1. Этапы развития жизни на Земле по эрам и периодам
Архейская и протерозойская эры. В породах архейской эры не обнаружено достаточно ясных свидетелей жизни - окаменелостей и отпечатков. Однако это не свидетельствует об отсутствии жизни на Земле в то время. Современная наука доказывает, что живые существа появились в самую раннюю архейскую эру в результате действия объективных законов развития материи. Наиболее разработанной гипотезой о происхождении жизни на Земле является теория академика А.И. Опарина. По этой теории, в результате взаимодействия парообразной и жидкой воды с карбидами железа, в изобилии содержавшимися в первичной земной коре, происходило выделение простейших углеводородов. Последние, соединяясь друг с другом, с парами воды и азотом воздуха, постепенно образовали сложные органические соединения, которые накапливались в водных бассейнах и являлись материалом для построения живых существ.
Архейская и протерозойская эры характеризуются интенсивной вулканической деятельностью и горообразовательными процессами. В это время произошло расчленение земной коры на участки - жесткие платформы и подвижные геосинклинали.
В пределах европейской части РФ находится Русская платформа, географически занимающая пространство, ограниченное с востока Уралом, с запада Карпатами, с юга Крымом и Кавказом, а с севера полярными морями.
Выступы пород кристаллического фундамента на поверхности земли называют щитами. На территории Русской равнины имеются два кристаллических щита: Балтийский (Фенно-Скандинавский) и Украинский (Азово-Подольский). Балтийский щит занимает Кольский полуостров, Карелию, Финляндию, Швецию и Норвегию. Он сложен крупнозернистыми гранитами, порфирами, гнейсами и кварцитами. Изредка встречаются мраморы и диабазы.
Палеозойская эра. Органический мир палеозойской эры характеризуется богатством и разнообразием форм, существовавших в море и на суше. В наиболее древний, кембрийский период этой эры море населяли простые животные: губки, медузы, черви, плеченогие и членистоногие.
В ордовикский и силурийский периоды происходили интенсивные горообразовательные процессы (каледонская складчатость). Животный мир в девонское время становился все совершеннее и разнообразнее, особенно это касалось рыб. Появились головоногие моллюски - аммониты, а также первые наземные позвоночные животные.
Каменноугольный период характеризуется развитием обильной наземной растительности - папоротников, сигиллярий, лепидодендронов, каламитов и других, которые достигали огромных размеров и послужили основой для образования каменных углей.
В течение всей палеозойской эры море многократно заливало Русскую равнину, оставив после себя мощные толщи известняков, глин, гипсов и других пород. Наиболее древние осадочные породы - кембрийские синие глины - распространены под Санкт-Петербургом; сверху они покрыты ледниковыми отложениями. Там же, а также в прибалтийских странах и в ряде мест Восточной и Центральной Сибири залегают силурийские и девонские известняки, мергели и песчаники, которые прикрыты червертичными отложениями и часто вскрываются по долинам рек.
Породы каменноугольного возраста весьма широко распространены. Они встречаются в Подмосковье и в Донбассе, вдоль восточного и западного склонов Уральского хребта, в Кузнецком бассейне и в ряде других мест. Эти породы представлены известняками различной прочности, кварцевыми песчаниками, черными глинами и каменными углями. Мощность этих отложений в Подмосковном бассейне достигает 0,5 км, а в Донбассе - 10 км.
На территории, занятой каменноугольными отложениями, имеется много карьеров, в которых разрабатываются известняки и реже кварцевые песчаники.
Широко распространены на Русской равнине отложения пермского возраста, залегающие широкой полосой вдоль западного склона Уральского хребта, а также в ряде мест Сибири и Дальнего Востока. Эта система представлена красными глинами и мергелями, известняками, гипсами, ангидритами и конгломератами. Общая мощность их достигает 2000 м. Известняки пермского возраста часто используются как дорожно-строительные материалы.
В течение каменноугольного и пермского периодов на востоке Русской равнины происходили значительные горообразовательные процессы (герцинская складчатость), завершившиеся в пермский период созданием уральского хребта. В дальнейшем (за 250-300 млн. лет) первоначальные вершины Уральских гор сильно разрушились от выветривания, сгладился рельеф, на поверхности обнажились более древние породы.
Вдоль Уральского хребта расположено много крупных карьеров, обеспечивающих строительными материалами города Свердловск, Челябинск, Магнитогорск, Златоуст и др.
Из других имеющихся на Урале материалов необходимо указать дресву гранитов и диоритов, покрывающую коренные породы, а также гравий и песок аллювиального происхождения, залегающие в сравнительно небольших количествах по берегам рек.
Мезозойская эра. В это время происходило дальнейшее развитие морских и наземных животных, в особенности пресмыкающихся, которые в юрское время достигли наибольшего развития. Из них необходимо отметить гигантских динозавров, достигавших 30 м в длину и 5 м в высоту.
В мезозойскую эру происходили медленные опускания и поднятия материков, которые вызывали то наступление моря на сушу (трансгрессии), то его отступание (регрессии). Таких трансгрессий и регрессий моря на протяжении эры было несколько, в результате чего во многих местах Русской равнины встречаются мощные толщи мела, опок, известняков, глин и других пород триасового, юрского и мелового возраста. Примером могут служить залежи мела в северной части Украины, средней части рек Дона и Волги, а также залежи опок у городов Брянска и Пензы.
Кайнозойская эра. Три периода этой эры - палеогеновый, неогеновый и четвертичный - отличаются продолжительностью: первые два, объединяемые ранее в один третичный период, весьма длительные (около 67 млн. лет), четвертичный сравнительно короткий (1 млн. лет).
Палеоген и неоген являются промежутками времени, в течение которого животные и особенно растения значительно приблизились к современным формам. В продолжение этих периодов изменился рельеф земного шара. Еще в конце мелового периода началось образование Кавказских и Крымских складчатых гор (альпийская складчатость), а также хребта Сихотэ-Алинь на Дальнем Востоке, завершившееся в неогеновый период. К этому же времени относится образование Карпатских гор и гор Камчатки, Сахалина и Курильских островов.
Кавказские горы представляют собой молодую складчатую горную страну. На их поверхности можно видеть огромные толщи осадочных пород мелового и юрского возраста, а в центральной части на дневную поверхность выходят граниты и порфиры.
Вместе с горообразовательными процессами имели место медленные поднятия и опускания материков, в связи с чем море заливало огромные площади суши с образованием осадков, которые преобразовывались в толщи глин, меловидных и ракушечниковых известняков, опок и пр.
Умеренно холодный климат конца неогенового времени сменился холодным климатом с последующим чередованием более теплых и холодных веков четвертичного периода.
2. Химический способ распознавания минералов, его достоинства и недостатки
Для определения минералов пользуются различными методами: кристаллографическим – при изучении кристаллов минералов, измерении углов между гранями, установлении вида симметрии кристаллов; рентгенометрическим – для установления внутренней кристаллической структуры; кристаллооптическим – при определении ряда оптических показателей, свойственных данному минералу; химическим – при проведении полного химического анализа.
Как известно, ни одно месторождение не может быть разведано и оценено без выполнения большого количества химических анализов и других лабораторных исследований. Все шире, вместо классической аналитической химии, внедряются современные физические и физико-химические методы исследования: спектроскопия, колориметрия, пламенная фотометрия, рентгеноспектральный анализ, квантометрия и др. методы. Радиоактивационные (ядерные) методы химического анализа открывают новые возможности, позволяют с меньшими затратами быстро и точно определять состав минералов и горных пород. Успешно развивается изотопная геология.
Все эти методы требуют сложного лабораторного оборудования и довольно дороги, поэтому в практике дорожного строительства с достаточной точностью минералы можно определять макроскопическим (полевым) методом по внешним признакам.
3. Классификация обломков и частиц осадочных горных пород, принятая в дорожном строительстве
Изверженные горные породы подвергаются медленному выветриванию, в результате которого видоизменяются и разрушаются. Интенсивность процессов видоизменения и разрушения пород связана, с одной стороны, с их составом и свойствами, а с другой - с характером воздействия таких природных агентов, как вода, воздух, колебания температуры.
Продукты разрушения изверженных горных пород, представляющие собой обломки различных размеров, тонкие минеральные частицы и растворенные в воде химические вещества, остаются на месте своего образования или перемещаются с помощью воды, ветра, ледников или силы тяжести.
В результате накопления минеральных масс на дне водных бассейнов или на суше образуются осадки, которые после их преобразования создают горные породы, получившие название осадочных.
Осадочные породы слагают самую верхнюю часть земной коры и занимают значительную площадь. Они образуются в результате трех процессов: 1) накопления или осаждения обломочного материала, получившегося при разрушении ранее сформировавшихся горных пород (изверженных, осадочных и метаморфических); 2) химического осаждения растворенных веществ; 3) жизнедеятельности организмов.