Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева

Дальневосточного отделения Российской академии наук

СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ

Ученым советом ТОИ ДВО РАН Директор ТОИ ДВО РАН

протокол № 4 от 10 апреля 2014 г. академик РАН

В.А. Акуличев

«» 2014 г.

ПРОГРАММА

вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 25.00.09 – «Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых»

Форма подготовки очная / заочная Владивосток Настоящая программа разработана на основе программы кандидатского минимума, разработанной экспертным советом ВАК при Минобрнауки РФ.

В программе отражены следующие дисциплины: «Общая геохимия», «Геохимические методы поисков и разведки полезных ископаемых», «Экологическая геохимия», «Методы газогеохимических исследований».

1. Объект геохимии Определение геохимии. Атомы химических элементов в природе, основные проблемы геохимии: распространенность химических элементов и распределение их в природе. Возникновение геохимии. Основополагающие работы Ф.У. Кларка, В.И.

Вернадского, В.М. Гольдшмидта, А.Е. Ферсмана. Основные тенденции развития геохимии во второй половине XX века. Основные труды по геохимии.

Место геохимии в системе наук о Земле.

Распространенность элементов в земной коре.

Методы оценки среднего химического состава земной коры. Работы Ф.У.

Кларка, В.И. Вернадского, И. и В. Ноддаков, В.М. Гольдшмидта, А.Е.Ферсмана, А.П.

Виноградова. Современные представления о структуре земной коры; типы земной коры. Масса коры и отдельных ее структурных единиц; оценка масс различных генетических групп пород в земной коре. Работы А. Полдерварта, А.Б. Ронова, А.А.

Беуса, С.Р. Тейлора. Современные оценки распространенности элементов в земной коре; основные закономерности распространенности элементов в земной коре.

Геофизические данные о строении Земли. Земная кора, мантия, ядро. Способы оценки среднего состава оболочек и ядра Земли. Полиморфизм и состояние вещества в глубинных сферах Земли.

Задача классификации. Периодический закон Д.И. Менделеева и классификация элементов. Классификация В.И. Вернадского; другие классификации.

Представления об ассоциациях химических элементов в природе.

Распределение химических элементов между фазами в условиях равновесия.

Закон Генри и др. Понятие коэффициента распределения, зависимость от температуры и давления; представление о геотермометрах и геобарометрах.

Термодинамика водных растворов. Формы нахождения элементов в растворах, активности и концентрации компонентов. Закон Дебая-Хюккеля. Растворение, перенос компонентов, комплексообразование и причины осаждения. Кислотноосновные и окислительно-восстановительные реакции, диаграммы Eh–pH.

Представления о геохимических барьерах.

Основные представления о диффузии и конвекции как механизмах массопереноса и дифференциации в геохимии. Роль кинетических факторов в реакциях минералообразования.

Понятие о миграции элементов. Явления концентрации и рассеяния.

Изотопы химических элементов. Разница масс атомов как причина разделения изотопов легких элементов в физических и физико-химических процессах, представления о термодинамических и кинетических изотопных эффектах.

Коэффициенты фракционирования, их зависимость от температуры и давления.

Динамика фракционирования изотопов в закрытых и открытых системах.

Стабильные и нестабильные изотопы, явление радиоактивности, радиогенные изотопы. Типы радиоактивности. Закон радиоактивного распада, понятия константы распада и периода полураспада. Принципы изотопной геохронологии. Метод изохрон.

2. Геохимия геологических процессов Типы магматических рудных месторождений. Процесс дифференциации магмы как процесс рудообразования; роль кристаллизационной дифференциации.

Состав вулканических газов; закономерности изменения состава водных источников и газов вулканических областей в ходе вулканического процесса. Газы ювенильные и возрожденные; геохимические признаки происхождения вулканических газов.

Геохимическая (Гольдшмидтовская) классификация осадочных образований.

Химический состав и ассоциации элементов различных типов осадочных пород.

Относительная распространенность различных типов осадочных пород.

Физико-химические факторы осадочной дифференциации. Роль температуры, давления, состава атмосферы и вод; значение активности живых организмов и органического вещества осадков. Кислотность и окислительно-восстановительный потенциал растворов как факторы разделения и концентрированная элементов;

диаграммы Eh–pH. Специфика физико-химических условий процессов выветривания и почвообразования, сноса, осадконакопления, диагенеза; связь с геологотектоническими и климатическими условиями; типы бассейнов осадконакопления.

Особенности современных процессов осадкообразования: геохимия кор выветривания и почв континентов; особенности процессов формирования континентального стока, средний состав жидкого и твердого стока, другие механизмы поставки материала, их количественные оценки; динамика седиментации в бассейнах оскдонакопления, геотектонические и фациальные закономерности отложения терригенного, биогенного и хемогенного материала; геохимия диагенеза.

Работы Н.М. Страхова, А.П. Лисицына, А.Б. Ронова, Р.М. Гаррелса.

Типы осадочных рудных месторождений и месторождений кор выветривания.

Осадочная дифференциация как рудообразующий процесс; динамические модели осадочной дифференциации и анализ факторов концентрирования рудных элементов в этом процессе.

Масса и химический состав вод гидросферы; сопоставление состава морских и континентальных вод; устойчивость состава солевой массы океана; колебания солености морских вод. Малые компоненты гидросферы; жизнь и органическое вещество морских вод.

Состав атмосферы; строение атмосферы и распределение ее компонентов по высоте. Факторы, контролирующие химический состав атмосферы. Атмосфера как динамическая система и геохимические циклы газов атмосферы. Инертные газы.

Определение В.И. Вернадского биосферы и живого вещества. Живое вещество;

его количество и химический состав, ассоциации элементов живого вещества (биофильные элементы). Энергия и активность живого вещества. Понятие о биогеохимических процессах; прямое и косвенное влияние организмов на геологические процессы; геохимические функции организмов; организмыконцентраторы. Живое вещество как мощный геологический фактор в истории земной коры; понятие о ноосфере. Работы В.И. Вернадского.

Органическое вещество в геохимии. Распространенность и формы накопления органического вещества. Состав органического вещества осадков и осадочных пород; ассоциации элементов, накапливающихся в связи с органическим веществом;

органическое вещество как фактор концентрирования элементов. Разложение органического вещества в почвах и осадках, и влияние этого процесса на физикохимические параметры геохимических процессов. Геохимия нефти и угля.

Круговорот химических элементов в земной коре, геохимические циклы.

Учение о геохимических поисках месторождений полезных ископаемых как самостоятельный раздел геологических наук. Роль и место геохимических методов на этапах и стадиях геологоразведочного процесса. Работы Н.И. Сафронова, А.П.

Соловова, В.А. Соколова, А.И. Перельмана.

3. Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых Понятия о геохимическом поле, местном геохимическом фоне, «явных» и слабых геохимических аномалиях; месторождение полезного ископаемого как частный случай геохимической аномалии. Первичный ореол месторождения.

Гипергенное поле рассеяния; вторичные ореолы и потоки рассеяния полезных ископаемых в геосферах.

Типы геохимических барьеров и их роль в образовании геохимических аномалий.

Литохимические методы поисков.

Потоки рассеяния рудных месторождений.

Первичные ореолы рудных месторождений. Поиски слепых рудных тел по первичным ореолам на флангах и глубоких горизонтах разведываемых и эксплуатируемых месторождений. Ряды зонального отложения элементов типоморфного комплекса и методы их выявления.

Гидрохимические поиски рудных месторождений по катионам металлов и по сульфат-иону путем опробования поверхностных водных потоков. Писки погребенных месторождений в закрытых районах при наличии водоносного горизонта. Методы анализа, применяемые при гидрохимических поисках.

Образование газовых ореолов рассеяния путем эффузии и диффузии газов через горные породы. Влияние природных факторов на концентрацию газов в перекрывающих отложениях и в приземной атмосфере. Газы нефтяных и угольных месторождений, газы рудных месторождений. Типы и виды газовых съемок:

гелиевая, газортутные съемки. Методика и техника отбора газов при разных видах съемки. Аэрогазовые съемки. Принципы хроматографического анализа газовых смесей.

Собственно биогеохимический и геоботанический методы поисков.

Коэффициент биогенного поглощения элементов, биогеохимические барьеры.

Методика и техника биогеохимических съемок в закрытых районах; области эффективного применения биогеохимического метода поисков.

Учение В.И. Вернадского о биосфере. Понятие «техногенез». Технофильность химических элементов. Окружающая среда и ее компоненты.

Количественные геохимические показатели, используемые при оценке компонентов окружающей среды: среднеаномальные содержания, кларк концентрации, площадь загрязнения, количество металла в загрязняющем слое.

Суммарный показатель загрязнения почв, снегового покрова, растительности, донных отложений и вод. Уровни загрязнения компонентов окружающей среды.

Понятие оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС). Цели, задачи, принципы и область применения ОВОС. Государственная экологическая экспертиза.

Методика газогеохимических исследований.

Применение методов газогеохимических исследований для решения задач поиска нефтегазовых месторождений и газогидратов.

Источники метана.

Форма нахождения газов угленосных толщ и их миграция.

Газоносность угленосных толщ.

Влияние геологических факторов на газоносность.

Экологические последствия выходов газов угольных месторождений.

Геологические условия формирования и разрушения газогидратов.

Экология потоков метана и газогидратов.

Запасы метана как нетрадиционного энергетического сырья.

ЛИТЕРАТУРА

Основная литература 1. Браунлоу А.Х. Геохимия. М.: Недра, 1984.

2. Войткевич Г.В. Проблемы космохимии. Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовск.унта, 1987.

3. Гавриленко В.В., Сахоненок В.В. Основы геохимии редких литофильных металлов. Л.: Изд-во ЛГУ, 1986.

4. Гавриленко В.В., Сорокина Н.А. Геохимические циклы токсичных элементов. Л.: Изд-во ЛГУ, 1988.

5. Гаррелс Р.М., Крайст Ч.Л. Растворы, минералы, равновесия // Науки о Земле.

Фундаментальные труды зарубежных ученых по геологии, геофизике и геохимии.

Т.5. М.: Мир, 1968.

6. Жариков В.А. Основы физико-химической петрологии. М.: Изд-во МГУ, 1976.

7. Мейсон Б. Основы геохимии. М.: Недра, 1971.

8. Мияке Я. Основы геохимии. М.: Недра, 1969.

9. Перельман А.И. Геохимия. 2-е изд. М.: Высш. шк., 1989.

10. Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин и др. М.:

Недра, 1990.

11. Сауков А.А. Геохимия. 4-е изд. М.: Наука, 1975.

12. Соловов А.П. Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых. М.: Недра, 1985.

13. Соловов А.П., Матвеев А.А. Геохимические методы поисков рудных месторождений. 2-е изд. М.: Изд-во МГУ, 1985.

14. Файф У. Введение в геохимию твердого тела. М.: Мир, 1967.

15. Фор Г. Основы изотопной геологии. М.: Мир, 1989.

16. Хендерсон П. Неорганическая геохимия. М.: Мир, 1985.

17. Шоу Д.М. Геохимия микроэлементов кристаллических пород. Л.: Недра, 1969.

18. Щербина В.В. Основы геохимии. М.: Недра, 1972.

19. Справочник по геохимии / Г.В. Войткевич, А.В. Кокин, А.Е. Мирошников, В.Г. Прохоров. М.: Недра, 1990.

20. Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов: Справочник. В 6 кн. М.:

Недра, 1994-1997.

21. Справочник по геохимическим поискам полезных ископаемых / Под ред.

А.П. Соловова. М.: Недра, 1990.

Дополнительная литература 22. Белоусов В.В. Очерки геохимии природных газов. Л.: Химтеоретиздат, 1937.

23. Беус А.А. Геохимия литосферы. 2-е изд. М.: Недра, 1981.

24. Боуэн Н.Л. Эволюция изверженных пород. М.–Л.: Госгеолнефтиздат, 1934.

25. Будыко М.И., Ронов А.Б., Яншин А.Л. История атмосферы. Л.:

Гидрометеоиздат, 1985.

26. Валяшко М.Г. Основы геохимии природных вод // Геохимия. 1967. № 11.

27. Вернадский В.И. Очерки геохимии. 8-е изд. // Библиотека трудов академика В.И.Вернадского. Труды по геохимии. М.: Наука, 1994.

28. Вернадский В.И. Биосфера. 5-е изд. // Библиотека трудов академика В.И.Вернадского. Живое вещество и биосфера. М.: Наука, 1994.

29. Вернадский В.И. Проблемы биогеохимии. Тр. биогеохимической лаборатории ГЕОХИ АН СССР. Т.16. М.: Наука, 1980.

30. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения.– 2е изд. М.: Наука, 1987.

31. Закономерности распределения химических элементов в земной коре // А.П.

Виноградов. Избранные труды. Проблемы геохимии и космохимии. М.: Наука, 1988.

32. Виноградов А.П. Атомные распространенности химических элементов Солнца и каменных метеоритов // Там же. С. 91-97.

33. Виноградов А.П. Химическая эволюция Земли // Там же. С. 118–143.

34. Виноградов А.П. Атмосферы планет солнечной системы // Там же. С.172Введение в геохимию океана // А.П.Виноградов. Избранные труды.

Геохимия океана. М.: Наука, 1989. С.36–216.

36. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных элементов в почвах. 2-е изд. М.: Изд-во АН СССР, 1957.

37. Виноградов А.П. Биогеохимические провинции // А.П.Виноградов.

Избранные труды. Геохимия изотопов и проблемы биогеохимии. М.: Наука, 1993.

С.145–166.

38. Виноградов А.П. Биогеохимические провинции и их роль в органической эволюции // А.П.Виноградов. Избранные труды. Геохимия изотопов и проблемы биогеохимии. М.: Наука, 1993.С.166–179.

39. Гаррелс Р., Маккензи Ф. Эволюция осадочных пород. М.: Мир, 1974.

40. Гаррелс Р.М. Круговорот углерода, кислорода и серы в течение геологического времени. М.: Наука, 1975.

41. Гольдшмидт В.М. Геохимические законы распределения и частота элементов в космосе // Основные идеи геохимии. Вып. 1. / Под ред. А.Е. Ферсмана.

Л.: Госхимтехиздат, Ленингр.отд., 1933. С.250–276.

42. Гольдшмидт В.М. Основы количественной геохимии // Успехи химии. 1934.

Т.3. Вып.3. С. 448–483.

43. Гольдшмидт В.М. Геохимические принципы распределения редких элементов // Редкие элементы в изверженных горных породах и минералах / Ред.В.В.

Щербина. М.: Изд-во иностранной литературы, 1952. С. 9-16.

44. Гольдшмидт В.М. Сборник статей по геохимии редких элементов. М.–Л.:

ГОНТИ, 1938.

45. Кабата-Пендиас, Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. М.:

Мир, 1989.

46. Коржинский Д.С. Теория метасоматической зональности. М.: Наука, 1969.

47. Крайнов С.Р., Швец В.М. Гидрогеохимия. М.: Недра, 1992.

48. Лисицын А.П. Осадкообразование в океанах. М.: Наука, 1974.

49. Лисицын А.П. Процессы океанской седиментации. Литология и геохимия.

М.: Наука, 1978.

50. Метасоматизм и метасоматические породы / Под ред. В.А. Жарикова, В.Л.

Русинова. М.: Научный мир, 1998.

51. Ноддак И. и В. Частота химических элементов // Основные идеи геохимии.

Вып. 2. / Под ред. А.Е. Ферсмана. Л.: Химтеоретиздат, 1935. С.5–22.

52. Полдерваарт А. Химия земной коры // Земная кора. М.: Изд-во иностр. лит., 1957. С. 130–157.

53. Ронов А.Б. Стратисфера или осадочная оболочка Земли (количественное исследование). М.: Наука, 1993.

54. Ронов А.Б., Ярошевский А.А., Мигдисов А.А. Химическое строение земной коры и геохимический баланс главных элементов. М.: Наука, 1990.

55. Руби В.В. Эволюция гидросферы и атмосферы в связи со специальным рассмотрением вероятного состава древней атмосферы // Земная кора. М.: Изд-во иностр. лит., 1957. С. 650–671.

56. Рябчиков И.Д. Термодинамический анализ поведения малых элементов при кристаллизации силикатных расплавов. М.: Наука, 1965.

57. Рябчиков И.Д. Термодинамика флюидной фазы гранитоидных магм. Наука, 1975.

58. Рябчиков И.Д. Рябчиков И.Д. Геохимическая эволюция мантии Земли. М.:

Наука, 1988.

59. Сафронов Н.И. Основы геохимических методов поисков рудных месторождений. Л.: Недра, 1971.

60. Страхов Н.М. Типы литогенеза и их эволюция в истории Земли. М.:

Госгеолтехиздат, 1963.

61. Страхов Н.М. Проблемы геохимии современного океанского литогенеза. М.:

Наука, 1976.

62. Тейлор С.Р., Мак-Леннан С.М. Континентальная кора. Ее состав и эволюция. М.: Мир, 1988.

63. Файф У., Прайс Н., Томпсон А.. Флюиды в земной коре. М.: Мир, 1981.

64. Ферсман А.Е. Избранные труды. М.: Изд-во АН СССР. Т. 3. 1956. С.9–791;

Т. 4. 1957. С. 3–581; Т.5. 1959. С. 3–414.

65. Ферсман А.Е. Пегматиты. Т.I. Гранитные пегматиты. В книге: А.Е.

Ферсман. Избранные труды. Т.VI. М.: Изд-во АН СССР, 1960, С.5–739.

66. Холланд Х. Химическая эволюция океанов и атмосферы. М.: Мир, 1989.

67. Юдович Я.Э., Кетрис. Курс геохимии осадочных пород. Сыктывкарский гос.ун-т, 2001.

68. Clarke F.W. The date of geochemistry // U.S. Geol. Surv. Bull. 1924.No.770.

(Washington).

69. Goldschmidt V.M. Geochemistry. Oxford: Clarendon Press, 1954.

Программа рассмотрена, обсуждена и одобрена на семинаре Отдела геологии и геофизики ТОИ ДВО РАН « 16 » августа 2012 г.

Председатель семинара