Лабораторная работа 2. Расположите геологические периоды в хронологическом порядке и напишите их условные буквенные обозначения – геологические индексы

Лабораторная работа №1

Вариант 4

Задание 1

Расположите геологические периоды в хронологическом порядке и напишите их условные буквенные обозначения – геологические индексы. Между породами какого возраста имеется стратиграфический перерыв?

Девонский, юрский, меловой, силурийский

K, J, D, S – меловой, юрский, девонский, силурийский.

Стратиграфические перерывы есть между породами юрского и девонского периодов.

Задание 2

На геологической карте даны условные обозначения γPR и βN. Это индексы состава и возраста магматических горных пород. Прочитайте их наименования и относительный возраст. Какая из пород образовалась раньше?

βK1; λK2 – читаются соответственно: базальты нижнего мела, риолиты позднего мела.

Базальты – эффузивные породы основного состава нормальной щелочности.

Риолиты – эффузивные породы кислого состава нормальной щелочности.

Раньше образовались породы нижнего мела.

Задание 3

Выписать определение геологической карты и основные её виды.

Это карта, отображающая на топографической основе геологическое строение определенного участка внешней поверхности земной коры. На геологической карте изображается распределение на земной поверхности различных геологических образований. Она строится на основании стратиграфического принципа.

Геологические карты делятся по объектам картографирования на основные типы:

-Стратифицированные (стратиграфические)

-Нестратифицированные (магматические, метаморфические, импактные)

-Прочие тематические карты

В зависимости от содержания и назначения выделяют карты:

-Геоморфологические

-Геофизические

-Геохимические

-Геоэкологические

-Гидрогеологические

-Инженерно-геологические

-Литологические, литолого-петрографические, литолого-фациальные

-Металлогенические

-Неотектонические

-Палеогеологические

-Палеогеографические

-Полезных ископаемых

-Стратиграфические

-Тектонические

-Четвертичных отложений

и другие.

Задание 4

Выписать определение геологической карты и основные её виды.

Геологическая карта отображает геологическое строение какого-либо участка верхней части земной коры. Представляет собой результат геологической съёмки. Могут быть составлены также на основании обработки материалов, накопленных при геологических исследованиях и позволяют делать заключения о строении и развитии земной коры, закономерностях распространения полезных ископаемых; служат основой при проектировании поисковых и разведочных работ, проведении инженерно-геологических изысканий, строительных работ, изысканий по водоснабжению и мелиорации.

В зависимости от содержания и предназначения различают: карты антропогеновых (четвертичных) отложений, тектонические, литологические, палеогеографические, гидрогеологические, инженерно-геологические, карты полезных ископаемых, прогнозные и геохимические.

Задание 5

Выписать определение геологического разреза.

Это вертикальное сечение земной коры от поверхности в глубину. Геологические разрезы составляются по геологическим картам, данным геологических наблюдений и горны выработок (в т.ч. буровых скважин), геофизических исследований и др. Геологические разрезы ориентируют главным образом вкрест или по простиранию геологических структур по прямым или ломаным линиям, проходящим при наличии глубоких опорных буровых скважин через эти скважины. На геологические разрезы оказывают условия залегания, возраст и состав горных пород. Горизонтальные и вертикальные масштабы геологических разрезов обычно соответствуют масштабу геологической карты.

Задание 6

На рис. 1 изображены фрагменты геологических карт-схем территорий с примерно гори- зонтальной поверхностью рельефа масштаба 1:2000. Покажите возможный разрез по линии 1–1 в предположении, что слои горных пород залегают согласно и каждый слой в пределах карты имеет постоянную мощность. Какая форма нарушенного залегания пород (дислокация) видна на карте и разрезе? Между породами какого возраста наблюдается стратиграфический перерыв?

На карте отражена форма дислокации горных пород – моноклиналь; стратиграфическое несогласие присутствует между породами триаса и палеогена.

Лабораторная работа 2

ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ

Задание 1

Выяснить и записать в тетрадь, что изучает гидрогеология, её основные цели и задачи.

Гидрогеология – наука геологического профиля.

Гидрогеология изучает подземные воды, находящиеся в земной коре, их происхождение, состав и свойства, залегание, распространение и взаимодействие с горными породами, атмосферой, наземной гидросферой, биосферой и веществом мантии Земли. Она изучает условия образования месторождений подземных вод, их роль в геологических процессах и формировании месторождений полезных ископаемых (рудных, нефтяных, газовых), разрабатывает методы поисков и разведки месторождений подземных вод различных типов, оценки их ресурсов, восполнения запасов, управления режимом эксплуатации залежей и решает разнообразные задачи по инженерному обеспечению строительства, мелиоративного освоения земельных территорий и отработки месторождений полезных ископаемых.

Исходя из таких целей, в гидрогеологии выделяются две части – фундаментальная и прикладная, причем фундаментальная гидрогеология подразделяется на теоретическую и региональную. Теоретическая часть гидрогеологии направлена на использование точных наук в гидрогеологических исследованиях, и ее подразделения соответствуют основным физико-химическим процессам, протекающим в подземных водах. В этой части выделяются гидродинамика, гидрохимия и геотермия, занимающиеся изучением движения, химического состава и теплового поля подземных вод. В региональной гидрогеологии рассматриваются, главным образом, пространственные закономерности формирования подземных вод, опирающиеся, главным образом, на геологические построения.

Вместе с тем для региональных исследований характерно все более широкое использование количественных методов теоретической гидрогеологии. В этом направлении наиболее интенсивно развивается региональная гидрохимия, гидродинамика, геотермия.

Построение региональной гидрогеологии целесообразно начать с построения геолого-структурных основ формирования подземных вод. Особый раздел региональной гидрогеологии представляют гидрогеологическая съемка и картирование. В этом разделе дается обоснование путей регионального изучения подземных вод и наглядного представления зональностей их формирования.

Прикладная гидрогеология имеет конкретную хозяйственную направленность, по характеру которой производится разделение этого направления на отдельные дисциплины. Наиболее крупную дисциплину этого направления представляют собой поиски и разведка подземных вод для целей водоснабжения. Кроме того, здесь же рассматриваются работы по поискам и разведке лечебных и термальных вод. Вопросы управления подземными водами в хозяйственных целях рассматриваются в горной гидрогеологии при разведке месторождений полезных ископаемых, в мелиоративной гидрогеологии, в задачу которой входит гидрогеологическое обоснование сельскохозяйственных мелиораций, в инженерной гидрогеологии, занимающейся вопросами гидрогеологического обоснования строительства и эксплуатации инженерных сооружений. В прикладной гидрогеологии значительное место должно занимать решение вопросов охраны подземных вод.

Задание 2

Концентрация каких ионов влияет на жесткость воды?

Различают временную (карбонатную) жёсткость, обусловленную гидрокарбонатами кальция и магния Са²⁺, НСО₃^-, Mg²⁺, СО₃^2-, и постоянную (некарбонатную) жёсткость, вызванную присутствием других солей, не выделяющихся при кипячении воды: в основном, сульфатов и хлоридов: Са²⁺, Mg²⁺, SO₄^2- и Cl^-.

Задание 3

Запишите приведенные ниже результаты химического анализа воды в виде формулы Курлова. Определите виды жесткости и дайте наименование воды с учетом информации, полученной в результате химического анализа воды.

Вода хлоридная магниево-натриевая сильносолоноватая слабощелочная весьма горячая класс В. Жесткость карбонатная (временная) мягкая.

Задание 4

По результатам химического анализа подземной воды, выраженным в виде формулы Курлова и приведенным ниже, про­читайте наименование воды и вычислите в %-экв. содержание главных ионов, не указанных в формуле.

Вода хлоридная кальциево-натриевая соленая весьма горячая, класс С.

Вычисленные %-экв неуказанных ионов: HCO₃0,Mg5.

Задание 5

В чем принципиальное отличие водоносных слоев от водоупорных? Какие из перечисленных литологических разностей – пески, глинистые сланцы, известняки, галечники, соли, глины, аргиллиты – могут быть водоупором? Какие из названных горных пород могут быть водоносными. Объясните почему.

Водоносный слой - каменистая порода, часто песчаник или известняк, которые способны как накапливать, так и пропускать воду благодаря своей проницаемости и пористости.

Водоупор – относительно водонепроницаемый слой горной породы, ограничивающий снизу или сверху водоносный пласт.

Главное отличие: водоносный слой накапливает или пропускает воду, водоупорный – не пропускает, является для воды ограничением при движении.

Водоупором могут быть: известняки (нетрещиноватые), глинистые сланцы, глины, соли. При высокой плотности, низкой пористости и отсутствию крупных трещин и полостей водоупорами также могут быть аргиллиты.

Водоносными могут быть: пески, галечники, аргиллиты. Также воду могут пропускать или накапливать трещиноватые разности известняков и солей.

Водопроницаемость пород характеризуется их рыхлостью, наличием пор и пустот для проникновения и передвижения воды. В свою очередь плотные породы без трещин воду не пропускают и являются водонепроницаемыми.

Задание 6

Нарисуйте схематический разрез. Покажите на разрезе характеристики
водоносных горизонтов, указанные в задании.

«Кровля и подошва водоупоров межпластовых безнапорных вод, глубина залегания уровней, мощность водоносного горизонта, возможные области питания и дренирования».

Задание 7

Какие из перечисленных наименований подземных вод: артезианские, агрессивные, солоноватые, грунтовые, минеральные, поровые, кислые, пресные, жесткие, хозяйственно-питьевые, на­порные, верховодка, карстовые, нейтральные, мягкие, технические, безнапорные, промышленные, щелочные, межпластовые, термаль­ные, рассольные, трещинные – используются для их классифика­ции по указанному ниже признаку.

Классификационный признак: Форма водовмещающего пространства

Поровые, карстовые, межпластовые, трещинные.

Задание 8

Буровой скважиной (абс. отметка устья 54,6 м) вскрыты (сверху вниз) следующие слои (м): до 10,4 – супеси, 10,4...25,6 – твердые глины, 25,6...32,0 – пески крупные и глубже –суглинки, вскрытая мощность которых 8,0 м. Уровень первого водоносного горизонта установился на глубине 4,2 м от устья скважины. Уровень второго водоносного горизонта появился на глубине 25,6 м и установился в обсадных трубах на глубине 1,5 м от устья скважины. Начертите схематическую колонку скважины и определите то, что указано в задании.

Задание: Напор над кровлей нижнего водоупора и подошвой верхнего водоупора

Напор над кровлей нижнего водоупора: 30,5м.

Напор над подошвой верхнего водоупора: 24,1м

Задание 9

Двумя скважинами, расположенными на расстоянии 140 м по направлению потока напорных вод, под водоупорными песча­никами с прослоями глин вскрыт слой водоносных галечников, подстилаемых плотными глинами. Используя приведенные ниже данные замеров, графически постройте расчетную схему и опреде­лите расход потока шириной 15 м.

По формуле q = kb(H₁ – H₂) (m₁+m₂) /(2L), где k – коэффициент фильтрации; b – ширина потока; m₁ и m₂ – мощности водоносного слоя в скважинах 1 и 2; Н₁ и Н₂ – напоры в скважинах 1 и 2,); L – расстояние между скважинами, высчитываем:

q=24,2 ∙ 15 ∙ (43,8 – 42,0) ∙ (15,5 + 17,2) / (2∙140) = 152,61 м²/с