8. Уктусский ультраосновной массив

Целью экскурсии является знакомство с ультраосновными породами Уктусского массива, методикой полевых исследований (описания обнажений горных пород в естественном залегании) и изучением долины р. Патрушихи. Студенты на экскурсию собираются у 3-го учебного корпуса (ул. Мира, 28) в 8-50 и отъезжают троллейбусом в 9-00 до остановки Уктус.

Географо-экономические сведения

Массив расположен к югу от г. Екатеринбурга вблизи его окраины и слагает расчлененную возвышенность с относительной высотой над уровнем р. Исеть около 60 м. Наиболее возвышенные участки, как правило, приурочены к выходам дунитов.

Поселок Уктус был основан вокруг казённого железоделательно­го завода в 1704 г., когда Петру I для войны со шведами потребовалось большое количес­тво металла для пушек. Посёлок получил свое название по реке Уктус, которая при советской власти стала именоваться по названию ее левого притока − р. Патрушихой. В 500 м выше каменного моста (троллейбусная остановка «Уктус») сохранились остатки пло­тины пруда Уктусского завода. На ле­вом берегу р. Патрушихи размещаются цеха лифтостроительного завода и основные гражданские постройки поселка Уктус.

Геолого-петрографическая характеристика

Массив площадью около 50 км² имеет в плане овальную форму, слегка вытянут в меридиональном направлении и залегает среди вулканогенно-осадочных толщ предположительно силурийского возраста. Внутри массива обособляются интрузивные породы − пироксениты, дуниты и габбро; дуниты образуют три обособленных тела − южное, центральное и северное. Габбро отделены от дунитов полем пироксенитов и слагают восточную часть массива. В зоне контакта пироксенитов и дунитов в небольших количествах местами встречаются гарцбургиты и верлиты.

Дуниты представляет собой темно-зеленые почти мономинеральные массивные породы мелкозернистой структуры, значительно серпентинизированные, буреющие на поверхности. В пироксенитах и габбро отчётливо наблюдается полосчатость. В пироксенитах она проявляется в чередовании полос или линз перидотита и пироксенита, в вытянутости выделений магнетита и в развитии серпентинизации. В габбро полосчатость наблюдается в закономерном расположении шлиров, состоящих из смеси полевых шпа­тов и моноклинного пироксена, а также в ориентировке минеральных зерен.

Пироксениты представляет собой тёмно-зелёные крупно- или среднезернистые, иногда порфировидные породы и состоят из пироксе­на, часто с небольшой примесью оливина, и постоянной незначитель­ной примесью магнетита. Пироксениты повсеместно затронуты серпентинизацией. Серпентин в пироксенитах развивается за счет, как оли­вина, так и пироксена. Пироксениты нередко значительно амфиболитизированы.

Габбро имеют средне- и крупнозернистую структуру, состо­ят из соссюритизированного плагиоклаза и в различной степени изме­нённого моноклинного пироксена. Характерной особенностью ультраосновного массива является преимущественное развитие в нем систем трещин и разрывных нарушений северо-западной и северо-восточной ориентировки.

Описание маршрута

Маршрут начинается на правом берегу р. Исети, в устьевой части р. Патрушихи, у каменного моста, сложенного из бу­тового камня, памятнике архитектуры начала XIX в.

Точка наблюдения 1 (ТН 1). В настоящее время, когда воды пруда спущены хорошо видно строение русла реки Патрушиха. Река здесь имеет широкую (300-400 м) корытообразную доли­ну с крутым скальным правым берегом и террасированным высоким ле­вым берегом.

Скальные выходы на правом берегу реки сложены породами чёрного, темно-зелёного цвета средне- крупнозер­нистой структуры, массивной текстуры, по составу представлены пироксенитами и перидотитами, слабо серпентинизированными.

Рис. 11. Схема геологического строения Уктусского ультраосновного массива

ТН 2. На этом участке русло реки делает меандрирующий из­гиб, используя зоны дробления и выветривания тектонических нарушений. С этой точки хорошо видны надпойменные эрозионно-аккумулятивные террасы левого берега и реликты эрозионных террас правого берега. В пойменной части от­чётливо выделяется пойменные и старичные отложения. На берегу реки можно видеть отложения русловой отмели и береговой вал. На склоне массива отчётливо выделяется лощина, образовавшаяся вдоль геологического контакта дунитов и перидотитов и в результате развития в этой же зоне тектонической трещиноватости северо-западного направления.

ТН 3. Заброшенный дунитовый карьер № 1 по разработке дунитов размеры в плане 60х30 м. Борта отвесные с высотой до 12 м. Разрабатывался в 50-е годы XX столетия для получения магнезиальных огнеупоров.

Выработкой вскрываются дуниты черного цвета с зеленоватым оттенком, массивные, мелко- среднезернистые. С поверхности поро­ды выветрелые, из-за чего их цвет становится светло-коричневым. Толщина корки выветривания 1-2 см. Окраска корочки выветривания обусловлена наличием глинистого минерала − керолита и гидрокарбоната магния.

В дунитах наблюдается густая сеть тектонических трещин. По плоскостям некоторых систем трещин фиксируется серпентинизация дунитов с образованием корок серпентина толщиной до 0,5 см. Сер­пантин светло-желто-зеленый. На плоскостях трещин видны борозды скольжения и уступчики, по которым можно определить на­правления перемещения блоков. В восточном борту карьера в его верхней части наблюдаются результаты процесса десквамации, приводя­щие к образованию шаровой скорлуповатой отдельности. Наиболее ин­тенсивно десквамация проявлена в зоне тектонического нарушения с падением на север. Здесь же наиболее интенсивно проявлены и процессы химического выветривания.

В восточном борту карьера можно увидеть пример бороздового опробования коренных пород в виде борозд длиной 0,5 м, шириной до 10 см и глубиной 3-5 см.

ТН 4. Дунитовый карьер № 2 размером 35х45 м с высотой бортов 15 м. расположен в краевой зоне дунитов, вследствие чего дуниты более трещиноватые, более интенсивно серпентинизированные и по трещинам наблюдаются прожилки магнезита. Трещины более пологие и в верхней части имеют куполообразный изгиб.

ТН 5. Далее по маршруту на крутом склоне реки небольших размеров коренные выходы перидотитов. Горные породы темного цвета, чаще полосчатые или рассланцованные и реже массивные, мелко- среднезернистые. Пространство между коренными выходами задерновано, но геологическим молотком можно вскрыть растительный слой и докопать до делювия, представленного остроугольными обломками перидотитов, сцементированных глинистой породой темно-зеленого цвета.

ТН 6. Коренные гребневидные выходы пироксенитов на берегу водоёма. Горные породы от чёрного до тёмно-зелёного цвета, средне- крупнозернистые, массивные. В обнажении хорошо наблюдаются тектонические трещины различных направлений.

Экскурсионные задания

1. Нарисовать поперечный профиль р. Патрушихи, взяв за основу рисунок схемы строения речной долины (рис. 12)

2. Определить скорость течения реки методом поплавка, среднюю площадь сечения водного потока с введением поправочного коэффициента 0,82 и расход воды в реке.

3. Сделать зарисовку обнажения в первом дунитовом карьере.

4. Отобрать образцы дунитов с корочкой выветривания, перидотитов и пироксенитов.

5. Произвести замеры элементов залегания трещиноватости в обоих карьерах.

6. Что такое кора выветривания, профиль выветривания, какие зоны в нем выделяют?

Рис.12 Схема речной долины