Ископаемые растения. Как ищут месторождения полезных ископаемых Растения помогают найти полезные ископаемые

Долгое время ветеринары графства Сомерсетшир, находящегося на юго-западе Англии, не могли выяснить причину частых и довольно странных заболеваний рогатого скота. Прекрасные пастбища с сочными питательными травами сначала не вызывали никаких Подозрений. Однако в 1938 году после тщательных расследований выяснилось, что в клевере и некоторых других бобовых растениях, которыми засевались пастбища Сомерсетшира, содержалось большое количество молибдена.

Оказывается, местные почвы подстилались породами богатыми этим элементом. Растения, питаясь подпочвенными растворами, всасывали находившийся в них молибден и постепенно накапливали его в листьях и стеблях. Он-то и разрушал внутренние органы животных. «Молибденозис» — так назвали ученые эту страшную болезнь.

Способность некоторых видов растений концентрировать в своих тканях железо, олово, медь, золото и т. п. была подмечена еще в начале XVIII века шведским химиком Урбаном Иерне.

Над замечательными особенностями растений-копилок задумались геологи. Нежные гальмейные фиалки, которые собирают в стебельках цинк, растут, как правило, там, где встречаются цинковые руды... Колючие заросли качима, называемого попросту перекати-поле, предпочитают жить там, где прячется медь... Перед геологами открывался новый, оригинальный способ поисков полезных ископаемых с помощью зеленых друзей.

Сейчас о растениях-индикаторах, как их называют ученые, собрано много интересных сведений.

В 1956-1957 годах в одном из южных районов нашей страны геоботаники обнаружили странную разновидность дикого мака. Лепестки его цветов были словно рассечены острым ланцетом на мелкие доли. Выяснилось, что в тканях мака содержался свинец, который, по-видимому, и повлиял на внешний вид растения. Разгадав секрет болезни дикого мака, геологи внимательно изучили местность, на которой он рос, и вскоре обнаружили залежи свинцовых руд.

В степях нередко можно встретить растение биюргун. У него вытянутый стебель с характерными узкими листьями. Однако порой биюргун узнать довольно трудно. Растение теряет стройность, выглядит чахлым, низкорослым. Установлено, что виновником такой метаморфозы является химический элемент бор.

Широко распространенный в южноуральских степях цветок грудница мохнатая помогает геологам в поисках месторождений никеля. У обычной грудницы мелкие желтые цветы образуют на конце стебля своеобразную метелку. Если же грудница растет там, где прячутся никелевые руды, внешний облик цветка резко меняется. Метелка исчезает, а цветы располагаются по всему стеблю. Меняется и окраска лепестков - из желтых они становятся малиновыми. Подобное явление происходит и с анемонами, которые, как и мохнатые грудницы, накапливают в стеблях никель. Венчик анемона состоит из синих лепестков. У «никелевых» анемонов лепестки сильно заостряются и бледнеют, превращаясь в светло-голубые.

Значит, присутствие новых элементов в тканях растения накладывает отпечаток на его внешний вид. Поэтому любые перемены в знакомом растении должны настораживать геоботаника.

Однако не только цветы помогают геологам находить полезные ископаемые. Прекрасными индикаторами могут служить кустарники и деревья.

Так, в США в штате Огайо изыскатели заметили, что на почвах, покрывавших золотоносные жилы, растут кусты жимолости. Химический анализ обнаружил присутствие в листьях этого растения золота и серебра. В дальнейшем кусты жимолости служили для золотоискателей прекрасным ориентиром. А вот другой кустарник - астрогал - помогает разыскивать месторождения селеновых и урановых руд.

Интересная закономерность была подмечена геоботаниками в расположении угольных месторождений на Сахалине. Они преимущественно сосредоточены там, где много березовых лесов. Как известно, березы предпочитают глинистые почвы, а угольные пласты на Сахалине залегают как раз в глинах и известняках. Однако следует оговориться: такой «березовый» метод поисков угольных месторождений нельзя слепо применять во всех районах.

С каждым годом геоботаники находят все новые и новые растения-индикаторы. Тем, кто участвует в походах, кто мечтает о профессии геолога, нужно хорошо знать зеленых разведчиков, которые помогают раскрывать секреты подземной кладовой.

Отдел ведет С. Глушнев

О зеленых разведчиках - неразлучных спутниках металлов можно прочитать также в следующих книгах и журналах:
1. Виноградов А.П., Поиски рудных месторождений по растениям и почвам. Труды биохимической лаборатории. То X. Изд-во Академии наук СССР 1954 г.
2. Малюга Д.П., О почвах и растениях как поисковом признаке на металлы. Известия АН СССР, Серия геологическая К» 3, 1947 г.
3. Малахов А.А., Тайные приметы кладов земли. Журнал «Урал» № 8 за 1958 год.
4. Викторов А., Загадка кладоискательства. Журнал «Техника-молодежи» № 3 за 1957 год.

Существует множество полезных ископаемых, которые добываются из недр Земли. Все они крайне важны, поскольку позволяют получить необходимые для комфортной жизни вещи. Они дают возможность обогревать жилища, питаться, перемещаться в пространстве с большой скоростью, делать чудесные украшения и много другого. Во время исследований ученые открывают очень интересные факты о полезных ископаемых, которые позволяют побольше узнать о тайнах, скрывающихся в подземных глубинах.

1. Уголь – наиболее распространенное ископаемое, которое используется в виде топлива . Мало кто знает, что из 20-метрового слоя торфа под давлением образуется всего лишь 2-х метровый пласт угля. Если аналогичный слой мертвой растительности залегает на глубине 6 км, то пласт угля будет иметь всего 1,5 м.
2. Малахит – полудрагоценный камень, из которого делаются потрясающие украшения . Самый большой камень, который удалось добыть, весил 1,5 тонны. Обнаружив такое сокровище, горняки подарили его императрице Екатерине ll. Позднее камень стал экспонатом петербургского музея Горного института.

   2
   

3. Обсидиан – вулканическое стекло . Этот материал обладает высокой плотностью. Он образуется под воздействием очень высоких температур при извержении магмы. Археологам удалось найти подтверждения того, что первые хирургические инструменты изготавливались из этого материала.

   3
   

4. Сегодня каждый человек знает что такое нефть, и как она происходит. Первая теория происхождения этого полезного ископаемого предполагала, что нефть является ничем иным, как мочой китов . Черное золото начали добывать путем сбора его с поверхности водоемов. В нынешнее время нефть выкачивают из недр Земли при помощи насосных станций.

   4
   

5. Ученые продолжают преподносить новые интересные факты о металлах. Так, золото было признано одним из самых гибких металлов . Оно используется даже для изготовления швейных нитей. Из одной унции золота можно получить нить длиной около 80 км.

   5
   

6. Железная руда издавна используется человеком. Археологам удалось доказать, что изготовление первых предметов из железной руды датируется ll-lll вв. до нашей эры . Первыми использовали это полезное ископаемое жители Месопотамии.

   6
   

7. Хлористый натрий или соль добывается в наибольшем количестве . Несмотря на необходимость этого полезного ископаемого для жизни человека, всего 6% его используется в пищу. Для посыпания дорог при гололеде используется 17% соли. Львиная доля этого минерала используется промышленностью и составляет 77% от всей добычи.

   7
   

8. Необычайно интересную историю имеет королева металлов – платина . В XVl веке она была обнаружена испанскими путешественниками, прибывшими к берегам Африки. После исследования этого материала была обнаружена его тугоплавкость. По этой причине платина была признана непригодной и была оценена ниже стоимости серебра.

   8
   

9. Серебро издавна славится своими бактерицидными свойствами . Еще воины древнего Рима использовали его для лечения. Если в бою человеку наносились серьезные раны, то целители обкладывали места увечий серебряными пластинами. После таких процедур раны быстро и без всяких осложнений заживали.

   9
   

10. Мрамор еще в древности использовался для отделки помещений и создания различных декоративных элементов . Обусловлено это удивительной твердостью материала и его износостойкостью. Мрамор на протяжении 150 лет сохраняет первоначальный вид даже при воздействии температуры, влаги или солнечных лучей.

    10
    

11. Алмазы признаны самыми твердыми минералами, добываемыми из недр земли . При этом удар, нанесенный молотком с большой силой, может расколоть камень на мелкие кусочки.

    11
    

12. Уран – это металл, который считается одним из самых тяжелых химических элементов . В урановой руде содержится ничтожное количество чистого металла. Уран имеет 14 стадий превращений. Все элементы, которые образуются в ходе превращения, являются радиоактивными. Безопасным считается только свинец, который является заключительной стадией превращения. Для полного преобразования урана в свинец понадобится около миллиарда лет.

    12
    

13. Медь является единственным металлом, который не выдает искры при трении , поэтому инструменты из меди могут использоваться в местах, где есть повышенная опасность возгорания.

    13
    

14. О почве можно постоянно узнавать много нового. Так, ученые исследовали распространенное полезное ископаемое – торф. Они выявили в нем своеобразные нити, которые отличаются необычайной прочностью. Это открытие нашло свое применение в легкой промышленности. В Голландии были представлены первые изделия из торфяных нитей. Торф является прекрасным консервантом . Он сохраняет останки, попавшие в него тысячи лет назад. Это позволяет ученым узнавать интересные факты о скелете человека, жившего задолго до наших дней, и исследовать останки уже исчезнувших видов животных.

    14
    

15. Гранит известен как прочный стройматериал. Но далеко не всем известно, что он проводит звук гораздо быстрее, чем воздух. Скорость прохождения звуковых волн по граниту в 10 раз больше, чем прохождения по воздушному пространству .

    15
    

Мы надеемся Вам понравилась подборка с картинками - Интересные факты о полезных ископаемых, добываемых из недр Земли (15 фото) онлайн хорошего качества. Оставьте пожалуйста ваше мнение в комментариях! Нам важно каждое мнение.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Как ищут месторождения полезных ископаемых

Месторождения полезных ископаемых.

Прежде чем разрабатывать месторождения полезных ископаемых, их нужно найти, выявить, оценить. Это увлекательная, но не легкая задача. Недра нашей планеты таят огромные запасы полезных ископаемых. Часть из них залегает около поверхности Земли, другие же - на больших глубинах, под толщей "пустой" породы. Искать скрытые месторождения особенно трудно, даже опытный геолог может пройти над ними, ничего не заметив. И здесь на помощь приходит наука. Геолог, приступая к поискам, должен ясно представлять себе, что и где он будет искать. Наука теоретически обосновывает общее направление поисков месторождений: она указывает, в каких районах, среди каких горных пород и по каким признакам следует искать скопления ископаемых. При поисках месторождений в конкретном районе большую помощь геологу-поисковику оказывает геологическая карта. Ученые разработали различные прямые и косвенные методы поиска и разведки полезных ископаемых. О них и пойдет речь ниже.

Геологическая карта.

Геологическая карта дает общие представления о геологическом строении того района, где ищут то или иное полезное ископаемое. Она составляется по материалам обследования обнажений, т. е. выходов коренных пород (например, в оврагах, ущельях и по горным склонам), а также опорных скважин, из которых получают образцы горных пород с глубины в десятки, сотни и даже тысячи метров.

На геологической карте показано, какие горные породы и какого возраста находятся в том или ином месте, в каком направлении они простираются и погружаются на глубину. На карте видно, что одни породы встречаются редко, а другие тянутся на десятки и сотни километров. Например, на карте указано, что в центральной части Главного Кавказского хребта залегают граниты. Много гранитов и на Урале, и в Тянь-Шане. О чем это говорит геологу-разведчику? Мы уже знаем, что в самих гранитах и в изверженных породах, похожих на граниты, можно встретить месторождения слюды, горного хрусталя, свинца, цинка, олова, вольфрама, золота, серебра, мышьяка, сурьмы и ртути. А в темноокрашенных изверженных породах - дунитах и перидотитах - могут концентрироваться хром, никель, платина, асбест. Совсем другие полезные ископаемые связаны с осадочными горными породами разного происхождения и возраста.

Геологические карты разных масштабов составлены на всю территорию Советского Союза. Кроме районов распространения различных горных пород на них выделяют складки, трещины и другие участки, в которых могут залегать руды, а также места находок рудных минералов. По этим данным намечают рудные районы и более крупные площади - металлогенические провинции, в которых установлены признаки определенных руд и могут быть найдены их месторождения. Кроме основных карт составляют специальные прогнозные геологические карты. На них наносят все, даже самые мелкие находки полезных ископаемых, а также различные косвенные данные, которые могут подсказать места скопления рудных богатств.

Анализируя прогнозную карту, геологи намечают наиболее перспективные для поисков руд районы, в которые направляются экспедиции. Геологическая карта - верный и надежный помощник геолога-поисковика. С геологической картой в руках он уверенно идет по маршруту, потому что знает, где можно встретить не только интересующие его породы, но и полезные ископаемые. Вот, например, как геологическая карта помогла в поисках алмазных месторождений в Сибири. Геологам было известно, что в Якутии встречаются такие же изверженные горные породы, как и алмазоносные породы Южной Африки - кимберлиты. Разведчики недр сделали вывод, что и в Якутии можно найти алмазы. Но где искать крохотные алмазы в непроходимой тайге? Задача казалась фантастической. И тут на помощь пришла геологическая карта. По ней установили, в каких районах тайги находятся породы, в которых или возле которых могут быть найдены алмазы. Геологи настойчиво искали алмазы в этих районах - и наконец, нашли их. Полезные ископаемые трудно искать не только в тайге, нелегки их поиски и в степи, где видны лишь ковыль да распаханная целина. А что под ними? Кто знает? Так выглядит степь и в Западном Казахстане, в районе г. Актюбинска. Теперь геологам известно, что здесь под степными землями залегает огромный массив ультраосновных пород. По редким балкам и логам, немногочисленным естественным обнажениям они выяснили, где находятся дуниты - разновидности ультраосновных пород, в которых обычно залегают месторождения хромитовых руд, установили и нанесли на карту границы и форму их массивов.

По карте геолог определяет, в каком месте вероятнее всего находится руда. Но и с картой в руках геологу-поисковику бывает трудно искать месторождения, если они полностью закрыты почвенным слоем, скрыты под таежной чащобой или толщей вод. Кроме того, далеко не в каждом обнаруженном массиве известняков залегают свинцово-цинковые руды или в ультраосновных породах - хромиты. На помощь приходят поисковые признаки, накопленные многими поколениями разведчиков недр или установленные наукой.

Поисковые признаки.

Отправляясь на поиск, геолог обращает внимание на все: на формы рельефа, на характер растительности, на изменение цвета почвы и на многое другое. Он должен хорошо знать признаки, помогающие отыскивать конкретное полезное ископаемое, которое, судя по геологической карте, должно быть в данном районе. Иногда одни минералы помогают найти месторождения других, более ценных, как это было в Якутии, где алмазы искали по сопутствующим им ярко-красным пиропам или гранатам. В районах многих рудных месторождений нередко изменяется окраска горных пород под воздействием горячих минерализованных растворов, которые циркулируют по трещинам в земной коре. Эти растворы одни минералы растворяют, а другие отлагают, и цвет породы изменяется. Многие рудные тела при выветривании также изменяют свои обычные серые, коричневые и другие малоприметные окраски. Так, сернистые руды железа, меди, свинца, цинка, мышьяка становятся ярко-желтого, красного, зеленого, синего цвета. Нередко химические соединения различных элементов приобретают один и тот же цвет. Поэтому для точного определения минерала геологи прибегают к химическому анализу. Например, найден кусок рыхлой породы, в которой виден какой-то красный порошок. Что это - минерал ртути, киноварь или окисленное железо? Они могут быть похожи по цвету. Определяя на глаз, можно ошибиться; правильный ответ дает химический анализ.

Поисковик знает, как важны даже незначительные находки рудных минералов. Ведь они указывают на возможную близость месторождений и могут подсказать, где нужно тщательнее проводить поиск. С особым вниманием поисковик относится к древним выработкам, в которых наши предки несколько столетий назад добывали руду. Здесь на глубине, куда они не могли проникнуть, или поблизости от старых штолен можно встретить новые месторождения руд. О местах их залегания порой говорят старые названия поселений, речек, логов, гор. В Средней Азии, например, в названия многих гор, логов и перевалов входит слово "кан", что значит руда. Бывали случаи, когда геологи в таких местах начинали поиски руд и находили их.

В поисках месторождений помогают даже животные. Первые якутские алмазы "помогла" найти лиса. Роя нору, она выбрасывала вместе с землей мелкие камешки. Среди них и оказался ярко-красный пироп, который образуется и залегает вместе с алмазом. Поэтому в местах, закрытых слоем почвы, геологи внимательно осматривают камешки, которые выбрасывают из своих нор суслики, лисы и другие животные. Выявлять поисковые признаки помогают различные геологические либо применяемые все в больших масштабах специальные геохимические и геофизические методы. Они основаны на изучении магнитных свойств горных пород, скорости прохождения сейсмических волн, электропроводности и других физических свойств, а также на знании структур, в которых скапливаются полезные ископаемые. Геофизические поисковые работы проводятся с помощью сложных приборов. На практике обычно сочетают все методы поисков, изменяя эти сочетания для различных пород и полезных ископаемых, а также в зависимости от географических условий района поисков.

Геологические методы поисков.

Представьте себе, что геологи ведут поиск в глухой, дремучей тайге Восточной Сибири. Здесь горные породы закрыты почвенным слоем и густой растительностью. Но дождь, снег, ветер и солнце постоянно и неутомимо разрушают горные породы, даже такие крепкие, как гранит. Вместе с горными породами разрушаются и залегающие в них руды. Кусочки руды сносятся в реку и перемещаются по ее дну на большие расстояния. Поэтому геолог при поисках руд просматривает камешки, которые лежат в русле или на берегу горной речки. Если он находит рудные обломки, то идет вверх по руслу реки - туда, откуда они принесены. Если эти обломки уже не встречаются в русле речки, то геолог продолжает маршрут по ее притокам, выясняя, в каком из них есть кусочки руды. Наконец, и в русле притока рудные обломки уже не попадаются. Значит, дальше надо искать на склонах гор, поднимающихся над руслом речки, на участке, где найдены последние рудные обломки.

Так по обломкам руды, встречающимся в руслах рек и ее притоках, геолог находит месторождение; этот метод поисков называют обломочно-речным. Он применяется в том случае, когда в русле речки и на склонах гор попадаются обломки в виде более или менее крупных кусочков. Если же зернышки руды, перемещаясь в русле речек, истираются и становятся не больше булавочной головки, то геолог использует шлиховой метод. Он берет пробу рыхлой породы из русла речки и в похожем на маленькое корыто лотке промывает ее водой до тех пор, пока все легкие минералы не будут смыты и на дне останутся только крупинки самых тяжелых минералов. Среди них могут быть золото, платина, минералы олова, вольфрама и других элементов. Такая работа называется промывкой шлихов.

Продвигаясь вверх по руслу речки и промывая шлихи, геолог постепенно приближается к месторождению полезных ископаемых. Оно иногда выходит на поверхность на небольшой площади, окруженной кустарниками и другой растительностью, и его можно не заметить. Однако рассеянные на большом расстоянии рудные обломки помогают геологу найти руду. По территории северных стран, таких, как Канада, Швеция, Норвегия, Финляндия, а также некоторых районов Советского Союза в ледниковый период с севера на юг передвигались большие массы льдов - ледники. Они надробили и переместили много обломков горных пород, окутали их и отложили на всем пути своего движения. В обломках этих пород - валунах - находят и включения руд, но искать месторождения по валунам нелегко.

Кто ездил поездом от Ленинграда до Мурманска и далее на запад, до самой границы, тот видел, что на всем пути разбросано огромное количество окатанных валунов. Все их осматривать невозможно, да нет и смысла. Но попутно обращать внимание на них следует. Может быть, в одном из валунов блеснет ярко-желтое зернышко золота или засверкают антрацитовым блеском минералы хрома, титана или других минералов. Геологи изучают пути движения древних, давно растаявших ледников, идут туда, откуда перемещались валуны с рудой, и находят рудные месторождения. Так, в Карелии геологи обнаружили серноколчеданные и молибденовое месторождения.

Тысячелетия бьются волны морского прибоя о каменные берега, разрушая их. Куски пород перетираются до мельчайших частичек и уносятся в море, а если в породе находятся крепкие тяжелые руды, то они дробятся, но оседают у берега и, накапливаясь, образуют месторождения. В морских россыпях могут быть минералы хрома, титана, олова, циркония и др. Иногда встречаются алмазные россыпи. Алмаз - самый твердый минерал, он мало истирается и разрушается в зоне прибоя. Чтобы обнаружить россыпь, геологи берут в прибрежной зоне через определенные расстояния пробы грунта. После лабораторных исследований они выясняют, в каких пробах есть ценные минералы и сколько их. Методы поисков, о которых здесь было рассказано, можно применять, если руда химически устойчива, имеет значительную прочность или если она заключена в кусках крепких пород. А что делать, если минералы мягкие и, как только попадают в бурную горную речку, сразу же растираются в порошок? Таких, например, длинных путешествий, какие проделывает золото, не выдерживают минералы меди, свинца, цинка, ртути, сурьмы. Они не только превращаются в порошок, но и частично окисляются и растворяются в воде. Понятно, что геологу тут поможет не шлиховой, а другой метод.

Геохимические и биогеохимические методы поисков.

После дождей и таяния снега часть воды проникает в глубь Земли. Если на своем пути вода проходит по трещинам рудного тела, она частично растворяет химические соединения меди, цинка, никеля, молибдена и других металлов, нередко вынося их на поверхность. Если сделать химический анализ такой воды, можно определить присутствие в ней тех или иных металлов и их концентрацию. Высокая концентрация вещества в растворе может означать, что источник находится вблизи месторождения полезного ископаемого.

Геохимический метод поиска помогает и в тех случаях, когда, кажется, что найти месторождение невозможно. Представьте себе безводные равнины Казахстана, где на поверхности нет никаких признаков руды. Здесь геологи проходят параллельными маршрутами и берут через 50, 100 или 200 м куски пород. Набирают образцов очень много и затем делают их химический анализ. Состав образцов определяют также более быстрым, но менее точным методом спектрального анализа, при этом исследуемый минерал растирают в порошок и сжигают в пламени вольтовой дуги особого прибора - спектрографа. Свет от пламени вольтовой дуги проходит через стеклянную призму и разлагается, образуя спектр. Далее световые лучи попадают на стеклянную пластинку и фотографируются на ней. В зависимости от того, в каком месте и какой ширины на пластинке получаются линии спектра, определяют, какие химические элементы и сколько их находится в исследуемой пробе. Так узнают, в каком месте в породах содержится больше металлов.

Геохимический метод поможет и в том случае, когда на глаз и даже в микроскоп рудные частицы не видны. Содержатся они в породе в очень малых количествах - обычно в тысячных долях процента. Ученые установили, что вокруг рудных месторождений в горных породах рассеяно рудное вещество, количество которого уменьшается по мере удаления от месторождений. Такое распределение рудного вещества вокруг месторождения называется ореолом рассеяния. Допустим, с помощью анализов удалось установить, что в породах всюду содержится 0,001% металла, а на одном каком-то участке его 0,002%. Естественно, руду нужно искать на участке с повышенным содержанием металла.

От глубоко залегающих месторождений угля, нефти и природных газов по трещинам к поверхности Земли поднимаются углеводородные газовые соединения, которые накапливаются в почвенном слое. Газы образуются и над месторождениями некоторых металлов. Например, над ртутными минералами концентрируются ртутные газы, а над урановыми рудами - газ радон. Месторождения как бы дышат, и следы их дыхания - газы - собираются в почве. Геологи специальными приборами откачивают воздух из почв и производят анализ пробы, определяя, есть ли здесь газы, каковы их состав и концентрация. Затем геологи наносят на карту места, где взяты пробы, содержание в них газов и выясняют, на какой территории в почвенном слое содержится газ. Это метод газовой съемки.

Корни многих трав и особенно корни деревьев глубоко проникают в почву, откуда высасывают воду. Растения впитывают воду вместе с растворенными в ней минеральными веществами. Поэтому геологи собирают травы, листья, кору деревьев, высушивают собранный материал, а потом сжигают его. Получается зола, в которой содержатся минеральные вещества. С помощью химических или других анализов узнают, какие вещества содержатся в золе и сколько их. Когда сделают все анализы (а их нужно очень много!), то выяснится, в каких местах растения получают с водой больше минеральных веществ и где под слоем почвы нужно искать руду.

Кроме того, некоторые растения предпочитают почву с определенными химическими элементами. Так, на Алтае и в Казахстане встречается растение качим патреца. Оказывается, оно растет на почвах, обогащенных медью. Для обогащенных цинком почв характерны растения "цинковые" фиалки. Два вида астрагала (травы и кустарники из семейства бобовых) и один вид лебеды растут на почвах, содержащих уран. И наоборот, определенные виды растений над месторождениями не растут, хотя в этом районе они и распространены. Например, в дубравах Заволжья над месторождениями серы нет деревьев. В Трансваале (Южная Африка) над платиноносными перидотитами растительность вообще отсутствует или встречаются только малорослые, как говорят ботаники, угнетенные, формы. Растения, по которым можно судить о повышенной концентрации каких-то веществ, называют индикаторами. Их изучением занимается индикационная геоботаника.

Геофизические методы поисков.

Кажется, что физика и геология довольно далекие друг от друга науки. Но если бы геологам не помогала физика, то не были бы открыты многие месторождения железа, нефти, меди и других полезных ископаемых. Молодая наука - геофизика - изучает физические свойства Земли и физические процессы, происходящие в ней. С помощью геофизических приборов невидимое становится видимым. Например, сердце человека нельзя увидеть простым глазом, а с помощью рентгеновского аппарата это сделать очень просто. Так же и в геологии: то, что под землей не увидит глаз, "увидят" сложные геофизические приборы. Эти приборы отмечают различие в магнитных, электрических и других свойствах горных пород и руд. Магнитометрический метод поисков. Вы знаете, что вокруг магнита всегда есть невидимое магнитное поле. Если стрелка компаса отклоняется от обычного положения, то можно предположить, что здесь в глубине Земли есть залежи железных руд, которые ее притягивают. И с какой бы стороны мы ни подходили с компасом, стрелка будет направляться на рудную залежь. Так же ведет себя и магнитная стрелка аэромагнитометра, установленного на самолете, пролетающем вблизи залежи.

Интересна история открытия магнитных железных руд в Казахстане летчиком М. Сургутановым. В один из рейсов он обнаружил, что компас перестал правильно показывать направление: магнитная стрелка начала "плясать". Сургутанов предположил, что это связано с магнитной аномалией. В следующие рейсы, пролетая над районом аномалии, он отмечал на карте места максимальных отклонений стрелки компаса. О своих наблюдениях летчик сообщил в местное геологическое управление, экспедиция которого заложила скважины и вскрыла на глубине нескольких десятков метров мощную залежь железных руд - Соколовское месторождение. Затем была вскрыта вторая залежь - Сарбайская.

По отклонению магнитной стрелки от обычного положения были найдены крупнейшие запасы железных руд в районе Курска и некоторых других местах. Если руды немного или она залегает на большой глубине, то обычная магнитная стрелка ее не "почувствует"; в таких случаях применяют другие, более тонкие и сложные физические приборы. Но сильными магнитными свойствами обладают только железные руды. Многочисленные полезные ископаемые немагнитны, и для их поисков метод магниторазведки непригоден.

Гравиметрический метод поисков. Этот метод получил название от латинского слова "гравитас" - тяжесть. Гравиметрия - наука, изучающая изменение ускорения силы тяжести в различных точках Земли. Сила тяготения действует на Земле всюду, но величина ее неодинакова. Чем тяжелее предмет, тем сильнее он к себе притягивает. В глубине Земли и в горах находятся породы и руды, которые сильно различаются по своей плотности. Например, кусок свинцовой руды в полтора-два раза тяжелее, чем вес такого же по объему куска гранита или мрамора. Следовательно, руда притягивает к себе сильнее, чем залегающая рядом с ней порода. А соль или гипс имеют значительно меньшую плотность, поэтому над залежами солей величина силы притяжения будет меньше. Можно искать месторождения по изменению величины силы притяжения. Для этого создан специальный прибор, который определяет силу тяготения. Его называют гравитационным вариометром. Он состоит из коромысла, подвешенного на тонкой кварцевой нити. На концах коромысла находятся два шарика - один закрепляется непосредственно на одном конце коромысла, а другой - на длинной нити. Когда прибор находится вблизи тяжелой массы, например рудной залежи, то шарик, подвешенный на нити, притягивается к залежи, поворачивает коромысло, а вместе с ним и кварцевую нить, на которой подвешено коромысло. Зная, в каком направлении и насколько повернется коромысло, можно определить, в каком месте находится залежь и велика ли она.

Следует заметить, что подобным путем измеряется не абсолютная величина ускорения силы тяжести, а только относительная - выясняется, насколько изменяются показания гравитационного вариометра в двух соседних пунктах. Перемещая прибор по поверхности земли и производя измерения в различных участках, можно с достаточной точностью определить положение и форму рудной залежи. Подземные залежи тяжелых руд и горных пород, обладающих повышенной плотностью, могут быть найдены и с помощью специального, очень чувствительного маятника, который вблизи тяжелых масс начинает качаться быстрее. Гравитационные вариометры, идею устройства которых предложил 200 лет назад М. В. Ломоносов, в наше время широко применяются при поисках руд. Гравиметрическим способом открыто уже много рудных залежей.

А что делать, если полезные ископаемые не тяжелее горных пород или руды так мало, что ее не может обнаружить гравитационный вариометр, и если руда немагнитная? Тогда геологи ищут месторождения с помощью электрического тока. Электрометрический метод поисков. Многие руды хорошо проводят электричество. Это их свойство используется при поисках месторождений. Там, где по соображениям геологов на глубине находится рудное тело, проводят разведку электрическим током. Для этого в землю забивают два железных кола, расположенных один от другого на расстоянии 30-50 м. От них идут провода к измерительному прибору. Электрический ток течет от батареи к одному из кольев, далее проходит через землю и доходит до другого колышка, а от него по проводу возвращается к прибору. Из физики мы знаем, что чем больше сопротивление вещества, тем меньше сила тока. Проводя исследования в разных местах и отмечая показания прибора, можно определить, что на одном из участков сила тока меньше, следовательно, здесь залегают граниты, мраморы, глины, пески, т. е. породы с большим сопротивлением, а на другом участке сила тока оказалась большей, поэтому возможно, что ток прошел через руду, сопротивление которой меньше. В этих местах можно вести поиски руды.

Если грунтовые воды с растворенными в них слабыми кислотами соприкасаются с рудой, то возникают естественные электрические токи. Измеряя силу этих токов в горных породах, окружающих рудную залежь, определяют положение залежи. Но есть руды, которые не проводят электричество, не обладают и магнитными свойствами. Как искать эти руды? И в этом случае геофизики помогают геологам. Сейсмометрический метод поисков. Солнечные лучи просвечивают воду насквозь. А можно ли "просветить" насквозь землю и получить отражение от пород, находящихся на различных глубинах? Оказывается, можно с помощью искусственных землетрясений. Этот способ основан на том, что сейсмические волны с разной скоростью проходят через породы различной плотности.

От места взрыва сейсмические волны идут через горные породы вглубь до тех пор, пока не встретят более плотные породы иного состава, при этом часть волн, преломившись, пойдет дальше вглубь, а часть отразится от границы этих пород и придет на поверхность земли. Возвратившиеся волны улавливаются приборами - сейсмографами. Геофизики определяют, сколько времени шли эти волны, а затем вычисляют, на какой глубине и от пород какой плотности они отразились. Позже на поверхность возвращаются волны, отразившиеся от более глубоких слоев. Определяют и глубину их проникновения. Так получают сейсмограмму - запись показаний сейсмографов. По ней узнают, на какой глубине залегают какие породы и лежат они горизонтально или образуют складки.

Сейсмометрический метод - практически основной метод поисковой геофизики. С его помощью открыты почти все новые месторождения нефти и некоторые месторождения других полезных ископаемых.

Радиометрический метод поисков. Для поисков радиоактивных руд применяют особый метод, потому что у этих руд есть присущие только им свойства: они постоянно излучают очень активные гамма-лучи. Ученые создали сложные приборы - радиометры, которые "чувствуют" удары этих частиц и дают о них сигналы: на приборах зажигаются лампочки, отклоняется стрелка или раздается звуковой сигнал.

Радиоактивные элементы, такие, как радий, торий, калий, могут присутствовать в рассеянном состоянии в некоторых породах, содержащих руду. Геологи с помощью приборов выявляют площади с повышенной радиоактивностью и места, где она не наблюдается; эти данные наносят на карту и определяют местоположение различных радиоактивных пород. Геологи, пролетая на самолете над районами поисков, с помощью приборов определили участки повышенной радиоактивности и находящиеся вместе с ними оловорудные месторождения.

Разведка месторождений.

В районах, где геологи-поисковики обнаружили существенные признаки полезных ископаемых, проводят поисково-разведочные работы. Сеть маршрутов сгущается, роют канавы, закладываются шурфы и другие разведочные горные выработки. Если поисково-разведочные работы подтвердили наличие в районе больших скоплений полезных ископаемых, начинается следующий этап работы - разведка. Поиски и разведка тесно связаны между собой, и один вид работ является по существу продолжением и дополнением другого.

Разведка необходима, чтобы выяснить, достаточно ли велики залежи полезного ископаемого для организации добычи. Нужно установить форму и размеры рудных тел, содержание в них полезных ископаемых и на какой глубине залегает то или иное рудное тело. Разведочные работы позволяют получить в большом количестве образцы руд или пробы из различных частей рудного тела. По ним геолог определяет, из каких полезных ископаемых состоит руда, имеются ли нежелательные примеси. Зная объем рудной залежи и содержание в ней металла, выявленного путем химического анализа, определяют запасы месторождений. Разведочные работы начинаются с составления подробной геологической карты месторождения. Затем проводятся горные работы и бурение разведочных скважин.

Если рудные тела находятся вблизи поверхности и закрыты лишь почвенным слоем, то роют на определенном расстоянии одна от другой канавы глубиной 1-2 м, но если рудная залежь закрыта наносами, мощность которых 5-10 и более метров, то копают похожие на колодцы шурфы. Стенки их укрепляют деревянными брусьями и досками, чтобы рыхлые породы не завалили выработку и людей. Шурфы располагаются в строгом порядке на определенном расстоянии один от другого, таким образом, чтобы все рудное тело было вскрыто.

Если рудные скопления расположены в горном хребте или в горе с крутыми склонами, то месторождение вскрывают горизонтальной горной выработкой - штольней (похожей на тоннель), которая проходит внутрь горы со стороны ее крутого склона до тех пор, пока не пересечет рудное тело. Затем из штольни через равные промежутки в рудном теле поперек его от одного конца до другого пробиваются другие выработки. В результате все месторождение оказывается пересеченным насквозь сетью подземных горных выработок. Благодаря этому выясняется форма рудного тела. В равнинной местности рудные тела могут залегать на глубине 100-200 и более метров. В этих случаях для добычи полезных ископаемых пробивают шахты. В них для спуска людей и подъема руды устраивают специальные лифты - клети. В шахтах на разных уровнях через определенные расстояния пробивают горизонтальные горные выработки в сторону рудного тела. От них, как и от штолен, примерно через равные промежутки проходят мелкие выработки, пересекающие насквозь рудное тело.

Для разведки рудных залежей широко применяется бурение скважин. Производится оно специальной трубой с алмазной коронкой, которая, вращаясь, высверливает твердую породу. В трубе остается столбик породы - керн. По нему узнают, какие породы залегают в глубине и где расположено рудное тело. Бурение колонковой трубой обычно производится на глубины в сотни, а иногда свыше 1000 м. При разведке нефтяных залежей приходится иногда бурить скважины глубиной свыше 3 км.

С помощью бурения можно быстро разведать рудную залежь. Но не всегда бывает достаточно тонкого рудного столбика (керна), чтобы уверенно судить о распространении и качестве руды. Горные работы дают значительно более полные сведения о месторождении. Часто скважины бурят возле известных месторождений, чтобы найти новые рудные тела. Как правило, на одном участке группируются несколько рудных тел. Не напрасно еще древние рудокопы говорили: "Ищи руду возле руды", т. е. новое рудное тело ищи возле уже найденного.

геологический ископаемое месторождение

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Поисковые работы как процесс прогнозирования, выявления и перспективной оценки новых месторождений полезных ископаемых, заслуживающих разведки. Поля и аномалии как современная основа поисков полезных ископаемых. Проблема изучения полей и аномалий.

презентация , добавлен 19.12.2013


Состав, условия залегания рудных тел. Формы полезных ископаемых. Жидкие: нефть, минеральные воды. Твердые: угли ископаемые, горючие сланцы, мрамор. Газовые: гелий, метан, горючие газы. Месторождения полезных ископаемых: магматогенные, седиментогенные.

презентация , добавлен 11.02.2015


Процесс контактового метасоматоза, приводящий к образованию скарновых месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых. Метасоматический процесс и условия залегания скарнов. Морфология, вещественный состав, строение месторождения полезных ископаемых.

реферат , добавлен 25.03.2015


Изучение закономерностей образования и геологических условий формирования и размещения полезных ископаемых. Характеристика генетических типов месторождений полезных ископаемых: магматические, карбонатитовые, пегматитовые, альбитит-грейзеновые, скарновые.

курс лекций , добавлен 01.06.2010


Характеристика месторождений (Таштагольского железорудного, Пуштулимского мраморного) и Кузнецкого угольного бассейна. Условия образования осадочных месторождений, их виды, форма тел, минеральный состав. Общие сведения о твердых горючих ископаемых.

контрольная работа , добавлен 15.03.2010


История разработки месторождений полезных ископаемых и состояние на современном этапе. Общая экономическая цель при открытой разработке. Понятия и методы обогащения полезных ископаемых. Эффективное и комплексное использование минерального сырья.

курсовая работа , добавлен 24.11.2012


Общая геологическая характеристика, возраст и генезис образования Ковдорского месторождения. Минеральный состав руд: главные и второстепенные минералы. Полезные и вредные примеси. Влияние структурных и текстурных особенностей на обогатимость руды.

реферат , добавлен 23.10.2011


Определение балансовых запасов месторождения полезного ископаемого, производственной мощности и срока существования рудника. Выбор рационального варианта вскрытия и подготовки месторождения. Расчет технологического комплекса отбойки и доставки руды.

курсовая работа , добавлен 26.11.2011


Влияние добычи полезных ископаемых на природу. Современные способы добычи полезных ископаемых: поиск и разработка месторождений. Охрана природы при разработке полезных ископаемых. Обработка поверхности отвалов после прекращения открытой выработки.

реферат , добавлен 10.09.2014


Отложения каменноугольной системы и нефтяные месторождения на территории Республики Беларусь. Суммарные запасы калийных солей и нерудных полезных ископаемых страны. Мощность полезных пластов железных руд. Характеристика месторождений минеральных вод.

Отдел образования администрации Лебедянского муниципального района Липецкой области

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

ДОД СЮН г.Лебедянь

исследовательская работа

Ископаемые артефакты

Пенькова Маргарита Юрьевна, 7 класс, МБОУ ДОД СЮН г.Лебедянь

д/о «Юный исследователь» (на базе МБОУСОШ с.Куймань)

Руководитель - Пенькова Ольга Анатольевна

педагог д/о МБОУ ДОД СЮН г.Лебедянь

Лебедянь – 2014

Объект исследования: окаменелости животных.

Предмет исследования: места обнаружения окаменелостей Липецкой области, виды окаменелостей.

Цель исследования: определение мест дислокации окаменелостей животных и составление представления об особенностях природы в доисторические времена.

Задачи:

1.Собрать образцы окаменелостей животных, в намеченных пунктах Липецкой области.

2.Дать краткое описание мест сбора окаменелостей в Липецкой области.

3. Определить примерную видовую принадлежность окаменелостей.

4.Определение примерного времени существования найденных окаменелостей по геохронологической шкале.

5.Составить общую характеристику особенностей природы девонского периода палеозойской эры в Липецкой области.

6.Предложить маршрут для палеонтологов-любителей по Липецкой области.

Методы:

Обнаружение и сбор окаменелостей в полевых условиях.

Описание.

Работа с геохронологической шкалой и ресурсами интернета.

Составление коллекции найденных артефактов.

План

Введение

1.Обзор литературы.

2.Материалы и методики

3.Общие выводы по исследованию и примерный маршрут для палеонтологов-любителей Липецкой области.

Заключение

Список литературы и использованных интернет-ресурсов.

Приложение (коллекция окаменелостей животных).

Введение.

Я хочу стать геологом. Не адвокатом, не экономистом, не врачом, а именно геологом. Где-то я прочитала, что самой древней является профессия геолога. Ведь с чего вообще началась человеческая цивилизация? С того, что человек начал отличать камень, который годится для изготовления каменного топора от негодного для этой цели камня. А это уже основы геологии. Таким образом, добыча полезных ископаемых началась еще с древних времен. Позднее рудокопы стали добывать глину и уголь. С началом эпохи Великих географических открытий началось изучение Земли. В это время и появляются первые геологи-мыслители, которые пытались предположить, где могут находиться полезные ископаемые. Но профессия геолога связана не только с поисками полезных ископаемых. Мне, например, наиболее интересна палеонтология. Моё увлечение палеонтологией началось с того, что я прочитала книгу знаменитого русского геолога Владимира Афанасьевича Обручева, которая называлась «Плутония». Палеонтоло́гия (от др.-греч. Παλαιοντολογία) - наука об организмах, существовавших в прошлые геологические периоды и сохранившихся в виде ископаемых останков, а также следов их жизнедеятельности. Древние животные сегодня превратились в окаменелости, которые можно найти в породах, например в известняках, которых много в Липецкой области. Совершая свои походы в геологической школе «Аметист», по интересным местам Липецкой области я нашла ряд интересных образцов окаменелых животных, из каждого похода я привозила новый интересный образец. И изучив их, я пришла к некоторым выводам о прошлом земли, на которой я живу. В данной работе отражены мои наблюдения и выводы.

Обзор литературы.

Окаменелости (фоссилии, fossils) - это подтверждения существования жизни в доисторические времена. Они состоят из останков живых организмов, полностью замещенных минералами - кальцитом, апатитом, халцедоном. Окаменелости обычно представляют собой минерализованные останки или
отпечатки животных и растений, сохранившиеся в почве, камнях,
затвердевших смолах. Окаменелостями называют также законсервированные следы, например, ног организма на мягком песке, глине или грязи.
Окаменелости образуются в ходе процессов фоссилизации. Она
сопровождается воздействием различных факторов среды при прохождении процессов диагенеза - физических и химических преобразований, при переходе осадка в породу, в которую включены остатки организмов. Окаменелости образуются, когда погибшие растения и животные не были сразу съедены хищниками или бактериями, а вскоре после гибели были покрыты илом, песком, глиной, пеплом, что исключило доступ к ним кислорода. В ходе образования из осадков горных пород, под воздействием
минеральных растворов органическое вещество разлагалось и замещалось минералами - наиболее часто кальцитом, пиритом, опалом, халцедоном. При этом, благодаря постепенному ходу процесса замещения, внешняя форма и элементы структуры останков сохранялись. Обычно сохраняются только твердые части организмов, например - кости, зубы, хитиновые панцири, раковины. Мягкие ткани разлагаются слишком быстро и не успевают заместиться минеральным веществом.
Растения при фоссилизации обычно подвергаются полному разрушению, оставляя т. н. отпечатки и ядра. Также растительные ткани могут замещаться минеральными соединениями, чаще всего кремнеземом, карбонатом и пиритом. Подобное полное или частичное замещение стволов растений при сохранении внутренней структуры называется петрификация. С. В. Обручев выделял следующие группы окаменелостей: 1)отпечатки-оттиски тела или чаще скелета (раковины) животного и стволов, стеблей и листьев растений на поверхности породы; 2)Ядра-слепки внутренней полости раковин, получающиеся в результате заполнения породой пустоты после удаления мягких частей. Ядра без отпечатков имеют очень мало значения, т. к. систематическое положение моллюсков и брахиопод определяется по форме внешней скульптуры и устройства замка. Ядра нужны для определения прикрепления мускулов и изучения других деталей анатомии. 3)Твердые части организмов-кости, зубы, чешуи, раковины, скелеты кораллов и губок, панцири иглокожих и т. п.-большей частью сохраняются не в первоначальном виде, а с частичным или полным замещением первичного вещества вторичным-кальцитом, кремнеземом, сульфидами, гидроокислами железа и т. п. В благоприятных условиях сохраняются также хитиновые и роговые части. Наиболее благоприятные для сохранения органических остатков горные породы-мергели, битуминозные и глинистые известняки, известковые и глауконитовые пески, иногда песчаники и глинистые сланцы. Чистые кварцевые песчаники и кварциты, особенно залегающие сплошными толщами, очень бедны окаменелостями. Чистые мощные толстослоистые однообразные известняки также бедны окаменелостями, но неправильные массы рифовых известняков и доломитов, иногда очень мощные и без ясной слоистости, заключают кораллы, мшанки, известковые водоросли и другие остатки животных, строящих рифы. В песчаниках появление прослоев сланцеватых глин, известняков, мергелей увеличивает шансы на нахождение фауны; линзы углистых сланцев и глин содержат нежные отпечатки листьев, а слои песчаника-отпечатки стволов; последние встречаются даже в мощных слоях грубозернистых песчаников. Конкреции (стяжения) часто заключают скопления окаменелостей или отдельные экземпляры. Конгломераты, особенно грубые, содержат в небольшом количестве только наиболее крепкие части организмов-кости позвоночных, толстые раковины, стволы. Часто обильные окаменелости содержатся в тонких прослоях или коротких линзах; в некоторых случаях остатки животных или растений скапливаются в таких количествах, что слагают целые пласты горных пород. Морские отложения богаче органическими остатками, чем континентальные. Сильно метаморфизованные породы содержат органические остатки только в крайне редких случаях в очень плохом состоянии, т. к. при изменении и перекристаллизации породы скелеты исчезают или сливаются с массой породы. Поверхность Липецкой области представляет собой возвышенную волнистую равнину, расчлененную долинами рек, балками и оврагами. Равнинность ее территории обусловлена геологическим строением, наличием в основании жесткого кристаллического фундамента, покрытого осадочными отложениями с горизонтальным залеганием слоев. В результате современной эрозии в Липецкой области обнажаются отложения верхнего девона и более молодые отложения, которые представлены известняками, мергелями, доломитами с прослойками глин различного оттенка, с включение зерен кварца. В породах в большом количестве присутствует фауна.

2.Материалы и методики

2.1.Определение пунктов Липецкой области для поиска окаменелостей.

Свою небольшую коллекцию окаменелостей я собирала на территории Липецкой области. Расположена в центре европейской части России, в верховьях Дона, в пределах Среднерусской возвышенности на западе (высота до 262 м) и Окско-Донской равнины на востоке. На севере граничит с Рязанской и Тульской областями, на западе - с Орловской областью, на юге - с Воронежской и Курской областями, на востоке - с Тамбовской областью. Основные реки - Дон с притоками Красивая Меча, Сосна, Воронеж с притоками Матыра, Усмань, Становая Ряса.
Рельеф эрозионный. Климат умеренно континентальный. Запад нашей области - бассейн реки Дона отличается большим количеством выходов известняка, это я наблюдала во время экскурсий в Данковский, Лебедянский, Задонский и Хлевенский районы. Окаменелые останки животных я искала в известняках и доломитах, потому что именно эти породы преобладают в Липецкой области и можно часто встретить их выходы на поверхность. Летом вместе с другими геошкольниками я побывала в низовье р. Красивая Меча (Лебедянский район), на Донских беседах (Задонский район), на карстовом поле в окрестностях с. Конь-Колодезь (Хлевенский район), на реках и ручьях г. Липецка, на Данковском доломитовом комбинате (Данковский район), на выходах девонских известняков в с.Каменная Лубна (Лебедянский район). В выходах горных пород я нашла следующие окаменелости - аммониты и морские лилии в с.Каменная Лубна (Лебедянский район), кораллы - в с.Покровское (Тербунский район), брахиоподы - в Данкове. Именно эти населенные пункты я предложила бы посетить искателям окамелостей. Село Покровское Тербунского района Липецкой области расположено в центре Русской равнины на Среднерусской возвышенности в юго-западной части Липецкой области, находится в пределах черноземной полосы в лесостепной зоне. Стоит на правом берегу реки Олым. Здесь в нее впадает ручей Средний Коротыш. Город Данков - административный центр Данковского района Липецкой области, расположен в 86 км к северо-западу от Липецка, на живописных берегах реки Дон, недалеко от того места где, предположительно, в 1380 году произошла Куликовская битва. Геологическое строение Данковского месторождения доломитов формировалось на протяжении многих миллионов лет на древнейшей Русской платформе, представляющей собой огромную тектоническую структуру, кристаллический фундамент которой сложен такими горными породами как гранит, кристаллические сланцы, гнейсы и другие породы архей-протерозойского возраста, а сверху они перекрыты толщей осадочных отложений, представленных известняками, доломитами, мергелями, глинами, песчаниками и другими горными породами. Толщина этих отложений в районе Данковского месторождения составляет более 600 м. Каменная Лубна - село Докторовского сельского поселения Лебедянского района Липецкой области. Прежде село называлось Лубна. Оба название - по реке Лубне. Определение каменная - по выходу на поверхность в этих местах камня.

2.2.Правила сбора окаменелостей.

Перед отправлением на поиски и сбор окаменевших остатков важно продумать и подобрать оборудование для работы. Такие породы, как глины, пески, некоторые песчаники и изредка даже известняки, разламываются или измельчаются руками, но это скорее исключение, чем строгое правило. Большинство же пород невозможно расколоть без специальных инструментов. К тому же необходимо не просто расколоть камень, а изъять из него окаменелость, которая того и гляди рассыпется. В наборе палеонтолога должны быть: геологический молоток, долото, нож, лопата, кисти, иглы, иногда лом. Геологический молоток можно заменить любым другим молотком, который с одной стороны заострен, а с другой имеет плоскую поверхность. Различных размеров должны быть и зубила. Зубилом можно откалывать крупные куски породы и снимать породы вокруг окаменелости. Для наиболее тонкой, тщательной обработки необходимы совсем маленькие зубила и иглы - ими производится препарирование образца. Не помешает и хорошо отточенный нож. Иногда при его помощи можно успешно отслаивать породы. Лопата или лопатка будет весьма эффективна при раскапывании рыхлых песчаных или глинистых пород. Кисти хороши во время препарирования или извлечения окаменелостей из рыхлых пород. Они позволят очень осторожно убрать соседнюю породу, не повредив окаменелости. Таким образом иногда извлекаются костные остатки. Для заворачивания образцов можно брать газетную бумагу или более плотную - крафт. Особо хрупкие образцы можно прокладывать ватой или марлей. Также допускается упаковка образцов в различные коробочки и матерчатые геологические мешочки с притягивающей веревкой. Если какая-то окаменелость развалилась на части, ее можно склеить при помощи клея ПВА или Момент.
Если в породе остался только отпечаток окаменелости, можно сделать его противоотпечаток или слепок при помощи гипса. Отпечатки могут быть ценны, так как они отражают внешнюю скульптуру раковин и панцирей, которая сохраняется далеко не всегда.
Для описания и зарисовки разреза нужна бумага и простые карандаши, ластик и линейка. А еще по моему, ничто не может так передать особенности геологического разреза, как фотография, поэтому хорошо иметь с собой фотоаппарат. Компас нужен для определения местоположения разреза. Для транспортировки нужен рюкзак. Правил изучения местонахождений ископаемых организмов и самих окаменелостей у палеонтологов множество. Но есть среди них главные, невыполнение которых, весьма понижает ценность исследования и сборов. Два из них - описание исследуемого геологического разреза и составление подробных этикеток. Вначале нужно сделать общее описание местонахождения разреза, подробно записывая его приметы; где он находится, в какой области, в каком городе, селе, на берегу реки или озера, выяснить его расположение относительно сторон света. Этикетка - это паспорт окаменелости. В этикетке указана основная информация о ней. Этикетка делается из плотной бумаги. Записи производятся при помощи карандаша или ручки. На каждой из них должно быть указано учреждение, которое проводит экскурсию. Вначале записывается полевое определение остатка, затем возраст, с указанием слоя, из которого был взят образец. Далее следует название места экскурсии и его точного адреса (область, край, близлежащие населенные пункты, водоемы), дата сбора, фамилия собравшего и определившего окаменелость. Каждой окаменелости присваивается полевой номер.

2.3.Описание мест сбора окаменелостей.

Выше я указала, что искала свои артефакты в Данкове, Каменной Лубне и Покровском. Внешне обнажения известняка в этих пунктах схожи. Обнажения представляют собой выходы древних известняков девонского возраста, сверху перекрытых слоем чернозема. Окраска известняка от бежевого до светло-коричневого цвета. Минеральный состав породы без лабораторных анализов точно определить сложно, можно сделать предположение: химический состав чистых известняков приближается к теоретическому составу кальцита (56% CaО и 44% СО2), исследуемые известняки не чистые, т.к. они не белого цвета, а имеют желтый и коричневый оттенок, значит помимо СаСО3 в них еще имеются примеси окислов железа. Структура известняка - скрытокристаллическая, иногда обломочная, органогенная. Текстура - однородная, слоистая, полосчатая, пористая (образцы не царапают стекло). О прочности можно судить по способности раскалываться под ударом молотка. Для пробы на прочность образец известняка объемом около 200 см3 (приблизительно 6х6х6 см) одним-двумя ударами молотка раскалывала в щебенку. Прочный образец расколется на 2-3 куска, а непрочный – на много мелких кусочков. Исследуемые известняки прочные. Системы трещин массива известняков изначально задают блочную структуру, что позволяет отделять блоки – плиты (естественные отдельности), мощность (толщина) плит от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров. В толще известняка можно выделить включения – литоморфные, в виде глины и песка, биоморфные, в виде окаменелых останков раковин морских животных, кораллов. Общую мощность известняковых отложений определить не представляется возможным, но в учебном пособии «География Липецкой области» сказано, что мощность достигает сотен метров. При этом верхние, более молодые, слои распространены шире нижних, ранее отложившихся горизонтов; последние залегают на подстилающих их более древних породах.

2.4.Описание и определение примерной видовой принадлежности найденных окаменелостей животных.

Я нашла окаменелости четырех видов морских животных: аммониты, кораллы, брахиоподы и морские лилии. Окаменелость аммонита находится в известняке, ее размер 10*7 см, на ней четко виден рисунок рельефа раковины, а на изломе можно рассмотреть перегородки между камерами, их диаметр небольшой, поэтому можно предположить, что найденный участок находился ближе к концу раковины.

Аммониты (Ammonoidea) - вымерший подкласс головоногих моллюсков, существовавших с девона по мел. В 1789 году французский зоолог Жан Брюгье дал им латинское название «аммонитос» в честь древнеегипетского солнечного божества Амона Фиванского, изображавшегося с закрученными рогами овна, которые напоминает раковина аммонитов. В те времена был известен только один род аммонитов, а сейчас их насчитывается уже около 3 тысячи постоянно появляются описания новых видов. Большинство аммонитов имели наружную раковину, состоящую из нескольких оборотов, располагающихся в одной плоскости, соприкасающихся друг с другом или в различной степени перекрывающих друг друга. Такие раковины называются мономорфными. Раковина аммонитов была разделена на много камер, ближайшая к устью была жилой. Длина жилой камеры варьируется от 0.5 до 2 оборотов. Большинство камер было заполнено газом (воздушные камеры), несколько - жидкостью (гидростатические камеры). Большинство аммонитов относится к экологической группе нектона, то есть свободно плавающих в толще воды организмов. Однако некоторые формы были представителями бентосного (донного) сообщества. По способу питания аммониты были хищники. Добычей аммонитов становились другие моллюски и мелкие рыбы. Аммониты являются руководящими окаменелостями триасовых, юрских и меловых отложений. Простейшие аммониты появились ещё в силурийском периоде, а наибольшего развития настоящие аммониты достигли в юре и мелу, в конце меловой эпохи эта разнообразная и богатая группа моллюсков совершенно исчезла. Окаменелые останки морских лилий - участки стебля длиной 2.5 см и 3.5 см, на которых четко различимы членики, у одного экземпляра просматривается кишечная полость.

Морские лилии или криноидеи (Crinoidea) - донные животные с преимущественно сидячим образом жизни. Именно животные, относящиеся к типу иглокожих (Echinodermata), а вовсе не растения, как может показаться из названия. Существуют с ордовика по настоящее время. Тело состоит из стебля, чашечки и брахиолей - рук. Стебли и руки состоят из члеников различной формы, при жизни животного они соединены мышцами, в ископаемом состоянии они часто разваливаются. Фильтраторы по типу питания. Сейчас это глубинные животные, ранее, когда было меньше давление хищников, они обитали и на мелководье. Максимальный расцвет испытали в конце Палеозоя. Чаще всего встречаются членики различной формы и кусочки стеблей, много реже - чашечки. Иногда попадаются целые морские лилии в известняке, но такие находки - большая редкость. Диаметр члеников - от нескольких миллиметров до 2 сантиметров. Длина стебля – до 20 метров у ископаемых форм. Окаменелости брахиопод в известняке мне встречались очень часто, на одном из найденных образцов находится 15 четко выраженных раковин, на которых хорошо просматривается рельеф, и много обломков. На других образцах встречаются или несколько отпечатков, или одиночные экземпляры. Размер раковин 0.6 - 2 см * 0.4 - 1.5 см.

Раковины брахиопод – такой же неотъемлемый компонент морской фауны палеозоя (они были очень широко распространены в девоне и каменноугольном периоде), как аммониты в мезозое, в настоящее время представлены на Земле только 200 видами. Кое где брахиоподы и сейчас образуют огромные скопления, просто теперь экологические ниши, которые брахиоподы занимали в палеозое и в начале мезозоя, заняты двустворчатыми моллюсками, а брахиоподы оттеснены на глубины и в холодные воды. Брахиоподы - не моллюски, хотя имеют двустворчатую раковину, а самостоятельный тип морских раковинных животных (Brachiopoda). По мнению многих палеонтологов, они родственны мшанками, хотя на первый взгляд между ними мало общего. Как правило, брахиоподы прикрепляются ко дну толстой мускулистой ножкой. Фильтраторы по типу питания. Иногда брахиопод называют плеченогими - Brachiopoda, от греч. brachion - плечо и podos - нога. Створки раковины у брахиопод разные, их называют брюшная и спинная. Это отличает их от моллюсков, у которых створки раковин - правая и левая, симметричны друг другу. У брахиопод створки не одинаковые, симметричны правая и левая части одной створки. Размер раковин брахиопод редко превышает 7-10 сантиметров.
Окаменелости кораллов найдены на известняке, размер 10 см * 6 см. Данные кораллы колониальные, размножались почкованием, просматриваются отдельные членики, размер которых около 1 см.

Представители класса кораллы известны уже из очень древних силурийских отложений и встречаются в более или менее значительном количестве в осадках всех систем до четвертичной включительно, а местами среди морских отложений образуют значительные рифообразные скопления. Организация палеозойских кораллов настолько своеобразна, что место их в системе, принятой для классификации ныне живущих кораллов до сих пор точно не установлено. Ныне не существующие группы палеозойских кораллов делятся на - Zoantharia rugosa, которые имели вид чаш или конусов, более или менее искривленных, достигали иногда значительной величины, обладали многочисленными, хорошо развитыми звездчатыми пластинками и сморщенной наружной оболочкой; Zoantharia tabulata - колонии сросшихся столбиков с немногими короткими звездчатыми пластинками параллельными поперечными перегородками, от которых они и получили название; и трубчатые кораллы - состояли из трубкообразных клеток, то свободнолежащих, то взаимно-переплетающихся, образуя дернообразные массы. Кораллы Z. rugosa - руководящая форма нижних горизонтов среднего отдела девонской системы.

2.5.Общая характеристика особенностей природы девонского периода палеозойской эры Липецкой области.

В стратиграфической шкале девонский период - период следующий за силурийским и предшествующим каменноугольному. Длился около 55 млн. лет и закончился около 345 млн. лет назад. Девон разделен на 3 отдела (верхний, средний, нижний). Наименование этого периода происходит от названия «Девоншир» - графства в юго-западной Англии, где система девонских пластов была впервые выделена учёными в 1839 году. Начало периода характеризовалось отступлением моря и накоплением толщ мощных континентальных красно-цветных отложений; климат был континентальным, засушливым. В раннем девоне завершилась каледонская складчатость, позже происходили большие трансгрессии. Середине девона - эпоха погружений; нарастание морских трансгрессий, активизация вулканической деятельности; потепления климата. Конец периода - сокращение трансгрессий, начало герцинской складчатости, регрессии моря. Девон считается одним из наиболее интересных этапов в эволюции жизни на Земле. В начале этого периода в морях медленно и постепенно продолжали развиваться организмы, появившиеся в предыдущие геологические эпохи. А в середине девона произошел невиданный ранее расцвет морской фауны. Тёплые воды девонских морей обильно населяли головоногие моллюски, кораллы и брахиоподы. Среди иглокожих наиболее распространенными в данный период были морские лилии, морские звезды и морские ежи. Прекрасно себя чувствовали в девонских морях головоногие моллюски. Необычайного развития достигли кораллы, морские лилии, а также донные прикрепленные животные - брахиоподы и мшанки. Все вместе они создавали колоссальные рифовые постройки. Особый интерес для современных палеонтологов представляют обитавшие в девонских морях членистоногие животные - трилобиты, которые прожили на Земле 300 млн. лет и полностью вымерли по неизвестным причинам. К сожалению, окаменелого трилобита я не нашла, но изучила его особенности по литературе. Но все же ученые считают девон - в первую очередь «эпохой рыб». Их окаменелых останков мной тоже найдено не было, но я считаю, что это еще впереди, так как я только начала заниматься этой работой. В литературе я нашла описание крупного события в биосфере девона - девонского вымирания - массового вымирания видов в конце девона, одного из крупнейших в истории Земли вымираний флоры и фауны. Всего вымерло 19% семейств и 50% родов. Вымирания сопровождались широко распространенной океанической аноксией, то есть недостатком кислорода, что препятствовало гниению организмов, и предрасполагало к сохранению и накоплению органической материи. Наверно, именно благодаря этому, мы сейчас и можем знакомиться с природой девона по окаменелостям. Девонский кризис в первую очередь затронул морские экосистемы, и повлиял на мелководные теплолюбивые организмы значительно сильнее, чем на организмы, предпочитавшие холодную воду. Наиболее важной группой, затронутой вымиранием, были рифообразующие организмы, кроме того, вымирание очень сильно затронуло следующие группы: брахиоподы, трилобиты, аммониты. Среди наиболее вероятных причин вымирания в литературе называется - падения метеоритов. Утверждается, что именно падение метеорита было первичной причиной девонского вымирания, но надёжных доказательств внеземного удара не было обнаружено. Хотя некоторые косвенные доказательства падения метеорита в отложениях девонского периода наблюдаются (иридиевые аномалии и микросферы (микроскопические шарики оплавленной породы)), но, возможно, образование этих аномалий вызвано другими причинами.

3.Общие выводы по исследованию и примерный маршрут для палеонтологов-любителей по Липецкой области.

Проанализировав свои наблюдения, находки и литературу я пришла к выводам, что:

На территории Липецкой области имеется большое количество выходов известняка, особенно по долинам рек - Дона и его притоков

возраст известняков определяется, как девонский (по литературе)

известняки являются осадочной органической горной породой - это скелеты и раковины древних организмов, живших миллионы лет назад. Оседая на дно морей и океанов, они слеживались и цементировались.

преобладающими окаменелостями в девонских известняках являются брахиоподы, морские лилии, аммониты и кораллы

наличие большого количества окаменелостей морских животных говорит о том, что территория области была некоторое время назад дном моря

зная, что кораллы не могут жить на большой глубине и в холодных водах, можно предположить, что девонские моря были мелкими и теплыми

большая мощность известняковых отложений говорит о большой плотности обитателей девонских морей

природа девона в Липецкой области абсолютно не похожа на современную

Палеонтологам - любителям, желающим попутешествовать по Липецкой области можно порекомендовать долину Дона. Здесь огромное количество объектов, на которых можно попытаться найти ископаемые артефакты. Я бы предложила следующий маршрут путешествия: Данков (карьер доломитового комбината) - Лебедянь (Тяпкина гора - Лебедянский девон) - с. Каменная Лубна и карьер в д.Знобиловка (Лебедянский район) - Донские Беседы и сафари-парк в с.Каменка (Задонский район) - правый берег реки Олым в с.Покровское (Тербунский район). Я считаю, что в этих пунктах можно найти еще много интересных окаменелостей (возможно даже рыб и трилобитов), нужно только немного везения, а также приложить усилия и быть внимательным.

Заключение

Палеонтология – это наука о том, как произошла и развивалась жизнь на нашей планете, что и почему происходило на нашей Земле. По определению палеонтология – наука биологического цикла: палеос – древний, онтос – существо; наука о древних существах. По большому счету, палеонтология должна отвечать на вопросы; откуда мы, кто мы, куда мы идем. Прошлое – окно в будущее. Проведя свое маленькое исследование, я поняла, что ничего постоянного в природе нет - все развивается, усложняется, изменяется. Возможно, что через миллион лет природа моей родной земли изменится до неузнаваемости и кто-то, как и я будет пытаться прикоснуться к прошлому. Человек - существо очень любознательное, а это значит, что палеонтология, как и вся геология, обречена на долгое-долгое существование. А я конечно же продолжу искать и изучать окаменелости,чтобы еще больше узнать о далеком прошлом края, в котором живу - Липецкой области. Закончить свою работу я хотела бы стихотворением Анатолия Цепина:

На наших дорогах не встретишь следов -
Мы первыми их пролагаем.
Из шумных, усталых, больших городов
Мы каждое лето сбегаем. Пасемся на воле у синей воды, Шагаем таежною далью, Не ищем награды за наши труды, И нас не заманишь в Анталью.
Нам печь и камин заменяет костер,
А ложе из хвои - перины,
Но сердце - кусочек живой, не мотор,
Тоскует порой без причины.
По шумным усталым большим городам, По лицам любимых и дому, И мы отступаем по нашим следам, Поскольку нельзя по другому.

Список интернет-ресурсов

http://geomem.ru/mem_obj.php?id=12908&objcoord=&objokrug=%D6%E5%ED%F2%F0%E0%EB%FC%ED%FB%E9&objoblast=%CB%E8%EF%E5%F6%EA%E0%FF%20%EE%E1%EB%E0%F1%F2%FC&objregion

Если вы катаетесь на лыжах и бываете за городом, конечно, не там, где десятки и сотни лыжников избороздили снег по всем направлениям своими следами, а подальше, где поверхность недавно выпавшего снега не тронута, обратите внимание на следы животных и попытайтесь объяснить, кто их оставил. Научитесь различать следы, оставленные зайцем, лисицей, собакой, волком, вороной, воробьями или другими мелкими птицами.

Следы птиц легко отличить по форме и по тому, что они кончаются внезапно и возле отпечатков лапок можно видеть полосы, оставленные крыльями при взлете.

Интересно наблюдать следы и на поверхности сыпучих песков в стороне от колодцев, где они не затоптаны скотом, идущим на водопой. Там можно заметить следы зайца, лисицы, суслика, ящериц, разных птиц и даже жуков и змей. Если провести несколько часов, притаившись в кустах, чтобы проверить свои догадки, можно увидеть и кой-кого из тех, кто оставляет эти следы.

На влажном песке или иле плоских берегов озер и морей, на вязкой глине такыра, освободившегося от воды, также можно наблюдать следы разных животных, которые будут долговечнее, чем следы на снегу или песке. Последние уничтожит следующий снегопад или ветер, а следы на глине высохнут вместе с глиной и сохранятся до следующего затопления, которое не уничтожит их, но покроет новым слоем глины, т. е. сделает ископаемыми (рис. 272).

Через много лет, когда море отступит или современные прибрежные отложения будут подняты выше, процессы выветривания или размыва уничтожат глину, закрывшую следы, их заметит и опишет какой-нибудь исследователь.

Такие ископаемые следы уже попадались ученым разных стран и описаны ими. Это следы крупных и мелких пресмыкающихся, бродивших по влажному берегу озера или моря (рис. 273), мягкая почва которого глубоко вдавливалась под их тяжестью, следы ползания червей и ракообразных по мокрому илу побережья. Они были перекрыты свежим осадком при затоплении и сохранились.

И вот мы случайно узнали, что бывают не только ископаемые животные и растения, но даже уцелевшие ископаемые следы, эфемерные, т. е. легко исчезающие: отпечатки ног бежавшего или тела ползазшего животного. Теперь мы не станем удивляться, что сохраняются в ископаемом виде даже отпечатки отдельных капель дождя, падавших на высохший берег озера или моря, представляющие круглые плоские впадины разного диаметра, окруженные чуть заметным валиком, которые капля выбивала на поверхности ила или глины (рис. 274).

Сохраняются следы волнового движения воды в виде так называемой волновой ряби и ряби течений, т. е. тех неровностей, которые создает на поверхности песчаного или глинистого дна легкое волнение воды озера или моря или течение реки (рис. 275). Эти следы состоят из плоских гребешков, отделенных друг от друга желобками, плоскими впадинами и похожих на ту рябь, которую ветер создает на поверхности песка, как мы уже знаем (). Их часто неправильно называют волноприбойными знаками, т. е. связывают с гребешками, образующимися на берегу; последние встречаются гораздо реже и имеют другие очертания (рис. 276).

Тщательно изучая их строение, форму гребешков и крупность зерен на гребешках и в желобках, можно определить, создана ли эта рябь ветром на суше, течением или волнами под водой, и определить направление течения, волн и ветра.

В обрыве берега реки или на склоне оврага, в стенке ямы, в которой добывают песок или кирпичную глину, можно увидеть под слоем темной растительной земли или чернозема, в желтой подпочве серые и черные круглые или неправильные пятна разной величины. Это ископаемые кротовины или норы животных, заполнившиеся материалом сверху; в них попадаются кости этих животных или остатки их пищи. На глыбах некоторых горных пород, особенно известняков, на берегу моря, выше его современного уровня, нередко попадаются в большом количестве какие-то странные глубокие ямки. Это отверстия, высверленные двустворчатыми моллюсками, которые сидели в этих ямках в то время, когда уровень воды был выше и покрывал их. В ямках даже попадаются самые створки. Они доказывают, что берег поднялся или что море отступило, что дно его опустилось.

Все эти следы представляют собой документы, по которым можно судить о далеком прошлом нашей Земли. Они подобны тем рукописям, которые хранятся в архивах и по которым историк судит о минувших событиях жизни данного государства. Историк изучает не только содержание рукописи, но также шрифт, изображение отдельных букв, которое менялось со временем; он изучает цвет и качество бумаги, цвет чернил или туши, которыми рукопись написана. Более древние документы писались не на бумаге, а на пергаменте, изготовленном из кожи, на папирусе, изготовленном из растения лотос.

Еще более древние документы писались не чернилами или тушью, а вырезались на деревянных дощечках или выдавливались на глиняных табличках, которые потом обжигались. А еще более древние, тех времен, когда человек не изобрел еще знаков для изображения слов своей речи, но уже научился рисовать животных, на которых охотился или с которыми боролся за свою жизнь, представляют рисунки, сделанные красной или черной краской на стенах пещер, на гладкой поверхности утесов или выдолбленные на них резцом (рис. 277). Все эти документы необходимы историку, археологу и антропологу для выяснения истории человека.

А рисунки древнего человека интересны и для геолога, так как дают понятие о животных, которые существовали одновременно с ним. Так, изображение мамонта (рис. 277) при всей его грубости все-таки передает правильно и общую форму тела, и положение бивней, в особенности же волосатость, что говорит о жизни его в холодном климате. В этом отношении показательно сравнение этого древнего рисунка с реконструкцией мамонта, сделанной современными учеными на основании находок целых трупов этого животного в вечно мерзлой почве на севере Сибири ().

Историю Земли также изучают по документам, по тем следам, которые мы указали, и по еще более многочисленным, которые оставляют все геологические процессы, выполняя свою работу по созданию и преобразованию лика Земли. Совокупность этих следов представляет огромный геологический архив, который геолог должен научиться разбирать и толковать, как историк разбирает и толкует рукописи государственного архива.

Геолог идет шаг за шагом по этим следам, внимательно изучая их, сравнивая друг с другом, комбинируя свои наблюдения, чтобы в результате придти к определенным выводам. Геолог в сущности - это следопыт.

Таким образом, первой задачей геолога-следопыта является изучение обнажений - естественных выходов горных пород, повсюду, где они имеются в исследуемой местности. Он должен определить, какие горные породы слагают обнажение, в каком порядке они лежат друг на друге, какой их состав и цвет, лежат ли они горизонтально или дислоцированы, согласно или несогласно. Он должен определить простирание и падение слоев, если они нарушены, а также трещин, если последние образуют правильные системы, пересекая все слои.

Если обнажение состоит из изверженной породы, задачи следопыта несколько меняются. Интрузивная порода представит или однообразную массу, в которой придется измерять трещины и расположение кристаллов, по которым можно определить направление течения магмы; или же в ней можно будет заметить включения каких-то других пород, захваченных при вторжении, или так называемые шлиры - скопления одного из минералов, входящих в состав породы (темных, например черной слюды, реже светлых - полевого шпата, кварца).

В вулканических породах может быть обнаружена слоистость - перемежаемость потоков лавы разного состава и строения или перемежаемость лавы и туфа. Тогда нужно определить их залегание.

Присутствие в одном обнажении изверженной и осадочной пород усложняет задачи следопыта. Мы нашли, например, что гранит соприкасается с толщей осадочной породы, состоящей из песчаника (рис. 281). Тщательное изучение границы между ними, так называемого контакта, покажет, что песчаник вблизи гранита не нормальный, а измененный, метаморфизован-ный, и что кое-где от гранита отделяются тонкие прожилки, врезающиеся в пласты песчаника. Этого будет достаточно, чтобы сказать, что гранит моложе песчаника, а окаменелости в последнем помогут определить и возраст гранита; например, если они верхнедевонские, то гранит будет моложе девона.

В другом обнажении той же местности мы найдем тот же гранит, соприкасающийся с толщей песчаника, на первый взгляд такого же, как и в предыдущем случае (рис. 282); но изучение контакта покажет, что прожилков гранита в песчанике нет и что песчаник не изменен, а вблизи контакта содержит мелкие обломки и отдельные зерна гранита. Это доказывает, что гранит древнее: он уже не только затвердел, но даже вследствие размыва выходил на поверхность земли, и на его размытом откосе отлагался песчаник (рис. 283).

Если в последнем найдутся окаменелости, например, нижнепермского возраста, мы сделаем вывод, что гранит древнее перми, а по совокупности обоих обнажений установим, что интрузия гранита произошла в течение каменноугольного периода и скорее в начале, чем в конце, так как для размыва интрузии необходимо отвести достаточное время.

Изучение рельефа

Второй задачей следопыта-геолога, выполняемой параллельно с первой, является изучение рельефа местности, отношение которого к составу и строению земной коры необходимо знать для выяснения истории развития этой местности. Нужно определить, представляет ли она часть горной страны, плоскогорья или равнины, или сочетание этих форм, имеет ли горная страна резкие, так называемые альпийские формы или более округленные, сглаженные, называемые горами средней высоты, или же широкие увалы, или цепи и группы холмов. Формы возвышенностей, характер склонов речных долин, ширина их, присутствие или отсутствие речных террас, особенности русла и течения рек и пр. позволят определить, в какой стадии цикла эрозии находится изучаемая местность. Возраст, состав и условия залегания горных пород, выступающих в обнажениях, в совокупности с рельефом помогут выяснить более или менее подробно, в зависимости от плохой или хорошей обнаженности, от степени детальности исследования, а также от опытности и усердия следопыта, историю развития.

Возьмем для примера почти-равнину, стадию дряхлости цикла эрозии. На ней кое-где поднимаются плоские холмы, так называемые остаточные горы или останцы; местами встретится грядка твердых камней, кое-где среди травы торчит сглаженный выход гранита или вся почва между травой усеяна его дресвой; в овражке обнажено несколько разрушенных пластов известняка, песчаника или сланца. Следопыт-геолог изучит все эти, на первый взгляд маловажные, документы, обмерит, как лежат пласты, куда тянутся, в какую сторону наклонены, определит состав всех выходов, найдет в них окаменелости, определит возраст пластов и последовательность минувших событий, нанесет свои наблюдения на карту местности и расскажет своему неученому спутнику (который помогает ему в работе) всю историю этой страны: какие горы стояли когда-то на месте этой равнины, из каких пород они состояли, куда тянулись горные складки, были ли на них вулканы или же в глубине изверженные массивы, когда образовались эти горы и когда они были уничтожены. Следопыт-геолог, изучая следы - документы прежних событий, разгадывает историю местности, по которой его спутник ходил многие годы и не знал, что он топчет последние остатки альпийских гор, проходит незаметно через прежние высокие хребты и спокойно сидит на траве на том месте, где когда-то клокотала расплавленная лава вулкана.

Третью задачу следопыта-геолога, выполняемую одновременно с двумя первыми, составляет нахождение и изучение полезных ископаемых всякого рода, которые могут встретиться среди горных пород исследуемой местности. Он должен определить их качество, условия залегания и в зависимости от этих данных выяснить, заслуживает ли найденное месторождение постановки предварительной разведки, без которой во многих случаях нельзя решить, имеется ли достаточное количество обнаруженного в отдельных выходах полезного ископаемого, т. е. имеет ли это практическое значение. При хорошей обнаженности удается решить вопрос о вероятном количестве полезного ископаемого в общих чертах по наблюдениям на месте и после изучения и анализа взятых проб ископаемого в лаборатории; анализ определит процентное содержание руды или другого минерала в жиле, залежи или в горной породе. При недостаточной обнаженности необходима разведка - углубление шурфов, проведение более или менее глубоких канав на склонах или на равнине, бурение скважин. Это и составляет задачи предварительной разведки, в которой в последние годы, благодаря изобретению точных инструментов, начали применять и методы геофизические, основанные на определении магнетизма, электропроводности, силы тяжести и распространения сейсмических волн, вызываемых взрывами, в разных горных породах и полезных ископаемых.

При поисках полезных ископаемых следует обращать внимание на остатки древних выработок руд - воронкообразные ямы, щелеобразные выемки, заваленные шахты и штольни, скопления древних шлаков и литейных форм и т. д.; вблизи таких старых рудников можно обнаружить месторождения, из которых добывалась руда в доисторические времена.

Окаменелости, их сбор и хранение

Мы уже знаем, что остатки прежде существовавших животных и растений, погребенные в пластах осадочных горных пород, имеют большое значение для определения относительного возраста толщ, их содержащих. Они указывают не только возраст, но также ту среду, в которой данные организмы существовали. Так, остатки водорослей указывают, что породы отлагались в воде, остатки наземных растений - на отложения в озерах, болотах или же в море, но вблизи берега (если пласты, содержащие их, перемежаются с пластами, содержащими морские организмы).

Кости сухопутных млекопитающих попадаются в отложениях на суше или в озерах. Раковины с толстыми створками живут в мелком море, где волнение распространяется до дна, а раковины с тонкими створками - на большой глубине. Ископаемые кораллы указывают на теплоту морской воды, а некоторые моллюски - на ее низкую температуру. Зубы акул попадаются только в морских осадках, а панцыри палеозойских рыб - в отложениях устьев рек, лагун и мелкого моря. Отпечатки насекомых известны исключительно из континентальных отложений.

Морские отложения, особенно менее глубоководные, богаче окаменелостями, чем континентальные, и фауна их наиболее разнообразна; губки, кораллы, морские лилии, звезды, ежи, разные моллюски, плеченогие, ракообразные встречаются в них в изобилии. В самых глубоководных отложениях можно найти только низшие формы - разных фораминифер, радиолярий и диатомей.

В континентальных отложениях чаще встречаются остатки растений, чем остатки животных; но местами последние обильны, и кости позвоночных слагают целые слои, например, в пермских отложениях на Северной Двине, в триасе Кировской области, в меловых и третичных отложениях Северной Америки, Монголии, Казахстана.

Из осадочных пород наиболее часто содержат окаменелости мергели, битуминозные и глинистые известняки, известковые и глауконитовые пески, но нередко также песчаники и глинистые сланцы. Кварциты и кварцевые песчаники обыкновенно очень бедны органическими остатками; в конгломератах могут находиться только крупные и твердые остатки, выдержавшие трение и удары галек и валунов в полосе прибоя или в русле потока, например кости и зубы позвоночных, толстые створки раковин, стволы растений. Органические остатки, особенно животных, часто являются причиной образования конкреций, т. е. стяжений, богатых известью и совершенно окутывающих окаменелость, которая обнаруживается при разбивании конкреций. В последних попадаются аммониты и другие моллюски, рыбы, кости позвоночных, даже целые скелеты их, вокруг которых постепенно нарастало стяжение. Поэтому конкреции в пластах осадочных пород необходимо разбивать, чтобы обнаружить, нет ли в них окаменелостей. В интрузивных породах органических остатков, конечно, нет, в вулканических они чрезвычайно редки, но в туфах, особенно тонкозернистых и яснослоистых, иногда встречаются очень хорошие отпечатки, главным образом растений.

Окаменелости попадаются в горных породах или порознь, единичными экземплярами, или же отдельные пласты богаты ими или даже сплошь состоят из них. Такие пласты образуются, например, из кораллов, водорослей, плеченогих, моллюсков, костей и их обломков; кораллы слагают целые ископаемые рифы, водоросли - толстые пласты, ракушки - раковинные банки. Растения чаще всего образуют отпечатки в тонком слое породы, который может быть богат ими по всей своей поверхности. Пласты и пропластки угля целиком состоят из растительного материала, но он превращен в сплошную массу, и отдельные формы (листья, стебли) редко различимы; зато в почве или кровле пласта угля часто попадаются хорошие отпечатки.

Остатки беспозвоночных представляют твердые части их тела - раковины моллюсков и плеченогих, стебли и руки морских лилий, панцыри и иглы ежей, скорлупки фораминифер и панцыри ракообразных; первоначальный материал замещен углекислой известью, реже кремнеземом, иногда серным колчеданом, прячем заполняется породой и место, занимавшееся мягкими частями тела.

От млекопитающих сохраняются их кости порознь или в виде целых скелетов, сохраняются также щитки панцырей рыб, пресмыкающихся, земноводных, зубы, иглы их, рога и зубы млекопитающих. Только в исключительных случаях, в вечно мерзлой почве Сибири и в асфальте, сохраняются мягкие части тела, внутренности, кожа.

Такие находки имеют особенно большое научное значение. Они позволили воссоздать с полной точностью облик волосатого носорога и мамонта, тогда как многочисленные реконструкции других высших животных, сделанные разными учеными, не так надежны; они выполнены на основании скелетов, часто очень неполных, и без данных о характере и цвете кожного покрова.

Остатки животных легче всего удается обнаружить на выветрелой поверхности горных пород в обнажениях и в осыпях у их подножия, так как они имеют другой состав, а иногда и большую твердость, чем содержащие их породы, и поэтому несколько выдаются при выветривании и освобождаются при разрушении породы. Поэтому следопыт-геолог прежде всего внимательно осматривает мелкие продукты выветривания в осыпях, поверхность глыб, лежащих у подножия, и поверхность самого обнажения. Если порода содержит фауну, последняя почти всегда будет обнаружена при таком осмотре. Только окаменелости, собранные в осыпях и отдельных глыбах, не следует смешивать с добытыми в самом обнажении, так как они могли вывалиться из разных горизонтов последнего. Каждое обнажение при геологических исследованиях получает отдельный номер в описании и на карте, а пласты разных пород, слагающие его, обозначаются отдельными буквами при том же номере. Поэтому фауна, добытая в самом обнажении, будет иметь номер с буквой, соответствующей пласту, из которого она взята, а фауна, собранная в осыпи,- только один номер.

Галька в русле ручья или речки нередко представляет окатанные окаменелости и служит указанием для поисков выхода соответствующей породы вверх по течению.

Обнаружив в обнажении органические остатки, их добывают при помощи молотка и зубила, стараясь выворотить крупный кусок, содержащий остатки, чтобы потом осторожно раскалывать его по слоям или оббивать по углам, если порода не слоиста. Бить молотком по самой окаменелости, конечно, нельзя. Кусок, богатый остатками, лучше унести целиком, чтобы на досуге тщательно обработать его дома. В мягких породах ископаемые осторожно вынимают при помощи зубила вместе с окружающей породой. При сборе нельзя смешивать друг с другом окаменелости, взятые из разных слоев одного обнажения, а тем более собранные в разных обнажениях. Нельзя полагаться на память; каждый образчик должен получить немедленно свой номер с буквой, написанной химическим карандашом на нем или на ярлычке, и должен быть завернут в бумагу.

Растительные отпечатки на плоскости напластования сланцев или песчаников большей частью состоят из тонкой пленки угля, которая легко отваливается. Поэтому для переноски и перевозки их необходимо закрыть слоем ваты и затем завернуть в бумагу. Вату применяют также для защиты хрупких раковин, мелких костей, отпечатков насекомых и пр. Мелкие ракушки и другие остатки лучше собирать в коробки или банки от консервов, перекладывая ватой и вложив этикетку с номером обнажения и слоя. Окаменелости, завернутые в бумагу, уносят домой (или на стоянку следопыта) в рюкзаке, в вещевом мешке или в плечевой сумке (или в простом мешке или в корзинке), потом пересматривают, снабжают аккуратными ярлычками с точным обозначением места сбора и хранят в коробочках. Чтобы не перепутать при просмотре и сравнении, нужно написать на каждом образчике химическим карандашом или тушью его номер и букву. Для пересылки по почте в другой город образчики, завернутые в вату и бумагу, упаковывают в ящик, укладывая их плотно один к другому.

Конкреции, в которых подозревается наличие окаменелостей, всего лучше положить в огонь небольшого костра, но не раскалять их, а только сильно нагреть и затем бросить в воду или полить водой; они разваливаются на куски, растрескиваясь вдоль поверхности окаменелости и освобождая последнюю. Кости позвоночных часто заключены в конкрециях громадной величины, которые могут быть добыты только специальными раскопками и опытными людьми. Поэтому в случае открытия таких конкреций следопыт только точно записывает и отмечает на карте место их нахождения, чтобы сообщить о нем Академии наук или университету, которые могут организовать раскопки. В других случаях такие кости бывают заключены в глине, суглинке, песке или песчанике, но в таком истлевшем виде, что при попытке добычи разрушаются; неопытному следопыту также не следует добывать их, а записать и отметить место на карте и сообщить о нем, так как добыча подобных остатков требует специальных приемов и опытности.

Снаряжение следопыта

Мы, конечно, не будем описывать здесь снаряжение специалиста-геолога, отправляющегося в экспедицию, так как об этом говорится в соответствующих руководствах. Мы можем указать только снаряжение любителя, желающего познакомиться с приемами полевой работы и с геологией окрестностей того места, где он живет.

Снаряжение следопыта-геолога состоит из молотка, зубила, горного компаса, записной книжки, лупы, сумки или сетки и небольшого запаса оберточной бумаги и ваты.

Молоток (если возможно достать) - так называемый геологический, у которого один конец головки, боек, тупой, а другой заострен клином поперек рукоятки или же заострен пирамидой, как у кайлы; последний фасон удобен для работы в рыхлых породах, первый - в твердых. Размер молотка должен быть средним, головка его должна весить около 500 граммов. Если нет геологического молотка, можно взять небольшой кузнечный или обойный; но для работы в твердых породах нужна, чтобы закалка его была не слишком мягкая, так как иначе он будет расплющиваться от ударов и скоро сделается негодным.

Зубило представляет полоску стали с круглым или прямоугольным поперечным сечением, вытянутую на одном конце в виде острого клина; железное зубило на остром конце должно быть наварено сталью. Длина зубила 12-15 сантиметров, вес от 250 до 500 граммов. Зубило нужно для выбивания минералов и окаменелостей, для откалывания кусков горной породы; во время работы его вставляют концом клина в трещину и бьют молотком по тупому концу.

Горный компас отличается от обыкновенного карманного тем, что коробка с лимбом и магнитной стрелкой прикреплена к латунной или алюминиевой квадратной или прямоугольной дощечке и что знаки В и 3 или О и W, т. е. востока и запада, переставлены один на место другого. Деления на лимбе идут от 0 до 360° против часовой стрелки. Кроме того, под стрелкой на ее оси привешен грузик с указателем, и на лимбе в обе стороны от буквы В (или О) нанесены еще деления от 0 до 90° для определения угла падения пластов. Покупая компас, нужно убедиться в том, есть ли у стрелки зажим в виде винтика вне коробки (который должен прижимать стрелку к стеклу при ношении компаса в кармане), свободно ли он действует, хорошо ли качается стрелка, постепенно уменьшая размахи. Коробка компаса должна иметь латунную или алюминиевую крышку. Хорошо, если компас имеет футляр из кожи или крепкой материи. В настоящее время существуют компасы из пластмассы.

Карманная лупа нужна для рассматривания мелкозернистых горных пород, окаменелостей и минералов; лупы бывают в металлической, роговой или костяной оправе; увеличение желательно около пяти раз.

Записная книжка с карандашом - для записи наблюдений, лучше с бумагой в клетку для зарисовки обнажений.

Сумка нужна для ношения собранных образчиков, провизии при далекой экскурсии и запаса бумаги и ваты. Вещевой мешок (рюкзак) вместителен и не мешает работе, но для вынимания и вкладывания чего-нибудь его надо снимать. Хороши и сетки, употребляемые охотниками для помещения убитой дичи, или полевые сумки на ремне.

Бумага и вата необходимы для заворачивания образцов горных пород и окаменелостей, снабженных ярлычком с номером, чтобы не перепутать их при переносе.

Для рыхлых и рассыпающихся пород нужно иметь несколько небольших мешочков, которые легко склеить из бумаги. Еще лучше заготовить себе такие мешочки из холста или бязи, шириной 10 сантиметров, длиной 15-16 сантиметров, с завязками из бечевки, штук 20-30, занумеровать их химическим карандашом по порядку и вкладывать в них собираемые образцы горных пород в порядке сбора, отмечая в записной книжке только номер мешочка, содержащего образец из данного обнажения. Это избавляет от заворачивания образца в бумагу и писания ярлычка в поле. Все эти операции делаются уже дома, при разборе собранной коллекции, а мешочки освобождаются для следующей экскурсии.

Дневник очень полезно вести, излагая в нем подробнее (чернилами в тетради) все наблюдения, сделанные во время экскурсии. В поле можно записывать их в записной книжке наскоро, сокращенно, при зарисовке обнажений. Дома, на свежую память, все подробности будут изложены и рисунок составлен аккуратно, с раскраской цветными карандашами.

Величина образчиков бывает очень различна, от 3X5 др 7X10 сантиметров (ширины и длины; толщина зависит от качества породы, но вообще не больше ширины). Молодой следопыт может ограничиться небольшими. Необходимо, чтобы с нескольких сторон образец был оббит, т. е. имел свежие изломы, а не выветрелую поверхность. Окаменелости, конечно, оббивать нельзя. Для хранения коллекций нужно завести плоские коробочки из картона по размеру образцов.

В кармане следует иметь перочинный ножик для очинки карандаша и испытания твердости минералов и пород. Не мешает иметь хотя бы маленькую рулетку с лентой длиной 1 метр для измерения мощности пластов и жил.

По возможности следует приобрести хорошую топографическую карту местности. Она будет очень полезна для ориентировки, выбора маршрутов и нанесения на ней осмотренных обнажений. Карту нужно наклеить на холст или на коленкор, разрезав на части карманного формата, так как бумажная карта, согнутая в такой формат, скоро протирается на сгибах при ношении в кармане. Карту надо очень беречь от сырости, а подмочив, осторожно высушить и разгладить.

Портативный фотоаппарат полезно иметь с собой для фотографирования рельефа местности и обнажений в дополнение к их описанию.

В заключение укажем, как определить посредством компаса условия залегания толщи осадочных пород. При ее наклонном положении каждый пласт имеет известное простирание и падение в ту или другую сторону под некоторым углом; измерения линии простирания, направления и угла падения определяют условия залегания. Нужно выбрать ровную площадку на плоскости напластования одного из пластов в обнажении и приложить к ней компас длинной стороной его дощечки в горизонтальном положении; прочертив карандашом линию вдоль края дощечки, мы получим линию простирания АБ. Опустив зажим стрелки компаса и подождав, пока она успокоится, запишем показание одного из ее концов. Положим, что один конец показывает СВ (NO) 40°, а другой ЮЗ (SW) 220°. Линия простирания имеет, следовательно, азимут СВ 40° или ЮЗ 220°; предпочитают записывать северные румбы для однообразия. Теперь повернем дощечку компаса на 90°, т. е. приставим ее узкой стороной к линии простирания, но так, чтобы северный конец дощечки, т. е. часть лимба, где стоит знак С (N), был направлен в ту сторону, в которую пласт наклонен. Запишем показание обязательно северного конца стрелки, а не южного. Пусть оно будет СЗ (NW) 310°; пласт, простираясь с юго-запада на северо-восток, падает на северо-запад. Азимут падения всегда должен отличаться на 90° от азимута простирания, так как линия падения перпендикулярна к линии простирания (рис. 285).

Теперь повернем дощечку компаса на бок и приставим ее вертикально длинной стороной к линии падения ВГ; грузик, вращающийся вокруг оси стрелки, покажет нам угол наклона, т. е. падение пласта, например 32°. Результаты измерения запишем так:

Прост. СВ (NO) 40°; пад. СЗ (NW) Z 32°.

Азимут падения мы не пишем, так как он отличается на 90° от азимута простирания. Поэтому можно ограничиться записью и одного падения, но тогда нужно писать его азимут, т. е. СЗ (NW) 310° Z 32°. Эта запись вполне определяет, что простирание будет СВ (NO) 40°.

Если следопыт имеет только обыкновенный карманный компас в круглой коробке, то простирание и падение он сможет определить только приблизительно, на глаз, сравнивая, в какую сторону отклоняется линия простирания от северо-южной линии компаса, с которой должна совпадать и стрелка, и в какую сторону наклонен пласт. Угол падения также будет определен на глаз.

Простирание и падение жил и трещин отдельности измеряются, так же как и у пластов, на ровной площадке. Если последней нет, измерение производится на глаз в воздухе и, конечно, не так точно.

Мы заканчиваем нашу книгу, в которой старались показать читателю интерес и практическое значение науки о Земле, а также объяснить, что и как можно наблюдать на обширной территории нашей родины, располагая некоторой подготовкой и самыми простыми инструментами. Природные условия СССР так разнообразны, что живущий в любой местности молодой следопыт найдет вокруг себя достаточно материала для наблюдений над составом и строением Земли и его соотношением с современным рельефом. Он может обнаружить и собрать окаменелости, описать интересные обнажения, найти признаки полезных ископаемых и сделаться знатоком ближайших окрестностей места своего жительства. Помочь ему в этой работе, познакомить с основами геологии и являлось задачей этой книги. А для дальнейшего углубления и расширения геологических знаний молодым следопытам можно рекомендовать нижеследующие руководства и пособия.