Введение в специальность. Геология

В. В. Щипцов






            ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ


        ГЕОЛОГИЯ

Учебно-методическое пособие

















Москва Вологда
« Инфра-Инженерия» 2023

УДК 55
ББК 26.3
    Щ86



Рецензенты:
д. г.-м. н., профессор, главный научный сотрудник Геологического института ФИЦ «Кольский научный центр РАН» (Апатиты) Юрий Леонидович Войтеховский; к. г.-м. н., ученый секретарь Института геологии ФИЦ «Карельский научный центр РАН» (Петрозаводск) Аэлита Валериевна Первунина







     Щипцов, В. В.
Щ86        Введение в специальность. Геология : учебно-методическое пособие /
     В. В. Щипцов. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. - 104 с. : ил.
           ISBN 978-5-9729-1399-2

           Рассмотрены главные составляющие учебного процесса по введению в геологию. Предмет раскрывается с позиций исторического развития, истоков и основных этапов становления геологической службы России. В кратком изложении характеризуются главные геологические дисциплины и планета Земля. Показана роль геологических и минералогических музеев и музейного дела в познании геологии регионов.
           Для студентов и преподавателей направления подготовки «Геология». Может быть полезно широкой аудитории, интересующейся вопросами геологии.

УДК 55
ББК 26.3













ISBN 978-5-9729-1399-2

    © Щипцов В. В., 2023
    © Издательство «Инфра-Инженерия», 2023
                           © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023

    ОГЛАВЛЕНИЕ


Введение..........................................................5
Глава 1. Основные принципы организации и методики проведения учебного процесса.................................................8
1.1. Организация учебного процесса................................8
1.2. Учебные планы...............................................10
1.3. Основные формы учебных занятий и самостоятельная работа студентов.................................................11
Глава 2. Геология и ее историческое развитие.....................13
Глава 3. Истоки и основные этапы геологической службы России......35
3.1. Допетровский этап...........................................35
3.2. От Петровского указа до создания Геолкома (1700-1882)...... 37
3.3. От Геолкома до начала Первой мировой войны (1882-1914)......48
3.4. Первая мировая, Гражданская война и иностранная интервенция в России (1914-1918).................................51
3.5. Послевоенное восстановление народного хозяйства (1918-1927).51
3.6. Индустриализация (1927-1941)................................52
3.7. Великая Отечественная война (1941-1945).................... 54
3.8. Восстановительный период (1945-1950)....................... 57
3.9. Ускоренное развитие народного хозяйства (1950-1985)........ 57
3.10. Реформы (с 1985 г. по настоящее время).....................60
Глава 4. Структурное древо региональной геологии, многоуровневая иерархия геологии (от кристаллографии до тектоники и геоистории), основные дисциплины
в геологии.......................................................64
Глава 5. Форма, размеры и строение Земли ........................75
5.1. Общие сведения о происхождении и строении Земли.............75
5.2. Догеологическая стадия развития Земли (первая стадия).......76
5.3. Геологическая стадия развития Земли (вторая стадия).........77
5.4. Тектоника литосферных плит..................................78
5.5. Плюм-тектоника..............................................81

3

Глава 6. Роль геологических и минералогических музеев
и музейного дела в познании геологии регионов.
Музеи мира и России..........................................83
6.1. Минералогический музей им. А. Е. Ферсмана...............85
6.2. Горный музей........................................... 87
6.3. Музей геологии докембрия КарНЦ РАН......................90
Заключение...................................................92
Список использованной литературы и источников................93
Приложение № 1...............................................99
Приложение № 2..............................................101

4

    ВВЕДЕНИЕ


     При образовании Петрозаводского (тогда Карело-Финского) государственного университета в 1940 году в его структуре существовал географогидрогеологический факультет. Под этим названием факультет работал в первые годы войны, а с 1944 года был образован геологический факультет. Во время войны университет находился в г. Сыктывкаре. В этом качестве факультет существовал до 1948 года, когда он в связи с резкой потребностью в геологических кадрах был реорганизован в геологоразведочный факультет (в период с 1951 по 1954 год как отделение в составе инженерно-технического факультета). В 1960 году факультет был упразднен [1].
     Среди выпускников этого периода - главные геологи и руководители геологоразведочных партий и экспедиций, кандидаты и доктора наук: лауреат Ленинской премии Б. В. Сулимов (1966) и лауреаты Государственной премии СССР В. В. Морозов (1985) и Р. В. Цой (1985), лауреат премии Совета министров СССР Е. А. Каменев (1981), министр промышленности строительных материалов РСФСР (1979-1985) и СССР (1985-1989) С. Ф. Военушкин и другие.
     После длительного перерыва в ПетрГУ возобновлено обучение по геологической специальности: первая группа студентов геофизиков приступила к обучению в сентябре 1997 года, а кафедра геофизики организована приказом ректора В. Н. Васильева 21 октября 1998 года; с 2006 года это кафедра геологии и геофизики при физико-техническом факультете, а с 2009 года - при горногеологическом факультете. Ныне обучение проводится по программе бакалавриата при Институте лесных, горных и строительных наук на кафедре наук о Земле и геотехнологий ПетрГУ. В обучение на первом курсе включен курс лекций по дисциплине «Введение в специальность (Геология)». Цель дисциплины заключается в том, чтобы студенты на первом курсе могли понять роль геологических исследований как в историческом прошлом, так и на современном этапе. Именно в данной книге изложены автором материалы, которые положены в основу читаемой дисциплины, что может быть тиражировано для студентов и преподавателей геологического направления всех российских вузов

5

при подготовке бакалавров и студентов специалитета, а также служить в качестве популярного издания в помощь любителям-естествоиспытателям и в целом широкой аудитории.
      Многовековая история геологических исследований весьма важна и поучительна - от древнего периода начала рудодобычи до современного познания геологии Земли на основе знаний, получивших научное обоснование в результате вклада большой армии геологов нескольких поколений, объединенных единым девизом: mente et malleo (мыслью и молотом).
      Курс, включенный в программу обучения на первом семестре, характеризуется как вводный. В нем заложена основа для понимания учебных дисциплин геологии. В учебном пособии приводится база основ знаний и компетенций студента, которые будут формироваться при знакомстве с материалами по другим геологическим дисциплинам. Здесь приводится изложение лекций по дисциплине «Введение в специальность (Геология)» с приложением главы по основным принципам организации и методики проведения учебного процесса по требованиям ФГОС ВО (3++) по направлениям специальности «Геология».
      Направление подготовки «Геология» (бакалавриат или специалитет) относится к специальности широкого профиля, которая сочетает в себе романтику путешествий и открытий, науку и производство, внедрение в практику основ недропользования, геоэкологических понятий и геоинформатики. Слово «геология» в переводе с греческого означает «наука о земле» («гео» - земля, «логос» - наука). Студенты в период обучения в университете изучают гуманитарные, общеинженерные и специальные дисциплины, определяющие профиль направления подготовки.
      Особенностью данного образования в ПетрГУ является акцент на геологию докембрия. Эпоха докембрия продолжалась с момента образования Земли до появления первых многоклеточных организмов примерно 570 млн лет назад. Возраст наиболее древних горных пород оценивается 4,5 млрд лет. Около 2,5 млрд лет назад вся земная суша была, по всей видимости, объединена в один громадный суперконтинент, впоследствии расколовшийся на несколько материков. К концу эпохи докембрия материки вновь слились, образовав новый

6

суперконтинент. Все эти пертурбации на суше и на море сопровождались грандиозными климатическими изменениями. В течение докембрия мир пережил по крайней мере три ледниковых периода. Наиболее древний начался около 2,3 млрд лет назад. Самое грандиозное оледенение за всю историю нашей планеты произошло между 1 млрд и 600 млн лет тому назад. Ранняя атмосфера Земли состояла в основном из газов метана и аммиака, меньшего количества сероводорода, водяного пара, азота и водорода, а также окиси и двуокиси углерода.
      Студенты ознакомятся с докембрийскими комплексами, изучая геологию Карелии, на территории которой коренные породы докембрия слагают восточную часть Фенноскандинавского (Балтийского) щита. Фенноскандинавский щит представляет собой ту часть континентальной коры, в которой докембрийские породы фундамента (возраст этих пород превышает 570 млн лет) обнажаются широко на поверхности, т. е. это крупное структурное поднятие северозападной части Восточно-Европейской платформы, где на поверхность выступает ее докембрийский складчатый фундамент, а породы более молодого осадочного чехла почти полностью отсутствуют. Эти образования занимают территорию Республики Карелии, Мурманской и частично Ленинградской области, территории северных стран: Финляндии, Швеции и Норвегии. На древних щитах, как правило, сформированы основные виды полезных ископаемых.
      Обучение по направлению геологии относится по сути дела к инновационному процессу, в котором активно участвует Институт геологии, входящий в состав Федерально-исследовательского центра «Карельский научный центр РАН» (ИГ КарНЦ РАН). В 2013 году создана на территории Ботанического сада ПетрГУ геофизическая обсерватория. Благодаря установленному современному оборудованию был налажен мониторинг природной и техногенной сейсмичности в Республике Карелия. Под его руководством создана сейсмологическая сеть из пяти станций для регистрации землетрясений в северо-западном регионе России, По инициативе Н. В. Шарова сводный каталог зарегистрированных событий передается и публикуется ежегодно в ФИЦ ЕГС РАН (г. Обнинск).

7

    ГЛАВА 1
    ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА

    1.1. Организация учебного процесса

     Кафедра наук о Земле и геотехнологий осуществляет подготовку по направлению «Геология» (с 2012 года - бакалавриат). Подготовка специалистов проводится при информационно-методическом взаимодействии геологических факультетов и кафедр ведущих российских университетов. Студенты получают современные знания о строении, составе, истории развития Земли и происходящих как на ее поверхности, так и внутри ее различных процессах, приводящих к образованию минералов, горных пород и твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых.
     Материально-техническую базу учебного процесса обеспечивают ПетрГУ и Институт геологии КарНЦ РАН, где студенты проходят обучение по общепрофессиональным и специальным дисциплинам и учебную практику; выполняют курсовые и выпускные квалификационные работы (ВКР). Часть сотрудников Института геологии КарНЦ РАН формирует профессорско-преподавательский состав кафедры. Автор учебного пособия работает в университете как внешний совместитель на должности профессора, избранного по конкурсу. Для чтения лекций периодически приглашаются ведущие отечественные ученые и иностранные специалисты. На кафедре имеется набор фильмов в формате DVD-video для индивидуального и коллективного просмотра как дополнительный учебный материал.
     Учебно-лабораторная база кафедры включает лаборатории, оснащенные современным оборудованием. Сотрудниками кафедры и студентами собраны коллекции каменного материала по ряду дисциплин (минералогия, петрография, палеонтология и др.). Помимо этого, установлены витрины с коллекциями

8

основных горных пород и минералов, включая Карельский регион. Развернута постоянная экспозиция геологической литературы, экспонируются тематические разномасштабные геологические карты.
     Организация и проведение практик осуществляются кафедрой наук о Земле и геотехнологий совместно со специалистами-геологами ИГ КарНЦ РАН. При подготовке специалистов-геологов организуются следующие виды практик: две учебные и производственная. Первая учебная геологическая практика логически завершает курс «Общей геологии», а вторая - закрепляет теоретические знания и практические навыки, полученные студентами при изучении дисциплины «Структурная геология и геологическое картирование». Главной территорией для проведения практик выбраны геологический полигон в пос. Импилахти по договору с СПбГУ и Гирвасский полигон, расположенный в Кондопожском районе Карелии, относительно недалеко от г. Петрозаводска, и принадлежащий ИГ КарНЦ РАН. Кроме того, имеются другие объекты для ознакомления с геологическими образованиями Карелии, а именно: окрестности пос. Соломенное (Чертов Стул и др. участки), район Шуньга - Толвуя и другие. В конце практики студентов 1 -го курса возможна полевая выброска на 3-4 дня с установкой палаток и оборудованием лагеря.
     Руководителями дипломных и курсовых работ являются преподаватели кафедры и представители горнопромышленных и научных организаций. Об эффективности организации учебного процесса свидетельствует востребованность выпускников кафедры на горнопромышленных предприятиях Карелии и за ее пределами.
     Сотрудники и преподаватели кафедры ведут активную научно-исследовательскую работу с привлечением студентов. Результаты исследований студенты докладывают на ежегодных молодежных научных конференциях. На стендах кафедры в доступной форме показаны основные результаты научных исследований сотрудников кафедры, фотодокументы студенческих практик, новые картографические материалы.

9

    1.2. Учебные планы


     Основным организующим и регламентирующим элементом учебного процесса в высшем учебном заведении является учебный план. Подготовка кадров по всем направлениям проводится по особому учебному плану, отражающему всю их специфику. Периодически эти планы совершенствуются с целью учета последних достижений в научной и практической деятельности. В структуре учебных планов подготовки геологических кадров выделяются два основных раздела: теоретическое обучение и полевое производственное обучение (практика). Нормативный срок освоения основной образовательной программы подготовки бакалавра составляет четыре года. После получения диплома бакалавра выпускник подготовлен к продолжению образования в магистратуре (два года) по этому же направлению, а также по другим родственным направлениям геологического профиля.
     Каждый учебный год подразделяется на семестры (осенние и весенние). Продолжительность учебных занятий в семестрах различна.
     Теоретическое обучение бакалавра складывается из следующих циклов наук: общие гуманитарные и социально-экономические дисциплины, общие математические и естественные дисциплины, общепрофессиональные дисциплины, специальные дисциплины.
     Большое внимание уделяется изучению общих гуманитарных и социально-экономических дисциплин. Важнейшими в учебных планах являются так называемые базисные предметы: математика, физика, химия. Они крайне необходимы, с одной стороны, для успешного освоения общепрофессиональных дисциплин, с другой - они являются действительно базисом, без которого невозможно изучение многих специальных геолого-минералогических дисциплин. Студенты, наряду с математикой, изучают информатику, математические методы моделирования процессов и явлений, геоинформационные системы, основы компьютерных технологий решения геологических задач, математическое моделирование в геологии.

10

     Недра Земли все в большем объеме изучаются с помощью геофизических методов (электрометрия, магнитометрия, гравиметрия, сейсмометрия, радиометрия и др.). Без знания физических основ этих методов нельзя умело и геологически правильно интерпретировать полученную информацию. Химия у геологов занимает особое место. Без ее знаний невозможно понять и разобраться в природных химических процессах и их продуктах.
     Заканчивается обучение в университете на четвертом (бакалавриат) курсе сдачей междисциплинарного государственного экзамена по направлению подготовки бакалавриата и защитой выпускных квалификационных работ.

    1.3. Основные формы учебных занятий и самостоятельная работа студентов

     В университете используются следующие формы обучения: лекции, лабораторные и практические занятия, семинары, консультации, курсовое проектирование, учебные и производственные практики, учебно-исследовательская и научно-исследовательская работа, дипломное проектирование. В связи с коронавирусом на определенном этапе была использована система видеоконференцсвязи для организации дистанционного обучения на платформе ZOOM.
     Основной вид учебных занятий в университете - лекция. Пропуски значительно усложняют дальнейшее восприятие читаемых лекций. Студент должен уметь слушать и конспектировать лекции. Важной задачей студента является запоминание основных фактов и положений прослушанной лекции. Здесь большое значение имеет тип памяти слушателя (зрительная, слуховая, моторная, или двигательная, и смешанная). Конспект - это запись наиболее важных и принципиальных положений излагаемой лектором темы.
     Практические и лабораторные работы также относятся к числу важнейших видов учебных занятий в вузе. В их основе лежит самостоятельная работа студентов под руководством преподавателя. Обычно они проводятся параллельно с лекциями.


11

      Под самостоятельной работой студентов понимается:
      •       работа во внеаудиторное время, включающая в себя выполнение курсовых проектов и работ, предусмотренных учебным планом;
      •       проработка лекционного материала и освоение разделов лекционного курса, вынесенных на самостоятельное изучение;
      •      подготовка к семинарам, лабораторным и практическим занятиям;
      •      оформление отчетов по лабораторным работам и исследованиям;
      •      решение задач, выданных на практических занятиях;
      •      переводы на кафедрах иностранных языков;
      •      самоподготовка по дополнительным видам обучения;
      •       подготовка к контрольным работам и коллоквиумам и т. д., а также элементы самостоятельной (исследовательской) деятельности студентов по всем видам учебных занятий.
      Заниматься самостоятельно студент должен ежедневно с соблюдением правильной организации и гигиены труда, чередуя труд с разумным отдыхом. Систематический труд содействует экономии как умственных, так и физических сил, и в то же время является значительно более продуктивным.
      В курсе «Введение в специальность (Геология)» выделено время для изучения основ библиотековедения и библиографии. Научная библиотека ПетрГУ (1 категории) является одной из крупнейших на Северо-Западе России. Библиотека была основана в 1940 году. В ее фондах хранится более 1 680 000 документов, в том числе журналов более 280 тыс. на 18 языках, читателям также предоставляется доступ к 200 миллионам электронных документов. Научная литература составляет 45,6 % фонда, учебная - 45,8 %. Научная библиотека осуществляет доступ к различным полнотекстовым электронно-библиотечным системам и другим электронным ресурсам, формирует собственную полнотекстовую электронную библиотеку Республики Карелия. В 2007 году создан отдел физико-технической литературы (ул. Университетская, 10).
      Источник: https://petrsu.rU/structure/325/biblioteka#t20c.

12