Idea Transcript
Министерство образования и науки Российской Федерации РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИМЕНИ И. М. ГУБКИНА Кафедра геологии
Л. Ф. ГОРЮНОВА, В. В. МАСЛОВ К. М. САПРЫКИНА, А. Ю. МАКАРОВА
УЧЕБНО - МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ПО ОРГАНИЗАЦИИ И ПРОВЕДЕНИЮ УЧЕБНОЙ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ПРАКТИКИ
Часть II Для студентов I курса специальностей/направлений подготовки: 21.05.02, 21.05.03 и 05.03.06
Под редакцией профессора В. П. Гаврилова
Москва 2016
УДК 551.1/4 (075)
Горюнова Л. Ф., Маслов В. В., Сапрыкина К. М., Макарова А. Ю.
Учебно-методическое пособие по организации и проведению учебной геологической практики. Часть 2. / Под ред. Гаврилова В. П. – М.: Издательский центр РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина, 2016. – 150 с. Вторая часть пособия представляет собой руководство по геологическим маршрутам Крымской учебной геологической практики. Структура пособия отражает методический подход к обучению студентов ведению полевых работ, предусматривающий широкое использование иллюстрационного материала в удобном формате. Основная часть пособия это характеристика экзогенных и эндогенных геологических процессов в геологических маршрутах. Пособие предназначено для студентов 1-го курса специальностей/ направлений подготовки 21.05.02, 21.05.03, 05.03.06, а также аспирантов, молодых преподавателей, проводящих практику в Крыму.
Горюнова Л. Ф., Маслов В. В., Сапрыкина К. М., Макарова А. Ю., 2016 РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина, 2016
Содержание Введение ........................................................................................................
4
Глава 1. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ УЧЕБНОЙ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ПРАКТИКИ ..................................................................................................... 1.1. Организация практики ....................................................................... 1.2. Организация учебного процесса в полевых условиях .................. 1.3. Техника безопасности при проведении практики .........................
6 6 8 13
Глава 2. ИЗУЧЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ ............ 2.1. Осадочные горные породы................................................................. 2.2. Магматические горные породы ........................................................ 2.3. Метаморфические горные породы ................................................... 2.4. Отбор образцов и проб ........................................................................
16 17 31 36 40
Глава 3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛЕВЫХ МАРШРУТОВ ............... 3.1. Порядок геологических наблюдений в маршрутах и их цели .... 3.2. Общий порядок работы на точке наблюдения .............................. 3.3. Работа с горным компасом и изучение различных деформаций горных пород ................................................................................................ 3.4. Использование GPS-навигации при проведении геологических маршрутов ........................................................................................... 3.5. Геологическое изучение рельефа ...................................................... 3.6. Полевые гидрогеологические исследования .................................. 3.7. Ведение полевого дневника ................................................................
46 46 49
65 67 73 79
Глава 4. ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ О РЕЗУЛЬТАТАХ ПРАКТИКИ ......... 4.1. Порядок работы в камеральный период......................................... 4.2. Содержание отчета ............................................................................... 4.3. Порядок сдачи отчета ..........................................................................
84 84 85 94
Глава 5. КРАТКИЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК РАЙОНА ПРАКТИКИ .....
96
53
Глава 6. УЧЕБНЫЕ ПОЛЕВЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ МАРШРУТЫ ............ 117 6.1. Изучение основных геологических процессов в маршрутах ...... 120 Литература.................................................................................................... 150
3
Введение В программу обучения студентов геологического профиля (геологов, геофизиков, геоэкологов и др.) входит учебная геологическая практика с задачей практического освоения и закрепления прослушанного ими курса «Общая геология». Эта практика является важнейшей формой обучения, когда студенты впервые проводят полевые наблюдения и знакомятся с геологическими явлениями в природных условиях. Традиционно подобные практики проводились кафедрой геологии на протяжении многих лет. Районами проведения были Кавказ (пересечение по Военно-Грузинской дороге, река Белая, Кубань, Кавказские Минеральные Воды, Горный Дагестан), Москосвская синеклиза (Московская, Тверская и Новгородская области). Учтен также опыт проведения подобных практик в Крыму Московским, Санкт-Петербургским и Сыктывкарским государственными университетами. Учебно-методическое пособие (часть II) составлено преподавателями кафедры геологии на основе полевой геологической практики в Крыму в 2010−2015 гг. В работе дан физико-географический очерк, приведены общие сведения о стратиграфии, тектонике, истории геологического развития и полезных ископаемых полуострова Крым. Первая учебная геологическая практика студентов служит для закрепления теоретических и практических знаний, полученных в курсе «Общая геология». Для освоения дисциплины обучающийся также должен обладать устойчивыми знаниями по физической географии в объёме школьной программы. Руководство работой студентов осуществляется преподавателями и научными сотрудниками университета, общее руковод4
ство проводится начальником практики и его заместителем, а научное – заведующим кафедрой геологии. Местом базирования студентов и преподавателей является учебно-оздоровительный центр «Жемчужина» РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина в г. Алушта. Цель пособия − оказать информационную поддержку студентам и преподавателям на самом сложном этапе практики – в полевых геологических маршрутах. В пособии изложено содержание учебной практики, порядок определения горных пород и описания маршрутов, изложена геоморфология и история развития рельефа Юго-западного Крыма. Написать пособие автором помог опыт изучения геологических процессов Юго-Западном Крыму. В структуре пособия отражёны методические подходы к обучению студентов ведению полевых наблюдений. Всем преподавателям кафедры геологии, принявшим участие в подготовки учебно-методического пособия авторы выражают искреннюю благодарность.
5
Глава 1. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ УЧЕБНОЙ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ПРАКТИКИ Первая учебная геологическая практика, которая проводится после сдачи экзамена по теоретическому курсу «Общая геология», является неотъемлемой частью всего учебного процесса подготовки геологов, геофизиков, а также геоэкологов. Как показал многолетний опыт, ее целесообразно проводить в летнее время (после завершения второго семестра) в течение четырех недель. За время практики студенты получают первые навыки полевой работы, обычно проводимой геологами различного профиля. В частности, они знакомятся в полевых условиях с основными породообразующими минералами и горными породами, изучают различные геологические процессы и явления, формы и характер залегания горных пород, замеряют горным компасом элементы залегания пород, ведут записи и зарисовки обнажений в полевом дневнике, отбирают и исследуют образцы минералов, горных пород. Учебная геологическая практика должна быть хорошо оснащена оборудованием, снаряжением и укомплектована высококвалифицированными преподавателями, которые могут научить студентов наблюдать и понимать те геологические явления, с которыми они могут столкнуться в практической деятельности. 1.1. Организация практики Подготовку к практике необходимо начинать задолго до ее начала. Еще в осеннем семестре должны быть назначены руководитель практики и его заместители, которые формируют общую схему проведения и план маршрутов. Зная число маршрутов, 6
можно рассчитать необходимое количество автотранспорта или других средств передвижения. Важной задачей является подбор преподавателей и вспомогательного технического персонала. Количество преподавателей определяется в зависимости от числа студентов, поскольку каждый преподаватель проводит занятия с десятью-двенадцатью студентами, а это значит, что учебную группу необходимо разделить на две или более подгрупп и в каждой организовать бригады. Составляется детальная смета расходов с указанием всех видов затрат на проведение практики. Основными статьями сметы являются: командировочные преподавателям и техническому персоналу; проезд до места проведения практики и обратно преподавателей и технического персонала; проезд до места проведения практики и обратно студентов; суточные, выплачиваемые студентам за время практики; аренда автотранспорта; оплата работы контрольно-спасательной службы и специальных проводников; расходы на приобретение оборудования; приобретение медикаментов. После экзаменационной сессии проводится общее собрание студентов, отъезжающих на практику, где они знакомятся с руководством, районом практики, ее основными задачами, получают информацию о снаряжении, организации питания и личных вещах, которые им необходимо взять с собой, порядком отъезда к месту проведения практики, уточняются списки бригад (по пятьшесть человек во главе с бригадиром).
7
1.2. Организация учебного процесса в полевых условиях Наилучшим для полевых геологических наблюдений является период с начала июня до конца августа. Сроки проведения практики могут быть различными, однако они, как правило, не превышают трех-четырех недель. В отличие от стационарного процесса обучения в вузе учебный процесс в полевых условиях обладает рядом особенностей (мобильность, относительная кратковременность, специфичность условий и др.), которые существенным образом влияют на его характер и предопределяют основные периоды практики. Подготовительный период В подготовительный период целесообразно провести инструктаж преподавателей по методике проведения геологической практики и организации учебного процесса в полевых условиях. Ознакомление с маршрутами проводится с целью выработки единообразного подхода к определению и номенклатуре пород, выделению стратиграфических подразделений, изучению тектоники и других вопросов, а также выяснения возможных осложнений − обвалов и размывов наблюдаемых ранее обнажений коренных пород, завалов дорог и пешеходных троп и т.д. В день приезда студентов проводится ряд организационных мероприятий. Бригады получают необходимое оборудование, снаряжение и материалы. С преподавательским составом и техническим персоналом практики обсуждаются вопросы очередности проведения маршрутов, обеспечения автотранспортом, закрепления студенческих бригад индивидуально за каждым преподавателем (из расчета две бригады на одного преподавателя). 8
Во второй половине дня организуется общее собрание (линейка) практики. На линейках, как первой, так и последующих, должны быть весь личный состав студентов, преподавательской и руководителей практики. Линейки имеют не только дисциплинирующий характер, они помогают оперативно проводить учебный процесс, информировать студентов о задачах и целях маршрутов и их организации. Первая линейка имеет свои особенности. Порядок её проведения такой. Студенты выстраиваются по фронту по бригадам и группам. К началу линейки бригадиры информируют старосту практики о присутствующих на линейке составах бригад с указанием отсутствующих по уважительным или неуважительным причинам. После общей команды к рапорту староста практики докладывает начальнику практики о количественном составе студентов. На первой линейке представляется преподавательский состав и технический персонал. Начальник практики информирует студентов о распределении бригад и закреплении их за преподавателями, о дисциплине и распорядке дня практики. После линейки каждый преподаватель знакомится со своими бригадами, рассказывает о порядке проведения маршрутов и дает задание по подготовке к ним, отвечает на вопросы по организации практики, быта и т.д. Бригада в маршруте должна иметь один рюкзак для образцов, горный компас, раствор кислоты, этикетную книжку (отпечатанную или изготовленную студентами) и оберточную бумагу (или мешочки для образцов). Каждый студент должен иметь полевой дневник и геологический молоток. Следует рассказать о порядке ведения дневника, правилах отбора и этикетирования образцов и т.д. По окончании первой линейки и беседы с преподавателями проводится вводная лекция для всего состава студентов-практи9
кантов, где излагают цели и задачи практики, знакомят студентов с полевыми маршрутами, гидрографией района и основными геологическими явлениями и процессами, которые составят предмет их полевых наблюдений. Период проведения полевых геологических маршрутов В период проведения полевых геологических наблюдений требуется строгая регламентация режима работы и отдыха всего состава практики. Распорядок дня разрабатывается применительно к местным условиям и должен быть выдержан в течение всех маршрутов. Первые маршруты должны предусматривать усвоение студентами общих навыков работы в полевых условиях. С этой целью преподаватели рассказывают о методике полевых геологических исследований, о связи непосредственно наблюдаемых геологических объектов с теми или иными явлениями и процессами. Выполнение маршрутного задания прежде всего зависит от четкой работы студенческих бригад в полевых условиях. Этому может содействовать, например, предварительное распределение обязанностей между членами бригад перед очередным маршрутом. В каждом маршруте практиканты проводят отбор образцов горных пород, фотографирование геологических объектов и т.д. Объем геологической информации возрастает от маршрута к маршруту. Своевременная обработка этого материала определяет качество итоговых геологических документов, поэтому её следует проводить до составления отчета. Полевые записи в дневниках должны обязательно проверяться и дополняться ежедневно во время камеральной работы. В этот период, если имеется возможность, целесообразно организовать экскурсии в краеведческий музей, где можно ознако10
мить студентов с коллекциями минералов и образцами полезных ископаемых, которые могут быть найдены ими в маршрутах. При этом сообщается много ценных сведений о населении района, его культуре, истории и экономике. Примерно в середине практики на камеральных работах можно ознакомить студентов с общим планом отчета и провести предварительное распределение его глав (см. главу 4). Заключительный период После завершения полевых маршрутов наступает ответственный период (четыре-шесть дней) систематизации и обобщения изученных в маршрутах явлений и процессов, написания и оформления отчета и его защиты. В связи с изменением характера работы (камеральная обработка вместо маршрутов) изменяется и режим дня. Опыт показывает, что в целях оптимальной продуктивности творческой работы студентов преподаватель не должен проводить с ними весь день, а просто назначить определенные часы консультаций. В первый день камеральной работы полезно прочитать обзорную лекцию (или несколько лекций) для всех студентов. В ней следует обобщить и систематизировать результаты наблюдений, сделанных во время маршрутов, особенно по региональной геологии района практики. Студентам младших курсов трудно самим проанализировать этот материал, поскольку наблюдения в маршрутах были разрозненными и перед ними не ставилось задача создания целостной картины геологического строения региона. Поэтому краткое изложение стратиграфии, тектоники и других вопросов региональной геологии очень помогает студентам обобщить их собственные наблюдения и увязать отдельные фактические материалы с общим строением региона. На лекции со11
общаются также цели отчета, порядок зачета и требования, предъявляемые к нему. После лекции преподаватели проводят со своими бригадами окончательное распределение глав отчета между членами бригад, устанавливают сроки написания их в черновом и чистовом вариантах и обсуждают графические приложения к отчету. Поскольку в заключительный период полевые маршруты заменяются камеральной работой, то и распорядок дня несколько изменяется. Руководителям практики необходимо организовать специальное место для проведения камеральных работ. В часы отдыха весьма полезно провести ряд спортивных соревнований, например, по волейболу, футболу, бадминтону и др. После завершения составления отчетов и приема зачетов руководство практикой должно организовать методическое совещание всего преподавательского состава, чтобы рассмотреть результаты сдачи зачетов по практике, обсудить и подвести её итоги. На вечерней торжественной линейке всего личного состава практики объявляются оценки работы студенческих бригад и подводятся общие итоги. Оснащение полевым оборудованием Успешное проведение учебной геологической практики во многом зависит от обеспеченности необходимым оборудованием и материалами, а также снаряжением студенческих бригад: это два-три горных компаса, сосуд с кислотой, металлический метррулетка, канцелярские принадлежности (бумага, карандаши, линейки, транспортиры, измерители, клей и др.), геологические молотки; полевые дневники. 12
1.3. Техника безопасности при проведении практики Для успешного проведения учебной геологической практики необходим ряд мероприятий, направленных на строгое выполнение правил по технике безопасности в полевых условиях. Прежде всего это медицинский осмотр отъезжающих на практику и предохранительные прививки. Эти мероприятия осуществляются до экзаменационной сессии в течение учебного семестра. Вторым обязательным мероприятием является ознакомление студентов с правилами безопасности и трудовой дисциплины. Студенты, прослушавшие инструктаж по технике безопасности, расписываются в ведомости, удостоверяя тем самым, что они знакомы с правилами безопасности и дисциплиной на учебной геологической практике. Студенты должны хорошо усвоить правила техники безопасности при: проведении маршрутов, работе в горных местностях и карстовых областях, переправе через водные преграды, использовании автотранспорта, газовых установок в полевых условиях, обеспечении питьевой водой, оказании доврачебной помощи. Организация полевого лагеря. Необходимо помнить, что лагерь нельзя располагать у подножия крутых обрывов, на дне ущелий и в сухих руслах рек. Наиболее удобным местом для лагеря является открытая поляна на возвышенности, по возможности вдали от населенного пункта, окаймленная лесистой растительностью. При установке лагеря палатки должны прочно закрепляться и обязательно окапываться канавкой для стока воды во время дождя. Наиболее рациональное расстояние между палатками 2−3 м. Их следует располагать по одной линии таким образом, чтобы вход был обращен к подветренной стороне. Студенческий палаточный городок должен быть хорошо освещен, чтобы в вечернее время можно было проводить различные мероприятия. 13
Обязательным условием является отнесение студенческой кухни с газовыми баллонами и плитами на 100−200 м от жилых палаток. На случай грозы в лагере необходимо оборудовать молниеотводы, установив их у передвижной электростанции и кухни с газовыми баллонами. При организации палаточного городка важно обеспечить строгое соблюдение правил гигиены и санитарии. При длительном нахождении лагеря в одном месте территория его должна регулярно очищаться от мусора и нечистот. В лагере отводится специальное место под уборные и для свалки нечистот и мусора. Попадание нечистот в источники водоиспользования должно быть исключено. В лагере запрещается курить в палатках и оставлять зажженные фонари и свечи, горящие печи без присмотра. Категорически запрещается без разрешения руководителей практики разводить костры, отлучаться из лагеря или с маршрута, проводить спортивные игры и туристические походы. Проведение маршрутов. Все студенты инструктируются преподавателем о правилах передвижения применительно к местным условиям. Если маршрут проходит по дороге, группа студентов идет по левой обочине против движения основного транспорта, а головная и хвостовая части колонны обозначаются сигнальными флажками. Движение студенческих групп должно быть компактным, обеспечивающим постоянную видимую или голосовую связь между отдельными членами группы и возможность взаимопомощи. При отсутствии кого-либо из практикантов и потере видимости и голосовой связи преподаватель обязан остановить движение и подождать отставшего. В каждой группе должны быть медицинские аптечки индивидуального пользования. Весьма желательно в солнечную погоду или при восхождении носить светозащитные очки. Во время маршрутов при сильных молниях необходимо рас14
средоточить группы практикантов на значительные расстояния друг от друга. В это время нельзя находиться вблизи одиночных деревьев и металлических мачт. При описании обнажения студенты должны находиться в некотором удалении от него, чтобы исключить возможность несчастных случаев при обвале. Во время проведения маршрута категорически запрещается купаться. Купание может быть разрешено преподавателем лишь по возвращении из маршрутов в базовый лагерь и выделении ответственного лица. В горных реках с быстрым и бурным течением купаться запрещается. Работа в горных местностях. Особенно внимательно соблюдать правила безопасности следует при работе студенческих групп в речных долинах, где наиболее часто встречаются хорошие обнажения. Во избежание обвала или падения камней описывать обнажения в речных долинах нужно весьма осторожно, особенно после сильных дождей, когда могут образоваться селевые потоки и оплывины. Вверх по склону необходимо подниматься разреженной шеренгой, чтобы не передвигаться и не отбивать образцов над находящимися ниже по склону. Следует всегда иметь в виду возможность срыва сверху камней. Работа в карстовых областях. Специальные меры техники безопасности следует соблюдать при исследовании пещер. Необходимо иметь карту пещеры или специальное оборудование (веревки, электрические фонари и т.д.). Осмотр и описание пещер, во избежание провала в колодцы и трещины, должны производиться небольшими группами студентов обязательно во главе с преподавателем. При этом необходимо иметь хорошее освещение, а также во избежание обвала воздержаться от громкого крика, стука и выдергивания камней из кровли. Кроме того, как это предусмотрено правилами безопасности, запрещается проводить маршруты в пещерах во время сильных дождей или сразу после них. 15
Глава 2. ИЗУЧЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ Важнейшей составной частью полевых работ являются наблюдения над горными породами с целью их определения, описания и выяснения состава и генезиса. При этом необходимо установить минералогический состав слагающих породу основных компонентов, а также её структуру и текстуру. Многие признаки минералов и пород устанавливаются визуально, наряду с этим, для определения некоторых из них применяются следующие простейшие оборудование и реактивы. Например, для определения твердости принята шкала Мооса, в которой используются минералы: тальк − твердость 1, гипс − 2, кальцит − 3, флюорит − 4, апатит − 5, ортоклаз − 6, кварц − 7, топаз − 8, корунд − 9, алмаз − 10. В полевых условиях для определения твердости прибегают к помощи простых предметов: ноготь − твердость 2−3, бронзовая монета − 3,5-4, стекло − 5, стальной нож − 6. Широко используются в полевых условиях лупа с четырех-, семи- и десятикратным увеличением, помогающая выяснению состава и структуры породы, и соляная кислота (5%-ная и 10%-ная) для определения карбонатности пород и карбонатных минералов, а также фарфоровая пластинка для определения цвета черты минералов. При описании пород полезно придерживаться следующей общей схемы: название породы; цвет и оттенки; вещественны и состав; структура, т.е. форма и размер слагающих породу фрагментов (кристаллов, зерен, остатков фауны и т. д.); текстура, т. е. характер взаимоотношения этих фрагментов (сланцеватая и гнейсовидная для метаморфических пород, различного вида слоистая для осадочных и т.д.); излом; включения и эпигенетические 16
выделения − остатки фауны, отдельные глыбы и галька, конкреции, различные трещинки, их размер, форма, характер выполнения и его минералогия, вторичное минералообразование и продукты выветривания (хлоритизация, ожелезнение и т.д.). Описание пластов обычно начинают с названия породы и очень краткой (в одной фразе) характеристики ее основных особенностей. Например, глина зеленовато-серая, песчанистая, с конкрециями пирита. Затем дают развернутое описание всех литологических признаков. 2.1. Осадочные горные породы Осадочные породы по их происхождению подразделяют на четыре крупные группы: обломочные, сложенные обломками; материнских пород, устоявшими против химического выветривания (в том числе и пирокластические, образованные за счет скопления твердых продуктов вулканических извержений); хемогенные, образовавшиеся за счет выпадения из растворов химическим путем; биогенные − в результате жизнедеятельности организмов; каустобиолиты − органогенные, горючие породы угольного и нефтяного рядов (табл. 1−2). Обломочные породы. Как рыхлые, так и сцементированные обломочные породы по размеру обломков подразделяют на категории, среди которых различают крупно- или грубообломочные породы (конгломераты, гравелиты и др.) и мелкообломочные, или песчаные (песчаники, алевролиты и др.). При полевом изучении обломочных пород, прежде всего, обращают внимание на следующие признаки. Распространение и характер залегания. Например, аллювиальные галечники и пески распространены линейно, тогда как их морские и озерные разновидности имеют площадное развитие. 17
Кроме того, они отличаются типом слоистости, наклоном и окатанностью галек, характером размыва в их основании и другими признаками. Состав обломков имеет первостепенное значение для генетической характеристики и практической оценки. По составу мелкообломочные и реже гравийные породы могут быть разделены на полимиктовые, представленные обломками различных пород и минералов; олигомиктовые, сложенные небольшим набором пород и минералов (полевошпатокварцевый песчаник и др.), мономиктовые, или мономинеральные (кварцевые пески и песчаники и др.). Полимиктовые породы, в свою очередь, подразделяются на аркозовые, которые образуются при разрушении гранитных пород и состоят преимущественно из кварца, калиевых полевых шпатов, кислых плагиоклазов и слюд, и граувакковые, образующиеся при разрушении основных пород. К грауваккам относят также породы, в обломках которых присутствуют не только минералы, но и фрагменты (обломки) других пород. Минеральный состав граувакк обычно более разнообразен: кроме указанных выше минералов могут присутствовать основные плагиоклазы, амфиболиты, пироксены, оливин и не менее 20% обломков пород. По составу обломочных пород можно судить о расположении областей сноса, интенсивности химического выветривания, тектоническом режиме района (для стабильных участков при прочих равных условиях степень мономинеральности будет выше) и др. Окатанностъ обломков. Наиболее простой и быстрый способ определения степени окатанности обломков (галек) в поле − визуальная оценка (табл. 1).
18
Таблица 1 Основные группы обломочных осадочных пород
ГРУППА ПОРОД
19
ГРУБО- И КРУПНООБЛОМОЧНЫЕ ИЛИ ПСЕФИТЫ
РАЗМЕРЫ ОБЛОМКОВ,
мм
> 200 200–10 10−2
СРЕДНЕОБЛОМОЧНЫЕ ИЛИ ПСАММИТЫ
2–1 1-0,5 0,5–0,25 0,25–0,1 0,1–0,05
МЕЛКООБЛОМОЧНЫЕ
0,05–0,005
ТОНКООБЛОМОЧНЫЕ
< 0,005
СЦЕМЕНТИРОВАННЫЕ ПОРОДЫ
РЫХЛЫЕ ПОРОД Ы
окатанные
ВАЛУНЫ ГАЛЬКА, ГАЛЕЧНИК ГРАВИЙ
неокатанные
ГЛЫБЫ ЩЕБЕНЬ ДРЕСВА
окатанные обломки КОНГЛОМЕРАТЫ:
БРЕКЧИИ:
ВАЛУННЫЕ ГАЛЕЧНЫЕ ГРАВЕЛИТЫ
ГЛЫБОВЫЕ ЩЕБЕНЧАТЫЕ ДРЕСВЯННИК
ПЕСКИ: ГРУБОЗЕРНИСТЫЕ КРУПНОЗЕРНИСТЫЕ СРЕДНЕЗЕРНИСТЫЕ МЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ ТОНКОЗЕРНИСТЫЕ
ПЕСЧАНИКИ: ГРУБОЗЕРНИСТЫЕ КРУПНОЗЕРНИСТЫЕ СРЕДНЕЗЕРНИСТЫЕ МЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ ТОНКОЗЕРНИСТЫЕ
АЛЕВРИТЫ
АЛЕВРОЛИТЫ
ГЛИНЫ
АРГИЛЛИТЫ
19
неокатанные обломки
Форма, характер поверхности галек. Характер поверхности галек (шероховатая, матовая, полированная и т.д.) имеет значение для определения их генезиса. Слоистость. Одним из важнейших текстурных признаков осадочных горных пород является слоистость, связанная с периодическими изменениями условий осадконакопления. Отсутствие слоистости в некоторых типах пород (морена, рифовые образования и т.д.) − также один из показателей специфических условий накопления осадков. При полевом изучении слоистости рекомендуется описывать сначала ее масштаб, затей тип и форму. Масштаб слоистости − расстояние по нормали между двумя поверхностями наслоения. По этому признаку пласты делятся на массивные (более 50 см), крупнослоистые (10−50 см), среднеслоистые (2−10 см), тонкослоистые (0,2−2 см) и листоватые (менее 0,2 см). Различают четыре основных типа слоистости − горизональную, волнистую, линзовидную и косую. Форма проявления слоистости − изменение размеров обломков, смена окраски или минералогического состав и т.д. При детальном описании отмечаются взаимоотношение слоистости породы и находящихся в ней включений (органических остатков, гальки, конкреций и т.п.), а также углы наклона и мощности слойков, характер их границ и изменение слоистости по разрезу. Используя характер слоистости для расшифровки условий осадконакопления нужно помнить, что косая слоистость характеризует относительно устойчивое однонаправленное течение, волнистая связана с неустойчивой гидродинамикой и обычна для прибрежно-мелководных отложений, горизонтальная отличает спокойную гидродинамику среды осадконакопления, когда волнение не достигало дна водоема. 20
Количество и состав цемента для сцементированных обломочных пород в поле определяются визуально или с помощью соляной кислоты. По составу цемент бывает самый различный: глинистый, алевритовый, песчаный, железистый, известковый, кремнистый и т.п. Пирокластические породы, включающиеся в группу обломочных, образуются при эксплозивной (взрывной) вулканической деятельности за счет скопления твердых продуктов выбросов. Типичным их представителем являются вулканические туфы, характеризующиеся преобладанием обломков пород вулканического происхождения, сцементированных пепловой массой, состоящей из тонко измельченного вулканического стекла. По преобладающему размеру обломков среди них выделяют: тонкообломочные, или пепловые (менее 0,1 мм), мелкообломочные (0,1−1,0 мм), среднеобломочные (1−5 мм) и крупнообломочные (5−30 мм) туфы и туфобрекчии (более 30 мм). По содержанию кремнекислоты туфы подразделяют на кислые, средние и основные. При насыщении лав (различным способом) вулканогенными обломками того же состава образуются туфолавы, а примесь вулканогенного материала в осадочных породах превращает их в туфогенные и вулканомиктовые горные породы. Главными характерными особенностями пирокластических пород являются: наличие угловатых обломков, неоднородность состава и структуры, отсутствие сортированности обломков и хорошо выдержанной слоистости, часто небольшое количество цемента. Эти признаки помогают выделять пирокластические породы в полевых условиях. Точная диагностика их обычно проводится лабораторными методами. Глинистые породы широко распространены, составляя больше половины всех осадочных горных пород. По своему проис21
хождению они занимают промежуточное положение между чисто химическими и обломочными осадочными породами. Характерным физическим признаком глин является их пластичность, т.е. способность влажной глины изменять под давлением свою форму и сохранять ее после снятия давления. Глины, подвергшиеся уплотнению и окаменению и потерявшие при этом способность размокать и быть пластичными, называются аргиллитам. Наряду с пластичностью, глины обладают способностью поглощать большое количество воды (до 40−70%), отчего порода разбухает и после полного насыщения водой становится огнеупорной, т.е. может противостоять без плавления высоким температурам. По своему генезису глинистые породы разделяют на две большие группы − элювиальные (глины кор выветривания) и седиментационные, образовавшиеся в морских или озерных водоемах. Седиментационные глины отличаются от элювиальных слоистостью, органическими остатками, четкими плоскостями напластования и другими признаками. Выделяют три основных минералогических типа − каолинитовые, гидрослюдистые и монтмориллонитовые. Последние отличаются от первых двух высокой пластичностью и сильной набухаемостью в воде. Точное определение минерального состава глин проводится в лабораторных условиях электронно-микроскопическим, рентгеноструктурным, термическим и другими методами. В полевых условиях их предварительное определение возможно с помощью органических красителей. В зависимости от обогащения глинистых пород различными примесями выделяется много разновидностей глин: чистые («жирные»), песчанистые («тощие»), известковистые, кремнистые, битуминозные и др. Песчанистость глинистых пород в поле опреде22
ляется визуально, а также на ощупь или «на зуб» по хрусту песчинок. Химические и биогенные осадочные породы. Породы этой группы отличаются яркими индивидуальными морфологическими и геохимическими особенностями и, как правило, являются полезными ископаемыми. Среди них можно выделить следующие основные типы − карбонатные, кремнистые, соляные и железистые породы. Менее распространены бокситовые, марганцевистые и фосфоритовые породы. К широко распространенным карбонатным породам относятся известняки, доломиты и мергели. Последние являются переходными между карбонатными и глинистыми и содержат 20−70% глинистых частиц. Наиболее простым способом определения карбонатных пород в полевых условиях является реакция с 5%-ной соляной кислотой. В отличие от бурно вскипающего (за счет выделения углекислоты) известняка, доломит в куске на холоде с кислотой не реагирует или реагирует слабо, тогда как в порошке вскипает заметно. Мергели при действии соляной кислоты хорошо вскипают, причем на поверхности породы от капли кислоты остается грязное (глинистое) пятно (табл. 2). По наличию примесей выделяют известняки доломитизированные, песчанистые, глинистые, битуминозные, глауконитовые, железистые и др. Во многих известняках присутствуют конкреции кремня. Весьма своеобразными представителями карбонатных пород являются мел и известковые туфы (травертины). Мел характеризуется белым цветом, однородностью, малой твердостью и мелкозернистостью. Травертины это пористые породы, образующиеся в результате хемогенного осаждения карбоната кальция водами источников. 23
Таблица 2 Основные типы осадочных пород (химические и биогенные) Генетические типы пород Органогенные Группы пород по химическому составу
24
Карбонатные
Кремнистые
Хемогенные
Смешанные
Способ образования В результате накопления Кристаллизация солей водных Накопление и остатков животных растворов в замкнутых водоемах, смешивание различных типов (зоогенныех) и растительных в местах выхода источников на (фитогенных) организмов поверхность земли осадочного вещества
Известняки органогенные (фораминиферовые, нуммулитовые, фузулиновые, коралловые, ракушняки, мел)
Диатомит
Железистые
Известняки хемогенные [кристаллические, пелитоморфные, оолитовые*; Травертин (известковый туф)] Доломит Кремнистый туф
Опока
Кремень
Трепел
Каменная соль Сильвин 24
Мергель* (*эффект мокрого пятна) Глинистый известняк
Бурый железняк
Галоидные
Известковистая глина
Сульфатные
Ангидрит Гипс
Алюминиевые
Боксит
Фосфатные Каустобиолиты (углистые и углеводородные)
Фосфориты Торф (Сорг – 60%) Ископаемые угли (Сорг − 75−95%), нефть асфальт, озокерит Горючие сланцы
25
По размеру минеральных зерен: Кристаллическая >0,01мм Пелитоморфная бурый уголь (70% С) --> каменный уголь (82% С) --> антрацит (95% С), отражающего степень разложения органического вещества и характер углефикации пород под влияние давления и повышения температуры. К горючим сланцам относят глинистые или мергелистые породы, содержащие от 20 до 60% органического вещества преимущественно сапропелевого типа (табл. 2). 26
В полевых условиях обычно наблюдаются сильно выветрелые (иногда до состояния сажи) выходы угольных пластов и горючих сланцев, что необходимо учитывать при отборе из них проб. К породам нефтяного ряда относятся нефть, битуминозные породы, озокерит и асфальт. Породы, содержащие нефть и битум, дают жирные пятна на бумаге, а раствор ацетона, бензола или бензина − окрашивают её в темный цвет. Наряду с отмеченными признаками отдельных групп осадочных пород им присущи некоторые общие особенности, на которых следует остановиться. К ним относятся, например, характер кровли и подошвы пластов, окраска, включения, конкреции и органические остатки. Необходимо распознавать и фиксировать их в полевых условиях. Характер кровли и подошвы пластов. В случае нормального залегания пород определить положение кровли и подошвы пласта элементарно просто. Однако при интенсивной складчатости, когда один и тот же пласт может повторяться в разрезе и принимать разные положения (от вертикального до опрокинутого), необходимо определять кровлю и подошву пласта на каждой точке наблюдения (рис. 1). Для этого нужно знать характеризующие их признаки. К наиболее распространенным неровностям на поверхности напластования относятся знаки ряби, которые образуются под
Рис. 1. Элементы залегания пласта, слоя: 1 – кровля, 2 – подошва, 3 – истинная толщина, 4 – видимая толщина 27
влиянием возвратно-поступательного движения воды у берегов морских и озерных бассейнов и представляют собой систему валиков на поверхности пластов. В современных условиях знаки ряби можно наблюдать на песчаных пляжах и отмелях озер и морей. Приуроченность знаков ряби к верхним, а их слепков к нижнимповерхностям пластов помогает определить подошву и кровлю пласта даже при опрокинутом залегании. Рельефные отпечатки на пластовых поверхностях, представляющие собой слепки с мелких неровностей подстилающих слоев, называются гиероглифами. Они наблюдаются на нижней поверхности пластов и образованы наиболее грубым материалом, слагающим данный слой. Гиероглифы очень широко распространены во флишевых толщах, где являются прекрасным индикатором подошвы пластов. Наряду с полевыми наблюдениями над указанными выше признаками пород, для их характеристики используются следующие особенности: косая слоистость, следы ползания червей (фукоиды, имеющие вид изогнутых трубок), остатки корневой системы растений (в континентальных отложениях), положение известковых водорослей (в морских породах) и др. Окраска осадочных пород. Значение окраски осадочных пород для диагностики многих рудных и нерудных минералов хорошо известно. Кроме того, в ряде случаев она определяет маркирующее значение отдельных пластов и является индикатором геохимических фаций. Изучая цвет пород в поле, прежде всего необходимо установить первичную окраску, обусловленную особенностями минерального состава или возникшую в процессе накопления осадка и его диагенеза, и вторичную окраску, обязанную позднейшим процессам. Наглядные результаты дает простое сравнение окраски внешних, выветрелых, участков породы и внутренних, невы28
ветрелых ее частей (в свежем изломе). При этом цвет породы необходимо определять в сухом состоянии. Описания цвета пород должны быть точными и однотипными. При этом за основу принимают обозначение главного цвета, перед которым помещают уточняющее дополнение, например, зеленовато-серый. В скобках можно дать бытовое обозначение той же окраски, например, кирпично-красный, травяно-зеленый, лимонно-желтый и т.д. При полевых описаниях не рекомендуется употреблять неопределенный термин «пестроцветный» без его точной расшифровки. Включения и конкреции. Под включениями понимают тела, привнесенные в осадок и не имеющие прямой генетической связи с ним, например, редкая галька в алевролитах, отдельные стволы деревьев и т. п. Конкреции чаще всего образуются в стадию диагенеза при стяжении и наращивании в веществе конкрециеобразователя вокруг первичного центра. Они обычно имеют неправильную округлую форму и размер от 1−2 до 20−30 мм (редко больше). По составу конкреции могут быть очень разнообразными − кальцитовые, сидеритовые, фосфатные, кремневые, пиритовые и др. Слои с характерными по составу и морфологии конкрециями могут быть отличными маркирующими горизонтами, тем более что конкреции обычно легко узнаются даже в высыпках. В полевых условиях, кроме описания морфологии, состава и строения конкреций, устанавливают отношение их к слоистости вмещающей породы, что позволяет определить время их формирования в процессе диагенеза. Для конкреций − полезных ископаемых − наряду с отбором пробы, принципиально важно установить насыщенность ими породы (% от веса породы). Органические остатки. При изучении и описании остатков 29
животных или растений в породах обращают внимание на следующие главные признаки: видовое разнообразие, морфологию, сохранность, форму сохранения, размещение и ориентировку. Разнообразный видовой состав фауны свидетельствует об условиях, одинаково благоприятных для существования различных организмов. Однообразие состава − показатель особых условий среды, определяющих выживание только некоторых форм, сумевших приспособиться, например, к высокой солености воды или пресным водам, действию сильного прибоя и т.д. Морфологические характеристики органических остатков дают материал для реконструкции особенностей бассейна осадконакопления. Например, массивные раковины моллюсков могут быть следствием их приспособленности к активному гидродинамическому режиму (прибой, течения); примерно одинаковые размеры разных видов фауны могут служить признаком сортировки, а следовательно, указывать на перенос фауны и захоронение ее вне среды обитания; наличие известковых водорослей строматолитов − показатель спокойного мелководья и т.д. Степень сохранности остатков указывает на условия их захоронения, например, окатанность и сглаженность поверхности раковин, большое количество перебитых экземпляров характерны для полосы прибоя. Форма сохранения остатков способствует расшифровке геохимического режима осадка, содержащего фауну. Так, например, замещение раковин сидеритом или пиритом определенно свидетельствует о восстановительной среде, а растворение стенок раковин − показатель геохимической среды осадка с низким рН и высоким содержанием СО2 и т.д. Размещение и ориентировка остатков иногда весьма однозначно указывают на обстановку захоронения. При массовой ги30
бели организмов их остатки концентрируются в случайных горизонтах, в то же время захороненные на месте обитания устричные банки также дают высокую концентрацию остатков, что обусловлено их образом жизни. Удлиненные органические остатки при захоронении бывают ориентированы длинной стороной (подобно флюгеру) согласно по направлению течения. Необходимо учитывать, что серьезные выводы при наблюдениях над органическими остатками, как правило, можно получить лишь при статистической обработке массовых замеров. 2.2. Магматические горные породы Магматические породы образуются в результате застывания и кристаллизации силикатного расплава (магмы) при внедрении его в земную кору или при излиянии на поверхность. В первом случае образуются интрузивные, во втором − эффузивные горные породы. При полевом изучении этих пород прежде всего обращают внимание на вещественный состав, структуру, текстуру, отдельность и вторичные изменения (табл. 3). Вещественный состав магматических горных пород (минеральный, а следовательно, и химический) весьма разнообразен. Основным − показателем химического состава является содержание окиси кремния, в зависимости от которого породы подразделяют: на кислые (гранит, гранодиорит и др.), средние (диорит и др.), основные (габбро и др.) и ультраосновные (перидотит и др.). С уменьшением кислотности (т.е. содержания в них SiO2) окраска их становится все более темной за счет увеличения содержания магния и железа, и эта закономерность используется для суждения о химическом составе магматических пород по их внешнему облику. 31
32 32
Скрытокристаллическая Липарит купол структура
Эффузивные (излившиеся, пирокластические)
Гранит батолит
Полнокристаллическая структура
Интрузивные (глубинные, полуглубинные, жильные)
Цвет
Минеральный состав
Химический состав
Трахит поток
Сиенит лакколит, шток
Андезит поток
Диорит лакколит, шток
Диабаз, базальт покров
Габбро жила
Дунит дайка
Кислые Средние Основные Ультраосновные (менее 40% (75−65% (65−52% кремнезема) (52−40% кремнезема) кремнезема) кремнезема) Кварц, Полевые Плагиоклазы, Плагиоклазы, полевые шпаты, ро- роговая оброговая шпаты, говая манка Оливин, авгит обманка, слюды авгит обманка, плагиоклазы Розоватый, Серый, Серый с ТемноТемно-зеленый, светлоиногда зеленоватым серый, черный серый розоватый оттенком зеленоватосерый
Основные типы магматических горных пород
Таблица 3
Структура магматической породы определяется размером минеральных зерен и характером их взаимосвязи. По абсолютному размеру зерен различают структуру: крупнозернистую (свыше 3 мм), среднезернистую (1−3 мм), мелкозернистую (0,1−1,0 мм) и афанитовую (менее 0,1 мм). При афанитовой структуре зернистость породы невооруженным глазом не установить. При неравномерной зернистости породы возникает характерная поровая структура, когда на фоне афанитовой или мелкозернистой основной массы резко выделяются минералы с размерами зерен до нескольких миллиметров. Они называются порфировыми выделениями или вкрапленниками. При полевых наблюдениях породы гранитоидного состав, различных интрузивных фаз (при неоднократном внедрении магматического расплава) могут отличаться друг от друга лишь по структуре, например, первая фаза − крупнозернистые, втора фаза − мелкозернистые граниты. Основными типами текстур магматических пород являются массивная, пятнистая и миндалекаменная. Первая характеризуется беспорядочным расположение минералов в массе породы. Если какой-либо из минералов образует локальные скопления, то текстура называется пятнистой. Наконец, при заполнении пустот (от пузырьков газа) исключительно в эффузивах вторичными минералами возникает миндалекаменная текстура. Отдельность породы в обнажении также весьма характерный ее признак и определяется закономерным расположение закрытых трещин, многие из которых образуются еще при остывании породы и проявляются при ее выветривании или механическом разрушении. Наиболее распространенные виды отдельности − призматическая (столбчатая), параллепипедальная (пластовая или матрацевидная), многогранная и сфероидальная (шаровая или 33
подушечная) (рис. 2). Например, для базальтовых лав весьма характерна призматическая отдельность, а для гранитов − многогранная (неправильно глыбовая) отдельность. Вторичные изменения магматических пород распространены весьма широко, что нашло отражение в их окраске. Например, появление зеленых оттенков бывает вызвано развитием вторичных минералов − хлорита и эпидота, а бурых и красноватых тонов − образованием окислов железа.
Рис. 2. Подушечная лава (карьер Петропавловский)
Пример краткого описания магматической породы: гранит розовато-серый, состоящий из полевых шпатов, кварца, биотита и мусковита, среднекрупнозернистый, массивный, местами слабо разгнейсованный, с редкими маломощными (1−2 см) трещинками, выполненными белым кварцем. В полевых условиях важно не только правильно описать магматические породы, но и дать характеристику интрузивного тела, которое они слагают. Описывая форму и размеры тела, необходимо особое внимание обратить на его взаимоотношения с вме34
щающими толщами для установления морфологического типа интрузии. Геологический возраст интрузии определяется наиболее точно, если твердо установлен возраст самых молодых осадочных отложений и наиболее древних горизонтов, залегающих на её размытой поверхности. Все это подчеркивает необходимость тщательного изучения контактов интрузий с вмещающими толщами. По характеру взаимоотношений интрузивных тел с вмещающими породами различают активные (интрузивные), трансгрессивные (стратиграфические) и тектонические контакты. Для активных контактов характерно: отчетливое прорывание вмещающих толщ, нередко с апофизами и жильными инъекциями, контактово-метаморфические изменения и присутствие внутри интрузивного массива ксенолитов. Для трансгрессивного контакта характерны: отсутствие контактового воздействия интрузии на перекрывающие отложения, наличие гальки или обломков интрузивных пород в базальном горизонте перекрывающей толщи, трансгрессивное срезание разрывов и даек, секущих интрузивный массив, и параллельность слоистости осадочной толщи. При соприкосновении интрузивного тела с вмещающими породами по разрывным нарушениям возникают тектонические контакты, которые часто сопровождаются зонами дробления, милонитизации (меланжа) и рассланцевания (рис. 3). Этим деформациям нередко сопутствуют процессы перекристаллизации, гидротермальных изменений и рудной минерализации в контактных зонах. Для подтверждения тектонической природы контакта необходимо вести тщательные поиски зеркал скольжения, зон рассланцевания и будинирования. Наблюдения над контактами интрузивных тел являются основным материалом для определения их формы и типа. По взаимо35
Рис. 3. Меланж на западном контакте г. Кастель
отношению с вмещающими породами выделяют две группы интрузивных тел − согласные, не нарушающие серьезно структуры вмещающих толщ (силлы, лакколиты, лополиты и др.), и несогласные, секущие их структуру (батолит: штоки, дайки и др.). 2.3. Метаморфические горные породы Метаморфические породы образуются в результате значительной переработки магматических или осадочных пород в глубинных зонах земной коры. В процессе метаморфизма меняется структура и текстура исходной породы, ее минералогический и часто химический состав, однако перекристаллизация и образование новых минералов в результате перераспределения атома происходит без существенного расплавления, т. е. в твердом состоянии. Основными факторами метаморфизма являются температура, давление и состав циркулирующих через породы растворов и газов. Выделяют два основных типа метаморфизма − региональный, 36
при котором процессам метаморфизации подвергаются большие объемы пород за счет общего и глубинного (регионального) их погружения, и локальный, охватывающий относительно небольшие участки земной коры и связанный с частичным воздействием каких-либо факторов. К последним относятся внедрение интрузий, которые обусловливают термическое воздействие на вмещающие породы (контактово-термический метаморфизм) или определяют их изменение за счет привнесения растворами и газами дополнительных компонентов (контактово-метасоматический метаморфизм), воздействие постмагматических газов и растворов на застывшие ранее магматической породы той же интрузии (автометаморфизм) и т.д. Степень изменения первичных пород зависит от интенсивноевоздействия факторов метаморфизма, в связи с чем выделяют отдельные ряды метаморфических пород, начиная от исходных, например, глина или аргиллит − глинистый сланец − филлит − слюдяной сланец − гнейс; базальт или диабаз − эпидото-хлоритовый сланец − амфиболит. Примеры других метаморфических рядов приведены в табл. 4. Наиболее высокая ступень метаморфизма − ультраметаморфизм − связана уже со значительным переплавлением вещества. В метаморфических породах относительно невысоких степеней изменения, а иногда даже и сильно измененных, удается установить первичную природу исходных пород − осадочных или магматических. В связи с этим, породы, образующиеся из осадочных отложений, называют парапородами (например, парагнейс), а образующиеся из магматических образований − ортопородами (например, ортогнейс). В минеральном составе метаморфических пород значительное место занимают минералы, типичные для магматических пород, − 37
Слоистая
38
Пироксены и биоти- Кварц, полевой Полосчатая товые гнейсы шпат, слюды Роговая обманка, Полосчатая, Амфиболит основные пласланцеватая гиоклазы
Серпентинит (змее- Серпентин, магвик) нетит
Полосчатая
Кварц, полевой шпат, слюды
Массивная
Ортогнейсы
Халцедон
Массивная
Полосчатая
плотная
Сланцеватая
Кальцит, доломит Массивная
Яшмы
Кремнистые осадочные породы
углерод Кварц, полевой шпат, слюды Кварц
Кварц, полевой шпат, слюды
Текстура
Мрамор
Кварциты
Песчаники
Известняки, доломиты Магматические кислые и средние Магматические основные и ультраосновные Магматические кислые и средние Магматические основные и ультраосновные
Парагнейсы
Антрацит
Глинистые сланцы
Зона поро- Минеральный метамор- Производная да состав физма
Основные типы метаморфических пород
Глина
Уголь
Глина
Исходная порода
Эпиэпизона
Мезозона
Катазона
38
Темная окраска
Кристаллическая
Волокнистые разности асбест
Кристаллическая
Сахаровидный излом Скрытокристаллическая структура, разнообразие окраски, раковистый излом Реакция с соляной кислотой
Полосчатая текстура
Полная неразмокаемость Раскалывание на ровные плитки с матовой поверхностью Полуметаллический блеск
Характерные признаки
Таблица 4
полевые шпаты, кварц, слюды, амфиболиты, пироксены. Минералы осадочных пород, включая некоторые обломочные, обычно не сохраняются, особенно при средних и высоких степенях метаморфизма. Своеобразием метаморфических пород является образование свойственных только им минералов (дистен, силлиманит, ставролит, турмалин, флогопит, некоторые гранаты) или минералов, которые в других породах имеют сугубо подчиненное значение (сфен, гранат, апатит, рубил и др.). Структуры метаморфических пород, как и магматических, подразделяются по размеру слагающих их минералов. Для этих пород часто характерна неравномернозернистая структура. Текстуры метаморфических пород могут быть реликтовыми, т.е. унаследованными от первичных пород (например, для парапород в ряде случаев устанавливаются слоистые, косослоистые, ритмично слоистые текстуры, в ортопородах сохраняются массивные, флюидальные и другие текстуры) и собственно метаморфическими. Среди последних наибольшим распространением пользуются сланцеватая, за счет субпараллельного расположения листоватых или удлиненных кристаллов, полосчатая массивная, пятнистая и другие типы. Пример краткого описания метаморфической породы: сланец слюдяной кристаллический зеленовото-серый, сложенный биотитом, мусковитом, хлоритом и кварцем, неравномернозернистый, сланцеватой текстуры, относительно легко раскалывающийся на тонкие субпараллельные пластинки, в поверхностных частях слабо ожелезненный. При полевом изучении метаморфических пород в обнажениях, кроме их состава, структуры и текстуры, очень важно изучить характер структурных деформаций (мелкую складчатость, нарушения сплошности слоев), контакты отдельных разновидностей метаморфических пород. Особое внимание следует уделить изу39
чению кливажа и соотношения его со слоистыми и сланцевыми текстурами, что позволит правильно понять характер залегания и распространения метаморфических пород (рис. 4). Под кливажем понимают способность горных пород раскалываться на параллельные плитки по плоским поверхностям, независимым от поверхности слоистости. Тонкоплиточная отдельность кровельных сланцев − наиболее яркий пример кливажа.
Рис. 4. Кливаж в пластах глинистых сланцев таврического флиша
2.4. Отбор образцов и проб При полевых работах отбор образцов и проб производят главным образом для: а) составления коллекции различных типов пород района в целях непосредственного визуального сравнения (в полевых или камеральных условиях) типичных образцов пород, залегающих в разных зонах; 40
б) лабораторных исследований − минералого-петрографического изучения под микроскопом, химического, битуминологического и других анализов, определения физических свойств пород гранулометрического состава, микропалеонтологического изучения и т.п.; в) комплекса специальных отраслевых исследований (для проб полезных ископаемых) на площадях распространения месторождений нефти и угля, железных, марганцевых, полиметаллических и других руд или при их поисках. На первой практике студенты должны научиться правильно отбирать образцы пород, этикетировать их и готовить к перевозке. Основная задача − составление коллекции пород. Поэтому при описании какого-либо стратиграфического подразделения (пачки, свит и т.п.) образцы отбираются так, чтобы они были представительными, т.е. соответствовали типичному облику пород данного подразделения их минералогии, структуре, текстуре и т.д. Другая задача − образец обязательно должен быть свежим, невыветрелым. Поэтому часто целесообразно сначала «выбить» из обнажения крупный штуф, а затем обколоть его до нужного размера со свежими сколами. Форма образца может быть самой различной. Однако естественная форма обломков иногда является важным диагностическим признаком породы, и поэтому (при сохранении прочих условий) ее желательно не изменять. Можно лишь слегка обколоть острые режущие края образца. Отбор образцов производится геологическим молотком, который отличается от обычного формой и большим размером (рис. 5а,б). Количество (масса) пробы и размер образца определяется задачами и объемом намечаемых исследований. Для иллюстрации типа породы (коллекции) и ее визуального описания размер образца обычно должен составлять 6×9−9×12 см 41
б
а
Рис. 5. а − геологический молоток; б − пример отобранного образца кальцита
(примерно половина ладони). Размеры образцов для различных лабораторных исследований (петрографического, химического, микропалеонтологического и др.) устанавливаются отдельно. Часто можно брать не один крупный образец, а несколько мелких, которые в камеральный период подвергаются различным анализам. Когда отбираются органические остатки, конкреции, жеоды, породы с какой-либо характерной структурой и т.п., то величина образца определяется размерами этого объекта. Для целей учебной практики размер образца должен составлять примерно 6×9 см. Поиск и отбор остатков фауны и флоры имеют большое значение и свою специфику. Они позволяют установить возраст отложений и дают важную информацию для восстановления условий осадконакопления вмещающих пород. В поле не следует добиваться полного отделения ископаемых остатков фауны и флоры от пород, поскольку это может привести к их порче. Лучше взять большой образец и окончательно отпрепарировать, т.е. отделить органические остатки в камеральных условиях. Для каждого образца заполняется этикетка по единой форме, 42
чтобы можно было установить место его отбора. Этикетка это прямоугольный лист бумаги 4×7—5×9 см, который заполняют и прикладывают к образцу непосредственно на месте отбора. В этикетке обязательно отмечают район работ, номер партии (бригады) и образца, место отбора (номер точки, обнажения и слоя), наименование и возраст породы, дата отбора, а также ставится подпись отобравшего образец. Если образец по каким-либо причинам был взят не из коренных пород, это должно быть отмечено (например, «из осыпи», «из отвала», «в русле» и т.п.) как в дневнике, так и на этикетке. Нумерацию образцов ведут от № 1 и далее, причем каждая бригада отдельно нумерует свои образцы. Бланки этикеток надо заготовить заранее, чтобы в маршруте не тратить на это времени. Еще лучше до маршрутов подготовить и сброшюровать этикетную книжку, примерная форма которой показана на рис. 6. На каждой странице книжки должно быть напечатано две этикетки. Их заполняют одинаково, причем правую этикетку отрывают и заворачивают вместе с образцом, а левую оставляют в книжке для контроля. РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина КАФЕДРА ГЕОЛОГИИ Уч. группа___________________________________ Бригада______________________________________ Ф.И.О._______________________________________ Маршрут №___________________________________ Точка наблюдения №___________________________ Образец №____________________________________ Наименование породы__________________________ Возраст______________________________________ Дата_________________________________________ Подпись ___________________ Рис. 6. Этикетная книжка для фиксирования отобранных образцов 43
Весьма важно научиться правильно заворачивать, упаковывать и готовить образцы к транспортировке. Обычно для этого используют оберточную бумагу и матерчатые мешочки (20− 30 штук), которыми следует по возможности снабдить каждую бригаду. Мешочки ускоряют работу у обнажения, так как образец вместе с этикеткой можно положить туда, завязать, а вечером (в камеральный период) после осмотра плотно завернуть в бумагу. Освободившиеся мешочки очищают и используют в следующем маршруте. Если мешочков нет, образец заворачивают в бумагу непосредственно у обнажения. Для этого этикетку складывают несколько раз, плотно заворачивают в один из углов бумаги, а затем заворачивают сам образец так, чтобы угол с этикеткой попал внутрь. Завернуть образец надо весьма плотно, чтобы при подбрасывании в руке он не развернулся. Сверху необходимо написать номер образца и маршрута. Хрупкие образцы и некоторые остатки фауны и флоры перекладываю ватой или мятой фильтровальной бумагой, а потом упаковывают, причем лучше не в бумагу, а в коробки. Закончив камеральную обработку образцов, их следует немедленно упаковать для формирования коллекции. Для упаковки лучше всего применять деревянные ящики небольшого размера, так как их легче переносить и грузить, и они быстрее заполняются. Образцы укладывают в ящик плотно друг к другу, подбирая их по размеру. Главное требование к упаковке − плотность укладки, чтобы даже при длительной транспортировке избежать их перетирания. Многие рудные и нерудные полезные ископаемые имеют коренные выходы на поверхность и часто разрабатываются открытым способом, что позволяет относительно хорошо проследить условия их залегания и взаимоотношения с вмещающими поро44
дами. Пробы из них отбирают в зависимости от характера полезного ископаемого в соответствии с разработанными инструкциями. Такие пробы часто берут методом борозды − выбирай равный объем породы по всей мощности пласта. Количество материала для лабораторной пробы примерно следующее: песок − на шлиховой анализ − 10−40 кг, глина − для технологических испытаний − не менее 100 кг и т. д. В то же время нефть и газ образуют месторождения только ниже дневной поверхности, что обусловливает специфические особенности поисков и опробования этих полезных ископаемых.
45
Глава 3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛЕВЫХ МАРШРУТОВ 3.1. Порядок и цели геологических наблюдений в маршрутах Основная форма проведения полевых геологических наблюдений − маршруты, которые являются составной частью учебного процесса практики. Количество их и содержание определяются целями и задачами, планом и программой геологической практики. Учебные маршруты разрабатываются с учетом различных факторов. Основными из них являются природные условия и особенности геологического строения района. При планировании маршрутов учитывается орогидрография района, особенности залегания горных пород, степень надежности склонов, состояние и условия проходимости пешеходных троп и дорог. Поэтому маршруты могут различаться по длине (короткие и протяженные) и способу передвижения (пешие и с использованием транспорта). При этом маршруты должны укладываться в один рабочий день с обязательным возвращением в базовый лагерь. При разработке маршрутов определенное значение имеет фактор времени. Обычно значительное количество его затрачивается на изучение обнажений горных пород, стратиграфического разреза и структурных элементов района. Поэтому учебные маршруты должны методически разрабатываться с таким расчетом, чтобы объем получаемой геологической информации соответствовал или, во всяком случае, не превышал бы времени, необходимого для первичной ее обработки. В связи с этим, маршрутное задание составляется с учетом количества и качества геологических объектов полевых наблюдений. 46
Необходимо помнить, что маршруты проводятся при массовом участии студентов-практикантов. Желательно, чтобы в каждом маршруте было не более двух студенческих групп (около 50 человек). Во время маршрута на одном геологическом объекте наблюдения должно присутствовать не более четырех бригад. В маршруте рекомендуется соблюдать определенную очередность и интервал следования бригад. Общее количество маршрутов определяется не только планом и программой практики, но и характером местности, сложностью геологического строения и детальностью исследований. Поскольку каждый маршрут осуществляется за один день, за трехчетырехнедельный период практики обычно проводят 12− 15 маршрутов. Маршруты могут содержать самую разнообразную по виду и объему информацию, что объясняется сложными и многочисленными взаимосвязями между геологическими явлениями и процессами. В целом объем информации, получаемой при полевых наблюдениях, определяется особенностями геологического строения района, степенью обнаженности коренных пород, наличием различных геологических объектов и явлений и пр. Однако основным правилом маршрута является решение строго определенной задачи или нескольких задач. Различают три категории маршрутов − независимые, или автономные, зависимые и комплексные. Объектами изучения являются конкретные геологические явления, поэтому маршруты могут иметь характер относительно автономных полевых наблюдений. В этом случае их можно относить к категории независимых, совершаемых в определенный район со специальной задачей. Так, например, в маршрутах предметом специальных геологических исследований могут быть 47
деятельность поверхностных текучих вод, источники, карстовые процессы и т.д. Очень часто маршруты имеют целевое назначение, определенное задачами изучения геологического строения района, требующими последовательного проведения. Например, при изучении разреза сначала планируются маршруты для описания древних по возрасту пород, а затем более молодых, или же в обратном порядке. Такие маршруты имеют относительно зависимый характер, так как предыдущие маршруты определяют последующие. Практически во многих случаях маршруты являются комплексными, когда одновременно ведутся наблюдения над несколькими геологическими процессами и объектами. Целесообразность таких комплексных маршрутов определяется не только трудностью и нерациональностью организации повторных маршрутов, особенно в сложных природных условиях, но и необходимостью выявления взаимосвязи отдельных геологических процессов и явлений. Например, в одном маршруте полезно проследить связи между формами рельефа, литологией пород и тектоникой района, выходами подземных вод на поверхность и определенным стратиграфическим горизонтом, выветриванием и составом горных пород и т.д. Необходимо особенно подчеркнуть, что геологические наблюдения в маршруте должны вестись непрерывно. Это означает, что после описания какого-либо объекта наблюдение за ним не прекращается, а продолжается в течение всего маршрута. Например, после описания контакта той или иной толщи например, интрузии, лавового покрова, наблюдение за ними продолжают по промежуточным между точками наблюдения выходам, элювию, цвету почвы, растительности и другим признакам, одновременно отмечая появление и изменение новых геологических 48
объектов. Поэтому во время маршрутов необходимо обращать внимание на характер рельефа, обнаженность, растительность и ее распределение в зависимости от высоты, типа рельефа, геологического строения и других причин, на наличие и тип водных источников и текучих вод и т.д. После детального изучения некоторых своеобразных генетических объектов − аллювия, флиша, карстовых воронок и т.д. − в случае их повторения необходимо по ходу маршрута научиться их быстро распознавать. Таким образом, вырабатывается умение вести полевые наблюдения, увязывать различные геологические, геоморфологические, гидрогеологические и другие особенности, а также проверяется усвоение изученного материала. 3.2. Общий порядок работы на точке наблюдения Основная работа в маршрутах − изучение горных пород, их дислоцированности, геоморфологические, гидрогеологические и другие наблюдения и записи − проводится на специальных остановках − точках наблюдения. По характеру изучаемых явлений точки наблюдений можно условно разделить на три вида: изучение и описание геолого-геоморфологических особенностей (тектоники, рельефа, деятельности подземных и текучих вод, выветривания и т.д.), изучение и описание горных пород и условий их залегания в обнажениях, и, наконец, наиболее частый случай, когда исследуются и те, и другие, т.е. комплексный. Остановка на точке наблюдения даже на небольшом объекте отнимает много времени, поэтому нужно выбирать каждую точку так, чтобы изучить на ней наибольшее число объектов и явлений. Надо стремиться к тому, чтобы большее число точек наблюдения было третьего вида − комплексного изучения. Кроме того, желательно, чтобы на такой точке породы были хорошо обнаже49
ны, легкодоступны для наблюдения и, вместе с тем, обладали чертами, существенными для понимания строения района. При остановке на точке наблюдения прежде всего следует сориентироваться по странам света (компасу, GPS-навигатору, солнцу, часам) и определить нахождение точки на карте и местности, т.е. ее адрес. Главную роль в привязке играют географические ориентиры. Определение местонахождения проводится методом засечек по азимутам на хорошо заметные элементы рельефа и гидрографии (вершины гор, характерные излучины рек и т.д.) или глазомерной привязкой точки по азимуту и расстоянию, определяемому, например, шагами, В зависимости от местных условий, адрес точки наблюдения может включать не только географические ориентиры. Например, во время практики в Крыму можно еще указывать, на каком километре дороги сделана остановка. После привязки наносят местонахождение данной точки наблюдения на карту под соответствующим номером (нумерация точек должна быть возрастающей − от № 1). Изучая на точке геологическое строение отдельного участка, целесообразно описать общегеологические явления − геоморфологию, гидрографию, тектонику и т.д. Переходя к описанию пород обнажения, сперва отмечают его размер по высоте и ширине (точно замеренные или определенные приблизительно) и тип (обрывистый склон, оползневые обрывы, обнажения в русле рек, бортах и тальвегах оврагов и промоин, стенках карьера и шурфа, искусственных выемках при инженерных сооружениях − дорогах, мостах и т.д.). После этого приступают к описанию пород. В зависимости от целей и задач, такое описание дается либо в обобщенном виде, либо более подробно − послойно или по отдельным пачкам. В последнем случае лучше описывать слои и пачки снизу вверх, однако возможен и обрат50
ный порядок, что обязательно нужно оговорить в начале (например: «Здесь сверху вниз обнажаются: пачка 1...»). В описании пород должна быть приведена сжатая характеристика главных отличительных и генетически важных свойств пород: окраска, минералогический состав, структура, текстура, отличия, по излому и плотности, включения и эпигенетические изменения (см. гл. 2). В описании указывают элементы залегания и мощность, отмечают места взятия образцов и возраст пород. В заключительной части описания делают различные выводы − об условиях накопления осадочных пород, образования тех или иных минералов, времени внедрения магмы и т.д. В них высказывают свои соображения, предположения, даже сомнения в увиденном, причем не следует стесняться того, что впоследствии эти выводы могут измениться. Следует сделать необходимые зарисовки, схемы, фотографии и т.п. Таким образом, схема записи и порядок работы на точке наблюдения примерно следующие: номер точки и ее адрес (координаты); описание общегеологических наблюдений; размер и тип обнажения; описание пород; отбор образцов и проб; элементы залегания и мощности; общие выводы; зарисовки, схемы (на левой стороне полевого дневника) и фотоснимки. В отдельных случаях, конечно, могут и должны быть отклонения от этой схемы. Например, при изучении пород целесообразно после указания типа обнажения описать оползневые явления, поскольку обнажения тесно связаны с ними, а затем приступить к характеристике пород. Если изучается мелкая складчатость флишевых серий, следует вначале описать породы и их ритмичную слоистость, затем рассматривать общегеологические явления, к которым относятся и локальные деформации пород. Выводы о тектонике делают иногда после изучения ряда обнаже51
ний: сначала целесообразно описать породы в этих обнажениях, а затем перейти к выводам о тектонической структуре. В таких случаях общие выводы делают не после каждой точки наблюдения, а в результате описания одного маршрута или нескольких. При описании пород целесообразен следующий порядок работы на точке наблюдения. Прежде всего, студенты должны внимательно осмотреть обнажение, отобрать серию образцов, определить все имеющиеся здесь породы, выделить пласты и пачки. Руководитель консультирует и направляет работу как отдельных студентов, так и всей группы, и в итоге устанавливается общая картина обнажения − выделяются пласты и пачки, определяются их литологический состав, возраст, характер залегания и т.д. После этого делают полное описание, а затем схематическую зарисовку обнажения. Если образцов отобрано немного, их можно снабдить этикетками и упаковать после описания, уточнения названия и места отбора их на схеме-зарисовке. Если образцов много, а также при послойном описании, чтобы не запутаться лучше описание и отбор образцов проводить параллельно. При коренном выходе на поверхность внешне однородных пород и значительной протяженности обнажения целесообразно расставить студентов вдоль обнажения на расстоянии 2−3 м друг от друга, чтобы каждый отобрал по 2−3 образца из пластов, находящихся в зоне их наблюдения. Затем складывают образцы пород в той же последовательности, в какой они находятся в разрезе. Сравнивая отобранные образцы, устанавливают, представлены ли изучаемые отложения одним или несколькими типами пород и какие среди них имеются разновидности. Повторяющиеся образцы выкидывают. После этого описывают каждую разновидность. 52
Наглядное сравнение большого количества образцов позволяет лучше усвоить типы пород, слагающих обнажение, и, как правило, дает возможность во внешне однородной толще выделить несколько разновидностей пород. При описании одной пачки пород с выдержанными элементами залегания и мощностью, все замеры делают при первом же осмотре. Если есть необходимость в серии замеров, их лучше делать параллельно с описанием. После окончания описания необходимо задержаться на точке для дооформления рисунков, фотографирования, упаковки образцов и т.д. В первых маршрутах и при изучении принципиально новых объектов преподаватель должен сам давать соответствующие описания. Позднее, когда студенты овладеют определенными навыками и усвоят общую схему описаний, можно поручить одному из них рассказать о том, что он мог бы написать в своем полевом дневнике на данной точке наблюдения. Остальные студенты делают замечания и дополнения и, наконец, преподаватель обобщает все сказанное и формулирует вывод для общей записи. 3.3. Работа с горным компасом и изучение различных деформаций горных пород На первой геологической практике весьма важной задачей является обучение работе с горным компасом и основным приемам исследования наиболее простых деформаций горных пород. Слой и его толщина (мощность). Формы залегания осадочных, магматических и метаморфических горных пород весьма различны, что вызвано неодинаковыми условиями их образования. Для осадочных пород основной формой залегания является слой, или пласт, − геологическое тело, сложенное однородной 53
породой, ограниченное двумя более или менее параллельными поверхностями напластования, занимающее обычно значительную площадь и имеющее относительно небольшую мощность. В слоистой толще осадочных пород каждый слой отделен от нижележащего и вышележащего слоя поверхностью напластования. Поверхность, ограничивающая слой снизу, называется подошвой, а сверху − кровлей. В пачке слоев кровля нижележащего слоя обычно является одновременно и подошвой покрывающего слоя и т.д. Внутри слоя (пласта) иногда выделяют прослои или пропластки, которые имеют резко подчиненное значение и обычно отличаются по вещественному составу от слоя (пласта), в котором залегают. Морфологическими модификациями слоя являются: линза, клин, лавовый поток, биогермы и др. Для каждого слоя различают истинную и видимую мощности. Истинной мощностью слоя (рис. 1) называется кратчайшее расстояние между его кровлей и подошвой, а видимой − наблюдаемое расстояние между ними. В полевых условиях для измерения мощности слоя используют рулетку или геологический молоток, на рукоятке которого делают насечки обычно через 5 см. Истинную мощность слоя, выходящего на поверхность, нередко удается замерить непосредственно. Истинная мощность слоя на ограниченной площади более или менее постоянна, но на значительных пространствах она может увеличиваться или уменьшаться вплоть до полного исчезновения слоя, что называют его выклиниванием. В зависимости от мощности слоя, при его описании часто пользуются определенными терминами: листоватый, тонкий, толстый, мощный и др. Однако, учитывая относительность этой зависимости, они являются терминами свободного пользования без строгого значения. 54
Элементы залегания слоя. В результате тектонических движений земной коры слои могут приобрести наклонное (моноклинальное) залегание или волнообразные изгибы различной формы. Во всех случаях требуется установить положение слоя в пространстве, что определяется его элементами залегания − ориентировкой линий простирания и падения, а также углом падения. Линия простирания − горизонтальная линия на поверхности слоя, соответствующая пересечению его с горизонтальной плоскостью. Строго говоря, необходимо определять простирание кровли и подошвы слоя (пласта), но так как они в общем случае параллельны, то определяют линию простирания одной из этих поверхностей. Положение линии простирания относительно стран света называется азимутом простирания. Падение слоя (пласта) − наклон его к горизонтальной плоскости. Оно обычно характеризуется линией падения и углом. Линия падения направлена в сторону падения слоя и перпендикулярна к линии простирания. Положение линии падения относительно стран света называется азимутом падения. Он всегда отличается на 90° от азимута простирания. Угол падения − угол между плоскостью слоя и горизонтальной плоскостью. Элементы залегания слоя замеряются горным компасом, который отличается от обычного (рис. 7): • Крепится на прямоугольной пластинке (латунной или пластмассовой) таким образом, чтобы диаметр 0−180° (направление юг − север) был параллелен ее длинным сторонам. • Деления на лимбе от 0 до 360° идут в направлении, обратном часовой стрелке. Так же в обратном порядке располагается обозначение восток − запад. Это сделано для того, чтобы величину азимутов простирания и падения можно было отсчитывать 55
непосредственно по показанию северного конца магнитной стрелки. • На игле горного компаса подвешен клинометр (отвес). По полулимбу компаса с делениями от 0 до 90° производят отсчет положения клинометра для определения угла падения слоя. отвес
кнопка
лимб стрелка компаса
полулимб
арретир корпус уровень Рис. 7. Горный геологический компас
Работа горного компаса считается нормальной при следующих условиях: 1) линия север − юг должна быть строго параллельной длинной стороне компаса; это проверяют измерителемциркулем; 2) стрелка компаса должна свободно и плавно вращаться; чтобы это проверить, необходимо вызвать отклонение стрелки (металлическим предметом) и посмотреть, как быстро она вернется в первоначальное положение; 3) корпус компаса не должен быть магнитным; чтобы это проверить, стрелку вынимают из компаса, насаживают на конец острой иглы и смотрят, влияет ли на нее приближение корпуса горного компаса; 4) для проверки клинометра (отвеса) компас устанавливают в горизонтальное положение и наблюдают, стоит ли отвес на делении 0°. 56
Элементы залегания слоя (пласта) − азимута и угла падения, азимута простирания − замеряют следующим образом. Вначале на поверхности слоя определяют положение линии простирания (рис. 8). Для этого прикладывают длинную сторону компаса, находящегося в вертикальном положении, к плоскости слоя так, чтобы клинометр (отвес) показал 0°. Вдоль длинной стороны компаса проводят линию, которая и будет соответствовать направлению простирания пласта. Для определения линии и угла падения слоя компас поворачивают таким образом, чтобы клинометр (отвес) показывал максимальный угол. В этом случае линия, параллельная длинной стороне компаса, будет указывать направление падения слоя, а угол отвечать углу падения его. Необходимо помнить, что во всех случаях эта линия перпендикулярна к линии простирания слоя. Для определения азимута падения слоя компас прикладывают к его линии простирания так, чтобы короткая южная сторона была прижата к поверхности слоя, а северная обращена в сторону падения слоя. Затем компас приводят в горизонтальное положение, отпускают арретир и после того как магнитная стрелка успокоится, берут отсчет по лимбу (рис. 8) по черному концу стрелки, указывающей север (светлый конец определяет юг).
Рис. 8. Определение элементов залегания пласта, слоя: а, б, в, г – последовательность определения азимута; 5 – линии простирания пласта; 6 – линии падения пласта
57
Зная азимут падения слоя, не обязательно специально замерять азимут простирания. Он обычно определяется расчетным путем. Для этого к азимуту падения прибавляют (или отнимают) 90°. Например: азимут падения СЗ−300, азимут простирания ЮЗ210. Чтобы определить азимут простирания с помощью горного компаса, последний прикладывают любой длинной стороной к линии простирания слоя и отсчитывают по лимбу азимут простирания. Другой азимут слоя получают расчетным путем, для чего к замеренному азимуту простирания слоя прибавляют 180°. В полевых условиях, когда записи в полевом дневнике не могут быть идеально четкими, у замеренных значений элементов залегания не ставят значка градуса, чтобы не спутать его с нулем вместо, например, угла падения 8° получить 80°. Полученные замеры элементов залегания пласта обычно наносят на карту и записывают в полевом дневнике в виде: − СВ 63