4. Организация и проведение геологических маршрутов

В связи с тем, что в работе строителя автомобильных дорог инженерно-геологические изыскания и знание природных условий и природного дизайна играют определяющую роль в профессиональной деятельности, студенты на полевой инженерно-геологической практике знакомятся с методическими рекомендациями по организации и проведению таких изысканий. Гео­логические экскурсии - одна из наиболее познавательных и полезных форм ра­боты на первом этапе знакомства с профессией.

К проведению геологических экскурсий студенты должны готовить­ся заранее путем ознакомления с опубликованной научной и производственной литературой, с особенностями рельефа территории практики, характером экзогенных про­цессов и ее геологическим строением. По геоморфологической и геологической картам территории определяются участки намеченного маршрута, интересные для изу­чения горных пород и минералов в их естественном залегании.

Затем студенты знакомятся с общими представлениями о строе­нии земной коры, составом горных пород и минералов, распространенных в районе практики, знакомятся с геологической картой и условными знаками к ней, а также минералами, горными породами и строительными материалами, которые должны быть встречены. Студентам полезно показать коллек­ции минералов и горных пород в музее Оренбургского государственного университета и на кафедрах геологии и АД.

При подготовке к экскурсии и в маршруте студенты знакомят с работой горного компаса, с правилами за­меров элементов залегания пород, выполнение зарисовок, описаниями обнажений горных пород, с отбором образцов пород и окаменелостей. Их так же знакомят с необходимым хозяйственным инвентарем, геологиче­ским снаряжением и составляют список необходимых личных вещей и предметов для каждого участника. Формируются бригады учащихся для выполнения коллективной маршрутной и камеральной работы. Перед маршрутами все участники практики ставят прививки и по­лучают необходимый инструктаж по технике безопасности. Студенты с ослаб­ленным здоровьем получают разрешение от врача на участие в практике.

Во время инженерно-геологического обследования участков студенты по бригадно ведут полевые дневники, в которых дается описание слоев горных пород, выходящих на дневную поверхность, делают схематические зарисовки планов местности, об­нажений, составляют коллекции образцов горных пород и окаменелостей. По­сле маршрутов организуется обсуждение результатов практики, где каждый студент делает сообщение по своей работе и получает персональную оценку.

В процессе учебной полевой инженерно-геологической практики выделяется несколько этапов:

1. Изучение топографических, геологиче­ских и ситуационных планов территории практики, знакомство с фондовыми и опубликованными материалами по физико-географическим условиям территории исследований, геологическому строе­нию, тектоническим особенностям, гидрогеологии, гидрологии, геоморфологии и геоэкологии участков геологических маршрутов.

2. Решение организационных вопросов по обеспечению и проведению по­левой практики по инженерной геологии.

3. Выполнение полевых маршрутов.

4. Составление отчетов о полевой инженерно-геологической практике;

5. Защита отчетов студентами на кафедре АД.

По вопросам организация практики. Составляется список студентов, допущенных к прохождению практики, решаются основные организационные вопросы по материально-техническому и транспортному обеспечению и безопасности студентов в маршруте и на транспорте. Студенты, выезжающие на практику, не должны иметь медицинских противопоказаний для полевых работ. Студентом не позд­нее, чем за 10 дней до начала практики, представляется медицинская справка, освобождающая его от полевой практики. К полевой практике не допускаются студенты, не сдавшие экзамен по инженерной геологии или не отработавшие полностью курс лабораторных занятий.

Техника безопасности работ и охраны окружающей среды при выполнении полевой практики являются важнейшими условиями ее проведения. Студенты, не прошедшие инст­руктаж по технике безопасности и не расписавшиеся в соответствующей ведо­мости, ни в коем случае не допускаются к полевым маршрутам. Если по каким-либо причинам студент не прошел практику после инструктажа или практика не была зачтена, он обязан перед новой практикой вновь пройти инструктаж.

Перед выездом на геологические объекты инженерно-геологической практики проводится организационное собрание, студентов, на котором студенты получают основ­ные сведения:

1) о месте и сроках проведения практики;

2) о задачах и содержании практики;

3) о структуре отчета по практике и необходимой литературе;

4) о снаряжении и материалах, необходимых на практике для бригады;

5) об обязанностях бригадира;

6) о личных вещах студентов (приложение 1);

7) о правилах поведения и технике безопасности на маршруте (приложение 2);

8) об основных правилах доврачебной помощи (приложение 3).

Группа разбивается на равноценные бригады по 4—5. человек. В весенний семестр (или летом) студенты, выезжающие на практику, должны ознакомиться с опубликованной и рукописной литературой и на студенческой научной конференции, предшествующей практике, подготовить и выступить с докладами об инженерно-геологических и гидрогеологических особенно­стях района практики.

До выезда на практику ответственными за практи­ку преподавателями намечаются маршруты и геологические объекты, не пред­ставляющие какой-либо опасности для прохождения и пребывания. Перед вы­ездом окончательно проверяется готовность картографических материалов, полевого снаряжения, личных вещей, транспорта, оборудованного для пере­возки людей.

В каждой бригаде должны быть атлас Оренбургской области, топографическая и геологическая карты, на которые выносятся маршруты, условные знаки, геологический компас, гео­логический молоток, лопата, рулетка, рюкзак, оберточная бумага и этикетки для образцов, лупа, пузырек 10% НС1. стеклянная и фарфоровая пластинки, се­кундомер, фотоаппарат, методические указания по полевой практике, аптечка. У каждого студента должно быть учебное пособие по полевой практике и поле­вой дневник.

На полевой практике важным является вопрос о дисциплине и, прежде все­го, о соблюдении правил техники безопасности. Ответственность за соблюде­ние правил техники безопасности несет каждый студент и бригадир. Со­блюдение правил техники безопасности систематически контролируется преподавателем-руко­водителем практики, и в случае их нарушения немедленно принимаются меры к их устранению. Каждый несчастный случай рассматривается комиссией уни­верситета согласно уставу учреждения.

Геологические маршруты разрабатываются заранее и ориентировочно на­носятся на топографическую и геологическую основы. Документация ведется в полевых дневниках (приложение 9). Записи должны быть лаконичными и вестись четким разборчивым почерком. При необхо­димости они перечеркиваются тонкой линией и заверяются подписью. Для этого используется карандаш твердостью ТМ-М или шариковая ручка. Специальной формой первичной геологической документации являются схемы, зарисовки и фотографии объектов обследования. Все описания ведутся на правой стороне. На левой стороне располагаются абрисы маршрутов, схематические раз­резы с указанием номеров обнажений, пластов, образцов, приводятся дополни­тельные записи. Зарисовки должны сопровождаться масштабной линейкой или численным масштабом. Стрелкой указывается азимут направления. Документация должна быть максимально полной, так как по прошествии некоторого времени информация, необходимая для последующего составления геологических карт и текста отчета, трудно поддается восстановлению.

Исправления с помощью резинки или сплошное зачеркивание в полевой книжке не допустимы, так как при камеральной обработке собранного материала неред­ко приходится возвращаться к первоначальным определениям u цифрам.

Перед выходом в поле студенты в бригадах должны определиться в способе определения длины маршрута. Обычно применяется метод по числу пар шагов. Длина шагов определяется путем многократного про­хождения известного отрезка пути, промеренного либо лентой (20-метровой), либо интервалами между километровыми столбами на трассе (1000 м). Необходимо вводить поправку на ук­лон местности при спуске и подъеме по склону. Поэтому ис­ходные измерения нужно делать в нескольких вариантах на пересеченной мест­ности с разными углами наклона.

В начале полевого дневника приводятся все условные общепринятые обо­значения, используемые при описании (стратиграфическая и литологическая ко­лонки), и сокращения. В случае использования своих условных обозначений или сокращений следует помещать их расшифровку. Начало маршрута записывается в полевой книжке, присваивается ему порядковый номер, указываются дата, район, место (географическая и геологическая привязки на местности, расстоя­ния в километрах — первая к началу маршрута, а последующие - к предыдущим точкам и к характерным ориентирам местности, например, населенным пунктам, рекам, ручьям, мостам, дорогам, развилкам, имеющимся на карте. Указывается цель работы на маршруте.

При описании объекта наблюдения: обнажения, родника, реки, оврага, склада ПГС, карстовой воронки и т.п., указываются:

номер маршрута, точки наблюдения, образцов; нумерация проб должна быть сквозной за весь период практики;

- положение в рельефе (берег реки, гребень, склон, обрыв и т.д.); если об­нажение закрыто покровными образованиями (делювий, дерн), то делается его расчистка до появления коренных пород;

- характер объекта (естественный коренной выход, высыпки пород или ис­кусственная выработка — карьер, шурф, канава, рыхлые отложения, склад ПГС);

-структурные элементы (моноклинальные, горизонтальные, вертикальные, опрокинутые слои и складки).

- размеры длина, высота, ширина;

- элементы залегания пластов — угол и азимут падения пластов, простира­ние и азимут простирания;

- степень разрушенности (выветрелости) и сохранности отдельных слоев;

- название породы;

- мощность слоев, пластов и характер границ;

- цвет пород во влажном и сухом состоянии, на выветрелой поверхности и на свежем сколе;

- твердость, крепость и хрупкость;

- текстура и структура пород и их изменения;

- характер переслаивания пород, их мощности, ритмич­ность, слоистость, другие специфические особенности. Затем дается характеристика пород:

- минеральный состав, зернистость, размеры и формы зерен;

- окатанность, отсортированность, форма, размер, состав гальки, щебня;

- ориентировка зерен, наличие обломков, пористости, пустот и их запол­ненности;

- крепость цемента и его состав;

- включения, вторичные изменения (карбонатность, железистость), наличие конкреций, стяжений, органических остатков (флора, фауна).

Выполняется зарисовка обнажения по аналогии с приведенной на рис. 1.

Выполняется описание слоев:

Слой 1 (обр. 1) — суглинки светло-коричневого цвета, плотные, с призма­тической отдельностью.

Слой 2 (обр. 2) — суглинки красно-бурого цвета с включениями валунов и галек кристаллических и метаморфических пород, беспорядочно разбросанных в толще суглинков. Слоистости не наблюдаются.

Слой 3 (обр. 3) — пески кварцевые светло-коричневого цвета, мелко- и среднезернистые, местами ожелезненные. с четко выраженной косой и диаго­нальной слоистостью.

Слой 4 (обр. 4) — галечник с грубой слоистостью. В состав галек входят кристаллические породы (гранит, сиенит, гнейс, кварцит) и кварц.

Слой 5 (обр. 5) — пески кварцевые, грубозернистые, желто-бурого цвета, влажные, с горизонтальной слоистостью.

Слой 6 (обр. 6) — Глины черные, сильно слюдистые (слюда-мусковит), влажные, пластичные с редкими включениями»» желваков марказита и конкре­циями глинистых фосфоритов. В глинах наблюдаются мучнистые налеты жел­того минерала— ярозита.

При описании каждой разновидности пород участка, вторичных изменений, производится их опробование. Опробованию подлежат наиболее характерные, невыветрелые участки коренных обнажений, а не отвалы. Размер образцов дол­жен быть — 3x6x12 — 3x6x9 см³. Ниже дается описание наиболее распространенных осадочных пород. По способу образования минерального вещества осадочные породы делятся на обломочные, состоящие из обломков минералов и горных пород, органо­генные, в основе которых находятся твердые части организмов и продуктов их жизнедеятельности, и хемогенные, представленные минералами, сформировав­шимися химическим путем. Между этими группами осадочных пород нет чет­ких границ; особенно часто породы смешанного происхождения встречаются среди органогенных и хемогенных.

Главными признаками, определяющими осадочные горные породы, явля­ются состав осадка, степень диагенеза, цвет, текстура, структура, пористость и плотность. Состав осадка зависит от способа его образования: это могут быть облом­ки горных пород и минералов, органогенное вещество или продукты химиче­ских реакций. В соответствии с этим породу следует относить к обломочной, органогенной или хемогенной.

Степень диагенеза (лат. диагенез — перерождение) — признак, который по­казывает, какие изменения произошли в осадке после его образования в про­цессе превращения в горную породу. Иногда видимых признаков диагенеза нет. Например, встречаются пески, образовавшиеся миллионы лет назад, но так и остались не сцементированными песками. Осадок считают горной поро­дой, если он перекрыт более молодыми отложениями. Диагенез связан с обезвоживанием (дегидратацией) осадка, перекристаллизацией, старением кол­лоидов и др. Образование цемента в обломочных породах — один из признаков диагенеза. Чаще всего цемент бывает глинистый, кремнистый, кар­бонатный или железистый, состоящий из оксидов железа.

Цвет породы часто может способствовать ее определению. Так, белыми или светлоокрашенными бывают породы, со­держащие карбонаты, сульфаты, галоиды, кремнистое вещество или кварц; же­лезистый цемент придает породе различные оттенки коричневого цвета; зеле­ный цвет связан с окраской зерен глауконита, хлоритов и эпидота.

Текстура осадочных пород часто бывает слоистой, когда в породе четко различаются слои, или полосчатой, когда слои различаются и по цвету, массивной, когда нельзя установить зако­номерности в положении составных частей: эти части нельзя обособить или они распределены хаотично (беспорядочно), или пятнистой, когда отдельные составные части породы образуют обособления в виде пятен.

Структура осадочных пород во многом зависит от их принадлежности к той или иной генетической группе. Так, структуры обломочных пород — обломоч­ные, различающиеся по форме и размерам обломков, глинистых — пелитовые (греч. pelos — глина), хемогенных часто кристаллические или аморфные, ор­ганогенных — либо биоморфные, если порода состоит из целых раковин или других остатков скелетов, либо детритовые (лат. detritus - перетертый), когда остатки организмов оказываются перетертыми или раздробленными.

Пористость — характерный признак для многих осадочных пород. Она оценивается по размеру пор, их количеству и способу образования (пористость межзерновая, кавернозная и др.).

Плотность также является важным диагностическим признаком, будучи связанной с большинством рассмотренных свойств осадочных пород. Опреде­ление плотности, даже сделанное приблизительно, может облегчить диагностику: например, похожие на гипс и ангидрит легко различаются по этому признаку: плотность этих минералов соответственно 2,4 и 2,9 г/см³.

Слоистость свойственна большинству осадочных пород. Она чрезвычайно разнообразна: слои могут быть крупными и микроскопическими, параллель­ными, горизонтальными и косыми, волнистыми и пр. На гра­ницах слоев нередко можно заметить следы ряби, течений, отпечатки следов донных животных, дождя, града и др. Во всех случаях, когда это возможно, слоистость следует подробно описывать, поскольку она, как правило, дает возможность правильно определить генезис осадка.

Обломочные, или кластические (греч. klastos — обломок), породы образуют­ся из обломков минералов и горных пород; чаще всего они накапливаются как морские осадки. Классификация обломочных пород основана на величине об­ломков (грубообломочные, песчаные, алевритовые), степени их окатанности (окатанные и неокатанные) и наличии или отсутствии цемента (сцементирован­ные и рыхлые) (табл. 1). Грубообломочные породы, или псефиты (греч. psephos — ка­мешек), состоят из обломков, которые по форме и размерам подразделяются на окатанные и неокатанные, крупные, средние и мелкие. К окатанным относятся обломки, имеющие округленные или сглаженные ребра; неокатанные обломки всегда остроугольны. Степень окатанности обломочного материала увеличива­ется с увеличением времени и расстояния переноса от места образования до мес­та накопления. Псефиты с окатанными обломками, скрепленными, цементом, на­зываются конгломератами, а состоящие из неокатанных. сцементированных об­ломков— брекчиями.

Таблища I. Обломочные горные породы

Группа порол	Раз-меры облом-ков.	Рыхлые породы		Сцементированные породы
	мм	Окатан-ные	Неокатан-нме	Окатанные обломки	Неокатан-ные
Грубо-обломоч-ные	>200	Валуны	Глыбы	Кош ломераты: l лунные	Глыбовые брекчии
(песфиты)	200-10	Галька, галечник	Щебень	галечные гравийные	Брекчии
	10 2	Гравий	Дресва
	2 1	Пески:		Песчаники:
Песчаные (псаммиты)	1-0,5 0,5-0.25 0.25 0.1	грубозерннстые крупно зернистые среднезернистые		Грубозерни-стые Крупнозер-нистые среднезер-ннстые
		мелкозернистые		Мелкозер-нистые
Алевриты	0.1-0.01	Алевриты		Алевролиты
Пелиты < 0.01		Глины		Apгиллиты

Среди брекчий выделяют несколько типов различного происхождения. К осадочным относятся брекчии, сформировавшиеся в результате осаждения остроугольных обломков различного состава в водной среде; брекчии оползней содержат обломки различной величины, имеющие одинаковый состав с цемен­том; тектонические брекчии несут следы давления, разбиты трещинами; в них как на обломках, так и в цементе часто встречаются гладкие, как будто бы по­лированные поверхности — зеркала скольжения.

Тектонические брекчии возникают в результате дробления пород при обра­зовании тектонических нарушений и рассматриваются как продукты динамо-метаморфизма. При описании псефитов следует указывать состав, величину и степень окатанности обломков, степень диагенеза, состав и окраску, цемента, количественные соотношения (обычно в процентах по объему) обломков и це­мента; если обломки имеют разный состав, то отражаются и их количественные соотношения так же, как и количественные соотношения обломков разных раз­меров (табл. 2. 3). Приведем пример описания конгломерата: конгломерат гравийный, плотно сцементированный, коричневый, пятнистый, с серыми, зеленовато-серыми и темно-серыми пятнами. Обломки имеют размеры в поперечнике от 5 до 20 мм с преобладанием гравия и мелкой, округло-уплощенной гальки; содержание пес­чаной фракции не превышает 15%. Цемент бурый, коричневый, железисто-песчанистый заполняет участки между прилегающими друг к другу гравием и мелкой галькой. Содержание в породе цемента около 20%.

Песчаные породы, или псаммиты (греч. psammitcs — песок). В группу псам­митов входят породы с размером обломков от 0.1 до 2 мм. Рыхлые разновидно­сти псаммитов называют песками, а сцементированные — песчаниками (см. табл. 1). Псаммиты, состоящие из зерен одного минерала — кварца, глауконита и др.. называют олигомиктовыми (греч. oligos — немногий, miktos — смешанный), а состоящие из нескольких минералов — полимиктовыми (греч. polys — много, miktos — смешанный). По относительной величине зерен псам­миты разделяются на равномерно-зернистые (сортированные) и разнозернистые (несортированные).

Таблица 2. Особенности ориентировки морских и речных галек (по В. Г. Кузнецову, 1973)

Ориентировка галек в потоках	В прибрежных частях водоемов
! 1. Гальки наклонены обычно пол углом 15÷30°	1. Наклон галек в пределах 2÷12°
2. Уплощенные гальки наклонены, в основном, против течения. 3. Наклоны галек и косой слои­стости ориентированы чаше всего противоположно	2. Гальки наклонены преимущественно в сторону уклона дна бассейна 3. Преобладающие наклоны галек и слоистости совпадают
4. Длинные оси галек в постоянных потоках с устойчивым руслом располагаются, в основном, поперек, а у берегов — косо.	4 Длинные оси галек ориентированы параллельно и субпараллельно направлению береговой линии

По минеральному составу различают следующие главные группы песчаных пород:.

1. Кварцевые пески и песчаники, в которых, кроме кварца, в виде примесей встречаются полевые шпаты, слюды, глауконит и др. Цемент таких песчаников может быть кремнистым, глинистым, известковым, железистым, фосфорито­вым и др.

2. Магнетитовые и гранатовые пески и песчаники встречаются редко. Кварц-глауконитовые пески и песчаники состоят из зерен кварца (20—40%) и глауконита (60—80%) с небольшой примесью слюды и других минералов; в за­висимости от количества глауконита и интенсивности его окраски пески имеют более или менее яркий зеленый цвет. При выветривании, которое сопровожда­ется разложением глауконита и образованием оксидов, железа, цвет их стамовится ржаво-бурым. Железистые пески и песчаники обычно представляют собой кварцевые пески и песчаники, зерна которых покрыты коркой бурых же­лезистых минералов — гётита и гидрогётита; цемент песчаников также желези­стый, поэтому цвет пород коричневый - от лилово-бурого до ржавс-коричневого.

3. Аркозовые пески и песчаники образуются при разрушении гранитоидов, поэтому в их состав входят кварц, полевые шпаты небольшое количество тем­ноцветных минералов — биотита, роговой обманки, пироксена; состав цемента песчаников разнообразен.

4. Граувакки темно-серые, зеленовато-бурые или зеленовато-коричневые, часто плотно сцементированные псаммиты, сложенные в основ­ном зернами темноцветных минералов — амфиболов, пироксенов и др. Это ти­пичные полимиктовые образования.

При описании псаммитов следует указывать размеры зерен, минеральный со­став и окраску. Степень окатанности зерен для диагностики псаммитов большого значения не имеет, но если она макроскопически различима, то приводится в опи­сании. Для сцементированных пород следует по возможности отражать в описа­нии состав цемента и его особенности — цвет, пористость, однородность, количе­ство и др. Для полимиктовых пород необходимо определить количественные со­отношения зерен различных минералов и степень сортировки.

Пример описания песчаника: плотная зеленовато-серая порода, состоящая из зерен кварца размером в поперечнике 0,3÷0.5 мм (20%). глауконита до 3 мм (60%), придающего зеленый оттенок породе, и зеленовато-серого цемента (око­ло 20%), вскипающего при воздействии разбавленной соляной кислотой. Поро­да определяется как песчаник извеетковистый, полимиктовый (кварц-глауконитовый), среднезернистый.

Алевриты (рыхлые) и алевролиты (плотные) сложены частицами минералов размером от 0.1 до 0,01 мм. К алевритам относятся лёссы, супеси (алевритовый материал с песком), суглинки (алевритовый материал с глиной) и некоторые другие породы. Плотные алевролиты имеют цемент, который слабо отличается от цемента песчаников.

Пелиты, или глины — большая группа пород, обра­зующихся в результате измельчения минеральных частиц до размеров 0,01 мм и менее, происходящего в процессе перетирания и химического разложения. По основным свойствам пелиты отличаются от обломочных пород: имея малые размеры, пелиты не оседают на дно под действием силы тяжести, а образуют суспензии. Выпадение в осадок таких частиц возможно лишь в том случае, ко­гда из-за потери электрического заряда они приобретают способность слипать­ся, например, при коагуляции коллоидов.

Глины — породы, образующие с водой пластичную массу, твердеющую при высыхании, а при обжиге приобретающую твердость камня. В сухом состоянии глины либо землистые, рыхлые, легко рассыпающиеся и растирающиеся, либо очень плотные. Твердость их равна 1, они легко царапаются ногтем: если поте­реть поверхность плотной глины, на ней останется блестящая полоска. Глины липнут к языку и, в отличие от алевролитов, не скрипят на зубах. Насыщаясь водой, эта порода разбухает, размягчается и превращается в пластичную вяз­кую массу, которая при дальнейшем добавлении воден приобретает способ­ность течь; за счет гигроскопичности она способна поглощать до 70% (по объ­ему) воды, а после полного насыщения водой становится водоупорной и не пропускает воду. В разной степени глины обладают абсорбцией - свойством поглощать коллоидные вещества, краски, масла и др. Они также в различной степени огнеупорны.

Чистые глины называют жирными, а со значительной примесью песка — тощими. В зависимости от количества песка различают песчанистые глины или глинистые пески; глины с примесью карбоната кальция называют известковистыми.

Каолины — белые глины, сложенные каолинитом, образующиеся при вы­ветривании полевошпатовых пород. В коре выветривания каолины содержат примеси зерен кварца, чешуек слюды и других устойчивых к выветриванию минералов, входящих в состав исходной породы. Наиболее чистые каолины возникают при размыве коры выветривания и переотложении ее продуктов.

В коре выветривания пород, содержащих алюмосиликаты, — гранитоидов и др., нередко встречаются специфические породы — бокситы. Это плотные породы, окрашенные в красные, реже в серые тона, состоящие главным обра­зом из оксидов алюминия, часто с примесью оксидов железа, имеющие обло­мочную или оолитовую структуру. Главными минералами бокситов являются диаспор и гидраргиллит, представляющие собой прекрасное сырье для произ­водства алюминия. При размыве верхней зоны коры выветривания образуются переотложенные бокситы осадочного происхождения.

Описывая глину, необходимо указывать следующие ее внешние признаки: цвет, степень влажности и пластичности, примеси, часто обусловливающие окра­ску всей породы (углистые глины темные, почти черные; битуминозные — тем­но-коричневые или почти черные, но, в отличие от углистых, с запахом битума и во влажном состоянии оставляющие жирное пятно на бумаге): текстуру (листо­вая, плойчатая и др.); наличие растительных остатков, окаменелостей и др. Не следует оставлять без внимания и другие признаки: запах, способность окраши­вать легкие растворители и т.д.

Аргиллиты — это плотные, твердые (твердость до 3) породы, образующие­ся в результате диагенеза глин. Последние при этом утрачивают ряд призна­ков пластичность и водопоглощаемость.

Органогенные породы. Органогенные и хемогенные породы образуются как в водной среде, так и на поверхности суши в результате жизнедеятельности жи­вотных и растительных организмов или химических процессов, а часто тех и других процессов вместе. В связи с этим органогенные и хемогенные породы рассматриваются вместе, а классифицировать их наиболее удобно по химиче­скому составу, выделяя карбонатные, кремнистые, сернокислые и галогенные, фосфатные и углеродистые (горючие).

Карбонатные породы. Среди карбонатных пород наибольшим распростра­нением пользуются известняки и доломиты.

Известняки — образования, состоящие из кальцита, часто с примесью гли­ны и песка. По содержанию глинистых примесей различают глинистые извест­няки (глины < 20%), известковистые мергели (> 20%), мергели (30—50%>) и из-вестковистые глины (глины > 50%). При увеличении количества песка в извест­няках их называют песчанистыми известняками или известковистыми песча­никами. При определении известняков следует, прежде всего, использовать ре­акцию с разбавленной соляной кислотой, при воздействии которой они бурно вскипают, но при этом на поверхности образца не образуется, в отличие от мергелей, грязного пятна. По структуре среди известняков различаюткрупно-, средне- и мелкозернистые, равномерно- и неравномерно-зернистые, оолитовые, кристаллически-зернистые, детритовые (лат. detritus — перетертый), афанитовые (греч. afanes — неясный) — плотные и др. Они также весьма различны по текстуре, окраске и другим признакам.

По происхождению известняки разделяются на органогенные и хемоген­ные. Органогенные известняки бывают как плотными, так и пористыми и даже кавернозными. Их органическое происхождение часто очевидно: во многих случаях они состоят из хорошо различимых раковин моллюсков, члеников морских лилий, раковин фузулинид, скелетных частей- других организмов — зоогенные известняки ~ или из скелетных образований водорослей— фитогенные известняки.

В зависимости от того, скелетные образовании каких организмов слагают породу, различают известняки коралловые, фузулиновые, нуммулитовые и др.

Известняки, которые состоят из полностью или почти полностью сохранив­шихся створок раковин пластинчато-жаберных моллюсков или гастропод, на­зывают ракушечниками.

Чистые известняки белые, но примеси окрашивают их в самые различные цвета. Многие органогенные известняки имеют облик плотных афанитовых пород. В некоторых случаях это связано с тем, что организмы, слагающие по­роду, очень мелкие; в основном же такая структура обусловлена вторичной пе­рекристаллизацией известняков.

Биохимические известняки состоят из мельчайших зерен кальцита, выде­ленных бактериями; в них не наблюдается каких-либо следов органогенной структуры. Эти известняки образуют переходы к известнякам химического происхождения. В целом же многие известняки имеют смешанный, органогенно-хемогенный генезис. Типичным примером таких пород может служить пис­чий мел, в котором на долю раковин, главным образом планктонных организ­мов, приходится 60÷70% извести, а остальная масса представлена порошкооб­разным кальцитом химического происхождения.

Хемогенные известняки встречаются достаточно часто; среди них наиболь­шее значение имеют микрозернистые и оолитовые разности, известковые туфы и натеки.

Микрозернистые известняки имеют обычно белый или кремовый цвет и со­стоят из мельчайших зерен кальцита. Оолитовые известняки образованы шаро­видными известковыми зернами со скорлуповатым или радиально-лучистым строением — оолитами. По форме и размерам последние напоминают обычно просяное зерно («икряной камень») или горошину.

Известковые туфы — пористые породы, формирование которых связано с отложением кальцита водами источников, богатыми растворенной двууглекис­лой известью. Эти породы часто содержат отпечатки растительных и животных организмов, покрытые коркой кальцита. В сравнительно больших массах в местах выхода горячих минеральных источников они более плотные и называ­ются травертинами. Так же образуются и натеки, примерами которых могут служить сталактиты и сталагмиты в известняковых пещерах.

Мергели широко распространены и имеют большое практическое значение как сырье для цементной промышленности. Обычно это плотные породы с ра­ковистым или неровным сколом, белой или разнообразной светлой окраской. С разбавленной соляной кислотой мергели бурно реагируют, причем на поверх­ности породы остается грязное пятно.

Среди известняков и мергелей нередко встречаются кремнистые разновид­ности. Эти породы, содержащие кроме кальцита кремнезем — кремнистые из­вестняки и кремнистые мергели, отличаются большой твердостью, раковистым, острореберным сколом и не очень интенсивной реакцией с разбавленной соля­ной кислотой.

Доломиты — породы, содержащие не менее 95% минерала доломита. Чис­тые доломиты встречаются очень редко; в основном наблюдаются различные переходы от известняков к доломитам. Известковистые доломиты содержат более 50% доломита, а доломитовые известняки менее 50%.

Макроскопически отличить доломиты от известняков обычно нельзя. Диагностическим призна­ком является реакция с разбавленной соляной кислотой: доломиты вскипают только будучи растертыми в порошок. Для доломитов характерен (но не обяза­телен) не раковистый, а шершавый, как бы тонкопесчанистый излом.

Кремнистые породы. Породы, состоящие преимущественно из кремнезема, могут иметь как органическое, так и химическое происхождение. Из кремни­стых пород органического происхождения большое значение имеют диатоми­ты, которые представляют собой скопления микроскопических скелетов диато­мовых водорослей, состоящих из опала. Диатомиты — белые или светло-желтые пористые, мягкие и легкие рыхлые породы, часто похожие на писчий мел, но. в отличие от последнего, не реагируют с соляной кислотой. Диатомит легко растирается руками в тончайшую пудру, жадно впитывает влагу и при­липает к языку.

Трепелы внешне неотличимы от диатомитов, но имеют коллоидно-химическое происхождение. Они состоят не из скорлупок, а из мельчайших зер­нышек опала, видимых только под микроскопом. Диатомиты й трепелы при­меняются в строительстве, химической (поглотители) и других отраслях про­мышленности.

Опоки — пористые кремнистые породы от серого до черного цвета, состоя­щие из опала с примесью кремнистых остатков мелких организмов— радиоля­рий, спикул губок, панцирей диатомей. Это твердые и легкие породы, при уда­ре раскалывающиеся на мелкие остроугольные обломки с раковистым изло­мом. >

К кремнистым породам относятся яшмы — плотные и твердые породы, сложенные скрытокристаллическим кварцем или халцедоном; часто они содер­жат остатки кремнистых раковин микроскопических животных --- радиолярий. Обычно яшмы обладают красивой красной, красно-бурой (сургучные яшмы), зеленой или полосчатой окраской. Образуются они в результате накопления кремнистого вещества вулканического происхождения (из гидротерм на дне водоемов).

Кремнистые конкреции нередко присутствуют в самых различных осадочных породах. Они представляют собой желваки с плотным кремнистым ядром и не­редко концентрически-зональной текстурой обрастания; если они имеют внутри пустоты, то называются жеодами. Образуются кремнистые конкреции чаще все­го при заполнении пустот кремнеземом из циркулирующих в породе растворов или за счет коагуляции гелей кремнезема в еще не затвердевшем осадке.

Сернокислые и галогенные породы

Сернокислые и галогенные породы различаются но химическому составу, но близки по условиям формирования. Среди этих пород наиболее распростра­нены мономинеральные разности: каменная соль, гипс и ангидрит, которые об­разуются в соленосных водных бассейнах.

Каменная соль (галит) представляет собой зернисто-кристаллическую или сливную массу: окраска ее изменяется от светлой до черной — в зависимости от примесей. Диагностические признаки: соленый вкус, легкая растворимость в воде, небольшая плотность (2100 кг/м³). Каменная соль встречается как в сплошных массах, так и в виде примесей в обломочных породах и глинах. При выветривании на поверхности таких пород возникают белые налеты («выпо­ты») соли.

Гипс, как и каменная соль, встречается в виде зернисто-кристаллических масс. Чистый гипс снежно-белый, желтый или розовый, но окраска может быть самой разнообразной в зависимости от состава примесей. Гипс легко распозна­ется по небольшой твердости и малой плотности, не превышающей 2400 кг/м³. Часто гипс наблюдается в виде мелких зерен или друз в различных осадочных породах.

Ангидрит — серая или плотная голубовато-серая порода с плотностью до 3100 кг/м³ и твердостью до 3,5 по шкале Мооса, что резко отличает его от гип­са. Ангидрит встречается на глубинах более 70 м; на поверхности он вследствие гидратации переходит в гипс. Увеличиваясь при этом в объеме, гипс сминается, приобретая гофрированную текстуру.

Железистые породы имеют большое практическое значение. Из них наибо­лее распространены следующие: 1) оксиды и гидроксиды железа; 2) карбонаты железа и 3) сульфиды железа. Среди пород первой группы широко развиты и используются в промыш­ленности оолитовые железные руды, представляющие собой скопления оолитов лимонита размером в поперечнике от 0,2 до 15 мм; эти руды часто обогащены псиломеланом — марганцевой рудой. Образуются они при выпадении гидроксидов железа из морской или пресной воды.

В состав второй группы входит сидерит, который встречается в виде мине­ральных включений в осадочных породах или, реже, образует небольшие пла­сты и линзы. Из-за сложностей технологии в качестве руды используется редко.

С ульфиды железа, относящиеся к третьей группе, — пирит и марказит опи­саны в разделе, посвященном минералам; они также слагают иногда пласты и линзы, но большого промышленного значения эти минералы не имеют.

Фосфатные породы

Осадочные породы, богатые фосфатами кальция, называют фосфоритами. Они содержат фосфат кальция в аморфном виде, примеси глины или песка. В за­висимости от состава и количества примесей внешний вид фосфоритов изменяет­ся в широких пределах. Одни фосфориты имеют, например, облик песчаников; другие — афанитовую структуру и гладкий, ровный излом. Фосфориты в основ­ном окрашены в земные тона, но встречаются и светлые разновидности; твер­дость их значительна — до 5. Для фосфоритов характерен чесночный запах, ко­торый они издают при ударе или трении. Обычно фосфориты встречаются в виде конкреций различной формы, реже слагают пласты или конгломератовидные образования с желваками фосфоритов в песчаном субстрате. В некоторых случа­ях наблюдаются слои обломочного материала с фосфатным цементом. Нередко в породах отмечаются фосфоритизированные остатки организмов. Фосфориты, содержащие большое количество оксида фосфора, являются ценной рудой й ши­роко используются как в химической промышленности, так и в сельском хозяй­стве для производства удобрений.

Номера образцов наносятся либо на наклейку из лейкопластыря, либо непо­средственно на гладкую поверхность образца. К образцу прикладывается эти­кетка, на которой указывается наименование университета (ОГУ), факультета (АСФ), кафедры (АД), наименование участка, номер образца, при­вязка, наименование породы (предварительное определение), дата, исполнитель (приложение 4). Этикетка туго сворачивается, помещается в угол оберточной бумаги, заворачивается, а потом в нее заворачивается весь образец. Рыхлые про­бы помещаются в мешочек вместе с этикеткой, завернутой в бумагу.

Изучаются деятельность атмосферных вод, процессы выветривания (физическое, химическое, биологическое). Атмосферные осадки, (дождь или талые снеговые воды), попадая на по­верхность обнажения, имеют различные способы дальнейшего движения:

1) могут стекать по всей поверхности склона, смывая обломочные продук­ты выветривания различного размера к его подножью, формируя осыпь, со­стоящую, таким образом, в основном из делювия; .

2) могут собираться в желобки и рытвины на склоне и, устремляясь по ним, осуществляют процесс эрозии, расширяя и углубляя свое русло, превращают его в промоины и овраги. В этом случае в устьях промоин накапливается с те­чением времени пролювий;

3) могут просачиваться в толщу горных пород (если они являются водопро­ницаемыми), участвуя в процессах химического выветривания и питания грунто­вых вод.

При изучении обнажения необходимо выявить, каким способом передви­гаются по его поверхности атмосферные воды, и описать проявления делюви­ального процесса, эрозии и химического выветривания. Если на склоне развился овраг, то при его описании можно придерживаться следующего плана:

1) составить глазомерный план оврага (или его участка), произведя измере­ния направления его бортов и русла, ширины и глубины, крутизны склонов (приложение 5);

2) описать обнажение горных пород в одном из бортов оврага;

3) выявить признаки разрастания оврага (свежие промоины, обвалы бор­тов, наличие трещин бокового отпора у бровок, появление отвершков);

4) перечислить причины образования и роста оврага — это может быть ук­лон местности, слабая крепость пород, большое количество атмосферных осад­ков, деятельность человека;

5) описать характер растительности на бортах и дне оврага;

6) обратить внимание на выходы грунтовых вод по склонам оврага, если имеются источники, то следует их описать;

7) отметить наличие выносов у устья оврага, изучить и описать их состав, попытаться сопоставить состав пролювия с породами, обнажающимися в бор­гах оврага;

8) наметить мероприятия по борьбе с ростом оврага.

Физическое выветривание проявляется в растрескивании, отслаивании и распаде пород на обломки различной величины. При описании признаков этих процессов необходимо указать наличие трещин, их расположение (вертикаль­ное, горизонтальное, иное), минимальные и максимальные размеры (ширину), зияющие они или же закольматированы каким-либо материалом. Затем отме­тить наличие обломков (коллювия) под обнажением, указать, какой вид облом­ков преобладает (щебень, глыбы, дресва или песчаные частицы), присутствуют ли признаки сортировки материала.

Химическое выветривание обычно проявляется в изменении окраски обна­жающихся пород, уменьшении их плотности, крепости, появлении выцветов различных солей (белого, бурого, черного и других цветов), образовании корок и щеток из кристаллов минералов. При изучении последствий химического вы­ветривания следует расчистить участок обнажения от выветрившихся продук­тов на необходимую глубину (до исчезновения признаков изменения). Затем можно приступать к описанию обнаруженных следов выветривания: характер изменения окраски и глубину проникновения этого процесса в глубь пород, ок­раску и, по возможности, состав налета солей (белая — гипс, каменная соль или карбонаты; черная — оксид марганца — пиролюзит; оттенки бурого — соеди­нения железа и т.п.). Исследовать, есть ли признаки вымывания цемента из гор­ной породы — как правило, это сопровождается уменьшением крепости и по­явлением сыпучего материала на поверхности обнажения. Необходимо внима­тельно рассмотреть доступные трещины на предмет наличия в них отложив­шихся кристаллов вторичных минералов в виде щеток, налетов, помазок, ко­рок, определить их состав.

При описании признаков биологического выветривания следует отметить влияние корневой системы растений на развитие трещин, наличие накипных лишайников, норок роющих организмов, продуктов выделения и разложения живых организмов в трещинах и углублениях обнажения. Желательно сделать фотографии перечисленных признаков, расположив в поле снимка какой-либо предмет для масштаба (карандаш, спичечный коробок, горный компас, линейку и т.п.).

Описание процессов выветривания должно сопровождаться отбором об­разцов со следами того или иного процесса — это может быть соскоб солей, образец с лишайниками или кусок породы, на котором хорошо, заметен перс-ход окраски от неизмененной в толще до образовавшейся на поверхности. При камеральной обработке материалов эти образцы включаются в коллекцию отобранных образцов.

В заключение следует отметить, что при высокой степени обнаженности проследить границу пород несложно. На закрытых участках приходится ис­пользовать все возможные способы:

- продукты выветривания и почвы в оврагах, канавах, рытвинах, выбросы из нор, в вывороте поваленных деревьев, представленных элювием, делювием коренных пород, позволяющих диагностировать их исходный состав;

- растительный покров, который довольно четко зависит от литологического состава подстилающих пород;

- рельеф, который также определяется составом исходных пород;

- особняком стоит такое явление, как карст;

- водоносность позволяет отбивать контакты пород, характеризующиеся разной водопроницаемостью, а также зоны нарушений;

- отложения (особенно галечник) временных и постоянных водотоков по­зволяют судить о составе пород на площадях водосбора.

При описании дизъюнктивных структур указываются:

- морфология (сброс, взброс, надвиг и т.д.) и число нарушений, элементы залегания зон разрывных нарушений;

- состояние пород в этих зонах;

- степень трещиноватости. сопровождающей нарушения.

Геоморфологические наблюдения. Маршруты охватывают речные долины, долины вре­менных водотоков, водораздельные пространства и их склоны. В речных долинах изучаются:

- состав и мощность современного руслового аллювия, слагающего косы, отмели, пляжи, острова и прослеживаются его изменения по долине;

- описывается морфология поверхности поймы, характер и величина эрози­онного расчленения малыми и транзитными долинами, микрорельеф, эоловая переработка. Отмечается наличие прирусловых валов, впадин и их морфологи­ческая характеристика (размеры, глубина, крутизна склонов, форма в плане и т.д.). Описываются разрезы пойменных отложений и прослеживаются измене­ния последних по долине;

- выделяются участки интенсивной боковой эрозии, отмечается крутизна склонов, подвергающихся этому процессу, состав обнаженных пород, ступен­чатость склонов, наличие ниш. карнизов, трещин и рвов отседания;

- фиксируются места обитания колоний роющих организмов, жизнедея­тельность которых способствует усилению процессов обрушения берегов рек;

- изучается характер денудации (эрозия, дефляция, суффозия и т.д.) на поверх­ности надпойменных террас и описываются соответствующие формы рельефа;

- отмечается характер меандрирования по всей долине (свободные, времен­ные меандры) и выделяются участки, где меандры выходят за пределы аллюви­ального пояса;

- указывается на наличие стариц (молодых, средних, старых), их парамет­ры, характер;

-исследуются террасы, их количество, высота, ширина, строение. На каж­дой террасе изучаются морфологические признаки по ярко выраженному усту­пу, состоящему из площадки, бровки и склона, а также по геологическим при­знакам. При анализе террас выясняется, является ли она аккумулятивной или коренной;

- изучаются места, подверженные оползням и осыпям, выясняются причины их образования;

- описываются конусы выноса;

-исследуется асимметрия долин, характер этой асимметрии и ее причины (тектонические, литологические. климатические, топографические):

- выделяются аномальные участки в пределах долин: наличие бессточных впадин, пойменных озер округлой формы, солончаков, участков резкого рас­ширения долин малых рек и боковых притоков, ненормального характера впа­дин, притока в главные реки, зон поглощения поверхностного водотока, как форм возможного карстового и суффозионного генезиса.. .

В долинах временных водотоков (оврагах, балках и т.д.):

- описываются формы водосборной площади (собирающие, рассеивающие) и их характер; отмечается густота (плотность) распространения долин в плане и измене­ния глубины эрозионных форм по площади исследования;

- указывается ориентировка и причины этой ориентировки;

- выясняется, как идет рост; врезание сверху (эрозионной тип) или подмы­вание снизу (суффозионный тип);

- по данным опроса населения выясняется, насколько овраг врезается от та­лых вод весной и ливней летом, определяется его годичный прирост. Устанав­ливается, врезается ли овраг до уровня грунтовых вод. Определяется средний возраст долин (длину делят на годовой прирост);

- изучаются сами долины, начиная с вершин, их характер (цирк, обрыв, по­степенный переход в ложбину стока), их количество, формы (овальная, остро­угольная), крутизна, параметры (глубина, ширина);

-описываются морфология и морфометрия долин (уклон тальвега в граду­сах, форма поперечного сечения, асимметрия, крутизна склонов, глубина вреза и т.д.) и изменения их вдоль долины;

- по изменению формы склонов и степени их обнаженности (с указанием со­става обнаженных пород), выделяются участки с проявлением оползневой дея­тельности, производится описание, измерения, зарисовки и типизация ополз­ней;

- фиксируются наличие врезов, ступенчатость тальвега, заболоченность тальвега;

- описывается состав современного овражно-балочного аллювия и изучает­ся его изменение по долине;

- определяется, какое количество материала выносится оврагом в весеннее половодье и во время ливней. Образуются ли конуса выноса или они размыва­ются рекой. При наличии конуса вычисляется его площадь и объем:

- описываются все основные разрезы пород, встреченные в долине;

- собираются сведения о всех явлениях, ускоряющих или замедляющих рост долин (распашка склонов, выпасы, залужеиия, насаждения кустарников и де­ревьев). Выясняются, какие меры предпринимаются для предотвращения роста оврагов. Дается оценка их эффективности.

На водораздельных пространствах:

- описывается форма, крутизна, степень расчлененности эрозионными фор­мами, наличие ступеней;

-определяется состав и мощность элювиальных и делювиальных отложе­ний, их изменения по площади и по вертикали;

-дается характеристика микроформ (западин разного генезиса, останцов);

- на всхолмленных участках описывается форма холмов, характер склонов, расстояние между ними, отложения, которыми сложены холмы.

При геоморфологических исследованиях любых из вышерассмотренных объектов интенсивность денудационных процессов оценивается по морфологии тех или иных форм рельефа, по распределению и количеству их на единицу площади, абсолютной скорости развития денудационных форм рельефа, их мощности и составу коррелятивных отложений и другим показателям. Крите­рием интенсивности аккумуляции является мощность, состав, строение отложе­ний того или иного генетического типа. Эпигенетические изменения оценива­ются по характеру и степени геохимического преобразования исходных горных пород и появлению автономных ландшафтов.

С этой целью изучаются современные формы рельефа различного генезиса как аккумулятивные, так и денудационные. При описании дефляционных и ак­кумулятивных форм отмечаются их морфология и морфологические особенно­сти, количество на единицу площади, преобладающая ориентировка, состав сла­гающих отложений. В зонах распространения карстующихся пород различного литологического типа, выходящих на поверхность, либо перекрытых сравнитель­но маломощными песчано-глинистыми покровными отложениями, изучаются формы проявления карстовых процессов и сопровождающих их явлений. Определяются коэффициенты закарстованности, изучается состав, тек­стура и условия залегания карстующихся пород.

Документация ведется в полевых книжках. В начале маршрута проставляется дата, номер и цель маршру­та ‒ его краткое описание, привязка начала маршрута. Для каждого типа рельефа их описание имеют свои особенности. Так, при описании рель­ефа долины точки наблюдения выбираются на поперечном профиле склона, начи­ная от русла реки (урез воды) и на всех выпуклых перегибах топографической поверхности (бровках) до края водораздельного плато (бровка всей речной до­лины). Для каждой из описываемых форм приводятся морфологические данные, соотношение их с другими формами и элементами рельефа, данные о геологи­ческом строении по имеющимся естественным обнажениям или искусственным выработкам. Характеризуются современные рельефообразующие процессы (боковая и глубинная эрозия, осыпание, обваливание, оползни, карст, техно­генная деятельность человека).

При этих исследованиях строятся продольные и поперечные профили, делаются зарисовки или фотосъемки отдельных участков или обнажений.

Гидрологические исследования заключаются в изучении одной из рек поли­гона. Для работы необходим следующий минимум оборудования: компас, ру­летка, складной метр, секундомер или часы с секундной стрелкой, водомерные поплавки, топографическая карта района, фотоаппарат. Полевым исследованиям должны предшествовать знакомство с опублико­ванной и рукописной литературой по району исследований и опрос местного населения о режиме изучаемой реки. Программа работ включает следующие вопросы:

1. Общая характеристика реки: а) является ли она главной или притоком; б) если притоком, то какой реки; в) площадь ее водосбора и длина; г) характер извилистости; д) химическая и физическая характеристика вод; е) твердый и растворимый сток; ж) наличие меандр, стариц, перекатов, порогов, островов; з) питание реки.

2. Определение средней ширины русла реки.

Промеры ведутся по нескольким створам, а затем определяется средняя ве­личина. При значительной ширине и глубине реки замеры ведутся методом за­сечек, третья сторона промеряется рулеткой.

3. Определение средней глубины реки. Промеры ведутся по одному или нескольким створам с последующими под­счетами. Расчеты можно сделать и путем деления величины площади живого сечения на ширину реки.

4. Определение площади живого сечения. Выбирается характерный однообразный прямолинейный участок реки, длиной не менее чем в 4 раза превышающей ширину реки. Намечается несколь­ко створов (пусковой, верхний, главный, нижний) и проводятся промеры глубины через каждые 2 метра по створу. Производятся расчеты отдельных участ­ков створа по законам треугольника (края) или трапеции. Определяется сум­марная площадь живого сечения створа, а затем средняя величина се­чения реки по ряду створов.

5..Определение средней скорости течения поплавковым методом. Поплавки в виде де­ревянных плашек выпиливаются из сухой древесины. Используются те же ство­ры, расположенные через 15÷20 м. Учитывается состояние погоды (ветер, дождь и пр.) и по­верхности воды (чистая или покрытая растительностью, гладкая или с рябью). Поплавки запускаются равномерно по всему пусковому створу с подачей сиг­нала. При пере­сечении створа поплавками подаются сигналы. Отсчеты производятся по се­кундомеру. Расчеты ведут по каждому поплавку и створу, а затем определяется средняя скорость. Вводятся поправки за шероховатость дна: для валунного дна к = 0,55. гравийного — 0.65, песчаного — 0,85. Зная живое сечение и скорость течения, определяют расход воды в данном створе или средний на изучаемом отрезке. Составляется поперечный профиль долины.

Гидрогеологические изыскания. Подземные воды являются ценным и основным источником водоснабжения. Геологическая деятельность подземных вод заключается в растворении и выщелачивании горных пород, в хи­мическом взаимодействии с вмещающими породами. В подземные воды из пород переходит более 60 химических элементов: ионы, об­разующие истинные растворы, коллоидные вещества, из которых легко обра­зуются гели, газы, органические соединения, твердые взвеси, животные и рас­тительные организмы. Общая минерализация воды оценивается по сухому или плотному остатку (в г/л или мг/л), получаемому после выпаривания и высуши­вания солей при температуре + 110°С. Подземные воды по степени мине­рализации делятся на пресные (с сухим остатком до 1 г/л), солоноватые (1÷10 г/л), соленые (10÷50 г/л), рассолы (≥ 50 г/л). Вода, имеющая минерали­зацию до 2÷3 г/л, уже не пригодна для питья.

Подземные воды в районе изучаются в естественных (родники, источники и т.д.) и искусственных (колодцы, шурфы, рудники, буровые сква­жины и т.д.) выходах. Водопункты осматриваются и описываются по сле­дующему плану:

- устанавливается точное его нахождение (или группы источников), его по­ложение на местности (склон, долина, водораздел и пр.), относительная высота над меженным уровнем реки, речки, озера;

- выясняется приуроченность водопункта к стратиграфическому горизонту, определяется, с каким водоносным горизонтом он связан, с верховодкой, с грунтовыми и межпластовыми не напорными или межпластовыми напорными (артезианскими) водами, затем дается краткая характеристика водоносного го­ризонта, условий его залегания, пород, указывается характер слоистости, трещиноватость;

- характеризуется состав водоупорного слоя.

Далее описываются характер выхода источника (одна струя или несколько, спокойное истечение или в форме грифона), размеры и форма головки источ­ника или родниковой головки. Указываются каптаж водопункта (сруб, желоб. лоток и пр.), его форма, размеры, материал. Если источник вытекает из трещи­ны, определяют ее происхождение, размеры, падение, простирание. Делается схематическая зарисовка водопункта. При описании колодца (шурфа, скважи­ны) важно сделать промеры глубины от поверхности земли до дна, уровень ве­ды (в метрах) от земной поверхности, назначение водопункта. В малых источ­никах дебит определяется с помощью мерной посуды, в малых водотоках — с помощью водосливов и мерной посуды, в больших — с помощью гидрометриче­ской вертушки или поплавков, в искусственных водопунктах — откачкой (вед­рами, желонками, насосами).

По дебиту (в л/сек) источники делятся (по Н. И. Толстихину, 1976) на одиннадцать классов: I) минимальные (< 0,001), 2) исключительно ма­лые (0.001÷0,01), 3) очень малые (0,01÷0,1), 4) малые (0,1÷1,0), 5) незна­чительные (1÷3), 6) значительные (3÷5), 7) весьма значительные (5÷10), 8) большие (10÷100), 9) очень большие (100÷1000), 10) исключительно большие (1000÷10000), 11) максимальные (≥ 10000).

Далее определяют физические свойства вод: температуру, про­зрачность, мутность, цвет, запах, вкус. Температуру определяют с помощью родникового термометра, который опускается в головку источника. По О.К. Ланге и Н.И. Толстихи­ну (1973) воды бывают с отрицательной температурой (-36÷0°С), холодные (0÷35°С). горячие (35÷100°С). перегретые (100÷375°С), атмогидротермы (375÷700°С). атмотермы (700÷1200°С), диссоциаты воды Н и ОН (≥ 1200°С). Воды с температурой свыше 100°С наблюдаются лишь в гейзерах, от 375 до 700°С — при формировании гидротермальных месторождений, более 1000°С — харак­терны для магматических очагов.

Прозрачность воды — это способность пропускать свет, что зависит от толщины слоя воды, наличия в ней взвешенных примесей, растворенных ве­ществ. В воде сильнее поглощаются красные и желтые лучи, глубже проникают фиолетовые лучи. Мутность, или качественное определение прозрачности производят в про­бирке или стеклянном цилиндре, просматривая слой воды сверху. По степени прозрачности различают воды; прозрачные, слабо опалесцирующие, опалесцирующие, слегка мутные, мутные, сильно мутные. Степень мутности определяют количественно в стеклянном цилиндре с плоским дном и высотой не менее 30 см; при этом отмечают в сантиметрах наибольшую высоту водяного столба, при которой читается печатный шрифт, подложенный под дно этого цилиндра. Эта высота показывает прозрачность столба воды.

Цвет воды определяется визуально. Чистая вода обычно бесцветна, окраску ей придают примеси. Вода бывает бесцветная, бурая, желтоватая, голубоватая, зеленоватая. Желтоватая или бурая окраска часто вызывается наличием растворенных в воде гуминовых кислот (болотные воды), желтая окраска — коллоидной гидроокисью железа, зеленовато-голубоватая окраска — солями закисного железа, голубая — солями меди.

Запах воды определяют двумя приемами: в холодном виде после взбалты­вания и в подогретом до 50÷60°С. Вода бывает без запаха, с очень слабым запахом, заметным, отчетливым, очень сильным. Добавляется и качественная характеристика: запах землистый, хлорный, болотный, сероводородный и пр.

Вкус воды определяют качественно при температуре 20÷25°С путем про­бы. Вода бывает пресная и солоноватая, соленая и горьковатая, кислая и вяжущая.

Вокруг источников скапливаются минеральные отложения: охры, на­теки, налеты, карбонатные туфы, соли, грязь. Эти отложения изучаются, описываются условия их залегания, форма накопления, размеры в плане и разрезе, возраст. Часто они позволяют выявить генезис самого источника и характер водоносного горизонта.

Источники могут быть полезны и в поисковых целях: в нефтегазоносных районах они могут выносить пленки нефти, газ, для чего исследуются пробы воды. Отбор газовой пробы производят так: бутылку со вставленной в горлышко воронкой заполняют водой, затем опрокидывают в источник. Газ собирается воронкой, постепенно вытесняя воду. Когда газа соберется более '/з бутылки, ее закрывают пробкой, затем заливают сургучом или варом. Бутылки с пробами газа хранятся кверху дном.

При осмотре водопунктов необходимо определить, как используется вода источников местным населением и какое количество людей может быть обеспе­чено данным водопунктом (для этого необходимо знать дебит водопункта и существующие нормы потребления воды на душу населения).

Среди подземных вод выделяются минеральные воды. Чаще всего к ним относят­ся воды минерализованные, содержащие соли более 1 г/л. а также некоторые пресные с лечебными свойствами, например высокотемпературные, с большим содержанием газов (сероводорода или углекислоты), с повышенной радио­активностью, содержащие повышенное количество таких элементов, как йод, бром, мышьяк и др. Минеральные воды делятся на углекислые (при содержании свободной углекислоты более 0,750 г/л), серо­водородные (общий титруемый йодом сероводород составляет не менее 0,010 г/л), радоновые или радиоактивные, сульфатные солоноватые (лечебный эф­фект вызывается наличием в них сульфатных, кальциевых или натриево-кальциевых солей — от 1,5÷2 до 5÷6 г/л), соленые хлоридные воды и рассолы (с хлоридными натриевыми и кальциево-натриевыми солями). К минеральным относятся и другие воды, содержащие ионы различных веществ. Это воды же­лезистые, литиевые, фтористые, бромистые, йодные и др.

Получив сведения о минеральных водах, полезно произвести сопоставление их с классическими бальнеологическими районами и продумать вопрос о воз­можном использовании минеральных источников в лечебных целях.