azizov_z_k_pyankov_s_a_sost_uchebnopolevaya_praktika_po_inzh

11

Если в процессе осадконакопления был перерыв, вызванный временным поднятием и разрушением поверхности слоя, то граница между этим слоем и вышележащим будет неровной. Вьгшележащий пласт будет лежать несогласно. Такого рода несогласие называется стратиграфическим.

Причина такого явления - длительные стратиграфические перерывы, при которых выпадают разные стратиграфические подразделения (системы, отделы, ярусы, горизонты). При длительных перерывах осадконакопления происходит глубокий размыв древних пород, и контакт с вышележащими слоями оказывается неровным.

Несогласие между пластами может быть угловым. Оно возникает, когда верхний слой накапливается на дислоцированном, размытом нижнем слое. На границе между несогласно залегающими слоями лежит базальный конгломерат, возникший благодаря разрушению пород нижнего слоя.

Неровные контакты между слоями представляют палеогеографический интерес. Своеобразен и характер поверхности слоя: в процессе отложения или вскоре после отложения осадка на нем образуются текстурные знаки.

Укажем некоторые из них.

З н а к и ряби

а) Волновая рябь представляет волнистую поверхность из чередующихся между собой симметричных гряд и ложбин. Гряды высотой от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Поверхность гряд обычно острая, ложбин - полого округлая и более широкая, чем у гряд. Такая рябь образуется под действием волнений на дне мелководных морских и озерных водоемов.

б) Рябь течений характеризуется асимметричной формой гряд и ложбин между ними. Пологий склон гряд обращен к течению. Расстояние между вершинами гряд примерно одинаковое. Возникает рябь на разной глубине в морских, озерных и речных осадках.

в) Эоловая рябь так же, как и рябь течений, состоит из чередующихся гряд и ложбин, асимметричных по своей форме. Пологий склон гряд обращен в сторону ветра. Гряды расположены параллельно. В ископаемом состоянии встречается крайне редко.

Следы капель дождя представляют небольшие углубления с приподнятыми краями. Встречаются на поверхности глинистых, затвердевших пород.

Трещины высыхания сохраняются на поверхности глинистых пород. Поверхность глины разбита системой неглубоких трещин на многоугольники. Трещины бывают заполнены песком, гипсом или тем же глинистым веществом. В настоящее время сходные многоугольники, разделенные трещинами, встречаются в поймах рек и в области пустынь. Ископаемые трещины высыхания служат показателями временного осушения осадков.

Следы движения животных. Нередко на поверхности слоев можно обнаружить слепки со следов ползающих, плавающих и шагающих животных.

12

9.Условия залегания пластов

Втолще земной коры слои горных пород могут залегать горизонтально, наклонно, быть смятыми в складки или разорваны и смещены.

Для того чтобы нанести на карту наклонно лежащий или смятый в складку слой, нужно знать его положение в пространстве, т. е. простирание, падение и угол падения.

Простиранием пласта называют азимут линии простирания. Линия простирания лежит в плоскости пласта (линия пересечения горизонтальной плоскостью поверхности пласта). Угол между линией простирания и меридианом

называют азимутом простирания,	который и определяет ее положение по
отношению к странам света.

Падением пласта называют азимут линии падения. Линия падения лежит в плоскости пласта; она перпендикулярна к линии простирания и направлена в сторону наклона пласта. Азимут падения - угол между проекцией линии падения на горизонтальную плоскость и меридианом местности.

Угол падения - угол между поверхностью пласта и горизонтальной плоскостью.

Элементы залегания пласта определяются горным компасом.

Мощность слоя

После описания каждого слоя определяется его мощность. Мощность - это кратчайшее расстояние между кровлей и подошвой слоя.

На практике очень редко удается измерить истинную мощность слоя. Чаще всего приходится измерять мощность по склону. В этом случае мы получаем видимую мощность слоя, которая приближается к истинной при увеличении крутизны склона и равна последней, когда склон обрывистый.

Для определения истинной мощности нужно знать видимую мощность и угол наклона этой линии, который легко измерить при помощи горного компаса. Истинная мощность пласта будет равна видимой мощности, умноженной на sina.

Определение мощности слоя производят при помощи рулетки. Слой небольшой мощности можно измерять размеченной рукояткой геологического молотка или лопаты.

Описание обнажения заканчивается взятием образцов горных пород и минералов из каждого слоя. Образцы из твердых пород берутся размером 6x9x2 см, а для сыпучих пород - около 200 г. Взятые образцы этикетируются, завертываются в бумагу и доставляются на базу практики.

II. ЗАПИСЬ НАБЛЮДЕНИЙ И ЗАРИСОВКА ОБНАЖЕНИЙ

Никогда не полагайтесь на память, все наблюдения при исследовании обнажений фиксируйте в записной книжке. Записная книжка является основным документом исследователя. В нее нужно записывать все, что исследователь

13

видел в поле. Как уже было сказано, правая сторона книжки предназначена для записей, а левая - для зарисовок.

После описания обнажения нужно произвести схематическую зарисовку на левой стороне книжки. На рисунке обнажение изображается так, как его видит наблюдатель. Указывается номер слоя, литологический состав пород, характер границ между слоями и мощность.

Если собранная фауна позволяет сказать о возрасте слоя, то его нужно обозначить индексом.

Для изображения литологического состава горных пород на зарисовках, геологических профилях и картах используют штриховые условные знаки. Относительный геологический возраст на геологических картах обозначается цветом.

III. СВОДНЫЙ СТРАТИГРАФИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ (колонка)

Перед составлением геологической карты необходимо отчетливо уяснить себе стратиграфический разрез района наблюдений. Под этим понимают последовательность отложений, их геологический возраст, петрографический состав и условия залегания пластов. На основании описания обнажений составляется сводная стратиграфическая колонка, в которой приводятся следующие данные: возраст пород (система, отдел, ярус, горизонт) и индекс, разрез в вертикальном масштабе, мощность отложений в метрах, краткое описание пород и органические остатки.

Для Русской платформы можно рекомендовать вертикальные масштабы в пределах от 1:100 до 1:500. Составление колонки целесообразней начинать снизу. От условной нижней границы столбика наносится в вертикальном масштабе мощность самой древней толщи. Данные о мощности студент берет из описания обнажений. В случае колебаний мощности высота в колонке берется по средней мощности этой толщи. Мощность обозначается цифрами, которые проставляются справа от столбика у нижней границы толщи.

Если кровля пласта или толщи ровная и горизонтальная, то в колонке прочерчивается горизонтальная линия. При наличии неровной поверхности и стратиграфического перерыва между пластами проводится волнистая линия. Угловые несогласия между пластами обозначаются угловатой (зигзагообразной) линией.

Петрографический состав пород обозначается условными штриховыми знаками, например известняки - кирпичиками, пески - точками и т. д.

Возраст отложений отмечается индексами слева от колонки и цветом, который накладывается на штриховые знаки и соответствует общепринятой шкале раскраски геологических образований.

Справа от колонки, строго против каждого пласта, дается краткое описание горных пород и встреченной в них ископаемой фауны.

Выходы подземных вод в виде источников показываются справа от колонки условным знаком.

14

Под колонкой необходимо дать условные обозначения, вертикальный масштаб и фамилию исполнителя.

IV. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТОСХЕМА

По целевому назначению и содержанию геологические карты в России подразделяются на три типа - мелкомасштабные (1:1000000 и 1:500000), среднемасштабные (1:200000 и 1:100000) и крупномасштабные (1:50000 и 1:25000). Они составляются на основании геологической съемки территории. Применяются три основных метода геологической съемки:

1)метод прослеживания границ пластов по простиранию;

2)метод оконтуривания обнаженных участков;

3)метод пересечений в различных направлениях, главным образом, вкрест простирания пластов.

При геологических съемках мелких масштабов применяется метод пересечений, при съемках средних масштабов - метод пересечений и прослеживания по простиранию, при съемках крупных масштабов - метод прослеживания границ между пластами и метод оконтуривания. В последнее время особое значение приобрели геофизические и аэрологические исследования.

На геологической карте различными условными цветами или штриховыми знаками изображается поверхностное распространение отложений различного возраста, их литологический состав и условия залегания.

Для обозначения возраста пород используется общепринятая цветная геохронологическая таблица. Породы четвертичного возраста, распространенные повсюду, с геологической карты снимаются. Для пород четвертичного возраста составляются карты четвертичных отложений. Кроме того, существует ряд специальных геологических карт (гидрогеологические, геоморфологические, тектонические и др.).

Масштаб карты и степень изученности территории определяют детализацию стратиграфических подразделений.

Чем крупнее масштаб карты, тем более мелкие стратиграфические

единицы (ярус, горизонт) могут быть на ней показаны.
Кроме	возраста пород и их распространения, на геологических	картах
показывают	литологический состав пород. Обычно это делается при помощи
условных	штриховых значков, которые наносятся на цветной	фон

соответствующего возраста.

Условия залегания пород (горизонтальное, наклонное, складчатое, сбросы, сдвиги, надвиги и пр.) показывают условными штриховыми знаками.

Для составления геологической карты нужно иметь топографическую карту. Однако топографическую карту студент не всегда может достать. В этом случае необходимо провести глазомерную съемку территории района наблюдений.

Точки обнажений, в которых на поверхность выходят контакты между двумя толщами разного возраста, соединяют друг с другом и получают границы

15

выхода на поверхность разновозрастных отложений. Чем больше будет обнажений, тем точнее можно провести границы. Очертания границ при разбираемом случае горизонтального залегания пластов целиком зависят от рельефа местности. В условиях равнинного рельефа и горизонтального залегания слоев на карте будет изображен цвет самого молодого слоя, исключая четвертичные отложения. Лишь на склонах речных долин и оврагов выходят на поверхность нижележащие пласты, которые будут изображены на карте в виде вытянутых вдоль долины лент разной ширины и очертаний. Ширина лент зависит от крутизны склона долины или оврага. Она будет больше при пологих склонах, и меньше-на крутых.

Границы пластов пройдут параллельно горизонталям.

При наклонном залегании пластов на геологической карте полосы древних пород закономерно сменяются полосами более молодых, и наоборот.

В случае вертикального расположения пластов на геологической карте они располагаются в виде лент, идущих по простиранию, не считаясь с рельефом. Ширина лент соответствует мощности пластов.

При складчатом залегании пластов полосы располагаются симметрично. Осевая полоса у синклинали представлена самыми молодыми породами, а у антиклинали самыми древними.

V. ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ

Чтобы наглядней представить себе геологическое строение и тектоническую структуру района, к геологическим картам прикладывают геологические профили в наиболее характерных направлениях. Рекомендуется проводить линию геологического профиля по падению пластов (вкрест простирания).

Линия профиля прочерчивается на карте; концы ее обозначаются буквами или цифрами. По заданной линии А—В вычерчивается профиль рельефа.

Лучше всего составлять профили, в которых горизонтальный и вертикальный масштабы одинаковы, но это не всегда читаемо и нужно. Вертикальный масштаб часто приходится увеличивать по сравнению с горизонтальным. В нашем случае удобно принять вертикальный масштаб 1:1000,т. е. 1 см = Юм.

Для составления профиля несколько ниже рамки карты проводится горизонтальная линия, равная длине прочерченной на карте линии А—В. Ее высота равна нулю, либо немного меньше самой низкой точки местности. С левой стороны над этой линией вычерчивается вертикальная масштабная линейка.

После этого приступаем к составлению профиля рельефа. Точки пересечения горизонталей линией А—В сносим на линию профиля под картой и приподнимаем их по масштабной линейке в зависимости от высоты. Полученные точки соединяем друг с другом прямыми линиями, и профиль рельефа готов.

При отсутствии топографической карты профиль можно составить по данным барометрического нивелирования.

16

Теперь необходимо показать расположение пластов. Для этого на линию профиля рельефа сносят границы выхода пластов на земную поверхность в местах пересечения их линией А—В на карте.

Если пласты лежат горизонтально, то от полученных на профиле точек проводят горизонтальные линии - границы между пластами.

Профиль подписывается, например: Геологический профиль по линии А—В Масштаб горизонтальный 1:50 ООО

Масштаб вертикальный 1:1000 Составил

Дата составления Каждый слой на профиле закрашивается соответственно цвету или

штриховыми знаками, которые использованы на карте. Под профилем даются условные обозначения.

При составлении геологического профиля в дислоцированных районах необходимы данные об элементах залегания пластов.

VI. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Наблюдения над современными и древними инженерно-геологическими процессами проводятся в точках описания обнажений и при переходах от одного обнажения к другому. Эта часть работы в такой же степени важна, как и описание обнажений. Свои наблюдения, а также пояснения руководителя студент фиксирует в записной книжке.

1. Процессы выветривания

Процессы выветривания горных пород и минералов наблюдаются повсеместно. Важно заметить их.

Горные породы и минералы, которые мы встречаем во время экскурсий в обнажениях, не остаются в первозданном состоянии. В них протекают сложные и непрерывные преобразования.

По продуктам выветривания мы можем судить (если обнажения отсутствуют) о распространении тех или иных горных пород, что в значительной мере помогает нанести границы пластов на геологическую карту.

Процессы выветривания, освобождая из горных пород металлы и накапливая их в виде руд, облегчают поиски полезных ископаемых.

На породы оказывают свое действие факторы физического, химического и органического выветривания.

а) Ф и з и ч е с к о е в ы в е т р и в а н и е

При выветривании этого типа большую роль в изменении физического состояния горной породы оказывают колебания температуры, замерзание воды и образование ледяных кристаллов в трещинах, сила роста корневой системы растений, а также свойства породы (структура, текстура, цвет, химический состав).

17

Большие куски горных пород превращаются в рухляки, шелушатся или оказываются покрытыми сверху коркой выветривания. Корочка выветривания отличается от материнской породы по цвету и химическому составу. В этом легко убедиться, расколов куски горных пород. Именно поэтому для определения горной породы нужно изучать ее по свежему излому.

Изучая результаты механического выветривания, необходимо обращать внимание на интенсивность разрушения пород в зависимости от состава, текстуры, трещиноватости, условий залегания (тектоники); формы отдельностей и обломков горных пород, возникающих при выветривании.

б) Х и м и ч е с к о е в ы в е т р и в а н и е

Одновременно с механическим разрушением горных пород идет и химическое выветривание. Особенно показательно в этом отношении выветривание магматических пород.

Условия, в которых находятся магматические породы при образовании и на поверхности Земли, различны.

Поверхность Земли - среда, где господствуют вода, кислород и углекислота.

Закисные соединения, входящие в состав горных пород и минералов, соприкасаясь с кислородом, переходят в окисные. Темные и зеленоватые цвета закисей превращаются в желтые, бурые, красные цвета окисей.

Вода выступает в зоне выветривания как растворитель. Ее способность растворять повышается при насыщении углекислотой. За счет растворения известняков, гипсов, солей образуются воронки, полости и другие формы карстового рельефа.

Вода, богатая свободной углекислотой, разрушает алюмосиликаты. При химическом выветривании полевых шпатов возникают карбонаты калия, каолин, опал. Карбонаты легких металлов вместе с растворителем уносятся в водоемы и там, выпадая из раствора, образуют химический осадок. В источниках можно часто встретить известковый туф как результат выпадения из раствора углекислого кальция.

Сложные химические соединения - горные породы - благодаря выветриванию превращаются в простые химические соединения. Железо, марганец, алюминий, разбросанные в горных породах, освобождаются и накапливаются в виде руд.

Кальций извлекается из магматических образований и, накапливаясь, дает известняк, мел, гипс.

Много других примеров можно найти для иллюстрации процессов выветривания, превращающих сложные химические соединения в простые.

Таким путем возникают многие полезные ископаемые, на которые необходимо обращать внимание во время экскурсий. Всякий раз нужно брать образцы неизвестной вам породы для того чтобы показать их специалисту.

в) О р г а н и ч е с к о е в ы в е т р и в а н и е

Важную роль в процессах выветривания горных пород играют организмы. Они разрушают их физически и химически.

18

Продукты выветривания горных пород, лежащие на месте своего образования, называются элювием.

2. Эоловые процессы

Геологическая деятельность ветра (дефляция и корразия), как известно, нагляднее всего проявляется в аридных странах. Однако эоловые формы песчаных скоплений можно наблюдать на незакрепленных песках в долинах крупных рек.

Внекоторых местах Русской равнины расположены небольшие по площади песчаные массивы, возникшие за счет развевания флювиогляциальных песков.

ВУльяновской области работу ветра можно наблюдать на обнажениях песков. Очень часто слоистость песков оказывается отпрепарированной ветром. Глинистые или сцементированные прослойки нависают обычно в виде карнизов,

апески между ними, выдуваясь, дают ниши.

На открытых участках древнеаллювиальных и флювиогляциальных отложений студенты могут видеть песчаную рябь и мелкие дюны. Чаще всего песок образует бугристые формы.

Описывая песчаные эоловые образования, нужно проследить связь между их ориентировкой и направлением ветра; отметить размеры и площадь распространения.

К формам песчаной корразии относится ячеистая структура. Классические образцы такой структуры можно встретить в пустынях. В других климатических условиях, правда, гораздо реже, но не исключена возможность образования ячеистых структур. Случаи образования их отмечены даже на Кольском полуострове.

При описании ячеистой структуры указывается состав породы, размеры ячеек, их расположение, глубина и форма.

Проводя наблюдения в местах распространения эоловых песчаных отложений, следует обратить внимание на следующие характерные их особенности:

1. Эоловые пески возникают за счет перевевания песчаных образований речного, озерного, морского, флювиогляциального происхождения и резко отличаются от них рядом признаков.

2. Перевеваемые пески освобождаются от пылеватого материала, который уносится далеко от мест их накопления.

3.Признаком эоловых песков следует считать наличие обломков, имеющих многогранную форму. Они встречаются как в современных эоловых песках, так

ив ископаемых.

4.Эоловые пески состоят из устойчивых против механического воздействия минералов - преимущественно кварца.

Число неустойчивых минералов (кальций, полевые шпаты) незначительно. Почти нет слюды.

19

5. Современные эоловые пески обладают характерным желтоватым цветом за счет окрашивания песчинок окислами железа. У песков водного происхождения желтовато-коричневый цвет окислов железа распределяется неравномерно, а обычно пятнами или слоями, что нехарактерно для эоловых песков.

6. Дюнные пески побережий рек, озер, морей, обладающие слабой сортировкой, имеют типичную косую слоистость. Тонкозернистые, хорошо отсортированные пески могут и не иметь косой слоистости, а крайне редко им присуща волнистая слоистость.

3. Геологическая работа временных и постоянных водотоков

Деятельность этих геологических агентов можно наблюдать повсеместно. Работа ручьев и рек подчинена одним и тем же законам. Она проявляется в разрушении горных пород, переносе обломков и отложении их.

а) Р а б о т а в р е м е н н ы х потоков

Мелкие струйки дождевых и вешних вод, стекая по склону, смывают и откладывают у основания склона обломки горных пород и минералов. Эти образования называются делювием. Механический состав делювия зависит не только от состава разрушаемых пород, но и от крутизны склонов. На пологих склонах накапливается глинистый или мелкообломочный делювий. Увеличение крутизны склона ведет к изменению делювия: количество глинистых фракций

уменьшается,	а	грубозернистых	повышается.	Делювий	состоит из
неотсортированных и неслоистых песчано-глинистых отложений,					в которых
можно встретить прослойки неокатанных обломков.

Континентальные отложения, вынесенные водными потоками к подножию склона, называются пролювием. Они образуют у подножия склонов конусы выноса, которые состоят из тонких лёссовидных суглинков в нижней части конуса и более грубозернистого материала с различными по величине обломками в средней и верхней части.

Пролювиальные суглинки содержат большое количество различных глыб, щебня, гальки, чем отдаленно напоминают морену.

Изучение делювиально-пролювиальных отложений необходимо для выяснения состава необнаженных горных пород. Важную роль они играют и как хранилище россыпных полезных ископаемых.

С геологической деятельностью дождевых и вешних вод связано образование оврагов. Овраги имеют широкое распространение, особенно в лесостепной и степной зонах. Они приносят громадный ущерб народному хозяйству. Их отрицательная роль сводится к уничтожению пахотной земли, иссушению почвы и обеднению ее питательными для растений веществами.

При изучении оврагов необходимо обращать внимание на те условия, которые способствуют их развитию.

20

Кним относятся следующие:

1.Литологический состав пород; 2. Крутизна склонов; 3. Растительный покров; 4. Атмосферные осадки.

1.Литологический состав пород может способствовать росту оврага или задерживать его. Задача исследователя - установить зависимость между литологией и скоростью роста оврагов. О скорости роста оврагов можно судить по наблюдениям в течение ряда лет на близлежащих растущих оврагах.

Литология находит свое выражение в форме склонов оврага. Крутые склоны обусловлены выходами известняков, песчаников, лёссов; пологие - глин; террасированные склоны обычно сложены чередующимися слоями различной твердости.

2.Крутизна склонов возвышенностей при прочих равных условиях ускоряет образование и развитие оврагов. В первую очередь оказываются расчлененными оврагами крутые склоны, так как живая сила потока здесь больше.

3.Растительный покров регулирует поверхностный сток талых и дождевых вод. Основными районами интенсивного оврагообразования являются безлесные участки.

4.Атмосферные осадки служат важным фактором оврагообразования. Количество осадков и особенно характер их выпадения, а также быстрота схода снежного покрова могут усиливать или замедлять этот процесс.

Рост оврагов происходит преимущественно весной. Поэтому студенту нужно использовать это время года для наблюдений за этим процессом. Одновременно можно проследить эффективность принятых мер для борьбы с оврагами.

Такими мерами могут быть: посадка кустарников и деревьев, устройство в оврагах плотин и др.

При изучении конуса выноса оврага рекомендуется сделать глазомерную съемку и вычертить план. Глазомерные съемки конуса выноса в последующие годы позволят установить скорость его роста и тем самым сделать выводы об эрозионно-аккумулятивной работе потоков.

В заключение следует выделить на карте условным знаком растущие овраги.

б) Геологическая р а б о т а рек

Реки, подобно временным потокам, ведут эрозионно-аккумулятивную деятельность. В разные стадии жизни реки преобладают различные виды эрозии. В начальной стадии, задолго до выработки продольного профиля равновесия, идет преимущественно глубинная эрозия. В стадии зрелости основным видом эрозии является боковая.

Геологическая деятельность рек на земной поверхности проявляется в образовании речных долин и накоплении аллювиальных отложений.

Значительная часть геологических наблюдений приурочена к долинам рек. В каждой речной долине отчетливо выделяются три основных элемента: днище (пойма), террасы, склоны коренных берегов. По своим морфологическим особенностям долины рек могут быть V-образными, U-образными,