Далее минералогия развивалась благодаря горному делу.

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6

В средневековье развитие геологических наук наиболее интенсивно происходило в арабских странах. Одним из выдающихся ученых в данной сфере был Бируни. Он создал описания драгоценных камней, впервые используя физические параметры, такие как относительная твердость и удельный вес. В те же времена Ибн-Сина классифицировал известные минералы на растворимые (соли), земли и камни, горючие (сернистые) ископаемые, плавкие (металлы). В данный период в Европе алхимик Альберт Великий объединил данные о минералах.

К концу средневековья минералогические знания были весьма скудными. Под многими минералами понимали руды. Ввиду отсутствия химии не было данных об их химической природе.

В XVI в. В. Бирингуччио и Г. Агриколлой были составлены сводки минеральных знаний. Последний усовершенствовал классификацию Ибн-Сины. Также он подробно описал диагностические признаки и затронул генезис рудных месторождений.

В XVII в. датские, голландские и английские ученые положили начало геометрической кристаллографии и кристаллооптике.

К XVIII в. основную роль в сфере минералогии играла Швеция благодаря горнодобывающей промышленности. Поэтому здесь сформировалась группа минералогов, среди которых были К. Линней и А. Кронштедт. Первый пытался использовать для минералов двойную номенклатуру, а второй исключил из объекта изучения организмы и исследовал химический состав.

В то время под минералогией все еще понимали научную дисциплину с намного более обширным предметом изучения, чем сейчас. Так, в 1636 г. данный термин был введен в литературу Бернардом Цезиусом в качестве науки о всех естественных ископаемых телах. То есть существовало единое геолого-минералогическое направление естествознания.

Оно было разделено в 1780 г. А.Г. Вегенером на геогнозию (общая и динамическая геология), ориктогнозию (минералогия и петрография), горное искусство (горное дело). Благодаря этому, минералогия обрела более конкретный объект изучения (горные породы и окаменелости отделили от минералов). К тому же появились новые классификация, описательные методы изучения, номенклатура, курс обучения.

В 1783 г.Ж.Б. Роме де Лиля измерил межгранные углы кристаллов некоторых минералов, Р.Ж. Аюи в 1801 г. создал модель их строения. Это вместе с работами У. Воластона способствовало развитию кристаллографии.

Первым российским минералогом считают В.М. Севергина. Продолжив идеи М.В. Ломоносова, он подразделил ископаемые тела на простые (минералы) и сложные (горные породы и фоссилии).

В XIX в. зародились химическое и кристаллографическое направления минералогии. Появились многие фундаментальные понятия.

В XX в., благодаря учению о правиле фаз, особо интенсивно развивались физико-химическое и экспериментальное направления. Кроме того, начался синтез различных разделов минералогии.

Со второй половины XX в. начали развиваться такие направления как органическая, био- и наноминералогия.

В настоящее время данная дисциплина включает несколько направлений.

Описательная. Характеризует минералы, систематизирует и классифицирует их. Включает два раздела: физику минералов (применяет методы физики твердого тела для изучения кристаллов) и минераграфию (использует специфические методы такие как микрохимические реакции, оптику отраженного света и т. д.).

Генетическая. Исследует способы и процессы генезиса и преобразования минералов в естественных условиях. Также включает несколько разделов: топоморфизм (выявляет взаимосвязи особенностей минералов и условий их генезиса), топогенез (рассматривает законы пространственного распределения минералов), парагенетический анализ (выявление законов последовательной пространственной и временной смены парагенезисов для исследования эволюции минералообразования). Экспериментальная. Занимается моделированием естественного минералообразования и обстановки формирования минералов. Включает в качестве самостоятельного раздела облагораживание и синтез их.

Региональная. Исследует отдельные территории такие как рудные месторождения, геологические провинции, экономико-географические регионы с целью выяснения законов пространственного распределения ассоциаций и минералов.

Топоминералогия. Рассматривает законы формирования и распределения их в геологических системах.

Минералогия космических тел. Исследует минералогические вопросы для планет, метеоритов и луны.

Астроминералогия. Перспективное направление, объединяющее минералогию, астрономию, физику. Изучает минеральный состав и минералы метеоров, астероидов и прочих космических тел, околозвездной среды.

Прикладная. Включает три раздела:

поисковую минералогию (занимается выяснением поисковых и разведочных критериев, совершенствованием поисковых и оценочных методов, разработкой научных основ совмещения минералогических, геохимических и геофизических поисковых методов с целью увеличения эффективности геологоразведки),

технологическую (направлена на увеличение полноты и комплексности применения минерального сырья путем минералогического и минералого-технологического картирования месторождений и рудных полей, технологического прогнозирования, стабилизации и планирования добычи руды, изучения технологических особенностей минералов, разработки способов направленного их изменения, контроля состава концентратов),

новых видов сырья (выявляет особенности не используемых минералов и возможные области их применения).

Следующая геологическая дисциплина – петрография.

Существует две точки зрения о сути петрографии. Одни данным термином называют описательный раздел петрологии (науки о породах), занимающийся рассмотрением химических, структурных, минералогических свойств всех их типов и генетических связей между ними, классификацией и номенклатурой( присвоением названий родственным группам). С другой точки зрения петрография является синонимом петрологии, то есть наукой, изучающей, прежде всего, происхождение пород. Как раздел этой науки она связана с прочими ее направлениями и в любом случае с другими геологическими науками.

Начиная с древности и до нового времени минералы в науке рассматривались совместно с горными породами. Их изучением занималась единая геолого-минералогическая дисциплина естествознания. То есть исследование пород происходило в рамках геологии, горного дела и минералогии в современном понимании.

Разделение данного научного направления началось к XIX в. Первые классификации пород А.Г. Вегенера и К. Линнея появились в XVIII в. вместе с основным принципом их подразделения (по минеральному составу), предложенным А. Броньяром и В.М. Севергиным. В 1780 г. А.Г. Вегенер выделил из прежней общей научной дисциплины направление, объединяющую петрографию и минералогию, названное ориктогнозией. Сам термин «петрография» впервые применил Д. Пинкертон в 1811 г. В 1835 г. создали научное направление, сочетающее изучение ископаемых органических остатков с минералогией. Оно получило название петрофактология либо петроматогнозия.

В XIX в. развитие петрографии как самостоятельной научной дисциплины происходило весьма интенсивно в связи с разработкой новых методов исследования. По данному принципу этот период подразделяют на три этапа. Первый из них, продолжавшийся до 1858 г., называют домикроскопическим, когда изучение пород велось в основном полевыми методами. Его окончание связано с разработкой в этом году Г. Сорби методики исследования микроструктуры пород в шлифах с применением созданного им в 1849 г. поляризационного микроскопа. Второй этап занял время с 1858 до 1890 г. В последнем десятилетии XIX в. появилось экспериментальное направление петрографии и химическая классификация пород. К тому же, в 1892 г. Е.С. Федоровым была разработана методика определения оптических констант минералов в шлифах и теодолитный столик для этого. Также на рубеже веков происходило исследование происхождения пород магматического типа.

В начале прошедшего века более интенсивное развитие получила наука о горных породах. При этом термины «петрография» и «петрология» стали считать синонимами. Поэтому их использовали в разных странах для обозначения одной науки.

В 1925 г. Ф.Ю. Левинсоном-Лессингом было введено основополагающее для петрографии понятие – петрографическая формация.

Осадочное направление (литология) с 1930 по 1950 г. считалась самостоятельной наукой.

Во второй половине прошедшего века основными проблемами петрографии являлись возможность генезиса гранитов путем выплавления из глубин, магматические формации, магматизм океанов (особенно срединно-океанических хребтов).

В настоящее время петрографию считают описательным разделом петрологии. В ее сферу входит исследование минерального состава, текстурных особенностей, классификации пород, их распространение и залегание, генетические взаимосвязи и т. д. То есть петрография является по отношению к ней фундаментальной дисциплиной и составляет ее основу. В связи с этим уместно рассмотреть различия данных направлений.

Петрология занимается исследованием магматических и метаморфических пород: их структурно-текстурных свойств, химического состава, происхождения. Петрография в отличие от нее изучает все типы пород, а также генетические связи между ними и классифицирует их. К тому же, исходя из терминологии, петрология занимается изучением происхождения пород, а петрография описывает их. При этом в отношении метаморфических и магматических пород петрологию и петрографию нередко рассматривают как синонимы. Кроме того, иногда данные понятия разделяют как петрографию в широком и узком смысле.

Исследование пород происходит на основе их генетического разделения на метаморфические, осадочные, магматические. В соответствии с этим петрография включает три раздела: метаморфическую, осадочную, магматическую. Кроме того, существует техническое направление петрографии, занимающееся исследованием технологии и физикохимии силикатов.

Петрология включает несколько разделов, которые по отношению к петрографии как к ее части являются смежными науками. К ним относятся петрохимия, петротектоника, петрофизика, физико-химическое, экспериментальное, техническое и космическое направления, петрология строительного камня. В случае рассмотрения петрографии как синонима названные направления относят к ней самой. Петрохимия исследует химический состав пород, петротектоника – связи геометрических параметров их структур с деформациями и тектоническими движениями, петрофизика рассматривает физические параметры пород, физико-химическое направление связывает химический и минеральный состав, экспериментальное занимается моделированием процессов генезиса пород, техническое выясняет аспекты их переработки, космическое исследует породы прочих планет и космических тел, петрография или петрология строительного камня изучает породы, используемые как строительные материалы.

Помимо этого, петрография связана с таким геологическими дисциплинами, как минералогия, стратиграфия, тектоника, вулканология, геохимия, учение о полезных ископаемых.

Литология - наука, которая занимается исследованием осадочных пород. В начале развития она даже считалась отдельной наукой, но позже литология вошла в петрологию. Несмотря на это, из нее выделились некоторые собственные направления. Как и многие прочие геологические науки, литология начала обосабливаться в XIX в. До этого, с древних времен изучение осадочных пород велось в рамках единого направления, совмещающего все геологические знания.

Предпосылками для обособления литологии послужили палеогеграфические, стратиграфические и прочие исследования, давшие информацию, в том числе, о составе осадочных пород. Особо интенсивно изучение осадочного породообразования велось в последнем десятилетии XIX в. Дж. Мерреем и А. Ренаром, Й. Вальтером.
В результате этого в 1910 г. литология стала отдельной научной дисциплиной. Позже она вошла в состав петрологии в качестве ее раздела об осадочных породах.

По сфере изучения литология подразделена на петрографию осадочных пород (исследует их состав), фациальный анализ (изучает состав пород и взаимосвязи между ними) и формационный анализ (рассматривает состав пород и взаимоотношения с сформированными ими геологическими телами).

Несмотря на объем накопленных данных, до сих пор в литологии не решены некоторые вопросы. Например, даже отсутствует строгое определение науки. Та же проблема актуальна для некоторых фундаментальных понятий, таких как «осадочная порода» и «морская осадочная порода». Для первого термина отсутствует единый перечень характеризующих его признаков. Для второго понятия определение существует лишь в географическом смысле. Также отсутствует четкое определение терминов «текстура» и «структура», и, следовательно, не определены взаимоотношения между ними. Нет определения и у понятия «обломок», вследствие чего недостаточно четко выделены обломочные породы (сюда относят и окатанные тела, образовавшиеся путем постгенетического воздействия).

Органогенные породы также выделены недостаточно четко. Так, сюда относят и выпавшие из взвеси скелетные остатки планктонных организмов, и малоподвижные, и колониальные донные организмы. Кроме того, в литологии исследуют некоторые породы, не являющиеся осадочными. К ним относят джеспилиты (продукты метаморфизма), пирокластические образования (продукты вулканизма), бокситы (продукты метасоматоза). К тому же не изучены механизмы переноса и отложения осадков, служащих исходными для формирования механогенных пород. Наконец, нет четкого разделения пород и осадков. В некоторых случаях их дифференцируют по наличию признаков диагенеза, в других – по принципу различий в возрасте. При этом даже не существует критерия разделения осадков на современные и древние. По названным причинам возникают трудности в дифференциации этапов формирования пород и их эпигенетических преобразований.

По сфере исследования и методам литология наиболее близка к седиментологии. Более того, существуют сложности в определении взаимоотношений между данными дисциплинами. Так, по одному из мнений, седиментология обладает значительно более обширным предметом изучения, следовательно, литология является ее разделом. С другой точки зрения, седиментология – раздел литологии, так как исследуемые ей процессы рассматривают как стадии литогенеза. Наконец, существует взгляд, что данные дисциплины являются равноценными и отличаются по предмету исследования. Для литологии это осадочные породы, а для седиментологии – осадки. То есть в соответствии с этим литология исследует закономерности формирования и распространения осадочных пород, а седиментология – генезис современных осадков. Таким образом, литология служит для решения прямой задачи, а седиментология – обратной . С данной точки зрения диагенез является начальной стадией литогенеза, всему этому предшествует седиментогенез.

Помимо этого, литология связана с геологическими (стратиграфией, геохимией, тектоникой, минералогией, палеогеографией, геологией полезных ископаемых, инженерной геологией, гидрогеологией, морской геологией, почвоведением), физико-химическими и математическими науками, климатологией.
Благодаря взаимодействию литологии, геотектоники, региональной геологии и прочих геологических дисциплин возникло новое направление – осадочные бассейны.

Структурная геология является разделом тектоники, занимающимся исследованием форм залегания горных пород в земной коре. Данная дисциплина стала первым разделом геотектоники. Она появилась в 20 — 30 гг. XIX столетия в качестве науки, изучающей средние и мелкие тектонические дислокации.

Однако предпосылки к созданию методов, используемых в структурной геологии, начали появляться еще в XVI в. в Западной Европе. Так, в те времена началось исследование различного залегания пород и причин этого (Л. да Винчи, Д. Оуэн). В конце XVII в. стали появляться первые геологические карты, указывающие тип залегания пород и последовательность их напластования (М. Листер). К концу следующего столетия на них появились особые обозначения пород и минералов и обозначения простирания и падения пластов (А. Палассу).

Во второй половине того же века Н. Стено дифференцировал породы по происхождению и разработал основные принципы структурного исследования.

В. Смитом был введен палеонтологический метод определения возраста осадочных пород и заложены основы стратиграфии. Благодаря развитию структурной геологии и картографирования в XIX в. стали появляться государственные геологические организации.

Следует отметить, что исследование структур земной коры велось под воздействием западно-европейских теорий нептунизма и плутонизма. Первая была сформулирована в XVIII в. А.Г. Вернером и дала данные о формах залегания осадочных пород. Плутоническая теория Д. Геттона способствовала совершенствованию методик структурного исследования и картографирования магматических тел.

В начале XIX в преобладала гипотеза вулканизма, называвшаяся также геосинклинальной, теорией «кратеров поднятий», вертикальных движений земной коры. Разработанная в начале предыдущего века контракционная гипотеза была преобразована Э. Зюссом, А. Геймом, М. Бертраном. В конце столетия Д. Холл и Д. Ден сформулировали теорию геосинклиналей. В то же время появилась изостатическая гипотеза Д. Эри, К. Деттона и Д. Пратта. Она получила развитие в начале XX в. в гипотезе континетального дрейфа (эпейрофореза) А. Вегенера. Чуть позже Г. Штилле была развита теория образования складчатых форм в результате горизонтальных движений. Кроме того, в первой половине XX столетия для геологических исследований стали использовать радиоактивность, что способствовало появлению новых теорий о тектонических движениях и развитии структур земной коры. Среди них — магматические гипотезы Э. Хармана, Г. Клооса.

Окончательное формирование структурной геологии произошло в предпоследнее десятилетие XIX в. в связи с переходом к выделению глобальных и континентальных тектонических единиц.

В настоящее время структурная геология имеет как научное, так и практическое значение. Первое состоит в создании базы знаний о строении земной коры. Второе заключается в анализе геологической ситуации при различных работах, в том числе инженерных, разработке полезных ископаемых и т. д.

Структурную геологию считают прикладной наукой. Это обусловлено тем, что она составляет основу геологического дешифрирования дистанционных снимков, картирования, разведочных и разрабатывающих дисциплин. К тому же в структурной геологии используются данные фундаментальных геологических наук, таких как петрография, историческая геология, минералогия, палеонтология, геоморфология, литология и др. Наконец, данная дисциплина составляет научную основу для геологии нефти и газа, геотектоники, гидрогеологии, региональной геологии, инженерной геологии.

Таким образом, структурная геология является прикладной наукой с обширной сферой использования.

Во-первых, ее достижения применяют в геологическом картировании.
Во-вторых, данные рассматриваемой дисциплины используются в оценке, разработке, эксплуатации месторождений.
В-третьих, структурная геология составляет основу гидрогеологических исследований.
В-четвертых, данные этой науки применяют при инженерно-геологических изысканиях.

· Предмет рассматриваемой дисциплины представлен структурными формами земной коры, а именно слоями, трещинами, складками, разрывными нарушениями, гравитационными и седиментационными структурами, магматическими телами.

· Задачи структурной геологии по содержанию подразделяют на научные и практические. Первые подразумевают разработку геометрических моделей геологических тел. Вторые определяются приуроченностью некоторых полезных ископаемых к конкретным структурным формам.

Общие, частные и специальные методы структурной геологии:

Метод аналогий. В геологическом контексте представлен методом актуализма и сравнительно историческим. Служит для воссоздания истории и причин формирования геологических тел на основе аналогии с современными процессами.

· Моделирования. Является основным в структурной геологии. Его ведущее значение обусловлено невозможностью непосредственного изучения геологических тел ввиду их недоступности вследствие больших размеров и частичного либо полного скрытия в недрах. Данный метод подразумевает создание модели на основе обобщения имеющихся данных об исследуемом объекте или явлении. Он включает несколько видов.

Графическое. Направлено на создание карт, схем, разрезов и прочих графических материалов.

Физическое. Изучение объекта либо процесса на подобной модели.

Математическое. Наиболее интенсивно развивается в настоящее время. Включает моделирование по совокупности внешних признаков (описание объекта или явления на основе обобщения его признаков и исключения случайных факторов), моделирование процессов с использованием химических и физических законов (на основе имеющегося объекта судят о глубинных процессах), моделирование параметров объектов и процессов и их интерпретация (например, анализ гранулометрического, минерального, литологического состава, пористости, спектральный анализ с использованием математической статистики). К частным методам относят естественнонаучные и общегеологические. Среди последних в структурной геологии наиболее обширно применяют:

· геодезический (служит для изучения современных тектонических движений);

· геоморфологический (используется для исследования современных деформаций и движений и созданных ими морфоструктур);

· фациального анализа (дает данные о распространении областей погружений и поднятий и об интенсивности данных процессов);

· анализа перерывов и несогласий (служит для выяснения последовательности тектонических деформаций, погружений и поднятий в пределах региона);

· геометризации недр (занимаются геометрическим отображением геологических процессов и тел, условий их залегания);

· геологической съемки (отображение геологических тел на геологических картах);

· геологического дешифрирования материалов дистанционных съемок (изучение по этим данным геологических тел в естественных границах и соотношений их с прочими объектами);

· структурного анализа (исследования взаимного расположения тектонических нарушений).

Последние четыре пункта представлены группами основных методов структурной геологии, использующимися для исследования форм залегания и пространственных соотношений геологических тел.

Изучением состава, строения и закономерностей развития планеты занимается общая геология. Эта наука дает данные для Земли в целом и ее геологических структур. Однако этого бывает недостаточно. Для получения более полной научной картины и особенно осуществления практической деятельности требуются аналогичные данные для конкретных территорий. Для их получения служит отдельная наука — региональная геология. Так называют дисциплину, исследующую особенности геологического строения, геологическую историю и полезные ископаемые отдельных участков земной коры.

Данные о геологическом строении отдельных регионов накапливались с древних времен. Развитие таких знаний происходило совместно с горным делом.

Первые исследования в данной сфере проводились во второй половине XVIII в. В начале следующего столетия их стали осуществлять систематически. Этому способствовала разработка к данному времени стратиграфической шкалы и создание национальных геологических служб.

Одним из основных понятий региональной геологии является «регион». Нужно отметить, что в данной дисциплине оно обозначает множество геологических объектов различных уровней — от месторождений до платформ и складчатых поясов.

Региональная геология занимается исследованием всех аспектов их геологического строения. Таким образом, в пределах региона изучают геологические комплексы всех типов, их развитие, взаимодействие, пространственную и хронологическую последовательности формирования, условия залегания, палеогеодинамическую обстановку. На основе полученных данных восстанавливают геологическую историю данного участка земной коры. С использованием выясненных индивидуальных особенностей региона устанавливают общие параметры для одновозрастных структурных единиц различных территорий.

Помимо этого, региональная геология занимается обоснованием границ структур, выяснением взаимоотношений с окружающими объектами, нахождением основных типоморфных тектонических элементов, описанием строения, состава, особенностей геологических комплексов и слагающих их элементы тел, установлением последовательности смены геодинамических обстановок.

Основная задача региональной геологии состоит в районировании, предполагающем подразделение регионов на обособленные структуры. Для этого используют два метода: геодинамический и тектонический.

В первом случае работы основаны на теории тектоники литосферных плит. Выделяемые в соответствии с этим комплексы являются индикаторами геодинамических обстановок. На основе этого составляют геодинамические карты, отображающие условия формирования структурных элементов. С использованием полученных данных устанавливают индикаторные формации. Под этим термином понимают совокупности пород всех типов, образующиеся в определенной геотектонической и геодинамической обстановке.

Выделяют следующие типы геодинамических обстановок:

океанические,
пассивные окраины континентов,
внутриконтинентальные,
активные окраины континентов.

Каждая из них характеризуется специфическим комплексов индикаторов.

В качестве разновидности геодинамическое районирование включает торрейновый анализ. Он основан на представлении региона в виде совокупности разнородных структурных элементов, представленных обломками континентов, образованиями окраинных морей и ложа океанов, островными дугами, внутриокеанскими поднятиями и др.

Суть тектонического районирования состоит в использовании в качестве критерия для выделения крупных геологических регионов возраста конечной фазы складчатости. Основной мерой является тектоническая эпоха. Это интервал геологического времени, включающий события до консолидации региона.

Всего существует 8 эпох:

Беломорская,
Гренвильская,
Карельская,
Байкальская,
Герцинская,
Каледонская,
Альпийская,
Киммерийская.

Основные тектонические элементы континентов представлены складчатыми поясами и древними платформами.

Ввиду всестороннего геологического изучения регионов, включающего стратиграфию, тектонику, магматизм, полезные ископаемые и т. д., рассматриваемая дисциплина использует достижения всех наук геологического цикла. Региональная геология имеет значительную практическую направленность. Во-первых, она составляет основу для прогнозной оценки территорий на наличие полезных ископаемых и геологоразведочных работ. Во-вторых, с использованием ее данных оценивают инженерно-геологические и гидрогеологические условия для строительства.

В теоретическом плане основным назначением региональной геологии является создание геологических карт.

Таким образом, региональную геологию можно считать прикладным аналогом общей геологии для исследования конкретных участков земной коры.

Предметом исследования региональной геологии являются все аспекты геологического строения регионов, представленных структурами, административными территориями, государствами, горнорудными и нефтегазоносными территориями.

В задачи данной дисциплины входит установление и обоснование границ регионов, изучение их взаимодействий с близлежащими структурами, нахождение основных типоморфных элементов, изучение их строения, состава, геологических параметров слагающих их структур, обоснование геодинамической обстановки их формирования, выяснение последовательности смены геодинамических обстановок с целью реконструкции геологической истории.

В региональной геологии используют те же методы исследования, что и в общей. Их подразделяют на полевые и лабораторные.

Основным методом среди полевых является геологическая съемка. Это комплекс, включающий различные полевые работы: геохимические, геодезические, горно-буровые, аэровизуальные, геофизические. Также при этом отбирают материалы в виде пород, окаменелостей, минералов для исследования в лабораторных условиях. К тому же в процессе геологической съемки осуществляют геохимические и шлиховые поиски. Помимо этого, в данный метод входят камеральные работы. Это составление геологических карт и профилей путем отображения естественных обнажений и скважин. Эти материалы в дальнейшем используются в геологоразведочных и инженерно-геологических работах.

Геологическая съемка дает возможность изучения недр на глубину до 20 км. Для исследования нижележащих слоев земной коры и прочих геосфер используют косвенные методы смежных наук, чаще всего геохимические и геофизические. Нередко применяют комплекс, объединяющий геологические, геофизические и геохимические методы.

Наконец, используют специфические методы геологического цикла, например, метод индикаторных формаций, основанный на принципе актуализма.

Геологическая среда включает не только горные породы, но и прочие компоненты. Один из них — подземные воды. Это существенный элемент геологической среды, с которым связаны многие ее особенности и процессы. Изучением подземных вод занимается наука гидрогеология.

Развитие знаний в данной сфере началось с древних времен в связи с водопользованием. Так, в период 2 — 3 тысячелетий до н. э. начали использовать колодцы в Средней Азии, Китае, Египте, Индии. В то же время стали применять минеральные воды в лечебных целях. Тогда же появились первые работы, посвященные грунтовым водам: их происхождению, свойствам, накоплению, круговороту. Их исследованию способствовало расширение работ по водоснабжению в Египте, Израиле, Риме, Греции. К тому же на основе этого появилась классификация вод по давлению, подразумевающая разделение их на ненапорные, самоизливающиеся, напорные. Таким образом, изначально развитие гидрогеологии было обусловлено в основном практическим использованием подземных вод.

В дальнейшем происходило расширение сферы исследования данной науки и детализация знаний. Этому способствовало развитие методов исследования других научных направлений в связи с техническим прогрессом к концу тысячелетия, которые были заимствованы в гидрогеологии. В настоящее время гидрогеология является междисциплинарной наукой, находящейся на стыке гидрологии и геологии. Она исследует динамику подземных вод, химический состав, формирование, свойства, распространение, взаимодействие с окружающей средой, практическое аспекты.

Существует точка зрения на гидрогеологию, как на раздел геологии. Это обусловлено тем, что исследование подземных вод производится на основе анализа истории земной коры с учетом структурных особенностей литосферы и слагающих ее пород. То есть гидрогеология является геологией воды.

Гидрогеология включает множество разделов. Некоторые из них стали самостоятельными дисциплинами. Их подразделяют на теоретические и методологические.

Первая группа включает:

Общая гидрогеология - исследует происхождение, распределение, движение подземных вод, взаимодействие с окружающей средой, особенности;
Гидрогеохимия - междисциплинарное направление на стыке гидрогеологии и геохимии, рассматривающее формирование химического состава вод различного происхождения;
Гидрогеодинамика - выясняет законы их движения в горных породах для количественной оценки его и изменения направления;
Криогидрогеология - изучает подземные воды районов многолетнемерзлых пород: их происхождение, распространение, залегание и т. д.;
Региональная гидрогеология - рассматривает формирование, залегание, распространение подземных вод конкретных регионов, занимается геологическим картированием и районированием;
Горнопромышленная гидрогеология - исследует подземные воды в контексте освоения месторождений с целью разработки инженерных мероприятий по предупреждению их воздействия на объекты.

Помимо данной классификации, существует разделение направлений гидрогеологии на теоретические и прикладные. Первая группа включает названные выше, кроме последнего, а также экологическую гидрогеологию (исследует подземную гидросферу для оценки ее состояния и предотвращения изменений, вызванных антропогенным воздействием).

К прикладным разделам относят:

Горнопромышленную гидрогеологию (гидрогеология месторождений);
Нефтяную;
Мелиоративную;
Учение о минеральных, промышленных, термальных водах;
Учение о поисках, разведке и оценке запасов подземных вод;
Инженерную гидрогеологию (исследует подземные воды в контексте создания и эксплуатации инженерных сооружений).

Как было отмечено, изначально гидрогеология имела существенное прикладное значение, которое с развитием науки расширялось. Это обусловлено практической ролью подземных вод. Во-первых, с древних времен их используют в питьевых и хозяйственных целях. Это актуально и по сей день для многих регионов. Во-вторых, они имеют лечебное значение. В-третьих, подземные воды служат источником химического сырья. Так, из них получают бор, магний, натрий, литий, хлор, йод, бром, германий, стронций, рубидий, цезий, кальций, на отдельных месторождениях медь, уран, цинк, радий, мышьяк, вольфрам серу и др. В-четвертых, подземные воды применяют в качестве источника тепловой энергии на геотермальных электростанциях.

Прикладные исследования гидрогеологии направлены не только на выяснение способов практического использования подземных вод, но и на определение их воздействия на сооружения, в том числе, тоннели, метрополитены, шахты и прочие выработки и т. д.

Фундаментальный смысл гидрогеологии не менее значителен ввиду роли подземных вод в геологической среде. Так, с ними связаны многие геологические процессы (формирование полезных ископаемых, геодинамической обстановки, теплового поля). К тому же подземные воды в некоторой степени определяют строение геологической среды. Кроме того, они связывают земную кору с гидросферой и прочими оболочками планеты, так как являются одной из движущих сил круговорота химических элементов.

По содержанию гидрогеология связана ближе всего с гидрологией и геологией. Помимо этого ввиду междисциплинарности она взаимодействует со многими прочими науками о Земле: геологическими, географическими и т. д. Более того, некоторые из разделов гидрогеологии также являются междисциплинарными. К тому же взаимодействие ее с другими науками происходит посредством заимствования методов исследования (геологических, физических, математических, химических, геофизических и др).

Предметом исследования гидрогеологии является гидрогеосфера, представленная поземными водами. К ним относят любую воду, попавшую в горные породы. Помимо самих вод, в сферу исследования рассматриваемой науки входят связанные с их деятельностью процессы, сформированные ими месторождения, гидрогеологические структуры.

Как видно из приведенных выше классификаций, рассматриваемая наука имеет обширный перечень задач, как фундаментальных, так и прикладных.

К первой группе относят исследование происхождения, распространения, свойств, залегания подземных вод, их взаимодействия с окружающей средой, связанных с ними процессов, структур и месторождений. В прикладные задачи гидрогеологии входит изучение вод в целях применения в различных сферах, выяснение их влияния на инженерные объекты.

Как отмечалось ранее, в гидрогеологии используются методы многих наук.

Комплексное исследование подземных вод предполагает перечень работ:

Гидрогеологическая съемка и картирование. Оба метода основаны на геологических, а второй также заимствован из картографических наук.
Бурение скважин и горные работы. Эти методы применяют тоже в геологии.
Опытно-фильтрационные работы. Заимствованы из гидрологии.
Геофизические изыскания.
Мониторинг путем проведения режимных стационарных наблюдений.
Специальные поисковые и разведочные работы, подразумевающие применение геохимических, метеорологических, гидрологических методов.

Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 297; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 56

Мы поможем в написании ваших работ!