Общая геология

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования 
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ  
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» 
 
 
 
 
 
 
С.К. Кныш  
 
 
 
ОБЩАЯ ГЕОЛОГИЯ 
 
 
 
Допущено Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации 
по образованию в области прикладной геологии в качестве учебного пособия 
для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям 
направления подготовки 130100 «Прикладная геология» 
 
 
 
Под редакцией доктора геолого-минералогических наук,  
профессора А.А. Поцелуева 
 
 
 
2-е издание 
 
 
 
 
 
 
 
 
Издательство 
Томского политехнического университета  
2015 

УДК 55(075.8) 
ББК 26.3я73 
К53 
 
Кныш С.К. 
    К53   
 Общая геология : учебное пособие / С.К. Кныш ; под ред. А.А. Поцелуева ; Томский политехнический университет. – 2-е изд. – Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2015. – 206 с. 
 
ISBN 978-5-4387-0549-9 
 
В пособии приводятся общие сведения о Земле как планете Солнечной системы, ее положении в космическом пространстве. Дается характеристика важнейших 
геологических процессов, документами которых являются минералы, осадочные, 
магматические, метаморфические горные породы, геологические тела, складчатые и 
разрывные нарушения. Рассмотрены современные представления о причинах и механизме тектонических движений в земной коре. Кратко охарактеризованы главные 
тектонические структуры литосферы и история развития нашей планеты.  
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 130100 «Прикладная геология». 
УДК 55(075.8) 
ББК 26.3я73 
 
 
 
 
Рецензенты 
 
Доктор геолого-минералогических наук, профессор ТГУ 
В.П. Парначев 
 
Кандидат геолого-минералогических наук 
заведующий сектором литологии лаборатории седиментологии  
ОАО «ТомскНИПИнефть» 
М.В. Шалдыбин 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-4387-0549-9 
© ФГАОУ ВО НИ ТПУ, 2014 
© Кныш С.К., 2014 
© Оформление. Издательство Томского 
политехнического университета, 2015
 
 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
Предисловие 
3 
Введение  
6 
Глава 
1. 
Вселенная и положение в ней Солнечной системы 
8 
 
1.1. 
Вселенная 
8 
 
1.2. 
Галактики 
9 
 
1.3. 
Солнечная система и ее планеты 
12 
 
 
Солнце  
12 
 
 
Планеты внутренней группы 
14 
 
 
Планеты внешней группы 
16 
 
 
Малые тела Солнечной системы 
18 
Глава 
2. 
Строение и состав Земли  
19 
 
2.1. 
Фигура и размеры Земли  
19 
 
2.2. 
Геофизические поля и физические свойства Земли 
20 
 
2.3. 
Внутреннее строение Земли 
25 
 
2.4. 
Агрегатное состояние и химический состав геосфер 
27 
Глава 
3. 
Геологические процессы  
31 
 
3.1. 
Минералы 
32 
 
 
Формы нахождения минералов в природе 
33 
 
 
Классификация минералов 
35 
 
3.2. 
Горные породы 
38 
 
 
Магматические горные породы 
39 
 
 
Осадочные горные породы 
40 
 
 
Метаморфические горные породы 
42 
Глава 
4. 
Экзогенные процессы 
43 
 
4.1. 
Выветривание  
44 
 
 
Физическое выветривание 
44 
 
 
Химическое выветривание 
47 
 
 
Органическое выветривание 
49 
 
 
Элювий и кора выветривания 
50 
 
 
Геологическая роль выветривания 
52 
 
4.2. 
Геологическая деятельность ветра 
53 
 
 
Типы ветров и воздушных потоков 
53 
 
 
Дефляция и корразия 
57 
 
 
Перенос материала ветром 
58 
 
 
Эоловая аккумуляция и эоловые отложения 
59 
 
 
Формы эолового аккумулятивного рельефа и типы пустынь 
60 
 
4.3. 
Геологическая деятельность поверхностных текучих вод 
64 
 
 
Продольный профиль динамического равновесия 
66 
 
 
Деятельность временных водотоков 
68 
 
 
Деятельность постоянных водотоков 
70 
 
 
Стадии развития речной долины 
74 
 
 
Речные террасы 
77 
 
4.4. 
Геологическая деятельность подземных вод 
79 
 
 
Формы существования воды в горных породах 
80 
 
 
Коллекторские свойства горных пород 
81 
 
 
Происхождение и состав подземных вод 
82 
 
 
Условия залегания подземных вод 
84 
3 
 

 
 
Воды нефтяных и газовых месторождений 
87 
 
 
Карстовые процессы 
90 
 
 
Отложения подземных вод 
94 
 
4.5. 
Геологическая деятельность снега, льда 
98 
 
 
Типы ледников и их режим 
99 
 
 
Разрушительная работа снега и ледников 
103 
 
 
Оледенения в истории Земли 
108 
 
4.6. 
Геологическая деятельность моря 
111 
 
 
Строение морского дна и отделы моря 
111 
 
 
Физические и химические свойства морской воды 
113 
 
 
Биономические зоны моря 
117 
 
 
Разрушительная работа моря 
119 
 
 
Перенос продуктов разрушения 
121 
 
 
Накопление осадков 
122 
 
4.7. 
Геологическая деятельность озер и болот 
129 
Глава  5. 
Эндогенные процессы 
135 
 
5.1. 
Магматизм  
135 
 
 
Причины многообразия магматических пород  
137 
 
 
Интрузивный магматизм (плутонизм) 
139 
 
 
Эффузивный магматизм (вулканизм) 
141 
 
5.2. 
Тектонические движения и деформации земной коры  
150 
 
 
Деформации пород в земной коре  
152 
 
 
Землетрясения 
158 
 
5.3. 
Метаморфизм и метасоматоз 
161 
 
 
Термальный метаморфизм 
161 
 
 
Динамометаморфизм 
162 
 
 
Метасоматоз 
163 
 
 
Типы и условия проявления метаморфизма 
163 
Глава 
6. 
Геологическое летоисчисление (геохронология) 
167 
 
6.1. 
Относительное летоисчисление 
167 
 
6.2. 
Абсолютное летоисчисление 
168 
 
6.3. 
Геохронологическая и международная стратиграфическая  
шкалы 
170 
172 
Глава 
7. 
Строение тектоносферы и региональные структуры земной 
коры 
 
7.1. 
Модели развития тектоносферы и земной коры 
172 
 
 
Тектонический цикл с позиции фиксизма 
172 
 
 
Тектонический цикл с позиции мобилизма 
175 
 
7.2. 
Региональные структуры земной коры 
178 
 
 
Основные структурные элементы континентов  
180 
 
 
Основные структурные элементы океанов 
186 
 
7.3. 
Краткая история формирования земной коры 
191 
Предметный указатель  
195 
Список литературы 
202 
Интернет-ресурсы 
203 
Приложение 1 
204 
Приложение 2 
205 
 
 
4 
 

 
ПРЕДИСЛОВИЕ 
 
Данное учебное пособие «Общая геология» написано на основании опыта преподавания дисциплин по общей геологии студентам на кафедре общей геологии и 
землеустройства ТПУ. При его подготовке использованы известные учебные пособия как отечественных, так и зарубежных авторов.  
При создании данного учебного пособия, ввиду ограниченного объема курсов 
«Общая геология», «Геология», авторами ставилась задача в доступной форме более 
подробно изложить динамику геологических процессов и их результат. Учебное пособие состоит из семи глав. После знакомства с теоретическим материалом по какой-либо теме необходимо просмотреть этот же раздел в презентации лекций, которые доступны на персональных сайтах автора и издательства. Текст учебного 
пособия сопровождается многочисленными рисунками и фотографиями, которые в 
значительной степени дополняют теоретический материал. Расширенный объем некоторых разделов позволяет использовать учебное пособие для изучения дисциплины в объеме разных учебных программ. 
5 
 

 
ВВЕДЕНИЕ 
 
Геология (греч. «гея» – Земля, «логос» – слово, учение) – это наука о строении 
Земли, ее происхождении и развитии, основанная на изучении горных пород и земной коры в целом всеми доступными методами с привлечением данных астрономии, 
астрофизики, физики, химии, биологии и других наук. 
Основным объектом изучения геологии является литосфера («литос» – камень), представляющая твердую наружную оболочку Земли. Литосфера сложена 
разнообразными горными породами, например, такими как гранит, базальт, песчаник, известняк и др. Горные породы – это природные образования, состоящие из 
минералов. Минералы представляют собой природные химические соединения, 
возникающие при различных геологических процессах в земной коре. Горные породы в литосфере залегают в виде геологических тел – пласты осадочных горных пород, жилы кварца и т. д. Геологические тела тектоническими движениями могут 
быть деформированы в тектонические структуры – складки, системы трещин и 
дизъюнктивов.  
Таким образом, главными конкретными объектами изучения геологии являются минералы, горные породы, геологические тела, тектонические структуры, а также 
вымершие организмы (окаменелости), газовые и жидкие среды, физические поля. 
Предметом геологии (т. е. результатом, полученным наукой) являются пространственно-временные модели развития геологических процессов. 
Чтобы познать строение Земли, геология вынуждена исследовать литосферу в 
различных аспектах. И уже в начале XIX столетия наметился целый ряд крупных 
научных направлений в изучении Земли, получивших свои собственные названия: 
1. Геохимия, минералогия, петрография – комплекс наук, изучающих состав 
Земли. 
2. Динамическая геология изучает геологические процессы, совершающиеся в 
земной коре, т. е. динамику Земли (геологическая деятельность морей, рек, 
подземных вод, ледников, ветра, магматизм, тектонические движения). 
3. Историческая геология – направление, изучающее историю развития Земли 
с момента ее образования до настоящего времени (стратиграфия, палеонтология, палеогеография и историческая геология – это науки, которые являются основными в этом направлении). 
4. Практическая геология занимается изучением вопросов практического использования недр нашей планеты (учение о полезных ископаемых; геология нефти и газа; поиски и разведка месторождений полезных ископаемых, 
инженерная геология, экономическая геология и др.). 
5. Морская геология – наука, изучающая состав, строение, полезные ископаемые дна морей и океанов и историю их образования. В развитии этого 
направления огромную роль сыграло судно «Гломер Челленджер» и глубоководные аппараты. 
6. Космогеология занимается изучением геологического строения Земли и 
других планет путем исследования их поверхности с космических аппаратов (спутников, космических станций), получая таким образом спектрозональные, радиолокационные и другие изображения. 
6 
 

7. Глубинная геология – направление, которое ставит своей целью изучение 
глубоких горизонтов земной коры с помощью сверхглубоких скважин 
(глубиной до 15 км). Одна из таких скважин – Кольская скважи- 
на – СГ-3, бурение которой было начато в мае 1970 г., а в 1983 году она достигла глубины 12 000 м. В результате ее бурения впервые получена уникальная геолого-геофизическая информация о глубинном строении земной 
коры и состоянии пород на больших глубинах. 
8. Геоэкология – в задачу этого направления входит изучение степени и характера техногенного воздействия человека на геологическую среду и, 
наоборот, выработка рекомендаций по ее сохранению. 
 
Земля как природный объект настолько сложна, что применять для ее изучения 
обычные методы исследования, как например эксперимент, весьма затруднительно 
в силу огромных размеров объекта исследования и длительности (десятки и сотни 
млн лет) протекающих на ней процессов.  
Поэтому в геологии используют методы научного анализа, которые можно 
разделить на общие и специальные. К общенаучным методам относятся методы, 
разработанные в философии. В геологии чаще всего применяются: сравнительный, 
сравнительно-исторический, актуалистический методы. 
Сравнительный метод устанавливает сходство и различие объектов исследования.  
Сравнительно-исторический метод предполагает изучение всех объектов в 
природе с позиций их тесной связи, взаимодействия с окружающей средой и исторической последовательности с выяснением их происхождения и последующего 
развития.  
Актуалистический метод на основании изучения современных явлений позволяет создать представление о геологических процессах прошлого, что в определенной степени может заменить эксперимент и моделирование.  
 
Вопросы для самопроверки 
 
1. Дайте определение геологии как науки и перечислите основные объекты ее 
изучения. 
2. Назовите главные научные направления в изучении литосферы. 
3. Перечислите методы научного анализа, которые применяются в геологии.  
7 
 

Рис. 1. Строение Вселенной, 
http://unp.by.ru/unp/astro/p-a/4.html 
 
 
Глава 1 
Вселенная и положение в ней Солнечной системы 
 
1.1. Вселенная  
Весь окружающий нас материальный мир, который сформировался в процессе 
развития материи, получил название ВСЕЛЕННАЯ, или космос (греч. «космос» – 
мир). Вселенная безгранична во времени и пространстве и разнообразна по своим 
формам.  
 Наиболее крупными космическими формами Вселенной являются сверхскопления и скопления, в которых может быть сосредоточено от нескольких десятков до 
нескольких тысяч галактик (рис. 1). Так, например, крупное скопление в созвездии 
Волосы Вероники содержит около 10 тысяч галактик. 
Вселенная возникла 12–15 млрд лет 
назад. До своего возникновения ее вещество находилось в условиях бесконечно 
больших температур и плотностей. Такое 
состояние вещества бельгийский ученый 
Ж. Лемерт назвал сингулярным. Современная наука не в состоянии описать и 
воспроизвести такое состояние вещества. 
С какого-то момента (12–15 млрд лет 
назад) вещество, находящееся в сингулярном состоянии, подверглось внезапному расширению, или Большому взрыву. 
Теория 
Большого 
взрыва, 
или 
расширяющейся Вселенной, впервые была создана А.А. Фридманом в России  
в 1922 г. Современная физика так описывает процесс Большого взрыва: температура в 1032 °K * была достигнута через 
10-43секунды, 1010 °K – через 1 с, 109 °K 
– через 1 мин, 104 °K – через 100 тыс. 
лет, а 103 °K – через 1 млн лет. Расширяющееся вещество становилось менее плотным и менее горячим (Н.В. Короновский, 2006). 
С момента Большого взрыва вещество Вселенной непрерывно расширяется 
и все объекты в ней удаляются друг от друга на равное расстояние. Доказательство этого явления объясняется эффектом Доплера**: спектральные линии поглощения в наблюдаемых спектрах удаляющегося от нас объекта всегда смещаются в красную сторону пропорционально расстоянию до источника света, а 
приближающегося – в голубую. Причем чем дальше отстоят от нас объекты, 
тем смещение больше. 
Все галактики и звезды удаляются от нас, и самые далекие из них удаляются с 
большей скоростью. Это закон астронома Э. Хаббла, открытый им в 1929 г.: V = HR, 
где V – скорость удаления, R – расстояние до космического объекта, а H – постоянная Хаббла, H = 15 км/с/106 световых лет (1 световой год = 9,6 × 1012 км, или  
8 
 

Рис. 2.  Галактика 
6,3 × 104 а. е.***). Например, скопление галактик в созвездии Девы (расстояние  
78 млн св. лет) удаляется от нас со скоростью 1200 км/с, а галактики в созвездии 
Гидры (расстояние 3 млрд 960 млн св. лет) – со скоростью 61 тыс. км/с (Н.В. Короновский, 2006). 
Основные характеристики современной Вселенной: 
 Вселенная непрерывно расширяется, и все галактики удаляются друг от друга. 
 Плотность вещества во Вселенной резко падает при переходе от малых обьектов к большим: в атомных ядрах (а также в нейтронных звездах) она достигает громадных значений 
1014 г/см3, а на планетах и звездах 
1 г/см3. 
 Вещество во Вселенной состоит в основном из водорода (80–70 %) и гелия 
4He (20–30 %) с малой примесью 2H, 3He и Li. Остальных химических элементов значительно меньше. Все более тяжелые элементы образовались в 
звездах. 
 Вселенная заполнена электромагнитным реликтовым излучением. 
 Вселенная однородна и изотропна. Она обладает заметно выраженной ячеисто-сетчатой структурой. Эта структура состоит из групп и скоплений галактик, образующих вытянутые «нити», которые пересекаются между собой и 
создают связную трехмерную сетку. 
 
* K – кельвин, единица температуры: 0 °K – «абсолютный нуль» – температура тела, состоящего  
из неподвижных атомов. 273 °K – это 0 °С. 
** Точное объяснение этому явлению дал в 1842 г. австрийский физик Христиан Иоганн Доплер  
(1803–1853). 
*** а. е. – астрономическая единица, равная 149,6 млн км – расстояние от Земли до Солнца 
**** ПК (парсек), единица расстояния в астрономии, равная 206 265 астрономическим единицам,  
или 3,258 светового года. 
 
1.2.  Галактики 
Во Вселенной известно огромное количество галактик (греч. «галактика» – 
молочный, млечный), их насчитывается порядка миллиарда (рис. 2). 
Галактики – это большие 
звездные системы, в которых звезды связаны друг с другом силами 
гравитации. Существуют галактики, включающие триллионы звезд. 
Самые маленькие галактики содержат в миллион раз меньше звезд. 
Гершель в ХVIII в. открыл и занес в 
каталог тысячи наблюдаемых в 
небе туманных пятен (туманностей). У многих из них впоследствии была обнаружена спиральная 
структура. Американский астроном 
Хаббл в ХХ в. сфотографировал 
туманность в созвездии Андромеды, на которой было видно, что это туманное пятно состоит из тысячи звезд. Хаббл 
установил, что спиральная туманность в созвездии Андромеды – огромная звездная 
система, примерно такая же, как и наша Галактика, но находящаяся очень далеко за 
ее пределами.  
9 
 

Рис. 3. Морфологические типы галактик.   
Многочисленные наблюдения позволили Хабблу разделить галактики  
на эллиптические (Е), спиральные (S) и неправильные (Ir),  
http://www.astrogalaxy.ru/422.html; www.en.edu.ru; ng/galaxy_universe/galuni 
Предполагают, что современные галактики образуются в результате слияния и 
объединения своеобразных строительных блоков из звезд, газа и пыли. Космическим телескопом им. Хаббла обнаружены большие концентрации таких галактик на 
далеких расстояниях (т. е. в ранней Вселенной, через 1–3 миллиарда лет после 
Большого взрыва). Спектральные наблюдения на десятиметровом телескопе 
им. Кека на Гавайских островах также позволили доказать, что галактики формируются из более мелких скоплений (блоков). 
По своему внешнему виду галактики делятся на спиральные, неправильные и 
эллиптические галактики (рис. 3).  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Галактика Млечного Пути. Земля – одна из девяти планет нашей Солнечной 
системы, которая располагается в галактике Млечного Пути. По классификации 
Хаббла она относится к спиральным галактикам с перемычкой типа SBc. Вместе с 
галактикой Андромеды и галактикой Треугольника, а также несколькими меньшими 
галактиками-спутниками она образует местную группу галактик, которая, в свою 
очередь, входит в сверхскопление Девы. Все спиральные галактики вращаются с 
периодами в несколько сот миллионов лет. Массы их составляют 109–1011 масс 
Рис. 4.  Наша Галактика – Млечный Путь, http://www.astrohobby.ru/galaktika.html 
Солнца. Наша Галактика – Млечный Путь, как и галактика Андромеды, – также достаточно велика: ее масса равняется приблизительно двумстам миллиардам масс 
Солнца. 
10