Среднеуральский полигон учебных практик Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

СРЕДНЕУРАЛЬСКИЙ ПОЛИГОН УЧЕБНЫХ ПРАКТИК

АФАНАСИАДИЭ. И.. БАБЕНКО В. В., БЛИНКОВА Н. В.. ГРЯЗНОВ О. Н., ДУБЕЙКОВСКИЙ С. Г.. ОГОРОДНИКОВ В. //.. ПАРФЕНОВА Л. П.. СКОВОРОДНИКОВ И. Г.

При выборе территории Средне уральского полигона как места проведения практик и основных маршрутов исходили из того, что наиболее удачным районом практики является такой, где на небольшой территории располагаются разнообразные геологические объекты со стратиграфически сложными разрезами, содержащие разнообразный вещественный и палеонтологический материал, различные по происхождению и строению горные породы и минералы, где отчетливо проявляются процессы метаморфизма, магматизма, тектонические нарушения; месторождения или рудопрояв-ления разнообразных полезных ископаемых, выходы подземных вод, наконец, примеры воздействия человека на природу и недра.

Полигон используется для проведения трех видов практик - учебной геологической, учебной геологосъемочной и учебно-методичсской.

Учебную геологическую практику проходят после 1-го курса студенты, обучающиеся на гсо-лого-гсофизическнх специальностях Института геологии и геофизики и ряда специальностей гор-но-технологического факультета.

Учебную геологосъемочную практику проходят после 2-го курса студенты гсолого-гсофизнческих специальностей.

Учебно-методическая практика проводится после 3-го курса для студентов геофизических специальностей и студентов, специализирующихся по гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии.

В пределах полигона существует четыре базовые площади для проведения практик: Екатеринбургская, Каменск-Уральская, Сухоложская и Верхнс-Сысертская.

Базовой для проведения учебных геологических грактик студентов геологов, геофизиков и горняков является площадь в окрестностях Екатеринбурга, студснтов-гидрогеологов - в окрестностях г. Камснска-Уральского.

На Сухоложской базовой площади проводится учеб» ая геологосъемочная практика.

Учсбно-мстоднчсскнс практики проводятся на базевой площади в окрестностях п. Верхняя Сыссрть.

Екатеринбургская базовая площадь

Район г. Екатеринбурга охватывает площадь листа 0-41-ХХУ, расположенного в Свердловской области России. Географически размещается в пределах лесной зоны, а в орографическом отношении охватывает зону главного водораздела и пологого эродированного восточного склона Среднего Урала. Рельеф этого района грядовый, неравномерно всхолмленный, с общим понижением на восток, максимальная абсолютная отметка 545 м. относительные превышения 70-250 м. Гидрографическая сеть представлена системой рр. Нести. Пышмы. Чусовой и их притоков, принадлежащих бассейнам рр. Тобола и Камы. На рр. Исети и Чусовой искусственно созданы крупные водоемы - оз. Исетское, Нижне-Исстский и Верх-Исетский пруды и «Свердловское морс». На площади листа имеются крупные естественные водоемы - озера Аятское, Таватуй, Щитовское, Бал-тым, Шарташ. Значительные площади, особенно в западной части района, заняты болотами.

Климат района континентальный. Среднемесячные температуры: минимальная (-12,8 °С) в декабре-январе, максимальная (+17,6 °С) в июле. Среднегодовое количество осадков 450-550 мм, высота снежного покрова 0,4-0,6 м, глубина промермния грунтов 0,5-2,0 м, оттаивание в конце мая. Преобладающее направление ветров западное, скорость ветра 2,5-22 м/с. Большая часть района покрыта хвойными, смешанными и лиственными лесами (сосна, лиственница, кедр, береза, осина), ресурсы крепежного, строительного материала и топлива ограниченны.

Территория листа принадлежит одному из старейших горнорудных районов Урала, где и в «стоящее время эксплуатируются месторождения коренного золота (Бсрсэовское, Крылатовское), россыпного золота (Чусовская группа), титаномагнетнта (Псрвоуральское), благородного змеевика вПабровская группа), мрамора, кирпичных глин и строительного камня. Район густо населен с жономичсскн развит.

В пределах Екатеринбургской базы учебной гсслогнчсской практики выделяются вещественные комплексы, представленные (рис. 1): докембрийскими микроконтинентами; образованиями возникшими при расхождении плит - производными океанического спрсдннга, а также при их сюжлении (и столкновении) - производными островодужной геодинамической обстановки и обстановки активной континентальной окраины. Указан! ым гсодинамическим обстановкам свойственны следующие тектонические структуры: для океанического спрсдннга - рифтовые депрессии, внутрикжеаничеекие разломы, блоки меланократового основания; для островных дуг - энсимати-чесгие вулканические пояса, островные дуги, междуговыс и межгрядовые депрессии; для активной континентальной окраины - надсубдуктнвные вулкано-плутоничсскне пояса, депрессии, мульды, гзубинные разломы, тектонические швы аккреции коллизии, зоны надвигов, блоки скучивания, гранитизации, тектонические швы аккреции [I].

Если теперь проследить, как выделенные структурно-вещественные комплексы раснростра-аены в Екатсринбуржье, то несложно прийти к выводу о том, что ему свойственно «лоскутное» геологическое строение. Это обусловлено двумя причинами, которые легко выявить путем анализа ршс. 1: первая - приуроченность образований различны* гсодинамнчсских обстановок к разобшен-шм геотектоническим структурам, вторая - скучиванис (перемешивание) блоков пород, сформи-гсвавшихся в различных гсодинамнчсских обстановка в результате проявления аккреционно-юллизионного процесса. В качестве примеров можно привести аккреционный комплекс восточной части Екатеринбургской базовой плошали, где перемешаны ордовикские ультрабазиты, силурийские вулканиты и камснноугольно-псрмскнс кислые шггрузин, а также западную часть района, в которой в зоне Ссровско-Маукского сдвнга-надвига и на примыкающей к ней площади развиты разнообразные по возрасту и гсодинамическим обстановкам формирования ультрабазиты, различные по крсмнекнслотности и щелочности вулкано-плугониты, а также гранитоиды тоналитового состава, не сопровождающиеся вулканитами - комагматами. В указанной зоне проявлен меланж, »«обломках» которого проявлены практически все из перечисленных образований.

В пределах Екатсринбуржья выделены два микроконтинента: Мурзннскнй - на востоке и Сысертско Ильмепогорский ни юге (см. рис. 1). Восточный мнкроконтннент специализирован на гсдкис металлы и камнесамоцветнос сырье.

Тнпоморфными вещественными комплексами для океанической гсодинамической обстановки являются альпинотипные ультрабазиты и примитивные базальтондные вулканиты. Ссрпентини-тизированные ультрабазиты слагают достаточно крупные протрузнвные тела, с которыми связаны крупные хромитовые залежи. Незначительные проявления золота в связи с зонами рассланцсвания и антигоритизации алышнотипных ультрабазитов известны на Среднем Урале (Верхнейвинский массив) на протяжении 400 км вдоль Ссрозско-Мауксксго разлома.

Островодужные образования прослеживаются в основном вдоль Главного уральского разлома, расположенного на западе рассматриваемой площади. Здесь в связи с вулканитами колчедано-носных формаций развиты колчеданные к колчсданно-полиметалличсские месторождения. С ран-неостроводужнымн образованиями (габбро-пироксеннтовый комплекс) связано титаномагнетито-вос оруденение (Псрвоуральское месторождение). В некоторых других районах Урала (например, Качканарское рудное поле) с указанным комплексом сопряжена весьма разнообразная палладнй-и золотосодержащая сульфидная минерализация.

В западной и центральной частях Екатсринбуржья развиты вулканиты базальт-андезнтового и дацитового составов и комагматичные им интрузии, представленные габбро, днор!ггами-гранодиорнтами. Возраст тех и других По составу, геологической позиции, возрасту, а также металлогении эти образования, представленные габбро, диоритами и гранодиоритами [2], близки к таковым Ауэрбахско-Турышского андезитондного пояса [3]. В обоих случаях с названными маг-матитами сопряжены золотосодержащие медно-магнетит-скарновые, медно-порфнровые и кварц-жильные месторождения. Приведенные данные послужили нам основанием для выделения в указанной части Екатсринбуржья андезитондного вулкано-плутоничсского пояса.

Рис. 1. Тектоническая карта Екатсрннбуржья на гсодннамичсской основе.

Состаатсна с использованием геологической (1971 г.) и тектонической (1976 г.) карт масштаба 1:1 ООО ООО и данных геологосъемочных работ, возрастные подразделения - по М. С. Рапопорту (1997 г.):

I - граниты, адамеллиты - продукты коллизии (С2); 2 - гранолиориты. адамеллиты, фаииты активной континентальной окраины - продукты коллизии (С,.2); 3 - гранодиориты. адамеллиты активной континентальной окраины - продукты коллизии (С|); 4 - плагио1ранигы андезитоидного вулкано-плутонического пояса (О]) - комагматы вулканитов, показанных знаком 5; 5 - андезитовые (преобладаю!), риолит-базальтовые и андезит-базальтовые комплексы (Э2); 6 - габбро и габбро-диабазы (Э:) - комагматы вулканитов, показанных знаком 7; 7 - 5азальты (О,.;) - образования базальтового вул-кано-плутонического пояса; 8 - островодужкые вулканогенно-осэдочныс (дифференцированные) комплексы (Э - Э,); 9 -диориты, гишио граниты - комагматы вулкаиктов дифференцированно!о островодужного комплекса; 10 - аккреционный комплекс (Б - Г),) с реликтами офиолктов; 11 - плати поносная габбро-ультрабазитовая раннсостроводужная ассоциация (О, - Э|); 12 - габбро (О, - Б,); 13 - раннсостроводужный базальтовый, базальт-дацнт-плагиограннтный комплекс (О, -Б|); 14 - расслоенная ультрабазит-габбровая интрузия ос!ювания островной душ (О, ); 15 - алышнотипные дунит-гарцбургиты. «рптишггы ПО НИМ (02.}); 16 - крсинисто-бапльтовыс прашфицнриианные океанические обраювания (О - БО; 17 - лопалсозойская континентальная кора; 18 - коллизионные швы (сдвига, сдвнго-надвига. надвиги); 19 -геологические границы; 20 - золоторудные г. золотосодержащие объекты и их номера (а) и золотоносные россыпи (6)

Значительная часть Екатсринбуржья сложена коллизионными гранитоидами (см. рис. 1). Для хжх порол комагмэтичные им вулканиты не известны. Массивы гранитоилов отчетливо контролируются зонами смятия. С гранитоидным комплексом связаны все значительные золоторудные объ-I кварцжильного типа. Студентам предлагаются следующие геологические маршруты:

1. Географическая гранича «Европа-Азия» - уникальный геологический полигон (Гологор-месторождсннс хромитов, Первоуральскос месторождение титаномагнетитов, Дсгтярское колчеданное месторождение, Пильненско-Бсрезовогорскос золотополимсталлнчсское мссто-

:нис, Топкое магнетит-скарновое месторождение. Крылатовскос золото-кварцевое мссторож-

2. Шабровский рудный район (Шабровскос месторождение железистых кварцитов, Бсло-сое и Григорьевское месторождения благородных змеевиков, Шабровскос месторождение

сомитов, месторождения талька «Старая линза» и «Новая линза», месторождение гематнта-«зовавнка «Гсматитовая горка», Сидсльниковскос месторождение родонита, Шабровскос мссто-:ние коренного и россыпного золота).

3. В гостях у Хозяйки медной горы (Гумешсвскос и Шиловскос мсдно-скарновые месторож-«)•

4. Среднеуральские месторождений жильного кварца (Светлорсченскос и гора Хрусталь-

5. По Уктусскому массиву.

6. По следам древних рудознатцев в долине реки Исети.

7. Березовско-Благодатный рудный район.

Каменск-Уральская база учебных практик-

Особенностью базы является се положение в пределах отпрепарированного зауральского пс-<а, где в долинах рек обнажаются слабо мстаморфизованныс горные породы палеозоя, что гея благоприятным для реставрации их первичной природы. Кроме того, в районе базы дли-юе время работали выдающиеся ученые, геологи Л. П. Карпинский, И. И. Горский, В. Г. Олс-труды которых позволили выделить здесь геологические стратотнпы, описать памятники природы, дать четкие представления о геологическом строении района, которые принципиально не жлись при более поздних детальных геологических исследованиях.

База расположена на восточном склоне Среднего Урала, где основной водной территорией гея р. Иссть с ее притоками Каменкой и Камышинкой.

В геологическом строении базы принимают участие породы палеозоя - от среднего девона о верхнего карбона, а также мсзо-кайнозойскис осадки (рис. 2).

Геологический разрез в основании представлен тонко- и мелкообломочными террнгеннымн вулканогенными породами, туфопссчаниками и туфами среднего девона, с фауной жнвета.

Месторождения золота (номера на карте): 1 - Благодатное-4; 2 - Благодатное-1; 3 - Благодатное-2-3; ■1 - Лягушка; 5 - к востоку от пос. Красный; 6 - Новый участок; 7 - Пышмннско-Ключсвскос; 8 - Южно-Пышминскос; 9 - Бсрсзовскос; 10 - река Камышинка; 11 - Развилки; 12 - поселок Веер; 13 - лурф 2108;

- Березогорское-1; 15 - Березогорское-2; 16 - Консвскнй участок; 17 - Балтымский рудник; 18 - Шуль-пискос; 19 - Шувакншское; 20 - Калиновская жила; 21 - озеро Шувакиш; 22 - Кремлевское; 23 - Прсобра-жеиское; 24 - Золотая горка; 25 - Ушаковскнй карьер; 26 - Крокоитовый шурф; 27 - Становлянскос; 28 - Березовый ключ; 29 - Пушкинское; 30 - Южно-Пушкинское; 31 - Гореловское; 32 - Чусовское; 33 - Верхнсмакаровскос; 34 - Шиловскос; 35 - Горнощитскос-1; 36 - Бслостановское; 37 - Даниловский участок; 38 - Дмитрисвскос; 39 - обнажение 724; 40 - Горнощитскос-2 (Дьячковское); 41 - Горношитскос; 42 -Ржавец; 43 - Мало-Истокскос; 44 - Основинскос; 45 - Пнльнснскос; 46 - Дсгтярское; 47 - Моховое; 48 -Агафуровскос; 49 - Мсдвсжка; 50 - Свердловское; 51 - Шиловскос (медное с золотом); 52 - шактз «Добро-•гелзтель» (Шабровского месторождения); 53 - шахта «Мокрая» (Шабровского месторождения); 54 -Кургановскос; 55 - Дьячковское; 56 - Зайцсвскос; 57 - Крылатовскос

Условные Обозначения

1

ГЕЗ

1

11

С.ь|

'[13 ЕЗ И

Ш

га

ни

Сх

Моосасм арус Ллааропиты.

ЬешшрмоаН «иге Ал«1рзонты

Сарлухоаоой ярус И»веашю.

ДОЛОМИТЫ

Вимйоий арус. ирю-ий псимрус Инист««*, алевролиты ЧОСЧ1—X

Турмвйамй ярус, верхний под ьарус - викиэсии «рус. средний гкыъярус Алеаролиты. пор»««*. углистые сламян. прослои угпай Порфирмты. и» туфы лааоаы»

Нарою* отдал Фракюмк арус Паоанта. алевролиты, мигломараты

Средний отдал Туфолвсма»е«о«. туфы. порфыриты. гк-сш—о», углистые аоееролыты

Силурийаа» октана верхним отдал • дюоо» смстеыа «ей»««» отдел Туфы, порфнриты. таеегиаки.

Терригаимаа (углеиосмаа) толща

Субвул** т фсжя» габбродиаОем

Вуп«аи»мвоов> центр (ГЬяровоо»» •умай)

а - установлена»* б предполагаемые

Рис. 2. Геологическая карта долины реки И сети у деревни Бскленищсва

Вверх по разрезу они сочетаются терригенными породами среднего девона, имеющего трансгрессивный разрез с конгломератами и гравелитами в нижней части разреза до аргиллитов с фауной позднего франа в верхний. Обнажается разрез девона по берегам оз. Тыгиш. р. Каменки в ее притока р. Черной, в районе с. Рыбниковского и д. Мухлыниной, р. Иссти в районе г. Камснс-жа-Уральского. Мощность девона доходит до 1950 м.

В средней части геологический разрез сложен отложениями нижнего и среднего карбона. В целом разрез карбона регрессивный. Начинается он с мелко- и тонкообломочных терригенных аород с прослоями углей и известняков, турне и визе нижнего карбона, которые фацкально замешаются пирокссн-плагиоклазовыми порфнритами, ланитами, туфами и лавобрекчиями андезитов. Затем идут карбонатные толщи серпуховского яруса (Cg). Эта часть разреза мощностью до 1850 м. Верхняя часть разреза (башкирский (С2 в) и московский ярусы (С:ш)) представлена комплексом терригенных пород от грубообломочных до тонкообломочных и известняков с фауной форамини-фер. Мощность их доходит до 1400 м. Вскрыт каменноугольный разрез в долине р. Каменки

■ р. Исети, у д. Бекленищсво, Перебор и с. Черноусово.

Стратиграфическая граница между палеозоем и мезозоем обусловлена перерывом в осадко-какоплении и фиксируется мощными до 140 м, в основном 5-20 м, корами выветривания, покрывающими 60 % территории, двух генетических типов: остаточных и перемещенных. По морфологии это площадные и линейные коры выветривания. Многочисленные выходы древней коры выветривания известны на водоразделах рек Иссти. Каменки, Багаряка.

Мезозойский разрез, залегающий с резким угловым несогласием на палеозойском фундаменте. представлен нижним и средним мелом. Разрез мезозоя трансгрессивный: нижний мел слагают континентальные осадки, верхний - преимущественно морские. Это брекчиевидные породы с обломками окремненных известняков, каолиновые псстроцвстныс глины, галечник, глины с лигнитом. Верхний мел (коньяк-маастрихт) сложен морскими кварц-глауконитовыми песками, опоками, песчаниками с фауной головоногих моллюсков. Общая мощность карбона до 245 м.

Кайнозой-палеоген, неоген и четвертичная система имеет регрессивный разре»: в нижней части залегают морские пески, глины, затем прнбрсжно-морскис (пески, алевролиты, глины и угли), и завершают разрез континентальные осадки, делювиально-пролювиальные, аллювиальные

■ озерно-болотные. Мощность кайнозоя доходит до 101 м.

Описываемый район приурочен к западной части Восточно-Уральского прогиба. Характеризуется блоковым строением с фрагментарно сохранившимися складчатыми структурами. В западной части района, восточнее дер. Беклсншцева. ниже порога «Ревун», четко выражен Беклснищсв-ский надвиг, по которому снлуро-девонские вулканогенные отложения надвинуты на инжнекамен-ноугольные карбонатные осадки. По структурным особенностям здесь с запада на восток выделяются Смолинская синклиналь. Щербаковская горст-антиклиналь и Егоршииско-Камсиская синклиналь. Смолинская синклиналь и Щербаковская антиклиналь - линейные структуры, вытянутые на северо-восток. Егоршинско-Каменская синклиналь имеет сложную конфигурацию в плане и ограничена системой нарушений.

Современный рельеф сформировался в неогсн-чствсртичнос время в результате сводово-глыбовых движений и эрозионно-аккумулятивных процессов. На описываемой территории выделяется значительная неотсктоничсская структура - субмсридиональный уступ, который протягивается от с. Перебор на севере до с. Багаряк - на юге. Ширина зоны уступа 6-10 км. Перепад отметок морфоизогипс 40 м. По веем рекам в зоне уступа наблюдаются неравновесные участки (перекаты).

Знакомство с разрезом нижнекаменноугольных карбонатных и терригенных отложений начинается в центре г. Камснска-Уральского.

I. Маршрут «Тропа Карпинского»

Маршрут по «Тропе А. П. Карпинского» с железнодорожного вокзала по улицам Купавина и Октябрьской студенты доходят до верховьев оврага, вытянутого на юго-запад. Овраг образован деятельностью временных водотоков, размывающих линейную кору выветривания, пс- зоне разлома, где контактируют породы тсрригсшюй и карбонатной толщ каменноугольного возраста. По правому склону обнажаются терригенные породы угленосной толщи (С, t2-V2), а по левому более молодые морские известняки серпуховского яруса (C|g). Амплитуда смешается около 800 м.

В самых верховьях оврага наблюдается трансгрессивное налеганне на породы карбона при-брсжно-морскнх отложений меловой системы (4]. При движении вниз по оврагу на его правом склоне студенты описывают породы мезозойской коры выветривания, сформировавшейся по осадкам терригенной толщи [5]. Сразу после балки, открывающейся справа, также на правом склоне, наблюдаются выходы пород угленосной толщи, сложенной углисто-глинистыми слоями с прослоями песчаников. В них студенты отбирают образцы с отпечатками стеблей растений каменноугольного возраста [6].

На склонах оврага описываются эрозионные, оползневые и солифлюкционныс процессы, которые образуют открытые зияющие трещины, ступенчатость, бугристость, оплывины и другие формы микрорельефа. Выполняются замеры расхода родников и водотока по дну оврага.

В устьевой части оврага на его левом склоне наблюдаются выходы серпуховских известняков (С, в) с прослоями кремней с четкой слоистостью [7].

Здесь студенты производят замеры азимута и угла падения горных пород.

Дойдя до русла р. Каменки и спустившись к ее долине (около 100 м). можно наблюдать грандиозный оползень, сформировавшийся по карману выветривания [8]. Высота зоны смешения до 15 м. В русле реки наблюдаются выходы брекчированных серых битуминозных известняков серпуховского яруса.

Далее, перейдя вброд через р. Каменку на ее правый берег по течению и через 300 м на левом склоне долины, видим непрерывный рачрез терригенной толшн, сложенной углистыми сланцами, песчаниками и углем [9]. Здесь породы угленосной толщи прорваны экструзивными телами кварцевого рнолита. В этом уникальном обнажении хорошо видно взаимоотношение кварцевых пор-фиров и осадочных пород угленосной толщи.

При дальнейшем движении вниз го правому склону долины р. Каменки можно спуститься до ее впадения в р. Исеть. Здесь в зоне развития карстовых полостей размещается Разгулясвское железорудное месторождение (10). Из него добыто 139212 пудов железной руды.

2. Маршрут «Кодинскаи терморалноаномалии» (Теплый Ключ)

В западной части г. Каменска-Уральского, южнее завода ОЦМ, на левом крутом склоне долины р. Иссти находится д. Кодинка. В этой деревне на правом склоне оврага, открывающегося слева в долину р. Исеть. выхолит теплый ключ, приуроченный к тектоническому разлому северо-западного простирания в известняках нижнего карбона. Источник характеризуется высоким содержанием радона (до 140 эман) и постоянной круглогодичной температурой (+17-18 °С). Расход источника - до 2,2 л/с. Минерализация воды - до 0,6 г/л. По составу воды сульфатно-гидрокарбо-натные.

Прогнозные эксплуатационные Кодинские терморадиоаномални оцениваются примерно в 50 м '/сутки (с содержанием Яа на уровне .00 эман).

После источника маршрут переходш- на левый склон долины ручья и идет вверх по его долине до небольшого карьера, в котором добываются пески. Здесь в нижней части разреза обнажаются прибрсжно-морскис пески Камышловской свиты верхнего мела (К; кт). светло-серые мелкозернистые со следами мслосдов. Видимая мощность 2,6 м. Выше трансгрессивно залегают континентальные аллювиальные отложения Кустанайской свиты (N2 к$). Они представлены пссчано-щсбнистым, пссчано-гравийным материалом, ожелезненным. нецслослоистым. Эти отложения слагают пятую (Кустанайскую) террасу р. Нести.

3. Маршрут «Оползень на Волковском водохранилище»

Оползень приурочен к восточному берегу Волковского водохранилища. По дороге из Каменска-Уральского на Курган надо ехать дэ поворота до с. Монастырского. Затем по асфальтовой дороге, идущей на плотину Волковского гидроузла, ехать до свалки мусора, за которой находится крутой восточный берег водохранилища. В геологическом строении оползневого участка принимают участие девонские эффузивные образования, которые описаны у плотины Волковского водохранилища, выше которых залегают псстроцветные каолиновые глины Синарской свиты ниже отдела меловой системы (К, бп) мощностью до 18 м. Выше по разрезу $алсгают также контнненталь-

ше озерно-болотные отложения мыеовской свиты (К|.2 п«). Для них характерно высокое содержа-■к органики. Мощность до 15 м. Завершают разрез песчано-гравийные образования Камышлов-зги свиты (К: Кт), участками сцементированные опаловым цементом до слабого песчаника. Их ■оиность до 25 м.

Формирование оползня началось окаю 40 лет назад, что установлено по результатам дефор-мрования аэрофотоматериалов. В 1994 году оползневой цирк имел длину 125 м, ширину 120 м. Высота главного уступа - около 10 м. Высота бровки уступа над урезом водохранилища - 30 м. Ооолзснь находится в стадии развития.

Необходимость продолжения инструментальных наблюдений за сдвижением оползня определяется угрозой нарушения эксплуатационной надежности автодороги Волково - Монастырское ■ идущего вдоль не£ коллектора промсточ1-ых вод Синарского трубного завода.

4. Маршрут «Строение Смолинской синклинали на долине реки Исети у д. Бекленищева»

Проведение этого маршрута целесообразно из сезон но базового палаточного лагеря, который строился в долине р. Смолянки - правого притока р. Исети у Смолинской пещеры.

Синклиналь вытянута в северо-восточном направлении. Ее северо-западное крыло сложено городами нижнего девона. Это вулканогенные образования, порфириты, лавовые брекчии, туфы с згослоями известняков и сланцев. Юго-восточное крыло синклинали сложено терригеиными породами франского яруса верхнего девона: песчаниками, аргиллитами, конгломератами и гравели-

Центрапьную часть Смолинской синслинали слагают каменноугольные отложения.

Особенностью территории является наличие серии разрывных тектонических нарушений. Главным является Бсклснищевский надвиг северо-восточного простирания, по которому девонские «ттложения надвинуты в южном направлении на иижнекаменноугольные осадки. Смещение пород ■о надвигу до 700 м. Характер строения долины реки Исети в районе Смолинской пещеры одно-иачно свидетельствует о развитии здесь неотектонических движений. Западнее зоны Бсклснищсв-схого надвига участок долины реки Исети, сложенный вулканогенными породами терригенной толщи, испытывает новейшие тектонические движения положительного знака. Об этом свидетельствует каиьонообразнос строение долины, наличие порогов и быстрое течение.

Ниже порога, сразу за Бсклснищсвским надвигом, долина реки Исети расширяется - в се строении появляются пойменные и надпойменные террасы. Сразу за надвигом по обоим склонам затины выходят известняки каменноугольной системы. До деревни Смолино в русле реки наблюдается широкие участки со спокойным течением, которые перемежаются с перекатами. Этот уча-ггок долины также испытывает новейшие положительные тсктоннчсскнс движения. Однако их схорость значительно отстает от скоростей подъема участка долины реки Исети запал нес Бсклс-нищевского надвига.

Из лагеря по дороге, идущей на ссвсро-запад, спускаемся в долину р. Иссти [4]. Здесь с высокой пойменной террасы открывается вид на долину р. Исети ниже порога «Ревун». Зона прохождения Бсклснищсвского надвига выражена в резком (до 200 м) расширении ее русла, появлении островов, снижении скорости течения реки. Как по левому, так и по правому склонам долины р. Исети наблюдаются балки, по которым развиты линейные породы выветривания. По склонам этих балок на уровне русла р. Иссти наблюдаются выходы пород различного возраста, генезиса и литологичсского состава. Западнее надвига наблюдаются выходы вулканогенных пород угленосной толщи (С|1г - у2). восточнее - известняков всрхнсвизсйского подъяруса (с( V,) с крутыми углами падения (до 60°).

Здесь, в расчистке, вскрывается разрез совершенных аллювиальных отложений высокой пойменной террасы р. Исети.

Поднявшись на высокий правый склон долины р. Исети, следуя на север, маршрут выходит на порог «Ревун» (5). Здесь р. Исеть течет в узкой каньонообразной долине. Ширина русла 25-30 м, высота крутых склонов до 30 м. В р>ч;лс наблюдаются крупные до 3-4 м полуокатанные глыбы порфнритов (С | 12-у2).

направлении идет на левый склон долины р. Мссти и вниз •Ревун» Здесь, напротив Покровской картонной фабрики, выходит кап-гй родник из вулканогенных пород [6]. левом склоне долины р. Исети наблюдаются выходы туфобрскчий - продуктов извержения Покровского вулкана, разрушенное жерло которого р. Исети и ее левого притока р. Камышснки [4]. i восток, маршрут пересекает балку, по которой проходит Бсклснищсвский надвиг, наблюдается выход верхиевизсйских известняков (C|Vj). Известняки серые, битуминозные с многочисленными остатками раковин пелепнпод, бра-мишанок и криноидей.

Далее маршрут идет на северо-восток по крутому левому склону долины р. Исети. Здесь четко выражен в рельефе карстовый лог (9) с многочисленными карстовыми воронками провального типа с крутыми, незадернованными склонами, с понорами, через которые идет поглощение поверхностного стока. Здесь студентами-гидрогеологами открыта новая пещера, изученная до глубины 12 м.

В 300 м на ссвсро-восток от т. н. 6 располагается старый заброшенный карьер [10], в котором разрабатывались известняки. На дне карьера имеются несколько пещер. Некоторые карстовые фирмы развиваются по тектоническим трещинам. Известняки (C|Vj) карьера темно-серые, битуминозные, переполненные раковинами крупных брахиопод, кораллов, криноидей и пелеципод. Массовую гибель моллюсков мы связывали с деятельностью Покровского вулкана, расположенного в 2 км к северо-западу от карьера.

От карьера маршрут идет по полю в сторону с. Покровского к Покровскому вулкану. Как отмечалось выше, угленосная толща описываемого района представлена вулканогенной фацией. Ее формирование связано с активной вулканической деятельностью в визейском веке. В результате детальных исследований Т. В. Диановой (7) была реконструирована вулканическая постройка, сложенная потоками глыбовых и шлаково-глыбевых лав андезито-базальтового состава. Реконструировано веерообразное расположение протоков по отношению к предполагаемому центру. С. Г. Дубейков-ский совместно с В. Н. Огородннковым на месте вулканической постройки обнаружили заболоченное озеро (около 30 м в диаметре) с пологими берегами глубиной до 0,7 м. По его берегам были обнаружены обломки глыбовых и шлаково-глыбовых лав андезито-базальтового и андезитового составов. Положение озера позволяет говорить о разрушенном жерле вулканической постройки турней-ско-визейского времени.

Маршрут завершается возвращением в лагерь.

5. Маршрут «Смолинская карстовая пещера»

Район Смолинской пещеры характеризуется широким развитием известняков нижнего карбона, с которыми связаны как поверхностные, так и подземные карстовые формы (пещеры, воронки, карстовые лога, провалы, суходолы и др.)

Смолинская карстовая пещера, самая крупная в Свердловской области (рис. 3), расположена в 14 км западнее г. Каменска-Уральскогс на правом склоне долины реки Смолянки - правого притока р. Исети. Пещера известна с середины XIX века. Площадь Смолинской пещеры - 1152 м2, объем - 4144 м3, удельный объем (средний объем пещеры на 1 пог. м ее длины) - 8,2 м3/м, длина пещеры - более 500 м [8]. Вход в пещеру находится под скальным навесом верхиевизсйских известняков, в 11 м над урезом русла речки Смолянки, и представляет собой нижнюю часть сплюснутой воронки. Вход достаточно узкий (до 1,1 м), идет на ссвсро-восток и через 23 м приводит в грот «Большая Келья». Его размеры 23x10 м, при высоте до 4-5 м. От него в обе стороны отходят ответвления. На стенах имеются углубления и ровные площадки, возможно, сделанные руками человека. В 13 м от входа в грот «Большая Келья», за уступом высотой 0,8-1,0 м, на юго-запад тянется узкий ход длиной 18 м, который заканчивается завалом из крупных глыб известняка. От него вправо и влево идут небольшие ответвления. Направо от грота «Большая Келья» вниз уходит низкая наклонная щель, которая через 5-7 м разветвляется. Налево вверх простирается узкий ход длиной 14 м, который заканчивается гротом.

с

Рис. 3. План Смолинской псшсры, составленный Б. Б. Поляковым и В. О. Щепстовым в 1971 году

В дальней южной части кольцевого хода находится ответвление, идущее на юго-юго-запад, в вей имеется узкий колодец, из которого сначала вниз, а затем на северо-восток идет очень узкий ход длиной до 20 м.

За гротом «Большая Келья» на северо-восток идет главный ход. Он имеет среднюю высоту около 2,5 м, при такой же ширине. Дно сложено глыбами известняка и коричневой глиной. От-лельные понижения заполнены водой, капающей с кровли хода. Известняки, слагающие стены и кровлю хода, мслкобугристые.

Абс от*. и ОД •

К5 • ко •

................. ДО*» р Исм»

$ • $ Ю «и

.....

Рис. 4. Разрез Смолинской пещеры по Главному ходу

Ход заканчивается гротом «Фавор» самым большим в Смолинской пещере. Его длина 12-16 м, ширина в основании до 8-10 м. Дальняя стена грота представляет собой крутую осыпь, из крупных обломков и глыб известняка. Высота осыпи - 12-14 м.

Спуск на дно грота идет по крутой трещине. Дно грота неровное, сложено крупными (до 1,0 м) глыбами известняка и коричневой глиной. Высота грота достигает 10-12 м, свод имеет неровную куполообразную форму.

В южной части, наиболее низкой части грота, находится вертикальный колодец глубиной до 5 м. который ведет в самый глубокий грот пещеры «Алтарь».

На основе результатов исследований последних лет нами составлен разрез по Главному ходу (рис. 4).

Верхний этаж соответствует уровню пола Главного хода (абс. от. 168,0-170,0 м). Этому уровню соответствует и дальняя наиболее узкая часть «Дороги в Рай». Средний этаж соответствует уровню пола «Дороги в Рай» (абс. о™. 163,0-164,0 м), нижний этаж - уровню пола «Дороги в Ад» и полу грота «Алтарь» (абс. отм. 157,0-158,0 м). Наиболее глубокая часть пещеры - Чертова Пропасть - находится на абсолютной отметке 152,0 м, что на 9 м выше отметки уреза реки Иссти у устья речки Смолянки. Наибольшая глубина пещеры от уровня входа, по данным Ю. Е. Лобанова и др. [ 10], составляет 32 м (нижняя часть «Дороги в Ад»).

Анализ плана расположения ходов Смолинской пещеры и сопоставление их с геологической картой района позволяют сделать вывод о том, что общее направление се ходов отвечает северовосточному простиранию Смолинской синклинали.

Во время учебно-методической геологической практики в регионе Смолинской пещеры студенты выполняют необходимые индивидуальные задания:

1) дешифрирование аэрофотоснимков и отыскание на местности поверхности карстовых форм, их описание;

2) карстологичсскую глазомерную съемку с геологическим компасом участков интенсивного развития поверхностных карстовых форм;

3) определение элементов залегания карбонатных горных пород с привязкой к крыльям Смолинской синклинали;

4) определение параметров карстовых провалов и крупных воронок.

5) описание долины р. Смолянки с замером расходов воды в районах пересечения карстовых

зон.

После завершения маршрутов, обработки полевых наблюдений и составления отчета происходит побригадная их защита.

т • по.

Сухоложская базовая площадь

Район Сухоложской базовой площади представляет собой слабо всхолмленную и покатую равнину с высотными отметками 160-180 м над уровнем моря. Район пересекается долиной реки Пышмы с ее притоками - реками Рефтом. Рудянкой, Знаменкой, Брусяной, Шатой - и долиной р. Исети с притоками - реками Патрушихой. Каменкой, Сннарой, Багаряком. Речные долины характеризуются значительной врезанностью, крутизной склонов, глубиной до 35-50 м при относительно небольшой ширине 250-500 м. По этой причине береговые склоны названных рек дают прекрасные разрезы развитых здесь палеозойских и мезозойских образований, скрытых на большей части территории чехлом четвертичных отложений. Палеозойские отложения представлены вулка-яогенными породами совместно с морскими терригенными и хемогенно-органогеиными осадками, в том числе широко развиты рифовые постройки.

Картирование палсовулканических областей коренным образом отличается от картирования территорий, сложенных осадочными образованиями. Вулканиты - один из наиболее сложных для изучения объектов геологии. Изучение вулканитов важно в различных аспектах: 1) они являются источником информации о магматизме и его закономерностях развития в регионе; 2) служат своеобразными реперами при корреляции разрезов стратифицированных толщ; 3) с ними связан целый ряд месторождений полезных ископаемых (металлов Си. Ли, Ag, РЬ, Ре, Мп и др., неметаллического сырья и стройматериалов). Фациальный и формационный анализ является основным методом при палеовулканологических реконструкциях, составлении геологических и палсофациальных карт в при решении главной задачи вулканологии - воссоздания истории вулканизма в прошлые геологические эпохи.

Сухоложская площадь интересна тем, что на небольшой территории сконцентрированы вулканические породы различного формационного и фациального типов, но возрасту от силура до карбона (рис. 5). Вулканические постройки, характер и последовательность извержений представляют собой аналогию строения Магнитогорской мсгазоны, но как бы в миниатюре.

Изучая девонское поле вулканогенных пород в пределах Сухоложской базы, выделяют две крупные структурно-формационные зоны - западную и восточную, которые имеют различные условия образования. Западная зона характсрвгзустся развитием на базальтовом основании - базальт-рнюлитовой (контрастной) формаций, а восточная - базальтовой порфирито-туфовой и полнодиф-ференцированной формаций.

Силурийский этап в западной зоне начался с образования глубоких расколов на-восточной окраине У рало Тобольского континента [11 ], по которым происходил быстрый подъем глубинного магматического материала. Эта глубинная зона проницаемости напоминала рифтовую зону растяжения в океанах со сходным магматизмом (12). На этом этапе происходило формирование базальтовых лавовых плато и щитовых вулканов, обусловленных трещинными излияниями базальтовых (толситовых) расплавов в обстановке растяжения. Извержения этой стадии приводили к формированию в верхних частях спилит-варнолит-гиалокластитовых построек, а опустошение периферических очагов - к образованию кальдерообра^ных депрессий (13).

На этой стадии произошла смена условий растяжения на сжатие. В условиях сжатия вулканогенные толщи подверглись сдвиговым подвижкам по граничащим разломам рифтовой структуры, где в базальтовых плато, ее заполняющих, сформировались зоны разуплотнения, кули-сообразно расположенные по отношению к граничным тектоническим нарушениям. Эти зоны отчетливо проявляются в магнитном поле (рис. 6). Вдоль этих зон продолжали изливаться базальты, создавая валообразные структуры. После опорожнения периферических очагов происходило новое обрушение вулканических построек и образование следующих кальдер. В это же время происходит выжимание риолитовых. риодацитовых экструзивных куполов и субвулканичсскнх тел.

Таким образом, была сформирована рудоносная, контрастная базальт-рнолитовая формация. Главная масса вулканитов сформирована трещинными излияниями в субмаринных условиях; позднее на мелководье образовались щитовые вулканы, вулканогенные поднятия и гряды, фиксированные базальтовыми лавовыми потоками, широким развитием шлаков, глыбово-бомбовых туфов, агломератов, агглютннатов в прнжерловых зонах.

^ А 5

1*4-1« 1. 1» 12

Рис. 5. Обзорная гсолсгичсская карта Сухоложской базовой плошали, по (Плюснин, 1994) с дополнениями авторов:

I - известняки; 2 - кремнистые и углисто-кремнистые сланцы; 3 - переслаивающиеся глинистые с/анцы. алевролиты, песчаники с прослоями конгломератов и гравелитов, с редкими прослоями углей; 4 - лавы и туфы базальтов; 5 - лавы и туфы андезитов. лапшой и риолитов: 6 - лавы и туфы трахибазальтов и трахириолнтов; 7 - рогововбманковое габбро; 8 - габбро-лиоркты; 9 - габбро-диабазы; 10 - фанодиориты; 11 - альбитизированные и хлоритизированные афнровые базальты; 12 - разрывные нарушения: а - установленные, б - предполагаемые; 13 - вулканические постройки; 14 - зоны рассланцсвания пород

Кислые члены формации (риолиты и рнолито-дациты) среди базальтов представлены локальными ПОЛЯМИ ПОТОКОВ В СОСТаве облОМКОВ, бомб, ЭКСПЛОЗИВНЫХ ВЫбрОСОВ, М1ЮГОЧИСЛСННЫМИ

иеккамн, экструзивными куполами и субвулканическими телами. Отложения данной базальт-рнолитовой формации параллслизуются с баймак-бурнбасвской, выделенной в Магнитогорской мегазоне.

V и

о \

Рис. 6. Карта магнитного поля ДТ» Сухоложского геологического полигона:

I - положительное поле; 2 - отрицательное поле; 3 - мапиоподводящис каналы; 4 - гранииы; 5 - структурно-тектонические элементы вулканических построек

Подводные извержения лав основного состава обусловливают появление характерной отдельности «подушечных» лав. Такие лавы обычно сопровождаются отложением кремнистых илов, преобразующихся затем в толщи кремнистых сланцев и яшм. Хемогенное осаждение кремнезема, а затем формирование кремнистых сланцев осуществляются в блнзповсрхностных условиях за счет перепада температур и давления около выходов вулканических гидротерм. Кроме того, при малых концентрациях растворенного кремнезема большую аккумулирующую роль в этом процессе шрают кремниевые организмы - радиолярии [14]. К примеру, кремнистые сланцы, широко представленные в районе р. Брусяны и д. Знаменки (в Сухоложском районе), имеют существенно биогенное происхождение.

На левом берегу р. Пышмы между базой и д. Глядсны в обнажении подушечных лав встречаются линзы лиловых и красных яшм. Возраст всех этих вулканогенных пород - анлур - ранний девон.

В восточной зоне, в юго-восточной части Сухоложской базовой площади картируется анде-знто-базальтовая порфнрито-туфовая формация, которая формируется на базальтовом основании контрастной формации, вскрытом на глубине 365 м скв. 335 (в долине р. Шаты) и в многочисленных обломках бомбово-глыбовых туфов в основании вулканов.

На границе развиты туфоконгломераты. туфопесчаники и известняки, характеризующие период затишья вулканической деятельности и отложение подводных хемогенно-обломочных осадков. Выходы туфоконгломератов наблюдаются в обнажениях по р. Шаге и в карьере на окраине д. Рудянкн. Активизация вулканической деятельности начинается с накопления мощных толщ туфов и среди них лавовых потоков базальтовых афиритов, которые постепенно сменяются лавами и туфами с прослоями туффитов андезит-базальтового состава. Лавы базальтового, андезит-базальтового составов имеют подушечное строение, свидетельствующее об их подводном происхождении, а наличие туфов и туффитов - о мелководном характере морского бассейна. По своему химическому составу относятся к базальтам, андезито-базальтам. Среди жерловых фаций вулканитов картируются бомбово-глыбовые туфы, агломераты, жерловые брекчии и игнимбриты (агглю-тннаты). В целом формация характеризуется широким развитием ннрокластнчсскнх образований, которые значительно преобладают над лавовыми фациями. Данная формация сопоставляется с нрсндыкской базальтовой порфнрито-туфовой формацией Магнитогорской мегазоны.

В конце эйфельского и в начале живетского века активный базальтовый, базальт-риолитовый и андезит-базальтовый вулканизм прекратился. После прекращения вулканической деятельности положительные формы рельефа разрушались, и вулканиты перекрывались сначала вулканомнк-тонымн отложениями, а затем террнгенно-осадочнымн В '»тот период шло обратимте яккуму.тя-тнвно-рифогенных и рифогенных известняков. Срсднсдсвонский возраст формации хорошо обоснован в целом ряде обнажений по р. Пышмс. В разрезе на р. Шате на порфировых андезнто-базальтах и туфах залегают рифогенные известняки с фауной Эйфеля.

После затишья вулканической деятельности, разрушения ранее сформированных вулканических построек и образования атолловых островов в восточной зоне вновь активизируются вулканы. Формируются крупные стратсвулканы, наиболее крупный из них Дивнй камень с жерлом в районе устья р. Рудянкн.

Возраст этих образований устанавливается по обломкам известняков в туфоконгломератах и глыбовых туфах, слагающих нижние горизонты разреза. Такие ксенотуфы с обломками серых известняков встречаются по р. Ключ, в районе свинофермы, в устьевой части р. Лепехи, где встречены биогермы известняков размером до 1 м по левому берегу р. Пышмы, в 150 м ниже устья р. Брусяны и в 325 м ниже по течению от устья р. Сухая речка. В этих глыбах и биогермах известняков собрана и определена фауна брахиопод, фораминифер, кораллов и строматопор, аналогичных обнажениям рифогенных известняков реки Шаты эйфельского возраста.

Основание разреза данной формации сложено базальтами и их туфами, образующими, по-видимому, щитовую постройку. Заложение стратовулкана происходило в зоне пересечения глубинных разломов субмеридионального и субширотного простирания, вдоль которых позднее и проложила свое русло р. Пышма. Подушечная и шаровая отдельность этих потоков свидетельствует о подводном их происхождении.

Преимущественное развитие туфовых образований андезито-базальтового состава, слагающих основную часть стратовулкана, свидетельствует о мелководном или островном характере нзверже-

В верхних частях разреза среди бомбово-глыбовых отложений картируются андезито-льтовыс лавы с брскчисвидным строением кровли. Жерловые фации представлены агглютината-агломератовыми туфами, лавобрекчией и реже миндалекаменными базальтовыми афиритами. Формирование кальдеры обрушения сопровождалось активизацией очага кислой магмы. Ра-лхшгые и кольцевые разломы, нарушающие целостность вулканической постройки, обычно вы-I ежены кислыми субвулканнчсскими телами и экструзиями - дацнтами, рнодацнтамн, риолитами, | фвзьзитами порфировой, афировой структуры. Фельзиты нередко имеют флюидальность вдоль в. Экструзивные и субвулканичсскис тела обычно имеют субгоризонтальную столбчатую ость, а в кровельной части брскчисвиднос строение. Отложения этой формации сопостав-с отложениями улутауской, развитом в Магнитогорской зоне. Поздняя магматогенная стадия сопровождалась активной эксплозивной стадией с образова-туфов среднекислого состава, перекрывающих дацитовыс и риодацитовыс тела и потоки. Новый этап кальдерообразования формирует новые тектонические нарушения, большей субмсридионального простирания, вдоль которых происходило излияние новых порций тов и андезитов трещинного, дайкообразного типов. По аналогии с Магнитогорской зоной «ас кислого магматизма сопровождался гидротермальной деятельностью и рудообразованисм. Свсм связаны: карбонатизация, хлоритизация, ссрицнтизация и сульфидообразованис вмещающих -хчфов и кислых субвулканнчсскнх тел в районе р. Рудянки, «Гидролога», логов у подножия г. Дням камень и т. д. Поздние базальтовые (диабазовые) излияния уже не содержат этих изменений ярудообразования.

После завершения активной вулканической деятельности в девоне происходит консолида-тя всей структуры и начинается эрозия вулканических островов. Нижнекаменноугольная транс-■экссия моря приводит к образованию мощных толщ терригенно-осадочных пород с прослоями (Сухоложскос, Каменское месторождения).

Интенсивная вулканическая деятельность возобновляется в нижнем визе в виде трещинных »товых излияний, которые постепенно сменяются базальтовыми или андезито-базальтовымн туфовыми ассоциациями вулканов центрального типа, действовавших в мелководных и на-х условиях. Породы этой формации можно изучать в устье р. Рсфт, на «Стрелке» по р. Пыш-они сопоставляются с березовской в Магнитогорской зоне [12]. Разрезы этой формации формн-ись в морских условиях, о чем свидетельствуют обломки и прослои известняков среди туфов, ргтмичнос строение и горизонтальная слоистость. Вулканизм вначале носил эксплозивный характер с образованием субвулканических тел и мелких зулканов центрального типа (остатки жерло-як). затем сменившихся трещинными излияниями базальтов, затуханием вулканической дсятсль-аости к концу нижнсвизсйского времени.

В всрхисвизсйско-намюрскос время шло накопление пород базальт-трахиандезит-тгохириолитовой формации, которая известна в Магнитогорской зоне как кизильская. Выделяются ж толщи: нижняя осадочная и верхняя вулканогенная. В нижней толще (200-250 м) вулканиты ярают подчиненную роль (15 %), будучи представлены пнрокластами и эффузивами трахнрноли-состава в слоистых пачках ритмичного строения, состоящих из туфоконгломератов, туфо-нков, туфоалевролитов и известняков. Верхняя толща (600-1100 м) существенно вулкано-, состоит из трахидацитов и трахириолитов (53 %), базальтов, андезито-базальтов (31 %) осадочных пород. Они чередуются в разрезе с туфами кислого и смешанного состава. Эти разре-. можно видеть в районе д. Глядсны.

Максимальная вулканическая активность проявляется наиболее широко в конце внзсйского :ени, когда образуется верхняя вулканическая тслща. Залегание потоков трахириолитов этой толщи на размытой поверхности нижележащих базальтов указывает на частично наземный характер вулканизма [17]. Субвулканнческне образования достаточно многочисленные и представлены аородамн, разнообразными по кислотности

Экструзивные тела куполовидной формы в верхней части, прорывающие угленосную толщу, вскрыты в обнажении по р. Каменке. Отдельные неккоподобные тела разделены зонами дробле-юа, брекчнрования. Характерно наличие столбчатой отдельности, столь обычной для субвулка-■ическнх тел. Породы риолит-дацитового состава имеют отчетливую порфировую структуру.

Реки вскрывают разновозрастные вулканические постройки различных вулканогенных формаций, поэтому наибольший интерес представляют маршруты, вскрывающие стратовулканы раз-

личного возраста, что позволяет производить их анализ и сопоставление. Наиболее целесообразно знакомиться со строением вулканогенных толщ и вулканических аппаратов последовательно по возрасту.

Первый маршрут проходит гю левому берегу р. Пышмы в ее широтном колене, где она вскрывает толщи базальтовой (спнлитовой) и контрастной базальт-рнолитовой формации и крупную вулканическую постройку вулкана Дальний.

Второй маршрут направлен вдоль р. Шагы, от истоков к устью, где вскрываются рифоген-но-аккумулятивныс и рифогенные отложения, толщи базальтовой порфирит-туфовой формации и довольно крупный стратовулкан, который мы назвали «Шата».

Третий маршрут можно назвать «Базовым», так как он большей своей частью проходит напротив базы УГГУ. Начинается на окраине д. Рудянкн, проходит вдоль русла р. Рудянки до устья и далее по левому берету р. Пышмы. В скальных обнажениях наблюдается разрез полноднффсрсн-цироваиной базальт-андезнт-дацит-рнолитовой формации и наиболее крупный стратовулкан в районе Дивий камень.

Четвертый маршрут проходит в районе д. Глядсны, где студенты знакомятся с камсно-угольным вулканизмом, представленным подводными базальтовыми излияниями и трахириолито-выми субвулканичсскнми телами. За автомобильной дорогой изучают коренные выходы Рсфтин-ского габбрового массива с многочислеными мелкими дайками в контактовой части.

Пятый маршрут - по р. Пышмс в районе г. Сухой Лог, по р. Усолкс, где студенты знакомятся с осадочными разрезами угленосной толщи, выходами углей, остатками растительности в песчаниках, многочисленной фауной в известняках.

Шестой маршрут проходит в районе д. Кашино, где студенты знакомятся с осадочным разрезом московского и башкирского ярусов. Картируют железорудный карьер бурых железняков. В районе карьера «Белые глины» смотрят разрезы мезо-кайнозоя - опоки, глауконитовые пески, белые глины.

Верхне-Сысертская базовая площадь

В геологическом отношении площадь Вгрхне-Сысертского полигона размещается в пределах одного из крупнейших структурных элементов Восточно-Уральского поднятия - Сысертско-Ильменогорского мегантиклинория. Это сложно построенная структура, состоящая из отдельных антиклинорисв - гранито-гнейсовых куполов, при формировании которых возникли разделяющие мсжкупольныс синклинорныс зоны. Ядро структуры сложено метаморфическими гнсйсово-мигматитовыми породами докембрия, а крылья (сланцевое обрамление) - метаморфическими и в разной степени мстаморфизованнымм породами палеозоя.

База практики находится в межкупольной Ташкульской синклинальной зоне, располагающейся между двумя крупными граиито-гнейсовыми куполами - Шумихииским и Оснновским (рис. 7).

Породы представлены в основном метаморфическими сланцами саитовской свиты, в при-оссвой части структуры обнажаются кварциты и углистые сланцы игишекой свиты среднего рнфея. Существенное значение для геологии района и размещения полезных ископаемых имеют небольшие интрузивные тела основного, ультраосновного и кислого составов, прорывающие метаморфические толщи (рис. 8).

Сложная тектоническая структура мегантиклинория формировалась в течение сотен миллионов лет и характеризуется рядом своеобразных особенностей, обусловленных тесной взаимосвязью тектонических и метаморфических процессов. Ведущая роль принадлежит диапироидиому перемещению пластических масс, профстых до температуры, достаточной для развития рсоморфизма и анатексиса с последующим образованием крупной антиклинорной структуры «гнейсового диа-пироида».

Гнейсово-мигматнтовос ядро мегантиклинория состоит из ряда крупных брахиформных антиклинальных структур - куполов, сложенных преимущественно гнейсами шумихинской свиты. Форма куполов в плане эллипсовидная и изомегричная, протяженностью до 30 км при ширине до 15 км. Между соседними куполами развиты сннклиналсобразныс структуры, сложенные преимущественно породами саитовской и игишекой свит с изменчивым простиранием и падением, подчиненным конфигурации куполов. Мепкая разнонаправленная складчатость, осложняющая слоистые

Рис. 7. Схема тектонического районирования северной части Сыссртского антиклинория (по Г. Л. Ксйльману, А. А. Машарову и В. Ф. Копаневу с упрощением):

I - гнейсовые купола (I - Шумнхинский, 2 - Осиновскнй, ? - Илсульский); 2 - межкуполыше синклмнорнме зоны •Т - Ташкульская. О - Орловская); 3 - сопряженные синк-ашорные структуры Урала 11-111 порядков (С - Свердловой*. М - Магнитогорский, А - Арамильский синклино-зе» 4-6 - разломы: 4 - региональные I порядка (I - Мра-■сссхкй. 2 - Мнасско-Полевской, 3 - Черкас»-ульско-Сыгсртский, 4 - Каишнско-Кыигшмскнй); 5 - II порядка 5 - Иткульско-Чусовской, 6 - Орловский. 7 - Иткульский, • - Вишневогорско-Черновской); 6 - Ш-1У пс^ядков; I - Верхне-Сысертская площадь; 8 - В«рхне-Ськ<ртскс* ■всторождение золота; 9 - Карасьевское рудопроявлгние

I I/ ЕПЗ^ВзИ^ЕЗ^"

тыщи, также тесно связана с конфигурацией куполов и по мере удаления от него приобретает «^меридиональное направление, обычное для Урала.

Разрывные нарушения разделяются на две основные группы. К первой относятся нарушения, евпанные с формированием гнейсового ядра и его обрамления. Из них наиболее отчетливо прояв-нвотся разломы, окаймляющие гнейсовое ядро и отделяющие его от сланцевого обрамления. Вдоль ■п происходит усиление метаморфических процессов и внедрение шпрузивных тел реоморфиче-лза (вторичных) фанитоидов и крупных даек гранитов. Ко второй группе относятся более поздние ркзновозрастныс разломы разных направлений, не имеющие прямой связи сформированием гнсйсо-•с-мигматитового комплекса. Они расчленяют гнейсовое ядро и его сланцевое обрамление на отбытые блоки, а также развиваются вдоль контактов ядра со сланцсвым обрамлением.

Ташкульская синклинальная зона имеет в плане сложную форму. Собственно синклинальный характер залегания устанавливается лишь в северной, шнротно ориентированной части структуры, в остальных же падение практически повсеместно восточное. В северо-западной части пло-дэди располагается фрагмент крыла складки, сложенного породами игишекой свиты. Оно имеет северо-восточное простирание с падением на юго-восток под углами от 20 до 77°, в среднем 50-55а, и осложнено более мелкими складками с углами паления крыльев 50-80°. Сланцы игишекой свиты смяты в синклинальную складку субширотного простирания с осложняющей более мелкой складчатостью на крыльях от 45 до 80°.

В породах обеих метаморфических толщ участка широко развиты разрывные нарушения разных систем и порядков. Наиболее значительными являются Верхне-Сыссртскнй и Меридиональный разломы.

Всрхнс-Сысертский разлом проходит по северной окраине пос. Верхняя Сысерть. Он имеет кростиранис в среднем 75° и субвертикальнос падение, отчетливо картируется в западной половине участка по тектоническому контакту вдоль него пород сантовской и игишекой свит, залеганию в зоне разлома линейного тела гипербазитов длиной более 1,7 км и срезанию с юга дайкообразного тела гранитоидов. В северном боку разлома породы игишекой свиты в полосе шириной более '00 м интенсивно рассланцованы и превращены в кварц-гранат-бнотитовье сланцы, а мелкие дайки гипербазитов - в тальковые, вермикулиговыс и тальк-вермикулитовыс сланцы. Буровыми скважинами установлены многочисленные дайки гранитов, аплитов, пегматитов, их метаморфические разности, а также интенсивные вторичные преобразования в амфиболитах и сланцах.

Восточное продолжение разлома не прослежено, видимо, он проходит через участок Всрхнс-Сысертского месторождения золота, ограничивая его Западную и Восточную рудные зоны, соответственно, с юга и севера. Относительно поднятым является южное крыло разлома с амплитудами смещения в сотни метров.

Рис. 8. Схематическая геологическая карта Всрхне-Сыссртской площади.

По материалам А. А. Богомола с дополнениями О. Н. Грязнова:

1 - аллювиальные, пролювнальные отложения; 2 - игншекая свита - кварциты, слюдистые кварциты. |рафито-кварцевые сланцы, графитовые кварциты, кварц-гранат-биотитовыс сланцы; 3 - саитовская свита, верхняя полсвита - нлагиослан-цы. биотиювые и гранаг-биотитовыс сланнь. кварциты, графитовые кварциты; 4 - граниты мусковит-биотитовыс, гра-иит-аплкты, пегматиты; 5 - апогипербазитовые породы - тальк-кабонатные, тальк-актинолитовые и др.; 6 - габбро-амфиболиты. апогаббровые амфиболиты; 7-9 - породы игниккой свиты: 7 - кварциты, слюдистые кварциты, 8 - графитовые кварциты, 9 - графито-кварцевые сланцы; 10-12 - породы саитовской свиты: 10 - биотит-плагиоклазовые, кварц-биотит-плагиоклаэовые сланцы. II - биотитовыс и гранат -биотиювые сланцы. 12 - плагиоклаз-амфиболовыс сланцы; 13 - пегматиты, аплиты; 14 - граниты двуслюдяные; 15 - габбро-амфиболиты, апогаббровые амфиболиты: 16 - апогипербазитовые породы (тхтьк-карбонатные. тальк-актннолнтовыс); 17 - скрытые тела апогнпербазитовых пород по данным матиторатвелки; 18 - разломы: а - главные (I - Всрхнс-Сыссртскии, 2 - Меридиональный), б - второстепенные; 19 - золоторудные кварцевые жилы Всрхис-Сысертского месторождения; 20 - безрудные кварцевые жилы; 21 - элементы залегания пород; 22 - карьеры, шахты и глубокие шурфы Всрхне-Сыссртского месторождения золота: 23 - геологические грзницы (точками показаны границы распространения чехла четвертичных отложений); 24 - контур поселка Верхняя Сысертъ

Меридиональный разлом определяет тектонический контакт пород игишской свиты со слан-саитовской свиты. Он совершенно не обнажен, и строение его неясно. Видимо, с юга он ог-сочленснисм с Верхне-Сыссртским разломом, так как южнее не обнаруживался. Относи-поднятым является восточное крыло разлома с амплитудой смешения в сотни метров. Разрывные нарушения меньших порядков широко распространены на площади участка, I. в частности, свидетельствуют многочисленные разноориентированные дайки и дайкообраз-тела гранитов, аплитов, пегматитов, имеющих меридиональное, северо-западное, ссвсро-[ восточное, реже - субширотное простирание с углами падения от 30 до 90°. Многочисленные тек-:кие трещины разных направлений наблюдаются в ряде обнажений и выражены зонами рассланцевання мощностью до 6-7, иногда до 12 м с тальковыми, вермикулитовыми, хло-|ми сланцами или перетертыми породами и милонитами.

Гидрогеологические условия площади связаны с се приуроченностью к гидрагсологичс-л» структурам Восточно-Уральской области поднятий и сопряженных прогибов в пределах эольшеуральского сложного бассейна корово-блоковых подземных вод. Гидрогеологический массе северо-восточного замыкания Сысертско-Ильмсногорского мегантиклинория характеризуется Шфоким развитием трещинных подземных вод в структурно-вещественных комплексах рифея, ттещинно-поровых вод в коре их выветривания и порово-пластовых вод аллювиальных отложений 1ы р. Сысерти. Подземные воды территории, в зависимости от геологических условий распро-:ния, формируют следующие водоносные горизонты и комплексы:

- водоносный горизонт спорадического распространения в аллювиальных отложениях четвертичного возраста (0;

- водоносный комплекс в метаморфических породах саитовской свиты (верхней подсвиты) ^хднерифейского возраста

- водоносный комплекс в метаморфических породах игишской свиты среднсрифейского воз-¡■ста (*:/*?);

- водоносный комплекс в интрузивных породах, представленных мстаморфизованными габбро, гипербазитами, гранитами, пегматитами;

- водоносный горизонт трещннно-грунтовых вод.

В инженерном со.кн нчсском отношении рассматриваемая территория, в соответствии с инженерно-геологическим районированием Урала, принадлежит сложному горно-складчатому сооружению Восточно-Уральского пояса поднятий и сопряженных прогибов Восточно-Уральского региона II порядка - Сысертско-Ильменогорскому мегантнклинорию (рис. 9). Она сложена глубо-(етаморфизованнымн породами рифея, представленными кварцитами, кристаллическими слан->ии различного состава, метаморфизовавными гипербазитами, габбро-амфиболитами, прорван-[и небольшими телами палеозойских гранитоидов. На поверхности скальных массивов развиты мезозойские коры выветривания. Покровные образования представлены элювиальными, делювиальными, аллювиальными, озерно-болотными и техногенными отложениями.

Согласно ГОСТ 25100-95, горные породы площади принадлежат трем классам: 1) природных скальных грунтов с жесткими структурными связями; 2) природных дисперсных грунтов с водно-коллоидными и механическими структурными связями и 3) техногенных грунтов с различными структурными связями.

Скальные грунты обнажаются выше и ниже плотины Всрхнс-Сыссртского пруда, по левому склону долины р. Сысерти, на г. Ваганова, в старых карьерах.

Элювиальные грунты практически повсеместно перекрывают породы И-Рг. Представлены песками, супесями, суглинками и глинами. Мощность площадного элювия до 4-6 м, линейного в корах выветривания - до 60-70 м.

Делювиальные грунты сложены супесями, суглинками и глинами при мощности отложений 0,3-1,8 м.

Апювиальные грунты того же литологического состава выполняют долину р. Сысерти и ее притоков, слагая пойменную террасу.

Озерно-болотные грунты широко распространены в пониженных участках рельефа с затрудненным поверхностным стоком и в озерных впадинах.

Рис. 9. Фрагмент схематической карты инжснсрно-гсологичсского районирования Урала (по О. Н. Грязнову и С. Г. Дубейковскому, тектоническая основа по К. П. Плюснину и Е. М. Ананьевой):

I - регионы восточной окраины Восточно-Европейской платформы и Предуральского краевого прогиба: 2-6 -инжснсрио-гсологические регионы Урала II порядка, отличающиеся по совокупности геологических, тектонических и вещественных факторов, региональным закономерностям развития инженерно-геологических условий: 2 - Западно-Уральский, 3 - Центрально-Уральский. 4 - Главный Урхзьский. 5 - Восточно-Уральский. 6 - Зауральский; 7 - мезо-кайкозойские отложения Западно-Сибирской плиты и Тургайского прогиба, перекрывающие структуры восточного склона Урала (пунктир); 8 - Средне-Уральская зона поперечных блоковых дислокаций; 9 - эпицентры землетрясений за последние 100 лет силой 5-6 и 3-4 балла; 10 - районы развития активного карста (I - Севсро-Урхпьская, 2 - Западно-Уральская. 3 - Южно-Уральская. 4 - Восточно-Уральская); II - Верхне-Сысертская площадь учебно-методической практики

Основаниями фундаментов практически всех инженерных сооружении района служат элювиальные, реже скальные грунты. При строительстве небольших мостовых переходов основанием несущих конструкций являются аллювиальные фунты.

На Верхнс-Сыссртской площади проявлены следующие инженерно-геологические процессы: выветривание (М2 - современный) горных пород с широким развитием элювиальных образований; эрозия, проявляющаяся в подмыве и обрушении берегов рек, размыве тальвегов логов, крутых склонов водными потоками; абразия берегов Верхне-Сысертского пруда в связи с волноприбойной деятельностью, формирование береговых обрывов (клифов). ниш, нешироких пляжей; заболачивание поверхности на участках с высоким уровнем залегания подземных вод (0,2-0,3 м) при затрудненном стоке.

Геоэколо! ичсские условия площади определяются сочетанием природных и техногенных факторов. Природные факторы (ландшафтные условия, геологическое строение, гидрогеологические условия, поверхностные водоемы и водотоки и уровень их загрязнения) можно оценить как весьма благоприятные.

Поверхностные воды площади представлены основной водной артерией - р. Сыссртью (среднсмноголстний расход около 4 м!Ус) и се притоками - реками Черной и Глубокой. В черте пос. В. Сыссрть на р. Сыссртн с помощью земляной плотины создан Всрхнс-Сыссртскмй пруд. Значительная часть территории заболочена (Чсрновскос, Мссиловскос болота).

На площади практики отмечаются все типы элементарных ландшафтов элювиальный (во дораздельный), трансэлювиальный (склоновый), супсраквальный (террасовый) к субаквальный (долинный). Растительный покров на изучаемой территории разнообразен. Большая ее часть занята хвойными и смешанными лесами. Результаты литохимичсского опробования почв и почво-грунтов, выполненные по сетке 100 х 100 м на площади более 14 кв. км, свидетельствуют об очень

:>ч их загрязнении в целом. Таким образом, природные факторы, определяющие геологиче-условия района практики, можно оценить как весьма благоприятные, имеющие низкий или низкий уровень загрязнения всех смежных природных сред в целом.

Под техногенными факторами будем понимать источники загрязнения всех перечисленных природных сред и приуроченные к ним загрязняющие вещества.

На территории площади выделены два основных источника загрязнения подземных вод -1ый и техногенный, которые можно отнести к одному типу - химическое загрязнение, пронеся в увеличении во времени общей минерализации подземных вод, росте концентрации фоновых) отдельных макро- и микрокомпонентов (хлор-юна, нитрат-иона, нитрит-иона, (й-иона).

Промышленные отходы металлургического и машиноделательного производств XVIII-веков практически не сохранились. Отходы лесопилки утилизируются в частных хозяйствах, кое загрязнение проявляется в повышенных против фоновых концентрациях отдельных и мезокомпонентов (хлор-нона, сульфат-иона, нитрат-иона, нитрит-иона, иона аммония) Ю).

Рис. 10. Фрагмент схематической карты площадного распространения азотных соединений в пол земных волах Верхнс-Сысертского участка (масштаб 1:10 ООО), по Л. П. Парфеновой:

1 - точка опробования: вверху се номер по катааогу. слева вверху - содержание нитритов, внизу - содержание аммония в мг/дм ; справа вверху - общая минерализация в г'дм\ внизу - содержание нитратов в мг/дм1; 2-4 - участей повышенного содержания в подземных водах:

2 - нитритов. 3 - аммония (в знаменателе - коэффициент в долях ПДК), 4 - общей минерализации (в знаменателе -дол* фона)

Анализ режимных наблюдений, которые самостоятельно проводятся студентами во время ■рагтики, позволяет сделать вывод о том, что в пределах нос. В. Сыссрть содержания нитрит-иона я аммоний-иона в подземных водах постоянно увеличиваются во времени. В отдельных точках ссробования их содержания постоянно превышали предельно допустимые. Наблюдения за содержанием нитратов в подземных водах также свидетельствуют об их постоянном накоплении, хотя ■ в допустимых количествах.

Таким образом, в геоэкологическом отношении район практики представляет собой идеально подходящий «опытный полигон», в пределах которого можно оценить формирование процессов химического загрязнения подземных вод под влиянием источников сельскохозяйственного и хозяйствен но-бытового загрязнения.

Основным методом работы студентов в ходе учебно-методической гидрогеологической грзктнки является комплексная съемка. Она проводится в масштабе 1:10000 методом «опорных участков» и включает гидрогеологический, инженерно-геологический и геоэкологический компоненты исследования. Работы выполняются в три этапа: подготовительный, полевой и камеральный. 1а каждой бригадой в 4-6 студентов закрепляется опорный участок площадью 1000x1000 м. В подготовительный этап изучаются фондовые и методические материалы; выполняются ландшафт-■о-индикационные исследования путем дешифрирования аэрофотоснимков, анализа топографической, геологической карт, ландшафтных, гидрогеологических, инженерно-геологических и геоэкологических условий; намечаются рекогносцировочные маршруты.

Полевой этап включает геологическую экскурсию по району пос. Верхняя Сысерть, рекогносцировочные маршруты под руководством преподавателей, собственно съемку, геохимические, геофизические исследования. Комплексная съемка выполняется методом маршрутных пересечений вкрест генерального простирания главных структур с учетом геоморфологических и ландшафтных особенностей площади. Расстояние между маршрутами 100 м. фиксированными точками наблюдений - 50-100 м. в зависимости от условий. Наблюдения охватывают следующие основные объекты: характерные формы рельефа, естественные и искусственные (карьеры, котлованы, выемки, шурфы, расчистки, скважины, колодцы) обнажения, горные породы (коренные горные породы, коры выветривания, рыхлые отложения), их состав и условия залегания, источники (родники), экзогенные геологические процессы, ннжснсрно-гсологнчсскне процессы, инженерные сооружения, отвалы горных пород, шлакоотвалы, полигоны ТБО и ПО.

Геохимические исследования включают литогеохииическую съемку, гидрогеологические исследования донных отложений, гидрогсохнмнческос изучение поверхностных и подземных вод. Литогеохимичсская съемка производится путем опробования почв и грунтов во время маршрутов. Сеть опробования 100 * 100 м методом «конверта» в точке взятия пробы. Сторона квадрата 5-10 м. Это соответствует плотности наблюдении и опробования кондиционной съемки 1 проба на 1 см? карты. На техногенных объектах (полигоны ТБО. ПО. отвалы и пр.) сеть опробования может быть сгущена. Гндролнтогсохнмичсскнс исследования донных отложений р. Сыссртн и се притоков, Всрхсыссртского пруда, пойменных, пролювнальных отложений, торфяников осуществляются специальными маршрутами с целью выявления природных и техногенных аккумуляций химических элементов и их соединений постоянными и временными водотоками. Гидрогеохнмичсскос изучение поверхностных вод выполняется для оценки степени их чистоты и выявления ареалов загрязнения. На территории пос. Верхняя Сыссрть для определения качества подземных вод и их пригодности для хозяйственно-питьевого водоснабжения исследуются пробы воды из колодцев и скважин.

Геофизические исследования включают электроразведку методами ВЭЗ, ВП, электропрофилирования, сейсморазведку методом преломленных волн Они позволяют осуществить литологиче-скос расчленение геологического разреза с детализацией строения зоны аэрации, выявить положение водоносных горизонтов, зон фильтрации в теле плотины Верхсыссртского пруда и др.

Полевые ннжснерно-геологнчсскис исследования предусматривают экспрссс-опрсдслснис в процессе съемки прочностных характеристик, консистенции, пластичности глинистых грунтов прочномером ЕП-12 и лнпкомером Е-4 конструкции Ижевского механического института (авторы: Ю. Л. Ельцов, А. А. Александров).

На закрытых («задернованных») участках съемки с развитым почвснно-раститсльным слоем, заболоченных площадях либо перекрытых рыхлыми грунтами проходятся скважины ручного бурения (бур геолога) глубиной до 4-5 м или шурфы глубиной 1-1,5 м. Проходка выработок осуществляется в специально отведенное время после анализа полученной в маршрутах информации и выбора мест их заложения. Назначение выработок - вскрытие и изучение разреза зоны аэрации, состава и свойств горных пород.

Важнейшим компонентом комплексной съемки является опробование. Отбор геохимических, ннжснсрно-гсологнчсских проб и обрззцов горных порол выполняется в маршрутах при изучении и документировании естественных и искусственных (ранее пройденных выработок) обнажений, в скважинах и горных выработках, сопровождающих съемочные работы. Отбор проб проводится в соответствии с нормативными документами.

Камеральные работы включают обработку отобранных проб и образцов, аналитические исследования проб, составление комплекта карт, анализ, систематизацию, обобщение полученных материалов, разработку гидрогеологической, инженернс-геологической и геоэкологической моделей площади съемки, написание и зашиту отчета.

На основе анализа, систематизации, обобщения результатов маршрутных наблюдений, полевых методов, лабораторных исследований составляются гидрогеологическая, инженерно-геологнчсская и геоэкологическая карты. Гидрогеологическая карта и разрез отражают распространение подземных вод различных водоносных горизонтов и комплексов, уровень фунтовых вод фиксируется гндронзогипсами. Инженерно-геологическая карта и разрез показывают развитие фунтов различного типа, состояния и возраста, мощности отложений, инженерно-геологические

тоосессы, положение грунтовых вод, инжснсрно-гсологичсское районирование участка съемки. Ьэмплект геоэкологических карт должен включать: ландшафтную и рельефометрическую (морфологическую) карты, карту защищенности подземных вод, карту техногенной нагрузки, карту инже-«сяо-геологических процессов и явлений, карты загрязнении почвогрунтов, поверхностных и подземных вод, результирующую карту геоэкологического районирования.

По итогам выполнения комплексных съемочных работ осуществляется оценка гидрогеологических, инженерно-геологических и геоэкологических условий участка и даются рекомендации по эоаскам месторождений подземных вод и проведению инженерно-геологических изысканий для г-?октельства объектов различного назначения.

Материалы комплексной съемки в дальнейшем используются студентами 4-го курса для хзработки выпускных квалификационных работ. В отдельных случаях студенты 5-го курса на «териалах УМП за ряд лет выполняют дипломные проекты и работы. Результаты исследований шхут представлять интерес для администрации Сысертского района при хозяйственном освое-шл территории.

Учебно-методическая геофизическая практика (6 недель) проводится по графику, за асаову которого принят недельный цикл. При этом на каждый вид разведки отводится по одной

Разнообразие геологических условий в районе базы и определяемое ими существенное раз-апие в физических свойствах горных пород и полезных ископаемых создаст благоприятные предпосылки для применения соответствующих геофизических методов разведки.

На основании многолетнего опыта проведения практики вблизи базы выбраны наиболее благоприятные по геологическим условиям участки для постановки методов геофизической разведки и пробурено 3 учебные скважины глубиной до 180 м.

Аппаратурное обеспечение практики в целом можно оценить как удовлетворительное.

По каждому виду разведки практика включает в себя изучение, подготовку и поверку аппаратуры, выполнение полевых измерений, обработку и интерпретацию полученных материалов, зачет.

Геофизические исследования скважин являются наиболее распространенным, важным х достоверным методом геологической разведки. В результате колонкового бурения геологи полу-чиот в свое распоряжение керн - тонкий столбик горной породы, извлеченный из скважины. Изучая керн, геологи определяют последовательность залегания пластов, их мощность, литологию, т. е. минералогический и вещественный составы, содержание полезных ископаемых, условия залегания и т. п. Однако при бурении с извлечением керна никогда не удастся добиться полного, стопроцентного выхода керна из-за того, что одна часть пород разрушается при бурении, другая теряется при подъеме керна с забоя скважины на поверхность. Это приводит к неточностям и ошибкам в построении геологического разреза скважины по данным документации керна: пропуску отдельных пластов, искажению их мощности, неточному определению положения контактов пород.

В исправлении этих ошибок и неточностей огромную роль играет раздел ГНС, называемый каротажем.

Каротаж - это совокупность геофизических методов изучения геологического строения разрезов (стенок) буровых скважин. Измерения в каротаже производятся непрерывно при перемещении измерительного устройства (скважи-шого снаряда) по стволу скважины, поэтому особенностью каротажа является очень высокая детальность и точность исследований. С помощью методов каротажа определяют последовательность залегания горных пород в разрезах скважин, их мощность, физические свойства, содержание в них полезных ископаемых. Методы каротажа подразделяются по природе изучаемых в них физических полей на электрические, радиоактивные и прочие. Каротаж - это наиболее развитый и дифференцированный раздел ГИС.

Другой важный раздел ГИС - это так называемые «операции в скважинах», имеющие целью изучение технического состояния резервуара скважин и выполнение в скважинах различных операций, направленных как на уточнение их геологического строения, так и на извлечение из скважин полезных ископаемых. Примером методов этого раздела могут служить кавсрномстрия (определение среднего диаметра) и инклиномстрия (определение углов искривления) скважин, отбор проб пластовых флюидов и отбор грунтов из стенок скважин, дсфсктометрия обсадных колонн (ОК) и др. методы. Сюда же относятся и прострслочные работы в скважинах: перфорация ОК, отбор проб грунтов стреляющими грунтоносами, торпедирование. Операции в скважинах, выпол-

няс.мыс геофизической службой, имеют важное значение, поскольку в конечном итоге позволяют предотвратить аварии при бурении и тем самым избежать больших дополнительных затрат.

Третьим разделом ГИС является скважичная геофизика - геофизические методы изучения геологического строения мсжскважинного и призабойного пространств. Таким образом, скважин-ная геофизика, в отличие от каротажа, изучает очень большие объемы пород. В настоящее время этот раздел ГИС находит применение, главным образом, на рудных месторождениях, характеризующихся большой изменчивостью геологического строения как по простиранию, так и по падению пород.

Понятно, что за время учебно-методической практики невозможно изучить все методы ГИС, поэтому учебно-методическая практика по ГИС имеет целью ознакомить студентов с наиболее распространенными методами этой отрасли разведочной геофизики, привить им навыки работы с современной каротажной аппаратурой, дать возможность освоить методику проведения работ непосредственно на скважинах, обучить наиболее простым приемам оперативной интерпретации и геологическому истолкованию полученных результатов.

Для проведения учебно-методической практики по ГИС на территории базы практик УГГУ в пос. В. Сыссрть пробурены три учебные скважины глубиной от 140 до 180 м.

Характерной особенностью скважины № 1 является наличие в ней сульфидной минерализации; скважины № 2 - присутствие в ее разрезе мощной дайки гранитов, обладающих повышенным содержанием радиоктивных элементов и как следствие аномально высокой радиоактивностью; скважины 3 - чередование в ее разрезе пачек графито-кварцевых сланцев и амфибол-биотитовых гнейсов. Точное местоположение и мощность различных литологических разностей в разрезе исследуемых скважин и предстоит определить в результате проводимой учебно-методической практики.

Радиометрические и ядерно-геофизические методы широко используются для получения дистанционной информации об особенностях состава и свойств природных сред, что имеет важное значение при поисках, разведке и эксплуатации месторождений полезных ископаемых, в особенности месторождений радиоактивных руд и редких металлов (рис. 11).

Пешеходная у-съемка является универсальным радиометрическим методом поисковых работ и применяется на dccx стадиях гсолого-гсофиэичсских и геохимических исследований. Пешеходные у-поиски (у-съемка) применяются для решения следующих геологических задач:

- поиски и разведка месторождений радиоактивных руд;

- поиски и разведка полезных ископаемых, находящихся в генетической или парагснстичсской связи с радиоактивными элементами;

- геологическое картирование (литологическое расчленение) горных пород, изучение тектоники и поведения радиоактивных элементов.

Во время практики студенты изучают следующие модификации пешеходной у-съсмки:

Наземная у-съемка. Эта съемка, выполняемая интегральными радиометрами СРП-68 или СРП-88, занимает ведущее место по значению и объему полевых работ. Процесс съемки состоит в дискретных измерениях мощности экспозиционной дозы (МЭД) у-излучения (в пА/кт, мкР/ч) по сети наблюдений, соответствующей заданному поисковому масштабу. Гамма-спектрометрическую съемку проводят путем измерений содержаний U, Th, К с целью изучения закономерностей распространения радионуклидов на заданной территории.

Рис. 11. Радиометрический метод разведки полезных ископаемых

Бета- и бета-гамма-съемка. Основана на регистрации и у-с оставляющих излучения ра-жовуклидов. Проводится на площадях, где радиоактивное равновесие между и и Яа в породе рез-смещено в сторону II (заболоченные территории). Для раздельного учета р-излучения Яа, ТЬ ■ к -»-съемку выполняют в спектрометрическом варианте.

Шпуровая у-съемка. Основана на измерении у-излучения в шпурах глубиной до II м, обычно фь-чную проходимых в фунтах и рыхльгх отложениях. Хорошие результаты шпуровая у-съемка жг. в условиях гумидного климата, когда элювиально-делювиальные отложения обеднены и на оубину до 1,5 м.

Радиометрическая документация горных выработок является составной частью геологической документации канав, шурфов и др. выработок. Эти объекты исследуются переносным ра-лвометром по заданной сети у-опробовання, расстояние между пунктами которой может быть от 12 *> 1 и.

Сейсмическая разведка позволяет решать разнообразные геологические задачи с наибольшей детальностью и точностью по сравнению с любым другим геофизическим методом.

Особенности строения сейсмического разреза в окрестности пос. Верхняя Сыссрть (рис. 12) обусловили содержание геологических задач, которые решаются на практических занятиях по сейсморазведке. Это задачи шаучения верхней части разреза для инже-шерно-геологических целей методом преломленных волн (МПВ):

- определение мощности рыхлых аллювиальных отложений в долине р. Сыссрти > элювиально-делювиальных отложений на территории сейсмического полигона (рис. 13);

- изучение пространственного распределения неоднородностей, отображающих особенности строения рыхлой толщи мсзо-кайнозойскнх отложений до глубины 20 м;

- регистрация элементов волнового поля с целью определения физико-механических характеристик и основных упругих модулей рыхлых отложений в разрезе и плане;

- определение состава и состояния горных пород;

- определение основных структурно-тектонических элементов рыхлой и кристаллической

толщ;

- использование сейсмических методов для изучения современных геологических и инже-ксрно-геологичсских процессов, таких, как изменение уровня фунтовых вод (УГВ), изменение положения сейсмических фаниц, связанных с состоянием горных пород.

Участок учебной практики по электроразведке располагается к северу от западной окраины поселка В. Сыссрть. На севере он протягивается до лога Мссилов ключ, с запада и востока ограничен линией электропередач и дорогой на поселок Асбсст. В меридиональном направлении по полигону проходит разлом, разделяющий контрастные по удельному сопротивлению и поляризуемости фафитсодержащне породы игишекой свиты и гнсйсовидные образования саитовской свиты. Породы игишекой свиты прорезаны крупной, мощностью до 200-300 м, дайкой фанитов. В южной части, непосредственно через базу УГГУ, проходит субишротный Верх-Сыссртскнй разлом, являющийся водоносным.

Таким образом, на полигоне имеются благоприятные предпосылки для применения методов сопротивлений и вызванной поляризации, а также метода естественного поля, так как графитизи-рованные породы являются источником электрических полей большой интенсивности. Эти породы обладают также значительной анизотропией как по удельному сопротивлению, так и по поляризуемости.

Задачей практики является приобретение студентами практических навыков проведения полевых работ элсктроразвсдочнымн методами, умения выполнять измерения с простейшей аппара-

Рис. 12. Укладка сснсмокосы

//

Рис. 13. Схема расположения инженерно-геологических скважин на сейсмическом полигоне к северу от территории базы практики

турой в реальных условиях. В процессе камеральных работ они должны выполнить обработку результатов измерений, оценить их качество. прсдстав1гть полученные материалы в графической форме в виде графиков и карт и выполнить их интерпретацию. В итоге студенты на собственном опыте знакомятся с возможностями различных элсктроразвсдочных методов в конкретной геологической обстановке, а также с элементами комплсксировання различных модификаций электроразведки.

В настоящее время в процессе проведения практики выполняются наблюдения (рис. 14) методами вертикального электрического зондирования, дипольного профилирования, вызванной поляризации и естественного поля. Набор методов выбран исходя из имеющихся физико-геологических предпосылок и наличия аппаратуры, а также бюджета времени. В прежние годы выполнялись также работы методами комбинированного профилирования, заряда и картирования анизотропных образований крестообразной установкой (со студентами рудной специализации, у которых на практику по электроразведке отводилось больше времени).

Учебно-методическая практика по магниторазведке имеет целью вырабстку у студентов навыков по применению магниторазведки в полевых условиях.

Основной задачей практики является освоение методики полевых работ и способов получения материалов в виде, удобном для решения геологических задач. В соответствии с этим составными элементами практики являются:

- прсдполсвая подготовка аппаратуры;

- проведение полевых работ по методике, применяемой в производственных условиях;

- камеральная обработка результатов измерений;

- составление отчетных материалов.

Основной объем работ выполняется с применением современной аппаратуры - протонных магнитометров типа ММП-203.

Метод используется при тсктонн-«ском и металлогенияеском райониро-■шии. при гсокартировании и поисках, яри разведке обнаруженных месторож-лгний многих полезных ископаемых, на-км1, при планировании добычных ра-вст на действующих горнодобывающих згкдприятиях.

Практическая область использова-жя и целевая направленность метода «средсляются геологическим заданием. С учетом геологического строения рай-«ш Верхней Сыссрти, времени, отводимого на практику, мапшторазведочные

работы проводятся по направлению „ ,. „

_ г Рис. 14. Занятия по электроразведке

«Геологическое картирование».

Программа учебно-методической практики по граннразведке включает в себя:

- изучение вопросов подготовки гравиметра к полевым работам, а именно: определение точ-

наводки, регулировка уровней, определение характера смещения нуль-пункта и цены делс-

- проведение площадной гравиметрической съемки и определение высот пунктов измерения алы тяжести;

- выполнение камеральной обработки результатов гравиметрической съемки, построение сэрты изоаномал силы тяжести в редукции Буге, написание и зашита отчета.

В организационном отношении все виды работ, предусмотренных программой практики, выполняются гравиметрическими бригадами, на которые делится академическая группа. Бригада состоит из 4-5 человек. Топогсодсзичсскис работы по определению высот пунктов измерения силы ттхести осуществляются отдельной топобригадой, в которую каждая гравиметрическая бригада «©оптирует по одному человеку. Поэтому результаты нивелировки являются общими для всех гравиметрических бригад. Все гравиметрические бригады независимо друг от друга проводят пло-жэоную съемку на одном и том же полигоис, профили которого разбиты на улицах п. Верхняя Сы-ссртъ. Каждая бригада составляет свою карту изоаномал. Результаты всех работ являются общими для членов бригады, но отчет по практике пишет каждый студент. Защита отчетов производится нобригадно путем собеседования преподавателя с членами бригады. Оценка работы бригады явля-гтея индивидуальной оценкой каждого ее члена.

Наряду с приобретением прогрессивных навыков студенты в период практик имеют возможность отдохнуть и заняться спортом.

Большинство базовых участков располагается на берегах рек Пышмы и Нести, в живописных местах с хорошими пляжами. Время практик в основном июль - это лучшее летнее время для отдыха. В течение практик проводятся турниры по 10-12 видам спорта под руководством преподавателей, в том числе и преподавателей кафедры физкультуры. Итоги многочисленных соревнований за Всрхне-Сыссртской базе подводятся вДснь геофизика, на предпоследней неделе практики.

В вечернее время силами студентов и преподавателей организуются концерты художественной самодеятельности, в которых принимают участие выпускники университета разных лет.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Сазонов В. Н., Огородников В. Н.. Коротеев В. А. и др. Месторождения золота Урала. Екатеринбург, 571 с

2. Сазонов В. Н.. Мурзин В. В.. Огородников В. Н. и др. Шнловское мсдно-магнстнт-скарювос месторождение // Изв. вузов. Горный журнал. 1994. 5. С. 154-158.

3. Язева Р. Г.. Бочкарев В. В. Постколлизионный девонский магматизм Северного Урала // Геотектоника. 1993. №4. С. 56-65.

4. Абатурова И. В.. Дубейковский С. Г. Учебная геолого-гндрогсологичсская и ннжснсрно-гсологи-ческая практика. Екатеринбург, 1977. 60 с.