Стригун Ярослав, 14 р., зош № 3,м Шпола, Черкаська обл.
ВСТУП
«Кожне покоління повинне знову самостійно переглянути минуле наукового знання».
В. І. Вернадський
…Людство завжди цікавила історія виникнення та розвитку нашої планети. Не одне покоління людей намагалося дізнатися про всі подробиці формування Землі. На цю тему написані численні трактати, наукові дисертації, журнальні статті, книги… І все ж у цьому питанні є ще багато загадок, нерозгаданих таємниць, які природа ретельно приховує. І прочитати ці таємні «рукописи» природи – наше завдання.
Як відомо, вік Землі – 4, 6 млрд. років. Для людства це незбагненно величезний проміжок часу, який важко осяйнути розумом. Проте в геології це все є відносним. А людський вік є також відносно недовгим – всього якихось лише 60 – 70 років. Але і за цей короткий період люди встигають помітити, як змінюється обличчя планети, на якій ми живемо.
Я давно цікавлюсь такою наукою як геологія. Вона мені подобається тим, що вона дозволяє людині заглянути в далеке минуле нашої планети, реконструювати геологічні події розвитку Землі, її колишнього обліку, органічного світу тощо. Адже чітко уявляючи минуле, можна передбачити не лише сьогодення, але й майбутнє…
У дитинстві мене батьки вперше привели до краєзнавчого музею. Я із великим захопленням розглядав скелети велетенського мамонта, гігантського оленя, інших доісторичних істот, назв яких я не пам’ятаю, та хатинку первісних людей, що стоїть у краєзнавчому музеї Києва (до речі, знайдену поблизу с. Сахнівка Корсунь-Шевченківського району).
Моя уява допомагала мені побачити картини далекого минулого. Але коли мені на очі потрапила колекція корисних копалин, скажу вам, по-чесному, – в мене подих забило від захоплення! Для мене це як скарби Алі-Баби зі старовинної казки «Тисяча та одна ніч»!.. Засяяли всіма барвами веселки, немов чарівні самоцвіти, ці чудові мінерали. Тут були і прозорі, схожі на кришталь, кристали кварцу, і друзи бузкового аметисту, і яскраво зеленого кольору амазоніт, і лимонного кольору сірка. Навіть такі буденні та багато разів мною бачені кам’яна сіль, вугілля, глина, пісок, граніт – видавались мені незвичайними і дивовижними. Тому цілком логічно пояснюється той факт, що я обрав геологію та корисні копалини мого краю об’єктом мого вивчення.
Я думаю, що геологія не просто дуже цікава наука, а ще й наука, яка в майбутньому матиме велике прикладне значення, адже наш край і Україна в цілому, попри те, що знаходяться в самому центрі Європи, досліджена далеко не достатньо. І я мрію про те, що в майбутньому я якось пов’яжу свою професію з нею і раджу всім її спробувати вивчати.
Проаналізувавши геохронологічну таблицю, в якій відображена вся геологічна історія України, в тому числі і нашого краю, можна зрозуміти, як відбувався розвиток земної кори та рельєфу, як змінювалися природні умови (клімат, флора та фауна) протягом основних проміжків геологічного часу (ер, періодів).
У найдавнішу еру Землі – Архейську – континентальна земна кора в межах нашої країни складалася з кристалічних порід магматичного та метаморфічного походження. Вона була тонкою та досить пластичною. Внаслідок дії внутрішніх сил планети земна кора зазнавала різних рухів: вертикальних і горизонтальних, плавних і розривних. В одних місцях вона вигиналась у складки. Утворюючи складчасті гірські споруди, в інших – розламувалась на окремі блоки. Уздовж розломів на поверхню Землі проникала магма. Наприкінці ери, яка тривала майже два мільярди років, частини земної кори втратили пластичність і затверділи. Так почалося формування Східно-Європейської платформи, на якій лежить тепер більша частина України. В атмосфері Землі на той час ще не було кисню, проте вже була вода і саме там з’явились перші одноклітинні бактерії та примітивні водорості.
У Протерозойську еру внутрішні сили Землі розбили кристалічну основу платформи на блоки різної величини. Одні з них залишалися на поверхні чи трохи піднялися, їх породи постійно руйнувалися та зносилися під дією зовнішніх сил, інші блоки опустилися вниз і над ними нагромаджувалися осадові відклади. Через те, що літосферні плити постійно рухались, на нашій території почалися сильні виверження вулканів. Утворилися високі гори, висотою 3000 – 4000 метрів. Зовні вони були схожі на сучасні Альпи! Ера тривала майже два мільярди років.
У Палеозойську еру територія нашої місцевості була суходолом. На інших же територіях континентальні та морські умови чергувалися. Також там активно проходили горотворчі процеси. У середині ери, яка тривала 325 мільйонів років, з’явилися перші наземні рослини, за ними на суходіл вийшли з води і тварини. Це були земноводні або амфібії.
У Мезозої на платформенній частині України переважав рівнинний суходіл. Клімат здебільшого був теплим та сухим. Розвивалися голонасінні та покритонасінні рослини. З’явилися птахи та ссавці.
Ця ера зайняла 180 мільйонів років історичного часу планети.
Кайнозойська ера – найкоротша. Вона триває всього лише 65 мільйонів років. Ми живемо в ній, …- наприкінці… Кайнозой охоплює три періоди геологічного часу: палеогеновий, неогеновий та четвертинний або антропогеновий. Саме в останньому – в антропогені, близько двох мільйонів років тому назад на Землі з’явилися перші люди – Homo sapіens. Та саме в цей період планету сковує льодовик. Було всього чотири льодовикові періоди (тому й період ще називається четвертинним). Найбільше і найтриваліше, дніпровське, зледеніння поширилося на значну частину України. Головним чином, воно охопило північні райони – Полісся, та крижаний потік посунув по Дніпру аж до теперішнього Дніпропетровська, накривши льодом частину Черкащини. Шполянщину льодовик зачепив лише частково, внісши свої корективи у формування природи нашого краю.
У геологічному відношенні район досліджено недостатньо. І все ж із достовірних джерел відомо, що поверхня Шполянщини, як і поверхня України, в цілому, покрита молодими відкладами, що утворились у четвертинний (антропогеновий) період. Їх вік – від кількох десятків до кількох сотень тисяч років.
Вони поширені майже суцільною товщею, потужність якої в середньому становить 15 м (максимум 100 м).
Якщо уявно зняти цю товщу, то під нею будуть породи різного віку. Це все можна простежити за геологічною картою України.
Найдавнішими відкладами в нашій місцевості, звісно, є докембрійські, себто такі, які утворилися в докембрії (Архей-Протерозой). Вони залягають по всій території Черкащини, оскільки та лежить на платформі. Причому залягають вони на різних глибинах. Особливо їх можна добре простежити у долинах рік, які порозмивали верхні пухкі частини Українського щита. На карті вони показані малиновим кольором. Проте найбільш поширеними на території району є кайнозойські відклади, особливо відклади четвертинного періоду. Вони представлені льодовиковими, водно-льодовиковими, еоловими та алювіальними відкладами.
Льодовикові відклади сформовані давніми покривними льодовиками, що двічі наступали на північні території Черкащини із Скандинавських гір – осередку льодовика. Крига тягнула поперед себе величезні валуни, уламкові породи. Дорогою вони «губилися», подрібнювалися. Згодом цей уламковий матеріал – валуни, піски, глини відкладалися на окраїнах льодовиків у вигляді морени – скупчення невідсортованих гірських порід.
Водно-льодовикові відклади (піски, глини, галечник тощо) утворювалися внаслідок діяльності талих вод льодовиків. Їх приніс потік талої льодовикової води і в нашу місцевість.
Із покривним зледенінням вчені, зокрема П.А. Тутковський, пов’язують також походження деяких еолових (вітрових) відкладів. Припускають, що з поверхні льодовика, потужністю до 1000 м, на сусідні території дули сильні вітри. Вони піднімали піски та суглинки та розвіювали їх на великих територіях. Згодом там нагромаджувалась потужна товща пилуватої породи жовтуватого кольору – леси. Вони покривали майже 70% території України і є основою сучасного грунту, що характеризується великою родючістю (насамперед чорноземів).
Алювіальні відклади (піски, глини, гравій, супіски, суглинки) формуються постійними водними потоками (річками). Ними складені заплави та тераси річок.
Приблизно 3 мільйони років тому по нашій землі ходили мамонти, шерстисті носороги, печерні ведмеді, леви, північні олені, плямисті гієни. Про це свідчать їхні залишки в корі землі.
Мамонти – вимерлі ссавці з родини слонових. Можна сказати, що мамонти існували ближче до півночі, тому що для них холод був сприятливою умовою для життя. Самі ж мамонти вимерли десять тисяч років тому.
На початку нашої ери мамонти зустрічалися дуже рідко. Висота мамонта була до 3, 5 м, маса – до 7 тонн. Все тіло мамонта було вкрите густою коричневою шерстю. Бивні – були масивними до 4, 5м завтовшки і масою до 120 кілограм. Живились мамонти зокрема травою, але вживали ще й гілки чагарників.
Рештки мамонтів і понині знаходять на території нашої місцевості. Так. У місцевому краєзнавчому музеї знаходиться частина кістяка мамонта, що його знайшли поблизу с. Лозоватка місцеві краєзнавці.
Тектоніка – це наука, яка вивчає структуру твердої оболонки Землі (земної кори), а також зміни у цій будові.
95% території України знаходяться на Східно-Європейській платформі Платформа – це порівняно вирівняна ділянка земної кори. Платформа – складається з фундаменту та осадового чохла. Але фундамент може виходити з-під осадового чохла. На цих ділянках земної кори утворюються щити.
Відомо, що територія Шполянського району повністю знаходиться в межах Українського щита, який, в свою чергу підноситься серед Східно-Європейської платформи. Щит – одна із найдавніших ділянок земної кори у Європі. Кристалічний фундамент тут перекритий незначною (кілька десятків метрів) товщею осадових відкладів, у багатьох місцях докембрійські породи виходять на денну поверхню.
Щит – це не лише найдавніша структура Східно – Європейської платформи. Він також складається з дислокованих, різновікових докембрійських осадово-метаморфічних та вулканічних порід.
Українському щиту у рельєфі нашої місцевості відповідає Придніпровська височина. Сам щит був сформований ще 3 мільярди років тому у Архейську та Протерозойську ери.
На давніх докембрійських породах Українського кристалічного щита зустрічаються осадові відклади крейдового періоду (Мезозой), а також відклади палеогену та неогену (Кайнозойська ера).
Рельєф
Геоморфологія – наука, що вивчає походження та закономірності поширення різних форм і типів рельєфу.
Як відомо рельєф – сукупність нерівностей на поверхні Землі. Шполянський район також має свої особливості і в рельєфі.
Територія Шполянщини, як і майже вся Черкаська область, повністю знаходиться в межах Східноєвропейської рівнини, на Придніпровській височині.
Абсолютною висотою Придніпровської височини є 275м над рівнем моря (це західна частина області, Монастирищенський район). Придніпровська височина охоплює Черкаську, Київської, Житомирську, Вінницьку, Кіровоградську та Дніпропетровської області.
Сформувалась ця височина внаслідок різних екзогенних впливів, в тому числі і давнім зледенінням. Давнє зледеніння – процес поширення площі льодовика, який пов’язаний із зміною клімату.
Льодовик пройшов Україною 250 тисяч років тому назад. Рухався він із Скандинавії та посунув по Дніпру аж до сучасного Дніпропетровська, «захопивши у свій полон» і Черкаську область. А край цього гіганта проходив між Шполою і Сигнаївкою (це село у Шполянському районі, за 8, 5 кілометрів від міста).
Тому в с. Сигнаївка діє піщаний кар’єр, де добувається пісок для потреб району та області. Він якраз і є кінцевою мореною (продуктом руйнування) Дніпровського льодовика. Крім того, цей крижаний потік частково згладив та вирівняв нерівності поверхні, тому амплітуди перепадів висот у цій частині Придніпровської височини є значно меншими, ніж на інших територіях височини..
Рельєф Шполянщини досить рівнинний, слабо порізаний ярами та балками. Найвищою точкою нашого краю є відмітка у 222 м., що знаходиться на південь від міста Шполи (траса на село Скотареве).
У геологічному відношенні район досліджено не достатньо. Адже сама наша територія формувалася на протязі тисячоліть. Це пов’язано з тим, що на нашу територію постійно впливали різні екзогенні чинники.
Корисні копалини
Так як і будь яка територія, Шполянщина має свої так звані «природні дари».
Це різні природні багатства Землі, в тому числі і мінерально-сировинні. Наша Шполянська земля в геологічному відношенні вивчена ще недостатньо, тому відомо небагато родовищ корисних копалин. Промислові розробки ведуться лише у двох кар’єрах: Прудянському і Сигнаївському.
Васильківський (Прудянський) гранітний кар’єр
Про цей кар’єр є дуже мало відомостей, тому що, нажаль, зараз він майже не працює.
Прудянський кар’єр занаходиться в Черкаській області Шполянського району в селі Васильків на вулиці «Кар’єрна». Видобуванням корисних копалин займається Науково Виробниче Підриємство «Ротор». Керівником цієї компанії є Лисенко Іван Петрович. Основною місією компанії є видобуток нерудних копалин
Граніт – дуже красивий, але не дуже коштовний матеріал. Тому він широко використовується в сучасному світі.
Торф
Торф – це порода рослинного походження (мохів, трав та деревини), які внаслідок високої вологості та поганого доступу повітря мінералізувався лише частково. Торф – це унікальна корисна копалина, тому що використовується в різних галузях промисловості. Його застосовують також і в сільському господарстві, зокрема в тваринництві в якості підстилки для тварин. Торф використовують і для удобрювання полів та городів. Торф залягає невеликими пластами до 70 см ще в селах Маслове і Іскрине.
Каолін
У Шполянському районі знайдені також каоліни. Каолін – це корисна копалина, що складається із особливої речовини каолініту. Утворився каолін внаслідок вивітрювання гранітів та гнейсів. Каолін зазвичай є білим на колір. Він є в наявності в моїй колекції корисних копалин. Поклади каоліну були знайдені в селі Журавка та Ярославка.
Каолін застосовують у різних сферах господарства. Він вогнетривкий і має низьку пластичний. Ось чому колін використовують для виготовлення різних керамічних виробів. З каоліну виготовляють просту цеглу. А також з нього виготовляють каналізаційні труби та дахову черепицю. Якщо каолін обпалити при температурі 1200 – 1300°С, то він уже буде нездатний буде пропускати воду. Крім того чистий каолін використовують для виготовлення фарфорових і фаянсових виробів, при цьому піддаючи його температурі у 1300 – 1400°С. Каолін використовують: в кераміці, електротехніці (як ізолятори), промисловості вогнетривких виробів, кабельній, гумотехнічній, пластмасовій, хімічній, паперовій, і навіть у парфумерній промисловості.
Сигнаївський піщаний кар’єр
Сигнаївське родовище відкрите вперше у 1976 році. Саме з того часу родовище запрацювало. Також сам кар’єр знаходиться в Шполянському районі в Черкаській області на окраїні с. Сигнаївка з правого боку від траси Шпола – Черкаси.
Найближча залізнична станція знаходиться за 8, 5 км на південь від родовища в м. Шпола. Населені пункти з’єднані між собою, також з обласним центром асфальтовими дорогами.
Корисною копалиною родовища є різнозернисті піски. До речі, піски – осадова, уламкова гірська порода, що складається із зерен гірських порід. Самий пісок є якісним і щільним та відповідає державним і європейським стандартам.
Кожна гірська порода має, якісь частинки інших порід, так і пісок має деякі незначні домішки. У нашому піску є пиловидні та глинисті домішки, завдяки ним пісок щільний.
Колір піску може бути різним, зокрема, кварцевий – сірий і світло-сірий і навіть жовтувато-сірий.
У геологічній будові родовища беруть участь кристалічні породи докембрію, продукти їх розкладу, які перекриті кайнозойськими осадовими відкладами.
Глибина залягання корисної копалини складає від 1, 5 м до 6, 0 м, середня – 4 м.
Покрівельні породи представлені грунтово-рослинним шаром, суглинками, пісками. Пласт піску має повсюдне розповсюдження, залягання пласту піску майже горизонтальне з незначними коливаннями.
Родовище розвідане вперше. Всього на родовищі пробурено приблизно 30 свердловин, загальним об’ємом 451 погонних метрів, виконана детальна документація діючого кар’єру.
Середня глибина свердловин склала 22 м. Буріння виконувалось буровим агрегатом УГБ – 50М ударно-механічним методом діаметром 127 мм. Вихід керну склав 90%.
Мінерально-петрографічний склад
За мінерально-петрографічним складом піски однорідні. В пісках родовища переважає кварц порядку 90 – 95%, польовий шпат присутній у кількості 2 – 5%.
Кварц безбарвний з гладкою поверхнею, обкочений та напівобкочений.
Польовий шпат представлений плагіоклазом та калієвим польовим шпатом рожевого кольору, прозорий та напівпрозорий, напівобкочений, інколи вивітрений, молочно-білого кольору.
Радіаційні властивості пісків дають можливість використання їх в усіх видах будівельних робіт без обмежень.
Породи покрівлі представлені грунтово-рослинним шаром, суглинками і можуть розглядатися як супутні корисні копалини, необхідні для засипки відпрацьованого простору кар’єру та його рекультивації.
Гідрогеологічні та гірничотехнічні умови родовища прості. Корисна копалина знаходиться вище рівня підземних вод. Діючий кар’єр знаходиться у сухому стані.
Площа розвіданого родовища піску знаходиться на малопродуктивних землях.
Площа родовища в плані має просту форму, наближену до форми трапеції.
Загальна площа родовища становить 12 га.
Буре вугілля
Територія Шполянщини входить до складу Придніпровського буровугільного басейну. І хоча розробки бурого вугілля у Шполянському районі не проводяться, все ж він має тут своє місце. Це села Іскрене та Капустине. Слід зазначити, що у суміжних районах із Шполянським (Звенигородський район, с.Богачівка, Новомиргордський район, с.Мокра Калигірка) такі розробки бурого вугілля ведуться. Зважаючи на те, що у районі дуже родючі чорноземні грунти, очевидно що будувати тут кар’єри є не зовсім рентабельним.
Глини
Гли́на – пластична осадова гірська порода, що складається в основному з глинистих мінералів (каолініт, гідрослюди тощо). Тип глини виділяють за переважанням в ній того чи іншого глинистого мінералу. Глини становлять близько 50 % всіх осадових гірських порід земної кори.
У нашій місцевості поширені жовті глини. Вони містять багато силікатів алюмінію і марганцю з залізом, калієм, натрієм і органічними речовинами. Головні хімічні компоненти глини: SіO2 (30–70 %), Al2О3 (10–40 %), Н2O (5–10 %), крім того присутні Fe2O3 (FeO), TіO2, CaO, MgO, К2O, Na2O, CO2 та інші.
Фізичні властивості глин.
При зволоженні пластична, при нагріванні (випалі) стає міцною і твердою. Глина може утримувати воду, що сприяє створенню водоносних шарів у ґрунті.
Ще за часів Шумерії глиняні таблички були використані в якості першого відомого письмового середовища, написи клинописом проводились за допомогою тупої тростини, яка називається стилусом. Також із глини наші пращури вміли випалювати керамічний посуд.
Із звичайної глини виготовляють горщики для квітів, глечики, миски та інший посуд.
Глини використовуються у медицині (як адсорбент), застосовують при виробництві паперу, фарб, гуми, мила, цементу, алюмінію.
У ливарному виробництві використовуються глини як зв'язувальний компонент формувальних сумішей для виготовлення ливарних форм; крім того, глини входять до складу ливарних фарб у вигляді глинистої суспензії, яка у зваженому стані підтримує протипригарний матеріал. У цій галузі промисловості застосовуються як вогнетривкі, так і тугоплавкі глини, а також бентонітові, що мають високу зв'язувальну властивість.
Глина є одним з найстаріших будівельних матеріалів на Землі, поряд з каменем і деревом. Глина використовується для створення саману, утрамбованих глиняних структур і будівельних елементів, глинобиту, також із глини робили хати-мазанки.
Початок використання глини сягає глибокої давнини. Первісна людина не могла не звернути увагу на здатність вологого глинистого ґрунту сприймати й утримувати відбитки слідів і різних важких предметів. Це дозволило перейти до виготовлення з пластичного глинистого матеріалу різноманітних речей, спершу – ляльок і культових фігурок, пізніше – посудин, необхідних для зберігання рідини й готування їжі. Фрагменти (черепки) глиняного посуду є найбільш частими знахідками під час розкопок археологічних пам’яток епохи неоліту (починаючи з VІІ тис. до н.е.).
Глину в нашій місцевості використовують і задля виробництва червоної цегли, зокрема на Васильківському цегельному заводі, що розміщений поблизу глинища.
В ході наукової роботи я намагався дослідити геологічну історію свого краю, вів пошуки корисних копалин по всьому Шполянському району, досліджував добре збережені та збагачені колекції мінералів та гірських порід географічного кабінету своєї школи. Проводив як польові, так і камеральні дослідження, шукаючи відповіді на запитання часом у книгах, часом у Інтернеті, просив про допомогу своїх вчителів-наставників. У цьому мені допомагали також і мої батьки. Це було дуже цікаво та захопливо. Звичайно, я розумію, що я ще підліток і тому моя наукова робота далека ще від досконалості. Мені ще треба багато вчитися. Але в ході роботи над науковою роботою я багато чого навчився, зрозумів. Адже такі теми не вивчаються за шкільною програмою або вивчаються досить стисло.
Та головне, що я краще вивчив свій край.
В ході наукової роботи також я:
дослідив тектонічну будову краю;
- вивчив геологічну історію та геологічну будову своєї місцевості;
- виявив закономірності формування рельєфу;
- утворення та поширення гірських порід та мінералів;
- класифікував корисні копалини Шполянщини за їх використанням людиною.
Наш край є унікальним з погляду на його природно-ресурсний потенціал. Подальше проведення геологорозвідувальних робіт може істотно зменшити залежність української економіки від імпорту сировини.