – 1765), среди которых наиболее известны "Слово о рождении металлов от трясения земли" (1757), "Первые основания металлургии или рудных дел" (1763), "О слоях земных" (1763). Он познакомился с месторождениями во время заграничной научной стажировки в 1736 – 1741 гг. в Рудных и Богемских горах и Гарце. М.В. Ломоносов соль считал осадком морских соленых вод, образование угля связывал с углефикацией торфа, нефти приписывал органическое происхождение. Он писал, что нерудные минералы в рудных жилах осаждались в трещинах из подземных водных растворов, а металлические соединения привносились в них парами серы и мышьяка. Образование россыпей объяснял разрушением коренных месторождений. Он стоял выше односторонних нептунистических и плутонистических представлений западноевропейских ученых.
В 1773 г. в России открывается Санкт-Петербургское горное училище – первое учебное заведение в России, готовившее горных инженеров. Их трудами было продолжено развитие науки о месторождениях от первоначально нептунистической концепции к представлениям об образования месторождений различными способами.
Описанием и систематизацией месторождений занимались участники академических экспедиций С.П. Крашенинникова (1711-1755), И.И. Лепехина (1740-1802), П.С. Палласа (1741-1811) и др. Центрами научных исследований были также Петербургский и Московский университеты.