Организация геологической практики
И.А. Богуш, В.С. Исаев, Е.Б. Кафтанатий
Геологическая практика
С элементами геоэкологии
В окрестностях г. Новочеркасска
Учебное пособие
Новочеркасск
ЮРГТУ (НПИ)
Удк 55(470.51):378.147(075.8)
Б74
Рецензент – доцент, канд. геол.-минер. наук Г.В. Рябов
Богуш И.А., Исаев В.С., Кафтанатий Е.Б
Б74 Геологическая практика с элементами геоэкологии в окрестностях г. Новочеркасска : учеб. пособие / И.А. Богуш, В.С. Исаев, Е.Б. Кафтанатий ;Юж.-Рос. гос. техн. ун-т.– Новочеркасск: ЮРГТУ, 2010. – 76 с.
Учебное пособие обобщает материалы по геологическому строению и экологическому состоянию геологической среды города Новочеркасска, имеющиеся на настоящее время.
Учебное пособие предназначено прежде всего для студентов горно-геологического факультета ЮРГТУ (НПИ), но может быть полезным и для учащихся других вузов и колледжей города, изучающих геологические и экологические дисциплины и проходящих соответствующие практики в пределах городской территории и окрестностях города Новочеркасска. Оно также может представлять интерес и для всех жителей города Новочеркасска, интересующихся его природными условиями и изменениями геологической среды под влиянием деятельности человека.
Удк 55(470.51):378.147(075.8)
Ó Южно-Российский государственный
технический университет, 2010
Ó Богуш И.А., Исаев В.С.,
Кафтанатий Е.Б. 2010
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.. 5
Часть 1. СОДЕРЖАНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ПРАКТИКИ... 7
1.1. Организация геологической практики.. 7
1.1.1. Подготовительный этап.. 7
1.1.2. Полевой этап.. 8
1.1.3. Камеральный этап.. 13
1.2. Методика полевых наблюдений.. 14
1.2.1. Описание маршрута.. 14
1.2.2. Изучение и описание обнажений.. 15
1.2.3. Изучение и описание горных пород. 17
1.2.4. Особенности изучения и описания форм залегания
горных пород. 20
1.2.5. Особенности изучения и описания разрывных
нарушений.. 21
1.2.6. Особенности изучения и описания геологических
несогласий.. 22
1.2.7. Особенности изучения и описания четвертичных отложений 23
1.3. Методика и организация камеральных работ. 24
Часть 2 ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ РАЙОНА ПРАКТИКИ... 28
1.1. Общие сведения.. 28
2.2. Физико-географическая обстановка.. 30
2.2.1. Климатические условия.. 30
2.2.2. Гидрографическая сеть. 31
2.2.3. Геоморфологическая и ландшафтная характеристики.. 33
2.3. Характеристика геологической среды... 34
2.3.1.Геологическое строение. 34
3.3.1.1. Палеоген. 35
2.3.1.2. Неоген. 35
2.3.1.3. Четвертичная система. 36
2.3.2. Гидрогеологические условия.. 39
2.3.3. Инженерно-геологические условия.. 44
2.3.4. Почвы. Структура землепользования.. 45
2.3.5. Палеогеография.. 46
2.3.6. Полезные ископаемые. 57
2.4. Экология Новочеркасска.. 58
2.4.1. Источники загрязнения.. 58
2.4.2. Вещества, загрязняющие геологическую среду. 60
2.4.3. Экологическое состояние геологической среды.. 61
2.4.3.1. Атмосферный воздух. 61
2.4.3.2. Почвенный покров. 62
2.4.3.3. Поверхностные воды.. 63
2.4.3.4. Грунтовые воды.. 64
2.4.4. Состояние здоровья населения.. 66
библиографический список... 67
ВВЕДЕНИЕ
Учебная геологическая практика проводится во втором семестре после изучения теоретического курса по основам геологии и является составной частью всего процесса подготовки студентов горно-геологического профиля. Изучение конкретных природных объектов во время прохождения полевой практики позволяет студентам закрепить теоретические знания, полученные на аудиторных занятиях.
Основными задачами учебных геологических исследований являются:
· овладение методикой проведения полевых маршрутов, ведение первичной документации (полевого дневника);
· приобретение навыков полевых наблюдений и описание отдельных обнажений с составлением стратиграфической колонки геологического разреза; умение работать с геологической картой;
· изучение минералов и горных пород в полевых условиях (определение, описание, выяснение состава и генезиса); усвоение правил отбора образцов; оформление коллекции;
· обучение приемам работы с горным компасом и изучение деформаций горных пород;
· анализ выявленных геологических процессов и палеогеографические реконструкции;
· развитие геолого-географического мышления, умения выявлять и анализировать взаимосвязи как между отдельными компонентами природы, так и между природой и хозяйственной деятельностью человека;
· привитие студентам навыков исследовательской работы и научного творчества.
Целью практики является знакомство студентов с геологическими, гидрогеологическими, геоморфологическими условиями района практики, с литологическими особенностями отложений Новочеркасского холма и его окрестностей. Важным элементом практики следует считать изучение имеющихся горных разработок полезных ископаемых (карьеров) и наблюдение за состоянием экологической обстановки территории г. Новочеркасска.
В результате учебной геологической практики студенты научатся: читать топографическую карту и с помощью горного компаса прокладывать геологические маршруты; ориентироваться на местности; привязывать обнажения, горные выработки, элементы геоморфологических наблюдений с нанесением их на карту; глазомерно вести абрис маршрута и выполнять зарисовки горных выработок; самостоятельно описывать обнажения горных пород; замерять элементы залегания слоев горных пород и составлять стратиграфические колонки и геологические разрезы, вести отбор образцов горных пород и минералов, остатков фауны и флоры с подготовкой их для транспортировки (с заполнением сопроводительной этикетки, консервацией образца с помощью оберточной бумаги, специального мешочка); вести наблюдения за современными геологическими процессами (выветриванием, денудационной работой поверхностных текучих вод, ветра, подземных вод, сил гравитации и др.) и техногенной деятельностью человека (распашка поверхности; создание горных выработок и их отвалов, объектов строительства различного назначения; захоронение промышленных и бытовых отходов и т.п.).
Завершается практика составлением краткого геологического отчета с необходимыми графическими приложениями, сдачей полевых книжек и коллекций образцов горных пород и минералов.
Часть 1.
СОДЕРЖАНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ПРАКТИКИ
Организация геологической практики
Геологическая практика состоит из трех основных этапов – подготовительного, полевого и камерального.
Подготовительный этап
Этот этап включает:
а) прохождение инструктажа по «Правилам безопасности при проведении учебными заведениями и научными учреждениями МО и Н РФ полевых и экспедиционных работ» с обязательной отметкой в «Журнале учета инструктажа по технике безопасности»;
б) прослушивание обзорной лекции о геологическом строении района практики;
в) знакомство с основными типами горных пород, минералов, окаменелостей и др., встречаемых в районе практики;
г) получение и подготовку к работе специального снаряжения (горного компаса, геологического молотка, рулетки, флакона с 10 %‑й соляной кислотой, шкалы Мооса или заменяющих ее предметов, лупы, фотоаппарата и др.);
д) подготовку необходимой, удобной для полевой работы одежды, полевой сумки (планшетки), а также емкости для воды, перочинного ножа, рюкзака, шпагата, лейкопластыря, мешочков для рыхлых горных пород, оберточной бумаги для образцов;
е) подготовку набора канцелярских принадлежностей для записи полевых наблюдений и проведения камеральных работ (полевой книжки-пикетажки, карандашей простых и цветных, ластика, бумаги писчей для отчета формата А4, листа ватмана формата А1, линейки, транспортира и др.);
ж) подготовку индивидуального набора необходимых медикаментов и перевязочных материалов;
з) получение топографической карты или схемы и методических материалов;
и) детальное обсуждение содержания отчета.
Руководитель практики делит группу на несколько рабочих бригад (геологических отрядов) с избранием членами бригады своего бригадира, который несет ответственность за организацию работы внутри бригады (выход на маршруты, распределение обязанностей по видам работ, сроки выполнения заданий и написания отчета и т.п.). Руководитель знакомит бригаду с планом проведения практики и затем приступает совместно со студентами к выполнению геологических маршрутов.
Полевой этап
Этот этап предусматривает прохождениене менее 3 маршрутов по наиболее интересным и информативным геологическим объектам в окрестностях г. Новочеркасска и близлежащих населенных пунктов. В каждом маршруте перед студентами ставятся определенные задачи. Выполнение маршрута рассчитано на полный учебный рабочий день – 6 часов.
Маршрут № 1.Маршрут проходит по северной окраине бывшего Первомайского района г. Новочеркасска. Основной объект изучения в данном маршруте – Татарский карьер по разработке песка и известняка-ракушечника, расположенный в 0,5–0,7 км южнее х. Татарского (рис. 1). За начало маршрута обычно принимается точка, расположенная на пересечении ул. Добролюбова и старой дороги, ведущей на полигон ТБО (около автозаправочной станции).
Рис. 1. Карьер по разработке песка в районе х. Татарского (2009 г.)
Работа осуществляется по следующей программе:
1. Прокладка азимутального хода с измерением расстояния шагами с составлением абриса маршрута. Следует обратить внимание на связь геологического и геоморфологического строения территории, проявившуюся в ступенчатом рельефе на склоне Новочеркасского холма, что связано с выходом на эрозионную террасу р. Тузлов, сложенную коренными породами – известняками-ракушечниками, являющимися устойчивыми к эрозионному разрушению.
2. Фиксация выхода подземных вод или места с водолюбивой растительностью (камышом), которые отмечаются на абрисе и в полевой книжке как точки наблюдения с указанием на карте высотного положения этих точек. Обращается внимание на высокий уровень залегания грунтовых вод, вызванный как естественными (геологическими, геоморфологическими, гидрогеологическими, литологическими особенностями территории), так и техногенными причинами, приведшими к подтоплению данной территории.
3. Составление плана карьера с указанием ориентировки стенок, полученной при помощи горного компаса, и по заданной линии размеров карьера, измеренных шагами или с помощью рулетки.
4. Описание, зарисовка обнажающихся отложений, отбор образцов из каждого стратиграфического подразделения; определение по карте высотных отметок границ между стратиграфическими подразделениями, замеры рулеткой мощностей каждой литологической разности. Следует обратить внимание на маломощный (до 20 см) слой конгломератов, залегающий в основании трансгрессивной серии горных пород (известняков-ракушечников) и указывающий на наступление моря на данную территорию в результате ее тектонического опускания.
5) Геоморфологическая характеристика долины р. Тузлов с подробной зарисовкой элементов долины.
6) Описание экологического состояния окружающей территории в районе полигона твердых бытовых отходов (ПТБО) и камнерезного цеха комбината строительных материалов. Дается характеристика основных источников загрязнения геологической среды г. Новочеркасска – крупных промышленных предприятий города: тепловой электростанции (НчГРЭС), электродного завода (НЭЗа), электровозостроительного завода (НЭВЗа), завода синтетических материалов (НЗСП) и др.
После выполнения маршрута каждая бригада должна произвести первичную обработку полученных полевых материалов, составить каталог образцов по определенной форме.
Маршрут № 2. Маршрут проходит по южной окраине бывшего Первомайского района г. Новочеркасска. Основные объекты изучения в данном маршруте – песчаный карьер завода силикатного кирпича НЗСМ, расположенный в правом крутом берегу р. Аксай; пойма р. Дон (рис. 2).
Рис. 2. Песчаный карьер завода силикатного кирпича (НЗСМ)
Маршрут выполняется по следующей программе:
1. Прокладка азимутального хода с измерением расстояния шагами с составлением абриса маршрута.
2. Составление плана карьера с указанием ориентировки стенок, полученной при помощи горного компаса, по заданной линии размеров карьера, измеренных шагами или с помощью рулетки.
3 Описание, зарисовка обнажающихся отложений, отбор образцов из каждого стратиграфического подразделения (определяются по карте высотные отметки границ между стратиграфическими подразделениями, рулеткой замеряется мощность каждой литологической разности, обращается внимание на конкреции гипса, глобулярные образования из песка, напоминающие конкреции которые встречаются только в определенных местах (обсуждается их генезис), на гальки кремней, кварца и различных горных пород, присутствующие в песках яновской свиты).
4. Зарисовка обнажений на разных участках карьера каждой бригадой. Обращается внимание на текстурные особенности песков, делаются замеры горным компасом углов наклона косых слойков и их серий.
5. Описание генезиса четвертичных отложений на примере великолепного обнажения суглинков, стратиграфически несогласно перекрывающих отложения неогена и обнажающихся в правом борту б. Западенской.
6. Знакомство с местоположением и размерами заброшенного карьера, составление его плана; построение стратиграфического разреза, представленного переслаиванием 7–8 текстурно-структурных разновидностей известняка-ракушечника и тонких (до 1–1,5 см) прослоев серой глины, указывающих на непостоянство палеогеографических и динамических условий на данной территории в понтическое время.
7. Анализ денудационной работы временных потоков в рельефе Новочеркасского холма на примере Западенской балки. Дается характеристика процессам оврагообразования и их вкладу в экологическую напряженность изучаемой территории.
8. Геоморфологическая характеристика долины рр. Аксай и Дон с зарисовкой элементов их совместной долины.
9. Изучение технологии ведения открытых горных работ.
10. Описание экологических проблем, связанных с отработкой месторождения (отвалы и их расположение, транспортные артерии, запыленность, отсутствие водных стоков и др.).
11. Фиксация выходов подземных вод (родники, мочажины, заросли влаголюбивой растительности и т.п.).
После выполнения маршрута все бригады должны произвести первичную обработку полученных полевых материалов, составить каталог образцов по определенной форме.
Маршрут № 3. Маршрут проходит по юго-восточной окраине станицы Грушевской. Основной объект изучения в данном маршруте – карьер, расположенный в левом борту балки Дусинка (рис. 3). Карьер вскрывает известняки-ракушечники и почти на всю мощность – пески яновской свиты. Маршрут обычно начинается за автовокзалом с точки, расположенной на пересечении проселочных дорог в начале дачного массива, северо-западнее гаражного кооператива.
В программу геологического маршрута входит следующее:
1. Прокладка азимутального хода с обязательным измерением расстояний шагами между точками наблюдения и азимутов направлений движения бригад.
Рис. 3. Общий вид заброшенного карьера по разработке песка
(восточная окраина ст. Грушевской, левый борт б. Дусинка)
2. Описание точек наблюдения геологического, геоморфологического и гидрогеологического характера (высыпки горных пород, ручейки, мочажины, элементы рельефа и т.п.).
3. Составление плана карьера с указанием ориентировки стенок, полученной при помощи горного компаса, и по заданной линии размеров карьера, измеренных шагами или с помощью рулетки.
4. Составление каждой бригадой геологического разреза через северную часть карьера.
5 Описание, зарисовка обнажающихся отложений, отбор образцов из каждого стратиграфического подразделения, определение по карте высотных отметок границ между стратиграфическими подразделениями, замеры рулеткой мощностей каждой литологической разности. Следует обратить внимание на слой галечника в подошве песков (если он вскрыт), в котором в большом количестве присутствуют гальки черных кремней, песчаников Донбасса, кварца, обломки древесины. Именно в этом карьере был обнаружен уникальный (по размерам и форме) экспонат окаменевшего дерева, который можно наблюдать в вестибюле ГГФ ЮРГТУ (НПИ) (рис. 4). Отмечается наличие глинистых прослоев в верхней части разреза песков, а также белых конкреционных образований, иногда причудливой формы, в приконтактовой (1–2 м) части разреза яновской свиты с известняками понтического горизонта. Обращается внимание на изменение структуры и текстуры песков в разрезе, указывающих на смену условий осадконакопления;
Рис. 4. Экспонат окаменевшего дерева, найденного в Грушевском карьере студентами гр. I-4 ГГФ (1998 г.) при прохождении учебной геологической практики
6. Проведение геоморфологических наблюдений и описание долины реки Грушевка.
7. Гидрогеологическая характеристика маршрута. Обращается внимание на обводненность песков в нижней части разреза, к которым приурочены межпластовые ненапорные подземные воды, являющиеся источником водоснабжения ст. Грушевской.
После выполнения маршрута все бригады должны произвести первичную обработку полученных полевых материалов, составить каталог образцов по определенной форме.
Камеральный этап
В этот период производится чистовая обработка полевых наблюдений – составление бригадной полевой книжки, графических материалов, изготовление фотографий, иллюстрирующих текст отчета, написание и оформление краткого отчета. Содержание отчета определяется данными методическими указаниями.
Все виды работ осуществляются под руководством преподавателя и выполняются побригадно во главе с бригадиром.
По завершении отчета студенты защищают его и сдают комиссии зачет с оценкой.