Данная работа посвящена изучению меловых отложений – как образовались, из чего состоят, где находятся, для чего используются.
Гипотезой стало предположение, что что мел имеет необычное происхождение и широко применяется людьми в различных сферах деятельности.
В ходе исследования были применены разные методы: сбор информации из разных источников, включая Интернет – ресурсы, анкетирование одноклассников, опытные исследования мела, посещение музея Саратовского геологического колледжа и областного музея краеведения ( познакомились с коллекциями, прослушали лекции работников музея).
В результате исследования выяснилось: что мел - карбонатная осадочная горная порода белого цвета, тонкозернистая слабо сцементированная, мягкая и рассыпчатая, нерастворимая в воде, органического (зоогенного) происхождения и поэтому вступает в реакцию с кислотой. Образование мела произошло в меловой период, который датируется временным промежутком 145-65 миллионов лет назад.
Наша гипотеза подтвердилась: такой привычный для нас мел имеет очень интересное и необычное происхождение. Добыча мела для Саратовской области играет важную роль: на базе карбонатных пород работают Вольские цементные заводы.
Практическое значение нашей работы состоит в том, что ознакомили одноклассников с результатами исследования, организовали проект «Коллекция горных пород и минералов Саратовской области». Коллекцию планируем подарить лицею для использования на уроках.
Структура работы представлена введением, основной частью, заключением, библиографическим списком и приложением.
В работе использованы приложения, которые позволяют наглядно представить нашу исследовательскую работу.
Вложение | Размер |
---|---|
sokolova_kristina_-_mel.docx | 401.15 КБ |
Направление:биология
Тема: «Какой необычный «обычный» мел».
Соколова Кристина
МАОУ «Медико-биологический лицей» г.Саратова
1 «Д» класс
Научный руководитель:
Зинковская Ю.В.
учитель начальных классов
г. Саратов 2014/2015 учебный год
Содержание
Введение. 3
Глава 1.Происхождение мела. 4
1.1. Что такое мел? 4
1.2. Ископаемые морские организмы. 4
1.3. Как же появились залежи мела? 5
1.4. Местонахождения мела в мире. 7
1.5 Меловые отложения Саратовской области. 8
Глава 2. Производство и применение мела. 9
2.1. Применение мела. 9
2.2. Как изготавливают школьный мел. 10
Глава 3. Практическая часть 11
3.1.Анкетирование. 11
3.2.Посещение музеев. 12
3.3 Проведение опытов по изучению свойств мела. 12
Вывод
Список литературы
Введение
Летом я была на экскурсии в Белгороде. Познакомилась с уникальными природными достопримечательностями. Заповедник «Белогорье», «Меловые боры».
Меня заинтересовали необычайно сказочные пейзажи - белые горы, расположенные повсюду. Побывав на такой белой горе в селе Архангельское Белгородской области, я взяла образцы породы. Оказалось, что от этих камней руки пачкаются как от мела, я попробовала написать на асфальте и у меня это получилось. У местных жителей я узнала, что эта большая белая гора является мелом и состоит из раковин морских организмов. Раньше, рисуя мелом, я никогда не задумывалась, как его изготавливают, где берётся сырьё, для чего еще он нужен.
Мне стало интересно, как образовался мел, как он оказался на вершине гор, и есть ли у нас в Саратовской области такие горы. Я решила провести исследование, чтобы найти ответы на эти вопросы.
Цель работы:
Узнать о практическом применении мела, создать коллекцию окаменелых остатков, с помощью которых образовался мел.
Задачи:
1.Используя различные источники информации собрать теоретические сведения по этому вопросу.
2.Провести анкетирование одноклассников, с целью выявления знаний о меле.
3.Исследовать образцы породы. Провести опыты.
4.Выяснить, есть ли на территории Саратовской области залежи мела.
5.Посетить Саратовский музей краеведения и музей Саратовского геологического колледжа.
Гипотеза:предполагаем, что мел имеет необычное происхождение и широко применяется людьми в различных сферах деятельности.
Глава 1. Происхождение мела.
1.1. Так что же такое мел, и что он из себя представляет?
Мел - карбонатная осадочная горная порода белого цвета, тонкозернистая слабо сцементированная, мягкая и рассыпчатая, нерастворимая в воде, органического (зоогенного) происхождения. По минеральному составу мел близок к известняку и сложен главным образом кальцитом (91-98,5%). Основу химического состава мела составляет карбонат кальция с небольшим количеством карбоната магния, но обычно присутствует и некарбонатная часть, в основном оксиды металлов. В меле обычно находится незначительная примесь мельчайших зёрен кварца и микроскопические псевдоморфозы кальцита по ископаемым морским организмам (радиолярии и др). Нередко встречаются крупные окаменелостимелового периода: белемниты, аммониты и др. Получается, что мел был раньше животным.
1.2. Ископаемые морские организмы, мелового периода (Приложение1.).
Аммониты — вымерший подкласс головоногих моллюсков, существовавших с девона по мел. Вымерли вместе с динозаврами.
Тип: Моллюски.
Класс: Головоногие.
Подкласс: Аммониты.
Морские ежи – подтип иглокожих. Возникли в палеозое, живут до сих пор.
Тип: Иглокожие
Класс: Морские ежи
Подкласс: Морские плоские, неправильные, настоящие морские ежи.
Морские лилии - один из классов иглокожих.
Тип: Иглокожие
Класс: Морские лилии.
Подкласс:Articulata,Eocrinoidea.
Фораминифера - простейший одноклеточный организм, у которого панцирь состоит из извести. Когда «фораминифера» умирает, то её панцирь опускается на дно океанов. Образуется толстый слой панцирей, из которых после образуются фораминиферовые известняки, которые становятся мягкими, а мы их уже называем мелом.
Тип: Фораминифера
Класс: Фораминифера
Подкласс:протисты.
Белемниты - представители отряда вымерших беспозвоночных животных класса головоногих моллюсков, относятся к внутрираковинным головоногим моллюскам, так как все части их раковины располагались внутри тела. Белемниты обитали с каменноугольного по меловой период, наиболее широко распространились с триаса, вымерли в конце мезозоя.
Тип: Моллюски.
Класс: Головоногие.
Подкласс: Колеоидеи.
1.3. Как же появились залежи мела?
Геологическая история Земли разделена на периоды с характерными для них особенностями формирования горных пород, сообществ организмов и климатических закономерностей. ( Приложение 1.)
Меловой период является последним в Мезозойской эре, и датируется временным промежутком 145-65 миллионов лет назад. Меловой период выделил бельгийский геолог Жан Батист Жюльен д’Омалиусд’Аллуа в 1822 году. Он продолжался 80 миллионов лет и был связующим звеном между ранним мезозоем и кайнозойской эрой.
Во время этого периода суперматерик – «Пангея» разошелся на две больших части одна – Лавразия, а вторая – Гондвана. Лавразия ушла на север, а Гондвана соответственно на юг. Но эти материки тоже были в таком состоянии недолго и начали делиться в свою очередь еще не более мелкие части. Так образовались те континенты, на которых сейчас и живет человечество. Эти изменения вызвали очень сильные изменения в климате Земли, отразились на уровне воды в океане (в то время он был на 200 метров выше, чем сейчас).
В меловом периоде появились первые покрытосеменные - цветковые растения. Это повлекло за собой увеличение разнообразия насекомых, которые стали опылителями цветов. Эволюция растительного мира дала толчок к бурному развитию животного мира, в том числе и динозавров. Многообразие видов динозавров в этот период достигло своего пика. В меловом периоде появились первые плацентарные млекопитающие, причем уже выделились группы копытных, насекомоядных, хищников и приматов.
Возникли современные ящерицы и змеи, так что змеи – относительно молодая.группа.
В морях млекопитающих не было, а нишу крупных хищников занимали рептилии – ихтиозавры, плезиозавры, мезозавры, достигающие иногда 20-ти метровой длины.
Очень велико было разнообразие морских беспозвоночных. Как и в юрском периоде, были аммониты и белемниты, брахиоподы, двустворки и морские ежи. Среди двустворчатых моллюсков большую роль в морских экосистемах играли появившиеся в конце юры рудисты – моллюски, похожи на одиночные кораллы, у которых одна створка была похожа на кубок, а вторая накрывала его как своеобразная крышечка.
Меловой период получил такое название потому, что с ним связаны мощные отложения мела. Он подразделяется на дваотдела: нижний и верхний. Раковины на мелководье в несколько слоев покрывали растения, дно океанов, и впоследствии превращались в мел.
Таким образом, меловые горы — это не что иное, как дно древних морей, образованное осадками отмерших организмов, которые смешивались с неорганическим материалом и формировали отложения своеобразного ила. В ходе геологических процессов участки земной коры, бывшие дном, смешались, поднимались над уровнем моря, образовывая сушу, потом вновь размывались реками и морями. В результате в долинах обнажились древние осадочные породы, в которых сохранились окаменелости растений и животных. На меловых склонах можно без проблем найти остатки вымерших моллюсков белемнитов.
1.4. Местонахождения мела в мире.
Запасы мела считаются практически неограниченными как в странах СНГ, особенно России на границе с Харьковской областью Украины и Гомельской областью Беларуси, так и во многих странах Европы. Самый крупный пояс запасов мела проходит из Азии (Сирия и Ливия), через Грузию, Западный Казахстан, Россию, Украину, Польшу вплоть до Великобритании.
Толщина слоя варьируется, от чего собственно и зависит определение месторождений, например, в Харьковском месторождении толщина мелового слоя доходит до 600 метров (максимальная из выявленных на сегодня). Наиболее значимые меловые карьеры расположены: Западный Казахстан в бассейне реки Эльба, Парижский бассейн во Франции, Дания и Великобритания, Брянская, Белгородская, Саратовская области в России.
Белгород — город на юге европейской территории России, административный центрБелгородской области. Расположен на южной окраине Среднерусской возвышенности, преимущественно на правом берегу реки Северский Донец (правый приток Дона), в 700 км к югу от Москвы, в 40 км от границы с Украиной. Белгород происходит от сочетания слов: белый и город. Есть несколько вариантов появления сочетания. Первый вариант: Белый город — крепость, стены которой построены из белого камня. Другое толкование связывается с названием меловой горы (Белая гора), на склонах которой расположен Белгород, тогда название имеет значение: город на белой горе.
Белгородская область с ее 23-мя меловыми карьерами, их общий запас мела приблизительно составляет 24% запаса мела России: Стойленское и Лебединское, на которые приходится около 75% всех меловых месторождений этой области, а также Логовское, Шебекинское и Петропавловское. Шебекинское месторождение также характеризуется высококачественным мелом.
В настоящее время в России известно и разрабатывается 138 учтённых месторождений природного мела. Одними из наиболее крупных являются меловые карьеры в Волгоградской области (15 месторождений), на долю которых приходится 26,5% всех меловых запасов России. Крупнейшие из них: Крупренниковское, Копанищенское, Россошанское, Бутурлинское месторождения, мел которых имеет отличное качество.
В Воронежской – 13 месторождений (10,5%), в Ульяновской – 22 месторождения (9,9%), в Курской области – 12 месторождений (3,4%) (Приложение1.)
1.5. Меловые отложения Саратовской области.
Как нам стало известно, из беседы с преподавателем геологического колледжа, в Саратовской области зарегистрировано 19 месторождений с суммарным запасом около 11% всех запасов российского мела.
Территория Саратовской области сложена в основном осадочными породами, к которым относятся пески, глина, известняк. Они образовались либо в результате разрушения горных пород, либо накоплением остатков живых организмов (нефть, газ, горючие сланцы, торф, уголь).
Среди строительных материалов и горнорудного сырья имеются месторождения доломитов, известняка, глины, мела, мергеля, опоки, песка, песчаника.
Доломиты, известняки, мел и мергель, карбонатные породы накапливались в условиях засушливого, аридного климата в мелководных морских бассейнах. Геологические запасы их велики. Доломиты и известняки используются в строительстве. Основные месторождения: Березовское, Воронцовское, Иргизское, Пугачевское.
Мергель - это смесь глинистых и известковых веществ. Вместе с мелом служит источником для производства цемента и извести в сочетании с глиной и опокой.
Опока - кремнистая порода, образована из скелетов микроскопических водорослей и мельчайших животных. Ее месторождения встречаются у Саратова, у рабочего поселка Воскресенское ("Змеевы горы"), у городов Хвалынска, Вольска, Базарного Карабулака. Опока находит применение в дорожном строительстве, в производстве цемента, в очистке нефтепродуктов.
Меловые залежи в области, мощность которых достигает 50 метров и более, расположены в Базарно-Карабулакском районе, в городе Вольске, по долине реки Волги на территории Правобережья, а в Заволжье - в рабочем поселке Озинки, селе ПесчаныйМар. (Приложение 1.)
На базе этих карбонатных пород работают Вольские цементные заводы. Цемент называют строительным материалом номер один, "хлебом" строительства.
Глава 2. Производство и применение мела.
2.1. Добыча и применение мела (Приложение 2.).
Добыча мела на сегодняшний день чрезвычайно востребована для многих производств. Для этого природного материала характерна такая отличительная особенность, как легкость добычи и переработки при отсутствии серьезных экологических нарушений и высоких издержек.
Мел добывают в карьере при помощи ковшовых экскаваторов в виде крупных кусков. Сырье на поездах доставляется в цех сырьевой подготовки. После разгрузки мел направляется на две дробилки, где измельчается до размеров около 50 мм и направляется на хранение на склад. Вот уже много лет человек не обходится без мела и использует его в своих целях:
1. Мелом пишут на школьных досках, преимущественно шероховатых.хоть традиционно используют природный мел, современные мелки для досок, как правило, сделаны из минерального гипса (сульфат кальция), часто поставляются в палочках сжатого порошка около 10 см в длину.
2. В медицине мел, применяют при недостатке кальция, как добавку к пище. При его употреблении он прекрасно влияет на укрепление ногтей, зубов и костей.
3. В сахарной промышленности его используют для очистки свекловичного сока.
4. В стекольной промышленности мел используют в качестве одного из компонентов шихты при варке стекла. Также используют для производства спичек.
5. В полиграфии он является необходимым компонентом мелованной бумаги.
6. В резиновой промышленности он ускоряет процесс вулканизации резины.
7. В бумажной промышленности его используют в качестве наполнителя.
8. В животноводческой отрасли его широко применяют для подкормки и для изготовления комбикорма для животных.
9. В сельском хозяйстве мел используется при повышении рН в почвах с повышенной кислотностью. Наиболее распространенными формами являются CaCO3 (карбонат кальция) и оксид кальция.
10. А так же мел прекрасно применяется для окраски заборов, бордюров, стен, для защиты стволов деревьев от солнечных ожогов, для побелки потолков.
Кто бы мог подумать, что мел, который лежит на школьной доске и которым рисуют наши дети на асфальте, имеет такое интересное происхождение и так широко применяется в разных отраслях. (Приложение 2.)
2.2. Как изготавливают школьный мел.
Для производства школьных мелков в специальном смесителе соединяют обычный сухой мел, потом немного влажного мела, каолин, и затем всё перемешивают несколько минут. Для лучшей эластичности и прочности школьных мелков в их состав добавляют парафин и крахмал. Мешают 30 минут, до необходимой консистенции. Полуфабрикат школьных мелков относят на этап формовки. Сначала массу загружают в специальный бункер, где из нее удаляются избыточная влага и воздух. Затем внутри аппарата масса попадает в специальные формы, которые превращают ее в одну сплошную ленту. Механический нож сразу же разрезает изделие на части, а работники складывают мелки в специальные лотки. В каждом из них находится по сто штук. Мелки лежат сутки при комнатной температуре, а потом еще три дня томятся в специальной сушильной камере, где воздух прогревается до 60 градусов. В ней мелки окончательно подсохнут и достигнут уровня влажности всего в 2%. Итак, после сухой парилки школьные мелки отправляются на упаковку. Работники фабрики укладывают каждый кусочек мела в картонные коробочки и затем маркируют товар.
Глава 3. Практическая часть
3.1. Анкетирование.
Перед началом нашего исследования мы провели опрос среди одноклассников и выяснили, что мелом пользовались 100% детей, а о его составе, происхождении, назначении большая часть ничего не знает. Вопросы и результаты анкетирования в приложении(Приложение 3.)
3.2. Посещение музеев.
В ходе исследования мы посетили Саратовский областной музей краеведения и музей Саратовского геологического колледжа, где познакомились с геологической историей Саратовского края и природными богатствами.
Ознакомились с картой и образцами горных, пород рассказывающими о геологическом строении и формировании территории нашего края в палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры.
В витринах музеев представлены многочисленные окаменевшие раковины двухстворчатых брюхоногих моллюсков, кораллы, скелеты губок и морских ежей, найденных на территории Саратовской области. Они подтверждают, что территория нашего края была дном древних морских бассейнов.
В Саратовском геологическом колледже мы познакомились с создателем геологического музея, преподавателя геологических дисциплин Хомяк М.И. Михаил Иванович ответил на многие из наших вопросов, познакомил нас с коллекцией минералов и рассказал о различных находках окаменелостей, о меловых залежах области, о производстве школьных мелков. Он подарил нам несколько образцов и предложил организовать в классе проект по созданию коллекции горных пород и минералов Саратовской области. Также Михаил Иванович подсказал варианты проведения интересных опытов с мелом.
3.3. Опыты с мелом
Мною было проведено опытное исследование образцов.
Оборудование и материалы: микроскоп, предметное стекло, образец мела, стакан, вода, уксусная кислота.
Опыт 1. С образца мела сделали соскоб на предметное стекло, рассмотрели под микроскопом. При очень сильном увеличении видны частицы песка и ракушек. К сожалению, технические возможности не позволили сделать фотоснимок, поэтому в качестве примера используем рисунок из книги (рис.6).
Опыт 2. Раскрошенный мел, высыпали в стакан с водой, хорошенько размешали. Вода стала мутной. Оставили стакан на ночь. Утром мы увидела, что вода стала прозрачной, а на дне стакана образовался осадок из не растворившихся частиц (рис.7).
Опыт 3. Кусочки мела положили на блюдечко и много раз замораживали и размораживали. В результате резкой смены температуры образцы начали крошиться (рис.8).
Опыт 4. Мел раскрошили и капнули на него уксусную кислоту. Сразу произошла реакция - мел начал пениться и пузырится (рис.9).
На основе проведенных исследований мы сделали следующие выводы:
1. Мел состоит из песка, остатков раковин моллюсков и различных примесей. 2. В воде мел полностью не растворяется.
3. При неоднократном замораживании и размораживании его структура подвергается разрушению и мел начинает крошиться.
4. В результате химической реакции мела (карбоната кальция) с уксусной кислотой получился углекислый газ.
Заключение
Используя различные источники информации, мы узнали, что мел - карбонатная осадочная горная порода белого цвета, тонкозернистая слабо сцементированная, мягкая и рассыпчатая, нерастворимая в воде, органического (зоогенного) происхождения и поэтому вступает в реакцию с кислотой. Образование мела произошло в меловой период, который датируется временным промежутком 145-65 миллионов лет назад.
Нами было проведено анкетирование и выяснилось, что мелом пользовались 100% учащихся, о составе мела затруднились ответить 70% опрошенных, о происхождении мела затруднились ответить 85% респондентов.
На основе проведенных опытных исследований можно сделать следующие выводы: мел состоит из останков организмов, т.е. он зоогенного происхождения, мел не морозоустойчив, в воде полностью не растворяется.
Посетив музеи Саратовского геологического колледжа и музей краеведения, познакомившись с коллекциями, прослушав лекции работников музея, мы выяснили: территория нашего края миллионы лет назад была дном саратовского морского бассейна, о чём доказывают многочисленные находки окаменелостей и залежи мела.
Наша гипотеза подтвердилась: такой привычный для нас мел имеет очень интересное и необычное происхождение. Добыча мела для Саратовской области играет важную роль: на базе карбонатных пород работают Вольские цементные заводы.
Практическое значение нашей работы состоит в том, что ознакомили одноклассников с результатами исследования, организовали проект «Коллекция горных пород и минералов Саратовской области». Коллекцию планируем подарить лицею для использования на уроках.
Список литературы:
Интернет ресурсы.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Википедия
http://gatchina3000.ru/great-soviet-encyclopedia/bse/011/588.htm
http://www.mining-enc.ru/k/karbonatnye-porody/
https://sites.google.com/site/geofactlit/lito7
Фото: http://myphototravel.livejournal.com/2058412.html
Приложение 1.
Рис.1. Окаменелый аммонит. Рис.2 Окаменелый белемнит.
Рис.3. Окаменелые морские ежи.
Рис.4. Окаменелая морская лилия.
Приложение 1.
Таблица1.Геохронологическая таблица.
Таблица 2. Месторождения мела России
Приложение 2.
Название пород | Физическая характеристика | Содержание, % | |
СаСО3 | Н/О | ||
Мел чистый | Довольно мягкая легко пачкающаяся тонкозернистая порода белого цвета. | Более 95 | Менее 5 |
Мел глинистый | Слабосцементированная, тонкозернистая порода белого, с различными оттенками, цвета. | 90-95 | 5-10 |
Меловой мергель | Слабосцементированная, тонкозернистая порода, серого, желтого, зеленоватого и другого цвета. | 80-90 | 10-20 |
Мелоподобный известняк | Плотносцементированная, явно кристаллическая порода белого цвета, серого или желтоватого цвета. | 90 | 10 |
Таблица 3. Виды мела
Рис.5.Полезные ископаемые Саратовской области.
Приложение 3.
Анкета
1.Пользовались ли вы мелом? да нет
2.Знаете ли вы, из чего состоит мел? да нет
3. Знаете ли вы, как появился мел? да нет
4.Назначение мела: писать писать и белить
Рис.6.Диаграмма.
Рис.7.Диаграмма.
Приложение 3.
Рис.8. Посещение краеведческого музея. Рис.9.Окаменелости мелового периода.
Рис.10. Посещение геологического музея. Рис.11.Знакомство с минералами
Приложение 3.
Рис.6.опыт№1Рис.7.опыт№2 Растворение мела.
Рис.8.опыт№3 Морозоустойчивость мела. Рис.9.опыт№4 Реакция мела с кислотой.
Как нарисовать ветку ели?
Есть ли лёд на других планетах?
В.А. Сухомлинский. Самое красивое и самое уродливое
Алые паруса
Красочные картины Джастина Геффри