6.3. Приемы проведения геолого-съемочных работ и описания обнажений

Процесс геологического картирования разделяется на периоды:

1) подготовительный (2-3 месяца); 2) полевой (4-6 месяцев), 3) камеральный.

На подготовительномэтапе составляется проект работ, организуется геолого-съемочная партия, подготавливается необходимое снаряжение и оборудование, топографические карты, аэрофотоснимки. Изучаются фондовые и литературные материалы, предварительно дешифрируются аэрофотоматериалы и составляются предварительные геологические карты по району работ. Продолжительность подготовительного периода составляет 2 – 3 месяца.

Полевой периодделится на три последовательных этапа. В первый из них, охватывающий по продолжительности 2—3 недели, производится знакомство с районом работ и его общий обзор. Во второй этап выполняется основной объем полевых работ. В третий, заключительный этап производится увязка всего полевого материала, составляются дополнительные описания разрезов и по возможности осуществляется детальное изучение наиболее перспективных из выявленных рудоносных участков.

Рекогносцировочные маршруты проводятся с целью ознакомления с геологическими особенностями района работ. При этом вырабатывается единая номенклатура горных пород, техника проведения маршрутов, документация наблюдений. При необходимости производятся аэровизуальные наблюдения с самолета или вертолета.

В зависимости от масштаба, целей и условий работ геологическую съемку проводят различными методами. Наибольшим распространением пользуются следующие съемки: маршрутная,площаднаяиинструментальная.

Маршрутная съемкаприменяется при картировании в масштабах 1 : 1 000 000 и 1 : 500 000. Она заключается в пересечении района работ маршрутами, большая часть которых располагается вкрест простирания пород или складчатых комплексов. При картировании интрузивных образований маршруты должны пересекать как краевые, так и центральные части массивов.

Наблюдения, проделанные в маршруте, наносятся на топографическую основу, а при наличии аэрофотоснимков и на них. Геологическое строение пространств, заключенных между маршрутами, устанавливается путем интерполяции данных смежных маршрутов; значительную помощь при этом может оказать дешифрирование аэрофотоматериалов.

Маршрутными исследованиями пользуются также при составлении опорных стратиграфических разрезов, изучении четвертичных отложений и геоморфологических наблюдениях. Ими с успехом можно пользоваться и при сравнительном анализе тектонического строения отдельных районов как для решения общих вопросов, так и при изучении складок, разрезов, трещин и т. п.

Площадная съемкапроизводится при детальном геологическом картировании в масштабах 1 : 200 000 — 1 : 25 000. Точками наблюдения покрывается вся территория съемки, густота которых зависит от степени сложности геологического строения, условий обнаженности, проходимости, фотогеничности. Наблюдения ведутся также по маршрутам, которые заранее намечаются исходя из строения района и условий обнаженности.

Геологические границы при площадной съемке могут быть точно установлены на местности или их положение определено приближенно. Для выявления точного положения границ используются прямые геологические наблюдения, горные выработки и буровые скважины или аэрофотоснимки. Также тщательно привязываются к местным ориентирам и закрепляются на местности места находок полезных ископаемых и пункты отбора проб с повышенным содержанием полезных ископаемых.

Точность установления границ при геологической съемке масштаба 1 : 50 000 не должна быть менее 200 м и для карт масштаба 1 : 25 000 не менее 100 м. В зависимости от обоснованности геологические границы делят на достоверные и предполагаемые.

Инструментальная съемкаприменяется при геологическом картировании, начиная от масштаба 1 : 10 000 и крупнее. Она представляет собой площадную съемку, при которой нанесение геологических объектов на топографическую основу производится интрументально. Способы проведения инструментальной съемки весьма различны.

При инструментальной съемке необходимо иметь достаточную сеть естественных обнажении или горных выработок, вскрывающих коренные породы. Контуры последних должны быть совершенно точно указаны на топографической карте. Следует тщательно изучить аэрофотоснимки, найти и отметить реперами все отдешифрированные объекты на местности.

В подавляющем случае геологическая съемка проводится с применением геофизических методов. Эти методы основаны на измерении значений физических полей приповерхностных частей земной коры. Горные породы обладают различной плотностью, упругостью, магнитностью, электропроводностью, радиоактивностью, чем и определяется неоднородность физических полей над разнообразными геологическими комплексами. Ля решения конкретных геологических задач в процессе полевых работ могут быть проведены сейсморазведочные, гравиразведочные, электроразведочные другие виды геофизических исследований, выполняемых раздельно или в различных сочетаниях.

Крупномасштабные и детальные геологические съемки проводятся с применением горных работ и бурения.

Важнейшей задачей полевых геологических исследований является составление полевой геологической карты. Она представляет собой планшет топографической карты, обычно вдвое крупнее масштаба, чем масштаб проводимой съемки. На полевую карту специальными значками непосредственно в маршруте наносятся все результаты геологических наблюдений: точки наблюлений, разновидности горных пород, границы различных геологических образований, элементы залегания и др.

Важный составной элементы полевых работ – сбор коллекций образцов горных пород, руд, окаменелых остатков организмов и т.д. Все отобранные образцы этикетируют и записывают в журнал образцов, в котором должны быть указаны дата, номера точек наблюдения с указанием их местоположения, название породы, возраст (название свиты, массива и т.п.), отметка о необходимости изготовления щлифа, направления на анализы и т.д.

В камеральный период изучают весь собранный коллекционный материал; систематизируют информацию, завершают дешифрирование аэрофотоматериалов, уточняют полевую геологическую карту, карту полезных ископаемых и другие карты, составляют сводную стратиграфическую колонку и геологические разрезы, пишут геологический отчет, который утверждается в установленном порядке и сдается в Геологический фонд. В отчете содержится полная геологическая характеристика района и приводятся рекомендации относительно дальнейшего направления геологических исследований.

Описание обнажений

Полевая работа геолога – наиболее ответственная часть геологических исследований. От правильно собранного и тщательно проверенного материала полевых наблюдений всецело зависит успех исследования, будет ли это геологическая съемка, поиски или детальная разведка.

Коренные породы сравнительно редко выходят на поверхность. Большей частью они перекрыты современными отложениями: почвенным слоем, ледниковыми, речными, болотными образованиями, могут быть скрыты осыпями, обвалами и т.д. Описание выходов (обнажений) коренных пород на поверхности составляет первую задачу геолога в поле.

Обнажениемназывается всякий выход горных пород на поверхность земли.

Обнажения массивных (кристаллических или сцементированных) горных пород называются коренными выходами, если они не разбиты трещинами выветривания на отдельные куски и блоки, претерпевшие перемещение на дневной поверхности.

Обнажения бывают естественные и искусственные.

Естественные обнажения(возникшие без вмешательства человека) весьма многообразны. Это могут быть:

- сплошные площадные выходы коренных и рыхлых пород;

- скальные выходы коренных пород;

- выходы коренных и рыхлых пород в обрывах склонов речных долин;

- выходы коренных пород в руслах рек, ручьев, промоин, в карстовых воронках, провалах и оползневых обвалах;

- каменные россыпи (развалы), высыпки (скопления мелких обломков пород на земной поверхности) и т.п.

Искусственными обнажениями называются всякие следы деятельности человека, приводящие к вскрытию горных пород. Сюда относятся специальные горные выработки: шурфы, канавы, штольни, шахты, карьеры, различные котлованы, колодцы, траншеи. Нередко искусственные обнажения – единственно возможные объекты изучения горных пород.

Исследование обнажений должно быть максимально полным и объективным и соответствовать неписанным девизам геологов: «Чего не вижу – не пишу», «не записанного и не зарисованного – не наблюдалось». Только записанное и зарисованное в поле на месте наблюдения обнажение имеет значение документа. Вся документация информации ведется в полевом дневнике.

Изучение обнажение осадочных горных породслагается из следующих последовательных элементов:

1. Привязка обнажения – определение его положения по отношению к имеющимся на местности ориентирам. Для приблизительной ориентировки обычно используют прямые и обратные засечки горным компасом. Положение обнажения фиксируется на рабочей топографической карте и схеме геологического маршрута в полевой книжке. Рекомендуется привязка с использованием приборов спутниковой навигации (GPS); последний способ более предпочтителен, поскольку обеспечивает не только высокую точность, но и позволяет непосредственно из памяти прибора, подключенного к компьютеру, выносить положение точек на топографическую (геологическую или иную) карту, создавая карту фактического материал.

2. Предварительный осмотробнажения: выясняются условия залегания толщ, разрез разбивается на интервалы и пачки по наиболее ярким признакам – литологическому составу, окраске, особенностям слоистости, устанавливаются несогласия, интервалы, обогащенные остатками организмов. Отбираются образцы всех разновидностей горных пород и органических остатков (или намечаются места их отбора). На основании руководящей фауны устанавливается относительный возраст пород выделенных интервалов.

3. Описание обнажения. Описание обнажения начинается с его общей характеристики: высоты, протяженности, геоморфологической приуроченности (например, в уступе эрозионной террасы, на водоразделе). При этом важно определить действительно ли обнажение является коренным выходом, либо оползневым блоком или отдельной глыбой.

Далее следует послойное описание пород, слагающих выделенные в разрезе пачки и слои, с обязательным указанием характера их контактов и переходов между рассматриваемыми интервалами (согласно, с постепенным переходом, с параллельным или угловым несогласием и т.д.). Описание каждого интервала (или слоя) рекомендуется начинать с новой строки и нумеровать по порядку.

Описание производится снизу вверх и для каждого слоя включает:

- название породы,

- окраску (распределение и обусловленность),

- степень литификации (порода прочная, слабосцементированная, пластичная и т.д.),

- характеристику вещественного состава,

- текстурные особенности (слоистость и т.д.),

- состав и распределение включений и конкреций,

- наличие и состав органических остатков,

- проявления полезных ископаемых, возраст (слоя или интервала, включающего несколько слоёв),

- мощность слоя.

При описании каждой разновидности пород в тексте указывается номер соответствующего образца, включающий номер обнажения и номер слоя, из которого отобран данный образец; в случае, если из слоя отобрано несколько образцов, к номеру добавляется буквенное обозначение (пример: обр. 1007-4а). При необходимости, номер может сопровождаться дополнительными сведениями (шл. 1007-4а – образец для изготовления шлифа и т.п.).

Проводя осмотр обнажения, следует начинать с выявления общих элементов его строения (часто явно видимых уже при подходе к обнажению), постепенно выявляя различия в пределах них. Следует обращать особое внимание на изменение окраски пород, характер палеонтологических остатков – нередко в монотонных по литологическому составу толщах по этому признаку выделяются не только слои, но и разные по возрасту стратиграфические интервалы. Ещё один важнейший элемент обнажения – поверхности размыва, горизонты базальных конгломератов.

В случае повторяющегося состава слоёв пород, слагающих какой-либо из выделенных интервалов, в ряде случаев целесообразно объединить их в пачку, указав при этом характер переслаивания (незакономерное, флишевое, либо обнаруживающее иную закономерность – изменение мощности слоев, размера обломочного материала и т.д. в разрезе пачки), минимальную и максимальную мощность слоёв, литологическую характеристику слагающих пачку пород, её возраст и мощность. В ритмично построенных толщах описывается элементарный (повторяющийся) ритм, для других ритмов указывается мощность и тенденции изменения строения ритмов по разрезу.

В обнажениях, содержащих большое количество описываемых интервалов или характеризующихся сложной дислоцированностью, составляется предварительная схема строения обнажения с краткими пояснениями.

Обязательно акцентируется внимание на характере взаимоотношений слоёв: залегание с постепенным переходом, с размывом и пр⁹.

4. При дислоцированности пород разреза необходимы замеры элементов залегания, описание и зарисовка нарушений, складчатых форм, характера трещиноватости.

5. Зарисовка обнажения,выполняемая обязательно в масштабе и отражающая характерные черты строения обнажения, взаимоотношения между слоями пород. Для неё должны быть указаны номер обнажения и ориентировка зарисовываемой части, номер и название рисунка, пояснительные надписи и использованные условные обозначения. На зарисовку выносятся точные места отбора проб и их номера. Помимо зарисовки общего строения обнажения при необходимости приводятся рисунки отдельных важных элементов строения толщ, например, слоистости. Систематически проводится также фотографирование обнажений и их элементов, не заменяющее зарисовки (т.к. на фотографии во многих случаях особенности строения толщ выражены нечетко). Если во время маршрута описано несколько обнажений, рекомендуется составлять сводную стратиграфическую колонку или схему сопоставления обнажений изученной территории, эта информация уже на начальных этапах изучения территории позволяет анализировать особенности её строения.

Ссылки на зарисовки и фотографии должны содержаться в тексте полевого дневника. На левой стороне полевого дневника рекомендуется указывать номер плёнки и кадра (для цифровых камер, соответственно, номер файла с кадром) с пояснением о том, что было сфотографировано. После распечатки фотографий на их обороне сразу необходимо указать их номер, соответствующий записи в полевой книжке, и пояснения к фотографии.

6. Документирование образцов: каждый образец сопровождается этикеткой, на которой указывается номер образца (соответствующий его номеру в описании и на зарисовке), название породы и её возраст. Нужно подчеркнуть, что номер каждого образца является уникальным и не может повторяться, поэтому, в случае работы нескольких групп, до начала работ определяются для каждой из групп интервалы используемых номеров обнажений. Этикетка заполняется карандашом, сворачивается внутрь надписью и вкладывается в мешочек с образцом. Этикетка может быть продублирована наклеенным на образец пластырем с написанным на нем шариковой ручкой номером.¹⁰

При характеристике интрузивных и жильных породотмечаются форма и размер тела, тип контактов (магматический, стратиграфический или тектонический) и характер взаимоотношений магматического породы с вмещающими; строение эндо- и экзоконтактов; наличие, форма, размер и ориентировка включений.

Для всех пород, наблюдаемых в обнажении, указывают их цвет, облик на свежем сколе и выветрелой поверхности. Обязательно замеряют элементы залегания линейности, полосчатости, контактов и т.п.

При описании горных пород на обнажении изучают складчатые и разрывные нарушения.

Для складчатых структуротмечаются: форма и размер складок, форма их замкóв (плавная или угловатая, а также угол сочленения крыльев в замке). Форма и ориентировка осевых поверхностей и шарниров складок, симметрия – асимметрия крыльев, соотношение мощностей слоев на крыльях и в замках складок, характер мелких осложняющих складок и их ориентировка.

О разрывных нарушениях, если таковые отмечены в обнажении, указывается следующее: тип разрыва и направление смещение вдоль сместителея, строение шовной зоны (интенсивная трещиноватость, дробление, рассланцевание или смятие), наличие глинки трения и поверхностей скольжения на поверхностей скольжения в шовной зоне, наличие трещин и их ориентировка, есть ли коры выветривания над разрывным нарушением, характер проявления разрывного нарушения в рельефе (лог, уступ, гряда). Замеряется ориентировка сместителя и штрихов скольжения на поверхности сместителя.