Москва 
ИНФРА-М 
2015

ГеолоГия

с основами 
ГеоморфолоГии

Учебное пособие

Допущено УМО вузов РФ по агрономическому образованию 
в качестве учебного пособия для подготовки бакалавров, 
обучающихся по направлению подготовки 35.03.03  
«Агрохимия и агропочвоведение»

Под редакцией доктора биологических наук,  
профессора Н.Ф. Ганжары

Г 36

УДК 551(075.8)
ББК 26.3я73
Г 36

Геология с основами геоморфологии: Учеб. пособие / Под ред. проф. 
Н.Ф. Ганжары. — М.: ИНФРА-М, 2015. — 207 с. + Доп. материалы 
[Электронный ресурс; Режим доступа http://www.znanium.com]. — (Высшее 
образование: Бакалавриат). — www.dx.doi.org/10.12737/7200.

ISBN 978-5-16-009905-7 (print)
ISBN 978-5-16-101493-6 (online)

В учебном пособии изложены основы геологии, описаны главные минералы 
и горные породы, эндогенные и экзогенные геологические породы, основные 
этапы геологической истории Земли, а также представлены основы геоморфо-
логии. Учебное пособие предназначено для студентов бакалавриата, обучающихся 
по направлению подготовки 35.03.03 «Агрохимия и агропочвоведение».

ББК 26.3я73

Цветные фото минералов и пород предоставлены А.В. Арешиным и 
О.С. Бойко (минералы размещены в Геолого-минералогическом музее 
Российского государственного аграрного университета – МСХА им. К.А. Ти-
мирязева)

Материалы, отмеченные знаком 
, доступны в электронно-библио-
течной системе znanium (www.znanium.com)

Р е ц е н з е н т ы :
И.М. Ломакин, канд. геолого-минерал. наук, профессор кафедры гидроло-
гии, гидрогеологии и регулирования МГУП им. А.Н. Костякова;
Н.В. Полякова, д-р биол. наук, проф., декан факультета почвоведения, 
агрохимии и агроэкологии Нижегородской ГСХА

ISBN 978-5-16-009905-7 (print)
ISBN 978-5-16-101493-6 (online) 
© Коллектив авторов, 2015

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11

А в т о р ы :
Ганжара Николай Федорович, д-р биол. наук, профессор;
Борисов Борис Анорьевич, д-р биол. наук, профессор;
Арешин Александр Викторович, канд. биол. наук, ст. преподаватель;
Бойко Олег Степанович, канд. с.-х. наук, доцент;
Ефимов Олег Евгеньевич, канд. с.-х. наук, доцент

Предисловие

Федеральным государственным образовательным стандартом выс­

шего профессионального образования (ФГОС ВПО) при реализации 
основных образовательных программ бакалавриата по направлению 
подготовки 35.03.03 «Агрохимия и агропочвоведение» предусмотрено 
изучение дисциплины «Геология с основами геоморфологии».

В первой части настоящего учебного пособия рассмотрены осно­

вы геологии: строение Земли, наиболее распространенные минералы 
и горные породы, в том числе четвертичные отложения и агроруды, 
эндогенные и экзогенные геологические процессы и их роль в фор­
мировании рельефа и ландшафтов, основные этапы геологической 
истории Земли. Во второй части представлены основы геоморфологии: 
формы и типы рельефа, роль различных геологических процессов 
вформировании рельефа, методы геоморфологических исследований, 
чтение форм и элементов рельефа на топографической карте.

Авторы выражают глубокую признательность рецензентам— про­

фессору Московского государственного университета природообу­
стройства, кандидату геолого­минералогических наук И.М. Ломаки­
ну и профессору Нижегородской государственной сельскохозяйствен­
ной академии, доктору биологических наук Н.В. Поляковой за ценные 
замечания, позволившие улучшить содержание учебного пособия.

введение

Геология — естественноисторическая наука о Земле, ее составе, 

строении, происхождении, закономерностях развития. Первые науч­
ные обобщения в геологии были сделаны в России в середине XVIII в. 
М.В. Ломоносовым. По мере развития геология значительно диффе­
ренцировалась, итеперь она включает целый комплекс геологических 
наук.

Петрография— наука, изучающая горные породы, их состав, струк­

туру, условия образования (подразделяется на петрологию — изучает 
магматические и метаморфические горные породы и литологию — 
изучает осадочные горные породы).

Минералогия — наука о минералах, их составе, свойствах, проис­

хождении, строении.

Кристаллография — наука о кристаллах, их строении, включает 

кристаллохимию, изучающую химический состав кристаллов.

Геохимия — наука о распределении и миграции химических эле­

ментов и их соединений в недрах Земли (геохимия ландшафтов — на­
ука о распределении и миграции химических элементов и их соеди­
нений в ландшафтах).

Динамическая геология изучает процессы, протекающие в недрах 

Земли (эндогенные процессы) и на ее поверхности (экзогенные про­
цессы).

Динамическая геология включает ряд разделов: геотектоника 

и структурная геология — науки о тектонических движениях и их по­
следствиях. 

Вулканология— наука, изучающая процессы вулканизма, строение 

и состав продуктов извержения вулканов. 

Сейсмология — наука о землетрясениях, условиях их возникнове­

ния и геологических последствиях.

Геофизика — наука о физических свойствах Земли.
Историческая геология — наука, которая изучает историю и зако­

номерности развития Земли с момента образования земной коры до 
ее современного состояния. 

Четвертичная геология изучает историю развития земной коры 

в четвертичный период (1,5–2 млн лет). 

Стратиграфия изучает последовательность образования изалегания 

отдельных слоев горных пород в земной коре.

Морская геология изучает структуру, рельеф исовременные осадки 

дна морей и океанов.

Прикладная геология объединяет практические отрасли геологии: 

геологию месторождений полезных ископаемых, инженерную гео­
логию, гидрогеологию, грунтоведение и др.

Региональная геология изучает геологическое строение и геологи­

ческую историю крупных областей (регионов) земного шара.

Геоморфология — наука о рельефе земной поверхности. Является 

пограничной наукой между физической географией и геологией.

Геология ифизическая география, наряду с продолжающейся диф­

ференциацией на отдельные разделы, синтезируют знания смежных 
наук и с каждым годом получают все больший объем информации 
о составе, свойствах, развитии как отдельных оболочек (геосфер), так 
и о нашей планете в целом.

Ломоносов М.В. своими трудами «Первые основания металлургии или 

рудных дел» (1742), «О слоях Земли» (1763) и др. не только заложил науч­
ные основы геологии, но и дал толчок к развитию геологии в России. 
В 1805 г. было организовано Московское общество испытателей при­
роды, в 1817 г. в Петербурге — Минералогическое общество, в 1845 г. — 
Русское географическое общество, в 1865 г. — Московское общество 
любителей естествознания, антропологии и этнографии, которые 
сыграли огромную роль в развитии географических и геологических 
исследований в России. В первой половине XIX в. минералогом 
Н.И. Кокшаровым была составлена первая схематическая геологи­
ческая карта северной половины, агеологом Г.П. Гельмерсеном— всей 
Европейской части России. Основы минералогии были сформули­
рованы академиком В.М. Севергиным.

Дальнейшее развитие геологии связано сименами А.П.Карпинского 

(1847–1936), И.В. Мушкетова (1850—1902), В.А. Обручева (1863–1956), 
Е.С. Федорова (1853–1919), А.П. Павлова (1854–1929), В.И.Вернадского 
(1863–1945), И.М. Губкина (1871–1939), А.Е. Ферсмана (1883—1945) 
и других ученых. 

Основателя русской геологической школы А.П. Карпинского на­

зывают отцом российской геологии. Он является автором легенды 
геологической карты, утвержденной Всемирным геологическим кон­
грессом в 1881 г. С 1916 по 1936 г. А.П. Карпинский был президентом 
Академии наук СССР.

Всемирно известный минералог и кристаллограф Е.С. Федоров 

(в течение нескольких лет исполнявший обязанности заведующего 
кафедрой геологии Петровской земледельческой и лесной академии) 
разработал методы кристаллооптических исследований. В.И. Вернад­
ский, ученик В.В. Докучаева, минералог, занимался систематикой 
минералов, химией земной коры, основатель нового направления 
в геологии — геохимии.

Методы исследований. Геология и физическая география, в том 

числе ландшафтоведение, имеют общие основополагающие методы 
исследований. Главным из них является сравнительно-исторический 
метод, в основу которого положен сформулированный М.В. Ломоно­
совым принцип актуализма. Сущность метода заключается в том, что 

на основании наблюдений над современными процессами можно 
судить о ходе тех же процессов в далеком геологическом прошлом. 
Существенный вклад в развитие этого метода внес Н.М. Страхов.

Много ценной информации получено путем применения сравни-

тельно-географического метода, разработанного В.В. Докучаевым. 
Сущность метода заключается в выявлении корреляционных связей 
между строением, составом и свойствами почв — с одной стороны, 
и факторами почвообразования — с другой. Разновидности сравни­
тельно­географического метода — сравнительно-геоморфологический 
и сравнительно-литологический — основаны на установлении связей 
между почвенными разностями, рельефом местности и почвообра­
зующими породами и широко используются в настоящее время при 
крупномасштабном картографировании почв и ландшафтов.

Одним из основных методов познания в геологии является метод 

полевых наблюдений, основанный на изучении состава, возраста, ха­
рактера залегания горных пород и последовательности их напласто­
вания по ископаемым остаткам животных и растений, которые со­
хранились впородах смомента их образования. Этот метод позволяет 
изучать породы в естественных обнажениях, скважинах и разрезах до 
глубины 1–20 км.

Геофизические методы основаны на изучении сейсмических волн, 

гравитационных аномалий магнитного и теплового полей Земли. Они 
позволяют судить о внутреннем строении и составе Земли.

Геохимические методы позволяют изучать химический состав раз­

личных сфер Земли, миграцию химических элементов исоединений, 
возраст пород и минералов.

Методы смежных наук: математические, картографические и др. 

применяются как в геологии, так и в физической географии. В свою 
очередь они используют методы химии и физики, картографии и то­
пографии, а также аэрокосмические методы с применением аэро­
и космической съемки.

Глава 1. 
строение 
Земли

Форма планеты 
Одним из главных факторов в создании формы Земли является ее 

вращение. В настоящее время считают, что форма Земли представля­
ет собой трехосный эллипсоид вращения, несколько сплющенный 
уполюсов. Экваториальный радиус Земли равен 6379 км, аполярный— 
6357 км. Эксцентриситет (степень сжатия) эллипсоида — 1/300.

Полный оборот вокруг Солнца Земля делает за 24 часа (23 часа 

56 минут 4 секунды). 

Совокупность неровностей земной поверхности называется рель-

ефом. Самая высокая гора Эверест (Джомолунгма) — 8848 м выше 
уровня океана, самая глубокая впадина— Марианская— 11 034 мниже 
уровня океана. Таким образом, перепады рельефа на поверхности 
Земли составляют около 20 км, что по сравнению срадиусом планеты 
(около 6300 км) составляет ничтожную величину. Гораздо более су­
щественным фактом является неравномерное распределение веще­
ства, т.е. его разная плотность в недрах Земли.

Экваториальное сечение Земли представляет собой эллипс. Раз­

ность его полуосей составляет около 200 м. Кроме того, полярные 
полуоси Северного и Южного полушарий неодинаковы. Южная по­
луось — на 100–200 м короче северной, поэтому полярное сжатие 
Южного полушария больше Северного.

В результате неравномерного распределения вещества в недрах 

геометрический центр Земли не совпадает с центром ее масс. Меха­
ническим следствием этого должны являться «биения», что приводит 
кнепрерывному смещению самой оси вращения внутри тела Земли— 
ее прецессии. Земная ось, совершая движение, описывает конус, ха­
рактеризуя перемещение полюсов планеты впространстве (нутация). 
Нутация полюсов оказывает огромное воздействие на распределение 
масс воздуха и их перемещения по сезонам.

Хотя представление о форме Земли как о трехосном эллипсоиде 

вращения для решения многих задач является верным, в действитель­

ности поверхность Земли оказывается более сложной. Наиболее близ­
ка к ней фигура геоида (буквальный перевод термина— «землеподоб­
ный»). Геоид — некоторая воображаемая, замкнутая геометрическая 
поверхность, по отношению к которой сила тяжести повсеместно 
направлена перпендикулярно. Она совпадает с невозмущенной по­
верхностью Мирового океана и продолжается, погружаясь под мате­
рики, как бы сглаживая их рельеф. 

Форма и размеры Земли были вычислены геодезистом А.А. Изо­

товым в 1940 г. на основании геодезических работ, проводившихся 
под руководством математика, профессора Ф.Н.Красовского, поэтому 
вычисленная фигура Земли получила название эллипсоида Красов-
ского. Позднее ее параметры были уточнены с помощью космических 
аппаратов.

Таблица 1.1

основные параметры эллипсоида Красовского  

и основные характеристики Земли

Экваториальный радиус
6 378,245 км

Полярный радиус
6 356,863 км

Площадь поверхности Земли
5210 млн км2

Окружность по полюсам
40 008 км

Окружность по экватору
40 075 км

Объем Земли
1,083 · 1012 км3

Масса Земли
5,976 · 109 т

Средняя плотность Земли
5,52 г/см3

Лабораторными исследованиями было установлено, что плотность 

горных пород, выходящих на поверхность Земли, не превышает 2,7– 
3 г/см3. Из этого следует, что в ее недрах должны находиться горные 
породы, чья плотность должна значительно превышать среднюю плот­
ность Земли (табл. 1.1).

внешние геосферы
Атмосфера — газообразная оболочка Земли. Она имеет слоистое 

строение — в ней выделяют три основных слоя: нижний— тропосфе­
ра, средний — стратосфера и верхний — ионосфера.

Тропосфера — нижний слой атмосферы. Его толщина составляет 

от 6 км на полюсах до 18 км на экваторе, средняя — около 12 км. Тро­
посфера содержит 80% всей массы атмосферы и все водяные пары. 
Содержание кислорода О2 = 21%, азота N2 = 78%, углекислого газа 
СО2 = 0,03% и аргона 0,93%.

На каждые 100 м высоты в тропосфере фиксируется понижение 

температуры на 0,6 °С. В результате температура у верхней границы 
тропосферы — (–45–55 °С) у полюсов и (–70–80 °С) у экватора.

Стратосфера имеет верхнюю границу на высоте 80–90 км. Масса 

ее составляет 5% массы атмосферы, температура (–80–90 °С). На 
высоте 80–120 км расположен озоновый слой, который защищает 
биосферу от губительного действия ультрафиолетового излучения 
Солнца.

Ионосфера. Верхняя граница ионосферы не установлена, так как 

она постепенно переходит в межпланетное пространство, заполнен­
ное межпланетным магнитным полем и потоками космических заря­
женных частиц. Здесь воздух сильно ионизирован. Часто наблюда­
ются полярные сияния в результате схода электронных и протонных 
лавин, поступающих от Солнца. Верхняя граница полярных сияний 
100–120 км.

Гидросфера — водная оболочка Земли, верхняя граница которой 

определяется поверхностью водоемов. Гидросфера включает все из­
вестные нам формы природных вод в жидком, твердом и парообраз­
ном состоянии. Эти формы постоянно переходят друг в друга и вза­
имодействуют с другими геосферами.

Общая масса воды гидросферы составляет около 1644 · 1015 т (или 

0,2% массы планеты). Она в 275 раз превышает массу атмосферы. 
Около 94% массы гидросферы составляют соленые воды Мирового 
океана. Из оставшихся 6% массы гидросферы четвертая часть прихо­
дится на ледники. Подземные воды составляют 1,68% общего объема 
гидросферы. Их объем оценивается примерно в 200 км3. Остальные 
4% — пресные воды суши (вода рек, озер и болот).

Верхняя граница гидросферы совпадает с поверхностью ледников, 

снежников и уровнем воды в Мировом океане и в водоемах на кон­
тинентах. Вопрос о положении нижней границы гидросферы одно­
значно еще не решен. Обычно за нижнюю границу гидросферы при­
нимается нижняя граница существования подземных вод (в жидкой 
фазе). Она определяется давлением и температурой недр, так как при 
температуре около 1000 °С происходит диссипация (распад) молекул 
воды.

Любые воды гидросферы Земли в той или иной степени минера­

лизованы и могут рассматриваться как природные растворы. В отли­
чие от атмосферы в гидросфере четко проявлена горизонтальная не-
однородность (зональность). Воды суши— восновном пресные, аоке­
анов иморей— соленые. Химический состав воды океана постоянный 
и содержит в среднем 35 г солей в 1 л (3,5%).

Под влиянием солнечной радиации воды гидросферы Земли на­

ходятся в постоянном движении — в непрерывном кругообороте. Вода 
в виде паров атмосферной влаги, атмосферных осадков и речного 
стока, ввиде течений вокеанах перемещается на большие расстояния. 
Находясь ватмосфере, она максимально насыщается свободным кис­
лородом, а затем расходует его, соприкасаясь с биосферой и верхни­

ми слоями земной коры. В процессе круговорота в единую систему 
связываются все воды гидросферы, а также осуществляется тесная 
связь природных вод сатмосферой, земной корой иживым веществом 
планеты.

Биосфера — оболочка Земли, состав, структура и свойства которой 

в той или иной степени определяются настоящей или прошлой дея­
тельностью живых организмов. Главные особенности биосферы — 
исключительно быстрый круговорот вещества, широкое распростра­
нение веществ вколлоидном состоянии ив виде высокомолекулярных 
соединений.

Термин «биосфера» впервые применил Э. Зюсс (1875), считавший 

ее тонкой пленкой жизни на земной поверхности, в значительной 
мере определяющей «лик Земли». Однако заслуга создания целостного 
учения о биосфере принадлежит В.И. Вернадскому, так как именно 
он развил представление о живом веществе как огромной геологиче­
ской (биогеохимической) силе, преобразующей свою среду обитания. 
Большое влияние на В.И. Вернадского оказали работы В.В. Докуча­
ева о почве как о естественноисторическом теле.

Основы учения о биосфере, изложенные В.И. Вернадским в 1926 г. 

вкниге «Биосфера», впоследствии стали идеологией иосновой учения 
об окружающей среде — «экологией».

Биосфера имеет строго определенные границы. Эти границы опре­

деляются физическими и химическими условиями существования 
жизни. По современным представлениям биосфера занимает нижнюю 
часть атмосферы, верхние слои литосферы, поверхность суши и всю 
гидросферу. В то же время геометрические границы биосферы доста­
точно условны. Обычно считают, что верхняя граница биосферы на­
ходится на высоте 22–24 км от поверхности Земли, где образуется 
озоновый экран.

Нижняя граница биосферы проходит в литосфере на глубине 

3–4 км, а в гидросфере — по дну Мирового океана.

Более широкое распространение живых организмов ограничено 

рядом факторов. Так, проникновению вверх препятствует космическое 
излучение, а проникновению вглубь — высокая температура земных 
недр.

Масса внешних оболочек Земли составляет меньше 0,001% массы 

планеты, однако их значение в геологической истории Земли чрез­
вычайно велико. Атмосфера, гидросфера и биосфера обладают вы­
сокой динамичностью, поэтому они являются мощными геологиче­
скими факторами развития земной поверхности и преобразования 
горных пород. Благодаря их работе создаются озерные, речные, элю­
виальные, делювиальные, ледниковые, пролювиальные, эоловые, 
торфяные и другие отложения, слагающие верхнюю часть земной 
коры.