geo_mu_2011 / 2.4 МУ МЕЖД.ГЕОХРОН

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра строительного производства, оснований и фундаментов

Игашева С.П., Соседков Э.С.

ГЕОЛОГИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ «Международная геохронологическая шкала». «Применение геохронологической шкалы

в строительной практике»

для студентов строительных специальностей очной и заочных форм обучения

Тюмень, 2011

УДК

ББК

Игашева С.П., Соседков Э.С. Геология: методические указания к лабораторным и практическим работам дисциплины «Геология» для студентов строительных специальностей дневной и заочных форм обучения - перераб. и доп. – Тюмень: РИЦ ГОУ ВПО ТюмГАСУ, 2011. – 36 с.

Методические указания разработаны на основании рабочих программ ГОУ ВПО ТюмГАСУ дисциплины «Геология» для студентов строительных специальностей. Содержат теоретический материал по теме «Основы геохронологии», методические указания к практическим работам «Международная геохронологическая шкала» и «Применение геохронологической шкалы в строительной практике».

Рецензент: Е.М.Максимов, профессор, доктор г.-м.н.

Рецензент: Ю.В.Кравцов, ведущий научный сотрудник

ООО «Тюменгипрогаз», к.г.-м. н.

Тираж 300 экз.

ГОУ ВПО «Тюменский государственный архитектурно-строительный университет» Игашева С.П., Соседков Э.С.

Редакционно-издательский центр ГОУ ВПО «Тюменский государственный архитектурностроительный университет»

3

1.1.2Приложение Б Представители животного мира мезозоя

икайнозоя (по Г.И. Немкову и др.)……….….…15

1.2Практическая часть Упражнения с геохронологической шкалой

2ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2 Применение геохронологической шкалы в строительной практике

2.2.1Методика выполнения анализа площадок……………………….26

2.2.2Пример оформления работы…………………………..…….……28

2.2.3Задание к практической работе №2………………………...…….27

2.2.4Приложение В Стратиграфическая колонка к разрезам…..........29

2.2.5Приложение Г Геологические разрезы условных

строительных площадок………………………..30

Список литературы, рекомендуемой к работе №1…………………………….....34

Список литературы, рекомендуемой к работе №2………………………….……34

4

Введение

В содержание дисциплины «Геология» всегда включаются основы общей геологии, где наряду с разделами о минералах и горных породах приводятся сведения о возрасте горных пород, отражаемом Международной геохронологической шкалой, и об основных формах их дислокаций.

С целью закрепления теоретического материала по этим темам, студентам строительных специальностей предлагаются методические указания к двум практическим работам: №1 «Международная геохронологическая шкала», №2 «Применение геохронологической шкалы в строительной практи-

ке». По результатам проведѐнных исследований появляется возможность оценить условия строительства на данном участке.

Значение этих практических работ в курсе «Геологии» велико. Известно, что грунты, образовавшиеся в одно и то же время в одинаковых геологических условиях, обладают одинаковым минеральным составом. Если они не изменились под воздействием геологических процессов, то обладают одинаковыми физико-механическими свойствами. Поэтому в таких районах можно сокращать объѐмы буровых, опробовательских, лабораторных и других видов работ без ущерба для их достоверности, что значительно уменьшит затраты на их выполнение.

Сведения об основных формах залегания горных пород в том или ином районе позволяют выбрать наиболее благоприятное направление трассы или участок для застройки.

Целью данных практических работ является закрепление теоретического материала на основе упражнений, сложность которых постепенно возрастает. С помощью предлагаемых методических указаний решается задача обучения студентов чтению важнейшей инженерно-геологической документации – карт и разрезов.

Методические указания соответствуют программе ГОС ВПО и могут быть использованы студентами дневной, заочной и заочной в сокращѐнные сроки форм обучения всех строительных специальностей (ПГС, ПСК, ЭУН, ГСХ, АД, ВиВ, ТГВ, ООС) как во время аудиторных занятий, так и для самостоятельной работы.

Важнейшим дополнением к настоящим методическим указаниям являются презентации «Геохронология» и «Геотектоника», которые подробно иллюстрируют текст, приведѐнный в настоящих методических указаниях.

5

1 ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1 Международная геохронологическая шкала

1.1. Теоретическая часть

Основы геохронологии. Международная геохронологическая шкала

Что для историка документы и надписи, монеты, медали и книги, то для геолога каменные породы земной коры А. Гейки

В цикл геологических наук включена историческая геология, изучающая историю и закономерности развития Земли с момента образования земной коры до современного еѐ состояния. В задачи исторической геологии входят установление последовательности и воссоздание условий образования горных пород, изучение истории тектонических движений и развития тектонических структур.

Геологические события запечатлены в горных породах, поэтому, зная условия образования пород и их возраст, можно произвести периодизацию всех геологических событий. К тому же, знание возраста горных пород имеет большое практическое значение, т. к. им во многом определяется стро е- ние толщ горных пород, их прочность и деформативные характеристики. При прочих равных условиях более древние породы значительно плотнее и прочнее, чем более молодые, соответствующие им по составу.

Раздел геологии, устанавливающий время образования горных пород и геологических событий прошлого называется ГЕОХРОНОЛÓГИЯ (от греч. ge - земля, chronos - время, logos - слово) – т. е. наука о геологическом летоисчислении.

При изучении развития земной коры исследователями были установлены три фундаментальных закона, позволяющих сравнить возраст пород, но не называющих его. Они составили основу ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ГЕОХРОНОЛОГИИ:

В 1669 г. датский учѐный Н. Стено (по некоторым источникам Н. Стенсон), изучая геологические разрезы, обнаружил, что при нормальном залегании горных пород вышележащий слой будет моложе нижележащего

(рисунок 1):

Рисунок 1 Нормальная

последовательность слоѐв в ненарушенном залегании

6

Таким образом, если в горных выработках, пройденных на какомлибо участке, последовательность слоѐв всѐ время повторяется, можно считать, что весь участок имеет подобное строение. Это позволяет достичь значительного экономического эффекта за счѐт сокращения количества горных выработок.

Закон Стено был положен в основу с т р а т и г р а ф и ч е с к о г о (от греч. stratum - слой) метода геохронологии. Но он применим только для слоѐв, наклон которых не превышает 15˚.

В случае если породы собраны в складки и заняли наклонное или лежачее положение, последовательность слоѐв может стать обратной (рисунок 2). Для получения достоверной картины геологического строения участка недостаточно минимального количества горных выработок.

П е т р о г р а ф ú ч е с к и й (от греч. pétros – камень) метод осно-

ван на детальном изучении и сравнении состава горных пород в скважинах, пробуренных в нескольких десятках метров друг от друга, что даѐт возможность определить очерѐдность образования слоѐв, даже если первоначальное их залегание нарушено тектоническими движениями.

Рисунок 2 Сгущение сетки скважин позволяет обнаружить

обратную последовательность слоѐв в опрокинутом крыле складки

Наукой установлено, что развитие жизни на земле происходило постепенно (эволюционно) от простейших форм до высокоорганизованных. Среди них были выделены представители флоры и фауны, которые отличаются хорошей сохранностью, незначительным вертикальным и глобальным горизонтальным расселением, т. е. существовали непродолжительное время, но одновременно на всех континентах земного шара. Эти руководящие формы позволили расчленить земную кору на интервалы, ограниченные перерывами в накоплении осадков. Таким образом, были определены условные отрезки времени, на которые делится история Земли. Они имеют разную длительность, но следуют друг за другом без пропусков и перекрытий, в их основу положен объективный ход времени. Метод геохронологии основанный на изучении остатков древних живых организмов, возраст которых соответствует возрасту содержащих их отложений п а л е о н т о л о г ú ч е с к и й (от гр. palaeos - древний, on - существо). Он так же позволяет восстановить географическую обстановку и климат прошлого.

С развитием физики в XX веке появился целый ряд методов, позволяющих не только сравнить последовательность событий, но и с различной погрешностью указывать их возраст в тысячах и миллионах лет. Все эти методы (калий-

аргоновый, рубидий-стронциевый, свинцовый, радиоуглеродный и др.) осно-

ваны на расчѐте времени, необходимого для перехода радиоактивного вещества

впродукты его распада. Известно, что радиоактивный распад элементов, всегда

внезначительном количестве присутствующих в минералах, начинается сразу с момента образования минералами горной породы. Этот процесс идѐт с посто-

янной скоростью, несмотря ни на изменения температур и давления, ни на воздействие магнитных и электрических полей, ни на другие факторы. Такие методы называются радиологическими (радиоактивными), а раздел науки –

АБСОЛЮТНОЙ ГЕОХРОНОЛОГИЕЙ.

Данные абсолютного возраста привязаны к существующим подразделениям относительного геологического времени и это позволяет определять время о б- разования горных пород, пусть даже пока и с большими погрешностями.

На основе результатов палеонтологических и стратиграфических исследований была составлена стратиграфическая шкала, а в 1881 и в 1900 гг. решением Международного геологического конгресса была утверждена Международная геохронологическая шкала. Каждый промежуток относительного времени в ней и каждая толща накопившихся пород в стратиграфической шкале имеют собственные названия, находящиеся в строгом соподчинении:

8

Эóн – латинское название очень длительного промежутка времени.

Эонотéма - комплекс горных пород, сформировавшихся за время одного эона.

Эра – наиболее крупный промежуток времени (продолжительностью сотни и многие десятки миллионов лет), в течение которого процессы эволюции земной

коры и органического мира не претерпели существенных изменений.

Эратéма – комплекс горных пород, сформировавшихся на протяжении одной эры.

Перúод (от греч. periodos - обход, круговращение, определѐнный круг времени),

в геологии - временнóе подразделение продолжительностью десятки млн. лет. Система – горные породы, сформировавшиеся за один геологический период. Эпόха и век – отдельные отрезки геологической истории, гораздо более длительные, чем «век» и «эпоха» в обычном понимании.

Названия временных подразделений, их индексы (по первым буквам названий периодов), а так же соответствующая им окраска, приведѐнные в Международной геохронологической шкале, едины для геологических карт во всѐм мире. Поэтому чтение карт не вызывает затруднений, независимо от того, в какой стране они составлены.

Таблица построена так, как залегают слои горных пород – более древние внизу, молодые вверху. За начало архейской эры принято время образования Земли, как планеты – 4,5-4,6 млрд. лет назад. Приведѐнные данные об абсолютном возрасте границ ещѐ недостаточно точны, в учебниках и справочной литературе встречаются и иные цифры.

9

Таблица 1 - МЕЖДУНАРОДНАЯ ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ

10