Глава 3. Геологические экскурсии – полевые наблюдения
Экскурсия №1.
Дата проведения экскурсии: 06.07.2016
Место проведения: карьер «Изумрудный» юго-запад г. Челябинска окраина поселка АМЗ, примерно 1,5 км от остановки «Психбольница»
Карьер имеет размеры примерно 1500*1000 метров. Склоны отвесные, имеют разную высоту: на западе 3-4 метра, на востоке до 15 метров. В данное время карьер заброшен и не разрабатывается.
Мы находились на юго-восточном борту карьера, спустившись на один этаж вглубь карьера. Стенки карьера сложены гранитом. [Рис. 3.1.1]
Рис. 3.1.1 Панорамная съемка карьера.
Вскрытые карьером граниты выходят на поверхность, имеют массивную текстуру, на склонах в обнажениях залегание плитчатое. Структура крупнокристаллическая порфировидная (крупные вкрапления полевого шпата размером более 2 сантиметров). [Рис. 3.1.2] (Таблица 1)
Рис. 3.1.2 Крупнокристаллический гранит.
Магматическая интрузивная порода, образовалась на глубине 2-5 км, гипобиссальная или полуглубинная порода.
По химическому составу порода кислая. (Таблица 2)
Возраст поздний палеозойский С3-Р1, около 280 миллионов лет. Залегает в земной коре в виде огромных тел- штоков или батолитов и имеют площадь десятки-сотни квадратных километров. Гранитные батолиты относятся формациям зон столкновения литосферных плит к арогенной.
Граниты кристаллизовались в недрах, когда происходило столкновение Сибирской и Восточно-Европейской литосферных плит и начали расти Уральские складчатые горы. Участок земной коры в складчатых областях, где на земную поверхность выходят интрузивные породы - это поднятые участки или антиклинорий.
В целом рельеф равнинный, но с геологической точки зрения это поднятие.
В стенах карьера граниты лежат в виде плит, ограниченных трещинами в 3-х направлениях, размеры плит 2*1,5 м, толщина у воды около 1 м, у земной поверхности 10 см и менее.
Плиты - результат физического выветривания.
Таким образом, более выветренные породы залегают сверху. Также продуктами выветривания являются: щебень, дресва, песок; мощность которых незначительная и имеет 1-10см, это элювиальные отложения. (Таблица 1)
Поверхность плит гранитов, а также микротрещины покрыты потеками бурого цвета - это гидроксид железа или лимонит. Результат химического выветривания - это окисление железосодержащих минералов: биотита и пирита. (Таблица 2)
Гранит раскалывается по трещинам и кроме бурых потеков видны светлые, серые налеты глинистых минералов - результат разложения полевых шпатов.
Таким образом, коренные породы-граниты выветрены с образованием плит (матрацевидная отдельность), а них лежат элювиальные отложения малой мощности. [Рис 3.1.3]
Граниты имеют слабую радиоактивность, она связана с присутствием изотопов калия.
 |
Плитчатые граниты относятся к классу скальных элювиальных грунтов.
Рис. 3.1.3 Матрацевидные отдельности.
Нижняя часть котловины карьера заполнена водой. Вода грунтовая и ее уровень соответствует уровню грунтовых вод, циркулирующих по трещинам в гранитах. По данным геологов трещиноватые граниты заканчиваются на глубине 40-60 метров. Водоупором является слой невыветренных гранитов.
Восточный борт карьера. Сосны своей корневой системой внедряются в коренные породы, и вдоль корней образуются песчано-глинистый элювий в результате физического и химического выветривания. [см. схему Рис. 3.1.4] В этой зоне развивается пролювиальный процесс образования оврагов (биологическое выветривание). Сам карьер самовосстанавливается, склоны заросли соснами и березами, у воды влаголюбивыми растениями - камышом и осокой. Пройдя вдоль восточного борта, мы увидели, что мощность элювиальных отложений меняется от 10 см до 3-4 метров, особенно вдоль корневой системы сосен. [Рис 3.1.5]
Рис. 3.1.4 Схема образования элювия в восточном борту.
 |
Рис 3.1.5 Восточный борт карьера.
Инженерно-геологические условия:
Инженерно-геологические условия — комплекс современных геологических особенностей, определяющих условия инженерных изысканий, строительства и эксплуатации инженерных сооружений (узкий подход), или условия инженерно-хозяйственной деятельности человека в целом (широкий подход).
Этот комплекс включает в себя 4 составляющие, которые называются компонентами, или факторами инженерно-геологических условий:
1. геологическое строение местности и характер слагающих её пород;
2. рельеф;
3. гидрогеологические условия;
4. современные геологические процессы.
В месте проведения первой экскурсии, на Изумрудном карьере города Челябинска рельеф в целом равнинный с понижением в сторону Шершневского водохранилища, высотная отметка которого составляет 222 метра. Коренные породы-граниты, выветрены с образованием плит (матрацевидные отдельности), в результате физического, химического и биологического выветривания образуется маломощный слой песчано-щебнистых и песчано-глинистых отложений, но преобладает выветренный плитчатый гранит. Плитчатые граниты относятся к классу скальных элювиальных грунтов, разбитых трещинами. Такие грунты являются прочными. Наблюдаются оползни гранитных плит по трещинам в результате накопления в трещинах глинистых минералов, насыщениях их водой и приобретения свойства пластичности. Нижняя часть котловины карьера наполнена грунтовой водой, уровень воды в карьере соответствует уровню грунтовых вод, циркулирующих в трещинах гранитных плит. По данным геологов трещиноватые граниты заканчиваются на глубине в 40-60 метров. Водоупором является слой невыверенных гранитов. Грунтовые воды залегают на глубине 3-15 метров. Граниты способствуют образованию депрессионной воронки в карьере. В целом, категория сложности инженерно-геологических условий простая.
Таблица 1
«Сравнительная характеристика горных пород и грунтов района практики»
| Название | Минеральный состав | Строение | Цвет | Отличительные свойства | Класс, подкласс и разновидности грунта | |||||
| Текстура | Структура | |||||||||
| Гранит(магматическая, интрузивная, кислая порода) | Полевой шпат (65-75%) Кварц (20-35%), биотит | Массивная, на склонах карьера плитчатая | Крупнокристаллическая, порфировидная, мелкокристаллическая, порфировая с вкраплениями ортоклаза, | Окраска пестрая, основной цвет зависит от полевого шпата (розовый, красный, серый). | Царапает стекло. В природных условиях быстро выветривается. Характерна матрацевидная пластовая отдельность. | Скальный (элювиальный). По характеру структурных связей: с жесткими связями между зернами. Тип структурных связей: Кристаллизационный возникли в момент застывания магмы при кристаллизации пород. Прочность очень высокая. Практически несжимаемы. Невлагоемкие. Водопроницаемость зависит от степени трещиноватости. Большей частью стойки к растворению, не размокают и не размываются | ||||
| Диорит (магматическая, интрузивная) | 2/3объема составляет плагиоклаз, роговая обманка Второстепенные минералы: авгит магнетит, пирит, слюды | Массивная | Полнокристаллическая, мелкозернистая | Зеленоватый оттенок: коричнево-зелёный, буро-зелёный, тёмно-изумрудный. | Имеет высокую вязкость, для него характерна незначительная хрупкость. Он отличается высокой сопротивляемостью ударной нагрузке. Прочность данной породы на сжатие составляет 155-280 МПа | |||||
| Гранодиорит(магматическая, интрузивная, переходного кисло-среднего состава) | кварц (10-35%), пироксен, роговая обманка, полевой шпат (20-40%), средний плагиоклаз (25-45%) | Массивная | Равномерно-кристаллическая гипидиоморфнозернистая | Цвет темно-серый, темно-зеленый | Весьма крепок при отсутствии выветривания. Отдельность как у гранита. Плотность породы составляет 2700-2900 кг/м³. | |||||
| Известняк (осадочная, хемо-биогенная) | Состоят преимущественно из кальцита, глинистые, песчаные частицы. Часто содержит отпечатки флоры и фауны. | Плотно-слоистые с различными особенностями. Если в породе хорошо видны окаменелые остатки фауны, то текстура называется органогенная. Иногда за счет растворения известняки приобретают кавернозную текстуру. | От крупно- до мелкозернис-той с преобладанием последней, часто неравномер-нозернистая | Белая, светло-серая, темно-серая, черная, желтая | Оставляет белую черту. Бурно реагирует со всеми кислотами, на поверхности остается пятно. Известняки, подвергшиеся перекристаллизации, обладают большей плотностью, они менее водопроницаемы. | Скальный, прочный. По характеру структурных связей: с жесткими связями между зернами. Тип структурных связей: цементационный. Прочность и водостойкость зависят от состава цемента. При карбонатном и глинистом цементе прочность невысокая: породы размокают. Водопроницаемость зависит от степени трещиноватости. Связи необратимые. Растворимость. | ||||
| Гранитный щебень (крупнообломочный) | Обломки гранита: полевой шпат (65-75%); кварц (20-35%); биотит | Рыхлая, не окатанная, обломочная. Крупно-, мелко-, средне- кристаллическая. Представляет собой скопление крупных 10-100мм угловатых обломков. | Различный цвет: серый, розовый. | Плотность 2600/м3, высокие свойства адгезии, насыпная плотность и объемный вес составляют 1,4 тонны на кубометр, обладает высокой прочностью | Дисперсный (несвязный) Прочность высокая и средняя, зависит от минералогического состава, структуры и крупности обломков. Практически несжимаемы. Невлагоемкие. Водопроницаемость зависит от степени трещиноватости. Большей частью стойки к растворению, не размокают и не размываются | |||||
| Гранитная дресва (крупнообломочная) | Рыхлая, не окатанная, обломочная. Крупно-, мелко-, средне- кристаллическая. Представляет собой скопление крупных 2-10мм угловатых обломков гранита | Цвет различный (розовый, серый, красный) | ||||||||
| Песок (обломочный) | Кварц (диоксид кремния) Иногда встречается: доломит, магнетит, сланец, обломки ракушек | Рыхлая, пористая порода, состоящая из окатанных или остроугольных зерен. Среднеобломочные, 1…2мм | Цвет разнообразный: желтый, белый и т.д. | Способен не изменять объем при высыхании и увлажнении, поглощать, пропускать воду. Обладает малым капиллярным поднятием воды. | Дисперсный (несвязный) По характеру структурных связей: обломочные несцементированные. Прочность высокая и средняя, зависит от минералогического состава и крупности обломков. По гранулометрическому составу, пески разделяют на гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые. Слабо сжимаемы, сопротивление сдвигу высокое. Хорошо водопроницаемы, фильтрационные свойства увеличиваются также с увеличением размера обломков пород. | |||||
| Галька(обломочная) | Представляет собой скопление крупных окатанных частиц | Рыхлая, окатанная, обломочная | Крупно-обломочная ->2…>100 | Разнообразный | Не обладают способностью к капиллярному поднятия воды, но являются водопроницаемыми, легко отдают воду | Дисперсный (несвязный) По характеру структурных связей: обломочные несцементированные. Прочность высокая и средняя, зависит от минералогического состава и крупности обломков. Слабо сжимаемы, сопротивление сдвигу высокое. Хорошо водопроницаемы, фильтрационные свойства увеличиваются также с увеличением размера обломков пород | ||||
| Глина(осадочная, тонкодисперсная) | Глинистые минералы – продукты химического разложения (гидролиза) силикатов, по преимуществу полевых шпатов. Наряду с глинистыми минералами – каолинитом, монтмориллонитом и другими, в глинах содержатся примеси в больших или меньших количествах частиц кварца, полевых шпатов и других минералов, в том числе гидрооксидов железа | Глинистая, землистая, слоистая | Рыхлая, Мелкозернистая, пелитовая | Могут быть любых цветов - от белого до черного | Глины в сухом состоянии твердые и представляют собой плотную, растирающуюся в порошок породу. Они обладают значительной пористостью; сухие глины энергично впитывают в себя воду и, сделавшись при этом пластичными, отдают эту воду очень медленно. При этом они заметно увеличиваются в объеме – набухают. Глины отличаются большим водопоглощением – способны вместить до 70% своего объема воды, капиллярным поднятием (до 3…7 метров) и, насытившись водой, водонепроницаемостью (водоупорностью). | Дисперсный (связный). Глинистый, элювиальный. Тип структурных связей: водно-коллоидный. Прочность невысокая, при увлажнении уменьшается и иногда доходит до нуля. Связи обратимые – при разрушении могут восстанавливаться. В зависимости от степени влажности могут находиться в твердом, пластичном и текучем состояниях. Сильно сжимаемы. Сопротивление сдвигающим усилиям низкое. Сильно влагоемкие. Практически водоупорные. Размокают, набухают и дают усадку | ||||
| Супесь (представляет собой переходную породу от песков к глинам) | Количество глинистых частиц в них 3…10%. | Микропористая, слоистая, землистая | Тонкозернистая | Серая, желтая, зеленовато-бурая | Влажная супесь при раскатывании в руках рассыпается. Коэффициент фильтрации супеси 0,01…36 см/ч | Дисперсный (связный). Глинистый, элювиальный. Тип структурных связей: водно-коллоидный. Прочность невысокая, при увлажнении уменьшается и иногда доходит до нуля. Связи обратимые – при разрушении могут восстанавливаться. В зависимости от степени влажности могут находиться в твердом, пластичном и текучем состояниях. Сильно сжимаемы. Сопротивление сдвигающим усилиям низкое. Сильно влагоемкие. Практически водоупорные. Размокают, набухают и дают усадку | ||||
| Суглинок | содержит больше глинистых частиц – 10…30%. | Слоистая | Тонкозернистая | Могут быть любых цветов - от белого до черного | по своим свойствам напоминает глину, однако влажный суглинок при раскатывании и изгибе в руках растрескивается. Коэффициент фильтрации суглинка 0,06…5,0 см/ч | |||||
Таблица 2
«Основные породообразующие минералы»
| Название, класс и формула минерала | Морфология индивидов или агрегатов | Физические свойства | Генезис | Значение | ||||
| Цвет | Твердость | Спайность | Блеск | Отличительные | ||||
| Ортоклаз (K, Na) [(AlSi3)O8] каркасный силикат | Триклинная. Призматические кристаллы, иногда гигантских размеров в жилах пегматитового или гидротермального генезиса; кристаллические агрегаты в магматических и метаморфических горных породах | Светло-серый, белый, розовый, мясо-красный | Совершенная по двум направлениям | Стеклянный | Черта белая, спайность под прямым углом | Магматический, метаморфический, пегматитовый | Породообразующий минерал кислых и средних магматических и метаморфических пород. Применение в керамической промышленности - в производстве фарфора, фаянса, эмалей, глазурей, стекольной промышленности. | |
| Плагиоклаз (К, Na) [AlSi3)O8] каркасный силикат | белый или серый, иногда с зеленоватым оттенком, также более темный | Плоскости спайности образуют угол, заметно отличающийся от прямого (86-87°). | ||||||
| Микроклин (К, Na) [AlSi3)O8] каркасный силикат | Розовый, красный, зеленый | Черта белая, угол между плоскостями спайности незначительно отклоняется от прямого на 20' | ||||||
| Альбит (натриевый плагиоклаз), Na[(AlSi3)О8] каркасный силикат | Белый (иногда слегка буровато-желтый) | Спайность совершенная по двум направлениям под косым углом (3,5…4°), иногда с тонкой штриховкой на плоскостях спайности, бесцветная черта | ||||||
| Кварц SiO2 оксид или каркасный силикат семейства кремнезема | Тригональная. Встречаются кристаллы удлиненной призматической формы с пирамидальными «головками». Характерна поперечная штриховка на гранях призмы. Друзы, сплошные зернистые или сливные массы в жилах | Цвет белый, розовый, черный (морион), прозрачные и бесцветные кристаллы (горный хрусталь), фиолетовый (аметист), дымчатый (дымчатый кварц или раухтопаз), | Отсутствует | блеск стеклянный, на сколах жирный, | Физически и химически устойчивый минерал, черты не дает – царапает стекло и фарфор | Разные | Породообразующий минерал кислых и средних магматических и метаморфических пород. Электротехника, ультразвуковая техника, оптическое приборостроение. В больших количествах кварц потребляется стекольной и керамической промышленностью. | |
Биотит(черная магнезиальная слюда),  слоистый силикат | Моноклинная. Листоватые и чешуйчатые сплошные массы; кристаллы в виде тонких листочков, реже бочковидные | Черный или черно-бурый | 2…3 | Весьма совершенная | Стеклянный | Легко расщепляется на тонкие, упругие и гибкие листочки | Магматический, метаморфический | Породообразующий минерал кислых и средних магматических и метаморфических пород. Диэлектрик. Используется в индустрии строительных материалов, деревообрабатывающей промышленности, производстве автомобильных стекол |
Мусковит (белая калийная слюда),  слоистый силикат | Серебристо-белый, светло-желтый, светло-коричневый, иногда бесцветный, прозрачный, | Перламутровый | ||||||
| Роговая обманка, Ca2Na(Mg,Fe)4(Al, Fe) [(Si,Al)4O11]2(OH)2 ленточный силикат | Моноклинная. Кристаллы столбчатые или призматические, вытянутые, реже лучистые сростки. | Цвет серо-зеленый, темно-зеленый, черный, | 5,5…6 | Совершенная | стеклянный | Спайность совершенная по призме, излом занозистый, | Магматическое, метаморфическое | Породообразующий минерал кислых и средних магматических и метаморфических пород. |
| АвгитCa(Mg,Fe,Al)[(Al,Si)2О6], ленточный силикат | Моноклинная. Мелкие зерна, реже хорошо образованные кристаллы в виде коротких призм или табличек в магматических и метаморфических породах | Цвет зеленый, бурый, до черного, | 5…6,5 | Средняя | стеклянный | спайность средняя под углом, близким к прямому (87°), на плоскостях спайности излом в виде штриховки, | Магматическое, метаморфическое | Породообразующий минерал кислых и средних магматических и метаморфических пород. |
| Пирит (серный колчедан, железный колчедан), FeS2 сульфид | Кубическая. Кристаллы – кубы или пентагон додекаэдры. Типична штриховка, параллельная граням куба. Плотные мелкокристаллические массы | Цвет соломенно-желтый, золотистый, | 6…6,5 | нет | Металлический | Излом неровный | Гидротермальное, метаморфическое | Пирит является сырьём для получения серной кислоты, серы и железного купороса, но в последнее время редко используется для этих целей. В последнее время всё чаще применяется в качестве корректирующей добавки при производстве цементов. |
| Кальцит (известковый шпат) Са[СОз] карбонат | Тригональная. Часто кристаллы в виде ромбоэдров, скаленоэдров. Щетки и друзы. Сталактиты, сталагмиты, оолиты («гороховый камень»). | Бесцветный, белый или светлоокрашенный (желтый, голубой) | Совершенная в 3 направлениях - легко разбивается на ромбоэдры | прозрачный | Сильно вскипает от действия слабого раствора – 5…10 %-ой соляной кислоты | Разное | Породообразующий минерал кислых и средних осадочных пород. Кальцит используется в химической промышленности, в металлургии в качестве флюса и в производстве строительных материалов | |
| Лимонит (бурый железняк) Fe2O3 · nH2O гидрооксид | Скрытокристаллический, часто натечные формы, оолиты, радиально- лучистые конкреции, плотные, пористые, порошко-образные массы или потеки по поверхностям минералов и горных пород | Цвет ржаво-желтый, желто-бурый, темно-бурый, иногда почти черный, черта желтовато-бурая, бурая | 1…5 | Отсутствует | Матовый | Часто в виде «ржавчины» покрывает выветренные поверхности горных пород и пачкает руки | Экзогенный, биогенный | Лимонит слагает руду для получения железа. Порошковатый землистый лимонит используется как краска (охра, умбра). |
Экскурсия №2
Дата проведения экскурсии: 14.07.16
Место проведения: Митрофановский карьер, г. Челябинск, 200 метров к западу от остановки «Мебельный поселок».
На месте видим развалины глыб горных пород, холмы вскрышных пород. Техногенный рельеф остался после добычи горных пород.
Определили наличие следующих пород:
Гранит - светлая порода с преобладанием полевых шпатов и кварца. [Рис. 3.2.1] (Таблица 2) Так же нашли интересный образец гранита с порфировидной структурой, крупные вкрапления ортоклаза, более 2 сантиметров, располагаются в мелкокристаллической массе полевых шпатов, кварца и биотита. [Рис. 3.2.2] Возраст С3-Р1, 280 млн. лет.
Рис. 3.2.1 Мелкокристаллический гранит
Рис. 3.2.2 Порфировидный гранит с мелкокристаллической структурой основной массы.
Жилы гранита рассекает гранодиорит, по текстуре и структуре он похож на гранит. (Таблица 1) Примесь роговой обманки размеров 1-1,5 см составляет 15-20%, остальное полевой шпат часто зеленоватого цвета из-за вкраплений роговой обманки. Порода кисло-средняя переходного состава. [Рис. 3.2.3]
Рис. 3.2.3 Гранодиорит с примесью роговой обманки.
В массе гранодиорита имеются небольшие тела диорита [Рис. 3.2.4]
Рис. 3.2.4 Рассечение гранодиорита жилкой гранита и телом диорита
Диорит- более темный и микрокристаллический. При внимательном внешнем рассмотрении можно заметить, что роговой обманки меньше 50%, а полевого шпата более 50%. В диорите имеются микротрещенки с притертой роговой обманкой. То есть они возникли в С1. На земной поверхности породы выветриваются, возникает большое количество микротрещин, легко ломается. По микротрещинам – потеки бурого железняка. Возраст D3-С1, 330 млн. лет. [Рис 3.2.5]
Рис. 3.2.5 Образец диорита.
Все три горные породы очень тесно контактируют между собой так, что разделить их невозможно. [Рис 3.2.6]
Рис. 3.2.6 Контакт двух пород.
Первыми кристаллизовались более тугоплавкие диориты, затем гранодиориты, последними граниты. Все породы магматические интрузивные. Такие тела, где присутствуют все три вида пород, называют гранитоиды. Они относятся к формациям зон столкновения литосферных плит и арогенной, перечисленные породы сейчас залегают вблизи земной поверхности. [Рис 3.2.7]
Рис. 3.2.7 Панорама карьера
Еще через 200 метров к западу находится непосредственно восточный борт карьера. В целом, у карьера один этаж, высота бортов карьера от 2-3 метров до 10-15 метров. В данной точке борт крутопологий, т.к. здесь преобладают рыхлые отложения породы: дресва светло-желтоватая с примесью песка и глины. При растирании в руках чувствуется влажная глина. Эти дресвяно-песчано-глинистые отложения возникли при физическом и химическом выветривании гранита. Под ними внизу карьера лежат граниты. Это элювиальные отложения четвертичного возраста.
По другую сторону залегает дресва с песком серо-зеленого цвета. Эта дресва лежит на диоритах и гранодиоритах. Так же является элювиальными отложениями. В данной точке все породы выветриваются до дресвы с песком. В дресве диоритов глины почти нет.
Пройдя еще 60-70 метров вдоль восточного борта на север, мы расположились на гранитах крупнокристаллической парфировидной структуры.
Склоны на других участках карьера крутые отвесные, видна матрацевидная отдельность. Видно, что темные диориты и светлые граниты выветриваются по-разному. Граниты выветриваются постепенно с земной поверхности на глубину, потому что на глубине 15 метров толщина «матрацев» составляет около 1 метра, а на глубине 1 метра 1-2 сантиметра. На тонких плитах лежат дресва с песком и глиной. Диориты же выветриваются сразу с поверхности до дресвы, которая водой сносится к подножью, и начинают выветриваться следующие слои. На склонах, сложенных рыхлыми отложениями развиваются пролювиальные процессы, а так же смыв поверхностными водами рыхлых отложений - делювиальный процесс. Местами наблюдаются оползания. [Рис. 3.2.8], [Рис. 3.2.9]
Рис. 3.2.8 Биологическое выветривание
Рис. 3.2.9 Пролювиально-делювиальный процесс.
В разных бортах карьера залегают, то граниты, то диориты, то гранодиориты. Их можно определить по результатам выветривания. Доходим до северного борта карьера, с этого места хорошо виден восточный борт. [Рис. 3.2.10]
Рис. 3.2.10 Восточный борт карьера.
С этой точки лучше всего видно взаиморасположение горных пород и результаты выветривания. Граниты и диориты выветриваются по-разному, потому что диориты темная порода, соответственно быстрее нагреваются и расширяются [см. схему Рис. 3.2.11]
 |
Рис. 3.2.11 Схема строения восточного борта карьера.
Инженерно-геологические условия:
1) Рельеф равнинный простой
2) На данном участке контактируют граниты, диориты и гранодиориты, все они покрыты продуктами элювия, мощность которого меняется от десятков сантиметров до 3-4 метров. То есть на небольшом участке есть и скальные выветренные грунты, и дисперсная дресва, песок и глина, что позволяет отнести такой грунт ко второй категории сложности.
3) Карьер заполнен грунтовой водой, которая циркулирует по трещинам в коренных породах, но несколько пониженному депрессионной воронкой. Водоносными являются трещиноватые скальные грунты и пористые дисперсные. Водоупорами являются невыветренные скальные грунты. В бортах карьера видно, что имеются блоки приподнятых коренных пород скальных и опушенных, заполненных продуктами выветривания. На дисперсных глинистых грунтах после дождей и таяния снега образуется верховодка и сохраняется капиллярная вода.
4) Имеется потенциальная опасность развития делювиальных процессов и оползней.
В целом категория инженерно-геологических условий средняя.
Экскурсия №3
Дата проведения экскурсии: 15.07.16
Место проведения: долина реки Миасс, г. Челябинск.
Первую и вторую экскурсию проводили на юго-западе Челябинска в южной, юго-восточной части соснового бора. В этот раз были на северной окраине бора в десяти километрах. На все этот расстояние тянется гранитоидный массив.
Экскурсию проводили на западе города, шли на север от остановки «ТРК Родник» вдоль улицы Северо-Крымская.
Поднимаемся на мост, чтобы посмотреть элементы речной долины справа и слева от моста. В этом месте подмывается правый берег. В целом, в данной точке выделяют:
1. Русло шириной 30-40 метров, которое ниже по течению раздваивается на рукава, глубина около метра, дно заросло водорослями. [Рис. 3.3.1]
2. Над руслом возвышается низкая пойма. Низкая пойма заливается в паводок каждый год водой. Расположена по обоим берегам реки небольшими участками. Высота поймы 0.5 метра, пологая, ширина на правом берегу 5-30 метров, на левом более широкая, но вся застроена дорогами.
3. Высокая пойма – это пойма, затопляемая рекой раз в 10-15 лет. Ширина высокой поймы около 350 метров, общая высота поймы около 4 метров. На левом берегу вся застроена. Пойма в целом сложена песчано-глинистыми отложениями.
Не далеко вырыт строительный котлован, высота которого 1,5-3 метра, в уступе этого котлована можно посмотреть эти отложения. Песчано-глинистые отложения имеют ржаво-коричневый цвет. Такую окраску они имеют за счет содержания гидроксида железа, причем содержание ее не превышает 5%. В отложениях преобладает песок средне-крупнозернистый и желтые глины. Наблюдается чередование песков, супеси и суглинков. Даже при отсутствии дождя отложения находятся во влажном состоянии.
4. На правом берегу над высокой поймой возвышается эрозионная терраса более трех метров высотой, она сложена из выветренных трещиноватых гранитов.
Рис. 3.3.1 Русло реки Миасс.
В уступе террасы на высоте 2 метра от высокой поймы имеются остатки благоустроенного родника. До застройки правого берега в роднике была вода. Родник - естественный выход подземных (грунтовых) вод на земную поверхность на суше или под водой (подводный источник). Водоупором служили песчано-глинистые отложения высокой поймы. При строительстве дорог, а также при застройке правого берега высокой поймы, песчано-глинистые отложения были убраны во избежание подтопления и были положены дресвяно-щебнистые отложения, поэтому УГВ понизился до уровня воды в реке, а родник исчез. Кроме того, русло реки потеряло водоупорные песчано-глинистые отложения, которые питали ее водой. [см схему Рис. 3.3.2]
Рис. 3.3.2 Поперечный профиль реки Миасс в районе моста.
Для данного участка речной долины характерны следующие инженерно-геологические процессы:
1) Пойма – подтопляемый участок реки, но т.к. выше находится плотина, этого подтопления не происходит.
2) На правом берегу идет подмыв песчано-глинистых отложений, для предупреждения была возведена набережная в четыре яруса, высота каждого примерно один метр, из наброска бутового камня закрепленного металлической сеткой. [Рис. 3.3.3]
Рис. 3.3.3 Набережная на подмываемой стороне берега.
В целом инженерно-геологические условия следующие:
· Равнинный рельеф (пенеплен) осложнен долиной реки Миасс, в ее пределах выделяют пойму (высокая, низкая), террасы, при этом правый берег подмываемый, и ширина поймы менее 300-400 метров. Левый берег более пологий, и все элементы более широкие.
· Поймы сложены влагоёмкими слабо-водонепроницаемыми породами мощностью более 4-5 метров. Уступы террасы сложены выветренными трещиноватыми гранитами. Контактируют более трех видов грунтов.
· Раньше на территории парка было несколько родников, сейчас из-за уборки глинистых пород и вбивания свай для строительства уровень и режим грунтовых вод изменился. В глинистых грунтах возникают верховодки после дождя и таяния снега, и долго сохраняется капиллярная вода.
· На склонах возможны оползни и подмывание поймы.
В целом, застройку речных долин, особенно пойм, следует отнести к средне-сложной категории.
На сегодняшний день строительство развивается стремительными темпами и не всегда при возведении сооружений учитываются природные особенности территории. Так, при строительстве жилого комплекса «Манхэттен» мы наблюдаем снятие песчано-глинистых грунтов, которые служили водоупором, во избежание подтопления, в связи с этим произошло понижение уровня грунтовых вод, русло реки Миасс перестало подпитываться. Также, на территории парка исчезли ранее существовавшие родники. Вверх по течению реки находится Шершневское водохранилище, следовательно, при повышении уровня воды в водохранилище, воду будут сбрасывать, и она может затопить нижнюю пойму, а в критической ситуации под водой может оказаться и верхняя пойма Миасса, что означает, что затоплены окажутся все строения на правом берегу. И самым оптимальным выходом было бы построить набережную и просто облагородить пойму реки.
Таким образом, площадки для возведения сооружений должны выбираться с учетом природных особенностей территории, главная цель строительства должна заключаться не в получении максимальной прибыли, а в сохранении окружающей среды. Проектные организации должны заранее согласовать с экологической экспертизой материалы о выборе земельных участков для размещения объектов, экологически обоснованных условиях их строительства. На стадии выбора строительных площадок, прежде всего, должны рассматриваться возможности использования под строительство непригодных для сельского хозяйства земель или малопродуктивных угодий, возможность комплексного использования сырья, наиболее рационального употребления водных ресурсов, возможность предотвращения загрязнений воздушного бассейна, вод, земель промышленными выбросами и прочими отходами. Должно быть обеспечено комплексное решение вопросов охраны окружающей среды, внедрение высокоэффективных технологических схем производства, систем замкнутого водопользования, использование новейших достижений отечественной и зарубежной науки.
Экскурсия №4
Дата проведения экскурсии: 18.07.16
Место проведения: Площадь Революции, г. Челябинск.
Таблица 3
«Камень в убранстве города»
| Адрес и фото | Название породы, генетический класс | Описание породы и характеристика месторождения |
| Челябинский государственный музей изобразительных искусств. Площадь Революции, 1 [Рис. 3.4.1] | Отделка фасада музея выполнена из уральского тесаного гранита, Гранит- магматическая, интрузивная кислая порода. Класс интрузивных. Группа кислых (78-65%). | Гранит – светлая порода, полиминерал, белая окраска, состоящая из кварца (30-35%), полевых шпатов (примерно 70%), слюды и роговой обманки (5-15%). Текстура массивная, структура крупнокристаллическая. Прочные, но каждый облицовочный камень отличается по пределу прочности; прочность зависит от структуры (мелкозернистые прочнее, чем крупнозернистые). Степень водонепроницаемости высокая. |
| Памятник В.И. Ленину. центр площади Революции. [Рис. 3.4.2] | Постамент, ступени, вся внешняя отделка памятника и фонтан за памятником выполнены из красного полированного гранита. Гранит- магматическая, интрузивная кислая порода. Класс интрузивных. Группа кислых (78-65%). | Гранит – светлая порода, полиминерал, красная окраска, состоящая из кварца (30-35%), полевых шпатов (примерно 70%), слюды и роговой обманки (5-15%). Текстура массивная, структура крупнокристаллическая, полированная. Цвет мог быть получен благодаря примесям при изготовлении данного вида облицовки. |
| Челябинский государственный молодёжный театр. Кирова, 116 [Рис. 3.4.3] [Рис. 3.4.4] | Отделка фасадов выполнена из уральского тесаного гранита с использованием кованого металла (фонари, ограждения лестниц, парапеты). Гранит- магматическая, интрузивная кислая порода. Класс интрузивных. Группа кислых (78-65%). Ступени, ведущие к театру выложены плитами диорита. Диорит- магматическая интрузивная горная порода, среднего состава. | Гранит – светлая порода, полиминерал, белая окраска, состоящая из кварца (30-35%), полевых шпатов (примерно 70%), слюды и роговой обманки (5-15%). Текстура массивная, структура крупнокристаллическая. Прочные, но каждый облицовочный камень отличается по пределу прочности; прочность зависит от структуры (мелкозернистые прочнее, чем крупнозернистые). Наши рекомендации |