CC BY
15
Naumov Yury Anatolievich
THE USE OF THE EXPERIENCE ..
pedagogical sciences
УДК 378
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОПЫТА ИССЛЕДОВАНИЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ В СИСТЕМЕ ПРАКТИКО-ОТИЕНТИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ (НА ПРИМЕРЕ Г.НАХОДКА ПРИМОРСКОГО КРАЯ)
© 2018
Наумов Юрий Анатольевич, доктор географических наук, профессор кафедры «Гуманитарных и искусствоведческих дисциплин» Владивостокский государственный университет экономики и сервиса, Находкинский филиал (692900, Россия, Находка, улица Озерная, 2, e-mail: naumov_ua@mail.ru)
Аннотация. В системе практико-ориентированного обучения студентов важно показать насколько актуально применение геологических знаний при инженерно-геологических изысканиях под строительство. В связи с этим целью такого обучения является ознакомление студентов с конкретными методами геологических исследований и выработка у них практических навыков их использования на таких природных объектах, как скальные обнажения с видимыми проявлениями неотектонических процессов в виде разломов и изгибов геологических пластов. Город Находка выбран нами в качестве объекта исследований как крупнейший портовый комплекс на Дальнем Востоке. Описание горных пород проводилось на основе геологической съёмки в 87 точках наблюдения, из которых для статьи мы выбрали 3 наиболее характерных точки. В точке номер 1 установлены сопутствующие неотектоническим разломам гравитационные и флювиальные процессы, представляющие опасность для проезжающих рядом автомобилей. В точке № 2 удалось определить величины вертикальных смещений (от 0,6 до 1,8 м) неотектонических блоков по разломам, а также установить опасные гравитационные процессы, грозящие разрушением строящемуся зданию. В точке № 3 установлены самые частые и масштабные обвально-оползневые процессы. В результате проведенных исследований студенты не только овладели геологическими методами, но и прониклись убеждением, что предлагаемые нами превентивные меры и рекомендации способны минимизировать риски проявления опасных геологических процессов.
Ключевые слова: практико-ориентированное обучение студентов, геологическое строение, неотектонические нарушения, город Находка, землетрясения, разломы, гравитационные и флювиальные процессы, риск, опасность, превентивные меры, рекомендации.
THE USE OF THE EXPERIENCE OF RESEARCHES OF THE GEOLOGICAL OBJECTS OF URBANIZED TERRITORIES IN THE SYSTEM OF PRACTICE-UTENTIATED TEACHING OF STUDENTS
© 2018
Naumov Yury Anatolievich, Doctor of Geography, Professor at the Department of Humanities and Art Criticism Vladivostok State University of Economics and Service (Nakhodka Branch) (692900, Russia, Nakhodka, Ozernaya Street, 2, e-mail: naumov_ua@mail.ru)
Abstract. In the system of practical training of students it is important to show how relevant the use of geological knowledge in engineering and geological surveys for construction is. In this regard, the purpose of such training is to familiarize students with specific methods of geological research and develop their practical skills of using them in such natural objects as rocky outcrops with visible manifestations of neotectonic processes in the form of faults and bends of geological layers. The city of Nakhodka was chosen by us as an object of research, as the largest port complex in the Far East. The description of rocks was carried out on the basis of a geological survey at 87 observation points, of which for the article we selected 3 most characteristic points. At point number 1, gravitational and fluvial processes accompanying neotectonic faults are established, representing a danger to passing cars. At point 2, it was possible to determine the magnitudes of vertical displacements (from 0,6 to 1,8 m) of neotectonic blocks by faults, as well as to establish dangerous gravitational processes threatening the destruction of a building under construction. At point number 3, the most frequent and large-scale landslide processes are established. As a result of the research, students not only mastered the geological methods, but also imbued with the conviction that the proposed preventive measures and recommendations can minimize the risk of dangerous geological processes.
Keywords: practice-oriented student learning, geological structure, neotectonic disturbances, Nakhodka city, earthquakes, faults, gravity and fluvial processes, risk, danger, preventive measures, recommendations.
Несмотря на то, что геологические нарушения практически повсеместно зафиксированы в земной коре нашей планеты, большинство людей, включая студентов 1 курса не могут выделить их на местности, а также понять, что с проявлением из них нарушений неоген-четвертичного времени связаны землетрясения, особо опасные в местах городской застройки. В связи с этим целью автора является практико-ориентированное обучение студентов по определению этих нарушений в ходе выработки навыков по применению следующих геологических методов: картографического, маршрутного, фотографического, морфометрического и локального мониторинга за геологическими процессами.
Общие черты тектонического строения Приморского края описаны в 32 томе коллективного труда «Геология СССР» [1], а показаны на «Геологической карте Приморского края» изданной в 1984 году [2] .
Более детальные данные хранятся в материалах геологической съемки масштаба 1:50000, проведённой в 60-х годах 20 века специалистами Приморского геологического управления [3]. В них фиксируется мелкоблоко-
вое тектоническое строение описываемой территории, обусловленное значительной раздробленностью массивов горных пород многочисленными разломами различного ранга. Из последних самым крупным является глубинная Партизанская сейсмогенная зона, во многом определяющая подвижность всего этого района. Сразу же заметим, что глубинные разломы высокого ранга рассекают не только земную кору, но и верхнюю мантию, а это означает постоянное выделение различных газов к поверхности Земли. Партизанская зона считается специалистами [4] самой опасной в сейсмическом отношении - здесь возможны землетрясения в 8 баллов.
Сильные коровые землетрясения в 20 веке в данной зоне произошли в 1933, 1962 и 1971 годах [4]. Из землетрясений последних лет, произошедших на юге Приморья отметим следующие (данные ГО и ЧС) : в февраля и мае 2015 г. с магнитудой (М), соответственно, 5,2 балла и 5,0 баллов, 13 января 2017 г. (М - 5,2 балла) в 98 км южнее г.Находка.
Однако, эти безусловно ценные материалы не несут той детальной конкретики, которая так необходима при
36
Karelian Scientific Journal. 2018. Т. 7. № 4(25)
педагогические науки
Наумов Юрий Анатольевич ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОПЫТА ...
строительстве крупных портов и многоэтажных микрорайонов. Отсутствие детальных данных по распространению разломов низкого ранга приводит к просчетам в строительстве: в результате сооружение одного из многоэтажных домов на проспекте Находкинский вызвало появление опасных трещин в его фундаменте.
Вот что по результатам строительства этого дома заявил в 2011 году на одном из совещаний директор Дальневосточного института экономики и развития строительной отрасли и ЖКХ С. Садовый: « Там были нарушены все принципы безопасного строительства. В первую очередь недостаточно изучены геологические и почвенные структуры». Исходя из этого авторитетного мнения ,понятно ,что такое изучение территории Находки является весьма актуальным. Сам г.Находка выбран нами в качестве объекта исследований как крупнейший портовый комплекс на Дальнем Востоке, имеющей важное экономическое значение не только для региона, но и России. Следует учесть и тот факт, что за последние четверть века геологические организации Дальнего Востока подвергались последовательному сокращению, в связи с чем на описываемой территории тематические геологические работы не проводились, а значит и публикации отсутствуют. В связи с этим актуальность наших исследований является очевидной.
Для более детального изучения мы воспользовались построенной уже в 21 веке объездной дорогой и инфраструктурными объектами. Они четко вскрыли в скальных обнажениях геологические особенности строения описываемой территории, а с ними и целый ряд неотектонических нарушений.
Согласно принятой классификации, такие нарушения бывают двух видов [5]. Первый вид - пликативные, без нарушения целостности геологических пластов, которые фиксируются в форме складок или наклонного залегания таких пластов.
Второй вид - дизъюнктивные, то есть нарушения (разломы) с разрывом целостности напластований горных пород и их смещениями в различных направлениях.
Геологические разломы делятся на 3 основные группы в зависимости от направления движения. Разлом , в котором основное направление движения происходит в вертикальной плоскости, называют разломом со смещением по падению, а если в горизонтальной плоскости
- то сдвигом. Если смещение происходит в обеих плоскостях, то такое смещение называется сбросо-сдвигом. Установление всех этих нарушений, как было сказано выше, и является нашей первой целью.
В ходе маршрутных исследований нами были выделены и описаны 87 геологических точек наблюдений в скальных обнажениях с явно выраженными неотектоническими нарушениями. Эти нарушения разбивают породы различного возраста и петрографического состава на серию мелких тектонических блоков. Описание горных пород проводилось на основе геологической съёмки [3]. Из них для иллюстрации данной публикации мы выбрали 3 наиболее характерных точки.
Точка № 1 (рис.1) располагается в самом центре города на Находкинском проспекте, который характеризуется самым интенсивным транспортным движением. Здесь скалистый уступ высотой до 27 м и крутизной 70
- 850 сложен диоритами позднепалеозойского возраста. Эти породы рассекает основной разлом, крутизна которого в нижней части составляет 500, в верхней части 300 и 600 . От этого основного разлома, как вверх, так и вниз, отходят многочисленные более мелкие разрывы в форме расколов. Обследование скалистого уступа показало, что эти расколы прослеживаются на протяжении его основания через 3 - 6 м. В рельефе земной поверхности эти разрывы слабо выражены линейно вытянутыми задернованными микроложбинами. Сам основной разлом представлен зияющей трещиной шириной 0,3 - 0,7 м, заполненной грубообломочным неокатаным материалом с примесью мелкозёма. Весь этот материал получен
в результате движения блоков относительно друг друга вдоль трещины, когда их механическое взаимодействие вызывало активное разрушение стенок трещины. Не следует сбрасывать со счетов такой фактор, как химическое и физическое выветривание стенок трещины, способствующих образованию обломочного материала. Вертикальное смещение этих блоков нам определить не удалось, но такое косвенное свидетельство, как деформация почвенного слоя у бровки уступа, даёт основание полагать, что его величина не превышала первых дециметров .
Рисунок 1- Разлом, разделяющий скалистый обрыв на 2 блока (Находкинский проспект). Стрелками показаны разлом (Р) и конус (К) выноса обломочного материала от эрозионных процессов.
Накопление определённого объёма обломочного материала при описанных выше процессах в данной трещине требует разгрузки (удаления), которая осуществляется гравитационными и флювиальными процессами.
Отражением последних является конус выноса обломочного материала в нижней части трещины общим объёмом в несколько кубометров.
Этот конус выноса активно наращивается во время сильных дождей, когда бурлящий крутопадающий водный поток выбрасывает обломки на проезжую часть автомагистрали. Иногда такие явления приводили к дорожно-транспортным происшествиям.
Документация обломочного материала студентами в полевых книжках показала, что размеры острых обломков достигают 0,3 м. Это представляет повышенную опасность для людей и автомашин. Наблюдения за геолого-геоморфологическими процессами в этой точке с 2002 года показали неравномерность в их динамике: в холодное время года она снижается, а в тёплое время, когда дожди наблюдаются чаще, активизируются.
Последний раз активное наращивание конуса выноса наблюдалось автором 2 июля 2018 года во время сильного дождя. Точка № 2 (рис.2) располагается в центре Находки, в 1,7 км восточнее точки № 1 на крутом (60 - 900) склоне сопки Лебединая, сложенной осадочными породами позднепалеозойского возраста (пермские пласты чандалазской свиты, сформированной 275 - 280 млн лет назад). Пласты этих пород представлены аргиллитами, песчаниками и гравелитами различного цвета, что способствует визуальному определению их смещений в местах разрывов (разломов). Нами выделяются 5 чётко выраженных относительно крупных разрывов, представленных зияющими трещинами шириной от 0,1 м до 0,8 м и крутизной от 50 до 85 - 900 (субвертикальные и вертикальные). Эти разломы разбивают скальный массив сопки на ряд блоков с величиной вертикального смещения относительно друг друга от 0,6 до 1,8 м , что может существенно повлиять на устойчивость технических сооружений .
Выбор этой точки в качестве репрезентативной также не случаен. Сейсмические подвижки по целому ряду описанных нами разломов вызывают локальные сейс-
Карельский научный журнал. 2018. Т. 7. № 4(25)
37
Naumov Yury Anatolievich pedagogical
THE USE OF THE EXPERIENCE ... sciences
мообвалы. Несмотря на то, что с крутого склона вниз обрушиваются массы обломков объёмом не более нескольких десятков кубометров, они могут произвести сильный удар по расположенным у основания склона строениям и вызвать существенное их разрушение.
Рисунок 2. Склоны сопки Лебединая со шлейфами и конусами выноса щебнисто-глыбового материала.
Стрелкой показан разлом с вертикальным смещением в 1,8 м
Свидетельством таких возможных последствий являлась глыба размером около 1,5 м , которая находилась на месте строительной площадки до её планировки в 22 м от основания склона. На это же место даже при небольшом сейсмическом толчке могут упасть другие глыбы, но уже не на пустырь как ранее, а на строящееся в настоящее время здание. О том, что риск такого обвала очень велик свидетельствует наше обследование склона сопки. Оно показало, что в его отвесной части физическое выветривание подготовило к окончательному отделению от массива ряд значительных по размеру (от 0,5 до 1 м и более) глыб. Практика промышленного альпинизма показывает , что в таких случаях рекомендуется с помощью скалолазов организовать с соблюдением всех правил безопасности превентивное обрушение наиболее опасных глыб. В тоже время, исходя из наших наблюдения за протекающими на этом склоне гравитационными процессами с 2002 года, рекомендуется располагать строительные сооружения не ближе 30 м от основания данного склона. На примере точки №2 студенты наглядно убедились в какой опасной близости от крутого склона располагается строящееся здание.
Точка №3 (рисунок 3) находится на мысе Пассека (юго-западная часть полуострова Трудный, на котором располагается основная часть г. Находка), в 5,1 км к югу от точки №1 . Южная часть этого мыса представляет собой активный абразионный уступ (клиф) высотой до 110 м и крутизной от 700 до 900 . По своим параметрам обнажение является наибольшим по площади из всех точек. Сложен данный уступ, подвергаемый волновому разрушению со стороны открытой акватории Японского моря, диоритами позднепалеозойского возраста (абсолютный возраст 245 млн лет). Последние разбиты трещинами различной ориентации: субгоризонтальной, косой (под углом 30 - 500 к линии горизонта). В центре уступа некоторые разломы пересекаются друг с другом, образуя икс-образную систему. Сами разломы визуально чётко трассируются в тех местах, где их трещины изобилуют мелкозёмом, создающим относительно благоприятные условия для развития травянистой растительности.
Детальное обследование мыса Пассека, включая заросшую часть пассивного клифа, показало, что здесь происходят самые частые и масштабные обвально-оползневые процессы с объёмами (в сотни кубометров), смещённых к основанию уступа масс грубообломоч-ного материала (от мелкого щебня до глыб размером около 3 м). Учитывая приуроченность мыса к крупному глубинному Литовскому разлому, вдоль которого заложена долина р. Литовк, мы эти процессы относим к сейсмогравитационным. На примере точки № 3 студенты увидели, насколько масштабными могут быть опас-
38
ные обвально-оползневые процессы, провоцируемые сейсмотолчками.
В результате проведённых исследований нами сформулированы выводы научного и практико-ориентиро-ванного характера.
Рисунок 3. Абразионный уступ на мысе Пассека разбитый разломами
Выводы научного характера
Нами определены:
1) виды неотектонических нарушений и их морфологические и морфометрические параметры;
2) величины вертикального смещения тектонических блоков относительно друг друга;
3) сопутствующие неотектоническим нарушениям геоморфологические процессы (гравитационные и флю-виальные) с определением их масштабности;
4) степень опасности установленных геологических процессов;
5) превентивные меры, минимизирующие риски проявления опасных геологических процессов;
6) рекомендации по расположению строительных объектов относительно находящихся рядом опасных склонов.
Выводы практико-ориентированного характера
Нами установлено, что студенты:
1) при ознакомлении с геологическими методами исследований быстрее всего осваивают навыки по использованию фотографического метода, сложнее обстоит дело с картографическим методом, в связи с чем следует обратить большее внимание аудиторному изучению гипсометрии топографических карт и их условных обозначений;
2) прониклись важностью установления конкретных мест проявления опасных геологических процессов;
3) убедились, насколько практически значимыми является применение геологических знаний при строительстве различных объектов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Геология СССР. Т. 32: Приморский край. — М.: Недра, 1969. — 852 с.
2. Геологическая карта Приморского края. Масштаб 1:1000000. Составитель Л.Ф. Назаренко /Ред. В.А. Бажанов и др. — Владивосток: Приморгеология, 1984.
3. Мельник Н.Г., Леликов Е.П., Соколова Н.П. Геологическое строение и полезные ископаемые бассейна р. Таудеми и полуострова Трудного. Отчёт о геологической съёмке и поисках масштаба 1:50000 Находкинской партии за 1963 — 1966 г.г. Фонды ГГП «Приморгеология», Владивосток, 1965. — 396 с.
4. Олейников А.В., Олейников Н.А. Геологические признаки сейсмичности и палеосейсмология Южного Приморья. — Владивосток: Дальнаука. 2001. — 185 с.
5. Николаев Н.И. Новейшая тектоника и геодинамика литосферы. - М.,1988. - 261с.
Статья поступила в редакцию 20.10.2018
Статья принята к публикации 27.11.2018
Karelian Scientific Journal. 2018. Т. 7. № 4(25)
