Изучение и описание обнажений

Обнажение - это выход коренных горных пород на дневную поверхность. Обнажения могут быть естественные и искусственные, наземные и подводные и они являются основным объектом наблюдений геолога. Именно обнажения в большинстве случаев позволяют делать открытия, познавать природу и историю давно прошедших и ныне проходящих процессов на Земле, проверять идеи и гипотезы и др. Поэтому важно правильно читать и описывать обнажение. А возможности грамотного чтения (исследования) обнажения определяются знаниями и наблюдательностью. Иногда бывает так, что при хорошей наблюдательности отмеченная "мелочь" может потом помочь решить что-то важное.

Положение обнажения должно быть точно привязано. Привязкой обнаженияназывается совокупность операций по определению положения его на топографической основе с помощью каких-то реперов (глазомерная привязка) или с помощью геодезических приборов или навигатора GPS (инструментальная привязка).

Изучение обнажения -это детальный осмотр обнажения и выяснение всех характеристик состава и строения. Описание обнажения включает привязку обнажения к местности (географическую и топографическую), требуемое по детальности описание состава и строения, зарисовку и фотографирование, а также отбор образцов и проб. В процессе общего осмотра обнажения устанавливается то, что это действительно коренной выход, а не глыба или оползень и т.д. и его размеры, выясняется взаимоотношение слагающих пород и их залегание и состав, а также намечаются места отбора образцов и проб. После этого по необходимости обнажение фотографируется и (или) зарисовывается. И описание и зарисовки должны быть максимально полными и объективными и соответствовать неписаным девизам геологов -"чего не вижу - не пишу", "не записанного и не зарисованного - не наблюдалось". Только записанное и зарисованное в поле на месте наблюдения имеет значение документа. Документация информации ведется в полевом дневнике.

Описание обнаженийпроводится в зависимости от состава и строения наблюдаемых в обнажении образований. Методы описания четвертичных, осадочных, метаморфических и магматических пород,а также простых и сложных обнажений могут различаться довольно значительно, и рассмотрены далее по тексту. В целом при описании обнажений можно использовать следующую схему:

1 - номер обнажения;

2 - местоположение или привязка обнажения;

3 - общие размеры -высота и протяженность обнажения;

4 - вид обнажения;

5 - характеристика горных пород с указанием их вещественного состава, структурно-текстурных особенностей, мощности и т.д.;

6 - условия залегания пород и их взаимоотношения;

7 - зарисовки и фотографирование, если в этом есть необходимость;

8 - отбор образцов и проб.

При описании горных пород,не зависимо от их генезиса, целесообразно придерживаться следующей последовательности:

1 -название породы;

2 -окраска (цвет) породы;

3 -минеральный состав породы;

4 -структура породы;

5 -текстура породы;

6 -крепость (твердость) породы;

7 -характеристика отдельности и трещиноватости;

8 -включения и обособления;

9 -форма геологических тел и их размеры;

10 -изменчивость породы по простиранию и падению;

11 -условия образования и преобразования породы.

Название породыобычно определяется или минералогическим составом и структурно-текстурными особенностями (конгломерат, песчаник кварцевый, гнейс биотито-амфиболовый и т.д.). В названии осадочных пород определяющими, могут быть и ископаемые органические остатки (известняк брахиоподовый), а у магматических пород -петрохимический состав (базиты, ультрабазиты). Полевое определение породы уточняется в камеральный период.

Описание окраски породдолжно быть однотипно -с указанием главного цвета, его интенсивности, насыщенности и оттенков, а также степени однородности окраски. Например, светло-бурый, пестроцветный с чередованием тонких полос светло-зеленого и серого цвета. По возможности, попытаться объяснить, чем обусловлена окраска пород.

Минеральный составпород описывается макроскопически, а в камеральный период уточняется по шлифам под микроскопом. Необходимо различать моно-, би- и полиминеральные разновидности пород, определять соотношение и количественное содержание минералов, а также их размерность, выделять главные (породообразующие) и второстепенные или акцессорные (под микроскопом) минералы. И если возможно -с помощью, лупы даются диагностические признаки минералов.

Структура породопределяется макроскопически и уточняется в камеральный период по шлифам под микроскопом. Она устанавливается исходя из следующих признаков:

1 - степени кристалличности или зернистости породы (скрытокристаллическая, неполнокристаллическая, полнокристаллическая, крупнозернистая);

2 - размеров минералов или зерен (мелкозернистая; мелко-, средне-, крупнокристаллическая, и др.);

3 - формы минералов и их соотношения или идиоморфизма (эти структуры в большинстве случаев можно определить только под микроскопом).

Необходимо помнить, что название структурыопределяется и условиями образования пород. Кристаллические структуры свойственны для магматических пород, кристаллобластические -для метаморфических, кристаллически-зернистые и зернистые -для хемогенных и обломочных осадочных отложений. Причем, структура может указывать не только на генезис (первичную природу) пород, но и на конкретную палеофациальную обстановку их формирования.

Текстура породыопределяется пространственным распределением и расположением в ней разных минеральных компонентов (от однородной до пятнистой, полосчатой, ритмично-полосчатой, линзовидно-полосчатой и т.д.). При описании текстуры необходимо определить, чем вызваны эти неоднородности (цветом, минеральным составом, вещественным составом, структурой и др.). В большинстве случаев в породах с неоднородными текстурами эти неоднородности (полосы, пятна, слойки, линзы, прожилки, шлиры, миндалины, стяжения, включения, ксенолиты, обособления и т.д.) имеют комбинированный характер различий -структурно-вещественный, минерально-цветовой и др. В названии текстур отражаются особенности пространственного распределения минералов или их сообществ (пятнистая, полосчатая, слоистая, миндалекаменная, шаровая, и др.) и их степень упорядоченности или ориентированности. Плоско- или линейнопараллельные, сланцеватые, гнейсовидные и линейно-полосчатые структуры чаще встречаются в метаморфических породах. По степени "упаковки" минералов в породах различаются плотные или компактные и пористые (шлаковая, друзовая) текстуры.

Прочность или крепость породыв полевых условиях определяется достаточно условно. Осадки (пески, супеси, глины и др.) все рыхлые - имеют низшую крепость. Горные породы можно разделить на три группы:1 -слабой крепости, когда ломаются руками; 2 -средней крепости, когда легко разбиваются молотком; 3 -высокой крепости, когда с трудом разбиваются молотком.

Отдельность и трещиноватостьв полевых условиях определяются без труда, но различить одну от другой достаточно сложно, ибо их генетическая природа зачастую близкая. Отдельность возникает в горных породах в процессе выветривания или искусственного раскалывания, а трещиноватость может иметь тектоническую, гравитационную природу, а также возникать и при выветривании. По морфологии отделяющихся блоков горной породы можно выделить наиболее распространенные виды отдельности:1 -мелко-, средне- и крупно-глыбовая, угловатая; 2 -матрацевидная с закругленными краями; 3 -пластовая, плитчатая и тонкоплитчатая;4 -кубовая, ромбоидальная и параллелепипедальная; 5 -столбчатая или призматическая; 6 -скорлуповатая, шаровая, подушечная.

При описании отдельности и трещиноватости необходимо делать замеры элементов залегания поверхностей трещин (азимут простирания, падения и угол падения), давать количественную оценку трещин и размеры блоков.

Включения и обособления, если они встречаются в породах, необходимо изучать и описывать. Включения чаще всего встречаются в осадочных породах (конкреции, секреции и т.п.) и в магматических (ксенолиты, дендриты и т.п.). Включения, природу которых не всегда удается определить, описываются как обособления. Они чаще встречаются в метаморфических породах (реститы, реликты и т.п.). При описании включений и обособлений рекомендуется указывать следующие признаки: форму, вещественный состав, первичность или вторичность залегания, количественное содержание и размеры, характер контакта с вмещающими породами.

Форма геологических телчасто имеет генетический смысл, если при этом учитывается состав слагающих их горных пород. Пластовая форма у осадочных пород (пласты, слои, прослои), пластовая и плитоподобная форма у интрузивных пород (силлы, дайки, жилы), плитообразная форма у эффузивных пород (покровы), куполообразная форма у интрузивных (батолиты, штоки) и осадочно-хемогенных пород (соляные купола), линзовидная форма у интрузивных пород (линзы, жилы) и т.д. Это все простые формы геологических тел, морфология которых может быть определена в одной плоскости (в обнажении или обнажениях). Чаще всего геологические тела имеют формы сложной конфигурации с наличием пережимов, вздутий, карманов, апофиз и т.п. Об истинной форме таких тел можно судить только по результатам наблюдений на многих обнажениях, при прослеживании границ тела по простиранию и падению, т.е. в трех измерениях, а иногда с использованием данных по дешифрированию аэрофотоснимков и бурения скважин. При описании формы геологического тела необходимо определять видимую и истинную мощность их (для пластовых тел), размеры по площади выхода и элементы залегания интрузивных тел и их элементов (апофиз, ответвлений и т.д.), а также размеры и положение во вмещающих породах геологических тел, имеющих граничные формы (линзы, жилы, изометричные мелкие массивы и т.д.).

Изменчивость породыпо латерали и вертикали может иметь первичное и вторичное происхождение, и характеризуется изменчивостью свойств - структуры, текстуры и т.п. Первичная изменчивость характерна, например, для магматических пород -укрупнение структур от зальбандов к центру интрузивных жильных тел. Вторичная изменчивость может быть обусловлена наложенными процессами -метаморфическими, метасоматическими, гидротермальными, тектоническими и т.п. Учитывая это, необходимо давать, по-возможности, более полную характеристику изменчивости и ее генетическую природу.

Условия образования и преобразованияпород определяются по комплексу признаков, полученных в результате изучения и описания вышеперечисленных характеристик. Как отмечалось ранее, генетический смысл несут в себе почти все характеристики - форма тел, условия залегания, вещественный состав и структурно-текстурные особенности. Кроме выяснения генетического типа пород (осадочные, магматические, метаморфические и др.), нужно пытаться воссоздать конкретную палеофациальную или физико-химическую обстановку формирования и преобразования породы. Чаще всего это невозможно сделать без дополнительных петрохимических, петрологических и других методов исследований. Особенно это относится к определению первичной природы и термодинамических параметров метаморфических (гнейсов, амфиболитов и др.) и интенсивно преобразованных пород любого происхождения.

В начале раздела «Описание обнажений» было отмечено, что принципы описания пород разного генезиса имеют свою специфику и могут значительно различаться, поэтому следует привести хотя бы основные особенности.

При изучении и описании осадков (четвертичных отложений)необходимо учитывать, что они (например, в пределах Мурманской области) распространены почти повсеместно, что они все задернованы почвенно-растительным слоем и представлены довольно широким генетическим спектром пород. Это делювиальные, коллювиальные, элювиальные, озерные, речные, ледниковые (гляциальные), водно-ледниковые (флювиогляциальные), морские, эоловые и другие отложения. Изучать осадки лучше всего в естественных обнажениях (по склонам оврагов, в долинах рек, по побережью озер и морей и пр.), в искусственных (в закопушках, канавах и шурфах) и по керну скважин. Наибольшую информацию о строении, составе и фациальных переходах можно получить только в естественных обнажениях.

При описании осадков, кроме изучения вышеуказанных параметров, рекомендуется попытаться определить:

1 - взаимоотношения их с более древними породами;

2 - геоморфологическую приуроченность, т.е. приуроченность к определенным формам или элементам рельефа (это поможет определить их генетический тип и относительный возраст);

3 - инженерно-геологические свойства пород (пластичность, плотность, влагоемкость и пр.).

Дополнительными и очень важными критериями генетической и фациальной принадлежности осадков могут быть результаты споро-пыльцевого, палеокарпологического анализа, но они требуют специальной профессиональной подготовки.

При изучении и описании осадочных горных породособое внимание нужно уделять специфическим особенностям этих пород - типу слоистости, характеру поверхности напластования, возможному наличию органических остатков, степени сортированности и окатанности обломочного материала, характеру и составу цемента и наличию примесей.

Слоистость характеризуется комплексом признаков:

1 - типом (плоскопараллельная, линзовидная, косая, волнистая);

2 - характером границ прослоев (четкий, нечеткий, волнистый и др.);

3 - формой проявления (по крупности зерна, по цвету, по литологии и мощности прослоев и т.д.).

Исследовать слоистость нужно обязательно, поскольку она указывает на генезис пород. Например, параллельная слоистость формируется в спокойной среде, косая -в условиях движения воды или воздуха, диагональная -свидетельствует о формировании ее в устьевых участках водных потоков.

Изучение общего характера рельефа поверхностей напластования также помогает выяснить происхождение и условия залегания толщ. Например, на них могут быть обнаружены отпечатки следов живых существ, листьев растений, знаков волновой и ветровой ряби, волноприбойных знаков, пляжевых фестонов, отпечатки капель дождя, иероглифов и т.д.

В осадочных горных породах могут быть остатки древнейших организмов (окаменелостей) в виде скелетных образований, отпечатков, следов жизнедеятельности и др. К сожалению, в осадочных горных породах палео- и неопротерозоя Мурманской области обнаружены только микрофоссилии (микроскопические остатки) и строматолиты (карбонатные постройки -биогермы), поэтому провести тематическое исследование с породами, содержащими реликты фауны и флоры, невозможно. Важно запомнить одно -при обнаружении этих остатков необходимо тщательно задокументировать обнажение, место нахождения, степень сохранности, количество, ориентировку, приуроченность к типу пород, характер фоссилизации и систематическую принадлежность реликтов организмов, и их таксономическое определение. Наиболее полный ответ на последнее могут дать профессионалы либо в специальной лаборатории. Для этого необходимо с максимальной осторожностью, сохранностью и представительностью отобрать образцы с реликтами фауны или флоры и провести соответствующую документацию. И еще одно правило -нельзя смешивать окаменелости из разных слоев!Кроме того, следует знать, что описание обнаруженных органогенных построек в осадочных горных породах имеет свою специфику. Нужно указывать форму, размеры, внутреннее строение, тип и пространственно-временные взаимоотношения с вмещающими породами (т.е., условия залегания и время формирования), так как эти признаки могут указывать на фациальные условия образования осадочных пород.

Степень сортированности обломочного материала характеризуется по процентному соотношению обломков минимального и максимального размера и по разнице этих величин. При изучении степени окатанности важно обратить внимание на возможное наличие штрихов и борозд на гальках и валунах. Они, в большинстве случаев, свидетельствуют о воздействии на них ледника. При характеристике цемента осадочных обломочных пород следует определять его состав (глинистый, карбонатный, кремнистый, железистый и т.д.), цвет, однородность, пористость, твердость, тип (базальный, поровый, контактный),а также соотношение цементирующей массы и обломочного материала. Для глин, суглинков и других глинистых пород нужно определять качественную характеристику степени пластич­ности и наличие песчаных и известковых примесей. Она определяется по способности к раскатыванию в трубочку размоченной в воде породы и по степени растрескивания после высыхания (слабопластичная растрескивается). Содержание известковых примесей в цементе определяется по реакции с соляной кислотой, а песчаных примесей -при растирании между пальцами. В глинистых породах, как и в карбонатных, могут присутствовать различные примеси. Наличие битуминозных примесей определяется органолептическим методом по резкому чесночному запаху при ударе молотком по породе. Окремненные породы более твердые. Доломитизированные породы определяются по отсутствию или слабой реакции с соляной кислотой, ожелезненные, глауконитсодержащие -по окраске и т.д. Чистые известняки имеют белый или серо-белый цвет и бурную реакцию с соляной кислотой.

При изучении и описании магматических (интрузивных и эффузивных) породосновной отличительной особенностью является необходимость изучения их контактов с вмещающими отложениями (породами). Обязательно нужно установить структурную форму контакта (интрузивный, тектонический, трансгрессивный и др.) и его положение в пространстве, элементы залегания и строение поверхностей контакта, ориентировку структурно-текстурных элементов по обе стороны от контакта (в зоне экзо- и эндоконтакта), а также изменение пород в зоне экзо- и эндоконтакта. В зоне экзоконтакта возможно ороговикование, окварцевание, появление скарнов и прочих продуктов термального или метасоматического метаморфизма. В зоне эндоконтакта могут быть отличия по кристалличности, минеральному составу и веществу от удаленных частей массива, трещиноватость (залеченная и незалеченная), наличие ксенолитов, шлиров, включений и т.д. Кроме того, большее внимание должно уделяться характеристике цвета, степени кристалличности, содержанию в них кварца, полевого шпата, оливина и др. Важными признаками являются форма отдельности и условия залегания, а также характер вторичных изменений породы. Кроме того, в интрузивных породах нужно определить характер неоднородности, положение первичных линейных и плоскостных элементов, а в эффузивных - зональность, миндалекаменные текстуры и прочие признаки, свидетельствующие о пространственном положении пород, о направлении течения лав, о удалённости от центра извержения и т.д.

Изучение и описание метаморфических породпроводится в целом в соответствии с изложенными выше принципами, являющимися общими для любых типов пород. Но при этом нужно учитывать отличительные особенности минерального состава, структур, текстур и других признаков, которые могут иметь полигенную природу. В областях развития метаморфических образований изучение отдельных обнажений требует знания ряда специфических особенностей метаморфических пород и умения их наблюдать и правильно интерпретировать. В отличие от нормальных, не затронутых метаморфизмом осадочных горных пород, первоначальная природа и условия образования сланцеватых и полосчатых метаморфических пород в большинстве случаев не ясны. В глубоко метаморфизованных породах, обладающих полосчатой и сланцеватой текстурой, сланцеватость и полосчатость не всегда могут быть отражением первичной слоистости нормальных осадков.

Тем не менее, в некоторых участках или обнажениях сохраняются реликты первичных текстур (ритмичная слоистость, тонкопараллельная полосчатость, косая слоистость, сложная слоистость, знаки ряби, волноприбойные знаки, текстуры обломочных пород, трещины усыхания, коры выветривания, текстуры вулканогенных пород и др.). Наряду с этим, в процессе метаморфизма пород могут возникать вновь образованная полосчатость и другие текстуры -сегрегационная, метасоматическая и мигматитовая полосчатость и полосчатость метаморфической дифференциации (даже в первично однородных породах), текстуры, похожие на миндалекаменные, обломочные, подушечные и т.п. Также при метаморфизме и ультраметаморфизме в породах образуются:

а) кристаллизационная сланцеватость и кливаж разных генетических типов (течения, скольжения, разлома, напластования и др.);

б) полосчатость (кливажная, сегрегационная, метаморфической дифференциации, вязких тектонических потоков и т.д.);

в) линейные текстуры с минеральной, агрегатной, породно-линзовидной и др. линейностью;

г) структуры будинажа;

д) мигматиты разных типов (агматиты, напоминающие по внешнему виду эруптивную брекчию, диктониты или ветвистые мигматиты, артериты или послойные, "птигматиты" и теневые полосчатые и пятнистые мигматиты);

е) вторичные обособления -прожилки и линзы кварцевого, гранитного и др. состава, формы кристаллов роста (обычные, скелетные, футлярные, ксеноморфные, псевдоморфные, агрегатные, дендритовидные и др.).

Метаморфические процессы приводят не только к изменению первичного вещественного (минерального) состава, но и петрохимического.

При изучении комплексов метаморфических пород кроме проблемы первичного происхождения существуют проблемы составления частных разрезов и колонок и "стратиграфических" колонок, потому что в породах обнажения редко удается определить подошву и кровлю («верх-низ») и, кроме того, складчатые и разрывные деформации неимоверно усложняют строение.

Осознавая всю сложность документации обнажений, сложенных метаморфическими породами, не нужно отчаиваться. Как и в других случаях, здесь необходимы тщательное изучение и фиксация в дневнике (записи, зарисовки, фотографии) всех компонентов (признаков) и, по возможности, нужно пытаться определить их первичность-вторичность. Очень часто, даже применение комплексных исследований (петрохимических, петрологических и др.) не позволяет ответить на этот вопрос.

При проведении маршрутных или картировочных работ на каждом обнажении необходимы также систематические наблюдения над малыми структурными формами -кливажём, линейностью, мелкими складками и складками разных порядков и генетического типа (складки изгиба, волочения, течения и др.). Наблюдения включают описание форм, размеров складок и их элементов, замеров залегания структурных элементов складок (крыльев, осевых поверхностей, шарниров, сланцеватости, полосчатости, линейности и др.).

Изучение и описание условий залегания и взаимоотношений горных пород

Условия залегания горных пород характеризуются несколькими признаками -формой залегания геологических тел, элементами залегания поверхностей напластования, плоскостями контактов, структурными элементами складок, тектоническими нарушениями и их элементами.

Форма залеганиягорных пород может быть определена как в отдельном обнажении, так и по серии обнажений, или только на основании данных по большой территории и с привлечением массы дополнительных признаков.

Форма залегания интрузивных магматических тел определяется по соотношению их с вмещающими породами. Она может быть согласной (конкордантной) или секущей (дискордантной). Согласные контакты имеют чаще всего силлы, факолиты и лополиты. И залегают они в соответствии с положением вмещающих их осадочных, вулканогенных или метаморфических пород наклонно или складчато. Характер залегания секущих интрузий зависит от расположения той полости или трещины, в которую внедрялся магматический расплав.

Форма залегания слоистых осадочных, вулканогенных и метаморфических образований может быть первичной (ненарушенной) и вторичной (нарушенной), горизонтальной, наклонной или складчатой. Горизонтальное положение образований может наблюдаться при нормальном залегании, при опрокинутом и в пакетах изоклинальных складок с горизонтальными осевыми поверхностями. При нормальном горизонтальном залегании в районах с пересеченной местностью наиболее древние пласты лежат в пониженных частях рельефа, а более молодые -в повышенных. При наклонном нормальном залегании - возможны три варианта их положения:

1 - вверх по склону располагаются более молодые пласты, если плоскости напластования падают в сторону противоположную наклону склона;

2 - вверх по склону лежат более древние породы, если поверхность склона и поверхности напластования падают в одну сторону и падение пород круче, чем падение склона;

3 - если поверхности склона и напластования совпадают, то вверх по склону будет простираться один уровень пород.

Для выявления истинной последовательности напластования важное значение приобретает определение "низа-верха", т.е. подошвы и кровли слоев. При хорошей сохранности первичных текстурных признаков пород это можно сделать, изучая:

а) текстурные особенности поверхностей напластования (в породах осадочного происхождения выявление на них знаков ряби, иероглифов, трещин усыхания и других признаков, а в пирокластических отложениях - вмятин от бомб и крупных обломков);

б) градационную слоистость - т.е.распределение обломочного материала по степени сортированности в слоистых сериях аквального (в водных условиях) происхождения;

в) поведение косой слоистости, которая при нормальном залегании плавно причленяется в основании слоя и резко выклинивается у его кровли;

г) мощность зон закалки у застывших лав (в кровле она больше в несколько раз, чем у подошвы) и наличие миндалекаменных (амигдалоидных) текстур, которые концентрируются в основном у кровли потока;

д) комплексы ископаемых органических остатков.

Описание условий залегания пород должно сопровождаться замерами или определениями истинных мощностей пластовых тел.

При неизменной истинной мощности слоя ширина его в обнажениях зависит от угла наклона слоя и формы земной поверхности (характера рельефа). Эти зависимости исчерпываются шестью вариантами и процедура вычисления истинной мощности несколько сложнее, чем при горизонтальном залегании слоев. Все необходимые формулы приведены в первой главе. На карте мощность слоя может быть определена с применением метода заложения по стратоизогипсам.

В обнажениях и участках, сложенных смятыми в складки образованиями, после характеристики пород нужно сделать описание складок и определить: морфологический тип складок; высоту и ширину (размах крыльев) складок; наличие осложняющей дополнительной складчатости; строение замка и крыльев складок с указанием углов и азимутов их наклона; направление и угол погружения или воздымания шарнира; положение и пространственную ориентировку осевой плоскости; кливаж и его соотношение со структурными элементами складок; сланцеватость, линейность и бороздчатость.

В тех случаях, когда невозможно сделать непосредственные замеры пространственного положения шарнира (Ш), осевой поверхности (ОП) или следа осевой поверхности (СОП) и линейности (Л), их можно определить путем нанесения дополнительных замеров на сетку Вульфа, Ламберта или Шмидта. Для определения положения шарнира нужно делать замеры положения крыльев складок, для определения ОП складки - замерыследов осевой поверхности (СОП) в двух проекциях, для определения положения линейности - замерысланцеватости (СЦ) и полосчатости (ПС) и угла падения линейности (Л) и т.д.

Тектонические нарушенияустанавливаются по геологическим и геоморфологическим признакам на местности и по аэрофотоснимку. Из геологических признаков наиболее надежные следующие:

1 - зеркала и борозды скольжения на поверхностях срывов в горных породах;

2 - зоны тектонических брекчий, катаклаза, милонитизации, интен­сивной трещиноватости и рассланцевания;

3 - закрытые трещины, выполненные жильным материалом;

4 - видимые смещения частей пластов, жил, даек, слоистости или иных структурно-текстурных элементов;

5 - несоответствие в строении смежных участков обнажения либо соседних обнажений, расположенных на одном и том же гипсометрическом уровне в районах с простым строением,

6 - присутствие крупных блоков аллохтонных пород;

7 - выпадение отдельных интервалов разрезов или их повторение (в районах с простым горизонтальным, либо моноклинальным залеганием пород);

8 - резкий обрыв (окончание) структур по падению и простиранию.

Тектонические нарушения в той или иной мере проявляются в формах рельефа и поэтому, неплохо дешифрируются на аэрофотоснимках местности. На наличие нарушений могут указывать линейно ориентированные депрессии или возвышенности, эскарпы (сбросовые уступы), фасеты (треугольные грани отрогов) и др. Но необходимо помнить -прежде чем связать возникновение формы рельефа с проявлением нарушений, нужно проверить все возможные другие пути ее происхождения, так как эти признаки могут обладать конвергентностью (многозначностью). При документации тектонических нарушений необходимо указывать:

1 - элементы залегания плоскости разрыва;

2 - наличие оперяющих трещин, разрывов и их пространственное положение;

3 - направления и амплитуды перемещения вдоль сместителя;

4 - тип нарушения (сброс, взброс, сдвиг, надвиг, раздвиг и т.д.);

5 - строение зоны разлома и ограничивающих ее поверхностей (форма, мощность, поведение по простиранию и падению, ориентировка штрихов и зеркал скольжения, характер выполнения -брекчии, катаклазиты, милониты, ультрабластомилониты и др.);

6 - соотношение со слоистостью, сланцеватостью и трещиноватостью пород, со складками, а также с разрывами разных направлений;

7 - состав пород и условия залегания их на крыльях;

8 - связи (возможные) с соответствующими формами рельефа местности.

Элементы залегания поверхностей напластования, плоскостей кон­тактов, структурных элементов слоистых толщ, складчатых сооружений и разрывных тектонических нарушений измеряются с помощью горного компаса и записываются в полевом дневнике в сокращенном виде (например, аз. пад. Сц315°45°).При вертикальном положении плоскости записывается азимут простирания ее -аз. прост. 270°либо - аз. прост. 27090°.

По возможности элементы залегания наносятся на карту фактического материала, на топокарту или на аэрофотоснимок.

Изучение взаимоотношениймежду геологическими телами подразумевает наблюдения над сочетаниями различимых типов пород, условиями их залегания в обнажениях и на территориях и пространственно-временным расположением относительно друг друга (что выше, а что ниже; согласное или несогласное; что чего сечет; и др.). В конечном итоге, это приводит к выяснению относительной (исторической) последовательности формирования и преобразования геологических образований на исследуемой территории.

При изучении взаимоотношений между геологическими телами необходимо направлять внимание на выявление несогласий, что далеко не просто. Несогласия определяют не только пространственное, но и историческое соотношение разновозрастных, преимущественно слоистых горных пород. Они могут возникать как при участии, так и без участия тектонических процессов (движений). При обнаружении несогласия нужно попытаться дать следующие характеристики:

1 -признаки, по которым выявлено несогласие (угловое перекрытие, контрастный переход, наличие конгломератов, резкое различие в степени метаморфизма и др.);

2 -строение поверхности несогласия (конфигурация, наличие карманов или выступов, кор выветривания, ожелезненных зон и др.);

3 -состав и строение пород, залегающих выше и ниже поверхности несогласия, а также структурные элементы залегания их;

4 -вид несогласия (первичное, вторичное, стратиграфическое, структурное, параллельное, облекающее, прилегающее, угловое, литологическое, конседиментационное, тектоническое, локальное, региональное, азимутальное или картографическое и др.).

Несогласия фиксируют перерыв в осадконакоплении. Сравнительно легко устанавливается несогласие:

1 -если во время перерыва была структурная перестройка, тогда последующие (молодые) комплексы налегают с угловым несогласием;

2 -при налегании осадочных или эффузивных толщ на размытую поверхность более древних кристаллических (интрузивных или метаморфических) пород, и тогда можно видеть захороненный рельеф, карманы, сложенные корами выветривания или дезинтегрированными породами;

3 -при налегании лавовых покровов на осадочные, метаморфические или интрузивные породы.

Очень трудно выявляются несогласия между слоями близкого литологического состава и, когда они параллельные или согласно прилегающие.

Описание искусственных обнажений.

В районах с недостаточной обнаженностью с целью получения дополнительной информации и фактических данных используются искусственные обнажения -наземные (шурфы, канавы, карьеры, дорожные выемки и др.) и подземные (штольни, штреки и др.) горные выработки и буровые скважины. Правила документации искусственных обнажений аналогичны документации естественных обнажений. В канавах и шурфах документируются стенки и дно выработки, в карьере -стенки и, по возможности, уровневые срезы, в подземных выработках -стенки, дно, кровля и забой, а в скважинах -керн.

Буровая скважина -это выработка цилиндрической формы с небольшим поперечным сечением. Она имеет устье, ствол и забой. Боковая поверхность ствола -стенки ствола (скважины). Виды бурения: ручное (ударное, ударно-вращательное и вращательное) и механическое (вращательное дробовое, твердосплавное и алмазное). В большинстве случаев бурение ведется с отбором керна. Керн -это горные породы, поднятые из скважины буровой ложкой, змеевиком или желонкой при бурении в мягких и рыхлых породах, либо буровой трубой при механическом бурении. Основной недостаток кернового материала в качестве источника информации -перемешивание при бурении, неполная извлекаемость за счет истирания и вымывания, трудности при ориентировке керна и др. Описание керна ведется поинтервально с фиксацией всех наблюдаемых признаков, после чего составляется разрез по скважине. При возможности проведения каротажа скважины (геофизические методы исследования) разрез может быть уточнен.

Наблюдения над современными (и недавнего прошлого) геологическими процессами.

При геологическом картировании необходимо в общем виде фиксировать результаты геологических процессов давнего, недавнего прошлого и современных природных проявлений, а также следы проявлений, вызванных деятельностью человека. Это формы рельефа и образования, обусловленные:

1 - жизнедеятельности человеческой цивилизации;

2 - геологической деятельности рек, ручьев и временных потоков (водотоков) и моря (формы долин, террасы, пороги, водопады, конусы выноса, аллювий, пляжи и др.);

3 - гравитационного перемещения осадков и дезинтегрированных образований, а также солифлюкции (делювий, коллювий, оползни и др.);

4 - некоторые элементы эоловой аккумуляции;

5 - современного химического и физического выветривания (почвы, элювий, коры выветривания, делювий, продукты десквамации и др.);

6 - неотектонических движений (изостазии, землетрясений и др.);

7 - разных типов и этапов жизни озер и болот;

8 - деятельности ледника этапов экзарации (выпахивания), переноса и аккумуляции (формы - фиорды, бараньи лбы, друмлины, нунатаки, озы, камы; морена - боковая, срединная, внутренняя, конечная и донная; флювиогляциальные отложения -ленточные глины, косослоистые пески и т.д.). Древняя метаморфизованная морена (тиллиты) может быть обнаружена среди архейских и протерозойских метаморфизованных пород.

Как и при прочих описаниях обнажения и участков обнажений, в данном случае необходимо давать максимально детальное описание всех признаков -формы, строения, масштаба распространения, мощности, состава и т.д.

Кроме вышеуказанных процессов, к современным процессам относится деятельность подземных вод. Поэтому необходимо уметь давать качественную оценку проявлений подземных вод (напорные и безнапорные источники) и их возможный генезис и приуроченность. Качественная характеристика включает определение температуры, запаха, вкуса, наличие минерализации и выпадение осадков.

Опробование

При геологических работах существует большое число видов опробования:

1 – отбор образцов, сколков на шлифы и проб горных пород на химический, литологический, палеонтологический, радиологический и др. методы анализа;

2 - шлиховое опробование;

3 - гидрогеохимическое опробование;

4 - фитогеохимическое, зоогеохимическое, торфометаллометрическое, почвенное;

5 - металлометрическое, металлогеническое и др.

Виды и методика опробования, объем проб и требования к качеству проб обусловлены, в первую очередь, целью и задачами опробования и, во-вторых, степенью однородности и зернистости (кристалличности) пород. Например, для представительного анализа химического состава мелкозернистой, однородной породы достаточно штуфа весом1-1.5кг, а для выделения необходимого количества циркона (на определение его возрастаU-Pbметодом) из габбропироксенитов нужны сотни килограммов породы.

Шлиховое опробование(шлиховая съемка) -эффективный метод поискового опробования рыхлых подпочвенных пород, русловых отложений, кос, обрывов, речных террас, нижних частей бортов рек, конусов выноса и др. Направлено оно на выявление коренных месторождений и различных видов россыпей тяжелых металлов и минералов (сфена, хромита, золота и др.). Методика отбора проб при этом различная, но наиболее практичен путь - рекогносцировочные пробы, затем сгущение, а при положительных результатах -детализация и оконтуривание полезного объекта.

Из шлиховой пробы в несколько килограмм получается шлих весом10-100грамм. Шлиховую пробу промывают в деревянном специальном лотке или металлическом ковше.

Первая стадия промывки -удаление крупных галек и осторожное отмучивание глинистых частиц путем многократного ворошения материала в лотке (ковше) с водой.

Вторая стадия промывки-путем встряхивания и покачивания лотка с пробой в воде легкие части­цы постепенно смываются через край лотка до получения «серого шлиха».

Третий этап -наиболее ответственный -доводка шлиха путем наиболее полного смывания оставшихся легких минералов. Затем шлих высушивается, высыпается в пакетик и нумеруется. При камеральной обработке шлих разделяется на магнитную, электромагнитную и немагнитную фракции, потом производится фракционирование в жидкостях по плотностным свойствам. После диагностики всех минералов оценивается их содержание в шлихе в процентах, а данные наносятся на карту шлихового опробования. Наиболее распространенные минералы в шлихах (тяжелых шлихах) на Кольском полуострове -гранат, пироксены, амфиболы и рудные (магнетит, титаномагнетит и др.).

Фитогеохимическое опробованиесоставляет основу фитогеохимического метода поисков полезных ископаемых. Отобранный материал (опавшие и неопавшие листья, мох, определенные виды растений и т.д.) высушивается и сжигается. Оставшаяся зола затем анализируется. Содержание элементов выше фонового для этого материала и являются поисковыми признаками.

При гидрогеохимическом опробованиииз проб воды объемом в 1литр путем химических реагентов осаждаются растворенные в них соли, элементы и взвесь. Затем сливается чистая вода, осадок фильтруется, высушивается и взвешивается. После этого сухой остаток анализируется. Повышенное содержание того или иного элемента является, как и в предыдущем случае, положительным поисковым признаком.

При фитогеохимическом, гидрогеохимическом и некоторых других видах опробования необходимо (обязательно!) учитывать влияние промышленного загрязнения окружающей среды. Например, в пределах Кольского полуострова оно сильно проявлено вокруг предприятий городов Никеля, Мончегорска, Кировска и Апатитов. Данные по загрязнениям опубликованы во многих работах экологов КНЦ РАН.

Горные и буровые работы

Горные работы включают в себя производство закопушек, шурфов и канав. Они проводятся при геологической съёмке в том случае, если обнажённость района плохая и мощности перекрывающих рыхлых отложений незначительны.

Буровые работы – это бурение картировочных неглубоких скважин, вскрывающих коренные породы. Они проводятся при геологической съёмке в том случае, если обнажённость района плохая и мощности перекрывающих рыхлых отложений не превышают первых десятков метров.