Научный редактор проф. И. А. Одесский учебная геологическая практика в ленинградской области
| Вид материала | Методические указания |
- Конституцией Российской Федерации, федеральными закон, 318.73kb.
- Ленинградская область областной закон о дорожном фонде Ленинградской области, 28.21kb.
- В попов Ведущий редактор а борин Научный редактор э эидеиилпер Редамор в попов Художник, 8286.23kb.
- Учебной техники для основной и средней (полной) общеобразовательной школы: Сб перечней/Научный, 7547.77kb.
- М. А. Рыбалко (отв редактор), проф, 973.68kb.
- Доклад о состоянии гражданской обороны муниципального образования Кировский муниципальный, 171.25kb.
- Доклад первого заместителя председателя комитета по местному самоуправлению, межнациональным, 128.32kb.
- Правительство ленинградской области постановление от 6 февраля 2009 г. N 18 о долгосрочной, 1451.81kb.
- Совет депутатов муниципального образования войсковицкое сельское поселение гатчинского, 217kb.
- Ю. Ф. Воробьев, д-р экон наук, проф. (отв редактор), 2350.82kb.
1 2
2.2.4. Особенности изучения и описания
форм залегания горно-породных тел
Как известно, первичной формой залегания горно-породных тел являются горизонтально залегающие пласты, представленные осадочными, вулканогенными и метаморфическими горными породами. Горизонтальное залегание всегда характеризуется устойчивой связью одновозрастных образований с определенными гипсометрическими отметками рельефа. При этом более древние пласты обнажаются в понижениях рельефа, а более молодые – приурочены к повышенным его частям. Данное обстоятельство необходимо учитывать при нанесении результатов наблюдений на топографическую основу и протягивать границы разновозрастных пластов с учетом изгибов горизонталей.
К вторичным формам залегания относятся наклонное (моноклинальное) и складчатое. К вторичным формам залегания следует также относить тела, сложенные магматическими и метаморфическими горными породами, так как в их образовании участвуют эндогенные процессы.
При наклонном залегании пластов следует, прежде всего, обратить внимание на их возрастную последовательность, которая может оказаться обратной (в случае их опрокинутого залегания). Для выяснения данного обстоятельства используют наблюдения над гиероглифами поверхностей напластования, а также особенностями внутрислоевых структур и текстур и органических остатков, указывающих на возраст пород.
Изучение и описание складчатых форм рекомендуется начинать с характеристики пород, в которых они развиты. Далее отмечаются: 1) строение замка и крыльев складок с указанием углов и азимутов их наклона; 2) положение и пространственная ориентировка осевой поверхности; 3) направление и угол погружения или воздымания шарнира; 4) морфологический тип складок; 5) высота и ширина складок; 6) наличие осложняющей дополнительной складчатости; 7) кливаж и его соотношение со структурными элементами складок (послойный, веерообразный, параллельный).
Форма залегания интрузивных магматических тел определяется их положением относительно вмещающих пород. Эти формы могут быть согласными (пластовыми) или несогласными (секущими).
2.2.5. Особенности изучения и описания разрывных нарушений
Под тектоническими нарушениями в данном случае понимают параклазы, т.е. нарушения с видимым смещением соседних блоков друг относительно друга. Признаками этих нарушений являются: 1) сам факт видимого смещения нарушенных элементов геологических тел; 2) зеркала и борозды скольжения по поверхности горных пород; 3) зоны тектонических брекчий, катаклаза, милонитизации, интенсивной трещиноватости и рассланцевания; 4) несоответствие в строении смежных участков обнажения (борт речной долины, стенка карьера), расположенных на одном гипсометрическом уровне; 5) присутствие крупных блоков аллохтонных пород, вынесенных из глубины; 6) выпадение отдельных интервалов разреза или, наоборот, их повторение; 7) резкое окончание структур по простиранию и падению.
Признаками молодых тектонических нарушений могут быть спрямленные элементы рельефа (опускания, возвышенности, ущелья, долины рек и т.п.).
При документации установленных разрывных нарушений отмечают следующие особенности: 1) элементы залегания поверхности сместителя; 2) строение зоны дислокации и ограничивающих ее поверхностей (форма, мощность, поведение по простиранию и падению, ориентировка штрихов и зеркал скольжения); 3) характер выполнения полостей по сместителю (брекчии, жильные массы, рудная или нерудная минерализация); 4) состав пород и условия их залегания на крыльях; 5) наличие оперяющих разрывов и трещин и их пространственное положение; 6) тип нарушения (сброс, взброс, раздвиг и т.п.); 7) направления и амплитуда перемещения блоков вдоль сместителя; 8) соотношение со слоистостью, сланцеватостью и трещиноватостью пород, со складками, а также разрывов различного направления между собой; 9) связь с соответствующими формами рельефа на местности.
При наблюдениях над формами горно-породных тел и осложняющими их тектоническими разрывами особое значение приобретают замеры элементов залегания наблюдаемых поверхностей (границ слоев поверхностей разрывов). Эти элементы замеряют с помощью горного компаса, фиксируют в полевом дневнике и наносят (в случае необходимости) на топографическую основу. Последнюю операцию рекомендуется выполнять сразу же после замера в точке наблюдения во избежание возможных ошибок при ее выполнении в камеральных условиях.
2.2.6. Особенности изучения и описания
геологических несогласий
Чрезвычайно важным объектом полевых наблюдений являются признаки стратиграфических несогласий между горно-породными телами, которые свидетельствуют о перерывах в осадконакоплении. К таким признакам относятся: 1) выпадение из разреза каких-либо стратиграфических комплексов; 2) различные элементы залегания подстилающих и перекрывающих их комплексов отложений; 3) налегания осадочных и эффузивных толщ на размытую поверхность интрузивных магматических пород или лавовых покровов на осадочные отложения.
Описание стратиграфических несогласий должно содержать следующую информацию: 1) тип несогласия (параллельное, угловое, структурное); 2) критерии выделения (присутствие базального конгломерата в основании вышележащей серии, различие элементов залегания контактирующих геологических тел, контрастность контактов между этими телами и т.п.); 3) строение поверхности несогласия (сглаженная или неровная с вымоинами, карманами и выступами, со следами выветривания, ожелезнения и т.д.).
2.2.7. Особенности изучения и описания
четвертичных отложений
Четвертичные отложения, как правило, обладают пестрым составом и сложным строением, что связано с разнообразием их генетических типов и сильной фациальной изменчивостью. Например, в разрезе погребенной речной террасы наряду с аллювием могут находиться делювиальные шлейфы, овражные конусы выноса, осадки озерного, ледникового происхождения и т.д. Дополнительная трудность в изучении четвертичных образований заключается в том, что они обычно плохо экспонированы: задернованы почвенно-растительным слоем, часто перекрыты мощными делювиально-коллювиальными осыпями и оползнями.
Наиболее же полную информацию удается получить в результате исследования обнажений по склонам оврагов, долинам рек, побережью озер, морей, где можно проследить детали геологического строения, установить характер фациальных переходов, произвести зарисовки, сделать фотоснимки, отобрать необходимое количество образцов для различных анализов.
В плохо обнаженных районах делают закопушки, отрывают шурфы, вертикальные ступенчатые траншеи, а также используют данные бурения скважин.
При описании четвертичных отложений часто используются необычные для коренных названия пород (супесь, суглинок, морена). Эти названия отражают смешанный гранулометрический состав пород. При этом под супесью понимают породу с преобладанием песчаных фракций, под суглинком – глинистых частиц. Морена же представляет собой сложную смесь обломочного материала от валунов до глины включительно. Помимо прочих характеристик четвертичных отложений (окраска, структура, текстура и т.д.) рекомендуется обращать внимание на следующие особенности их геологического положения:
1. Взаимоотношение с коренными породами. Здесь возможны два варианта. В одном из них при длительном погружении земной коры наблюдается нормальное залегание, в другом – происходит прислонение четвертичных отложений к коренным в результате заполнения ими эрозионных врезов.
2. Связь четвертичных отложений с определенными формами рельефа, т.е. их геоморфологическая позиция. Геоморфологические наблюдения особенно эффективны в районах преобладания аккумулятивных форм рельефа (речные и морские террасы, аккумулятивные формы ледниковой или эоловой деятельности). Эти наблюдения могут служить указателями генетического типа и возраста соответствующих образований.
3. Инженерно-геологические свойства пород (пластичность, влагоемкость, плотность и др.) полезны при стратиграфическом расчленении однородных толщ (например, прослои глин в известняках).
Для расчленения четвертичных отложений на пространственно-временные разновидности разного генезиса (континентального или морского) имеют значение находки органических остатков, представленных моллюсками и микроформами – радиоляриями, фораминиферами, диатомовыми водорослями.
2.3. Методика и организация
камеральных работ
Методика и организация камеральных работ определяется требованиями, предъявляемыми к материалам, которые представляются бригадой на защиту отчета по практике. Эти материалы включают следующее:
1) полевые дневники каждого члена бригады;
2) рабочую геологическую карту по долинам рек Тосна и Саблинка;
3) рабочую геологическаю карту по долине р. Поповки;
4) рабочую коллекцию образцов;
5) каталог образцов;
6) текст отчета, сопровождаемый мелкомасштабной картой или схемой района проведения практики с указанием местоположения пунктов наблюдений, сводной стратиграфической колонкой, рисунками из полевых дневников и следующими графическими приложениями:
а) не менее трех опорных разрезов по долинам рек Тосна и Саблинка;
б) опорный разрез по долине р. Поповки;
в) схема корреляции указанных опорных разрезов;
г) глазомерная схема карьера в пос. Можайском;
д) профиль морских террас Финского залива в пос. Комарово.
1-3. Полевые дневники заполняют, а рабочие геологические карты строят в процессе проведения геологических маршрутов. Рабочие геологические карты строят на крупномасштабных топографических основах, на которые наносят линии полевых маршрутов, а также рядовые пункты наблюдений и опорные разрезы, элементы залегания, водопункты, границы геологических тел, тектонические нарушения, места находок фауны.
4. Образцы, составляющие рабочую коллекцию, должны быть выложены в лоток и сопровождены правильно заполненной этикеткой, на которой указывается номер образца, название породы, район отбора, номер группы и бригады, фамилия отобравшего образец, дата отбора.
Образцы, содержащие органические остатки, поддающиеся определению, помещаются в отдельный лоток, на их этикетках должно быть указано латинское название ископаемого организма и его возраст.
5. Каталог образцов представляется в виде тетрадки, на обложке которой указывают полное название института, кафедры, а также группу, бригаду и ее списочный состав, фамилию бригадира.
Все образцы заносятся в каталог – таблицу, имеющую следующие графы (на развороте страницы): порядковый номер образца, собственный номер образца, дата отбора, место отбора, название породы, название ископаемого организма, название и индекс стратиграфического подразделения, примечания.
6. Отчет представляется на 15-20 страницах формата А4 и составляется по следующей схеме:
Титульный лист включает название министерства, института, факультета, кафедры, тему работы, шифр студенческой группы, номер бригады, фамилии и инициалы бригадира, членов бригады, руководителя группы, место и год составления отчета.
Оглавление со списком приложений.
Введение отражает цели и задачи практики, географическое и административное положение района исследований, объем выполненных полевых и камеральных работ, использованную дополнительную информацию, авторство глав отчета.
Далее следуют главы, выделяемые в тексте заголовками.
Географический очерк включает описание особенностей рельефа и речной сети (орогидрографии), климата, животного и растительного мира, характера обнаженности, проходимости, населения, путей сообщения, экономики, культуры, экологической обстановки.
Стратиграфия содержит подробное описание всех выделенных в районе региональных и местных стратиграфических подразделений, начиная с древнейших и заканчивая современными. Каждое стратиграфическое подразделение выделяется в тексте подзаголовком с указанием возрастного индекса. Описание каждого из них начинается с характеристик, заимствованных из полевых дневников. Далее указывается местоположение его выходов на поверхность; взаимоотношение с контактирующими с ним геологическими образованиями; состав органических включений (по-латыни); характер изменчивости по площади и, наконец, истинная мощность.
Магматизм включает описание формы магматического тела, характера его контакта с вмещающими и перекрывающими образованиями, породный состав, внутреннее строение. Эффузивные магматические образования описывают в главе «Стратиграфия» в разделах, соответствующих их возрастному положению.
Тектоника представляет описание условий залегания горно-породных тел и тектонических нарушений. Описание выполняется последовательно по структурным этажам снизу вверх. По каждому структурному этажу приводят породный и возрастной состав входящих в него отложений. Далее описывают формы залегания геологических тел (горизонтальное, моноклинальное складчатое). В случае складчатого залегания указывают характер складок (например, линейный) и приводят характеристику конкретных складчатых форм, зарегистрированных в маршрутах. При наличии в структурном этаже разрывных нарушений приводится их полное описание, а также отмечается приуроченность к нему описанных в главе «Магматизм» интрузивных тел. В заключение указывается время формирования соответствующего структурного этажа.
Геоморфология включает описание форм рельефа с указанием их классификационной принадлежности (равнинный, мелкосопочный, гористый и т.п.) и в обязательной связи с общими геологическими особенностями строения изучаемого района.
Гидрогеология содержит сведения о гидрогеологических комплексах горных пород в соответствии с рассмотренной выше стратиграфией района исследований. Каждый комплекс описывается снизу вверх и включает водоупорный и водоносный горизонты. Все комплексы описывают раздельно со ссылкой на конкретные пункты наблюдений, в которых указан тип проявления их водоносности (источники восходящие или нисходящие, мочажины, колодцы и т.п.).
Полезные ископаемые представляются в этой главе в виде конкретных пород и минеральных образований, имеющих тот или иной практический интерес (например, строительный или облицовочный камень). При этом обязательно указывают их назначение, приуроченность к определенным стратиграфическим подразделениям, примерное содержание, места заложения выработок и рентабельность их добычи.
Заключение представляет основные итоги выполненной работы. При этом подчеркивается все принципиально новое, что получено студентом в процессе прохождения практики. Формулируются вопросы, требующие последующего рассмотрения.
Список использованной литературы включает в алфавитном порядке все работы, на которые даются ссылки в тексте отчета. Ссылки в тексте приводятся в квадратных скобках.
Графические приложения оформляют следующим образом.
Опорные разрезы строят в соответствии с зарисовками и описаниями в конкретных пунктах наблюдения на миллиметровой бумаге в едином масштабе (желательно не превышающем размер листа А4) в виде колонок. Каждая такая колонка представляет собой столбец шириной 3-4 см, разделенный на четыре графы, в которых последовательно слева направо указываются номер слоя, возраст (в виде индекса), графическое изображение литологического состава, мощность слоя (в метрах). Границы между слоями изображаются при согласном залегании прямыми линиями, при несогласном – волнистыми линиями или зигзагообразными (при угловом несогласии). Если взаимоотношения стратиграфических подразделений не ясны, то на колонке между ними оставляют узкий (4-5 мм) пробел, ограниченный параллельными линиями, внутри которого ставят вопросительный знак. Сверху над колонкой указывают ее географическую привязку и номер точки наблюдения.
Схема корреляции опорных разрезов составляется на едином листе миллиметровой бумаги. При этом разрезы, располагающиеся друг от друга на расстоянии 2-3 мм, привязываются к гипсометрической отметке поверхности рельефа либо к какому-либо общему маркирующему горизонту, искусственно приведенному в горизонтальное положение. Далее пунктирными линиями соединяют между собой одновозрастные границы слоев. Схема сопровождается условными обозначениями литологии. Выполненная корреляция позволяет оценить площадную изменчивость сопоставляемых геологических образований по их литологическому составу и мощности.
Сводная стратиграфическая колонка отражает стратиграфию района практики в обобщенном виде и поэтому существенно отличается от изображения опорных разрезов. Для нее характерны следующие особенности:
1. В первых графах сводной стратиграфической колонки, расположенных слева от литологического изображения состава пород, приводятся подразделения общей стратиграфической шкалы (эратема, система, отдел, ярус), а также горизонты региональной схемы.
2. Номера слоев, показанные на колонках опорных разрезов, здесь отсутствуют.
3. Поскольку мощности стратиграфических подразделений в опорных и частных разрезах могут заметно варьировать, в графе «Мощность» сводной колонки отмечаются их пределы, а при построении самой колонки ширина соответствующей строки отражает среднее значение мощности слоя.
4. Справа от графы, отражающей мощности подразделений, добавляется графа «Характеристика пород», в которой приводится краткое описание состава отложений и перечень соответствующих окаменелостей.
Глазомерная схема карьера выполняется на миллиметровой бумаге в произвольно выбранном масштабе с учетом полевой его зарисовки и ориентировки по сторонам света. В пределах карьера наносят пункты, где выполнены замеры элементов залегания сильно дислоцированных пород, с указанием результатов замеров. Плановое изображение карьера должно сопровождаться схематическим профилем, построенным вкрест простирания складчатых структур. На схеме должны быть указаны ее название, масштаб изображения, ориентированность рисунка относительно сторон света и условные обозначения.
Профиль морских террас Финского залива также составляется на миллиметровой бумаге в масштабе или схематично вне масштаба, но с обязательным отражением всех основных элементов рельефа по профилю (террасы, дюны) и указанием их размеров (длина, высота). Рисунок должен иметь название и все необходимые пояснения.
3. Основные черты геоморфологии
и современные представления
о геологическом строении
Ленинградской области
3.1. Общая характеристика
Ленинградская область расположена на южной окраине Балтийского щита, в северо-западной части Восточно-Европейской платформы.
Породы кристаллического фундамента представлены гранитами, гранитогнейсами, амфиболитами и обнажены на Карельском перешейке.
Поверхность Балтийского щита погружается в южном направлении и перекрывается осадочным чехлом, состоящим из отложений вендского, палеозойского и четвертичного возраста. Рельеф фундамента осложнен прогибами и поднятиями различного масштаба, такими, как Ладожский грабен, Крестецкий прогиб, Локновский вал и т.д. Эти структуры обычно ограничены разломами, по которым происходят и неотектонические движения, результатом чего стало образование впадин, заполненных водами Ладожского, Онежского озер и Финского залива. Местами погружение фундамента достигает 3 км.
Породы осадочного чехла залегают на размытой поверхности фундамента и слабо наклонены на юг и юго-восток. Строение чехла определяется, главным образом, колебательными движениями платформы, которые сопровождались трансгрессиями и регрессиями и обусловили отчетливо выраженную в разрезах прерывистость осадконакопления. Осадочная толща иногда образует складки и осложняется разрывными нарушениями, вызванными тектоникой, диапиризмом и, возможно, гляциодислокациями.
Локальные структуры палеозоя (Гатчинская, Колпинская, Красносельская, Сиверская и др.) охватывают площадь до 35 км2. Мелкие складки можно наблюдать в долинах рек Поповки, Славянки, Ижоры, в карьерах ст. Можайское.
Вдоль южного побережья Финского залива от Эстонии на западе до р. Волхов на востоке почти на 400 км протянулся крутой береговой уступ – глинт, ограничивающий с севера Ордовикское плато, в пределах которого выделяется Ижорская возвышенность с наибольшими высотами у ст. Можайское (горы Воронья и Ореховая). Ордовикское плато прорезается долинами многочисленных рек, впадающих в Финский залив или являющихся притоками реки Невы.
К северу от Ордовикского плато между глинтом и Карельским перешейком расположена Приневская низменность, сформированная аллювиальными отложениями Невы, озерными осадками Ладожского озера и морскими образовами Балтийского моря. В рельефе района, особенно в его северной и северо-восточной частях, развиты аккумулятивные формы рельефа, ранее принимаемые за ледниковые образования – озы, камы, моренные гряды. В последние годы в них обнаружены следы террас, которые заставляют предполагать их морское происхождение.
3.2. Стратиграфия
Возрастные соотношения описанных ниже стратиграфических подразделений приведены в табл.1 приложения, где также отражено их соответствие единицам международной стратиграфической шкалы.
3.2.1. Архейская акротема
Самые древние, архейские, породы, возраст которых более 2500 млн лет, выходят на дневную поверхность в северной части Карельского перешейка в Выборгском и Приозерском районах. Они представлены различными гнейсами и кристаллическими сланцами, прорванными многочисленными интрузиями гранитов, реже диоритов и габбро. Наиболее крупный гранитный массив – Выборгский, расположен в северо-западной части Карельского перешейка.
3.2.2. Протерозойская акротема
В пределах территории проведения практики протерозойские отложения на поверхности не обнажены. Их выходы наблюдаются только на Онежско-Ладожском перешейке и в Подпорожском районе. В остальных местах их вскрывают только скважинами. Эти отложения представлены пестроокрашенными и красноцветными кварцито-песчаниками шокшинской свиты нижнего протерозоя с силлами средних и кислых пород и прослоями мигматитов.
Рифейская система. Выше по разрезу располагаются гравелиты и конгломераты рифея, обнажающиеся в юго-восточной части Приозерского района. Южнее (ближе к Санкт-Петербургу) выходы протерозоя представлены песчаниками с прослоями глин, алевролитов и конгломератов котлинского горизонта. В котлинских отложениях проложены линии городского метро.
Вендская система. Отложения венда, с которых начинается сводная стратиграфическая колонка, приведенная в табл.1, согласно современным представлениям, входят в состав ломоносовской свиты вместе с частью образований нижнего отдела кембрийской системы, и поэтому их описание приводится ниже.
3.2.3. Фанерозойская акротема
Палеозойская эратема. Кембрийская система. В отложениях кембрийской системы, имеющих возраст 570-490 млн лет, на территории Ленинградской области выделяется три отдела – нижний, средний и верхний, представленные следующими свитами.
Нижний отдел. Ломоносовская свита. Отложения ломоносовской свиты на территории проведения практики на поверхность не выходят, но по данным бурения представлены песчаниками, алевролитами и глинами. Ломоносовская свита соответствует ровенскому горизонту верхнего венда и нижней части лонтоваского горизонта нижнего кембрия.
Мощность свиты доходит до 23 м.
Сиверская свита. Отложения сиверской свиты обнажаются по берегам и руслам рек, пересекающих глинт: от р. Луги на западе до р. Сясь на востоке. В обнажениях вскрывается только верхняя часть свиты, которая сложена голубовато-серыми глинами (так называемые «синие глины»), содержащими многочисленные включения пирита и отдельные прослойки алевролитов. Органические остатки встречаются крайне редко. Главным образом, это трубки морских червей и споры растений, известны единичные находки панцырей трилобитов. По составу органических находок сиверская свита отвечает верхней части лонтоваского горизонта нижнего кембрия.
Мощность отложений составляет более 120 м.
Средний отдел. Саблинская свита. Отложения саблинской свиты известны еще под названием «ижорские пески». Свита имеет широкое распространение, прослеживаясь в виде узкой полосы вдоль глинтового уступа. Она с размывом перекрывает подстилающие образования и имеет существенно песчаный состав. Слагающие ее кварцевые пески хорошо отсортированы, обладают мелкозернистой структурой и отчетливо выраженной горизонтальной, косой или волнистой слоистостью. Изредка среди песков фиксируют тонкие прослои глин и алевролитов. Органические остатки представлены акритархами. Саблинская свита включает в себя два яруса международной стратиграфической шкалы – майский и амгинский среднего кембрия.
Мощность свиты варьирует в широких пределах, достигая 28 м.
Верхний отдел. Ладожская свита. Отложения ладожской свиты выходят на дневную поверхность в обрывистых берегах большинства рек, в том числе Тосны, Саблинки и Поповки, залегая с несогласием на выветрелой ожелезненной поверхности саблинской свиты. В основании свиты выделяется базальный слой, состоящий из неравномерно сортированных и окатанных кварцевых песков с многочисленными вкраплениями железистых включений в виде бобовин, обычно ориентированных по слойкам косых серий. Выше базального слоя расположена пачка переслаивания тонколистоватых серых и бурых уплотненных глин, алевритов и песчаников, часто образующих маломощные (2-7 см) линзовидные или четковидные прослои. Последние в большинстве случаев характеризуются неровными поверхностями наслоения со следами перерывов в осадконакоплении. Разрез свиты венчается слоем (до 3 м) плотных кварцевых песков, залегающих со следами размыва на подстилающих их образованиях. По всему разрезу встречаются органический детрит, а также целые раковины или обломки раковин беззамковых брахиопод. Возраст свиты по этим находкам устанавливается как позднекембрийский, завершающий этап которого в международной стратиграфической шкале пока выделен под названием «володарского».
Мощность свиты доходит до 4,4 м.
Ордовикская система. На территории проведения практики в ордовикской системе, имеющей возраст 490-438 млн лет, выделяется только два отдела – нижний и средний.
Нижний отдел. Тосненская свита. Сложена светло-серыми и желтовато-серыми разнозернистыми песчаниками с характерной прибрежно-морской диагональной косой слойчатостью. Песчаники обладают различной степенью цементации: от рыхлых до среднесцементированных разновидностей. Контакт с подстилающими отложениями несогласный, размывной, о чем свидетельствуют находки в некоторых разрезах в основании песчаной толщи слоя мелкогалечных конгломератов мощностью 0,1-0,3 м, сцементированных гидроксидами железа.
Породы содержат многочисленные обломки и целые створки раковин беззамковых брахиопод семейства оболид (obolus), что послужило основанием дать им название оболовых песчаников. Раковины брахиопод имеют хитиново-фосфатный состав и содержат до 35 % пятиокиси фосфора.
Мощность свиты в местах выхода на поверхность составляет 2-4,5 м, возрастая в южном направлении до 20 м. С нею связаны месторождения фосфоритов, из которых эксплуатируется Кингисеппское.
Копорская свита. Согласно перекрывает тосненские песчаники и состоит из темно-бурых и черных тонкослоистых диктионемовых сланцев, среди которых отмечаются тонкие прослои песка и алевролита. Сланцы обогащены органическим веществом, составляющим до 20 % массы породы. В них встречаются кристаллы гипса, налеты серы, конкреции пирита, марказита, антраконита.
Возраст тосненской и копорской свит соответствует пакерортскому горизонту тремадокского яруса нижнего ордовика.
Мощность свиты изменчива и колеблется от 0,15 до 6,5 м.
Назиевская свита. Представлена глауконитовыми песчаниками и глинами, залегающими на размытой поверхности диктионемовых сланцев или непосредственно на оболовых песчаниках тосненской свиты. В нижней части толщи песчаники рыхлые, вверх по разрезу они обогащаются карбонатным цементом и постепенно переходят в глауконитовые известняки. Значительное присутствие зерен глауконита придает породам характерный зеленоватый цвет. Органические остатки представлены раковинами замковых брахиопод, фрагментами скелетов иглокожих и панцырями трилобитов.
Назиевская свита соответствует варангускому горизонту международной шкалы.
Мощность назиевской свиты не превышает 2 м.
Волховская свита. Данной свитой начинается карбонатная часть разреза ордовика. Слагающие свиту известняки и доломиты неоднородны по литологическому составу и подразделяются на несколько разновидностей. В нижней части преобладают пестроокрашенные доломитизированные глауконитовые известняки. Выше развиты желтоватые массивные известняки с прослоями мергелей и глин. Венчает разрез пачка переслаивания глинистых и доломитизированных известняков.
Наиболее распространенными органическими остатками являются головоногие моллюски, брахиоподы и трилобиты, позволяющие отнести свиту к волховскому горизонту международной шкалы.
Мощность отложений колеблется от 1,5 до 6,5 м.
Обуховская свита. Почти нацело сложена серыми и зеленовато-серыми, неравномерно доломитизированными, глинистыми известняками. В основании толщи выделяется маркирующий слой мергелей с обильными включениями железистых оолитов (нижний чечевичный слой). В известняках встречаются многочисленные остатки прямых раковин головоногих моллюсков из подкласса эндоцератид и трилобитов. Преобладание в находках погребенной органики эндоцерасов послужило основанием называть эти известняки эндоцератитовыми.
Мощность свиты – от 1,5 до 7,5 м.
Обуховская свита соответствует кундаскому горизонту и вместе с подстилающими ее волховской и назиевской свитами входит в состав аренигского яруса нижнего ордовика.
Средний отдел. Медниковская свита. Свита представлена эхиносферитовыми известняками, которые названы так по присутствию в них окаменелостей морских пузырей. Породы окрашены в пестрые зеленовато-серые тона с лиловыми и розовыми пятнами. Граница между ними и подстилающими известняками обуховской свиты проводится по подошве мергелей – верхнего чечевичного слоя, обогащенного оолитами лимонита, мощностью от 0,15 до 1 м.
По комплексу фаунистических остатков отложения медниковской свиты коррелируют с азериским, ласнамягским и ухакуским горизонтами вместе взятыми, которые, в свою очередь, входят в лланвирнский и лландейлский ярусы среднего ордовика.
Мощность медниковской свиты варьирует от 0 до 6 м.
Девонская система. Отложения девонской системы (возраст 408-360 млн лет) с большим стратиграфическим несогласием (из разреза выпадают верхний ордовик, силур и нижний девон) ложатся на различные толщи ордовика, и в них выделяются две свиты, выходы которых на поверхность можно проследить в верховьях р. Поповки.
Средний отдел. Наровская свита. Разрез наровской свиты имеет двучленное строение и характеризуется в нижней части переслаиванием мергелей, доломитов и известковистых глин, а в верхней – алевролитов и песчаников. В базальной части свиты часто обнаруживают обломки подстилающих пород, скрепленные железистым цементом. В ряде мест в породах свиты встречаются остатки рыб, указывающие на их принадлежность к наровскому горизонту эйфельского яруса. Наровская свита дала название наровскому горизонту эйфельского яруса среднего девона.
Мощность отложений не превышает 6 м.
Буртниекская свита. Представлена толщей красных, косо- и горизонтально-слоистых, слабо сцементированных кварцевых песчаников и песков. В основании прослеживаются линзы конгломерата с галькой карбонатных пород наровской свиты. Песчаники содержат обильные фрагменты скелетов кистеперых рыб, указывающих на принадлежность свиты к буртниекскому горизонту живетского яруса, а вместе с подстилающей наровской свитой – к среднему девону.
Мощность свиты около 40 м.
Кайнозойская эратема. Охватывает возрастной интервал от 65-70 млн лет до ныне. Она подразделяется на три системы – палеогеновую, неогеновую и четвертичную.
Палеогеновая система. Продолжительность палеогенового периода 40-45 млн лет. Палеогеновая система расчленяется на три отдела – палеоцен, эоцен, олигоцен.
Отложения палеогена в морских фациях установлены в пределах рассматриваемого района только в Южной Прибалтике (Калининградская область), где описана толща терригенных осадков мощностью до 100 м, представленных песками, глинами и кремнистыми глинами, которые лежат на породах мелового возраста. В кремнистых глинах встречены редкие фораминиферы, а также многочисленные диатомеи и радиолярии, указывающие на их морское происхождение. В составе толщи отмечены прослои лигнита, а в песках – желваки и куски янтаря.
Основная часть разреза имеет палеоценовый и эоценовый возраст и соответствует максимуму трансгрессии моря, распространившегося из Южной и Центральной Европы.
С конца эоцена и в олигоцене по всей территории северо-запада устанавливаются континентальные условия, происходит размыв ранее отложенных осадков мезозоя и палеозоя настолько глубоко, что здесь отсутствуют даже коры выветривания, развитые севернее (на Кольском полуострове и в северной Финляндии). Однако не исключена возможность установления глинистых осадков палеогена в донных отложениях Ладожского и Онежского озер, расположенных в зонах длительного тектонического прогибания. На территории проведения практики выходы отложений палеогена отсутствуют.
Неогеновая система. Продолжительность неогена 22-24 млн лет. Он подразделяется на два отдела – миоцен и плиоцен.
До 80-х годов отложения неогена (континентальная песчано-глинистая толща) мощностью в несколько десятков метров выделялись только в Калининградской области. Возраст толщи устанавливался на основании определения споропыльцевого комплекса и считался плиоценовым. Полагалось, что на миоценовом этапе развития территории либо осадконакопление не происходило вообще, либо отложения этого возраста были подвергнуты экзарации в четвертичном периоде.
За последние полтора десятилетия по материалам, собранным к востоку от рассматриваемой территории, было установлено прогрессирующее похолодание климата от близкого к субтропическому (Подмосковье, Белоруссия) в раннем-среднем миоцене, до умеренного – в его конце. Похолодание совпало с планетарным по своим масштабам понижением уровня Мирового океана до отметок минус 220-240 м (край шельфа). Это понижение уровня океана, начавшись в самом конце миоцена, охватило и начало плиоцена. В результате такого процесса на континентах и окружающем шельфе образовалась система переуглубленных речных долин, днища которых (в частности, в пределах северо-запада России), фиксируются на отметках от минус 50-80 до 110-120 м, понижаясь на акватории Финского залива, Балтийского и Северного морей до отметок минус 140-160 м и ниже.
Серия таких переуглубленных долин прорезает и Приневскую низменность, на территории которой расположен Санкт-Петербург. Здесь отметки в русле Невы и ее притоков, в том числе и пересекаемых трассами метро (аварийный участок у площади Мужества, выполненный плывуном), достигают минус 84 м. Отмечается приуроченность этих долин к линиям тектонических нарушений в кристаллическом фундаменте.
Отложения самого конца раннего и позднего плиоцена – время так называемых акчагыльских трансгрессий – могут быть установлены в разрезе донных осадков Ладожского и Онежского озер. На остальной площади в плиоцене происходит медленное воздымание и формируется четкая поверхность выравнивания, располагающаяся на отметках 180-220 м и выше (Вепсовская и Ижорская возвышенности). На территории проведения практики выходы неогена отсутствуют.
Четвертичная система. Продолжительность четвертичного периода составляет 1,6 млн лет. Четвертичная система подразделяется на два отдела – плейстоцен и голоцен. Ввиду незавершенности данной системы в 1995 г. предложена совершенно иная стратиграфическая схема, по сравнению с более древними образованиями (табл.2 приложения). Ранее для расчленения четвертичных отложений использовалась, главным образом, климатостратиграфия – чередование эпох потепления и похолодания, что отражено в находках растительной органики.
За последние 20 лет получено много принципиально новых данных по четвертичным отложениям региона, основанных на радиоуглеродных датировках и палеомагнитных данных, исследовании фораминифер, остракод, моллюсков, диатомей, морских и наземных млекопитающих. Изучение процессов оледенения, энергетики, механизма и скорости движения ледяных покровов, их геологической деятельности (экзарация и транспортировка обломков пород) изменили представления о площадях, занятых покровным ледником, и количестве ледниковых эпох. В частности, число ледниковых эпох от четырех-шести и даже восьми сократилось до двух. Это великий эоплейстоценовый покров, осадки которого выполняют переуглубленные долины и прослеживаются до верховий Днепра и Волги, и днепровский ледник среднеплейстоценового возраста, который также перекрывал весь рассматриваемый регион. Остальные ледники не выходили за пределы северной Финляндии. На северо-западе России этим ледниковым эпохам соответствуют четко выраженные террасы, московская и более поздние, рыхлые осадки которых не могли бы сохраниться при движении покровных ледников.
Стратиграфия четвертичных отложений, их состав, мощностные характеристики и особенности выраженности в рельефе приведены в табл.3 приложения.
На территории прохождения практики отложения плейстоцена небольшой мощности можно наблюдать повсеместно, чаще всего в виде валунов магматических и метаморфических пород, запечатанных в суглинки или препарированных (освобожденных от вмещающих пород) водой и ветром. Голоценовые образования могут быть прослежены в виде элювия и делювия, а также аллювия по долинам рек и на побережьях озер и Финского залива.
3.3. Гидрогеология
В окрестностях Санкт-Петербурга развито несколько водоносных комплексов – от трещиноватых кристаллических пород платформенного фундамента (район Балтийского щита) до осадочных образований платформенного чехла. Подземные воды платформенного чехла имеют наибольшее значение для водоснабжения города и населенных пунктов области.
Наиболее древним водоносным комплексом чехла являются отложения венда, представленные крупно- и грубообломочными породами гдовского горизонта, для которых водоупором служат кварцито-песчаники шокшинской свиты. Воды этого комплекса слабо минерализованы (от 1 г/л на Карельском перешейке до 37,5 г/л в районе г. Луги). Подземные воды вендского комплекса защищены от поверхностного загрязнения слоем котлинских глин мощностью до 60 м, поэтому являются надежным источником питьевой воды для поселков Рощино, Репино, Солнечное и др. Эта вода используется также для разливания («Росинка») и приготовления на ее основе искусственных минеральных вод («Боржоми», «Ессентуки») и различных напитков.
По мере погружения вендских отложений в южном направлении происходит постепенное возрастание солености воды, превращающей ее в естественную минеральную. Хлоридно-натриевые воды с минерализацией до 8 г/л аналогичны известным минеральным водам типа «Миргородская», «Минская» или «Хрустальная».
Следующим водоносным комплексом является песчаная толща нижнего кембрия, подстилаемая синими кембрийскими глинами. Химический состав этих вод преимущественно сульфатно-кальциевый или сульфатно-магниевый (содержание солей не превышает 4 г/л) и приближается к воде курорта «Краинка». Выходы на поверхность этих вод в виде подземных источников и мочажин можно во множестве наблюдать в глубоких врезах речных долин (Саблинка, Тосна, Поповка) и на поверхности надпойменных речных террас.
Наиболее водообильным является следующий водоносный комплекс, связанный с трещиноватыми карбонатными породами ордовика. Водоупором для них служат диктионемовые сланцы копорской свиты. Большое практическое значение воды этого комплекса имеют на территории Ижорского плато. Мощность комплекса изменяется от 20 м у глинта до 200 м южнее. Комплекс содержит как напорные, так и безнапорные подземные воды. У основания глинта наблюдаются связанные с ним многочисленные родники с дебитами, достигающими десятков литров в секунду. Такие же источники подземных вод данного комплекса питают многочисленные реки и ручьи Ленинградской области. На Ижорском плато подземные воды ордовикского комплекса являются основным и практически единственным источником водоснабжения. Эти воды питают пруды в парках Павловска, Пушкина и Гатчины. По трубопроводам вода транспортируется на значительные расстояния, в города Ломоносов, Петродворец, Кронштадт и др. По химическому составу воды данного комплекса сульфатно-кальциевые и сульфатно-магниевые. На Карельском перешейке, где ордовикские породы залегают на коре выветривания, выработанной в породах кристаллического фундамента, воды содержат радон, поступающий из урансодержащих диктионемовых сланцев. В ряде обнажений карбонатной толщи ордовика можно по увлажненности склонов установить местные водоупоры, сложенные чечевичными слоями. Исключительная водообильность ордовикских известняков сопровождается развитием в них процессов выщелачивания и образования карстовых полостей.
Перечень водоносных комплексов завершается четвертичными отложениями. В них следует выделять два комплекса – плейстоценовый и голоценовый.
Плейстоценовый комплекс представлен межморенными горизонтами, в которых циркулирует слабо минерализованная вода (0,1-0,8 г/л), используемая для водоснабжения, а в случае содержания в ней существенной примеси железа (до 10 мг/л) она известна как минеральная вода «Полюстрово». Эти воды залегают на глубинах от 2 до 10 м и при вскрытии их неглубокими скважинами ведут себя как напорные.
Голоценовый комплекс безнапорных грунтовых вод можно наблюдать в долинах рек и на побережье Финского залива (например, пос. Комарово), где водосными являются рыхлые песчаные породы, а водоупорами – глинистые слои. Эти воды сильно загрязнены различными техногенными отходами и ядохимикатами, поэтому используются только в технических целях.
3.4. Полезные ископаемые
Ленинградская область богата полезными ископаемыми, что обусловило развитие здесь горно-добывающей промышленности. На местном сырье работают газово-сланцевый, фосфоритовый и алюминиевый комбинаты, крупные цементные, глиноземные, керамические заводы, многочисленные карьеры по добыче торфа, строительного камня, песчано-гравийных смесей, формовочных песков, стекольного сырья. Продукция многих горно-добывающих предприятий области вывозится за ее пределы. Например, облицовочный камень и щебень – в Москву и центральные районы России, формовочные материалы – в Прибалтику, фосфориты – не только во многие районы страны, но и за рубеж и т.д.
Почти все горные породы, которые слагают геологические разрезы в районе прохождения практики, могут рассматриваться как потенциальные полезные ископаемые.
Магматические породы, выходящие на поверхность на Карельском перешейке (г. Выборг), используются на территории как Санкт-Петербурга и его области, так и далеко за их пределами.
Весьма устойчивые овоидные граниты рапакиви, обладая великолепным рисунком, издавна применялись для сооружения цоколей зданий, парапетов набережных, башен, обелисков, мостов, тротуаров. В пределах Карельского перешейка расположено большое количество карьеров, где добывают магматические породы не только для сооружения архитектурных ансамблей города, но прежде всего для повседневных нужд строительства – в виде бутового камня, щебня и т.д.
Глины вендского и кембрийского возраста – поистине уникальное достояние Ленинградской области. Они являются высококачественным сырьем для производства строительного кирпича, керамзита, керамических блоков, канализационных труб, черепицы. Эти глины относятся к легкоплавким, имеющим температуру плавления ниже 1350С. Известны примеры использования этих глин в медицинских целях. Крупный карьер по добыче кембрийской глины расположен в пос. Покровское на левом берегу р. Тосны недалеко от впадения в нее р. Саблинки.
Пески и песчаники кембрийского возраста имеют различное назначение в зависимости от своего вещественного состава. Полимиктовые пески, наиболее широко представленные в отложениях данного возраста, являются строительными и могут использоваться в самых различных целях: для дорожного строительства, изготовления бетона и железобетона и т.п. Особую ценность представляют кварцевые пески. Их применяют как формовочный материал в литейном производстве (в качестве основного компонента смесей для литейных форм), при производстве силикатного кирпича и силикатных изделий, бутылочного и оконного стекла. Для строительных нужд широко используют также пески плейстоценового и голоценового возрастов. Они представлены наиболее мощными толщами в северной части области.
Фосфорит значительной концентрации (от 5 до 35 % пятиокиси фосфора) добывается из оболовых песчаников тосненской свиты (г. Кингисепп). Носителем полезного компонента в них являются фосфатизированные раковины брахиопод obolus. Средняя мощность полезной толщи в разрабатываемом месторождении составляет 2-3 м с включением до 40 % раковин.
Глауконит обнаруживается в породах ордовикского возраста в виде примеси. Из-за низкой концентрации в данном районе он не представляет промышленного интереса. При этом следует иметь в виду, что этот минерал используется при опреснении, при обесцвечивании некоторых материалов и в качестве весьма устойчивого красителя зеленого цвета, широко используемого для покрытия технических изделий. Глауконит удобен для определения абсолютного возраста горных пород калий-аргоновым методом.
Известняки и доломиты ордовикского возраста имеют множественное назначение. В Санкт-Петербурге и других городах области их издавна используют в качестве строительного камня, весьма устойчивого к сложным погодным условиям и долговечного. В ряде мест области (например, ст. Мга) в известняках ведется добыча штучного камня мелкокристаллической структуры и повышенной плотности. Из этого камня сооружена крепость Орешек и целый ряд строений в самом Санкт-Петербурге. Карбонатные породы весьма широко применяют для производства цемента в качестве цементной шихты. Для приготовления наиболее качественного портландцемента содержание в породе кальцита должно быть не менее 40 %, а окиси магния и кремнезема соответственно не более 3,8 и 1,2 %. Известняки, доломиты и мергельные разновидности карбонатных пород применяют при производстве строительной извести и силикатного кирпича. Эти породы используют также в качестве флюсов в сталеплавильном, ферросплавном и доменном производствах. Наконец, карбонатные породы в молотом виде используют в сельском хозяйстве для нейтрализации кислых подзолистых почв и в качестве минеральной добавки в корм животным.
Подземные воды также относятся к весьма ценному полезному ископаемому. Как отмечено в разделе «Гидрогеология», подземные воды области связаны с различными водоносными комплексами, их используют как для технических, так и для питьевых нужд.
Рекомендательный библиографический список
Геологическая документация при геолого-съемочных и поисковых работах: Методическое пособие по геологической съемке масштаба 1:50000 / А.И.Бурдэ, А.А.Высоцкий, А.Н.Олейников и др. Л.: Недра, 1984. Вып.14. 271 с.
Геология СССР. Т.1. Ленинградская, Новгородская, Псковская области. М.: Недра, 1971. 502 с.
Даринский А.В. География Ленинграда. Лениздат, 1982. 190 с.
Киселев И.И. Геология и полезные ископаемые Ленинградской области / И.И.Киселев, В.В.Проскуряков, В.В.Саванин; Петербург. геол. комплексная экспедиция. СПб, 1997. 196 с.
Кузнецов С.С. Геологическое прошлое Ленинграда и его окрестностей / Лен.отд. Всесозн. о-ва распр. полит. и науч. знаний. Л., 1955. 38 с.
Ленинград: Историко-географический атлас / Гос. упр. геол. картографии М., 1981. 120 с.
Спасский Н.Я. Учебная геологическая практика в Ленинградской области: Учеб. пособие / Н.Я.Спасский, С.А.Келль, А.Г.Кравцов; Ленинградский горный ин-т. Л., 1986. 74 с.
Приложение
Таблица 1
Сводная стратиграфическая колонка палеозойских отложений
Санкт-Петербурга и его окрестностей
Составил А.Л.Буслович в соответствии с Ильменской легендой
Госгеолкарты 200, 1999 г.
Таблица 2
О
бщая стратиграфическая шкала четвертичной системы
Таблица 3
Стратиграфическая колонка четвертичных отложений Санкт-Петербурга
и его окрестностей. Составил Н.Г.Чочиа
Низкая пойма – 0,3 м.
Высокая пойма – 4-6 м;
более 5000 лет.
I терраса, Литториновая – 8-10 м. II терраса, Анциловая; 6000 лет. III терраса, Иольдиевая – 17-22 м; 10000 лет
Террасы Балтийского
холодноводного озера.
Изотопный возраст – 39,0-47,5 тыс. лет. IV терраса – 23-27 м.
V терраса – 28-33 м.
VI терраса – 33-36 м
–
–
–
Комплекс
переуглубленных
долин
Примечание. Обозначения генетических типов отложений:
a – аллювиальные; b – болотные; g – ледниковые; l – озерные; m – морские; t – техногенные; lg – озерно-ледниковые; gm – ледово-морские; sl – селевые.
Оглавление
Введение 3
1. Места проведения практики 3
2. Содержание практики 5
2.1. Организация практики и виды работ 5
2.1.1. Подготовительный этап 5
2.1.2. Полевой этап 6
2.1.3. Камеральный этап 8
2.2. Методика и организация полевых наблюдений 8
2.2.1. Описание маршрута 9
2.2.2. Изучение и описание обнажений 10
2.2.3. Изучение и описание горно-породных тел 12
2.2.4. Особенности изучения и описания форм залегания горно-породных тел 20
2.2.5. Особенности изучения и описания разрывных нарушений 21
2.2.6. Особенности изучения и описания геологических несогласий 23
2.2.7. Особенности изучения и описания четвертичных отложений 23
2.3. Методика и организация камеральных работ 25
3. Основные черты геоморфологии и современные представления о геологическом строении Ленинградской области 30
3.1. Общая характеристика 30
3.2. Стратиграфия 31
3.2.1. Архейская акротема 31
3.2.2. Протерозойская акротема 32
3.2.3. Фанерозойская акротема 32
3.3. Гидрогеология 40
3.4. Полезные ископаемые 42
Рекомендательный библиографический список 44
Приложение 45
Таблица 1 45
Таблица 2 46
Таблица 3 47