Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1 курс / 2 семестр / Геология / Практикум 'Геология'

.pdf
Скачиваний:
308
Добавлен:
07.07.2018
Размер:
3.9 Mб
Скачать

Лабораторная работа №11 Построение геологического разреза и стратиграфической колонки к участку геологической карты

Цель: овладение навыками построения геологического разреза и стратиграфической колонки

Оборудование: набор учебных геологических карт, условные обозначения, стратиграфическая шкала, линейка, простые и цветные карандаши

Порядок работы

Задание 1. Построить геологический разрез через фрагмент геологической карты на топографической основе на участок с горизонтальным залеганием слоев и стратиграфическую колонку к нему. Восстановить историю геологического развития территории.

Задание 2. Построить геологический разрез по заданному направлению по геологической карте на участок со складчатым залеганием слоев.

Порядок сдачи лабораторной работы

1.Предоставляется рабочая тетрадь с описание истории геологического развития территории.

2.Предоставляется вычерченный на листе бумаги формата А-4 разрез к учебной геологической карте в соответствии с общепринятыми условными обозначениями.

Теоретическая часть

Геологические карты сопровождаются одним или несколькими геологическими разрезами, показывающими строение земной коры в вертикальном сечении. Разрезы строятся по определенным линиям, направления которых выбираются так, чтобы на разрезах возможно более полно было охарактеризовано строение района. Обычно разрезы строят вкрест простирания основных геологических структур.

Техника построения разрезов выглядит следующим образом:

1.Выбирается направление разреза и на геологической карте проводится соответствующая линия. Линия может быть прямой, пересекающей весь лист, но при сложном строении района, когда невозможно провести прямую линию вкрест простирания всех структур, допускается построение разрезов по ломаной линии. У концов линии (и в местах перегибов) на карте ставятся цифровые (1 — 1, 1—2— 3) или буквенные (А—Б, А—Б—В) обозначения. Меридиональные и отклоненные к востоку от меридиана линии разрезов располагаются так, чтобы слева был юг, а остальные располагаются так, чтобы слева был запад.

2.Определяется масштаб разреза. В подавляющем большинстве случаев вертикальный и горизонтальный масштабы разрезов должны соответствовать масштабу карты. Увеличение вертикального масштаба (до 20 раз) допускается только для районов с пологим моноклинальным и горизонтальным залеганиями слоев. Это делается для того, чтобы на разрезе можно было показать слои малой мощности.

3.По выбранной линии строится топографический профиль (профиль рельефа). Профиль у концов линии ограничивается масштабными линейками, у которых пишутся отметки высот в метрах, а над линейками пишутся цифровые или буквенные обозначения разреза и буквенные обозначения его ориентировки на карте (Ю—С, ЮЗ—СВ и т. п.). Через нулевые отметки на линейках проводится линия уровня моря (за исключением высокогорных районов), и от нее по вертикали в выбранном масштабе ставятся точки в местах пересечения линией разреза горизонталей с соответствующими отметками(рис. 11, а).

4.Точки соединяются плавной линией, отображающей профиль рельефа. На эту линию переносят границы слоев с обозначением индексами соответствующего возраста пород, линии разрывов, границы интрузивных тел и т.п., и начинают построение разрез

(рис. 11,б).

81

5.Построение геологического разреза, т.е. нанесение на топографический профиль геологических данных, заключается в соединении линиями разрозненных выходов на поверхность слоев с учетом характера их залегания. Если имеются данные об элементах залегания слоев и их мощности, разрез строится с учетом этих данных.

6.При построении разреза необходимо постоянно следить за стратиграфической последовательностью слоев, ни в коем случае не допуская ее нарушения. При складчатом залегании пород построение разрезов проще всего начинать с отрисовки ядер синклинальных складок, прослеживая от них в стороны и на глубину все более древние слои (см. рис. 11, б). Глубина, на которую строятся разрезы, определяется, с одной стороны, глубиной эрозионного вреза, а с другой — степенью надежности, с которой можно интерпретировать поверхностные структурные данные на глубину.

7.Каждый слой на разрезе закрашивается или заштриховывается так же, как на геологической карте. На каждом изолированно выходе слоя ставится возрастной индекс. Если индекс не умещается на слое, его выносят в сторону или вверх (см. рис. 11, в).

8.Разрезы, сопровождающие геологическую карту, помещаются под ней. Если геологические разрезы делаются на отдельном листе, они соответствующим образом оформляются и для них обязательно приводится легенда.

Условные обозначения на разрезе должны точно соответствовать геологической

карте.

Геологические карта и разрез часто сопровождаются стратиграфической колонкой. На стратиграфической колонке в возрастной последовательности от древних к молодым условной штриховкой показываются осадочные, вулканические и метаморфические породы, распространенные на территории, изображенной на карте. Интрузивные породы на колонке не изображаются. Породы на колонке расчленяются в соответствии с выделяемыми на карте стратиграфическими подразделениями. Слева от колонки указываются: возраст пород (эратема, система, отдел, ярус) и индекс; справа – мощность, состав породы и встреченные в слоях окаменелости. Масштабы для построения колонок в зависимости от мощности пород могут быть различными. Общая их высота обычно не превышает 40-50 см, обычная ширина граф 2-4 см. При колебаниях мощности в колонке приводится среднее ее значение, и цифрами указываются крайние пределы. Согласные границы на колонке изображаются прямыми линиями, несогласные – волнистыми. Древние породы располагаются внизу колонки, более молодые – вверху, над древними.

82

83

Лабораторная работа №12 Кристаллический фундамент территории Беларуси

Цель работы: формирование представлений о строении, глубине залегания, рельефе поверхности, возрасте и составе пород кристаллического фундамента территории Беларуси

Оборудование: тектоническая карта Беларуси М-б 1:1250000 (Нацыянальны атлас, 2003, с. 46-47), схема структурного районирования территории Беларуси (приложение А), карта кристаллического фундамента Беларуси М-б 1:2000000 (Нацыянальны атлас , 2003, с. 41 рис. 2), контурная карта или трафареты контуров границ Беларуси, простые и цветные карандаши.

Порядок работы

Задание 1.Построить схему структурного районирования территории Беларуси по поверхности кристаллического фундамента (М-б 1:5 000000).

Последовательность выполнения.

1). Простым карандашом в границах республики провести контуры следующих тектонических структур: Украинский щит, Балтийская и Московская синеклизы, Белорусская и Воронежская антеклизы, Подлясско-Брестская впадина, Припятский и Днепровский грабены, Жлобинская, Латвийская, Полесская и Брагинско-Лоевская седловины, Центрально-Белорусский массив, Ивацевичский, Бобовнянский, Бобруйский, Вилейский, Мазурский, Суражский и Гремячский погребенные выступы, Микашевичско-Житковичский выступ, Луковско-Ратновский и ЦентральноОршанский горсты, Городецко-Хатецкая и Дивинскаяступени, Волынская моноклиналь, Могилевская и Витебская мульды, Воложинский и Клинцовский грабены,Червенский структурный залив, Ошмянский, Налибокский, Северо- и ЮжноПрипятский разломы.

2). Тушью или гелевой ручкой подписать перечисленные структуры и вычертить нанесенные в черновом (карандашном) варианте контуры.

3). Раскрасить положительные тектонические структуры красным цветом, отрицательные - синим, нейтральные - желтым.

Задание 2. Построить схему геологического строения кристаллического фундамента территории Беларуси (М-б 1:5 000 000).

Последовательность выполнения.

1). В границах республики нанести области распространения трех основных комплексов пород кристаллического фундамента и подписать названия их наиболее крупных массивов: гранулитового (Белорусско-Прибалтийский пояс, Брагинский и Витебский массивы, Минский, Борисовский, Витебский, Щучинский, Ивьевский, Кореличский блоки, Рудьмянская зона), амфиболит-гнейсового (ЦентральноБелорусская и Околовская зоны), вулканоплутонического (Осницко-Микашевичский пояс).

Нанести линию Кореличского разлома и подписать его.

2). На схеме общепринятыми знаками указать возраст пород каждого комплекса в единицах геологического летоисчисления.

3). Раскрасить схему различными оттенками красного цвета. Насыщенность тона уменьшается от более древних пород к молодым.

Творческое задание. Выберите два населенных пункта на территории Беларуси: тот, где живут ваши родители и еще один по вашему усмотрению. Анализируя карты, письменно в рабочей тетради ответить на следующие вопросы:

1). В пределах какой тектонической структуры кристаллического фундамента расположены выбранные вами населенные пункты?

84

2). На какой глубине находится кристаллический фундамент в районе этих населенных пунктов?

3). Породами какого возраста (в геологическом летоисчислении) и какого комплекса сложен кристаллический фундамент в районе выбранных вами населенных пунктов? Не забудьте указать местонахождение выбранных вами объектов (названия города, деревни, района).

Порядок сдачи лабораторной работы

1.Предоставляются выполненные схемы: структурного районирования территории Беларуси; геологического строения фундамента территории Беларуси.

2.Письменный отчет о выполнении творческого задания.

3.Тестовое задание.

Вопросы для тестирования

1.Как называется тектонический этап формирования кристаллического фундамента территории Беларуси?

2.Когда территория Беларуси находилась на доплатформенном этапе своего развития? Назовите стадии доплатформенного этапа развития территории Беларуси.

3.Какими породами (комплексами, сериями) сложен кристаллический фундамент территории Беларуси?

4.Укажите геологический возраст (в единицах геологического летоисчисления) кристаллического фундамента территории Беларуси? Каков изотопный возраст самых древних пород Беларуси. Где расположены эти породы?

5.На каких глубинах находится кристаллический фундамент на территории Беларуси? Укажите максимальную глубину залегания фундамента. В каком районе она установлена? Где на территории республики породы фундамента выходят на поверхность?

6.Кто и когда первым установил выходы пород фундамента на поверхность?

7.Какими методами изучаются породы фундамента в Беларуси?

8.Укажите количество скважин, вскрывших породы фундамента территории Беларуси.

Лабораторная работа №13 Платформенный чехол территории Беларуси

Цель работы. Формирование представлений о процессах и последовательности образования, возрасте, строении, составе и мощности платформенного чехла территории Беларуси.

Оборудование: палеогеографические карты территории Беларуси (Нацыянальны атлас, 2003, с. 44-45), литолого-палеогеографические схемы периодов и эпох (раздаточный материал) и схемы распространения основных систем платформенного чехла (источник: Махнач А.А. Введение в геологию Беларуси, 2004), трафареты контуров границ республики, простые и цветные карандаши.

Порядок работы

Задание 1. Построить шесть литолого-палеогеографических карт территории Беларуси для следующих (талассократических) отрезков времени: волынское время раннего венда, средний девон, оксфордский век поздней юры, ранний мел, поздний мел, киевское время эоцена.

Последовательность выполнения 1). В тетради, пользуясь трафаретами, простым карандашом нанести контуры

границ республики.

85

2). На карте волынского времени раннего венда нанести границы распространения морских отложений и изопахиты (линии, соединяющие точки с одинаковыми мощностями одновозрастных отложений) 50, 100, 150, 200, 300, 400 м.

Красным карандашом провести границы распространения трапповой формации. На остальных картах нанести границы распространения морских отложений, тричетыре скважины (по выбору) с указанием в них мощности отложений каждой системы (отдела, яруса, горизонта) и следующие изопахиты: на карте среднего девона - 50, 100 и 150 м; на карте оксфордского века поздней юры - 10, 40, 60 и 80 м; на карте раннего мела - 25, 50 и 75 м; на карте позднего мела - 10 и 50 м; на карте киевского времени эоцена – изопахиты 25 и 50 м.

3). Раскрасить карты различными оттенками синего цвета. Насыщенность тона уменьшается по мере уменьшения мощности пород.

Творческое задание. Анализируя карты (Нацыянальны атлас, 2003, с. 44-45, рис. 3-15, раздаточный материал), письменно в рабочей тетради ответить на следующие вопросы:

1). Отложения каких систем участвуют в строении платформенного чехла на территории вашего населенного пункта?

2). Какова мощность платформенного чехла на территории вашего населенного пункта?

3). Когда, в какие периоды (эпохи, века) территория вашего населенного пункта представляла собой горную систему, когда она испытала самую первую морскую трансгрессию, когда последнее море покинуло территорию вашего населенного пункта?

4). Перечислите периоды (эпохи),когда территория вашего населенного пункта развивалась в геократическом режиме (воздымалась и была сушей).

Порядок сдачи лабораторной работы

1.Предоставляется рабочая тетрадь с выполненным письменным заданием.

2.Предоставляются литолого-палеогеографические карты.

3.Тестовое задание

Перечень вопросов для тестирования

1.Когда начался платформенный этап развития территории Беларуси? Укажите время в геологическом летоисчислении.

2.Когда началось формирование платформенного чехла территории Беларуси? Укажите время в единицах геологического летоисчисления.

3.Перечислите названия этапов формирования платформенного чехла территории Беларуси.

4.Когда начался неотектонический этап геологического развития территории Беларуси? Укажите время в единицах геологического летоисчисления.

5.Отложения платформенного чехла Беларуси.

6.Перечислите самые крупные по площади акваторий морские трансгрессии на территории Беларуси.

7.Когда последнее море покинуло территорию республики? Укажите время в астрономических единицах (млн лет) и единицах геологического летоисчисления.

8.Какие ископаемые организмы используются в стратиграфии платформенного чехла территории Беларуси? Укажите руководящие формы для каждой системы.

9.В каких отложениях платформенного чехла установлены самые древние окаменелости на территории Беларуси? Как называются самые древние органогенные породы Беларуси?

10.Назовите системы (отделы), в состав которых входят породы ледникового комплекса.

86

11.Как называется серия самых древних на территории Беларуси ледниковых

пород?

12.Назовите отделы (их три), в составе которых установлены древние вулканогенные образования.

13.Укажите районы платформенного вулканизма на территории Беларуси.

14.Назовите районы траппового магматизма на территории Беларуси.

15.Перечислите известные вам серии и горизонты пород нижнего, среднего и верхнего рифея, нижнего и верхнего венда.

16.В состав какого материка входила территория Беларуси в позднем протерозое,

иводами какого океана она омывалась?

17.В состав какого материка входила территория Беларуси на каледонском этапе своего развития, и как называется океан, из которого на нашу территорию трансгрессировали моря в раннем палеозое?

18.В состав какого материка входила, и водами какого океана омывалась территория Беларуси в девонском и каменноугольном периодах?

19.В состав какого материка входила территория Беларуси в пермском, триасовом и начале юрского периодов?

20.В состав какого материка входила территория Беларуси, начиная с середины юрского и в меловом периодах?

21.Из какого океана на территорию Беларуси проникали морские трансгрессии на киммерийско-альпийском этапе тектонического развития?

22.Когда (в каком периоде) территория Беларуси была расположена на экваторе?

23.Где расположен самый крупный на территории Европы метеоритный кратер?

24.Когда самый крупный из установленных метеоритов упал на территорию нашей республики? Укажите время в астрономических единицах (млн лет) и единицах геологического летоисчисления.

Лабораторная работа № 14 Геологическое строение Припятского прогиба

Цель: Приобретение навыков построения геологической колонки и анализа кернового материала. Формирование представлений о составе и строении осадочной толщи территории Припятского прогиба и связанных с ней полезных ископаемых

Оборудование: описание керна буровой скважины, условные обозначения (рис. 14), стратиграфическая шкала, линейка, простые и цветные карандаши.

Порядок работы

Задание. Построить геологический разрез скважины по ее описанию. Последовательность выполнения.

1). В тетрадь перенести условные обозначения.

2). На развернутом тетрадном листе начертить таблицу по образцу (табл. 14.1). В названии таблицы указывается номер скважины и ее географическая привязка. Слева от таблицы начертить масштабную линейку. Масштаб выбирается произвольно, в зависимости от глубины скважины. Важно, чтобы весь разрез поместился на одном развернутом листе.

3). Последовательно сверху вниз нанести выделенные в разрезе слои. При согласномзалегании слоев граница между ними проводится прямой линией, при несогласном залегании – волнистой. Для каждого слоя указать глубину подошвы, мощность, геологический возраст (отдел или система). Условными знаками отобразить литологический состав пород.

4). Одновозрастные слои раскрасить цветом отдела или системы (см. Международную стратиграфическую шкалу или легенду к геологической карте дочетвертичных отложений Беларуси).

87

Таблица 14. 1 – Скважина № … Расположена …

Возраст

Литологичес-

Глубина подошвы

Мощность

Литологические

слоя

кая колонка

слоя, м

слоя.м

толщи девона

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 14.1 Условные обозначения к геологическим разрезам и профилям

88

ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

Практическая работа №1 Строение и распространение главных типов земной

коры

Цель: изучение внутреннего строения Земли Оборудование: тектоническая карта мира.

Порядок выполнения работы

1.Отметить на карте расположение платформ: Восточно-Европейская, Сибирская, Северо-Американская, Южно – Американская, Африканская, Австралийская, Антарктическая платформа.

2.В пределах платформ отметить щиты – Балтийский, Украинский Алданский, Анабарский, Канадский, Бразильский и др.

3.Построить схему внутреннего строения Земли и указать границы разделов

4.Описать и построить разрез строения типов земной коры: континентальной, океанской, субконтинентальной, субокеанской.

Теоретическая часть

1.1 Внутреннее строение Земли

Вгеологии для создания модели строения Земли опираются на основные свойства

иих параметры, характеризующие все части Земли. К таким свойствам (или характеристикам) относятся:

1. физические - плотность, упругие магнитные свойства, давление и температура; 2. химические - химический состав, химические соединения, распределение

химических элементов в Земле.

Методов исследования состава и строения Земли разделяются на прямые и косвенные. Прямые методы опираются на непосредственное изучение минералов и горных пород и их размещение в толщах Земли; косвенные - основаны на изучении физических и химических параметров минералов, пород и толщ с помощью оптических

игеофизических приборов.

Прямыми методами мы можем изучить лишь верхнюю часть земной коры, т.к. самая глубокая скважина (Кольская) достигла~12 км. О более глубоких частях Земли можно судить по вулканическим извержениям.

Глубинное внутреннее строение Земли изучается косвенными методами, в основном комплексом геофизических методов. Рассмотрим основные из них.

1.Сейсмический метод (греч.сейсмос - трясение) - опирается на явление возникновения и распространения упругих колебаний (или сейсмических волн) в различных средах. Упругие колебания возникают в Земле при землетрясениях, падениях метеоритов или взрывах и начинают распространяться с разной скоростью от очага их возникновения (очага землетрясения) до поверхности Земли. Выделяют два типа сейсмических волн:

1-продольные P-волны (самые быстрые), проходят через все среды - твердые и жидкие;

2-поперечные S-волны, более медленные и проходят только через твердые среды. Сейсмические волны при землетрясениях возникают на глубинах от 10 км до 700 км. Скорость сейсмических волн зависит от упругих свойств и плотности горных

пород, которые они пересекают. Достигая поверхности Земли, они как бы просвечивают ее и дают представление о той среде, которую пересекли. Изменение скоростей дает представление о неоднородности и расслоенности Земли. Кроме изменения скоростей, сейсмические волны испытывают преломление, проходя через неоднородные слои или отражение от поверхности, разделяющей слои.

89

2.Гравиметрический метод основан на изучении ускорения силы тяжести g, которое зависит не только от географической широты, но и от плотности вещества Земли. На основании изучения этого параметра установлена неоднородность в распределении плотности в разных частях Земли.

3.Магнитометрический метод– основан на изучении магнитных свойств вещества Земли. Многочисленные измерения показали, что различные горные породы отличаются друг от друга по магнитным свойствам. Это приводит к образованию участков с неоднородными магнитными свойствами, которые позволяют судить о строении Земли.

Сопоставляя все характеристики, ученые создали модель строения Земли, в которой выделяют три главные области (или геосферы):1-Земная кора, 2-Мантия Земли, 3-Ядро Земли. Каждая из них в свою очередь разделяется на зоны или слои. Рассмотрим их и основные параметры суммируем в таблице 1.

1.Земная кора (слой А)- это верхняя оболочка Земли, ее мощность колеблется от 6- 7км до 75км.

2.Мантия Земли подразделяется на верхнюю (со слоями: В и С) и нижнюю (слой D).

3.Ядро - подразделяется на внешнее (слой Е) и внутреннее (слой G), между которыми располагается переходная зона – слой F.

Таблица 1.1 – Основные параметры, характеризующие геосферы

 

 

 

 

 

Глубина

Название

Скорость распространения

Плотность

Химический

Параметры

 

 

поверхности

границы

сейсмических волн

г/см3

состав

Геосферы

 

 

 

раздела, км

 

Vp

Vs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Земная кора

слой А

33

Мохоровичича

5.5-7.4

3.2-4.3

2.8

O, Si, Al

 

 

верхняя

 

слой В

410

_

7.9-9.0

4.5-5.0

3.7

перидотиты

Мантия

 

 

 

слой С

950

_

9.0-11.4

5.0-6.4

4.6

дуниты

 

 

нижняя

 

слой D

2700

_

11.4-13.6

6.4-7.3

5.5-5.7

Si, Mg, Fe

 

 

 

 

 

2900

Гуттенберга

13.6

7.3

 

оксиды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пиролит

 

 

внешнее

 

слой Е

4980

_

8.1-10.4

_

9.7-10.0

Fe+Ni+FeO

Ядро

 

переходная

слой F

5120

Лемана

10.4-9.5

_

11.5

FeS-троилит

 

 

внутреннее

слой G

6371

_

11.2-11.3

_

12.5-13

Fe+Ni

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По данным сейсмического зондирования, исходя из скорости сейсмических волн, выделяют три главные сферы Земли, отделенные одна от другой поверхностями раздела, в которых резко меняются их величины

(рис. 1.1).

Рис. 1.1Строение внутренних оболочек Земли

Земная кора – это твердая верхняя (внешняя) оболочка Земли. Ее мощность колеблется от 5-20 (12) км под водами океанов до 30-40 км в равнинных областях и до 50-75 км в горных регионах. Если принять среднюю мощность (толщину) земной коры равной 33 км, а среднюю плотность

90