Перейти на главную страницу
«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор-директор ИПР
––––––––А.Ю. Дмитриев
« ––––» –––––––––2012 г.
ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ: Геология
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ): магистр
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2011 г.
КУРС 1; СЕМЕСТР 2;
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 2
ПРЕРЕКВИЗИТЫ: общая геология, кристаллография, минералогия, петрография, литология, геохимия, общая химия, физическая и коллоидная химия, геодинамика
КОРЕКВИЗИТЫ: теория метасоматических процессов, металлогения
Лекции Лабораторные занятия Практические занятия Аудиторные занятия Самостоятельная работа Итого
Форма обучения |
18 часов (ауд.) 36 часов (ауд.) 0 часов (ауд.) 54 часов
18 часов 72 часа
очная |
Вид промежуточной аттестации: |
зачет во 2 семестре |
Обеспечивающая кафедра: «Геология и разведки полезных ископаемых»
2012г.
Рабочая программаучебной дисциплины | | СТП ТПУ 2.4.01-09 |
профессор кафедры геологии
и разведки полезных ископаемых И.В.Кучеренко
3. Зав. обеспечивающей кафедрой
геологии и разведки полезных
ископаемых профессор А.К.Мазуров
4. Рабочая программа СООТВЕТСТВУЕТ действующему плану.
Зав. выпускающей кафедрой
профессор А.К.Мазуров
Аннотация
Приведены цель и задачи дисциплины, содержание теоретического материала (лекций), перечень (тематика) лабораторных работ. Даны рекомендации по организации самостоятельной познавательной деятельности, раскрывается содержание текущего, рубежного и итогового контроля результатов изучения дисциплины. Рекомендованы компьютерные программы обработки данных, основная и дополнительная литература.
УДК
Фундаментальная дисциплина «Петрология магматических и метаморфических пород» наряду с рядом других дисциплин геологического цикла призвана формировать у учащихся менталитет геолога, то есть способность понимать, анализировать и исследовать процессы образования всего эндогенного обусловленного внутренней жизнью планеты Земля субстрата–ассоциаций магматических, метаморфических, метасоматических пород, их связи с глобальными геодинамическими режимами и другими геологическими явлениями, возникавшими в литосфере Земного шара с момента его образования и до наших дней.
–петрохимические черты изверженных пород, методы их изучения;
–фазовые отношения в магматических системах, определяющие процессы плавления пород, кристаллизацию силикатных расплавов;
–процессы зарождения и функционирования силикатных расплавов в разных геодинамических режимах Земного шара;
–распределение элементов-примесей, в том числе редких земель, в изверженных породах и зависимости их номенклатуры и содержаний от условий образования магматических ассоциаций;
–факторы метаморфизма, их роль в образовании метаморфических ассоциаций;
–типы метаморфизма (погружения, нагревания и др.);
–минеральные фации метаморфизма;
–назначение и содержание диаграмм «состав–парагенезис»;
–систематику и состав минеральных фаций метаморфизма;
–фациальные серии метаморфических пород;
–метаморфические пояса и метаморфические эпохи;
–особенности метаморфизма в раннем докембрии;
–критерии стадийности гидротермальных процессов;
–сущность физико-химической эволюции гидротермальных растворов от моментов их генерации до завершения функционирования;
–концепцию дифференциальной подвижности компонентов в гидротермальных процессах и ее влияние на формирование метасоматической зональности;
–концепцию эндогенных метасоматических процессов Д.С. Коржинского;
–систематику минеральных фаций метасоматических пород малых глубин;
–геологические и физико-химические условия образования скарнов и вторичных кварцитов;
–типовые геологические обстановки реализации метасоматических процессов;
–металлогеническую специализацию метасоматитов.
Изучивший дисциплину магистрант должен уметь:
–анализировать и реконструировать процессы образования изверженных пород по их составу, строению и условиям залегания;
–составлять вариационные диаграммы составов изверженных пород, читать их и формулировать выводы;
–рассчитывать индексы фракционирования силикатных расплавов и формулировать выводы;
–читать фазовые диаграммы для магматических систем и формулировать выводы;
–использовать базы данных о номенклатуре и содержаниях элементов–примесей в изверженных породах для реконструкции условий их образования;
–читать диаграммы «состав–парагенезис» и формулировать выводы об условиях образования метасоматических пород.
Для достижения цели магистрантам необходимо:
–изучить процессы образования магматических, метаморфических и метасоматических горных пород в объеме и с глубиной, отвечающим перечисленным выше знаниям и умениям;
–усвоить минералого-химические составы, строение и условия залегания магматических, метаморфических и метасоматических пород как отражение всего комплекса условий их образования;
–усвоить принципы построения фазовых диаграмм, спайдердиаграмм, диаграмм «состав–парагенезис», научится их читать и формулировать выводы;
–изучить региональные закономерности размещения и образования во времени магматических, метаморфических, метасоматических пород – магматических ассоциаций, фациальных серий метаморфических пород, метаморфических поясов, региональных метасоматических ореолов;
–изучить особенности магматизма и метаморфизма в раннем докембрии
2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ
(лекции 18 час. и самостоятельная работа 24 час.)
2.1. Петрология изверженных пород (10 час. лекций, 14 час. внеауд.)
2.1.1. Процессы образования изверженных пород
(2 час. лекций, 2 час. внеауд.)
Магматическая дифференциация (фракционирование) силикатных расплавов как ведущий фактор магматической петрологии. Классификация процессов фракционирования. Системы, состоящие из жидкой, из жидкой и твердой фаз. Парциальное плавление. Фракционная кристаллизация. Ликвация.
Смешение расплавов различного состава*. Ассимиляция, контаминация, магматическое замещение*. Автометасоматизм, метамагматизм*. Образование зональных по составу магматических тел в результате оседания кристаллов. Кумулаты и субсолидусные структуры*.
Индексы фракционирования силикатных расплавов*.
Серии (ассоциации) магматических пород*.
2.1.3. Фазовые отношения и фазовые диаграммы (диаграммы фазового состояния)
(4 час. лекций, 6 час. внеауд.)
Эмпирический и термодинамический методы исследования фазовых отношений в магматических системах. Классификация магматических систем по соотношениям фаз и компонентов. Правило фаз Гиббса.
Назначение и принципы построения фазовых диаграмм. Бинарные системы и фазовые диаграммы для случаев конгруэнтного плавления, фракционного плавления, фракционной кристаллизации, фракционного плавления и фракционной кристаллизации в системах с твердыми растворами.
Зарождение, подъем и течение магматических расплавов в мантии и коре*. Температурные режимы внедрения расплавов*. Конвекция в магмах*. Образование расслоенных интрузивов*.
Геодинамика и магматизм. Условия образования магматических ассоциаций в океанах, на континентах, в переходных зонах (зонах Беньофа). Особенности магматических процессов в раннем докембрии.
Использование данных о номенклатуре и содержаниях элементов-примесей в магматических породах для решения петрогенетических проблем*.
Парагенные минеральные ассоциации контактового и регионального метаморфизма*.
Типовые геологические обстановки реализации метасоматических процессов.
Метасоматизм и рудообразование. Металлогеническая специализация метасоматитов.
3. СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ
(аудиторные занятия 18 час. и самостоятельная работа 30 час.)
Каждым магистрантом индивидуально выполняются 3 лабораторные работы с использованием компьютерных программ и компьютерных технологий.
Лабораторная работа № 1 (4 час. ауд., 6 час. внеауд.). Тема: вариационные диаграммы и расчеты индексов фракционирования силикатных расплавов. Построение диаграмм, принципы и методики расчетов, анализ, интерпретация результатов.
Лабораторная работа № 2 (10 час. ауд., 16 час. внеауд.). Тема: построение фазовых диаграмм, их анализ и интерпретация результатов.
Лабораторная работа № 3 (4 час. ауд., 8 час. внеауд.). Тема: обработка результатов анализов содержания в магматических породах редких, рассеянных и редкоземельных элементов, построение спайдердиаграмм, анализ, интерпретация результатов.
Каждая лабораторная работа завершается отчетом, составляемым в соответствии со стандартом ТПУ. Работа засчитывается после собеседования преподавателя с магистрантом.
4.ПРОГРАММА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
На аудиторных занятиях разбираются ключевые вопросы, наиболее трудно усваиваемые темы. Самостоятельная работа с учебным материалом есть основной способ овладения знаниями. Поэтому, на самостоятельную работу выделяется больше времени, чем на аудиторные занятия.
Подготовка по курсу «Петрология магматических и метаморфических пород» в рамках данной программы предполагает частичное знание учащимися понятий аппарата, который усваивается при изучении дисциплины «Петрография магматических и метаморфических пород» на предшествующем студенческом этапе обучения. Новые для магистранта понятия в области Петрографии должны быть усвоены по мере изучения материала соответствующих пунктов программы.
Рекомендуемое внеаудиторное время на усвоение материала подразделов (тем) приведено в разделе 2. Магистранту целесообразно самостоятельно выделить в каждом конкретном случае из бюджета внеаудиторной работы время на повторение лекционного материала и материала, выносимого на самостоятельную работу. Вопросы, на которые магистранту следует обратить особое внимание, приведены ниже. В подразделах указаны вопросы (темы), которые не включены в тематику лекций и вынесены на самостоятельное изучение (они обозначены звездочкой).
В п. 2.1.1. Предмет особого внимания: причины чрезвычайного многообразия изверженных пород по минералого-химическому составу с постепенными переходами от вида к виду через разновидности. Причины отражены в названиях тем: дифференциация, смешение расплавов и др.
В п. 2.1.2. Минералого-петрохимические черты изверженных пород, эволюция их во времени и пространстве как основа для реконструкции последовательности и условий образования магматических пород, выделения их петрохимических серий (ассоциаций). Решение этих вопросов предполагает овладение приемами обработки минералого-петрохимических данных, расчета петрохимических параметров горных пород.
В п. 2.1.3. Содержится наиболее трудно усваиваемый материал. Важно понять законы, управляющие процессами плавления горных пород и процессами кристаллизации расплавов, овладеть средствами графического выражения этих законов. В рамках программы изучаются фазовые отношения для относительно простых случаев бинарных систем.
В п. 2.1.4. Усвоение перечисленных здесь преимущественно теоретических вопросов не вызывает серьезных затруднений. Особое внимание следует уделить приемам реконструкции взаимосвязей магматизма и геодинамических процессов в мантии и земной коре, в том числе трудоемкими операциями обработки аналитических данных и составления диаграмм.
Все пункты подраздела 2.2 не вызывают серьезных проблем с усвоением материала. Тем не менее, трудоемки вопросы в п. 2.2.3. – минеральные фации метаморфизма, причины и условия минеральных равновесий и минеральных замещений в разных условиях исходной среды и в разных термодинамических и физико-химических режимах.
Текущий контроль осуществляется перед началом выполнения каждой лабораторной работы на предмет оценки подготовленности к ней каждого магистранта. Осуществляется в виде опроса в течение 10–15 минут. На каждый вопрос по теме лабораторной работы предполагается краткий содержательный устный ответ. Устная форма ответа предусмотрена для развития навыков устной речи на профессиональные темы. Не подготовленный магистрант к выполнению лабораторной работы не допускается.
Рубежный контроль осуществляется в конце каждого месяца в письменной форме в виде индивидуальных работ по пройденному за месяц материалу во внеаудиторное время, – в счет времени, выделяемого на самостоятельную работу. Каждому магистранту в течение 45 мин. предлагается ответить на 2 теоретических и 1 практический вопросы. Работа оценивается в баллах в соответствии с рейтинг–планом. Письменная форма контрольной работы предусмотрена для развития способности излагать материал на профессиональные темы в виде текстов. Повторное выполнение контрольной работы с целью повышения рейтинговой оценки возможно не менее чем через 2 недели.
Итоговый контроль предусмотрен в форме традиционного экзамена по окончании семестра. Допуск к экзамену возможен только при условии успешной сдачи отчетов по всем лабораторным работам и получения магистрантом не менее половины от предусмотренного рейтинг–планом объема баллов.
Ниже приведены вопросы для ежемесячного рубежного и итогового (экзамен) контроля. На каждый рубежный контроль выносятся вопросы по пройденному за соответствующий отчетный период материалу. В экзаменационные билеты включены все перечисленные вопросы в различных комбинациях. Три вопроса билета представляют три раздела программы.
2.1.1.
2.Процессы дифференциации и газовый перенос в магме.
3.Сущность ликвационного процесса, признаки его реализации в горных породах.
4.Кристаллизационная дифференциация (кристаллическое фракционирование) как один из главнейших механизмов дифференциации расплавов. Эмпирические доказательства реализации в природе.
5.Сущность процесса кристаллического фракционирования в движущемся потоке магмы. Доказательства реализации процесса в природе.
6.Кристаллическое фракционирование при застывании магмы. Доказательства реализации процесса в природе.
7.Процессы гравитационной дифференциации, примеры ее реализации.
8.Парциальное плавление горных пород и его влияние на состав образующихся расплавов.
9.Сущность процесса гибридизации (смешения магм разного состава), эмпирические доказательства реализации процесса в природе.
10.Ассимиляция в магматических процессах. Ассимиляционные явления в основных и кислых магматических породах.
11.Роль автометасоматизма в процессах образования магматических пород.
2.1.2.
13.Вариационные петрохимические диаграммы, их назначение и принципы построения. Чтение петрохимических диаграмм.
14.Индексы фракционирования расплавов, их назначение, принципы расчетов, интерпретация. Примеры.
15.Петрохимические серии изверженных пород – содержание понятия, принципы выделения, петрологическое значение.
2.1.3.
16.Фазы и фазовые отношения в магматических процессах. Химические компоненты и фазы, содержание понятий, их соотношения.
18.Понятия ликвидуса и солидуса в магматических процессах.
19.Правило фаз Гиббса, принципы его использования в магматической петрологии.
20.Принципы построения и чтение фазовых диаграмм.
21.Построение и чтение фазовых диаграмм для бинарных систем и случая конгруэнтного плавления.
22.Построение и чтение фазовых диаграмм для бинарных систем и случая инконгруэнтного плавления.
23.Построение и чтение фазовых диаграмм для бинарных систем и случая фракционного плавления.
24.Построение и чтение фазовых диаграмм для бинарных систем и случая фракционной кристаллизации.
25.Построение и чтение фазовых диаграмм для бинарных систем с твердыми растворами и случая фракционной кристаллизации и фракционного плавления.
2.1.4.
27.Условия подъема и течения расплавов в мантии и земной коре. Факты, их интерпретация.
28.Температурные режимы расплавов в мантии и земной коре. Факты, их интерпретация.
29.Явления конвекции в магматических камерах, доказательства.
30.Длительность образования плутонов магматических пород. Факты, их интерпретация.
31.Механизмы образования расслоенных интрузий: существующие представления и их обоснование эмпирическими и экспериментальными данными.
32.Геодинамические режимы и магматизм Земного шара. Условия образования магматических ассоциаций в океанах.
33.Геодинамические режимы и магматизм Земного шара. Условия образования магматических ассоциаций на континентах.
34.Геодинамические режимы и магматизм Земного шара. Условия образования магматических ассоциаций в активных и пассивных зонах перехода океан-континент.
35.Особенности магматических процессов в раннем докембрии. Факты, их интерпретация.
36.Содержание понятия элементы-примеси в магматических горных породах, коэффициенты их распределения в системах минерал (минералы)– расплав. Петрогенетическое значение коэффициентов распределения элементов-примесей (примеры).
37.Понятие о совместимых и несовместимых химических элементах, их петрогенетическое значение.
38.Принципы построения диаграмм распределения хондрит-нормализованных редких и редкоземельных элементов, их интерпретация и использование для решения петрогенетических вопросов.
39.Использование изотопов рубидия и стронция для решения петрогенетических вопросов: происхождения гранитов, эволюции мантийных и коровых магм, геологического возраста магматических горных пород.
2.2.1.
40.Факторы метаморфизма: температура и давление, их распределение в Земной коре.
42.Термодинамические режимы регионального и контактового метаморфизма, их влияние на химические реакции при метаморфизме.
2.2.2.
43.Типы метаморфизма. Метаморфизм погружения.
45.Типы метаморфизма. Метаморфизм гидратации.
46.Типы метаморфизма. Дислокационный, ударный метаморфизм.
2.2.3.
48.Понятие о минеральных фациях метаморфизма, критерии их выделения.
49.Понятие о парагенетических ассоциациях метаморфических минералов, условия их образования.
50.Назначение и принципы построения диаграмм «состав–парагенезис». Чтение диаграмм.
51.Классификация и состав минеральных фаций метаморфизма.
52.Минеральные фации метаморфизма погружения и их минеральные парагенезисы.
53.Минеральные фации контактового метаморфизма и их минеральные парагенезисы.
54.Минеральные фации регионального метаморфизма и их минеральные парагенезисы.
2.2.4.
55.Фациальные серии метаморфических пород во времени и пространстве.
57.Метаморфические эпохи.
58.Особенности метаморфизма в раннем докембрии.
2.3.1.
60.Причины и условия кислотно-основной дифференциации гидротермальных растворов.
61.Понятие о дифференциальной подвижности компонентов и ее влияние на формирование минеральной зональности ореолов метасоматических пород.
62.Фильтрационный эффект в метасоматических процессах.
63.Систематика метасоматических пород.
64.Минеральные фации метасоматических пород.
65.Физико-химические условия образования скарнов.
66.Физико-химические условия образования вторичных кварцитов.
67.Причины эволюции физико-химических параметров гидротермальных растворов во времени и пространстве.
68.Типовые геологические обстановки реализации метасоматических процессов.
69.Метасоматизм и рудообразование. Металлогеническая специализация метасоматитов.
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
6.1. Используемые информационные продукты
В учебном процессе используются компьютерные программы, предназначенные для расчетов статистических параметров распределения химических элементов в магматических горных породах, петрохимических параметров, индексов фракционирования магматических расплавов (CIPW–norm 3.exe).
Используются базы данных о содержаниях петрогенных и рудогенных, редких и редкоземельных элементов в магматических горных породах.
6.2.2. Дополнительная
Рабочая программа учебной дисциплины
Составитель Игорь Васильевич Кучеренко
Подписано к печати
Формат 60х 84/16. Бумага офсетная
Печать Riso. Усл.печ.л. . Уч.-изд.л.
Пререквизиты: общая геология, кристаллография, минералогия, петрография, литология, геохимия, общая химия, физическая и коллоидная химия, геодинамика
26 09 2014
1 стр.
Таким образом, курс «Петрография» в Сыктгу соответствует блоку «Петрография магматических пород и петрология магматизма». Он изучается на III курсе. Применительно к нему и составле
26 09 2014
1 стр.
Магма – это огненно-жидкий природный обычно силикатный расплав, обогащённый летучими компонентами (H2O, co2, co, H2S и др.). Редко встречаются низкосиликатные и несиликатные магмы.
26 09 2014
1 стр.
Состав магматических систем при формировании ультраосновных пород массива медек
15 12 2014
1 стр.
В качестве таких признаков можно использовать разные характеристики метаморфических комплексов
11 10 2014
1 стр.
Типы магматических амфиболов гранитоидов. Глинозёмистость магматических амфиболов гранитоидов геобарометр
29 09 2014
1 стр.
Специальность 25. 00. 20 – Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика
25 12 2014
1 стр.
Большинство из этих пород по отношению к вмещающим стратиграфическим образованиям являются секущими, внедрившимися фрагментами крупных флюидно-эксплозивных систем
14 10 2014
1 стр.