Изучение и описание обнажений
Обнажение - это выход коренных горных пород на дневную поверхность. Обнажения могут быть естественные и искусственные, наземные и подводные и они являются основным объектом наблюдений геолога. Именно обнажения в большинстве случаев позволяют делать открытия, познавать природу и историю давно прошедших и ныне проходящих процессов на Земле, проверять идеи и гипотезы и др. Поэтому важно правильно читать и описывать обнажение. А возможности грамотного чтения (исследования) обнажения определяются знаниями и наблюдательностью. Иногда бывает так, что при хорошей наблюдательности отмеченная "мелочь" может потом помочь решить что-то важное.
Положение обнажения должно быть точно привязано. Привязкой обнажения называется совокупность операций по определению положения его на топографической основе с помощью каких-то реперов (глазомерная привязка) или с помощью геодезических приборов или навигатора GPS (инструментальная привязка).
Изучение обнажения -это детальный осмотр обнажения и выяснение всех характеристик состава и строения. Описание обнажения включает привязку обнажения к местности (географическую и топографическую), требуемое по детальности описание состава и строения, зарисовку и фотографирование, а также отбор образцов и проб. В процессе общего осмотра обнажения устанавливается то, что это действительно коренной выход, а не глыба или оползень и т.д. и его размеры, выясняется взаимоотношение слагающих пород и их залегание и состав, а также намечаются места отбора образцов и проб. После этого по необходимости обнажение фотографируется и (или) зарисовывается. И описание и зарисовки должны быть максимально полными и объективными и соответствовать неписаным девизам геологов -"чего не вижу - не пишу ", "не записанного и не зарисованного - не наблюдалось ". Только записанное и зарисованное в поле на месте наблюдения имеет значение документа. Документация информации ведется в полевом дневнике.
Описание обнажений проводится в зависимости от состава и строения наблюдаемых в обнажении образований. Методы описания четвертичных, осадочных, метаморфических и магматических пород,а также простых и сложных обнажений могут различаться довольно значительно, и рассмотрены далее по тексту. В целом при описании обнажений можно использовать следующую схему:
1 - номер обнажения;
2 - местоположение или привязка обнажения;
3 - общие размеры -высота и протяженность обнажения;
4 - вид обнажения;
5 - характеристика горных пород с указанием их вещественного состава, структурно-текстурных особенностей, мощности и т.д.;
6 - условия залегания пород и их взаимоотношения;
7 - зарисовки и фотографирование, если в этом есть необходимость;
8 - отбор образцов и проб.
При описании горных пород,не зависимо от их генезиса, целесообразно придерживаться следующей последовательности:
1 -название породы;
2 -окраска (цвет) породы;
3 -минеральный состав породы;
4 -структура породы;
5 -текстура породы;
6 -крепость (твердость) породы;
7 -характеристика отдельности и трещиноватости;
8 -включения и обособления;
9 -форма геологических тел и их размеры;
10 -изменчивость породы по простиранию и падению;
11 -условия образования и преобразования породы.
Название породы обычно определяется или минералогическим составом и структурно-текстурными особенностями (конгломерат, песчаник кварцевый, гнейс биотито-амфиболовый и т.д.). В названии осадочных пород определяющими, могут быть и ископаемые органические остатки (известняк брахиоподовый), а у магматических пород -петрохимический состав (базиты, ультрабазиты). Полевое определение породы уточняется в камеральный период.
Описание окраски пород должно быть однотипно -с указанием главного цвета, его интенсивности, насыщенности и оттенков, а также степени однородности окраски. Например, светло-бурый, пестроцветный с чередованием тонких полос светло-зеленого и серого цвета. По возможности, попытаться объяснить, чем обусловлена окраска пород.
Минеральный состав пород описывается макроскопически, а в камеральный период уточняется по шлифам под микроскопом. Необходимо различать моно-, би- и полиминеральные разновидности пород, определять соотношение и количественное содержание минералов, а также их размерность, выделять главные (породообразующие) и второстепенные или акцессорные (под микроскопом) минералы. И если возможно -с помощью, лупы даются диагностические признаки минералов.
Структура пород определяется макроскопически и уточняется в камеральный период по шлифам под микроскопом. Она устанавливается исходя из следующих признаков:
1 - степени кристалличности или зернистости породы (скрытокристаллическая, неполнокристаллическая, полнокристаллическая, крупнозернистая);
2 - размеров минералов или зерен (мелкозернистая; мелко-, средне-, крупнокристаллическая, и др.);
3 - формы минералов и их соотношения или идиоморфизма (эти структуры в большинстве случаев можно определить только под микроскопом).
Необходимо помнить, что название структуры определяется и условиями образования пород. Кристаллические структуры свойственны для магматических пород, кристаллобластические -для метаморфических, кристаллически-зернистые и зернистые -для хемогенных и обломочных осадочных отложений. Причем, структура может указывать не только на генезис (первичную природу) пород, но и на конкретную палеофациальную обстановку их формирования.
Текстура породы определяется пространственным распределением и расположением в ней разных минеральных компонентов (от однородной до пятнистой, полосчатой, ритмично-полосчатой, линзовидно-полосчатой и т.д.). При описании текстуры необходимо определить, чем вызваны эти неоднородности (цветом, минеральным составом, вещественным составом, структурой и др.). В большинстве случаев в породах с неоднородными текстурами эти неоднородности (полосы, пятна, слойки, линзы, прожилки, шлиры, миндалины, стяжения, включения, ксенолиты, обособления и т.д.) имеют комбинированный характер различий -структурно-вещественный, минерально-цветовой и др. В названии текстур отражаются особенности пространственного распределения минералов или их сообществ (пятнистая, полосчатая, слоистая, миндалекаменная, шаровая, и др.) и их степень упорядоченности или ориентированности. Плоско- или линейнопараллельные, сланцеватые, гнейсовидные и линейно-полосчатые структуры чаще встречаются в метаморфических породах. По степени "упаковки" минералов в породах различаются плотные или компактные и пористые (шлаковая, друзовая) текстуры.
Прочность или крепость породы в полевых условиях определяется достаточно условно. Осадки (пески, супеси, глины и др.) все рыхлые - имеют низшую крепость. Горные породы можно разделить на три группы:1 -слабой крепости, когда ломаются руками; 2 -средней крепости, когда легко разбиваются молотком; 3 -высокой крепости, когда с трудом разбиваются молотком.
Отдельность и трещиноватость в полевых условиях определяются без труда, но различить одну от другой достаточно сложно, ибо их генетическая природа зачастую близкая. Отдельность возникает в горных породах в процессе выветривания или искусственного раскалывания, а трещиноватость может иметь тектоническую, гравитационную природу, а также возникать и при выветривании. По морфологии отделяющихся блоков горной породы можно выделить наиболее распространенные виды отдельности:1 -мелко-, средне- и крупно-глыбовая, угловатая; 2 -матрацевидная с закругленными краями; 3 -пластовая, плитчатая и тонкоплитчатая;4 -кубовая, ромбоидальная и параллелепипедальная; 5 -столбчатая или призматическая; 6 -скорлуповатая, шаровая, подушечная.
При описании отдельности и трещиноватости необходимо делать замеры элементов залегания поверхностей трещин (азимут простирания, падения и угол падения), давать количественную оценку трещин и размеры блоков.
Включения и обособления , если они встречаются в породах, необходимо изучать и описывать. Включения чаще всего встречаются в осадочных породах (конкреции, секреции и т.п.) и в магматических (ксенолиты, дендриты и т.п.). Включения, природу которых не всегда удается определить, описываются как обособления. Они чаще встречаются в метаморфических породах (реститы, реликты и т.п.). При описании включений и обособлений рекомендуется указывать следующие признаки: форму, вещественный состав, первичность или вторичность залегания, количественное содержание и размеры, характер контакта с вмещающими породами.
Форма геологических тел часто имеет генетический смысл, если при этом учитывается состав слагающих их горных пород. Пластовая форма у осадочных пород (пласты, слои, прослои), пластовая и плитоподобная форма у интрузивных пород (силлы, дайки, жилы), плитообразная форма у эффузивных пород (покровы), куполообразная форма у интрузивных (батолиты, штоки) и осадочно-хемогенных пород (соляные купола), линзовидная форма у интрузивных пород (линзы, жилы) и т.д. Это все простые формы геологических тел, морфология которых может быть определена в одной плоскости (в обнажении или обнажениях). Чаще всего геологические тела имеют формы сложной конфигурации с наличием пережимов, вздутий, карманов, апофиз и т.п. Об истинной форме таких тел можно судить только по результатам наблюдений на многих обнажениях, при прослеживании границ тела по простиранию и падению, т.е. в трех измерениях, а иногда с использованием данных по дешифрированию аэрофотоснимков и бурения скважин. При описании формы геологического тела необходимо определять видимую и истинную мощность их (для пластовых тел), размеры по площади выхода и элементы залегания интрузивных тел и их элементов (апофиз, ответвлений и т.д.), а также размеры и положение во вмещающих породах геологических тел, имеющих граничные формы (линзы, жилы, изометричные мелкие массивы и т.д.).
Изменчивость породы по латерали и вертикали может иметь первичное и вторичное происхождение, и характеризуется изменчивостью свойств - структуры, текстуры и т.п. Первичная изменчивость характерна, например, для магматических пород -укрупнение структур от зальбандов к центру интрузивных жильных тел. Вторичная изменчивость может быть обусловлена наложенными процессами -метаморфическими, метасоматическими, гидротермальными, тектоническими и т.п. Учитывая это, необходимо давать, по-возможности, более полную характеристику изменчивости и ее генетическую природу.
Условия образования и преобразования пород определяются по комплексу признаков, полученных в результате изучения и описания вышеперечисленных характеристик. Как отмечалось ранее, генетический смысл несут в себе почти все характеристики - форма тел, условия залегания, вещественный состав и структурно-текстурные особенности. Кроме выяснения генетического типа пород (осадочные, магматические, метаморфические и др.), нужно пытаться воссоздать конкретную палеофациальную или физико-химическую обстановку формирования и преобразования породы. Чаще всего это невозможно сделать без дополнительных петрохимических, петрологических и других методов исследований. Особенно это относится к определению первичной природы и термодинамических параметров метаморфических (гнейсов, амфиболитов и др.) и интенсивно преобразованных пород любого происхождения.
В начале раздела «Описание обнажений» было отмечено, что принципы описания пород разного генезиса имеют свою специфику и могут значительно различаться, поэтому следует привести хотя бы основные особенности.
При изучении и описании осадков (четвертичных отложений) необходимо учитывать, что они (например, в пределах Мурманской области) распространены почти повсеместно, что они все задернованы почвенно-растительным слоем и представлены довольно широким генетическим спектром пород. Это делювиальные, коллювиальные, элювиальные, озерные, речные, ледниковые (гляциальные), водно-ледниковые (флювиогляциальные), морские, эоловые и другие отложения. Изучать осадки лучше всего в естественных обнажениях (по склонам оврагов, в долинах рек, по побережью озер и морей и пр.), в искусственных (в закопушках, канавах и шурфах) и по керну скважин. Наибольшую информацию о строении, составе и фациальных переходах можно получить только в естественных обнажениях.
При описании осадков, кроме изучения вышеуказанных параметров, рекомендуется попытаться определить:
1 - взаимоотношения их с более древними породами;
2 - геоморфологическую приуроченность, т.е. приуроченность к определенным формам или элементам рельефа (это поможет определить их генетический тип и относительный возраст);
3 - инженерно-геологические свойства пород (пластичность, плотность, влагоемкость и пр.).
Дополнительными и очень важными критериями генетической и фациальной принадлежности осадков могут быть результаты споро-пыльцевого, палеокарпологического анализа, но они требуют специальной профессиональной подготовки.
При изучении и описании осадочных горных пород особое внимание нужно уделять специфическим особенностям этих пород - типу слоистости, характеру поверхности напластования, возможному наличию органических остатков, степени сортированности и окатанности обломочного материала, характеру и составу цемента и наличию примесей.
Слоистость характеризуется комплексом признаков:
1 - типом (плоскопараллельная, линзовидная, косая, волнистая);
2 - характером границ прослоев (четкий, нечеткий, волнистый и др.);
3 - формой проявления (по крупности зерна, по цвету, по литологии и мощности прослоев и т.д.).
Исследовать слоистость нужно обязательно, поскольку она указывает на генезис пород. Например, параллельная слоистость формируется в спокойной среде, косая -в условиях движения воды или воздуха, диагональная -свидетельствует о формировании ее в устьевых участках водных потоков.
Изучение общего характера рельефа поверхностей напластования также помогает выяснить происхождение и условия залегания толщ. Например, на них могут быть обнаружены отпечатки следов живых существ, листьев растений, знаков волновой и ветровой ряби, волноприбойных знаков, пляжевых фестонов, отпечатки капель дождя, иероглифов и т.д.
В осадочных горных породах могут быть остатки древнейших организмов (окаменелостей) в виде скелетных образований, отпечатков, следов жизнедеятельности и др. К сожалению, в осадочных горных породах палео- и неопротерозоя Мурманской области обнаружены только микрофоссилии (микроскопические остатки) и строматолиты (карбонатные постройки -биогермы), поэтому провести тематическое исследование с породами, содержащими реликты фауны и флоры, невозможно. Важно запомнить одно -при обнаружении этих остатков необходимо тщательно задокументировать обнажение, место нахождения, степень сохранности, количество, ориентировку, приуроченность к типу пород, характер фоссилизации и систематическую принадлежность реликтов организмов, и их таксономическое определение. Наиболее полный ответ на последнее могут дать профессионалы либо в специальной лаборатории. Для этого необходимо с максимальной осторожностью, сохранностью и представительностью отобрать образцы с реликтами фауны или флоры и провести соответствующую документацию. И еще одно правило -нельзя смешивать окаменелости из разных слоев!Кроме того, следует знать, что описание обнаруженных органогенных построек в осадочных горных породах имеет свою специфику. Нужно указывать форму, размеры, внутреннее строение, тип и пространственно-временные взаимоотношения с вмещающими породами (т.е., условия залегания и время формирования), так как эти признаки могут указывать на фациальные условия образования осадочных пород.
Степень сортированности обломочного материала характеризуется по процентному соотношению обломков минимального и максимального размера и по разнице этих величин. При изучении степени окатанности важно обратить внимание на возможное наличие штрихов и борозд на гальках и валунах. Они, в большинстве случаев, свидетельствуют о воздействии на них ледника. При характеристике цемента осадочных обломочных пород следует определять его состав (глинистый, карбонатный, кремнистый, железистый и т.д.), цвет, однородность, пористость, твердость, тип (базальный, поровый, контактный),а также соотношение цементирующей массы и обломочного материала. Для глин, суглинков и других глинистых пород нужно определять качественную характеристику степени пластичности и наличие песчаных и известковых примесей. Она определяется по способности к раскатыванию в трубочку размоченной в воде породы и по степени растрескивания после высыхания (слабопластичная растрескивается). Содержание известковых примесей в цементе определяется по реакции с соляной кислотой, а песчаных примесей -при растирании между пальцами. В глинистых породах, как и в карбонатных, могут присутствовать различные примеси. Наличие битуминозных примесей определяется органолептическим методом по резкому чесночному запаху при ударе молотком по породе. Окремненные породы более твердые. Доломитизированные породы определяются по отсутствию или слабой реакции с соляной кислотой, ожелезненные, глауконитсодержащие -по окраске и т.д. Чистые известняки имеют белый или серо-белый цвет и бурную реакцию с соляной кислотой.
При изучении и описании магматических (интрузивных и эффузивных) пород основной отличительной особенностью является необходимость изучения их контактов с вмещающими отложениями (породами). Обязательно нужно установить структурную форму контакта (интрузивный, тектонический, трансгрессивный и др.) и его положение в пространстве, элементы залегания и строение поверхностей контакта, ориентировку структурно-текстурных элементов по обе стороны от контакта (в зоне экзо- и эндоконтакта), а также изменение пород в зоне экзо- и эндоконтакта. В зоне экзоконтакта возможно ороговикование, окварцевание, появление скарнов и прочих продуктов термального или метасоматического метаморфизма. В зоне эндоконтакта могут быть отличия по кристалличности, минеральному составу и веществу от удаленных частей массива, трещиноватость (залеченная и незалеченная), наличие ксенолитов, шлиров, включений и т.д. Кроме того, большее внимание должно уделяться характеристике цвета, степени кристалличности, содержанию в них кварца, полевого шпата, оливина и др. Важными признаками являются форма отдельности и условия залегания, а также характер вторичных изменений породы. Кроме того, в интрузивных породах нужно определить характер неоднородности, положение первичных линейных и плоскостных элементов, а в эффузивных - зональность, миндалекаменные текстуры и прочие признаки, свидетельствующие о пространственном положении пород, о направлении течения лав, о удалённости от центра извержения и т.д.
Изучение и описание метаморфических пород проводится в целом в соответствии с изложенными выше принципами, являющимися общими для любых типов пород. Но при этом нужно учитывать отличительные особенности минерального состава, структур, текстур и других признаков, которые могут иметь полигенную природу. В областях развития метаморфических образований изучение отдельных обнажений требует знания ряда специфических особенностей метаморфических пород и умения их наблюдать и правильно интерпретировать. В отличие от нормальных, не затронутых метаморфизмом осадочных горных пород, первоначальная природа и условия образования сланцеватых и полосчатых метаморфических пород в большинстве случаев не ясны. В глубоко метаморфизованных породах, обладающих полосчатой и сланцеватой текстурой, сланцеватость и полосчатость не всегда могут быть отражением первичной слоистости нормальных осадков.
Тем не менее, в некоторых участках или обнажениях сохраняются реликты первичных текстур (ритмичная слоистость, тонкопараллельная полосчатость, косая слоистость, сложная слоистость, знаки ряби, волноприбойные знаки, текстуры обломочных пород, трещины усыхания, коры выветривания, текстуры вулканогенных пород и др.). Наряду с этим, в процессе метаморфизма пород могут возникать вновь образованная полосчатость и другие текстуры -сегрегационная, метасоматическая и мигматитовая полосчатость и полосчатость метаморфической дифференциации (даже в первично однородных породах), текстуры, похожие на миндалекаменные, обломочные, подушечные и т.п. Также при метаморфизме и ультраметаморфизме в породах образуются:
а) кристаллизационная сланцеватость и кливаж разных генетических типов (течения, скольжения, разлома, напластования и др.);
б) полосчатость (кливажная, сегрегационная, метаморфической дифференциации, вязких тектонических потоков и т.д.);
в) линейные текстуры с минеральной, агрегатной, породно-линзовидной и др. линейностью;
г) структуры будинажа;
д) мигматиты разных типов (агматиты, напоминающие по внешнему виду эруптивную брекчию, диктониты или ветвистые мигматиты, артериты или послойные, "птигматиты" и теневые полосчатые и пятнистые мигматиты);
е) вторичные обособления -прожилки и линзы кварцевого, гранитного и др. состава, формы кристаллов роста (обычные, скелетные, футлярные, ксеноморфные, псевдоморфные, агрегатные, дендритовидные и др.).
Метаморфические процессы приводят не только к изменению первичного вещественного (минерального) состава, но и петрохимического.
При изучении комплексов метаморфических пород кроме проблемы первичного происхождения существуют проблемы составления частных разрезов и колонок и "стратиграфических" колонок, потому что в породах обнажения редко удается определить подошву и кровлю («верх-низ») и, кроме того, складчатые и разрывные деформации неимоверно усложняют строение.
Осознавая всю сложность документации обнажений, сложенных метаморфическими породами, не нужно отчаиваться. Как и в других случаях, здесь необходимы тщательное изучение и фиксация в дневнике (записи, зарисовки, фотографии) всех компонентов (признаков) и, по возможности, нужно пытаться определить их первичность-вторичность. Очень часто, даже применение комплексных исследований (петрохимических, петрологических и др.) не позволяет ответить на этот вопрос.
При проведении маршрутных или картировочных работ на каждом обнажении необходимы также систематические наблюдения над малыми структурными формами -кливажём, линейностью, мелкими складками и складками разных порядков и генетического типа (складки изгиба, волочения, течения и др.). Наблюдения включают описание форм, размеров складок и их элементов, замеров залегания структурных элементов складок (крыльев, осевых поверхностей, шарниров, сланцеватости, полосчатости, линейности и др.).
Изучение и описание условий залегания и взаимоотношений горных пород
Условия залегания горных пород характеризуются несколькими признаками -формой залегания геологических тел, элементами залегания поверхностей напластования, плоскостями контактов, структурными элементами складок, тектоническими нарушениями и их элементами.
Форма залегания горных пород может быть определена как в отдельном обнажении, так и по серии обнажений, или только на основании данных по большой территории и с привлечением массы дополнительных признаков.
Форма залегания интрузивных магматических тел определяется по соотношению их с вмещающими породами. Она может быть согласной (конкордантной) или секущей (дискордантной). Согласные контакты имеют чаще всего силлы, факолиты и лополиты. И залегают они в соответствии с положением вмещающих их осадочных, вулканогенных или метаморфических пород наклонно или складчато. Характер залегания секущих интрузий зависит от расположения той полости или трещины, в которую внедрялся магматический расплав.
Форма залегания слоистых осадочных, вулканогенных и метаморфических образований может быть первичной (ненарушенной) и вторичной (нарушенной), горизонтальной, наклонной или складчатой. Горизонтальное положение образований может наблюдаться при нормальном залегании, при опрокинутом и в пакетах изоклинальных складок с горизонтальными осевыми поверхностями. При нормальном горизонтальном залегании в районах с пересеченной местностью наиболее древние пласты лежат в пониженных частях рельефа, а более молодые -в повышенных. При наклонном нормальном залегании - возможны три варианта их положения:
1 - вверх по склону располагаются более молодые пласты, если плоскости напластования падают в сторону противоположную наклону склона;
2 - вверх по склону лежат более древние породы, если поверхность склона и поверхности напластования падают в одну сторону и падение пород круче, чем падение склона;
3 - если поверхности склона и напластования совпадают, то вверх по склону будет простираться один уровень пород.
Для выявления истинной последовательности напластования важное значение приобретает определение "низа-верха", т.е. подошвы и кровли слоев. При хорошей сохранности первичных текстурных признаков пород это можно сделать, изучая:
а) текстурные особенности поверхностей напластования (в породах осадочного происхождения выявление на них знаков ряби, иероглифов, трещин усыхания и других признаков, а в пирокластических отложениях - вмятин от бомб и крупных обломков);
б) градационную слоистость - т.е.распределение обломочного материала по степени сортированности в слоистых сериях аквального (в водных условиях) происхождения;
в) поведение косой слоистости, которая при нормальном залегании плавно причленяется в основании слоя и резко выклинивается у его кровли;
г) мощность зон закалки у застывших лав (в кровле она больше в несколько раз, чем у подошвы) и наличие миндалекаменных (амигдалоидных) текстур, которые концентрируются в основном у кровли потока;
д) комплексы ископаемых органических остатков.
Описание условий залегания пород должно сопровождаться замерами или определениями истинных мощностей пластовых тел.
При неизменной истинной мощности слоя ширина его в обнажениях зависит от угла наклона слоя и формы земной поверхности (характера рельефа). Эти зависимости исчерпываются шестью вариантами и процедура вычисления истинной мощности несколько сложнее, чем при горизонтальном залегании слоев. Все необходимые формулы приведены в первой главе. На карте мощность слоя может быть определена с применением метода заложения по стратоизогипсам.
В обнажениях и участках, сложенных смятыми в складки образованиями, после характеристики пород нужно сделать описание складок и определить: морфологический тип складок; высоту и ширину (размах крыльев) складок; наличие осложняющей дополнительной складчатости; строение замка и крыльев складок с указанием углов и азимутов их наклона; направление и угол погружения или воздымания шарнира; положение и пространственную ориентировку осевой плоскости; кливаж и его соотношение со структурными элементами складок; сланцеватость, линейность и бороздчатость.
В тех случаях, когда невозможно сделать непосредственные замеры пространственного положения шарнира (Ш), осевой поверхности (ОП) или следа осевой поверхности (СОП) и линейности (Л), их можно определить путем нанесения дополнительных замеров на сетку Вульфа, Ламберта или Шмидта. Для определения положения шарнира нужно делать замеры положения крыльев складок, для определения ОП складки - замерыследов осевой поверхности (СОП) в двух проекциях, для определения положения линейности - замерысланцеватости (СЦ) и полосчатости (ПС) и угла падения линейности (Л) и т.д.
Тектонические нарушения устанавливаются по геологическим и геоморфологическим признакам на местности и по аэрофотоснимку. Из геологических признаков наиболее надежные следующие:
1 - зеркала и борозды скольжения на поверхностях срывов в горных породах;
2 - зоны тектонических брекчий, катаклаза, милонитизации, интенсивной трещиноватости и рассланцевания;
3 - закрытые трещины, выполненные жильным материалом;
4 - видимые смещения частей пластов, жил, даек, слоистости или иных структурно-текстурных элементов;
5 - несоответствие в строении смежных участков обнажения либо соседних обнажений, расположенных на одном и том же гипсометрическом уровне в районах с простым строением,
6 - присутствие крупных блоков аллохтонных пород;
7 - выпадение отдельных интервалов разрезов или их повторение (в районах с простым горизонтальным, либо моноклинальным залеганием пород);
8 - резкий обрыв (окончание) структур по падению и простиранию.
Тектонические нарушения в той или иной мере проявляются в формах рельефа и поэтому, неплохо дешифрируются на аэрофотоснимках местности. На наличие нарушений могут указывать линейно ориентированные депрессии или возвышенности, эскарпы (сбросовые уступы), фасеты (треугольные грани отрогов) и др. Но необходимо помнить -прежде чем связать возникновение формы рельефа с проявлением нарушений, нужно проверить все возможные другие пути ее происхождения, так как эти признаки могут обладать конвергентностью (многозначностью). При документации тектонических нарушений необходимо указывать:
1 - элементы залегания плоскости разрыва;
2 - наличие оперяющих трещин, разрывов и их пространственное положение;
4 - тип нарушения (сброс, взброс, сдвиг, надвиг, раздвиг и т.д.);
5 - строение зоны разлома и ограничивающих ее поверхностей (форма, мощность, поведение по простиранию и падению, ориентировка штрихов и зеркал скольжения, характер выполнения -брекчии, катаклазиты, милониты, ультрабластомилониты и др.);
6 - соотношение со слоистостью, сланцеватостью и трещиноватостью пород, со складками, а также с разрывами разных направлений;
7 - состав пород и условия залегания их на крыльях;
8 - связи (возможные) с соответствующими формами рельефа местности.
Элементы залегания поверхностей напластования, плоскостей контактов, структурных элементов слоистых толщ, складчатых сооружений и разрывных тектонических нарушений измеряются с помощью горного компаса и записываются в полевом дневнике в сокращенном виде (например, аз. пад. Сц315°45°).При вертикальном положении плоскости записывается азимут простирания ее -аз. прост. 270°либо - аз. прост. 27090°.
По возможности элементы залегания наносятся на карту фактического материала, на топокарту или на аэрофотоснимок.
Изучение взаимоотношений между геологическими телами подразумевает наблюдения над сочетаниями различимых типов пород, условиями их залегания в обнажениях и на территориях и пространственно-временным расположением относительно друг друга (что выше, а что ниже; согласное или несогласное; что чего сечет; и др.). В конечном итоге, это приводит к выяснению относительной (исторической) последовательности формирования и преобразования геологических образований на исследуемой территории.
При изучении взаимоотношений между геологическими телами необходимо направлять внимание на выявление несогласий, что далеко не просто. Несогласия определяют не только пространственное, но и историческое соотношение разновозрастных, преимущественно слоистых горных пород. Они могут возникать как при участии, так и без участия тектонических процессов (движений). При обнаружении несогласия нужно попытаться дать следующие характеристики:
1 -признаки, по которым выявлено несогласие (угловое перекрытие, контрастный переход, наличие конгломератов, резкое различие в степени метаморфизма и др.);
2 -строение поверхности несогласия (конфигурация, наличие карманов или выступов, кор выветривания, ожелезненных зон и др.);
3 -состав и строение пород, залегающих выше и ниже поверхности несогласия, а также структурные элементы залегания их;
4 -вид несогласия (первичное, вторичное, стратиграфическое, структурное, параллельное, облекающее, прилегающее, угловое, литологическое, конседиментационное, тектоническое, локальное, региональное, азимутальное или картографическое и др.).
Несогласия фиксируют перерыв в осадконакоплении. Сравнительно легко устанавливается несогласие:
1 -если во время перерыва была структурная перестройка, тогда последующие (молодые) комплексы налегают с угловым несогласием;
2 -при налегании осадочных или эффузивных толщ на размытую поверхность более древних кристаллических (интрузивных или метаморфических) пород, и тогда можно видеть захороненный рельеф, карманы, сложенные корами выветривания или дезинтегрированными породами;
3 -при налегании лавовых покровов на осадочные, метаморфические или интрузивные породы.
Очень трудно выявляются несогласия между слоями близкого литологического состава и, когда они параллельные или согласно прилегающие.
Описание искусственных обнажений .
В районах с недостаточной обнаженностью с целью получения дополнительной информации и фактических данных используются искусственные обнажения -наземные (шурфы, канавы, карьеры, дорожные выемки и др.) и подземные (штольни, штреки и др.) горные выработки и буровые скважины. Правила документации искусственных обнажений аналогичны документации естественных обнажений. В канавах и шурфах документируются стенки и дно выработки, в карьере -стенки и, по возможности, уровневые срезы, в подземных выработках -стенки, дно, кровля и забой, а в скважинах -керн.
Буровая скважина -это выработка цилиндрической формы с небольшим поперечным сечением. Она имеет устье, ствол и забой. Боковая поверхность ствола -стенки ствола (скважины). Виды бурения: ручное (ударное, ударно-вращательное и вращательное) и механическое (вращательное дробовое, твердосплавное и алмазное). В большинстве случаев бурение ведется с отбором керна. Керн -это горные породы, поднятые из скважины буровой ложкой, змеевиком или желонкой при бурении в мягких и рыхлых породах, либо буровой трубой при механическом бурении. Основной недостаток кернового материала в качестве источника информации -перемешивание при бурении, неполная извлекаемость за счет истирания и вымывания, трудности при ориентировке керна и др. Описание керна ведется поинтервально с фиксацией всех наблюдаемых признаков, после чего составляется разрез по скважине. При возможности проведения каротажа скважины (геофизические методы исследования) разрез может быть уточнен.
Наблюдения над современными (и недавнего прошлого) геологическими процессами.
При геологическом картировании необходимо в общем виде фиксировать результаты геологических процессов давнего, недавнего прошлого и современных природных проявлений, а также следы проявлений, вызванных деятельностью человека. Это формы рельефа и образования, обусловленные:
1 - жизнедеятельности человеческой цивилизации;
2 - геологической деятельности рек, ручьев и временных потоков (водотоков) и моря (формы долин, террасы, пороги, водопады, конусы выноса, аллювий, пляжи и др.);
3 - гравитационного перемещения осадков и дезинтегрированных образований, а также солифлюкции (делювий, коллювий, оползни и др.);
4 - некоторые элементы эоловой аккумуляции;
5 - современного химического и физического выветривания (почвы, элювий, коры выветривания, делювий, продукты десквамации и др.);
6 - неотектонических движений (изостазии, землетрясений и др.);
7 - разных типов и этапов жизни озер и болот;
8 - деятельности ледника этапов экзарации (выпахивания), переноса и аккумуляции (формы - фиорды, бараньи лбы, друмлины, нунатаки, озы, камы; морена - боковая, срединная, внутренняя, конечная и донная; флювиогляциальные отложения -ленточные глины, косослоистые пески и т.д.). Древняя метаморфизованная морена (тиллиты) может быть обнаружена среди архейских и протерозойских метаморфизованных пород.
Как и при прочих описаниях обнажения и участков обнажений, в данном случае необходимо давать максимально детальное описание всех признаков -формы, строения, масштаба распространения, мощности, состава и т.д.
Кроме вышеуказанных процессов, к современным процессам относится деятельность подземных вод. Поэтому необходимо уметь давать качественную оценку проявлений подземных вод (напорные и безнапорные источники) и их возможный генезис и приуроченность. Качественная характеристика включает определение температуры, запаха, вкуса, наличие минерализации и выпадение осадков.
Опробование
При геологических работах существует большое число видов опробования:
1 – отбор образцов, сколков на шлифы и проб горных пород на химический, литологический, палеонтологический, радиологический и др. методы анализа;
2 - шлиховое опробование;
3 - гидрогеохимическое опробование;
4 - фитогеохимическое, зоогеохимическое, торфометаллометрическое, почвенное;
5 - металлометрическое, металлогеническое и др.
Виды и методика опробования, объем проб и требования к качеству проб обусловлены, в первую очередь, целью и задачами опробования и, во-вторых, степенью однородности и зернистости (кристалличности) пород. Например, для представительного анализа химического состава мелкозернистой, однородной породы достаточно штуфа весом1-1.5кг, а для выделения необходимого количества циркона (на определение его возрастаU-Pb методом) из габбропироксенитов нужны сотни килограммов породы.
Шлиховое опробование (шлиховая съемка) -эффективный метод поискового опробования рыхлых подпочвенных пород, русловых отложений, кос, обрывов, речных террас, нижних частей бортов рек, конусов выноса и др. Направлено оно на выявление коренных месторождений и различных видов россыпей тяжелых металлов и минералов (сфена, хромита, золота и др.). Методика отбора проб при этом различная, но наиболее практичен путь - рекогносцировочные пробы, затем сгущение, а при положительных результатах -детализация и оконтуривание полезного объекта.
Из шлиховой пробы в несколько килограмм получается шлих весом10-100грамм. Шлиховую пробу промывают в деревянном специальном лотке или металлическом ковше.
Первая стадия промывки -удаление крупных галек и осторожное отмучивание глинистых частиц путем многократного ворошения материала в лотке (ковше) с водой.
Вторая стадия промывки -путем встряхивания и покачивания лотка с пробой в воде легкие частицы постепенно смываются через край лотка до получения «серого шлиха».
Третий этап -наиболее ответственный -доводка шлиха путем наиболее полного смывания оставшихся легких минералов. Затем шлих высушивается, высыпается в пакетик и нумеруется. При камеральной обработке шлих разделяется на магнитную, электромагнитную и немагнитную фракции, потом производится фракционирование в жидкостях по плотностным свойствам. После диагностики всех минералов оценивается их содержание в шлихе в процентах, а данные наносятся на карту шлихового опробования. Наиболее распространенные минералы в шлихах (тяжелых шлихах) на Кольском полуострове -гранат, пироксены, амфиболы и рудные (магнетит, титаномагнетит и др.).
Фитогеохимическое опробование составляет основу фитогеохимического метода поисков полезных ископаемых. Отобранный материал (опавшие и неопавшие листья, мох, определенные виды растений и т.д.) высушивается и сжигается. Оставшаяся зола затем анализируется. Содержание элементов выше фонового для этого материала и являются поисковыми признаками.
При гидрогеохимическом опробовании из проб воды объемом в 1литр путем химических реагентов осаждаются растворенные в них соли, элементы и взвесь. Затем сливается чистая вода, осадок фильтруется, высушивается и взвешивается. После этого сухой остаток анализируется. Повышенное содержание того или иного элемента является, как и в предыдущем случае, положительным поисковым признаком.
При фитогеохимическом, гидрогеохимическом и некоторых других видах опробования необходимо (обязательно!) учитывать влияние промышленного загрязнения окружающей среды. Например, в пределах Кольского полуострова оно сильно проявлено вокруг предприятий городов Никеля, Мончегорска, Кировска и Апатитов. Данные по загрязнениям опубликованы во многих работах экологов КНЦ РАН.
Горные и буровые работы
Горные работы включают в себя производство закопушек, шурфов и канав. Они проводятся при геологической съёмке в том случае, если обнажённость района плохая и мощности перекрывающих рыхлых отложений незначительны.
Буровые работы – это бурение картировочных неглубоких скважин, вскрывающих коренные породы. Они проводятся при геологической съёмке в том случае, если обнажённость района плохая и мощности перекрывающих рыхлых отложений не превышают первых десятков метров.
| " |
Муниципальное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа с. Б-Рой
Уржумского района Кировской области
Номинация «Природное краеведение»
Работу выполнила
учащаяся 11 класса
Ложкина Ирина
Руководитель:
Семёнова Ольга Юрьевна,
учитель географии
Введение (актуальность темы, цели и задачи)
Основная часть:
2.1. антропогенный рельеф Кировской области
2.2. антропогенный рельеф Уржумского района
2.3. карьер - как пример антропогенного воздействия на природу в нашей местности:
а) географическое положение карьера;
б) характер местности, где расположен карьер;
в) размеры карьера;
г) характер обнажения (обрыв, карьер, осыпь);
д) описание пластов (снизу вверх).
3. Заключение
4. Список литературы
5. Приложения
Введение
С первых шагов своей разумной деятельности человек стал изменять рельеф, сначала в связи со строительством жилищ, хозяйственных сооружений и укреплений, затем в связи с созданием полей, дамб, дорог. Но наиболее ощутимое воздействие связано с добычей полезных ископаемых. В местах их добычи возникают целые горы из отвалов пустой породы, впадины карьеров от выработанных пород. Этих созданных руками человека форм рельефа сегодня так много, что по их количеству, да и по величине можно сравнивать с некоторыми природными формами рельефа.
Вряд ли найдётся в нашей стране человек, который не слышал бы о карьерах, не видел бы их и не знал бы о том, как они изменяют ландшафт. О карьерах люди знают ещё со школьной скамьи - об этом им говорили учителя на уроках географии и краеведения.
О карьерах не написаны статьи и тома научных трудов. Но эта тема актуальна сегодня, потому что все мы непосредственно связаны с поверхностью земли и наша повседневная жизнь связана с жизнью окружающей нас природы.
И едва ли кто задумывался над тем, что произойдет с поверхностью Земли, если мы будем создавать все новые и новые карьеры? Не превратится ли поверхность нашей планеты в лунный ландшафт?
При работе над темой исследования передо мной встало противоречие между имеющимися сведениями об экспедиции, организованной преподавателем Кировского государственного педагогического института Лавровым Д.Д., в середине 60-х годов 20 в. для изучения и описания эрозионных форм рельефа на территории нашего административного округа (в частности Яблоневого лога), и отсутствия опубликованных результатов этого исследования в печати.
Поэтому, цель этой работы - изучить карьер - как пример антропогенного воздействия на поверхность и характер залегания горных пород на склонах карьера.
Задачи исследования:
Изучить литературу по теме.
Составить картосхему местонахождения карьера в окрестностях с. Большой Рой.
Провести обследование и описать карьер - как пример антропогенного воздействия на природу в нашей местности.
Взять образцы горных пород и сделать зарисовку геологического обнажения и составить геологическую колонку.
Гипотеза: возможно ли, изучая карьер, заглянуть в далекое прошлое Земли?
Объект исследования: карьер.
Предмет исследования: горные породы, слагающие карьер и их основные параметры (мощность каждого пласта, характер границ, цвет горной породы, строение и минералогический состав каждого образца).
Методы исследования: наблюдение, картографический, математический, моделирование, анализ, синтез.
Основная часть
Антропогенный рельеф Кировской области
Все меньше окружающей природы,
все больше окружающей среды.
А.Вознесенский
Антропогенный рельеф создается человеком в процессе хозяйственной деятель-ности. Это целенаправленно создаваемые формы — дорожные насыпи, карьеры и холмы-отвалы пустой породы при добыче полезных ископаемых, возникшие в результате активизации хозяйственной деятельности. По происхождению антропогенный рельеф условно делят на две группы: техногенный, созданный промышленной деятельностью, и агрогенный, возникший в ре-зультате сельскохозяйственной деятельности.
Техногенный рельеф возникает при разработке полезных ископаемых, создании гидротехнических сооружений, градостроительстве. Характер и интенсивность изменения поверхнос-ти при этом зависят от вида полезных ископаемых и способа их разработки. Месторождения стройматериалов разрабатывают-ся открытым способом до глубины 25 м. В результате создаются карьеры.
Карьер - это промышленная разработка горных пород путем вскрытия значительных участков земной поверхности.
На территории Кировской области техногенный рельеф представлен на северо-востоке и юго-западе территории. На северо-востоке расположено Вятско-Камское месторождение фосфоритов, которые добыва-ют открытым способом с глубины до 20 м. Следовательно, та-кой глубины достигают карьеры, образовавшиеся после их вы-работки. Общая площадь нуждающихся в рекультивации зе-мель превышает 1000 га. При открытом способе эксплуатации месторождений часто применяют буровые и взрывные работы. От взрывов возникает система открытых трещин глубиной до 10 м, что увеличивает водопроницаемость грунтов и приводит к развитию глыбовых осыпей, обвалов.
Разработкой торфа поверхность нарушается до глубины 1,5—4 м, но на больших площадях. Так, свыше половины нару-шенных земель приходится на торфоразработки.
На юго-западе области расположены Советские камнеразработки. В этом районе действует пять карьеров по добыче известняка: Суводский, Чимбулатский, Поповцевский, Кремешковский и Береснятский. При строительстве дорог образуются искусственные фор-мы рельефа — дорожные насыпи и выемки, которые в дальней-шем нарушают поверхностный сток и активизируют процессы размыва и просадки. Изменения рельефа в основном происходят и пределах узкой полосы — 200—300 м и распространяются до глубин 10 м на протяжении многих сотен километров дорог.
Широко проводятся дноуглубительные, русловыпрямительные и дноочистительные работы для улучшения судоход-ных свойств р. Вятки и ее крупных притоков. В руслах и поймах рек ведется добыча песка и песчано-гравийных смесей, общий объем которых за последние 20 лет вырос более чем в 3 раза. Вопреки природоохранному законодательству река Вятка в ок-рестностях г. Кирова превращена в песчано-гравийный карьер. Изъятие из русла значительных объемов твердых наносов при-вело к изменению режима течения и движения наносов на зна-чительных участках и вызвало целый ряд нежелательных явле-ний в районе Корчемкинского водозабора, ухудшило условия судоходства.
Изменяется рельеф и при инженерно-строительных ра- ботах, когда создаются поверхности антропогенного выравнива- ния, засыпаются неровности — лощины, балки, западины, срезаются высокие отметки. Агрогенный рельеф создается для улучшения условий сельскохозяйственного производства (выравнивание полей для машинной обработки). В целом хозяйственная деятельность усиливает современные эрозионные процессы.
На плоских водоразделах атмосферные осадки и талые воды просачиваются вглубь почвогрунтов, тогда как со склонов они стекают в понижения, где создается избыточное увлажнение. Запас влаги в почве меньше на склонах южных экспозиций, где снег тает быстрее, а влага испаряется интенсивнее. Уже на скло-нах круче 2° заметен плоскостной смыв и размыв. С увеличением крутизны возрастает интенсивность эрозионных процессов и распашка склонов круче 8—10° становится нецелесообразной из за сильной смытости почв. Овраги разрушают сельскохозяйственные угодья, дороги, территории населенных пунктов.
Антропогенный рельеф Уржумского района
На территории Уржумского района представлены оба типа антропогенного ландшафта. Наиболее широко представлен а грогенный рельеф, который создается для улучшения условий сельскохозяйственного производства: происходит выравнивание полей для машинной обработки, засыпка промоин, обсадка оврагов деревьями для прекращения их роста.
Техногенный рельеф представлен небольшими карьерами для добычи песка и известняка, предназначенных для ремонта дорог, плотин, насыпей и мостов, созданных на территории района. Карьеры по добыче известняка расположены на правом берегу р. Вятки в районе с. Р-Тимкино. Крупнейший карьер по добыче глины для нужд населения расположен при въезде в г. Уржум со стороны В-Полян на Отрясовской горе. А также имеются небольшие выемки для добычи глины и песка имеются около каждого населенного пункта района.
Карьер - как пример антропогенного воздействия на природу в нашей местности
На территории Больше-Ройского сельского административного округа почти в каждом населенном пункте имеются небольшие карьеры по добыче песка и глины для кладки и ремонта печей, а известняк для строительства фундамента домов добывается по берегам рек или в оврагах. Величина карьеров невелика. Глубина и ширина карьера, чаще всего не превышает двух метров.
Географическое положение карьера
Для изучения карьера - как примера антропогенного воздействия на природу нашей местности был выбран карьер, расположенный за пределами нашего села. Он расположен на левом берегу р. Ройки к югу от ул. Центральной, на расстоянии 2 км от села. Чтобы добраться до этого карьера нам пришлось пройти до конца улицы Центральной на юг, по старой трассе, до самого моста через реку Ройку. Карьер появился в конце 80-х годов, когда в области начала действовать программа «Дороги». Эта программа была разработана в связи с тем, что длительное время наша область была «белым пятном» на карте автодорог между Центром и Уралом. Большая часть дороги Киров-Вятские Поляны не имела твердого покрытия и в период весеннего бездорожья перекрывалась. Поэтому в середине 80-х годов 20 в. было принято специальное Постановление российского правительства о строительстве автодорог в Кировской области. Строительство участка автодороги по Уржумскому району в сторону В-Полян началось в 1986 г. и закончилось в 1991 г. В этот период понадобился песок для строительства насыпи к мосту через р. Ройку, который стали брать рядом, создав карьер.
Характер местности, где расположен карьер;
Карьер расположен на крутом левом берегу реки Ройки на высоте 8 м от уреза воды.
Размеры карьера
Карьер имеет овальную форму с крутыми отвесными склонами с южной, западной и северной сторон. С восточной стороны отвесная стена отсутствует, с этой стороны от дороги проложен проезд в карьер. Карьер имеет ширину 39 м, длина его 40 м, а высота отвесной стенки 7, 2 м.
Характер обнажения (обрыв, карьер, осыпь)
Для описания обнажения был выбран западный отвесный склон карьера, имеющий осыпь. Общая высота обнажения - 6,2 м, в том числе отвесный склон высотой 5 м, а осыпь горных пород - 1,7 м. Длина обнажения 12,5 м
Описание пластов (снизу вверх)
В результате исследования установлено, что горные породы в нашей местности залегают горизонтально. По глубине залегания их можно определить абсолютный возраст: те породы, которые залегают ниже образовались раньше, чем те, которые залегают выше.
Нижнюю часть обнажения занимает осыпь горных пород общей высотой - 1,7 м. Она сложена суглинком.
Пласт № 1. Мощность пласта 1,2 м. Границы четкие. Порода - песок. Цвет - коричневый. Строение рассыпчатое.
Пласт № 2. Мощность пласта 0,46 м. Границы четкие. Порода - песок. Цвет - темно-коричневый. Строение рассыпчатое.
Пласт № 3. Мощность пласта 0,7 м. Границы четкие. Порода - песчаник. Цвет серый. Строение плотное.
Пласт № 4. Мощность 0,25 м. Границы четкие. Порода - песок. Цвет серый. Строение рассыпчатое.
Пласт № 5. Мощность 0,37 м. Границы четкие. Порода - песчаник. Цвет серый. Строение плотное.
Пласт № 6. Мощность 0,49 м. Границы четкие. Порода - аргиллит - окаменевшая глина, встречающаяся очень редко. Цвет красно-коричневый. Строение плотное.
Пласт № 7. Мощность 0,27 м. Границы четкие. Порода - песчаник с вкраплениями красной глины. Цвет - пестрый. Строение плотное.
Пласт № 8. Мощность 0,7 м. Границы четкие. Порода - суглинок. Цвет коричневый. Строение плотное.
Пласт № 9. Мощность 0,7 м. Границы четкие. Порода - песок пылеватый. Цвет светло-серый. Строение рассыпчатое.
Пласт № 10. Мощность 0,3 м. Границы четкие. Порода - песок пылеватый (подзол). Цвет светло-серый. Строение рассыпчатое.
Пласт № 11. Мощность 0,05 м. Границы четкие. Луговой войлок. Цвет темно-коричневый. Строение рассыпчатое.
В результате исследования горных пород геологической колонки можно сделать вывод: чередование горных пород говорит о том, что на территории нашей местности длительное время существовали древние пустыни, о чем свидетельствует наличие песка и песчаника. Наличие глины и аргиллита сланца говорит о том, что в отдельные периоды здесь существовали обширные водные бассейны.
Заключение
Таким образом, задачи, поставленные перед началом работы, выполнены. В результате работы над темой, я изучила литературу о карьерах, составила картосхему местонахождения карьера в окрестностях с. Б. Рой.
Описала карьер - как пример антропогенного воздействия человека на природу нашей местности.
В итоге исследования я пришла к следующему выводу:
1. Карьер по-прежнему широко используется населением для хозяйственных нужд, так как не все жители села при переходе на газоснабжение убрали в домах печи, а значит, для ремонта печей понадобится и песок, и глина.
2. Карьер в прошлом году нашел использование в связи с тем, что при строительстве разводящих газовых сетей была сильно разрушена дорога и после завершения строительства газопровода по территории села по договору с администрацией начался ремонт дороги, песок для которого брали в карьере.
3. В результате работы, проводимой в карьере, карьер начал увеличиваться в размерах.
4. Необходимо продолжить работу школьников по изучению антропогенных форм рельефа, начатую в этом году, а местной администрации и жителям села следить за тем, чтобы карьер не превратился в свалку.
Работа над этой темой будет продолжена, т.к. не достаточно изучено воздействие карьеров на характер растительности и на развитие растений, расположенных на обрывистых склонах карьера.
Литература
- Алексеев, А.И. География России: природа и население. - Москва: Дрофа, 2001. - 320 с.: ил., карт.
- Исупова, Е.М. Антропогенный рельеф [Текст] / Е.М.Исупова. // Энциклопедия земли Вятской: природа. Киров, т. 7. 1997 г, / сост. А.Н.Соловьев. - Киров, 1998. - С. 135 - 137.
- Скиннер, М., Редферн, Д., Фармер, Д. География: А-Я. - Москва: Фаир-Пресс, 1999. - 528 с.: ил.
Приложения
Приложение № 1
Картосхема размещения карьера в окрестностях с. Большой Рой.
Масштаб: в 1 см - 250 м.
1: 25 000
Приложение № 2
Картосхема карьера
Масштаб: 1: 300
в 1 см - 3 м.
Приложение № 3
Геологическая колонка залегания горных пород в карьере.
А о А 1 - луговой войлок
А 2 - горизонт вымывания, подзол
άQ4 - песок пылеватый
άQ3 - суглинок
άQ2 - песчаник с вкраплениями красной глины
D3 - аргиллит
άQ2 - песчаник
άQ4 - песок
άQ2 - песчаник
άQ4 - песок
άQ4 - песок
άQ3 - суглинок
Приложение № 4
Вид на карьер с дороги
Вид на дорогу с карьера
Приложение № 5
Обнажение в карьере. Общий вид
Приложение № 6
Измерение высоты осыпи
Приложение № 7
Измерение высоты обнажения с помощью рулетки
Приложение № 8
Взятие образцов горных пород
Приложение № 9
На выступе песчаника
Приложение № 10
Вид на карьер с крутого обрыва
Научно – исследовательская работа на тему: «Глина»
город Удомля, Тверская область, Россия
ученица 3 «Б» класса
МБОУ УНОШ «Садко»
Руководитель: учитель начальных классов МБОУ УНОШ «Садко»
Чуркина И.А.
Г. Удомля 2012 г.
Цели, задачи, методика исследования…………..…………….……….….3
Основная часть
Что такое глина?............................................................................................4
История глины……...………………………………………………………5
Как добывают глину?....................................................................................6
Свойства глины …………………………………………..…………….7 - 8
Спектр применения глины......................................................................9 - 12
Почему вода в кувшине холодная……...……………….…….………....13
Моя глиняная игрушка…..……………………………….………….14 - 17
Заключение ………………………………………….…………………….18
Список источников информации.……….………………………………19
Введение
Наступила осень. Мы всей семьёй поехали на дачу. Папа вооружился лопатой и начал копать картошку, а мы с братом и с мамой взяли вёдра. Когда мы собирали картошку, мне попались кусочки земли похожие на пластилин.
Фото 1. Глина
Я удивилась:
Почему земля не распадается?
Мама сказала:
Это не земля, а глина.
Мне стало интересно, что такое глина, и какую пользу она приносит.
Поставила цели:
Узнать, где глина используется и что можно из неё получить.
Узнать добывают ли глину в Удомельском районе.
Задачи:
Изучить что такое глина.
Познакомиться со свойствами глины.
Узнать спектр применения глины.
Методика исследования:
Работа с литературой.
Практические исследования.
2 .Основная часть
Свою работу я начала с чтения книг о глине. Из них я узнала:
Что же такое глина?
Глина - это распространённое полезное ископаемое, состоящее из очень маленьких частичек горных пород. Некоторые виды глины образованы разрушением гор под воздействием погодных условий. Глина находится повсеместно на поверхности земли, часто на дне озёр и рек. Окраска глин разнообразна: светло-серая, голубоватая, желтая, белая, красноватая, бурая с различными оттенками. (Энциклопедия для детей - «Всё обо всём. А. Ликум, 1995г.)Глина - мелкозернистый природный материал, пылевидный в сухом состоянии, пластичный при увлажнении и камнеподобный после обжига. Большинство глин серого цвета, но встречаются глины белого, красного, желтого, коричневого, синего, зеленого, лилового и даже черного цветов. Бывает несколько разновидностей глины: строительная, гончарная и др. (Энциклопедия Кольера)
Глина - одна из наиболее распространенных в природе горных пород,
которая используется
для всевозможных гончарных изделий, строительных и скульптурных работ.
(Д.Н. Ушаков
Большой толковый словарь современного русского языка
.)
Фото 2 .Глина
История глины занимательна и интересна.
Она начинается с легенд о сотворении мира: первого человека – Адама – Бог вылепил именно из глины, а потом вдохнул в него жизнь.
Глина использовалась практически во всех сферах жизни человека. В старину люди стирали глиной. Она применялась и при постройке жилья. Из нее лепили чаши и расписывали их глиной, но уже цветной. Изобретена глиняная краска, конечно же, была намного раньше, еще первобытными племенами, которые расписывали свои тела цветной глиной для устрашения врагов и совершения некоторых ритуалов. До сих пор глина является основой для красок, и замену ей еще не нашли.
Когда была изобретена письменность, то первой «бумагой» были тонкие глиняные пластины, на которых писали заостренными палочками. Кстати, белая глина обязательно входит в состав современной бумаги. Значит, в какой-то мере мы и сейчас пишем на глине.
Мало кому известно, что жители Севера – чукчи употребляли глину... в пищу. Конечно, не всякую глину, а белую. Они называли её «земляным жиром». Ели земляной жир вместе с оленьим молоком или добавляли в мясной бульон. А европейцы готовили из нее лакомство наподобие конфет.
Фото 3. Гончарное дело Фото 4. Глиняная письменность
Как добывают глину?
Моя сестра училась на строителя, она рассказала мне, как добывают глину.
Участок, где добывают глину, называют карьером. Карьер должен быть расположен на сухом месте. Добыча глины может быть ручной или механизированной. При ручной добыче глины пользуются обыкновенными лопатами, а механизированной - экскаваторами.
Тверской край обладает значительными запасами глины. А в Удомельском районе 2 месторождения глины с запасами 5 млн. тонн.
Фото 5. Глиняный карьер
Фото 6 . Месторождение глины.
Свойства глины
Сухая глина хорошо поглощает воду, но намокнув, становится водонепроницаемой. После переминания и перемешивания она приобретает свойство принимать различные формы и сохранять их после высыхания. Такое свойство называется пластичностью. К тому же глина обладает связывающей способностью: с порошкообразными твердыми телами (песок) дает однородное "тесто", также обладающее пластичностью, но уже в меньшей степени. Очевидно, что чем больше в глине примеси песка или воды, тем ниже пластичность смеси.
По характеру глины делятся на "жирные" и "тощие".
Глины с высокой пластичностью называются "жирными", так как в замоченном состоянии дают осязательное ощущение жирного вещества. "Жирная" глина блестяща и скользка на ощупь (если такую глину взять на зубы, то она скользит), содержит мало примесей. Тесто", приготовленное из нее, нежное. Кирпич из такой глины при сушке и обжиге дает трещины, и во избежание этого к замесу прибавляют так называемые "отощающие" вещества: песок, "тощую" глину, жженый кирпич, гончарный бой, древесные опилки и проч.
Глины малопластичные или непластичные называются "тощими". На ощупь они шероховатые, с матовой поверхностью, и при трении пальцем легко крошатся, отделяя землистые пылинки. "Тощие" глины содержат много примеси (хрустят на зубах), при разрезании ножом не дают стружек. Кирпич из "тощей" глины непрочен и рассыпчат.
Важным свойством глины является ее отношение к обжигу и вообще к повышенной температуре: если замоченная глина на воздухе твердеет, высыхает и легко вытирается в порошок, не претерпев при этом никаких внутренних изменений, то при высокой температуре происходят химические процессы и состав вещества меняется.
При очень высокой температуре глина плавится. Температура оплавливания (начала плавления) характеризует огнеупорность глины, которая неодинакова для различных ее сортов. Редкие сорта глины требуют для обжига колоссального жара -до 2000°С, трудно получаемого даже в заводских условиях. В этом случае возникает необходимость снижения огнеупорности. Снизить температуру оплавливания можно за счет введения добавок. Такие добавки называются флюсами (плавнями).
Окраска глин разнообразна: светло-серая, голубоватая, желтая, белая, красноватая, бурая с различными оттенками. Качество изготавливаемого кирпича не зависит от цвета глины.
Фото 7. Разноцветная глина
Спектр применения глины
Из чего делаются кирпичи?
Кирпичи - самый древний строительный материал. Все кирпичи делаются из глины. В сыром виде глина очень пластична. Высыхая, она затвердевает и становится очень прочной. При нагревании глины до очень высоких температур происходят химические изменения, после чего глина уже никогда не станет мягкой и пластичной, даже при намачивании.
Важное свойство глины - ее способность после обжига твердеть и не пропускать воду. Поэтому глина используется в строительстве. Кирпичные заводы изготавливают из глины очень прочные строительные кирпичи.
Фото 8. Кирпичи
Глину используют при изготовлении цемента. Так же глина широко используются в сельском хозяйстве: для кладки печей, побелки стен.
Глина - хороший лекарь
Глина обладает многими целебными свойствами. В глине нет бактерий, и она убивает запахи, газы и микробы. Глина используется в медицине, например, она входит в состав некоторых лечебных мазей.
Широко используется глина и в косметологии. Обычно она входит в состав масок для лица. Главным свойством косметической глины является очищение кожи.
В аптеке мы с мамой купили такую косметическую глину. И я сделала маме глиняную маску.
Фото 9. Мама в глиняной маске
После такой маски мамина кожа на лице стала нежной и гладкой!
Гончарное дело
Г ончарное дело было одним из самых распространенных ремесел на Руси. Гончар – вторая по значимости профессия в деревне. Гончарная мастерская была в каждой деревне.
Историю гончарного дела можно разделить на две части; границей между ними является изобретение гончарного круга. Посуда первого периода называется лепной, второго - гончарной, т.е. формованной на круге, в знакомом для нас виде. Гончар работал, сидя верхом на скамейке с кругом. Круг вращался слева направо, мастер работал левой рукой, а правой формировал глину.
Для изготовления керамических изделий на севере России употребляли, в том числе, ножной гончарный круг, на котором формовали посуду. Это орудие просто в использовании, и основным инструментом служат пальцы гончара. Для обжига горшков использовалась печь в избе.
Фото 10. Старая глиняная посуда .
Гончарное дело развивается и сегодня на больших производствах и в небольших мастерских. Они производят обычные строительные кирпичи, различную глиняную посуды, предметы украшений, предметы заводских потребностей (огнепостоянные кирпичи, реторты, кафели, трубы и т. п.) фаянсовые и фарфоровые изделия, как предметов более изысканной домашней так и заводской обстановки.
Также каждый желающий может пройти мастер-класс по лепке и росписи глиняных изделий и самостоятельно, окунувшись в далекое прошлое, поработать на гончарном круге. Это прекрасный познавательный отдых для взрослых и детей.
Фото 11. Творческая мастерская "Гончарное дело"
Фото 12. Глиняная посуда ручной работы
Почему вода в кувшине холодная?
В кувшине из необожженной глины вода остаётся холодной даже в жаркую погоду. Такие кувшины имеют различную форму. Но одно одинаково: все они сделаны из необожженной глины и не покрыты глазурью. Наполненный жидкостью, такой сосуд как бы дышит через глину, и с его поверхности испаряется выступающая через поры влага. За счёт испарения и происходит охлаждение стенок кувшина. Поэтому вода в нём всегда холодная.
А что если я налью в кувшин не воду, а молоко? Я решила попробовать. Налила в кувшин холодное молоко и оставила на ночь. Утром я проверила, молоко осталось таким же холодным!
Фото 13. Эксперимент с молоком
Как жалко, что с развитием техники эти нехитрые предметы выходят из употребления!
Моя глиняная игрушка
С давних времён из глины делали различные сосуды, украшения, скульптуры и даже детские игрушки. Глиняные игрушки хороши тем, что они могут быть сделаны самостоятельно даже самыми маленькими детьми. Лепка игрушек - огромное удовольствие для малышей и для детей постарше.
В конце моей исследовательской работы, я решила сделать свою маленькую глиняную игрушку, что бы изучить свойства глины на практике. В сухом состоянии глина пылевидная.
Фото 15. Добавление воды
После переминания и перемешивания глина принимает разные формы. Такое свойство называется пластичностью. Поэтому из глиняного теста легко делают различные изделия - кувшины, горшки, миски.
Фото 16. Переминание и перемешивание глины
Хорошо перемяв глину, я начала лепку. Лепить из глины не сложно, так же как и из пластилина.
Фото 17. Изготовление игрушки
В сыром виде она очень пластична. Высыхая, она затвердевает и становится очень прочной.
Фото 18. Игрушка вылеплена
Чтобы игрушка не потеряла своей формы и не размягчилась при попадании в воду, я поместила её в горячую духовку.
Фото 19. После обработки в духовке
Свою игрушку я разукрасила красками.
Фото 20. Разукрашивание
Вот что у меня получилось!
Фото 21. Игрушка готова!
3 . Заключение
По ходу своей исследовательской работы я убедилась, что глину человек широко использует в народном хозяйстве. Я поняла, что глина важна и не заменима, как в прошлом, так и в настоящее время. Но человек должен думать не только о том, как добыть и использовать её, но и о том, чтобы её брать в природе как можно дольше. Ведь залежи глины в земле небезграничны. Если экономно расходовать глину, потребуется меньше новых карьеров и сохранится больше земель.
Список источников информации
Материалы на печатной основе
Энциклопедия для детей - «Всё обо всём». А. Ликум 1995г.
Д.Н. Ушаков Большой толковый словарь современного русского языка.
Энциклопедия Кольера
Происхождение В Библии говорится, что первый человек был сотворен Богом из глины. Ученые же утверждают что глина - вторичный продукт, образующийся в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания. Большинство из глин представляют собой наносы водных потоков, скапливающиеся на дне озёр и морей
Состав: Глина содержит глинозём (Al 2 O 3 -39%), кремнезём (SiO 2 -47%) и 14% воды, а также включает в свой состав достаточно полезных микроэлементов и минеральных солей. В глине присутствуют: магний, марганец, серебро, цинк, кальций, медь и другие элементы. Цвет глин разнообразен и обусловлен главным образом окрашивающими их примесями минералов или органических соединений.
В народной медицине, как правило, применяется именно та глина, что добывается в местах, в которых проживает больной. В научной медицине предпочтение отдается белой и голубой глинам. Вблизи нашего города Кумертау имеется месторождение этой драгоценной глины. Находится оно южнее города, в окрестностях деревни Сандин. Об этом знают многие жители Кумертау. И не просто знают, пользуются дарами нашей богатой башкирской земли.
Глина в косметологии Голубая глина обладает противовоспалительным эффектом, предотвращает появление прыщей, способствует заживлению ранок на коже, хорошо очищает ее и улучшает цвет лица. Помогает разгладить мимические морщины, омолаживает кожу, делая ее более упругой и эластичной, осветляет веснушки и пигментные пятна. Также как и белая, голубая глина более подходит для ухода за жирным типом кожи.веснушки
Маска против морщин Залить голубую глину настоем трав: лаванды, шалфея, липового цвета, ромашки (2 ст.л.). Консистенция должна напоминать сметану. Полученную массу делим пополам. Одну убираем в холодильник охлаждаться, другую, наоборот, подогреваем на водяной бане. Затем каждую часть маски наносим на чистую марлю и поочередно прикладываем к лицу на 5 минут. Только не забудьте, что зона глаз не должна попадать под маску. Курс лечения – 1 раз в неделю. Частота – по мере необходимости и желанию. Питательная маска Смешать ложку глины с мякотью одного помидора. Нанести на 20 минут на чистое лицо, а затем смыть (можно молоком). Также маски из голубой глины являются прекрасным средством для лечения волос. Они не только останавливают выпадение, но и способствуют более активному росту новых волос, устранению перхоти, насыщению волос кислородом.
Определение ионов Fe 3+ 4 Fe Fe(CN) 6 4- Fe 4 3 ;
Результаты лабораторных исследований голубой глины 1. Среда глиняного фильтрата оказалась слабо-кислой, рН 6 2. Концентрация ионов железа около 2,0 мг/л- розовое окрашивание раствора тиоцианатом аммония 3. Кобальт не обнаружен 4. Ионы свинца не обнаружены 5. По физическим свойствам глину можно отнести к «жирным» глинам
Предостережения: - Нельзя использовать глину из верхних (до 20 м) слоев; - Нельзя использовать глину, не прошедшую проверку на химический состав и бактериологические загрязнения в специальных лабораториях, - Нельзя хранить лечебную глину в помещениях, таре и условиях, не обеспечивающих сохранность ее лечебных свойств и безопасности. - Нельзя использовать глину для наружного применения повторно.
Выводы и рекомендации: Местную голубую глину можно использовать для косметических целей, она более маслянистая, чем красная глина Сравнивая качественный состав красной и голубой глины, делаем вывод, что красная глина по содержанию железа превосходит голубую. Более точные данные может дать только лабораторный анализ.