Глава 2. Методика исследований

Основные методы исследований, примененные при прохождении практики: геологические маршруты, описания обнажений, точки наблюдения, визуальные наблюдения, ведение полевого дневника.

Краткая характеристика каждого из методов приведена ниже.

Геологические маршруты

Геологические маршруты проводились с целью описания имеющихся по ходу маршрута геологических объектов и определения границ стратиграфических подразделений. Одновременно велись описания форм рельефа и другие наблюдения. Геологические маршруты оформлялись в полевом дневнике по следующей схеме:

Дата и время выхода на маршрут записывали слева вверху страницы.

В центре страницы записывали маршрут и его номер.

Делали привязку маршрута к географическому объекту.

Записывали цель маршрута.

Записывали ход маршрута.

Записывали погодные условия на время начала маршрута.

Привязывали начальную точку маршрута по двум постоянным объектам. Далее начинали движение по азимуту в направлении до следующего объекта. Придя на следующую точку, мы делали визуальные наблюдения и описывали геологические и геоморфологические свойства объекта. Наблюдения во время маршрутов велись непрерывно. В конце маршрута в дневнике делали запись, что маршрут окончен, время окончания, количество пройденных метров, описанных точек наблюдения и обнажений, количество отобранных образцов и т. п.

Абрис – схематический чертеж участка, сделанный от руки, непосредственно на местности. На абрисе ось хода маршрута (независимо от его изгибов) принимают за прямую линию и прочерчивают ее посредине вдоль листа. Объекты, представляющие интерес, обозначают условными знаками без соблюдения масштаба. Значения расстояний и углов направления, полученные в результате измерений на местности, указывают цифрами. Необходимые сведения, которые не могут быть переданы графически, записывают на полях. Абрис служит для составления планов местности.

Визуальные наблюдения — это наблюдения, выполненные непосредственно визуально. Обычно они отягощены личными ошибками того, кто ведет визуальное наблюдение.

Карта фактического материала – составляется непосредственно в поле на топографической основе. На карте фактического материала с точной привязкой наносят все фактические данные, полученные при полевых исследованиях (обнажения и горные выработки с их номерами, места сборов палеонтологических остатков, геофизические профили и др.). Карта обычно используются в камеральный период. При геологической съемке карта фактического материала составляются в масштабе съемки.

Полевой дневник

Полевой дневник – это документ регистрации геологических наблюдений всех видов. Записи в полевом дневнике ведут простым твердо-мягким карандашом. В первую очередь оформляется титульная страница.

Министерство образования РФ ГОУ ВПО Башкирский государственный университет Кафедра геологии и геоморфологии Полевой дневник № 1 Вид работ: учебная полевая практика по геологии Район: г. Уфа; Белорецкий район РБ. Факультет, группа: географический, 3.5 Исполнитель: Хидиятов Марсель Мирасович Начат: 30.05.2012 Окончен: 10.07.2012 Нашедшего дневник прошу вернуть по адресу: 450032, г. Уфа, ул. К.Маркса, 3/4. БашГосУниверситет, географический факультет. Хидиятову Марселю Мирасовичу

Рис. 3. Титульная страница полевого дневника

На последующих страницах записаны условные знаки и сокращения, содержание. Записи велись по правой стороне разворота дневник, а схемы и зарисовки по левой.

Горный (геологический) компас

Горный (геологический) компас (рис. 4) необходимый инструмент в полевой работе геолога. С помощью геологического компаса проводят ориентирование на местности, привязку точек маршрута, обнажений, измерение элементов залегания слоев горных пород.

Рис. 4. Горный компас (по http://geoschool.web.ru)

Для измерения азимута на определенную точку, северную сторону компаса направляют на объект, приводят компас в горизонтальное положение с помощью уровня, разариентируют магнитную стрелку с помощью соответствующей кнопки, после стабильного положения стрелки снимают отсчет (рис. 5).

Рис. 5. Определение азимута (по http://geoschool.web.ru)

Элементами залегания слоя (рис. 6) называют положение слоя в пространстве. Это линия падения, угол падения и линия простирания

Линия простирания - это любая горизонтальная линия, проведенная на поверхности напластования слоя.

Линия падения - линия на поверхности напластования, имеющая наибольший угол наклона к горизонтальной линии, она всегда перпендикулярна к линии простирания и направлена в сторону погружения пласта.

Угол падения – двугранный угол между плоскостью слоя и горизонтальной плоскостью. Азимут простирания измеряют по той же схеме, что и азимут на объект, прикладывая западную или восточную сторону компаса, приведенного в горизонтальное положение, к поверхности напластования слоя. Отсчет может быть снят как по северному, так и по южному концу стрелки, ведь слой простирается в обе стороны.

Рис. 6. Элементы залегания слоя (по http://geoschool.web.ru)

Угол падения (рис. 7) измеряется с помощью клинометра. Компас прикладывается к линии падения клинометром вниз, отвес клинометра отпускают из фиксированного положения, и снимают отсчет по специальной шкале, проградуированной по 90 градусов в обе стороны.

Рис. 7. Определение угла падения. (по http://geoschool.web.ru)

Зарисовка и фотографирование

Зарисовка и фотографирование являются важными помощниками при описании геологических объектов. Рисунок в полевом дневнике значительно облегчает понимание записей, а также позволяет сократить их. Все рисунки и фотографии имеют заглавие, точный адрес изображенного объекта, его ориентировку в пространстве, масштаб. В полевом дневнике соблюдается их нумерация. Рисунки дополнены условными обозначениями. На зарисовках обнажений указываем номера точки наблюдения, масштаб зарисовки, номер слоев, азимут направления рисунка или стенки обнажения, линейные разломы, места взятия и номера образцов, замеры элементов залегания слоев и т. д. Также при фотографировании в кадр попадал кто-то из членов бригады, для доказательства достоверности наших фотографий. При фотосъёмке под масштабом понимают отношение линейного размера изображения, полученного на фотоплёнке или светочувствительной матрице, к линейному размеру проекции соответствующей части сцены на плоскость, перпендикулярную к направлению на камеру.

Отбор образцов

Отбор образцов одна из важнейших задач полевых работ. Образцы извлекали из толщи горных пород с помощью геологического молотка и других инструментов по работе с камнем. Образец брали величиной с кулак, обязательно делали свежие срезы и скололи края, дабы края не рвали мешки для образцов. Самое важное это их документация. Без документации образец теряет свое практическое значение. Невозможно запомнить где и откуда брали тот или иной образец. Для этого мы применили этикетки(рис. 8).

Рис. 8. Этикетка.

Также на образце кусочком лейкопластыря писали номер обнажения, номер слоя и название породы. Все это в совокупности дало нам не запутаться в полученных образцах.

Описание обнажения

В начале описи обнажения мы указывали на абрисе его местоположение, нумеровали, также измеряли его высоту, протяженность и ориентацию по сторонами света, далее характер обнажения(склон горы, берег и т. д.), наличие осыпи и т. д. Обнажения описывали послойно снизу вверх, но можно было и поинтервально. Если в обнажении четко прослеживаются слои, то применяется послойное описание. Оно заключается в том, что слои выделяют снизу, то есть нумерация идет снизу. Записывали цвет породы, определяли саму породу, структуру, текстура, тектонику, характер связи с другими слоями, наличие трещин, включений минералов, высоту слоя в полевом дневнике. Поинтервальное описание применяется в случае невозможности выделения слоев, и тогда вместо слоев берутся пачки. В конце описания мы делали зарисовку всего обнажения.

Описание горных пород

Осадочные горные породы описывали по следующей схеме:

название;

цвет;

для обломочных пород (кроме глин) указывали: минералогический состав зерен и состав(тип) цемента;

крепость и плотность (пористость) породы. Степень сцементированности – плотные, массивные, слабосцементированные, рыхлые;

структура;

для обломочных пород указывали степень окатанности зерен и обломков;

текстура;

характер границ между слоями поверхностей напластования;

особенности залегания (горизонтальное, наклонное, складчатое);

наличие тектонической обработки (брекчированность, трещиноватость);

степень выветрелости (выветрелая или свежая);

включения в породе;

вторичные изменения породы;

прочие признаки (водоносность пород, форма геологических тел);

ископаемые остатки в породе;

Интрузивные и эффузивные магматические породы описывали по следующей схеме:

название

цвет на свежем сколе и на выветрелой поверхности;

минеральный состав породообразующих минералов;

наличие акцессорных минералов;

структура;

текстура;

форма тела (если установлено по полевым наблюдениям);

параметры тела (для интрузивных – протяженности тела);

азимут простирания для интрузивных пород (по направлению протяженности тела);

контакты с вмещающими породами (если установлено по полевым наблюдениям);

мощность приконтактовых изменений для интрузивных пород;

вторичные изменения;

наличие трещиноватости, отдельности, брекчироватости;

элементы залегания (для эффузивных пород);

заключение о возрасте.

Метаморфические породы описывали по следующей схеме:

название;

цвет на свежем сколе и на выветрелой поверхности;

минеральный состав породообразующих минералов;

наличие акцессорных минералов;

структура;

текстура;

ориентировка текстур;

степень выветрелости.

Стратиграфическая колонка

Стратиграфическая колонка представляет собой таблицу из нескольких вертикальных столбцов, включающих слева направо (Инструкция…,1995):

1. Общую и региональную стратиграфические шкалы с указанием системы, отдела, яруса и горизонта ( четыре графы для фанерозоя);

2. Индекс местного стратиграфического подраздела;

3. Литологический состав и положение находок органических остатков ( в условных обозначениях) – собственно колонка;

4. Мощность подразделений или интервалы мощности при ее изменчивости; если мощность точно не установлена, пишут слова более…, менее…;

5. Характеристики геологических подразделений (наименования и таксоны стратиграфических подразделений, краткое описание вещественного состава, перечень важнейших (руководящих) ископаемых остатков.

Стратиграфические подразделения в колонке раскрашиваются и индексируются в соответствии с цветами и индексами, принятыми при составлении геологических карт.

Геологический разрез

Для построения геологического разреза необходимы: геологическая карта с обозначенной линией разреза, лист миллиметровой бумаги длиной немного более линии разреза, транспортир, линейка, простой и цветные карандаши.

Прежде, чем строить разрез, необходимо проанализировать карту: определить тип залегания пород, типы складок и разрывных нарушений. Если линию разреза предлагается выбрать самостоятельно, ее следует проводить вкрест простирания основных структур, по возможности проводя через точки бурения и захватывая максимальный стратиграфический интервал.

Алгоритм построения геологического разреза(по Спиридонову А.В.):

1. Нарисовать топографический профиль.

Прежде, чем отстраивать рельеф, необходимо проанализировать топографическую основу. Так, если колебания рельефа в масштабе карты составляют 1-2,5 мм, то отстраивать рельеф не надо, достаточно определить среднюю высоту рельефа и провести горизонтальную линию на этой высоте. В любом другом случае отстраивать рельеф необходимо.

Для этого необходимо приложить лист миллиметровки вдоль по линии разреза и отметить штрихами на краю миллиметровки ("снести") точки пересечения горизонталей с линией разреза, подписав высотные отметки снесенных точек. После этого, отчертив нулевую линию, необходимо отстроить от нее перпендикулярно высоты этих точек в масштабе, равном горизонтальному масштабу карты (в случае горизонтального залегания слоев вертикальный масштаб можно увеличить, но не более чем в 5 раз). Соедините построенные точки плавной линией. Топографический профиль готов.

Проблемы часто возникают с участками профиля между крайними снесенными точками и рамкой разреза. В этом случае необходимо проводить линию рельефа в промежутке между последней из пересеченных высотных отметок и следующей за ней, продолжая направление уклона рельефа, если по карте не предполагается иного.

Также часто возникают проблемы с горизонталями, касающимися, но не пересекающими линию разреза. В таком случае я предлагаю отмечать сразу две точки одинаковой высоты на минимальном расстоянии друг от друга.

2. Снести геологические границы.

Таким же образом, как и горизонтали. Не забудьте подписать возраст выходящих на этих отрезках пород. Лучше сносить выходы границ прямо на линию рельефа, короткими тонкими вертикальными штрихами.

3. Нарисовать разрывные нарушения.

Если для разрывного нарушения не указано элементов залегания, считать его вертикальным. Если нет иных данных, считать, что разрыв пронизывает всю толщу пород. Наметить, какое крыло приподнято, какое опущено по сместителю знаками (+) и (-) над крыльями разлома.

4. Наметить оси складок.

Положение осевой плоскости на карте определяется по точкам перегибов пери- и центриклиналей (соединить их одной плавной линией) и разнонаправленным элементам залегания (проходит между ними).

Отклонение осевой плоскости от вертикали в первом приближении определяется по формуле:

|(α-β)/2|,

где

α и β - углы падения крыльев складки.

Отклонение осевой плоскости в сторону крыла с большим углом падения. Получающиеся при отрисовке оси складок могут несколько отличаться от определённых подобным образом. На окончательном варианте разреза оси складок чаще всего не требуются.

5. Отрисовать геологические границы, начиная с самых молодых слоёв и придерживаясь мощности пород.

При этом необходимо учитывать следующие особенности:

Самый верхний слой не обязательно имеет полную мощность, он чаще всего срезан денудацией. Также, как и ядра складок.

Мощности слоев необходимо выдерживать, в первую очередь, на крыльях складок. Помните, что в замке изоклинальных складок она может значительно возрастать. Там, где породы данного слоя выходят на поверхность, могут находиться осложняющие складки, это тоже нужно учитывать.

Нижняя граница нижнего слоя не рисуется, нижний слой просто закрашивается на величину мощности.

6. Проставить индексы возраста и крапы пород, закрасить слои в соответствии с международной стратиграфической шкалой.

Индексы возраста лучше ставить ещё в процессе отрисовки слоёв, чтобы не путаться. Каждая отдельная часть слоя должна быть подписана отдельно. Как правило, индексы ставятся внутри слоя, но если это невозможно, допускается делать выноски.

7. Выполнить зарамочное оформление разреза.

К зарамочному оформлению относятся:

Заголовок разреза, где указывается, к какой карте и по какой линии он проведен;

Масштабы: линейные (шкалы по бокам разреза и линейка под ним) и числовые (надпись под разрезом, как правило справа или по центру: "Масштаб горизонтальный 1:200000 и вертикальный 1:200000");

Буквенные обозначения точек окончания линии разреза (ставится ровно над шкалами высот) и ориентировка по сторонам света;

Подпись: Выполнил: Ф. И. О., номер группы (располагается под разрезом, как правило - слева).

Условные обозначения (если разрез идет на отдельном от карты листе).

Выводы: В ходе изучения методики мы освоили немало методов применяемых в геологических маршрутах. Например использование геологического компаса, фотографирование, построение стратиграфической колонки и геологического разреза и т. д.