CC BY
51
УДК 624.131.1 РО! 10.21440/2307-2091-2016-4-25-30
ФАКТОРЫ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ КОРИДОРА ТРАССЫ ПОЛЯРНО-УРАЛЬСКОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ (ВОСТОЧНЫЙ СКЛОН УРАЛА)
О. Н. Грязнов, М. С. Мартыненко, И. Г. Петрова
Factors of geological engineering conditions of Polar-Ural railway route corridor (eastern slope)
O. N. Gryaznov, M. S. Martynenko, I. G. Petrova
Physical-geographical factors of engineering-geological conditions were examined (orographical, hydrological, climatic conditions of the territory). Regional geological factors are described: geological structure of the area, rock formation of various composition and origin, hazardous geological processes and related phenomenas: weathering (physical, frost weathering), cryogenic (frost polygonal cracking, frost-heaving, spotting, ice build-up, snow patches, thermokarst); gravitation processes (slides, landslides, solifluction); erosion processes (river, gully erosion, alluvial cones, sills); fluvial processes (water logging). Technogenic factors related to mining, transport and residential complexes were characterized. Typification of geotechnical conditions of Polar-Ural railway route corridor was carried out: the are of Sob river valley with subareas of valley complex of the river and its inflows with engineering-geological regions and subregions, subarea of modern water-dividing areas with engineering-geological regions and subregions is conducted investigations give evidence of the complex construction environment and operation of railway within the environmental conditions of Polar Ural. Organization of complex engineering-geological monitoring with the development of environmental measures is recommended.
Keywords: Polar Ural; railway; engineering-geological conditions.
Рассмотрены физико-географические факторы инженерно-геологических условий (орографические, гидрографические, климатические условия территории). Описаны региональные геологические факторы: геологическое строение площади, горные породы различного состава и происхождения; опасные геологические процессы и связанные с ними явления: выветривание (физическое, морозное); криогенные (морозное полигональное растрескивание, морозное пучение, пятнообразование, наледи, снежники, термокарст); гравитационные процессы (осыпи, обвалы, оползни, солифлюкция); эрозионные процессы (речная, овражная эрозия, конусы выноса, сели); флювиальные процессы (заболачивание). Охарактеризованы техногенные факторы, связанные с горнодобывающим, транспортным и селитебным комплексами. Проведена типизация инженерно-геологических условий коридора трассы Полярно-Уральской железной дороги: выделена область долины реки Собь с подобластями долинного комплекса реки и ее притоков с инженерно-геологическими районами и подрайонами, подобласть современных водораздельных пространств с инженерно-геологическими районами и подрайонами. Проведенные исследования свидетельствуют о сложной обстановке строительства и эксплуатации железной дороги в природных условиях Полярного Урала. Рекомендована организация комплексного инженерно-геологического мониторинга с разработкой природоохранных мероприятий.
Ключевые слова: Полярный Урал; железная дорога; инженерно-геологические условия.
Полярно-Уральская железная дорога Сейда-Лабытнанги имеет большое хозяйственное значение в части транспортировки грузов с севера Ямало-Ненецкого автономного округа (нефть, сжиженный газ) и Полярного Урала (твердые полезные ископаемые - уголь, руды черных, цветных, редких металлов и золота) в центральные районы Российской Федерации и на Урал. При сегодняшней схеме транспортных сообщений перевоз грузов возможен по направлениям: Лабытнанги-Москва, Лабытнанги-Санкт-Петербург, Лабытнанги-Киров-Пермь-Екатеринбург. По трансуральской магистрали на север: Ека-теринбург-Приобье, на юг: Екатеринбург-Челябинск-Орск-Оренбург. При необходимости есть возможность использовать горнозаводскую трассу Пермь-Нижний Тагил. В связи с изложенным очевидна актуальность изучения инженерно-геологических условий Полярно-Уральской железной дороги (восточный склон). Формирование инженерно-геологических условий коридора трассы определяется взаимодействием физико-географических, региональных геологических и техногенных факторов [1, 2].
Физико-географические факторы включают орографические, гидрографические и климатические условия территории [3] .
Рассмотренная территория в орографическом отношении находится в центральной части Полярного Урала, на стыке различных по сложности орографического строения областей - Уральской и Зауральской струк-турно-фациальных зон. В их пределах выделяются три геоморфологические зоны: кряжа, педимента и Зауральской аккумулятивной равнины.
В зоне кряжа структурно-денудационный рельеф представлен альпийским среднегорьем с абсолютными отметками 450-1000 м и отдельными вершинами высотой 1100-1300 м. Склоны крутые, осложнены эрозионными ложбинами и рытвинами, лавинными желобами, нивальными нишами.
Денудационно-эрозионный рельеф выражен различными формами речных долин. Долины рек и ручьев в верховьях - типичные троги, часто с карами у истоков, ступенчатым продольным профилем и У-образным поперечным профилем с крутыми, местами асимметричными склонами долин. В низовьях профиль имеет корытообразное, редко и-образное поперечное сечение. В некоторых долинах на известняках развит карст.
Денудационный рельеф представлен древними формами рельефа, к которым относятся реликты мел-палеогеновых поверхностей выравнивания, расположенных на высотных отметках от 500-600 м до 800-1000 м. В морфологическом плане это изолированные субгоризонтальные площадки размером 0,1-2,0 км, покрытые маломощным чехлом элювиальных и элювиально-делювиальных отложений, осложненные десер-пцией нагорных террас с развитием медальонов вымораживания, пятен многоугольников, связанных с криогенными процессами. Поверхности в значительной степени переработаны покровными оледенениями.
Аккумулятивный рельеф имеет подчиненное распространение. В выработанных долинах рек и ручьев (Нияю, Бадьяшор и Собь) сформирован аккумулятивный рельеф ледникового происхождения. Днища долин, трогов и прилегающие к ним склоны выполнены полярноуральской мореной горно-долинного оледенения, создающей полого-холмистый рельеф. Высота гряд и бугров от первых метров до 20 м. Террасовый комплекс рек в этой зоне представлен в верховьях низкой и высокой поймами, в среднем и нижнем течении фрагментарно I, II, III надпойменными террасами. В большинстве случаев террасы аккумулятивные, реже эро-зионно-аккумулятивные.
В зоне педимента денудационный рельеф является непосредственным продолжением отрогов хребтов и массивов зоны кряжа. Граница между зонами четко выделяется по резкому перегибу и изменению характера рельефа. Зона остаточных низких гор представляет полосу холмисто-увалистого рельефа с абсолютными отметками от 100 до 450 м, характеризуется уплощенными водоразделами, вытянутыми грядами, увалами, невысокими холмами с незначительным перепадом высот. К наиболее часто встречающимся формам рельефа относятся солифлюк-ционные террасы, оплывины, скальные останцы, литоформные гряды. Возраст рельефа - неоген-четвертичный.
Аккумулятивный рельеф представлен в этой зоне повсеместно развитыми вдоль рек высокой и низкой поймами. В долине р. Собь фрагментарно прослеживаются I и II аккумулятивные террасы.
Аккумулятивная равнина Зауральской СФЗ расположена на юго-востоке площади. Граница с педиментом в зоне предгорий обозначена в рельефе фрагментарно выраженным невысоким (до 2 м) структурно-денудационным уступом. Абсолютные отметки местности изменяются
Таблица 1. Основные типы опасных процессов и явлений коридора трассы Полярно-Уральской железной дороги.
Процессы
Явления
Коэффициент поражения Кп
Выветривание (физическое, морозное) Криогенные
Гравитационные
Флювиобалансовые: эрозионные
абразионные флювиальные
Курумы, каменные поля, потоки
Морозобойное растрескивание
Морозное пучение
Пятнообразование
Наледи
Снежники
Термокарст
Осыпи и обвалы
Оползни
Солифлюкция
Речная эрозия Овраги, балки Конусы выноса Сели
Термоабразионные уступы Переработка берегов Заболачивание
0,01-0,3
0,01-0,2 До 0,3 До 0,25 0,1-0,25
0-0,5
0,01-0,5 0,01-0,2 До 0,5
0-0,5
от 40 до 130 м. Поверхность аккумулятивной равнины плоская, горизонтальная, характеризуется задернованностью и заболоченностью; осложнена множеством термокарстовых воронок, западин, гидролакколитов, эрозионных ложбин, оврагов и озерных ванн. Эта равнина сложена преимущественно ханмейской мореной и озерно-аллювиальными отложениями предшествующего ханмейскому межледниковью; возраст рельефа
- поздний неоплейстоцен.
Гидрографические особенности площади связаны с долиной р. Собь с разветвленной сетью притоков. Самый крупный из них - р. Большая Пай-пудына, разделяющая хребты Большой Пайпудынский на западе и юго-западные отроги хребта Большой Харбей-Хой на востоке, трассирующая Талота-Пайпудынский грабен-синклинорий. Река Собь, начинаясь в северо-западных отрогах массива Райиз, выпуклой к северу дугой, повторяя в породах палеозоя контакт массива, разделяет гипербазиты и нижнепротерозойские комплексы Харбейского антиклинория, пересекая габброиды среднего палеозоя и мезозойскую молассу, уходит на юг к долине р. Оби.
Своеобразие климатических условий Полярного Урала определяется его принадлежностью к субарктической высотноярусной зоне, положением севернее Северного полярного круга. Годовая величина радиационного баланса составляет 799-850 мДж/м. Суммарная солнечная радиация не превышает 70 ккал/см2. Это определяет существование пород в многолетнемерзлом состоянии. Среднегодовая температура -7,6 оС. Среднемесячная температура июля +8,7 оС, января -18,9 оС. Число морозных дней в году 210-270. Среднегодовое количество осадков 750 мм и более. Сумма осадков, выпадающих за летние месяцы, составляет 250280 мм. Устойчивый снежный покров в горах устанавливается в начале сентября, в предгорьях - в конце сентября. Мощность снежного покрова составляет 50-100 см, в узких подветренных долинах, горных ущельях она достигает 2-5 м. Зимой преобладают ветры южного и юго-западного направлений, летом - северо-восточные и северо-западные. Расчетные величины испарения с поверхности суши около 250 мм/год. Преобладание атмосферных осадков над испарением обусловливает избыточную увлажненность территории.
Площадь характеризуется сплошным и прерывистым распространением многолетнемерзлых пород (ММП). Прерывистость обусловлена наличием таликовых зон сквозного характера, которые приурочены к руслам рек (Собь, Пайпудына) и к крупным озерам, а также несквозным таликам.
Глубина слоя сезонного протаивания зависит от литологического состава и мощности рыхлых отложений. Она составляет при мощности рыхлого покрова 0-2 м до 6-8 м, 2-4 м - до 4-6 м, больше 4 м - до 2-4 м. Лишь в полосах стока отмечается аномально глубокое (до 8 м) протаива-ние при мощности четвертичных отложений до 4 м.
Одной из наиболее значимых характеристик ММП является их льдистость. Величина ее определяется характером образования ММП
- синкриогенным, либо эпикриогенным. Синкриогенные мерзлые осадки характеризуются относительно постоянной по разрезу повышенной объемной льдистостью. Такие образования в основном характерны для пород озерно-биогенного, элювиального, аллювиального, ледникового, флювиогляциального генезиса. Эпигенетические образования характерны в основном для скальных горных пород.
Региональные геологические факторы охватывают геологическое строение территории, горные породы различного состава и происхождения, геологические процессы и связанные с ними явления [4].
Рассматриваемый район характеризуется чрезвычайно сложным геологическим строением, обусловленным его положением на сопряжении двух региональных структур Урала I порядка, переживших в мезозое тектоно-магматическую активизацию. В геологическом строении территории принимают участие: раннепротерозойские - рифейские (РК^К) метаморфические комплексы Харбейского горст-антиклинория, рифейско-кембрийские (К-€) комплексы Малокарского горст-антикли-нория и палеозойские (О-С) отложения Талота-Пайпудынского грабен-синклинория, принадлежащие Полярно-Уральскому мегантиклинорию Центрально-Уральского поднятия (Центрально-Уральского инженерно-геологического региона); базит-гипербазитовые комплексы северного окончания Тагильско-Магнитогорского прогиба (Главного Уральского региона).
Карелиды нижнего структурного этажа Харбейского горст-анти-клинория представлены мигматит-гранитной, алеврит-глинисто-песчаной, метабазальтовой формациями. Байкалиды среднего структурного этажа сложены формациями натровых базальтов - риолитов, глинисто-песчано-алевролитовой, базальт-андезит-дацитовой и базальт-риолито-вой. Уралиды верхнего этажа представлены трахибазальтовой, натровых базальтов - риолитов, песчано-глинисто-углеродистой, алеврит-песчаной, известняково-песчано-алевролитовой формациями.
Для рассматриваемой площади характерно широкое развитие интрузивных образований различного состава, возраста и происхождения: габбро, габбро-амфиболитов, кварцевых диоритов, тоналитов, риолит-порфиров, дунитов, гарцбургитов, габбро-долеритов, кварцевых монцо-нитов, монцодиоритов, гнейсо-гранитов и др.
Мезозойские образования представлены Т- корой выветривания и угленосной молассой, выполняющей наложенную депрессию. Комплексы горных пород коренной основы на значительной площади перекрыты покровными отложениями четвертичного возраста различного состава и происхождения.
Флювиогляциальные и моренные ледниковые отложения представлены галечно-гравийным материалом с супесчаным заполнителем, слагают переуглубленные участки палеодолин при мощности до 108 м. Озерно-аллювиальные отложения представлены алевритами с прослоями глин и тонкозернистого песка, мощность до 55 м. Элювиальные, элювиально-делювиальные отложения распространены на вершинах гор, хребтов и холмов и представлены щебнисто-глыбовыми развалами с неокатанными обломками различной выветрелости, местами с сугли-нисто-супесчаным заполнителем. Мощность до 5 м. Коллювиальные отложения формируются в зоне кряжа в виде щебнисто-глыбовых осыпей на крутых склонах гор, троговых долин, в карах и цирках. Мощность до 35 м. Делювиальные, делювиально-солифлюкционные и десерпционные отложения перекрывают пологие склоны подножий гор в зоне кряжа и склоны холмов в зоне предгорий. Их формирование во многом связано с деятельностью сезонно-талого и сезонно-мерзлого слоя. Представлены полимиктовыми валунами, щебнем и дресвой, суглинками и супесями. Мощность до 14 м. Аллювий русла, поймы и дельт развит практически во всех долинах рек и ручьев. Песчано-галечные отложения с валунами в горных долинах слагают русла, низкую и высокую поймы. В зоне педи-мента и аккумулятивной равнины в аллювии увеличивается количество песчаной и глинистой фракций. Мощность аллювия в зоне кряжа до 4 м, в Зауральской СФЗ до 5-15 м. Аллювий дельтовых конусов выноса в ус-
Рисунок 1. Инженерно-геологическое районирование коридора трассы Полярно-Уральской железной дороги (восточный склон).
тьях ручьев (долины рек Большая и Малая Пайпудына, Большой Ханмей, Собь) сложен несортированным песчано-гравийно-галечным материалом с валунами и незначительным количеством суглинка. Мощность от 2 до 15 м. Озерно-биогенные отложения представлены суглинками, глинами, торфом, слагают берега рек, озер и заболоченные низины в зонах педимента и аккумулятивной равнины, локально развиты в зоне кряжа. Мощность не превышает 4 м.
Опасные геологические процессы и явления в коридоре трассы Полярно-Уральской железной дороги обусловлены природными и техногенными факторами. К группе природных относятся: климатические, геоморфологические, геологические и тектонические, гидрографические, состав и свойства горных пород. Техногенные факторы связаны с освоением территории и рассмотрены в соответствующем разделе. Основные типы опасных процессов и связанные с ними явления отражены в табл. 1, а их пространственное распространение на рис. 1.
Выветривание (физическое, морозное) охватывает всю площадь, вызывает дезинтеграцию горных пород. На водоразделах, склонах гор формируются крупноглыбовые развалы коренных пород - курумы (каменные поля, потоки). Размеры глыб от 0,1 х 0,3 м до 0,6 х 0,8 м и крупнее.
Криогенные процессы характеризуются широким разнообразием явлений, свойственных всем ландшафтным зонам [5].
Морозобойное полигональное растрескивание распространено в ландшафтах предгорий как на высотах 200-300 м (долина Большой Пай-пудыны), так и на отметках 700-800 м (район массива Райиз). Морфологически оно представлено многоугольниками с поперечниками от 2-3 м до 25-50 м. На участках распространения сланцев формируется причуд-
ливый рельеф из вертикальных плашек со своеобразной «щетинистой» поверхностью.
Морозное пучение в пределах коридора трассы развито достаточно широко с образованием сезонных и многолетних бугров пучения. Сезонные минеральные и торфяные бугры пучения развиваются в слое промерзания-оттаивания в осенне-зимний период. Их диаметры варьируют от 30 до 40 м при высоте 3-7 м. Многолетние бугры подразделяются на миграционные и гидролакколиты. Они сконцентрированы вдоль железнодорожной трассы в долине р. Собь, а также в бассейнах рек Большая и Малая Пайпудына и их притоков. Форма округлая, высота от 2-3 до 18 м при диаметре от 5-8 до 25-30 м и крутизне склонов 5-20о.
Пятнообразование. В результате многолетних процессов пучения и наложения морозобойного растрескивания в пределах коридора трассы, межгорных депрессий и плоских равнин формируются своеобразные формы в виде пятен - медальонов, каменных колец, полос и многоугольников при диаметре 0,5-3 м.
Наледи - слой замерзшей или замерзающей воды на поверхности речного льда (речная наледь) или грунта (грунтовая наледь). Широко распространены в долине Большой Пайпудыны. Их площадь изменяется от десятков до сотен квадратных метров при мощности 0,1-1 м. В межгорных долинах притоков рек Собь, Большая и Малая Пайпудына, Хай-мей, Харбей распространены наледи, связанные с разгрузкой подземных вод. Их площадь достигает 1 км2.
Снежники распространены в горах повсеместно. Их образование и существование зависит от рельефа, абсолютных отметок, температуры воздуха, количества осадков и затенения поверхности. Снежники-пере-
Таблица 2. Инженерно-геологическая характеристика подобласти долинного комплекса р. Собь и ее притоков.
Инженерно-геологическая подобласть Условный знак А
Описание подобласти Подобласть долинного комплекса р. Собь и ее притоков. Включает в себя эрозионно-аккумулятивные пойменную, первую и вторую надпойменные террасы, сложенные аллювиальными образованиями
Инженерно-геологический район Условный знак А - I
Описание района Район развития аллювиальных отложений четвертичного возраста
Инженерно-геологические подрайоны Условный знак А-1-1 А-1-2 А-1-3
Описание подрайонов Аллювиальные отложения русла и поймы. Валунно-галечные, песчано-галечные отложения, пески, глины (5-15 м) Аллювиальные отложения первой надпойменной террасы. Отложения представлены глинами, песками, гравием, галечниками и валунами (до 15-30 м) Аллювиальные отложения второй надпойменной террасы. Глина, пески, супеси, галечники (до 28 м)
Физико-геологические процессы и явления Эрозионные: донная эрозия; криогенные: наледи Эрозионные: береговая эрозия; криогенные: полигональное растрескивание
Мерзлотные условия Подрусловые талики рек Собь и Большая Пайпудына ММП однослойного строения. Кровля залегает с поверхности или опущена на глубину 2-3 м. Слой СО в песчаных породах 1,2-2 м, в глинах и суглинках 0,5-1,2 м
Гидрогеологические условия Подземные воды подрусло-вых таликов Надмерзлотные воды слоя СО, внутримерзлотные подземные воды
летки сохраняются в течение теплого сезона в глубоко врезанных долинах, навальных нишах, карах и цирках. Протяженность снежников достигает 200-400 м при мощности 0,5-1,5 м.
Термокарст - один из наиболее распространенных криогенных процессов коридора трассы железной дороги. Многочисленные термокарстовые воронки и озера сконцентрированы в приводораздельной западной части коридора на площади развития моренных отложений верховьев р. Собь и на юго-востоке при выходе долины в предгорную наклонную равнину восточного склона Полярного Урала. Размеры термокарстовых озер варьируют от десятков до нескольких сотен метров и составляют 1 км по протяженности. Диаметр воронок изменяется от первых метров до 150 м при глубине 0,3-1,8 м, достигающей нескольких метров.
Гравитационные процессы представлены осыпями, обвалами, оползнями и солифлюкцией [5].
Осыпи и обвалы распространены в зоне кряжа на участках тектонически нарушенных горных пород, зон контактов, переслаивающихся пород и сланцев, обладающих различными структурными и литолого-петрографическими особенностями. На Пайпудынском хребте, массив Райиз, установлено, что основная масса обломочного материала скальных пород поступает в конусы выноса поздней весной и ранней осенью в период перехода температуры через 0 оС. Размеры и форма обломков зависят от литолого-петрографических особенностей пород и составляет от 10-20 см в осыпях до 3 м в обвалах. Площади осыпей - от нескольких десятков до нескольких тысяч квадратных метров.
Оползни. На горных склонах кряжа основная роль принадлежит оползням - оплывинам. Ведущую роль в их образовании играет увлажнение склонов за счет таяния снега. Распространены на склонах с много-летнемерзлыми породами. Возникновение оползней-оплывин связано с протаиванием и оплыванием грунтов. Длина оползней от десятков-сотен метров до 1 км, глубина от 0,2 до 1,5 м.
Солифлюкция в условиях кряжа является одним из основных процессов перемещения рыхлообломочного материала на склонах с относительно небольшими уклонами. Активно процессы развиваются на склонах с крутизной 5-25о в виде протяженных солифлюкционных валов и гряд шириной 2-5 м. У подножия склонов в долинах формируются террасы высотой до 3 м. Заполнитель отложений - суглинисто-щебнистый материал.
Флювиобалансовые процессы охватывают группы эрозионных, абразионных и флювиальных процессов. К эрозионным относятся речная, овражная эрозия, конуса выноса, сели.
Речная эрозия в основном проявляется в донной эрозии. Все реки кряжа и предгорной равнины - типичные горные с порожистыми руслами, невыработанным продольным профилем равновесия. Береговая эрозия проявлена редкими участками развития пойменной, первой и второй надпойменных террас р. Собь и ее отдельных притоков.
Овражная эрозия представлена относительно редкими оврагами неполного профиля равновесия на горных склонах кряжа.
Наиболее распространенными из серии эрозионных процессов на рассматриваемой территории являются конусы выноса и сели.
Конусы выноса представляют собой пролювиальные отложения, образуются при выносе потоками дождевых и талых вод по логам и оврагам продуктов выветривания к основанию склонов. Характеризуются
плохой отсортированностью и слабой окатанностью обломков. От вершины конусов к подножию гранулометрический состав обломков меняется от щебня, дресвы с песчано-глинистым заполнителем до супесей и суглинков.
Сели. Основные предпосылки для проявления селей созданы климатическими и геологическими условиями площади. Мощные зоны дробления, процессы морозного выветривания, ледниковые отложения способствуют формированию селей. Территория коридора трассы принадлежит к районам II, отчасти I категории селеопасности.
Флювиальные процессы проявлены в заболачивании территории вследствие избыточного увлажнения дождевыми и талыми водами. Распространены арктические минеральные и торфо-минеральные верховые, низинные и переходные болота и мочажины на всех типах рельефа.
Техногенные факторы связаны с функционированием в коридоре трассы Полярно-Уральской железной дороги горнодобывающего, транспортного и селитебного комплексов. Основные виды воздействия на компоненты природной среды выражаются в геодинамическом воздействии, механических нарушениях компонентов среды, химическом загрязнении почв, грунтов, донных отложений, поверхностных и подземных вод. Ударно-взрывное, вибрационное воздействие на массивы горных пород приводит к перераспределению напряженно-деформационного состояния массивов, проявлению субтерральных, активизации гравитационных процессов. Механические нарушения обусловлены перепланировкой местности, перемещением горных пород, полезных ископаемых, созданием отвалов, насыпей, выемок и др. Загрязнение выражается повышенными концентрациями химических элементов и их соединений.
Горнодобывающий комплекс представлен предприятиями по разработке месторождений хромитов (Центральное), бутового камня (Под-горненское), а в будущем, возможно, и баритов (Войшорское, Собское, Поур-Кеу).
Хромитовые месторождения массива Райиз являются практически основной сырьевой базой хрома в российской части Урала. Месторождение Центральное разрабатывается карьером, подготовлена разработка подземным способом системой штольневых горизонтов. Западное месторождение является резервным.
Разработка Подгорненского месторождения диоритов осуществляется открытым способом и по типу и силе воздействия на окружающую среду сопоставимо с месторождением Центральным.
Месторождения барита расположены на расстоянии 1,5-3,0 км от пос. Полярный (станция «110 км» железной дороги на участке Сейда-Ла-бытнанги). По результатам геологоразведочных работ предварительные запасы баритовых руд оцениваются в 7,2 млн т при среднем содержании барита 27,5-41,2 %. Месторождения отнесены к категории резервных.
Помимо охарактеризованных источников сырья территория является перспективной для разработки месторождений драгоценных, поделочных и облицовочных камней (рубина, жадеита, нефрита, пестроцвет-ных яшм, фельзитов и мраморов).
Транспортный комплекс представлен трассой Полярно-Уральской железной дороги (Сейда-Лабытнанги), автомобильными дорогами. Железнодорожная магистраль, пересекая Полярный Урал с запада на восток и юго-восток, является главной транспортной артерией северо-западной части Ямало-Ненецкого автономного округа, по которой осуществляется
Таблица 3. Инженерно-геологическая характеристика подобласти современных водораздельных пространств.
Инженерно-геологическая подобласть Условный знак Б
Описание подобласти Подобласть современных водораздельных пространств включает в себя плоский водораздел западного и восточного склонов Полярного Урала, кряжи левого и правого бортов долины р. Собь и предгорную наклонную равнину восточного склона Полярного Урала
Условный знак Б-1 Б-II Б-III Б-М
Инженерно-геологические районы Описание районов Район плоского водораздела западного и восточного склонов Полярного Урала Район кряжа левого борта долины р. Собь Район кряжа правого борта долины р. Собь Район предгорной наклонной равнины восточного склона Полярного Урала
Инженерно-геологические подрайоны Условный знак Б-1-1 Б-11-1 Б-11-2 Б-ММ Б-Ш-2 Б-^-1
Описание подрайонов Подрайон моренных отложений верховьев р. Собь (восточный склон Полярного Урала). Ледниковые несортированные дресвяно-галечно-щебенистые отложения с валунами, с примесью суглинка и супеси (до 26 м) Криогенные: бугры пучения, пятна-медальоны, термокарстовые озера; флювиальные: заболачивание Подрайон юго-восточного склона Большого Пайпудынского хребта. Элюви-ально-делюви-альные глыбы, щебень, дресва, суглинки Выветривание: кур криогенные: бугры мокарст; гравитац осыпи, солифлюки овраги; флювиаль вание Подрайон междуречья р. Большая Пайпудына и р. Гердъизшор. Колловиальные щебень, дресва, суглинки, супесь умы; пучения, тер-ионные: обвалы, ия; эрозионные: ные: заболачи- Подрайон северного склона массива Райиз. Элювиально-делювиальные глыбы, щебень, дресва Выветривание: к генные: бугры пу медальоны, терм зионные: овраги ные: обвалы, опс солифлюкция; ф заболачивание Подрайон северовосточного склона массива Райиз. Коллюви-альные глыбы, щебень урумы; крио-чения, пятна-окарст; эро-гравитацион-лзни, осыпи, лювиальные: Подрайон делювиально-про-лювиальных отложений предгорной наклонной равнины восточного склона Полярного Урала. Суглинки, дресва, щебень (до 14 м) Криогенные: бугры пучения, термокарст; флю-виальные: заболачивание
Физико-геологические процессы и явления
Мерзлотные условия ММП однослойного строения с островами талых пород. Глубина слоя СО на торфах 0,4-0,6 м, в моренных отложениях до 2-3 м ММП однослойного строения с островами талых пород. Глубина слоя СО 2,5-4,0 м, на торфяниках 0,4-0,6 м ММП однослойного строения. Глубина СО 2-3 м, на торфяниках 0,4-0,6 м ММП однослойного строения с островами талых пород. Глубина слоя СО 3-5 м, на торфяниках 0,5-0,6 м
Гидрогеологические условия Надмерзлотные воды слоя СО Надмерзлотные воды слоя СО Надмерзлотные воды слоя СО. Внутример-злотные воды. Подземные воды щелевых таликов в разломах
перевозка грузов и пассажиров. Движение осуществляется тепловозами на дизельном топливе.
Автомобильная дорожная сеть развита слабо и включает единственную асфальтобетонную трассу Харп-Лабытнанги, грунтовую дорогу с щебеночным покрытием месторождение Центральное-Харп, грунтовые дороги пос. Полярный - Харбей, Мраморское. Остальные дороги тракторные.
Сооружение железной дороги и автодорог, проходящих по различным формам рельефа (водоразделам, склонам, долинам), сопровождается возведением насыпей, дамб, прокладкой выемок, траншей, дренажных канав и водостоков, возведением мостовых переходов. Это приводит к нарушению естественных условий, в частности поверхностного стока, его перехвату, концентрированию и пр. Эрозионные (термоэрозионные), гравитационные процессы активизируются вдоль трассы железной дороги. Насыпи характеризуются многолетним промерзанием и агградаци-ей многолетнемерзлых пород.
Селитебный комплекс. Населенные пункты коридора трассы располагаются в долинах рек Собь, Большая Пайпудына. К ним относятся поселок городского типа Харп с населением около 5 тыс. человек, пос. Полярный (база Полярно-Уральской геологоразведочной экспедиции) с населением около 500 человек. Остальные населенные пункты - станционные поселки с общим населением не более 100 человек. Селитебные территории населенных пунктов представляют собой административно-хозяйственные и жилые застройки преимущественно с 1-2-этажными строениями. Теплоснабжение местное, котельные работают на угле и дизельном топливе. Энергоснабжение территории централизованное. Водоснабжение через водозаборные сооружения. Канализация децентрализованная через систему септиков. Свалки ТБО и ПО организованы
без соответствующей подготовки основания. Строительство поселков привело к трансформации естественного рельефа, возникновению антропогенных форм мезо- и микрорельефа.
Типизация инженерно-геологических условий коридора трассы Полярно-Уральской железной дороги (восточный склон). В основу типизации инженерно-геологических условий рассматриваемой площади положены принципы, разработанные И. В. Поповым и В. Т. Трофимовым [1, 2], которые позволяют в пределах крупной территории учесть закономерности распределения региональных и зональных факторов. Такой подход позволяет обособить различные по величине, характеру рельефа, геологическому строению, мерзлотным и гидрогеологическим условиям, а в их совокупности по инженерно-геологическим условиям площади. В пределах крупных территорий по геоморфологическим признакам выделяются инженерно-геологические области и подобласти. По однородности геоморфологических и геолого-литологических комплексов подобласти подразделяются на инженерно-геологические районы. Литологические особенности пород и их свойства, характер развития физико-геологических процессов и связанных с ними явлений, много-летнемерзлых пород, гидрогеологические особенности служат основой выделения подрайонов.
Описываемая территория относится к восточному склону горной части Полярного Урала, к области долины р. Собь. В ее пределах выделены инженерно-геологические подобласти (рис. 1): А - подобласть долинного комплекса реки Собь и ее притоков с инженерно-геологическими районом и подрайонами (табл. 2); Б - подобласть современных водораздельных пространств с инженерно-геологическими районами и подрайонами (табл. 3). Техногенная нагрузка, привязанная к трассе железной
дороги, не позволяет обособить автономную подобласть техногенного воздействия.
Проведенная типизация инженерно-геологических условий коридора трассы Полярно-Уральской железной дороги свидетельствует о достаточно сложной обстановке ее строительства и эксплуатации в природных условиях Полярного Урала. Территория трассы подвержена техногенному воздействию, влияющему на активизацию экзогенных геологических процессов, что влечет за собой трансформацию инженерно-геологических условий. Для обеспечения безаварийной работы трассы необходима организация постоянного комплексного инженерно-геологического мониторинга с разработкой природоохранных мероприятий. Надежность Полярно-Уральской железной дороги приобретет особое значение после завершения строительства и начала эксплуатации железной дороги Собь-Бованенково и в особенности железнодорожной трассы Лабытнанги-Салехард-Надым-Новый Уренгой.
ЛИТЕРАТУРА
1. Попов И. В. Инженерная геология СССР. Т. 1. Общие основы региональной инженерной геологии. М.: Изд-во МГУ, 1961. 178 с.
2. Трофимов В. Т. Закономерности инженерно-геологических условий континентов Земли. М.: Изд-во МГУ, 2002. 348 с.
3. Грязнов О. Н. Факторы инженерно-геологических условий Урала. Физико-географические и техногенные факторы // Изв. УГГУ. 2014. Вып. 4(36). С. 5-18.
4. Грязнов О. Н. Факторы инженерно-геологических условий Урала. Региональные геологические факторы // Изв. УГГУ. Вып. 3(35). 2014. С. 30-50.
5. Петрова И. Г. Оценка экологического состояния геологической среды Соб-
Олег Николаевич Грязнов,
Мария Сергеевна Мартыненко,
Ирина Геннадьевна Петрова,
Уральский государственный горный университет Россия, Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30
ско-Райизской площади Полярного Урала на ранней стадии урбанизации: автореф. дис. ... канд. геол.-минерал. наук. Екатеринбург: УГГУ, 2004. 17 с.
REFERENCES
1. Popov I. V. 1961, Inzhenernaya geologiya SSSR. T. 1. Obshiye osnovy regionalnoi inzhenernoi geologii [Engineering geology of USSR. General frameworks of regional geologic engineering]. Moscow, 178 p.
2. Trofimov V. T. 2002, Zakonomernosti inzhenerno-geologicheskikh usloviy kontinentovzemli [Governing laws of geological engineering conditions of Earth's continents]. Moscow, Moscow State University. 348 p.
3. Gryaznov O. N., 2014. Faktory inzhenerno-geologicheskikh usloviy Urala. Fiziko-geograficheskiye i tekhnogennye faktory [Factors of geological engineering conditions of Ural. Physical-geogpraphical and technogenic factors]. Izvestiya Uralskogo gosudarstvennogo gornogo universiteta [News of the Ural State Mining University]. Issue 4(36). pp. 5-18.
4. Gryaznov O. N., 2014. Faktory inzhenerno-geologicheskih usloviy Urala. Regionalnyegeologicheskiye faktory [Factors of geological engineering conditions of Ural. Regional geological factors]. Izvestiya Uralskogo gosudarstvennogo gornogo universiteta [News of the Ural State Mining University]. Issue 3(35). pp. 30-50.
5. Petrova I. G., 2004. Otsenka ekologicheskogo sostoyaniya geologicheskoi sredy Sobsko-Raiskoi ploshadi Polyarnogo Urala na rannei stadiyi urbanizatsii: avtoreferat dissertatsii kandidata geologo-mineralogicheskikh nauk [Evaluation of ecological conditions of geological environment of Sobsko-Rai-Izskoi area of Polar Ural at an early stage of urbanization: The synopsis of dissertation of candidate of geological and mineralogical sciences]. Ekaterinburg, Ural State Mining University. 17 p.
Oleg Nikolaevich Gryaznov,
[email protected] Mariya Sergeevna Martynenko, Irina Gennad'evna Petrova,
Ural State Mining University Ekaterinburg, Russia
