Геология пәні, оның мақсаты мен міндеттері

Геология – жаратылыстану ғылымдарының ішіндегі ең маңыздыларының бірі, ол Жердің құрылысын, құрамын, жаралу тегін және дамуын, сол сияқты жер қыртысының, оны құрайтын минералдардың , тау жыныстарының, рудалардың, өзге де пайдалы қазбалардың қалыптасу, процестеріндегі заңдылықтарды,Жердегі тіршілік атаулының пайда болу даму тарихын зерттейді. “ Геология” сөзі грек тілінен аударғанда Жер туралы ғылым деген түсінікті білдіреді (“Гео”-“жер “, “логос “-“сөз, ғылым”). Ендеше , геология ғылымының ең басты зерттеу нысаны тұтас алынған Жер планетасы деп түсінілуі тиіс. Алайда бұл ұланғайыр нысанды танып білу шаралары ең алдымен оның көзбе –көз қадағалауға қолайлы сыртқы қатты қабығын –жер қыртысын және оны құрайтын минералдарды, тау жыныстарын (әр түрлі минералдар жиынтығы) ,геологиялық таскелбеттер мен формацияларды (тау жыныстарының жекелеген түрлерінің жиынтықтары), құрылымдық- формациялық белдемдерді

(әртүрлі геологиялық формациялардың жиынтығы), жер қыртысының құрлымдық элементтерін (құрлымдық-формациялық белдемдер жиынтығы) жан-жақты зерттеу нәтижесінде жүзеге асады. Жер қыртысын көзбе-көз зерттеуді жүзеге асырумен қатар, ғылыми техникалық прогрестің бүгінгі деңгейі планетаның ішкі өңірлеріне де “көз жүгіртуге “ мүмкіндік беруде. Мәселен, зерттеудің геофизикалық әдістері деп аталатын мейілінше пәрменді зерттеулер жиынтығы Жердің терең қойнауларында, тіпті оның ядросы өңірінде етек алған физикалық құбылыстар мен процестерді қадағалауға мүмкіндік беріп отыр. Мұның бәрі Жер планетасын геологиялық нысан ретінде жан –жақты зерттеуге, сөйтіп жинақталған мәліметтерді саралаудың нақтылығы мен ауқымдылығын қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

Жоғарыда аталған нысандарды зерттеу арқылы олардың қалай жаралғанын, қандай өзгеріске ұшырағанын, уақыт пен кеңістіктегі даму барысының бағыт- бағдарын анықтауға болады, сөйтіп олардың жаралуы мен бүгінгі жағдайы аралығындағы геологиялық даму тарихын қадағалау және сатылай отырып қалпына келтіру мүмкіндіктері жүзеге асады. Бұл нысандардың әрбіреуі, мәселен ,жекелеген минералдар мен тау жыныстары, сырт көзге мейілінше марғау да салғырт көрінеді , алайда кез- келген тас өзінің қалыптасу жағдайы және одан кейінгі кездерде өткерген өзгерістері жайлы құнды- құнды мәліметтерді өн бойында ұдайы сақтайды.

Геология,сөзсіз, ғылымының бірегей де жеке түрі. Алайда оның дамуы барысында сол геология шаңырағынан жеке отау тіккен ғылыми пәндер көптеп саналады, олардың кейбіреулері бүгінгі таңда жеке ғылым салалары ретінде дараланады. Сөз болып отырған жекелеген ғылым салалары мен тарауларының мақсат- мүдделері әр түрлі, олардың зерттеу әдістері де әдетте өзіндік ерекшеліктерімен ерекшеленеді, себебі олар планетаның жаралу , даму және бүгінгі қалпына келу жағдайларын тек өз тұрғысынан ғана саралауға тырысады. Солай бола тұрса да, олар бір- бірімен тығыз байланысты және, сайып келгенде, тек бір арнаға ғана келіп тоғысады, ол арна –геологияның басты мүддесі, яғни Жердің құрам және құрылыс ерекшеліктерін анықтау, сол сияқты оның даму заңдылықтарын ашып көрсету.

Геологиялық ғылымның құрам-бөліктерін, яғни оның басты-басты пәндері мен салаларын, өздерінің зерттеу нысаны тұрғысынан, шартты түрде алты топқа бөлуге болады. Бұлар төмендегі мәселелерді зерттейтін ғылым тараулары мен салалары:1) жер қыртысы мен литосфераның заттық құрамын; 2) геологиялық процестерді; 3) өлі организмдердің қалдықтарын және олардың тіршілік белгілерін пәрменді түрде зерттеу нәтижесінде органикалық тіршіліктің жер бетінде пайда болуын, көрініс беру ерекшеліктерін және даму барысын; 4) геологиялық процестердің тарихи сабақтастығын; 5) жер қойнауларын игеру және шаруашылық нысандарын тұрғызу мәселелеріне байланысты іс-тәжірибе шараларын; 6) пайдалы қазба кендерін зерттеудің және игерудің әдістемелік шараларын және геологиялық – экономикалық әрекеттерді.

Жер қыртысы мен литосфераның заттық құрамын зерттейтін геологиялық пәндер санатына жататындардың ең негізгілері- кристаллография, минералогия, петрография,петрология, литология, геохимия. Кристаллография үш түрлі түбегейлі ғылымдардың – геологияның , физиканың және геометрияның – бір- бірімен орайласу өңірінен көрініс бере отырып , әр түрлі минералдарға тән кристалдардың құрылыс және пішін ерекшеліктерін саралайды. Минералогия минералдардың құрамын , физикалық қасиеттерін , қалыптасу және өзгеру жағдайларын анықтаумен айналысады . Петрография тау жыныстарының минералдық құрамын , олардың құрылымдық және нақыштық ерекшеліктерін зерттейді . Петрология – магмалық және метаморфтық тау жыныстарын олардың заттық құрамы ,геологиялық ерекшеліктері және жаралу тегі тұрғысынан зерттейтін ғылым . Петрологияның деректемелік петрографиядан ең басты айырмашылығы сол, ол, түрлі-түрлі саралау әдістері көмегімен , тау жыныстарының жаралу тегі жайлы мәліметтерді анықтауға көмектеседі , сол сияқты әр түрлі құрамды магмалардың пайда болу және одан әрі өрбу процестерін қадағалауға мүмкіндік береді. Литология тек қана шөгінді яки тұнба тау жыныстарының құрамын, құрылымын, нақышын және жаралау тегін анықтайды. Ал геохимияға келетін болсақ , ол жер қыртысындағы және қолда бар мүмкіндіктер дәрежесіне сәйкес, бүкіл Жер болмысындағы химиялық элементтердің таралуын және бір ортадан екінші ортаға көшпелену процестерін қадағалайтын ғылымның жеке түрі.

Геологиялық процестерді зерттейтін геологиялық пәндер кешені әдетте динамикалық геология деген атау арқылы жекеленеді . Он шартты түрде екі топшаға жіктеуге болады. Бірінші топшаға кіретін геотектоника, вулканология, сейсмология және жалпылама геофизика көмегімен эндогендік (ішкі) геологиялық процестердің әр түрлі сыр-сипаттары сараланады. Экзогендік (сыртқы) геологиялық процестерді зерттейтін екінші топшаға геоморфология, құрлық гидрологиясы, гляциология, лимонология және климатология пәндері кіреді.Геотектоника Жер дамуының екі бірдей келелі мәселелерін саралау мақсатын көздейді. Оның бірінші- бүкіл Жер планетасының құрылысын және оның геологиялық уақыт барысында бағдарлы түрде дамуының басты-басты заңдылықтарын зерттеу. Өзінің бұл мағынасында геотектоника тарихи геологиямен орайласады және өзінің “геотектоника” деген атауына толықтай сәйкеседі. Геотектониканың (тектониканың) екінші мақсаты- тек қана жер қыртысы өңіріндегі қозғалыстар мен тау жыныстарының деформацияларын,сол жер қыртысының құрылыс ерекшеліктерін және оны құрайтын тау жыныстарының аталған қозғалыстар нәтижесінде құрылымдық өзгерістерге ұшырау пішіндерін сараптау. Геотектоника түсінігі өзінің осы мағынасында жәй ғана “ тектоника” атауымен жиі-жиі алмастырылып жүр. Жер қыртысындағы әр түрлі тау жыныстарының орналасу және бір-бірімен орайласу пішіні мен заңдылықтарын саралайтын, сөйтіп сол жер қыртысының құрылымдық ерекшеліктерін нақтылайтын тектоника саласы құрылымдық геология деп. аталады. Құрылымдық геология әдетте жеке геология пән ретінде оқшауланады. Вулканология – жанартаулар жайлы ғылым, сол жанартаулардың морфологиясын, көрініс беру ерекшеліктерін, туындау себептерін, жер бетінде орналасу ерекшеліктерін және олардың әрекеті нәтижесінде түзілген өнімдерді зерттейді. Сейсмология – жерсілкіністер, сол сілкіністердің туындауын және көрініс беруін қамтамасыз ететін геологиялық жағдайлар жайлы ғылым. Сейсмологияны геофизиканың жеке тарауы ретінде қарау орынды. Ал жалпылама геофизикаға келетін болсақ, ол жер қыртысында, жер мантиясында және оның ядросында етек алған физикалық құбылыстар мен процестердің түп – тамырын зерттейтін жекелеген ғылымдар жиынтығы болып табылады. Түрлі-түрлі геофизикалық зерттеу әдістері Жердің және оның басты-басты геосфераларының, бір інші кезекте жер қыртысының, литосфераның және астеносфераның, геологиялық құрылыс ерекшеліктерін анықтауға негізделген геологиялық ғылымның мейлінше көкейтесті теориялық мәселелерін нақтылауға мүмкіндік береді. Кейбір геофизикалық зерттеу әдістерінің іс-тәжірибедегі өте маңызды мәселелерді шешу, мәселен, жер қыртысындағы түрлі-түрлі пайдалы қазба шоғырларын тап басу мүддесін ойдағыдай орындау жолындағы атқаратын рөлі айрықша.Геоморфология – жер бетінің морфологиялық ерекшеліктері, әр түрлі жербедер пішіндерінің қалыптасуы және даму жайлы геологиялық-географиялық ғылым. Құрлық гидрологиясы – құрлықтағы табиғи суларды, олармен байланысты құбылыстар мен процестерді зерттейтін ғылыми пән, география ғылымының жеке саласы. Сол сияқты, динамикалық геологиямен тығыз байланысты физикалық географияның құрам бөліктері қатарына жататындар: гляциология – мұздықтар жайлы ғылым, лимонология – құрлық бетінің су алмасу көрсеткіштері мейлінше төмен дәрежемен сипатталатын көлдері және шағын-шағын су алаптары жайлы ғылым, ал климатология – климат жайлы, оның қалыптасуы, таралу және өзгеру жайлы ғылым.

Органикалық тіршіліктің Жер бетінде пайда болуы, көрініс беру ерекшеліктері және даму барысы жайлы геология саласындағы бірден-бір ғылым – палеонтология. Ол екі түрлі түбегейлі ғылымдар жапсарында, яғни геология мен биологияның орайласу өңірінде қалыптасқан. Палеонтология жәндіктер мен хаюандардың (фауна) және өсімдіктер (флора) қазба қалдықтарын зерттеу және оларды бір-бірімен салыстыра саралау негізінде сол қалдықтарды кіріктіретін тау жыныстарының салыстырмалы геологиялық көнелігін анықтайды. Мұның өзі бір мезгілде, бірақ бір-бірінен мейлінше алшақ орналасқан (ара қашықтығы жүздеген, мыңдаған, тіпті он мыңдаған км) алаптарда түзілген әр сипатты шөгінді (тұнба) жыныстарды бір-бірімен сәйкестендіруге мүмкіндік береді. Палеонтологиялық мәліметтер, сол сияқты, өткен геологиялық кезеңдер мен дәуірлерде түзілген шөгінді (тұнба) тау жыныстары қалыптасуының физикалық-географиялық жағдайын, нақтылы аймақтардағы шөгінділердің қат-қабатталу сабақтастығын анықтауға жағдай туғызады. Бұл орайда палеонтология тарихи геологияның жекелеген салаларымен – стратиграфиямен, таскелбеттер жайлы және геологиялық формациялар жайлы ілімдермен, палеогеографиямен – тығыз байланысты.

Геологиялық процестердің тарихи сабақтастығын зерттейтін геологиялық пәндер жиынтығы әдетте тарихи геология деген атау төңірегінде топтастырылады. Бұл жиынтыққа кіретіндер – стратиграфия, таскелбеттер жайлы ілім, геологиялық формациялар жайлы ілім, палеогеография. Аталған ғылыми пәндер тобының ең басты мүддесі – геологиялық және палеотологиялық жылнама жасақтау, яғни жер беті дамуының санқилы және мейлінше күрделі тарихын анықтау, жер шарының жекелеген аймақтары өңірінен көрініс берген тектоникалық процестердің, таужаралу және таумұжылу процестерінің, жанартаулар әрекетінің, тау жынысы түзілуінің теңіздік (мұхиттық) жағдайы қайталануының, сол сияқты түзілімденуді қамтамасыз ететін физикалық-географиялық жағдайдың бағыт-бағдары мен өзара сабақтастығын нақтылап беру болып табылады.Тарихи геологияның ең маңызды салаларының бір стратиграфия. Ол қабат-қабат шөгінді және жанартаутекті жыныстардың қат-қабатталу сабақтастығын зерттей отырып, палеонтологиялық мәліметтер көмегімен олардың геологиялық көнелігін анықтайды. Өзінің түзілуі сәтіндегі тектоникалық жадай ерекшеліктері және қалыптасуының физикалық-географиялық жағдайлары тұрғысынан дараланған тау жынысы қабаттарының табиғи жиынтықтары нақтылы таскелбеттерге және геологиялық формацияларға топтастырылады. Оларды пәрменді түрде зерттеу таскелбеттер жайлы ілімнің және геологиялық формациялар жайлы ілімнің еншісінде. Таскелбеттер жайлы ілім – жер қыртысына тән шөгінділердің кеңістіктегі және бағдарлы уақыт барысындағы өзгерістерін, сол өзгерістерді тудыратын жағдайларды саралайтын ғылым. Геологиялық формациялар жайлы Ілім – зерттелмекші геологиялық құрылымның тектоникалық дамуының уақыт пен кеңістіктегі басты- басты сатыларымен кезеңдерін анықтай отырып, өткен геологиялық кезеңдермен дәуірлерде қалыптасқан геологиялық формациялар жиынтығы түзілуінің палеотектоникалық және палеоклиматтық жағдайларын қалпына келтіруге көмектесетін тарихи геология тарауы. Аталған ілімдердің ең басты зерттеу әдістері тас келбеттік талдау және формациялық талдау шаралары болып табылады. Жекелеген құрылымдық – формациялық белдемдерді немесе жер қыртысына мейлінше ауқымды аймақтарын қамтитын барынша Ірі құрылымдық элементтерді таскелбеттік және формациялық тұрғыдан талдау шаралары, сол өңірлерде етек алған тау жыныстары кешендерін стратиграфиялық тұрғыдан жіктеу шаралары мен біріге отырып, сол зерттелген геологиялық құрылымның қалыптасуына себепші болған геологиялық процестер мен құбылыстарда жалпылама бағыт-бағдарын анықтауға, оның геологиялық даму тарихын сатылай қадағалауға мүмкіндік береді. Ал палеогеография дегеніміз – өткен геологиялық кезеңдермен дәуірлердің географиялық ландшафтылары және олардың даму жайлы ғылым. Бұл ғылымның ең басты зерттеу әдісі көне және бүгінгі физикалық-географиялық процестер мен жағдайларда ұдайы салыстыра тексеру тәсіліне негізделген.

Іс-тәжірибе шараларын қамтамасыз етуге мүдделі геологиялық ғылым салаларына жататындар – пайдалы қазбалар жайлы Ілім, гидрогеология, инженерлік геология, аймақтық геология. Пайдалы қазбалар жайлы Ілім бүкіл геологиялық ғылымның түпқазығы іспетті, себебі адамдардың жер қойнауынан минералдық шикізатты алуға деген ұмтылысы геологияның нақтылы білім саласы ретінде алғаш рет қалыптасуына түрткі болғаны анық. Геологиялық ғылымның аталған саласы кез-келген қоғамның және оның жекелеген мүшелерінің шаруашылық шараларын дамытуға аса қажетті табиғи минералдық түзілімдерді зерттейді. Пайдалы қазбалардың сан түрлі болуы, олардың шаруашылықты дамытудағы өзіндік маңызы бір келкі болмауы пайдалы қазбалар жайлы ілімнің бірнеше жеке пәндерге жіктелуіне әкеліп соқтырады. Бұл пәндердің қатарына жататындар: рудалы кендер туралы Ілім, бейруда пайдалы қазбалар жайлы Ілім, көмір геологиясы, мұнай- газ геологиясы, радиоактивті элементтер геологиясы. Пайдалы қазбалар жайлы ілімнің жеке ғылым мәртебесін иеленген өте маңызды тарауларының бірі металлогения, ол рудалы кендердің уақыт пен кеңістікте қалыптасу және орналасу заңдылықтарын саралайды. Гидрогеология жер асты суларын, олардың тегін, астасу жағдайын, қозғалыс заңдылықтарын, режимін, физикалық және химиялық қасиеттерін, шаруашылықтағы маңызын, сол сияқты минералдармен, тау жыныстарымен, атмосферамен және жер үсті суларымен өзара байланысын зерттейтін ғылым. Инженерлік геология адамдардың инженерлік әрекетін қамтамасыз ету мақсатында жер қыртысының беткі қабаттарының геологиялық жағдайы және динамикасын зерттейтін геология тарауы. Инженерлік геологиялық зерттеулер негізінде түрлі-түрлі ғимараттар тұрғызудың ең қолайлы орындары анықталады, осы құрылыстың салынуынан туындай отырып, оның берік сақталуына және қалыпты қызмет етуіне кері әсерін тигізетін геологиялық процестер мен күресу шаралары белгіленеді. Ал аймақтық геологияға келетін болсақ, ол жер қыртысын жекелеген аймақтарының геологиялық құрылыс ерекшеліктерін зерттейтін геология саласы. Мұндай зерттеулер нәтижесінде, әдетте әр түрлі масштабтағы геологиялық карталар дайындалады. Бұл карталар зерттелген аймақ дамуының сабақтастығы жайлы теориялық тұжырымдар жасақтауға негіз болады, геологияның іс-тәжірибедегі ең көкейтесті мселелерінің бірі әр түрлі пайдалы қазба кендерін іздеу және барлау жұмыстарының ең басты негізі болып табылады.

Геологиялық ғылымның әдістемелік және геологиялық – экономикалық мәселелерімен айналысатын салалар қатарына геологиялық түсірім, іздеу-барлау істері, кеніш геологиясы және шахта геологиясы жатады. Геологиялық түсірім – белгілі бір территорияға тән жер қыртысының геологиялық құрылысын зерттеу және оның минералдық қорларға деген мүмкіндіктерін анықтау әдістерінің ең басты түрлерінің бірі. “Геологиялық түсірім” термині тәжірибеде өте жиі қолданылып жүрген “Геологиялық карталау” ұғымының синонимі болып табылады. Бұл ұғым геологиялық карталар құрастыру және оларды іс-тәжірибеде пайдалану әдістерін зерттейтін геологиялық пәндердің бірі ретінде қаралады. Алғашқы анықтама болмысын барынша айқында толық ашып көрсетеді. Сондықтан да іс-тәжірибеде “Геологиялық карталау” терминінен гөрі “Геологиялық түсірім” түсінігін орындаған орынды. Іздеу – барлау істері пайдалы қазбалардың нақтылы түрлерін кіріктіретін руда белгілері мен кендердің геологиялық жағдайын, сол сияқты жаңа кендерді іздеп табу, ал табылған кендерді барлау және бағалау шараларының ең тиімді және ең арзан тәсілдерін зерттеу істерімен айналысатын геологиялық ғылым саласы. Кеніштік геология нақтылы кенді игеру шаралары мен тікелей айналысатын кеніш жұмыстарын геологиялық тұрғыдан қамтамасыз ету және сол кеннің болашақ мүмкіндіктерін анықтау міндеттері мен шұғылданатын жоғарыдағы міндеттерді атқарады, тек қана бұл міндеттер кеніштерге емес, шахталарға қатысты атқарылады.Геологиялық білім салаларының тізбегінде “Геоэкология” деген ұғым ерекше жекеленеді. Геоэкология бүкіл жер қыртысы бетінің, минералдық шикізатты өнідіру және өңдеу шаралары жүзеге асырылып жатқан өңірлердің адамдар атқарған шаруашылық әрекеті нәтижесінде ластануы мен және сол ластанудың тіршілікке тигізер жағымсыз әсерімен байланысты туындайтын мейілінше көкейтесті мәселелерді зерттейтін жаңа ғана қалыптасып келе жатқан ғылым саласы.Ол адамдардың шаруашылық әрекеті нәтижесі табиғат тепе – теңдігінің бұзылуына, яғни жер қыртысының беткі жазықтығына ластануына тікелей себепкер геологиялық ғылым салаларымен, бірінші кезекте кеніштік және шахталық геологиямен гидрогеологиямен, инженерлік геологиямен т.с.с. тығыз байланысты.Екінші жағынан, геоэкалогия “экология” атаулы өте маңызды ұғымның құрам – бөлігі болып табылады, себебі экология ұғымы бүкіл қоршаған орта ластануының себеп – салдарын кешенді түрде зерттейді және адамдардың шаруашылық әрекеті тудыратын барша келеңсіздіктермен күресудің табиғатты қорғау тұрғысынан жасақталған шараларын белгілеп береді.

Геология ғылымы көптеген жаратылыстану ғылымдарымен тығыз байланысты. Мәселен, геологиялық заттың ( химиялық элементтердің минералдапрдың, тау жыныстарының т.с.с.) құрамын, құрлысын және қасиеттерін зерттеуде, оның уақыт пен кеңістіктегі қозғалыс бағдарын анықтауда геология ғылымы физика мен химияға сүйенеді, және осы ғылымдардың әдіс – тәсілдерін өте жиі пайдаланылады. Мұндай байланыстардың өте жарқын дәлелі геофизика және геохимия деп аталатын арнаулы ғылымдардың жеке отау тігуі. Геология, сол сияқты, жердің планета ретінде жаралу мәселесімен және оның өзгеде ғарыш ортаны анықтайтын табиғи жағдайлар кешені (жербедері, климат, топырақ т.с.с.) зерттейтін физикалық географиямен, Жердің мөлшері мен пішін ерекшеліктерін саралайтын геодезиямен тығыз байланысты. Жердегі тіршіліктің пайда болуы және оның дамуы жайлы мәселелерді зерттеуде геология биологиямен байланысты.Минералдық шоғырлардың жер қойнауында орналасуының геологиялық болмыс – бітімі анықтамай тұрып минералдық шикізаттарды өндіру кәсіп орындары жұмысының тиімділігін арттыру , яғни олардың жұмысын жеңілдету немесе энергия шығынын азайту шараларын табысты шешу тіпті де мүмкін емес; олай болса ,геология мен тау – кен ғылымы арасындағы байланыс та мейілінше маңызды. Пайдалы қазба кендерін кешенді түрде игеру және табиғи минералдық заттардың байығыштық дәрежесін анықтау проблемаларын табысты түрде шешу жолында рудалардың минералдық және элеметтік құрамын саралау , сол сияқты рудадағы бағалы түрбөлшектердің ( компоненттердің) болмыс пішінін анықтау шаралары өте зор рөл атқарады.Ендеше геология ғылымы металлургиямен де тығыз байланысты болған.