Геологическая практика. Методические рекомендации

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

М.В. Ткачева

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ПРАКТИКА

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Альтаир-МГАВТ Москва

2012

1

УДК 624.131

Ткачева М.В.

Геологическая практика. Методические рекомендации. Издание 2-ое дополненное. М.: Изд-во «Альтаир» МГАВТ, 2012 – 21 с., ил.

Методические рекомендации разработаны в помощь студентам специальности 270104 «Гидротехническое строительство» для проведения, организации и составления отчета по геологической практике.

Рецензенты – к.т.н. Сахненко М.А.

Издается по решению Учебно-методического совета МГАВТ

Рассмотрен и рекомендован к использованию в учебном процессе на заседании кафедры ВПП 19.09.2012 (протокол №7)

Ответственность за оформление и содержание передаваемых в печать материалов несут авторы и кафедры академии, выпускающие учебно-методические материалы

© МГАВТ, 2012 © Ткачева М.В., 2012

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

3

Учебная геологическая практика

1. Цели учебной практики

Цель учебной геологической практики:

—закрепление знаний, полученных при изучении основного курса «Инженерная

геология»;

—практическое ознакомление с принципами инженерно-геологической съемки

применительно к району предполагаемого строительства низкоили средненапорного комплексного гидроузла на равнинной реке.

2. Задачи учебной практики

За время прохождения практики студенты должны

—научиться визуально опознавать на местности геоморфологические элементы речной долины;

—вести полевой дневник;

—описывать обнажения;

—классифицировать встреченные горные породы;

—распознавать проявления современных геологических процессов и влияние на них техногенных факторов.

3. Формы проведения учебной практики

Полевая.

4. Место и время проведения учебной практики

Учебная практика проводится в чертах г. Москвы. Практика проводится в течение 2 недель, согласно учебного плана в период с 29 июня по 12 июля. Продолжительность рабочего дня определяется учебной частью и составляет 6 часов. Начало рабочего дня в 10 часов.

5. Структура и содержание учебной практики

4

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение учебной практики

а) основная литература:

1.Ананьев В.П., Потапов А.Д. Инженерная геология. М.: Высшая школа, 2009. 575с. б) дополнительная литература:

2.Ананьв В.П. и др. Специальная инженерная геология. М.: Высшая школа, 2008. 263с. 3.Ананьев В.П., Потапов А.Д. Инженерная геология и геомеханика. М.: Высшая

школа, 2009. 575с.

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы.

7. Материально-техническое обеспечение учебной практики

Полигон располагается на территории МГАВТ, специально оборудованный кабинет с необходимым оборудованием.

8. Порядок прохождения практики

Для прохождения практики каждая учебная группа делится на бригады, в которых ответственным за выполнение работ, назначается бригадир. При пропусках и опозданиях учащиеся лишаются права прохождения практики, в этом потоке и по разрешению деканата прохождение практики переносится на следующий год.

В первый день практики учащиеся знакомятся с правилами техники безопасности при выполнении геологических работ и охране окружающей среды.

9. Содержание практики

9.1. Полевой дневник

1.1.Данные, получаемые в процессе съемки, записывают в дневник. Это — основной первичный документ при съемочных работах, и студент должен практически ознакомиться с принципами его ведения, выполняя следующие требования.

1.2.Записная книжка (тетрадь), используемая для дневника должна быть удобной (небольшой формат, по возможности твердая обложка).

5

1.3.На титульном листе дневника следует указать сведения об организации, выполняющей съемку (Министерство транспорта РФ, Московская Государственная Академия водного транспорта, кафедра ВПП, курс, группа) и о студенте (фамилия, имя, отчество). Дневники нумеруются, поэтому студенту следует написать «Полевой дневник № 1».

1.4.Все страницы дневника должны быть пронумерованы. Вырывать страницы и делать в дневнике посторонние записи запрещается.

1.5.Первую страницу следует оставить чистой, чтобы в дальнейшем использовать ее для оглавления.

1.6.Записи в дневнике делаются графитовым карандашом, лучше всего — Н (Т), но не мягче, чем F или НВ (ТМ). Студент должен уметь объяснить, почему нельзя это делать чернилами, шариковой или иной ручкой.

1.7.Исправления в полевых записях не допускаются. Стирать ластиком можно только зарисовки. При необходимости исправления запись зачеркивают (но так, чтобы потом можно было прочитать!) и делают новую запись, причем пишут, что исправленному следует верить.

1.8.Полевые наблюдения записывают только на правой странице, на левой помещают зарисовки обнажений, записывают измеренные элементы залегания пород, другие дополнительные заметки.

1.9.На правой странице слева (со стороны корешка) отделяют поля. На них записывают дату, номенклатуру топографической карты и квадрата, в котором находится описываемая точка, номер точки и ее условный знак, номера отобранных образцов.

1.10.Перед выходом в маршрут в дневнике записывают дату, местоположение начала маршрута, направление маршрута, его целевое назначение, а также фамилию и инициалы руководителя.

9.2. Изучение и описание обнажений

2.1.При инженерно-геологической съемке изучают и описывают обнажения пород — естественные (скала, промоина и др.) и искусственные (борта котлованов, траншей, оврагов или иных выемок).

2.2.Достигнув точки, подлежащей описанию (обнажения), студент ставит на поле правой страницы дневника ее номер (по указанию руководителя), а также (факультативно) условный знак, обозначающий характер этой точки.

2.3.Затем по топографической карте или плану, на основании которых ведется съемка, определяется точка стояния, причем карту ориентируют при помощи горного (или иного) компаса.

2.4.Привязка точки стояния производится по отношению к ближайшему хорошо опознаваемому на месте и обозначенному на карте ориентиру — неизменному предмету (на урбанизированных территориях это — капитальные здания). С помощью линейки и измерителя по карте устанавливают расстояние между описываемой точкой и выбранным ориентиром и примерное азимутальное направление от него к точке (например, северо-западнее, западнее, северо-северо-западнее и т.п.).

2.5.Местоположение точки в дневнике записывают по следующей схеме:

-морфологический элемент рельефа, к которому приурочена данная точка (берег реки, надпойменная терраса и т.п.),

-характер обнажения (скала, осыпь, расчистка и т.п.),

-расположение относительно ориентира (расстояние, примерный азимут),

6

- абсолютная отметка.

Например: левый берег р. Выпь, скала, 1,3 км от вершины 231,7 м, абс. отметка подошвы скалы — 155 м.

2.6.При описании разреза указывают, как ведется его изучение — снизу вверх (стратиграфически), или же сверху вниз. (Обычно описание ведут сверху вниз — от более молодых пород к более старым).

Путем осмотра обнажения намечают слои, различающиеся литологическим составом, цветом. Сильновыветрелые породы и нечетко выделяющиеся контакты между слоями зачищают.

2.7.Мощность сравнительно тонких слоев промеряют линейкой или ручкой геологического молотка (на ней обычно имеется шкала делений через 5 см). При значительной мощности слоев промеры делают рулеткой.

На участках обнажений, недоступных для инструментальных промеров, мощности слоев определяют на глаз. В дневнике на это указывают и записывают 2 числа, например: «… мощность на глаз 10–12 м».

9.3 Изучение и описание горных пород. 9.3.1.Общие положения

Полевое описание горных пород имеет свои особенности в зависимости от типов пород, слагающих обнажение.

По единой для всех пород системе описывают цвет породы, как на свежем изломе, так и на выветрелой поверхности. Сначала указывают оттенок, а затем общий цвет породы. Например, желтая порода с серым оттенком описывается как «серовато-желтая».

Ниже рассмотрены особенности полевого изучения и описания наиболее часто встречающихся пород трех основных генетических типов: осадочных (раздельно крупнооб-

ломочных, песчаных, глинистых, а также карбонатных), магматических и метаморфических.

9.3.2. Крупнообломочные породы

3.2.1. Крупнообломочные породы состоят из обломков горных пород и минералов, имеющих размеры более 2 мм. Неокатанные обломки в зависимости от их размеров называются глыбами, щебнем и дресвой (или хрящом). Окатанные обломки называются валунами, галькой и гравием (табл. 1) При названии валунов, гальки и гравия всегда указывается степень их окатанности и форма.

3.2.2. По степени окатанности различают следующие породы:

—неокатанные (угловатые обломки);

—слабоокатанные (или угловато-окатанные): обломки имеют неправильные очертания, но контуры их довольно плавные, углы и ребра сильно сглажены; некоторые грани еще сохраняют плоскую форму, гладкую, а иногда и отшлифованную поверхность.

7

3.2.3. По форме обломки бывают:

—сферические (более или менее приближающиеся к шару);

—лещадные (уплощенные, лепешкообразные);

—игольчатые (палочковидной формы);

—корродированные (с изъеденной, неправильной поверхностью) и (реже) другие. 3.2.4. Обычно встречаются крупнообломочные породы смешанного состава. Кроме

крупных обломков разного размера, в породе нередко присутствует мелкий материал: песок, супесь, суглинок. Наименование породы дается по преобладающей фракции, составляющей более 50% от общего веса. При наличии в составе породы двух или трех преобладающих фракций примерно в равном количестве породе дают смешанное название, например: «галька крупная и средняя», мелкий щебень, дресва и глыбы» и т.д. Остальные фракции, имеющиеся в породе, указывают в качестве примеси.

3.2.5. Крупнообломочные несцементированные окатанные породы широко развиты среди прибрежно-морских отложений в речных, аллювиальных наносов в горных и предгорных районах. Такие породы нередко встречаются и среди водно-ледниковых осадков.

Неокатанные крупнообломочные породы являются продуктами механического выветривания скальных и полускальных пород. Они встречаются также в осыпях, оползнях, пещерах с обваливающимися сводами и т.п.

8

3.2.6.Сцементированные неокатанные обломки называются агломератами (сцементированные глыбы), брекчиями (сцементированный щебень), хрящевыми брекчиями (сцементированная дресва). Сцементированные окатанные обломки соответственно называются валунными конгломератами, конгломератами и гравелитами.

Цемент по составу бывает известковым, кремнистым, глинистым, железистым, гипсовым, фосфатным и смешанным. Часто цемент содержит мелкообломочный материал (песок), заполняющий промежутки между крупными обломками. Цемент бывает аморфным или перекристализованным, слабым или прочным, устойчивым в воде или размокающим.

По отношению между обломками и цементом различают следующие типы цемента: базальный, цемент соприкосновения и цемент пор (характеристика их приведена в разделе «Песчаные породы»).

3.2.7.При описании крупнообломочных пород необходимо фиксировать: название породы, преобладающий размер обломков и примеси, степень окатанности, петрографический

иминералогический состав обломков, форму обломков, характер поверхности обломков, наличие рыхлого заполнителя пустот и его состав или характер, состав и прочность цемента, текстуру, включения органических остатков и пр.

Пример описания. Галька и валуны с преобладающим размером 50–200 мм, хорошей окатанности, известняка серого и песчаника красного, сферической формы, с гладкой отполированной поверхностью; заполнитель — суглинок средний, тугопластичный, бурый до 20 %.

3.2.8.Если рыхлую обломочную породу предполагается использовать в качестве строительного материала, то в поле изучают ее зерновой состав грохочением на стандартных ситах.

Упрощенный полевой способ определения среднего размера галек состоит в том, что сосчитанные гальки данной пробы располагают рядами так, чтобы они соприкасались по длинной оси. Затем записывается их Суммарная длина и делится на количество галек.

Для характеристики петрографического состава галек производят разборку валовой пробы или отдельных отсеянных фракций на несколько литолого-петрографических групп, каждая из которых может быть легко отделена от другой (твердые изверженные породы, крепкие известняки и доломиты, мягкие известняки, песчаники, сильновыветрелые породы). Содержание каждой группы галек выражается в процентах от общего числа сосчитанных галек, затем производят разборку галек по форме (выделяют группы сферической, лещадной и палочковидной гальки).

9.3.3. Песчаные породы

3.3.1. Пески — рыхлая порода без связи между зернами. При полевом описании пескам дают наименование (табл. 2) в зависимости от крупности слагающих их зерен.

Таблица 2

Номенклатура песчаных пород по крупности зерен

3.3.2. Крупность зерен песка определяют следующими простейшими способами:

1). С помощью измерительной лупы. На стеклянную пластинку с измерительной сеткой ровным слоем рассыпают щепотку песка. Размер зерен измеряют на глаз, сравнивая

их с размером клеток сетки (он обозначается на пластинке).

2). С помощью миллиметровой бумаги и лупы. Размер зерна определяют ориентировочно на глаз по отношению к размеру клетки на миллиметровке (1×1 мм).

9

Наименование песчаного грунта (табл. 2) в поле определяют таким образом:

а) подсчитывают общее число зерен при плотном однорядном их размещении внутри сетки (при помощи измерительной лупы) или квадрата со сторонами 1×1 см (при помощи миллиметровой бумаги);

б) подсчитывают число зерен, размер которых определяет наименование песков (т.е. более 2 мм, более 0,5 мм и т.д.), устанавливают процентное отношение подсчитанных зерен каждой фракции по отношению к общему количеству зерен в пробе. Такие подсчеты повторяют не менее трех раз в каждой точке и на их основе выводят среднеарифметическую величину. Результаты подсчетов записывают на левой стороне полевого дневника. Наименование грунта принимают по табл. 2.

3.3.3.При изучении песков под лупой одновременно отмечают форму зерен и их минеральный состав. Наиболее распространенные формы зерен (по М.С. Швецову) — острореберная, угловатая, полуокатанная, окатанная, регенерированная (восстановленная, корродированная.

3.3.4.Описание песков производится в следующей последовательности: наименование песка (по размеру частиц), цвет, размер зерен и их минеральный состав, включения (в том числе органические), текстура (слоистость и пр.), влажность (маловлажные, влажные, водонасыщенные).

Пример описания. Песок средней крупности, желтовато-серый, зерна размером 1–2 мм, преимущественно кварцевые, округлой формы, среди зерен < 1 мм — полевой шпат, слюда черные неопознанные минералы. В большом количестве мелкие обломки раковин. Косослоистая текстура — чередование слоев мощностью 2–3 см. Пески маловлажные.

3.3.5.При описании песков в естественном обнажении необходимо отмечать крутизну (приближенно в градусах) склона обнажения, которая характеризует угол естественного откоса.

3.3.6.Описание песчаников производится так же, как и песков, так как наибольшее внимание уделяется изучению слагающих их зерен и цемента. Полевое наименование песчаника дается по крупности слагающих его зерен, согласно приведенной выше классификации, например: песчаник крупнозернистый, песчаник среднезернистый (табл. 2).

3.3.7.Определять крупность зерен в песчанике необходимо на ровном изломе, пользуясь измерительной лупой или прозрачной пластмассовой линейкой с нанесенной на ней миллиметровой сеткой (п. 3.3.2.).

3.3.8.Вторую составную часть песчаника, цемент, характеризуют двумя показателями: а) количественное соотношение цемента и зерен породы; б) состав цемента.

3.3.9.По количественному соотношению с зернами песчаника цемент описывается как:

а) базальный — сцементированные между собой зерна не соприкасаются друг с другом, как бы «плавают» в цементе;

б) цемент соприкосновения (контактовый) — имеется только в местах соприкосновения зерен;

в) цемент пор — заполняет все пространство между зернами.

3.3.10. Состав основных видов цемента определяют и описывают по результатам следующих простейших определений:

а) известковый цемент — вскипает с соляной кислотой; б) кварцевый цемент — очень твердый, стальной нож не царапает его поверхность; в) глинистый цемент — размягчается в воде; г) железистый цемент — имеет ржаво-бурую окраску.

3.3.11. Описание песчаников производится в следующей последовательности: наименование породы (по размеру зерен); крепость (слабый — ломается пальцами; средней крепости — легко разбивается молотком; крепкий — разбивается молотком с большим трудом, очень крепкий — разбить его молотком очень трудно, при ударе издает характерный звон); цвет породы; размер зерен и их минеральный состав; включения (в том числе органические), состав (характер) цемента и степень его прочности; текстура (слоистость), форма излома и форма отдельности.

10