Сельскохозяйственная геология

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА 

И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РФ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 

АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Н.В. Семендяева, Л.П. Галеева, А.Н. Мармулев

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ГЕОЛОГИЯ

Учебное пособие 

к лабораторно-практическим занятиям

Допущено Учебно-методическим объединением вузов Российской 

Федерации по агрономическому образованию в качестве учебного пособия для подготовки бакалавров по направлению 110400 – Агрономия 

Издание второе, переработанное и дополненное

Новосибирск  2011

УДК  551.1/4:63
ББК 26.3:4
 С 301

Рецензенты: 

А.А. Данилова, д-р биол. наук (ГНУ СибНИИЗХим СО РАСХН);

В.М. Алтухов, канд. геол.-минерал. наук (СГГА); 

Т.И. Бокова, д-р биол. наук (НГАУ).

Семендяева Н.В. Сельскохозяйственная геология:

учеб. пособие / Н.В. Семендяева, Л.П. Галеева, А.Н. Мармулев. – 2-е изд. , перераб. и доп. – Новосибирск: Изд-во НГАУ, 
2011. – 129 с.

ISBN 5- 94477- 021- X

Учебное пособие предназначено для проведения лабо
раторно-практических занятий и самостоятельной работы 
по сельскохозяйственной геологии для студентов вузов, обучающихся  по направлению 110400.62 – Агрономия, и специалистов сельскохозяйственного производства.

Утверждено и рекомендовано к изданию методическим 

советом агрономического факультета (протокол № 4 от 
15 апреля 2011 г.).

© Новосибирский государственный 
аграрный университет, 2011
ISBN 5- 94477- 021- X

ВВЕДЕНИЕ

Практическая часть курса «Сельскохозяйственная гео
логия» предусматривает получение студентами некоторого 
минимума практических знаний и навыков, которые облегчают усвоение лекционного курса «Почвоведение с основами геологии» и подготавливают их к самостоятельной 
работе.

Данное пособие предназначено для студентов при вы
полнении ими практических  и самостоятельных работ по 
курсу общей и сельскохозяйственной геологии. Оно включает несколько разделов. Первый посвящён вещественному составу земной коры и знакомит со свойствами наиболее распространённых минералов и горных пород, а также 
с простейшими методами их определения. Второй раздел 
включает характеристику агрономических руд и их использование в сельском хозяйстве. Особое внимание уделено региональным (местным) агрономическим рудам (агрорудам), 
с которыми агроному придется встречаться на практике 
(производстве). Третий раздел посвящён почвообразующим 
породам, на которых формируются почвы. В нём показана 
взаимосвязь между почвообразующими породами и почвами,  их свойствами, а также даны краткие сведения о них.

1. ОСНОВЫ МИНЕРАЛОГИИ И ПЕТРОГРАФИИ

1.1. Минералогия

Геология – наука о земле («гео» – земля, «логос» – на
ука – греч.) – изучает процессы, происходящие на поверхности и внутри земли. Среди наук о земле она занимает 
ведущее место и является основой для современного почвоведения. Геологию подразделяют на ряд взаимосвязанных 
дисциплин: минералогию, петрографию, геофизику, почвоведение и др.

Поверхность земли – наружная оболочка (земная 

кора), которая сложена различными горными породами. 
Горные породы – природные  образования, возникшие в 
определённых для каждой породы условиях и представляющие собой агрегаты (скопления) минералов. К ним относятся глина, песок, известняк, гранит, базальт, мрамор и многие 
другие.

Минералы – химические соединения или отдельные 

химические элементы, образованные в результате физикохимических процессов, происходящих в земной коре или 
на её поверхности. Каждый минерал обладает комплексом 
свойств, изучение которых позволяет определить этот минерал. Эти свойства более или менее постоянны для каждого 
минерала.

Большинство горных пород и минералов находятся в 

твёрдом состоянии и лишь незначительная их часть – в жидком (вода, нефть, ртуть) или газообразном (природные газы, 
сероводород H2S, углекислый газ CO2). В данном пособии 
наибольшее внимание уделено твёрдым минералам, которые 
участвуют в почвообразовании. В настоящее время изучено 
около 3000 минералов и только 50 из них наиболее распространены в земной коре. Они входят в состав горных пород и 
поэтому называются породообразующими (табл. 1).

Таблица 1

Минералогический состав земной коры (по Ферсману А.Е.), %

Минералы
Содержание (от массы)

Полевые шпаты
55,00

Пироксены и амфиболы
15,00

Кварц и его разновидности
12,00

Глинистые минералы
1,50

Кальцит
1,50

Вода в свободном и поглощённом 
состоянии
8,25

Слюда
3,00

Оксиды и гидрооксиды
3,00

Фосфаты
0,75

При почвообразовательном процессе часть минералов 

видоизменяется и поэтому их принято делить на первичные
и вторичные. Первичные минералы возникли одновременно с образованием породы и сохранились в ней почти в 
неизмененном виде. Это минералы магматического и метаморфического происхождения. К ним относятся оливин, 
полевой шпат, роговая обманка, кварц, слюды и т.д. Вторичные минералы образовались позже за счет процессов 
выветривания и почвообразования, часто из первичных. К 
основным вторичным почвообразующим минералам относятся глинистые минералы, опал, лимонит, кальцит, 
доломит, галит, гипс и т.д.

1.1.1. Свойства кристаллических и аморфных 

минералов

В земной коре минералы находятся преимуществен
но в кристаллической форме и лишь небольшая часть – в 
аморфной. Разница между ними заключается в том, что в 
кристаллическом  теле ионы и атомы располагаются в строго определенном, характерном для каждого вещества по

рядке, который обусловлен строением кристаллической решётки (рис. 1, 2). В аморфном веществе закономерность в 
расположении ионов и атомов отсутствует.

Рис.1. Структура галита (NaCl):

1 – центры атомов натрия, 2 – центры атомов хлора

Рис. 2. Структура:

а – графита (C), б – алмаза (C); 1 – центры атомов углерода

Свойства кристаллического минерала обусловлива
ются его внутренним строением, силами сцепления, существующими между частицами. В разных направлениях они 

могут быть различными, отсюда и свойства минералов  различны в этих направлениях. Это явление называется анизотропия, а минералы, обладающие такими свойствами, – 
анизотропными. В аморфных минералах свойства зависят 
только от их химического состава, и во всех направлениях 
они одинаковы. Такое явление называется изотропия, а минералы, обладающие такими свойствами – изотропными.
Примером анизотропии может служить минерал графит
(С). В его кристаллическом строении чётко видны плоские 
слои, сложенные шестиугольниками, в вершинах которых 
расположены атомы углерода (см. рис. 2а). 

Графит легко распадается на тонкие листочки, ориен
тированные параллельно слоям кристаллической решётки. 
В других направлениях спайность у него отсутствует, и графит ломается, давая неровный излом.

Важное свойство кристаллического минерала – его од
нородность, т.е.  все его части имеют одинаковые свойства. 
Любой кусочек графита в одном направлении легко расщепляется по параллельным плоскостям на листочки, а в дру-
гом с трудом ломается по неровным поверхностям. Это связано с одинаковым внутренним строением любого кусочка.

В каждом кристалле различают грани, ребра и верши
ны. Грани кристалла – это плоскости, ограничивающие кристалл. Ребра кристалла – линии, образуемые пересечением 
граней. Вершина – точка пересечения нескольких ребер. 
В природных условиях, благодаря воздействию внешних 
факторов, у кристаллов часто меняются форма граней, их 
размеры, иногда даже их количество. Соответственно могут 
меняться размеры и количество ребер кристалла, но углы 
между соответствующими гранями всегда остаются постоянными (закон постоянства гранных углов). По величине 
гранных углов можно определить любой минерал, так как 
каждый минерал характеризуется  определенными гранными углами.

Симметричность кристаллов выражается в правиль
ном повторении элементов их ограничения – граней, ребер 
и вершин. В кристаллах выделяют  следующие элементы 
симметрии:

1. Плоскость симметрии (Р) – воображаемая пло
скость, которая делит кристалл на две зеркально равные части (рис. 3).

2. Ось симметрии (L) – воображаемая ось, при пово
роте вокруг которой на 360º отдельные элементы кристалла совмещаются несколько раз. Такое повторение может 
наблюдаться 2, 3, 4 и 6 раз. Соответственно этому оси называются осями симметрии второго, третьего, четвертого и 
шестого порядков.

3. Центр симметрии (С) – воображаемая точка вну
три кристалла, в которой пересекаются и делятся пополам 
все прямые линии, соединяющие соответствующие точки 
поверхности кристалла.

В кристаллах выделяют 32 различных сочетания эле
ментов симметрии, которые объединяются в 7 более крупных подразделений, называемых сингониями (системами). 
Сингонии группируются в  3 категории: низшую, среднюю
и высшую (табл. 2, рис. 4).

Формы кристаллов делятся на 2 группы:
1) простые формы – состоят из одинаковых граней, 

имеющих симметричное расположение; число типов простых форм строго ограничено (47); например, куб, октаэдр, 
тетраэдр и т.д.;

2) комбинация форм – состоит из сочетаний в одном 

кристалле нескольких простых форм.

Простые формы у кристаллов не существуют  изоли
рованно. Они обязательно должны входить в состав более 
сложных комбинаций.

Плоскость 
симметрии (Р)

Ось симметрии третьего порядка (L3)

Ось симметрии четвёртого порядка (L4)

Ось симметрии шестого порядка (L6)

Рис. 3. Элементы симметрии кристаллов

Ось симметрии 
второго порядка (L2)       

Центр 
симметрии (C)

Таблица 2

Характеристика элементов симметрии в кристаллических 

сингониях

Категория 
Сингония 
(система)

Набор элементов 

симметрии

Примеры
минералов

Низшая 

Триклинная 
Нет элементов симметрии или есть только 
центр симметрии; осей 
высшего порядка нет

Альбит,
лабрадор

Моноклинная 
Несколько осей 2-го 
порядка и плоскостей 
симметрии 1 и 2; осей 
высшего порядка нет

Ортоклаз, 
гипс, роговая 
обманка

Ромбическая 
Несколько осей 2-го 
порядка и плоскостей 
симметрии 3 и 6; осей 
высшего порядка нет

Оливин,
топаз

Средняя 

Тригональная 
Имеется ось 3-го порядка и несколько осей L2

Кварц, 
кальцит, доломит, гематит

Тетрагональная (квадратная)

Имеется ось 4-го порядка и несколько осей L2

Халькопирит, 
циркон

Гексагональная Имеется ось 6-го поряд
ка и несколько осей L2

Нефелин,
апатит

Высшая 
Кубическая 
Несколько осей высшего порядка (L3, L4, L6)

Галит, сильвин, гранат

1.1.2. Физические свойства минералов

К основным физическим свойствам минералов отно
сятся: окраска и цвет черты, блеск, прозрачность, плотность, спайность, излом, твердость и др. Некоторые 
минералы обладают специфическими свойствами: вкус, 
магнетизм, растворимость в воде и кислотах, запах и 
т.д. При определении минералов в первую очередь следует 
обратить внимание на их общие свойства, а затем – на специфические.