Сбор и обработка образцов
Сбор и обработка образцов горных пород, минералов и остатков фауны и флоры – так называемого каменного материала – является важной составляющей учебной геологической практики.
Твёрдые образцы, например, образцы известняков каменноугольного возраста, могут завертываться в плотную бумагу; рыхлые и сыпучие, например, моренные суглинки или пески руслового аллювия – в мешочки. Но и в том и другом случаях образцы должны быть снабжены специальными этикетками, на которых указывается: – название ВУЗа, – практики; – район сбора образца, – номер образца, – номер точки, – номер слоя; даётся краткое описание образца с указанием возраста; ставится дата и подпись собравшего:
Московской государственный университет
им. М.В. Ломоносова
Факультет почвоведения
Учебная «Геолого-геоморфологическая практика»
ОБРАЗЕЦ № 1/1а
Район Заброшенный карьер на восточной
окраине д. Радомля
Точка наблюдения № 1 Слой 1.а
Описание Песок желтый грубозернистый
Геологический возраст (индекс) f IIms
Подпись Иванов П.А.
« 13 » июня 2014 г.
Рис. 3. Пример оформления этикеток для образцов
Следует заметить, что в графе «Район» должен быть адрес точки наблюдения. Нумерация образцов производится следующим образом: в числителе ставится номер точки наблюдения, в знаменателе номер слоя, если в одном слое взято два образца, то пишется буква а,б, и т.д. (рис.3 ). Не допускается переписывание этикеток в камеральное время. В камеральное время собранная коллекция образцов приводится в порядок и каждый взятый образец вносится в каталог (или журнал) образцов, который вставляется приложением в отчет. В каталоге должно быть отмечено: № по порядку, номер образца (взятый с этикетки), район, описание, возраст.
Полевые описания пород
В районе практики широким развитием пользуются осадочные породы, магматические и метаморфические встречаются лишь в виде включений – обломков разного диаметра и различной степени окатанности в суглинках и песках гляциального, флювиогляциального и аллювиального и др. генезиса. Чаще всего приходится иметь дело с описанием осадочных пород: суглинков, супесей, песков, глин, болотных отложений.
Принимая во внимание задернованность территории практики, прежде всего, необходимо произвести расчистку канавы, карьера, выкопать шурф. После осмотра разреза начинается описание отложений послойно. Выделение слоев или пачек производится в зависимости от цвета, состава, характера залегания, текстурных особенностей (слоистости) слоев, отличающихся друг от друга. Общепринятой является следующая схема макроскопического описания осадочной породы:
1. название породы
2. цвет породы
3. структура породы
4. текстура породы
5. минеральный состав
6. крепость и пористость
7. включения
8. вторичные изменения
9. мощность слоя или пачки слоев
10. генезис
11. возраст
Последние три пункта (9-11) выносятся на левую страницу полевого дневника.
После названия породы указывается ее цвет, при этом имеется в виду основная цветовая гамма и затем оттенок. Обязательно необходимо указать в каком состоянии находится порода – во влажном или сухом. Например, песок желтый с оттенком бурого цвета. Определение цвета является важным моментом, т.к. цвет связан с составом породы, ее примесями, вторичными изменениями. Так, кварцевые пески - белые, а полимиктовые, состоящие из кварца, полевого шпата, слюды и др. минералов характеризуются желтым, коричневым цветом. Вторичные изменения, например, ожелезнение, придает породе бурую окраску. Примесь органического вещества окрашивают породу в темно-серый вплоть до черного цвет. Черный цвет имеет торф, нередко встречающийся на территории практики. Необходимо также отметить распределение цвета в породе, которое бывает равномерным, пятнистым, по слоям и т.д.) и причину окраски.
Следующая характеристика – это структура. Для обломочных пород существует общепринятая классификация. Для определения размера обломков в поле удобно использовать миллиметровку. В описании песков следует написать, например, среднезернистый или крупнозернистый и т.д. Далее оценивается степень окатанности зерен и их сортировка. Эти два параметра связаны с обстановками формирования осадков, что очень важно при определении генетического типа отложений. Для оценки степени окатанности зерен можно использовать трехбальную шкалу: неокатанные, полуокатанные, окатанные. Сортировка оценивается по четырехбальной шкале: выделяются хорошо, средне, плохо сортированные и несортированные зерна или обломки.
В районе практики встречаются пески разного генезиса. Флювиогляциальные, образовавшиеся в результате таяния во время наступания или отступания ледника. Они, как правило, плохо сортированы, включают обломки разной степени окатанности. Другое дело пески речного генезиса, обладающие хорошей сортировкой.
Текстурные особенности пород выражаются в закономерном расположении зерен, которое может быть хаотичным (неслоистом) или упорядоченным. Во втором случае говорят о слоистости, которая также важна при описании. Слоистость отражает режим осадконакопления. Осадки, образовавшиеся в спокойных условиях, например, глины в озерах, суглинки, торф в болотах характеризуются горизонтальной слоистостью, а для песчаных разностей речных потоков и талых вод преобладает, как правило, косая слоистость. Косая слоистость образуется при переносе песка волочением или сальтацией, когда на дне потока образуются препятствия – валы.
Важно отметить и размерность слоистости. По мощности слоев выделяют слоистость: грубую (мощность слоев более 50 см); крупную (50-10 см); мелкую (10-1 см), тонкую (1-0,1 см), микрослоистую (меньше 0,1см). В нашем случае чаще всего приходится иметь дело с последними тремя градациями. В дневнике записывается ,например, песок тонкослоистый.
Минеральный состав в полевых условиях определяется визуально, при этом целесообразно использовать лупу, а также соляную кислоту, а для определения твердости нож, стекло и др. Особенно это актуально при изучении обломков разного типа пород в гляциальных и флювиогляциальных отложениях. Среди эрратических обломков встречаются породы, перенесенные ледником с севера Русской равнины, с Кольского полуострова, и даже из Скандинавии, которые, как правило, представлены магматическими и метаморфическими породами. Обломки необходимо разбить молотком и изучить породу в свежем сколе. В днепровской морене часто встречаются обломки карбонатных пород - известняков. Определить их достаточно легко по взаимодействию с соляной кислотой. В результате реакции выделяется углекислый газ, что создает эффект «вскипания» породы.
Среди песков флювиогляциального и аллювиального генезиса чаще всего в районе практики встречаются кварцевые разности, состоящие преимущественно из кварца, иногда с полевым шпатом, слюдой с признаками ожелезнения. Эти минералы довольно хорошо диагностируются при рассмотрении минеральных зерен под лупой.
Глины можно встретить среди пойменных фаций аллювия и озерных образований. Глина – осадочная порода, сложенная в основном тонкодисперсными глинистыми минералами, диаметр частиц которых составляет менее 0,01 мм (по данным других исследователей, менее 0.001мм), которые практически невозможно определить невооруженным глазом. Отличительной особенностью глин является их размокаемость и пластичность. Часто наблюдается слоистость, особенно это хорошо видно у озерных образований, что связано с седиментационным происхождением глин. Встречаются органические включения и разности со значительной примесью в них механических обломков тонкопесчаной и алевритовой фракций (кварц, полевые шпаты, слюда, гипс и другие минералы).
При изучении в полевых условиях суглинков и супесей – пород смешанного генезиса, т. е. состоящих их глинистой и обломочной (тонкопесчаной и алевритовой) составляющей, механический их состав определяется «на ощупь». Суглинки могут содержать до 50 % глинистой составляющей. Суглинки подразделяются на тяжелые, содержащие 40-50% глины, средние - 30-40% и легкие – 20-30% . Тяжелые суглинки, обладающие хорошей пластичностью за счет большего содержания глинистой составляющей при раскатывании во влажном состоянии образую тонкий шнур, свертывающийся в кольцо с неглубокими трещинами. Средний суглинок дает шнур большего диаметра и кольцо распадается на отдельные сегменты, а легкий может дать шнур диаметром 3-4 мм, но кольца не образует. Супеси, содержащие до 10-20% глинистой составляющей, не образуют шнура вовсе, но скатываются в шар при увлажнении, в сухом состоянии сыпучи, при растирании на ладони чувствуется примесь песчаного материала.
Крепость и плотность (пористость) – физические свойства также необходимо оценить. Крепость или прочность – сопротивление породы разрушению. Традиционно она оценивается по шкале М.М.Протодьяконова, согласно которой выделяются: 1 - рыхлые несцементированные породы, которые не держат стенку (в нашем районе это пески); 2 – мягкие, которые держат стенку, но легко размокают (глины, суглинки, супеси); 3 – слабой крепости, не размокают, не ломаются рукой (тяжелые суглинки в сухом состоянии); 4 - средней крепости, разбиваются молотком, рукой не ломаются (известняки); 5 – крепкие, которые с трудом разбиваются молотком (граниты, гнейсы, кремни).
Плотность определяется пористостью, которую можно оценить по впитыванию породой воды или кислоты. Выделяют породы плотные, слабо - средне- и сильно пористые. Рыхлые пески характеризуются межзерновой пористостью 25-35%, а глины – 60 – 80%.
Включения также необходимо отмечать при описании породы. Среди них в районе практики встречаются галька, щебень во флювиогляциальных песках; валуны, глыбы, галька в моренных суглинках или находки органики ( фрагменты растений, раковин и др.), которые можно найти в пойменных и озерных фациях. Необходимо отметить размер включений, их форму.
Вторичные изменения в породах района практики связаны, как правило, с процессами химического выветривания: окислением, гидратацией и др. Чаще всего наблюдается окисление железистых соединений, что подчеркивается появлением у пород красновато-бурой окраски.
Мощность толщи измеряется рулеткой.
Генезис и возраст толщи записываются на левой странице дневника таким образом: gIIms, что означает – гляциальные отложения среднего плейстоцена московского горизонта.
Описания пород могут быть полными, что обычно делается в первых маршрутах, когда изучается литологический состав четвертичных отложений. Далее, когда разрез четвертичных пород пройден, можно ограничиться краткими описаниями пород, ссылаясь что они описаны ранее в точке наблюдения №1 и указывается номер точки. Это обычно имеет место в последних маршрутах, преследующих цели геоморфологического картирования и доизучения района.
Ниже приводятся примеры описания пород, имеющих наибольшее распространение в районе практики.
Песок желтый с красноватым оттенком, разнозернистый ( от средне- до крупнозернистого), плохо сортированный, косослоистый, тонкослоистый, кварцевого состава (преобладает кварц), рыхлый, слабо пористый. Содержит включения обломков пород диаметром 0,5-10 см разной степени окатанности (от неокатанных до хорошо окатанных). Среди обломков: кварц, кремень, гранит и др. Песок местами ожелезнен по слоистости. Мощность толщи 50 см.
Генезис и возраст записываются на левой стороне дневника: f II ms.
Суглинки кирпично-красного цвета (во влажном состоянии), неслоистые, средние, плотные, пористые. Содержат редкие валуны до 0,5 м в диаметре, представленные гранитами, гнейсами, кварцитами. Красновато-бурый цвет связан, по-видимому, с вторичным изменением, т.е. окислением железистых минералов. Видимая мощность 1,5 м.
На левой стороне дневника пишется g II ms