"Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение" – научная специальность, объединяющая исследования инженерно-геологических и геокриологических образований, закономерности их формирования и изменения под воздействием природных и техногенных факторов, преимущественно в связи с хозяйственной деятельностью человека. Основной задачей инженерной геологии, мерзлотоведения и грунтоведения является изучение состава, структуры, теплового состояния, свойств и динамики массивов горных пород (грунтов) верхней части литосферы в ненарушенных и нарушенных человеком условиях и их влияния на строительство и эксплуатацию зданий и сооружений.
Настоящая программа включает преимущественно материал, освещаемый в курсах инженерной геологии, мерзлотоведения и грунтоведения.
Программа также учитывает основные положения программы-минимум кандидатского экзамена по специальности 25.00.08 инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение, разработанной экспертным советом Высшей Аттестационной Комиссии (ВАК) Министерства науки и образования Российской Федерации по наукам о Земле при участии Геологического института РАН.
-
Фазы напряженного состояния грунтов.
-
Механические характеристики грунта, используемые при инженерно-геологических расчетах.
-
Напряжения в грунтах от различных видов нагрузок.
-
Влияние воды в грунтах на конечную осадку грунта и осадку во времени.
-
Грунт как нагрузка на инженерное сооружение.
-
Расчеты коэффициента устойчивости различными методами.
-
Расчет осадки грунтового основания различными методами.
-
«Техногенное грунтоведение» как один из важнейших разделов грунтоведения и инженерной геологии, обеспечивающей внедрение современных достижений химии, физики, механики и технических наук для целенаправленного искусственного преобразования свойств горных пород (пояснить примерами).
-
Природные геологические процессы в зоне гипергенеза – фундаментальные научные основы техногенного грунтоведения и искусственного литогенеза.
-
Девять научных направлений геохимии, составляющих теоретическую основу техногенного грунтоведения.
-
Современные задачи техногенного грунтоведения и вытекающие из них пять научных направлений исследований.
-
Теория синтеза вяжущих веществ в дисперсных грунтах, как научная основа искусственного литогенеза.
-
Основы теории синтеза новых структур в горных породах.
-
Химические методы техногенного преобразования и управления свойствами горных пород.
-
Механические методы уплотнения дисперсных грунтов и теоретические обоснования их целесообразности.
-
Физические методы управления свойствами дисперсных грунтов, их достоинства и недостатки.
-
Методы техногенного грунтоведения, направленные на решение экологических проблем защиты геологический среды (минерально-матричные технологии обезвреживания и утилизации токсичных промышленных и бытовых отходов).
-
Инженерно-геологическая классификация грунтов.
-
Гранулометрический состав грунтов. Методы его определения и обработка результатов.
-
Структурные связи в грунтах. Классификация грунтов по структурным связям.
-
Характеристики физических свойств глинистых и песчаных грунтов.
-
Поглотительная способность грунтов.
-
Строение глинистой частицы.
-
Гранулометрическая классификация грунтов по Охотину В.В.
-
Инженерно-геологическая характеристика скального массива: строение, прочность, напряженное состояние, анизотропия. Пустотность.
-
Генезис и методы изучения трещиноватости горных пород, графические способы документации.
-
Типы склонов и физико-геологические склоновые процессы.
-
Оползни: классификация по структуре, оценка устойчивости и оползневого склона.
-
Абразия берегов морей и водохранилищ. Графический метод прогноза переработки берега (Золотарева-Саваренского).
-
Изменчивость физико-механических свойств грунтов и её учет при выделении инженерно-геологических элементов (МГТ-1,2,3).
-
Характер залегания и виды границ ММП (географическая, физическая, геофизическая).
-
Виды воды в мерзлых грунтах.
-
Миграция влаги при промерзании грунтов.
-
Виды и генезис подземного льда.
-
Криогенные процессы (классификация и основные условия возниковения).
Литература
-
Иванов И.П., Тржицинский Ю.Б. Инженерная геодинамика. Центр Интеграция, 2001, 453 с.
-
Ломтадзе В.Д. Инженерная геология. Т.т. 1-3. Л, «Недра» 1977-1980. 479 с, 469 с. 480 с.
-
Маслов Н.Н.. Механика грунтов в практике строительства. М, 1977. 320 с.
-
Ершов Э.Д. Общая геокриология. М, изд. МГУ, 2002. 684 с.
-
Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений. Уч. Пособие, под ред. Б.И.Долматова. М., 2006. 278 с.
-
Бондарик Г.К. Методика инженерно-геологических исследований. М, «Недра», 1987. 325 с.
-
Теоретические основы инженерной геологии, ред. Е.М.Сергеева. М, «Недра» 1985. 288 с.
-
Е.М.Пашкин, А.А.Коган, Н.Ф.Кривоногова. Терминологический словарь-справочник по инженерной геологии. М.,КДУ, 2011. 952 с.
-
В.Т. Трофимов, В.А. Королев,Е.А. Вознесенский, Г.А. Голодковская, Ю.К Васильчук,Р.С. Зиангиров. Грунтоведение,6-е издание, М.: Изд-во МГУ, 2005.-1024с.
-
Кнатько В.М. Теория синтеза неорганических вяжущих веществ в дисперсных грунтах: Учеб.пособие. Л. Ленинградский ун-т, 1989. 98 с.
-
Кнатько В.М. Укрепление дисперсных грунтов путем синтеха неорганических вяжущих. Л. Изд. Ленинградского университета, 1989. –272 с.
1.3.10.Специальность 25.00.09 - геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых
Геохимия и геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых – область знаний о распространенности и закономерностях поведения химических элементов и изотопов в природе, а также о разработке геохимических методов поисков, разведки и оценки месторождений полезных ископаемых и практических методов геохимического мониторинга окружающей среды. Объектами рассмотрения геохимии являются закономерности распределения и формы нахождения химических элементов в минералах, горных породах, рудных месторождениях, живом веществе, земной коре и Земле в целом, гидросфере, атмосфере и биосфере, а также во внеземном веществе.
Настоящая программа основана на разделах геологии, исследующих количества и формы нахождения химических элементов и изотопов в природных объектах, принципы и методы экспериментального и теоретического физико-химического моделирования, способы математической обработки геохимических данных и геохимического картирования, практические приемы геохимических методов прогноза, поисков, разведки и оценки месторождений полезных ископаемых и геохимического мониторинга окружающей среды, а также теоретические основы и методы изотопной геохронологии.
Программа также учитывает основные положения программы-минимум кандидатского экзамена по специальности 25.00.09 «Геохимия и геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых», разработанной кафедрой геохимии геологического факультета МГУ, одобренной экспертным советом Высшей аттестационной комиссии по наукам о Земле и утвержденной приказом Минобрнауки России от 8 октября 2007 г.
I. Геохимия как наука о распространённости, закономерностях миграции, концентрации и рассеяния химических элементов.
-
Предмет геохимии и ее место в системе геологических наук. Основные вехи в истории развития геохимии. Основные направления развития современной геохимии.
-
Задачи и методы геохимии. Химико-аналитические, физико-химические и физические методы изучения содержания, форм нахождения и изотопного состава элементов в природных объектах. Роль математических методов обработки геохимических данных. Экспериментальное и теоретическое моделирование в геохимии.
II. Распространенность химических элементов в природе
-
Геохимические классификации химических элементов. Связь классификационных групп элементов с их положением в Периодической системе.
-
Концепции происхождения химических элементов. Устойчивость и распространенность химических элементов как функция строения их атомных ядер.
-
Геохимия как раздел космохимии. Состав вещества Вселенной, галактики, Солнечной системы, внешней оболочки Солнца. Типы и состав метеоритов. Космическая распространенность химических элементов.
-
Современные данные о строении Земли, выделяемые оболочки, их предполагаемый элементный и минеральный состав. Определение понятия "кларк". Средние содержания элементов в различных типах пород и оценка распространенности элементов в земной коре.
-
Геохимическая эволюция Земли. Теории Гольдшмидта, Рингвуда, Виноградова. Геохимические эпохи. Понятие "геохимический цикл", частные и общие геохимические циклы элементов. Основные закономерности геохимической истории земной коры. Внутренние и внешние источники энергии геохимических процессов.
III. Формы нахождения и закономерности миграция химических элементов
-
Минералы как продукты природных химических реакций. Рассеяние элементов в природе. Явление изоморфизма и его геохимическое значение. Состояние химических элементов в подвижных фазах (расплавах, водных растворах, газах).
-
Внутренние и внешние факторы миграции химических элементов, их проявление в геологических системах. Подвижность и инертность химических компонентов. Эмпирические ряды подвижности. Механическая, физико-химическая, биогенная и техногенная миграция химических элементов.
-
Основные формы нахождения и переноса химических элементов в различных оболочках Земли. Роль воды и других летучих компонентов в миграции рудных элементов.
-
Понятие "геохимический барьер". Условия возникновения и типы геохимических барьеров. Роль геохимических барьеров в формировании рудных месторождений.
IV. Геохимия природных процессов в литосфере
-
Геохимия магматических процессов. Химический состав магматических пород. Типичные ассоциации химических элементов в породах. Формы нахождения элементов в расплавах. Условия возникновения магматических расплавов и их геохимическая специализация. Пути кристаллизации магматических расплавов. Кристаллизационная и эманационная дифференциация, ликвация расплавов, контаминация вмещающих пород. Важнейшие закономерности поведения химических элементов в силикатных расплавах. Связь магматизма и рудообразования. Поведение летучих в магматическом процессе в связи с их рудогенным потенциалом. Геохимия пегматитов как продуктов промежуточного звена между магматическим и гидротермальным процессом. Геохимическая зональность пегматитообразующих систем.
-
Геохимия процессов метаморфизма. Химический состав метаморфических пород. Понятие об открытой и закрытой системах. Поведение химических элементов в различных метаморфических фациях. Геохимия рудогенеза в процессах метаморфизма.
-
Геохимия гидротермальных процессов. Гидротермальные растворы, их природа, источники воды и рудного вещества. Состав и свойства гидротермальных растворов. Метасоматоз, его основные законы. Основные типы ассоциаций химических элементов в гидротермально-метасоматических образованиях. Формы миграции химических элементов в гидротермальных растворах. Факторы отложения элементов из растворов и их концентрации. Геохимическая зональность гидротермальных месторождений.
-
Геохимия процессов выветривания и осадкообразования. Химический состав различных типов осадочных пород. Процессы выветривания в различных ландшафтно-климатических условиях. Поведение химических элементов при выветривании горных пород и в зонах окисления. Геохимические типы зон окисления. Геохимические условия процессов литогенеза, осадочная дифференциация вещества, фации осадочных пород континента и морских отложений. Месторождения полезных ископаемых, связанных с литогенезом.
V. Геохимия гидросферы и атмосферы
-
Строение и состав гидросферы. Воды морские и континентальные, их состав, главные ионы и микрокомпоненты, преобладающие миграционные формы химических элементов в водной среде. Кислотно-основные и окислительно-восстановительные равновесия в природных водах. Процессы комплексообразования. Гидрохимическая зональность вод океана и континентов. Основные факторы и закономерности формирования состава вод. Круговорот воды и геохимическая эволюция гидросферы.
-
Состав атмосферы, ее строение и распределение в ней компонентов по высоте. Происхождение и эволюция состава атмосферы. Взаимодействие атмосферы с солнечной и космической радиацией. Баланс азота, кислорода, двуокиси углерода в атмосфере. Озон в атмосфере, его роль и распределение. Малые компоненты атмосферы, формы нахождения металлов и других элементов-примесей в воздухе. Атмосферная миграция химических элементов. Взаимодействие с гидросферой и литосферой.
VI. Геохимия биосферы
-
Определение Вернадским понятия "биосфера". Химический состав живого вещества. Роль биосферы в формировании современного состава атмосферы.
-
Биогенная миграция химических элементов. Биогеохимические процессы, их роль в формировании литосферы, гидросферы, атмосферы. Биогеохимические провинции.
-
Биологический круговорот химических элементов. Биокосные системы, факторы миграции и накопления в них химических элементов.
-
Основные особенности геохимии почв: их состав и факторы, его определяющие.
-
Органическое вещество в биосфере Земли. Органические соединения в природных водах, почвах, углях, нефти, горных породах.
VII. Прикладная и экологическая геохимия
-
Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых. Представление о геохимических методах поисков: их виды и возможности. Первичные и вторичные ореолы рассеяния. Литохимические, гидрохимические, атмохимические и биогеохимические методы поисков. Геохимические карты, методы геохимического картирования.
-
Геохимия окружающей среды. Миграция и концентрация токсичных элементов в окружающей среде. Эколого-геохимические особенности геохимических ландшафтов. Эколого-геохимическая оценка состояния окружающей среды. Общие особенности техногенной миграции химических элементов. Понятие "ноосфера". Техногенные геохимические системы и процессы, их формирующие. Техногенные геохимические аномалии.
VIII. Геохимия отдельных элементов (для I-VIII групп Периодической системы)
Химические и кристаллохимические свойства элементов. Распространенность и формы нахождения в минералах, горных породах и рудах, ведущие геохимические ассоциации и условия концентрации. Условия миграции и накопления в гидросфере, атмосфере, живом веществе.
IX. Геохимия изотопов
Стабильные нерадиогенные и радиогенные изотопы. Особенности поведения изотопов в геологических процессах. Реакции и константы изотопного обмена. Факторы, влияющие на изотопный обмен. Применение изотопов как индикаторов источников вещества и условий формирования пород и руд. Методы изотопной геохронологии, принципы и области применения.
Основная литература
-
Алексеенко В А. Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых М., 2002.
-
Алексеенко В.А. Экологическая геохимия. М., Логос, 2000.
-
Барабанов В.Ф. Геохимия. Ленинград, Недра, 1985.
-
Браунлоу А.Х. Геохимия. Москва. Недра. 1984.
-
Гавриленко В.В., Сахоненок В.В. Основы геохимии редких литофильных металлов. Л., ЛГУ, 1986.
-
Гавриленко В.В., Сорокина Н.А. Геохимические циклы токсичных элементов. Л., ЛГУ, 1988.
-
Добровольский В.В. Основы биогеохимии. М.: Изд. центр «Академия», 2003.
-
Жариков В.А. Основы физической геохимии. М.: Изд-во МГУ, 2005.
-
Мейсон Б. Основы геохимии. Недра, 1971.
-
Овчинников Л.Н. Прикладная геохимия. М., Недра, 1990.
-
Перельман А.И. Геохимия. Высшая школа, 1988.
-
Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: Астрея, 1999.
-
Родыгина В.Г. Курс геохимии. Томский Ун-т, Изд-во НТЛ, 2006.
-
Ронов А.Б., Ярошевский А.А., Мигдисов А.А. Химическое строение земной коры и геохимичекий баланс главных элементов. М., Наука, 1990.
-
Сауков А.А. Геохимия. М., Наука, 1975.
-
Фор Г. Основы изотопной геохимии. М.: Мир, 1989Шоу Д.М. Геохимия микроэлементов кристаллических пород. Л., Недра, 1969.
-
Фортескью Дж. Геохимия окружающей среды. М., Прогресс, 1985.
Дополнительная литература
-
Беус А.А., Грабовская Л.И., Тихонова Н.В. Геохимия окружающей среды. М., Недра, 1976.
-
Барсуков В.Л., Григорян С.В., Овчинников Л.Н. Геохимические методы поисков рудных месторождений. М., 1981.
-
Борисов М.В., Шваров Ю.В. Термодинамика геохимических процессов. М.:Изд.-во МГУ, 1992.
-
Гаррелс Р.М., Крайст Ч.Л. Растворы, минералы, равновесия. М., 1968.
-
Гончаров Г.Н., Зорина М.Л., Сухаржевский С.М. Спектроскопические методы в геохимии. Л., изд. ЛГУ, 1982.
-
Интерпретация геохимических данных. Учебное пособие/ Скляров Е.В. и др.; Под ред. Е.В.Склярова. М.: Интермет Инжиниринг, 2001.
-
Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Швец В.М. Геохимия подземных вод. М., 2004.
-
Логвиненко Н.В., Грамберг И.С. Введение в геохимию экзогенных процессов, Изд. СПбГУ, 1997.
-
Соловов А.П. и др. Справочник по геохимическим поискам полезных ископаемых. М., 1990.
-
Справочник по изотопной геохимии / Э.В.Соботович, Е.Н.Бартницкий, О.В.Цьонь, Л.В.Кононенко. М.: Энергоиздат, 1982.
-
Справочник по геохимии / Г.В.Войткевич, А.В.Кокин, А.Е.Мирошников, В.Г.Прохоров. М.: Недра, 1990.
-
Титаева Н.А. Ядерная геохимия. М., МГУ, 2000, 336 с.
-
Типоморфизм минералов. Справочник под ред. Л.В.Чернышевой «Недра», М, 1989.
-
Щербина В.В. Миграция элементов и процессы минералообразования. М.:Наука. 1980.
-
Bethke C.M. Geochemical and biogeochemical Reaction Modeling. Cambridge University press. 2008.
-
Dickin A.P. Radiogenic isotope geology. Cambrige. 2005.
-
Holland HD, Turekian KK (2004) Treatise on geochemistry. Vol. 1-10. Pergamon Press (Elsevier)
-
Marshall CP, Fairbridge RW (1999) Encyclopedia of geochemistry. Encycl Earth Sci Ser; Kluwer Academic, Dordrecht.
-
Faure G (1998) Principles and applications of geochemistry. 2nd ed. Prentice Hall, New Jersey.
-
Ottonello G. Principles of Geochemistry. Columbia University Press: New-York. 1997.
Достарыңызбен бөлісу: |
