Горные породы Воротынского района: распространение и хозяйственное использование

Размещено на http://www.allbest.ru/

Управление образования и молодёжной политики администрации Воротынского муниципального района Нижегородской области

МОУ Воротынская средняя общеобразовательная школа

Секция урбоэкология

Исследовательская работа

Горные породы Воротынского района: распространение и хозяйственное использование

р.п. Воротынец 2010

Оглавление

Введение

Глава 1. Минералогия как наука

1.1 История минералогии и её основоположники

1.2 Современная минералогия

Глава 2. Минералы и горные породы: понятие, сущность, классификация

2.1 Что такое минерал и горная порода

2.2 Свойства минералов и горных пород

2.3 Перспективы добычи минералов

Глава 3. Минеральные ресурсы Воротынского района

3.1 Перечень полезных ископаемых Воротынского района

3.2 Использование глин в хозяйственной деятельности человека

3.3 Распределение горных пород и особенности природопользования, обусловленные составом отложений на территории Воротынского района

Заключение

Литература

Введение

Актуальность исследования. Необходимость изучения литогенной основы очевидна: породы, слагающие территорию, служат основой для сельского хозяйства, строительства, таят в себе полезные ископаемые. Только владея достоверной информацией о свойствах литогеной основы можно проектировать развитие хозяйственной деятельности с максимальной эффективностью, безопасностью и наименьшим нарушением функционирования природных систем.

Тема исследования актуальна ещё и в силу того, что изучению геологии и геоморфологии почти не уделено внимания в школьной программе, и уж совсем не затронута в школьном курсе не только геология, но и география отдельных районов Нижегородской области. Да и выполнение полевых исследований в рамках школьного курса практически невозможно.

Цель исследования: изучить особенности распространения горных пород и минералов на территории Воротынского района и рассмотреть их использование в хозяйственной деятельности.

Задачи исследования:

рассмотреть объект и предмет минералогии как науки;

изучить понятие и сущность минералов и горных пород;

изучить перечень горных пород и минералов Воротынского района, особенности их размещения и историю и перспективы использования в хозяйственной деятельности.

Методы исследования: экспедиционный, картографический, анализ литературы.

Теоретическая база исследования представлена работами Б.И. Фридмана, Г.С. Кулинич и других нижегородских географов и геологов.

Практическая значимость исследования заключается в инвентаризации имеющихся в районе минеральных ресурсов для развития хозяйства.

Новизна исследования. В работе приведены данные о минеральных ресурсах Воротынского правобережья, истории их использования в хозяйственной деятельности, картированы ареалы распространения различных отложений и приуроченных к ним промышленных объектов, использовавших в прошлом минеральное сырьё района (центры гончарного дела, располагавшиеся в 19 веке вблизи обнажений дочетвертичных глин), а также обозначены перспективные месторождения ещё не используемых (или используемых не в полной мере) полезных ископаемых.

Глава 1. Минералогия как наука

1.1 История минералогии и её основоположники

Естественные дисциплины: геология, физика, геофизика, занимаются крупными процессами, происходящими в земной коре, например, такими как горообразование или движения земной коры, а минералогия занимается определением и изучением внешних признаков минералов-маленьких кристаллов, которые образуют горные породы.

Корни этой удивительной науки уходят в далекое прошлое. Ещё в Древней Греции Аристотель и Теофраст детально изучали минералы, и уже тогда знали 60 видов, которые классифицировались по свойствам, пригодности к обработке и металловидным характеристикам. Эти знания широко использовались арабскими врачами. Немецкий естествоиспытатель Георга Агрикола в 1552 году написал несколько книг, в которых шла речь о металлургии и горном деле. Одно из самых важных научных открытий удалось сделать в1669 году Датскому естествоиспытателю Николаусу Стенду.

Это важнейшее открытие привело к познанию внутренней скульптуры кристалла. Опыт Стенда заключался в том, что он измерял углы между определёнными гранями кристаллов правильной формы и заключил, что углы между гранями кристаллов одного и того же вида всегда равны, и при этом не имеет значения откуда были взяты кристаллы.

Большой вклад в минералогию внесли и русские учёные. Гениальные открытия Д.И.Менделеева в области химии помогли понять соотношения между химическими элементами. Им была составлена периодическая таблица химических элементов. Так же внёс вклад в геологию президент Академии наук А.П. Карпинский, большую часть своих работ он посвятил Уралу.

Любая наука не стоит на месте, она постоянно модернизируется, делится на новые науки, более детальные науки и находит новые, эффективные способы изучения тех или иных вопросов. Так же и минералогия. В 19 веке данная наука разделилась на кристаллографию и петрографию. Кристаллография занимается изучением кристаллического состояния вещества и его структуры. Кристалл от греческого crystallios, что означает лёд. А петрография занимается изучением горных пород, которые представляют собой комплекс минералов, собранных в невзрачные скальные массы. История минералогии велика и очень интересна, но что же она представляет из себя сейчас?

1.2 Современная минералогия

Современная минералогия занимается более широким кругом вопросов. Например, поведение минералов и горных пород при высоком давлении и высоких температурах, а так же при других различных внешних факторах, влияющих на них.

Разнообразие минералов поражает, иногда, кажется, что их огромное множество, но на самом деле разных минералов не так уж много, как кажется. Такая многоликость минералов даже сбивало с толку учёных, но со временем минерологи научились отличать минералы от других веществ. Газы и жидкости не имеют кристаллического строения, следовательно, эти вещества не минералы. С тех пор минерологи строго следят за порядком в своём строю, и сразу исключают все вещества, которые не подходят под точное описание минералов. Минералы, в зависимости от химического состава, делятся на классы:

1 - самородные элементы, например, самородное серебро;

2 - сульфиды - пирит;

3 - галоиды - каменная соль;

4 - оксиды и гидроксиды - магнетит;

5 - карбонаты - кальцит;

6 - сульфаты - гипс;

7 - фосфаты - апатит;

8 - силикаты - гранат;

Горные породы делятся на магматические - породы, появившиеся в ходе извержения вулканов, метаморфические - горные породы, образовавшиеся под толщей земли при высоком давлении и высоких температурах и обломочные породы, образовавшиеся в ходе разрушения горных массивов.

Глава 2. Минералы и горные породы: понятие, сущность,

классификация

2.1 Что такое минерал и горная порода

Минералом называется вещество, химически или физически индивидуализованное, неорганической природной реакции, находящийся в кристаллической форме. Минерал - это индивидуальное химическое вещество. Он не является механической смесью. Минерал индивидуален и по физическим свойствам - это конкретно физическое тело, обладающее внешним обликом. Все минералы образуются только в естественных условиях, без участия человека. Кристаллы минералов имеют строго упорядоченную структуру химических элементов (атомов, молекул и ионов), которые располагаются в постоянных местах - узлах, их пространственное расположение называется кристаллической решёткой. Слово минерал образовано от латинского Minera, т.е. руда.

Горная порода же - это комплекс минералов. Породы представляют собой минеральные агрегаты - невзрачные тёмные массы, не представляющие собой единого минерала.

2.2 Свойства минералов и горных пород

Как известно, минералы и горные породы обладают физическими и химическими свойствами. Но порой в этих веществах человек наблюдает удивительные способности. Оказывается, что минералы могут менять свой возраст. На самом деле в этом нет ничего сверхъестественного. Эти процессы происходят из-за тех или иных природных ситуаций.

Вот как это происходит. Иногда анализ проб минералов оказывается совсем не правильным и при неукоснительном соблюдении всех правил методики изучения и с представлениями геологов с истинным месторасположением минерала в земной коре. Возникает вопрос: что же это за сила, изменяющая возраст минерала?

Очень часто под влиянием всевозможных причин отдельные химические элементы покидают решётку материнского минерала и отправляются в странствие по земле, пока не обретут нового минерала, в котором найдут себе приют до следующего момента, который заставит этот элемент снова покинуть и минерал.

Не всем химическим элементам удаётся добраться до нужного места и некоторые испаряются в воздухе. Такое явление называется миграцией элементов. Новые элементы захватывают новые места, и стоит породе утратить немного аргона или приобрести добавочный калий, как минерал качественно перерождается и его возраст уменьшается.

Также если растущий минерал захватывает избыточный аргон, или утратит калий, то этих радиоизотопов увеличивается возраст и порода становится старше, чем в действительности. С 50-х годов прошлого века для определения возраста земных слоёв стали использовать ещё одну группу геологических знаний - палеонтологию. Дело в том, что многие минералы содержат в себе железо-титановые соединения, которые обладают свойством ферромагнетизма. Эти минералы сохраняют намагниченность даже в очень маленьком магнитном поле Земли и закрепляются там. Такая намагниченность называется «термоточной». Измеряя специальной аппаратурой магнетические и ферромагнетические характеристики можно установить напряжённость магнитного поля Земли.

Некоторые минералы обладают лечебными свойствами и поэтому используются в медицине (грязелечение). Минералы обладают и другими свойствами, полезными человеку.

2.3 Перспективы добычи минералов

Я считаю, что добыча минералов и горных пород в наше время очень важна, для благосостояния человека и развития мировой экономики. С этим связан их сбыт на внутреннем и мировом рынках, а так же получения из такого минерала, как нефть, необходимого для нас топлива - бензина, керосина и других, необходимых для двигателей внутреннего сгорания.

Так же важна добыча различных руд, например, железной руды. Это позволяет человеку строить прочные механизмы, различные машины, детали, которые так необходимы для нашей техники.

Ещё важна роль горных пород в строительстве. На протяжении многих веков люди использовали горные породы для постройки жилищ, храмов, крепостей и других построек из белого известняка, так же в древности использовали кирпич с добавлением белой глины. И по сей день в состав всем нам известного белого кирпича входит белая глина. И, наконец, некоторые минералы, такие как золото, серебро, алмазы, аметисты и др. очень красивы и обладают удивительными свойствами, что позволяет использовать их в ювелирном деле. Изделия из них пользуются большим спросом. А другие их свойства позволяют использовать данные минералы в промышленности.

Таким образом, можно сказать, что минералы являются одними из самых главных сокровищ Земли.

минералогия горный порода

Глава 3. Минеральные ресурсы Воротынского района

Перечень полезных ископаемых Воротынского района

Нижегородская область на территории, которой находится Воротынский район, находится на прочном участке земной коры, надёжном фундаменте, на так называемой Русской плите. Эта древняя массивная плита состоит из гранита и кварцита, которые скрываются под большим пластом осадочных пород. Полезные ископаемые района, сформированы отложениями пермской и юрской систем (География Нижегородской области, 1991, с. 15).

Так же можно отметить, что во время пермского периода на территории Воротынского района были довольно разнообразные флора и фауна, о чём свидетельствуют археологические находки в обнажении татарского яруса на берегу Волги в районе сёл Фокино и Сомовка (Природа Горьковской области, 1974, с. 59).

В Воротынском районе можно встретить большое разнообразие минералов и горных пород, таких как кирпичные и керамзитовые глины, пески строительные преимущественно залегающие в Заволжской территории района. Так же стоит обратить внимание на торфяные болота (геологическая карта Нижегородской области, с. 15). Они составляют 10 % площади Воротынского района, торф там отличается высокой кислотностью и малой степенью разложения растительных останков: мхов сфагновых и бедностью золистых элементов. Залегает такой торф только в Заволжской части района. Часть таких болот, а это 749 га, была отдана властями под добычу торфа для нужд промышленности в советское время. В настоящее время работы по добыче торфа не ведутся (Земля Воротынская, 1998).

Так же важны находки, сделанные в Воротынском районе учёным Э.Ю. Ливисоном-Лессингом в 1885 году в ходе экспедиции по землям Нижегородской губернии. Это Васильсурский опорный разрез мезозойских отложений, предложенный к утверждению в качестве памятника природы в 1996 году. Он расположен на территории Михайловского лесхоза в окрестностях с. Хмелёвка. На территории опорного разреза представлены отложения нижнего и среднего келловея средней юры и киммерийского яруса верхней юры, охарактеризованные останками руководящей фауны морских головоногих моллюсков. Вскрытый более века назад ярус содержит: известняк светло-серый, песчано-глинистый, с прожилками известняка серо-бурого и серого пирита. Содержит раковины: Aspidoceras longipinum Sow., Hoplites eudoxus Orb., Rerisphinctes aff. Achilles Opp. Глина жёлто-бурая, сильно известковистая. Конгломерат раковенный и известняк оолитовый с раковинами: Cadoceras tscheffkini Orb.,C.milaschevici Nik.,Procerites funatus Opp., Kosmoceras enodatum Nik., Arca schurofskii Orb., A.sublaevigata Orb., Pecten fibrosus Sow.,Avicula russinsis Orb., Proto cardia concinna Buch., Rhynchoneella varians Schloth.,Gouldia cordata lag., pocmamu Belemnites beaumonti Orb., B.sp. Известняк тёмно-серый в виде караваеобразных конкреций с раковинами Macrocephalites tumidus Rein.

Глина чёрная алевритистая, слюдистая. Глина серая до тёмной алевритистая, слюдистая, неяснотонкослоистая, с тонкими прослоями песка железистого, желваками пирита и единичными кристаллами гипса. Содержит редкие остатки аммонитов Cadoceras sublaeve Sow., Macrocephalites tumidus Rein., Kosmoceras gowerianum Sow. (паспорт памятника природы Васильсурский опорный разрез мезозойских отложений).

3.2 Использование глин в хозяйственной деятельности

В настоящее время на территории Воротынского района известно пять месторождений глин и суглинков. Именно поэтому мы посвятили отдельный параграф рассмотрению использования глин в хозяйственной деятельности.

Сейчас, в XXI веке, все отрасли производства охвачены техническим прогрессом, в том числе такого сектора, как строительство. Мы можем видеть огромные каменные небоскрёбы, многоэтажные дома и просто небольшие частные домики. Повсюду раздаётся рев моторов экскаваторов, строители шаг за шагом поднимают так называемые «каменные джунгли». Везде в строительстве используется кирпич и керамзитобетонные блоки. Мы привыкли к ним, и не задаёмся вопросом, из чего они состоят.

Ещё с давних времён русские и украинские казаки при строительстве использовали кирпичи из глины с добавлением соломы. Они строили так называемые глинобитные хижины. Сейчас кирпичи делают по новой технологии. Но до сих пор их основой является глина. Так же с помощью керамзитовой глины делают керамзитобетонные блоки. Они отличаются высокими теплоизоляционными свойствами.

Издавна как на Руси, так и в мире известно гончарное дело. С первобытных времён люди оттачивали технику изготовления посуды из глины. Глина, находящаяся на гончарном круге, очень легко поддавалась обработке, и одно движение мастера могло сделать из неё шедевр. Для придания крепости изделию, их обжигали в специальных печах, после чего их расписывали, что придавало им изумительную красоту.

Только представьте, какое культурное наследие оставила нам античная культура в виде глиняных статуй, их изумительная красота до сих пор поражает весь мир. В эпоху средневековья, нового времени и сейчас мастера творят из этого удивительного материала настоящие произведения искусства. И опять она подтверждает свою прочность. Ведь превозмогая время, статуи дошли до нас в своём первозданном виде.

3.3 Распределение горных пород и особенности природопользования,

обусловленные составом отложений на территории Воротынского

района

В правобережной части Воротынского района можно встретить большое разнообразие дочетвертичных отложений пермского и юрского периодов, представленных глинами. В заволжской части района обширные площади занимают болота с большим содержанием торфа (рис. 1).

Рис. 1. Карта четвертичных отложений, месторождений полезных ископаемых и центров развития гончарного промысла в 19 веке на территории Воротынского района (по Б.И. Фридману, 1999, с дополнениями)

Эти месторождения во второй половине ХХ века были переданы под осушение и добычу торфа Камскому торфопредприятию.

Добыча велась в районе села Кузмияр. В данный момент добыча торфа завершена (Земля Воротынская, 1998). В настоящее время на территории известно пять месторождений кирпичных глин и суглинков, и одно месторождение песчано-гравийного материала (рис. 1). Все они расположены в правобережной части района. Ни одно из обозначенных месторождений в настоящее время не разрабатывается.

Освоение минеральных полезных ископаемых Воротынского района началось ещё в царское время на кустарном уровне. Так, гончарное дело велось начиная с 1840 года. В районе не было больших мануфактур. В этом направлении мастера работали индивидуально, как на территории самого Воротынца, так и на территории Воротынского района. В Воротынце гончары жили в основном в конце улицы Демьяна Бедного. Известны некоторые фамилии мастеров: Коркунов, Лабутин, Коротков. В районе же гончарное дело было развито в сёлах, расположенных на берегах р. Волга. Это сёла Сомовка, Фокино, Лысая Гора (рис. 1).

Во время совершения полевых выходов по территории Воротынского района, в окрестностях сёл, находящихся на правом берегу р. Волга, были обнаружены более крупные обнажения глин и суглинков, нежели в сёлах, которые находились вдали от р. Волга. И, не смотря на то, что в этих сёлах тоже немало глины, гончарное производство было не развито. По-видимому, глина нижних пластов дочетвертичных отложений, вскрытых Волгой, обладает особыми свойствами, которые были важны для производства гончарных изделий. В южной части района четвертичные отложения представлены в том числе и суглинками, однако они не использовались в качестве минерального сырья. Эрозионные врезы оврагов и русел рек юга района хотя и достигают пластов дочетвертичных отложений, по-видимому, не вскрывают толщи глин, обладающих свойствами, необходимыми для производства качественных гончарных изделий.

А может быть, гончарный промысел развивался на берегах Волги потому, что в сёлах-портах была возможность продавать готовые изделия купцам. Развитие же гончарного промысла в Воротынце можно было бы объяснить большим количеством жителей, скупавших изделия гончаров.

Заключение

В работе рассмотрены теоретические основы минералогии как науки и классификационная схема минералов и горных пород. Представлена характеристика географического положения горных пород Воротынского района и проведён анализ использования минерально-сырьевой базы на территории Воротынского района на разных этапах его хозяйственного освоения - от 19 века до настоящего времени.

С целью приобретения навыков проведения полевых исследований и уточнения картографических данных был проведён ряд полевых выходов, в результате которых собрана коллекция дочетвертичных и четвертичных горных пород, слагающих территорию Воротынского района.

В дальнейшем мы планируем продолжать работу в выбранном направлении, и попытаемся по горизонтам дочетвертичных отложений, вскрытых р. Волга, проследить историю формирования территории Воротынского района.

Литература

1. География Нижегородской области. Учебное пособие. - Нижний Новгород: Волго-Вятское кн. изд-во, 1991. - 207 с.

2. Географический атлас Нижегородской области. Изд. 3, перераб и доп./ Камерилова Г.С., Наумов С.В., Побединский Г.Г. и др. - Нижний Новгород, Верхневолжское АГП, 2005. - 52 c.

3. Драгоценные камни и минералы / Сусик-Форд К. - М.: изд. Астрель, 2003.

4. Жизнь до человека / Вуд П., Вачек Л., Хемблин Д.Дж., Леонард Дж.Н., пер. с англ. И.Г. Гуровой. - М.: изд. Мир, 1997.

5. Кантор Б.З. Минерал рассказывает о себе. - М.: Недра, 1985. - 135 с.

6. Минералогия / Годников А.А. - М.: Недра, 1983.

7. Природа Горьковской области / Под ред. Н.В. Кузнецова. - Горький: Волго-Вятское книжное издательство, 1974. - 416 с.

9. http://evolution.powernet.ru/history/Life_08

Размещено на Allbest.ru