CC BY
50
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ Cl 1ИСОК
1. Геологический словарь. Том I. М.: Недра, 1978. 486 с.
2. Елохнна С.Н., Арзамасцев A.A., Дубейковский С.Г. Влияние горнодобывающей деятельности на гидрогеологические и инженерно-геологические условия селитебных территорий // Современные проблемы гидрогеологии и гидрогеомеханики : Сб. докл. конф. СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского университета, 2002. С. 262-270.
3. Елохнна С.Н., Футорянский Л.Д. К методике прогноза скорости затопления подземных горных выработок // Известия УГГГА. Вып. ! 5. Серия: Геология и геофизика. 2002. С. 227-231.
4. Елохнна С.Н. Некоторые аспекты технопрнродных опасностей при ликвидации подземных горных выработок // Оценка и управление природными рисками. Т. 1. Мат-лы Всерос конф. "Риск-2003". М.: Изд-во Российского университета дружбы народов, 2003. С. 92-95.
5. Кочетков М.В., Кашковскнй Г.Н. н др. Эколого-геологические последствия массового затопления ликвидированных угольных шахт Восточного Донбасса // РазЕедка и охрана недр. 2001. Л'о 5. С. 33-38.
6. Норватов Ю.А., Петрова И.Б., Миронов A.C., Норватова О.И. Гидрогеологические проблемы ликвидации шахт о Восточном Донбассе // Современные пробле«»« гидрогеологии и гидрогеомеханики: Сб. докл. конф. СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского университета, 2002. С. 13~-141.
УДК 624.131.1
Э.И. Афаиаснадн, C.B. Горбова
ГЕОДИНАМИКА КАРБОНАТНОГО КАРСТА СУХОЛОЖСКО-БОГДАНОВИЧСКОГО РАЙОНА (ВОСТОЧНЫЙ СКЛОН УРАЛА)
Вопросы изучения геодинамики карбонатного кареза на Восточном склоне Среднего Урала приобрели в наше время особую актуальность в связи с постоянно увеличивающейся техногенно* нагрузкой на территории, приводящей к активизации процесса и влекущей за собой угроз» нормальной эксплуатации инженерных сооружений, большого экономического и экологического ущерба.
Авторы считают невозможным рассмотрение геодинамики карега без подробного изучекш палеогеографических условии формирования карстующихся пород, выделения эпох карстованиа. а также современных тектонических и гидрогеологических условий, определяющих развитие карста и наши дни.
Рассматриваемый район находится в восточной части Свердловской области и представляет собой слабо всхолмленную и покатую paeinaiy с высотными отметками 160-180 м над уровнем мори (рис. 1). Район пересекается долиной реки Пышмы и ее притоками - реками Рефтом, Рудянш*. Знаменкой, Брусяной, Шатой и долиной р. Исети с притоками - р. Патрушихой, Каменкой, СинарсА. Багаряком. Речные долины характеризуются значительной врезанное!ью, крутизной склона»», глубиной до 35-50 м при относительно небольшой ширине 250-500 м. По этой причине берегов* склоны названных рек дают прекрасные разрезы развитых здесь палеозойских и мезозойсаж. образований, скрытых на большей части территории чехлом четвертичных отложений. Палсозойса*-отложения представлены вулканогенными породами совместно с морскими терригенным* ■ хемогенно-органогенными осадками, в том числе широко развиты рифовые постройки (3J.
Согласно геоморфологическому районированию Урала (Шуб, Сигов, 1963 г), исслед>ешн территория располагается в пределах двух геоморфологических районов - восточной час» отпрепарированного Зауральского пенеплена и ко»гтинентально-морской цокольной равн?аь Западно-Сибирской низменности. Граница между районами проводится по западной окраине тх. Курьи (на севере), восточнее села Кашино, по восточной окраине г. Богдановича и села Троии.:«-*. восточнее Полдневского рудника. На оидельных участках она проходит по де нуд а ш': геотектоническому уступу, вероятно подновленному неотектоническими поднятиями.
Выделен район детальных исследований
Зона отпрепарированного пенеплена Урала располагается в западной части района и приурочена к возвышенным участкам территории. Морфологически это плоская слабоволнистая поверхность с абсолютными отметками 178,0-158,0 м. Ширина сс составляет 5-9 км. Характерными формами рельефа являются значительные по площади выровненные участки, чередующиеся с пологими холмами вытянутой формы и допинообразными ложбинами, а также глубоко врезанные речные долины. Влияние литологии палеозойского фундамента на распространение форм рельефа почти не ощущается. Незначительные повышения в рельефе связаны как с малоустойчивыми к выветриванию породами (известняки, песчаники, ал*иролиты, конгломераты), так и с диоритами, диабазами (породы средней устойчивости к химическому выветриванию). Широко развиты в пределах зоны отрицательные формы рельефа (карстовые), приуроченные к полосе известняков [1,
5].
Восточная часть площади относится к области континентально-морской цокольной равнины, в формировании которой немалую роль сыграли аккумулятивные процессы плиоцен-четвертичного времени. Район представляет собой слабо пологоволнистую равнину с широкими, большей частью заболоченными междуречьями, на которых породы фундамента перекрыты толщей мезо-кайнозойских морских и континент&чьных стложений. Мощность этих образований увеличивается в восточном-юго-восточном направлении от единиц метров до 70-100 м. Основными морфологическими элементами этой зоны являются плоские заболоченные котловины, разделенные небольшими грядами с относительным превышением над болотами 0,5-1,5 м. Широко развит микробугристо-западннный рельеф, приуроченный к площадям распространения осадков серовской свиты. Речные долины основных рек хорошо разработаны, являются эпигенетическими - прорезают чехол рыхлых отложений, вскрывая породы палеозоя.
В общих чертах современный рельеф района был сформирован в докайнозойское время пол влиянием денудационных процессов, протекавших в мезозое (мезозойский пенеплен). В последующее время происходило неодкокрятное омоложение рельефа. В верхчемеловое-палеогеновое время район испытывает медленные погружения, сопровождавшиеся трансгрессией моря. Наступление моря способствовало захоронению сформировавшегося рельефа под чехлом морских осадков мела и палеогена и его выравниванию.
В олигоценовый континентальный период, характеризующийся резкими поднятиями восточного склона Урала (Шуб, 1971), на территории района происходит заложение новой речной
сета и размыв морских осадков Амплитуда поднятия западной части района (отпрепарированного пенеплена Урала) была значительно выше восточной (континент ал ьно-морской цокольной равнины). IJ пределах отпрепарированного пенеплена морские осадки были почти полностью уничтожены денудацией. Сохранились они на незначительных площадях в виде изолированных пятен. В миоценовое время происходит размыв древних кор выветривания, выведенных денудацией на дневную поверхность, и образование педиилеиа. В плиоцен-четвертичный этап в результате тектонических поднятий положительной» шака произошла перестройка древней речной сети и заложение новой, сохранившейся до нашего времени. Таким образом, возраст современной поверхности можно считать послеэо ценовым [5]
Согласно общепринятой схеме тектонического районирования, район работ находится в пределах крупной структуры региональною значения - Ллапаевско-Теченского мсгасинклннория. являющегося составной частью Восточно-Уральского прогиба С точки зрения приуроченности района к структурам более низкого порядка (11-го и ниже), площадь исследований охватывает части Каменского и Коптеловского синклннориев.
Каменский еннклиноркй имеет субмеридиональное простирание и сложен террегеннымн н карбонатными породами верхнего девона, нижнего и среднею карбона. Падение порол в западной и игральной частях — западное, а в восточной полосе - преимущественно восточное пол углом 60-80"
Каменский синклннорий. в свою очередь, осложнен складками более высоких порядков В ядрах синклинальных складок располагаются узкие полосы обломочных порол среднего карбона, смятые в мелкие изоклинальные складки. Простирание складок и отдельных полос обломочных пород среднего карбона меридиональное и субмеридионадьное
Кроме иликативных дислок.ший, Каменский синклннорий рассечен рядом тектонических разломов Один из них проходит вдоль -ападной окраины полосы карбонатных порзд нижнего карбона. Другой рассекает отложения карбона по простиранию на две част и прослеживается примерно между селами Троицкое и БаЙНь Третий разлом фиксируется вдоль восточною контакта обломочной толщи среднего карбона с триас-юрскими и пермо-триасовыми осадками
Каменский синклннорий. в площадь которого входят нешральная и западная части района. представлен осложняющей сто структурой IV порядка - Богзаиовичско-Шаблинской мегасинклиналью, состоящей, в свою очередь, из целого ряда еще более метких структур (V и более низкого порядков).
Каменский и Кошелонский синклинории между собой сочленяются по зоне крупного тектонического разлома (Курьииско-Черноскутовское нарушение).
Складчатые сооружения района осложнены разрывными нарушениями меридиональной, широтной и диагональной ориентировки Сочетание различных систем разрывных нарушении обусловливает блоковое строение, которое особенно наглядно проявлено в западной части площади исследований,
По характеру относительного перемещения блоки можгю подразделить: на опушенные, приподнятые и не претерпевшие вертикального перемещения.
Блоки в плане чаше всего имеют форму неправильных трапеций, реже треугольников и многоугольников Размеры отдельных блоков самые различные, от первых сотен метров до 5-8 км и более в поперечнике.
Все складчатые сооружения района имеют линейный характер. Структуры низких порядков фиксируются выходами различных ярусов и горизонтов каменноугольной системы. Крылья структур осложнены мелкой складчатостью нередко с весьма крутыми углами падения (вплоть ло запрокинутости) Мелкая складчатость имеет самые разнообразные формы, часто она изоклинального характера Углы наклона крыльев от пологих - 10-15° до крутых - 80-85°. Нередко отмечаются опрокинутые и лежачие складки (береговые обнажения рек Пышмы, Кунары).
Заложенные в различное время разрывные нарушения неоднократно подновлялись в течение длительного времени, часто до позднеюрского, реже вплоть зо кайнозоя включительно.
В гидрогеологическом отношении район расположен вблизи западной мераинь Тобольской: артезианского бассейна Близость к границе с горно-складчатым Уралом определяет специфически« условия формирования подземных вод, несущие черты как артезианского бассейна, гак и бассейтн регионального стока коровых и корово-п.тасговых подземных вод Восточно-Уральской группы F пределах района подземные воды приурочены к песчаным разностям покровной толщи (•
характерными чертами Тобольского артезианского бассейна), и породами палеозойского фундамента водоносные комплексы гидравлически связаны между собой (6].
Иластово-поровые воды в четвертичных, неогеновых, палеогеновых, меловых отложениях выделяются в единый водоносный комплекс рыхлых отложений мезокайнозоя, обладающий сравнительно малой водообильностью. Водоносные горизонты платформенного покрова, имеющие на востоке выдержанный литологический состав и разделенные слабопроницаемыми породами, в пределах западной части района неустойчивы по мощности и составу и представляют собой комплекс песчаных линз и прослоев среди глинистого и глинисто-песчаного материала, гидравлически связанных между собой и с породами палеозоя. Наиболее обводненными являются линзы песков верхнего и нижнего мела кварц-глауконитового состава неравномерно-зернистых мощностью 1-3 м, реже 10-15 м, в отдельных случаях эти пески образуют единый водоносный горизонт. Водообильность горизонта неравномерная, дебиты родников не превышают 0,2-0,3 л/с, дебеты скважин до 1,2 л/с при понижениях 5-22 м, преобладающие значения коэффициентов фильтрации 0,1-0.2 м/сутки. Питание подземных вод комплекса осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков, разгрузка - в палеозойский комплекс и местные дрены. Отметка уровня подземных вод рыхлой толщи, благодаря разобщенности проницаемых прослоев, различная, но почти всегда выше \ровня палеозойского комплекса и всегда составляет 162-164 м. В естественных условиях режим >ровня характеризуется резким подъемом в апреле, после чего наблюдается постепенное снижение до очередного паводка. Амплитуда колебания уровня до 3,0 м. Химический состав подземных вод зерхнего водоносного комплекса гидрокарбонатный кальциевый, сухой остаток 0,2-0,3 г/л. жесткость 2-5 мг-экв /л (6).
Нижний водоносный горизонт приурочен к трещиноватым закарстованным известнякам нижнекаменноугольного возраста и трещиноватым терригенным породам среднекаме шоугольного возраста. В естественных условиях подземные воды, приуроченные к известнякам и терригенным отложениям, имеют единую уровенную поверхность и характеризуются общими условиями нормирования, однако обводненность и фильтрационные свойства пород резко различаются. Питание водоносного комплекса происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков и перетекания из рыхлой толщи. Сезонные колебания уровня имеют амплитуду до 1,0 м. Глубина «легання изменяется н широких пределах от 8.5-25,0 м. По положению в геологическом разрезе он обладает безнапорным уровнем и лишь в восточной части района обладает местным напором в зависимости от гипсометрического положения. Эгот водоносный горизонт довольно детально изучен ча ряде месторождений подземных вод: Кунарском, Полдневском, Мазулинском и др.
Характерной особенностью этого водоносного горизонта является крайне неравномерная его зодообильность, обусловленная различной степенью трещиноватости и закарстованности известняков. Трещиноватость и закарстоваиность прослеживаются до глубин 120-130 м, интенсивная - 80-100 м (Полдневское месторождение подземных вод - Антипин В.И., Евсеева H.A., Баталов Н.С. -Мазулинское месторождение). По данным Верстенниковой A.C., глубина проникновения карста, овернозностн в карбонатную толщу достигает даже 200-300 м, считая от кровли известняков. Мощность карстовых полостей изменяется в очень широких пределах от 1-2 до 35 к и более. В большинстве случаев известняки характеризуются существенной плановой и фильтрационной -«однородностью. Дебиты скважин изменяются в широких пределах от 0,25 до 100 л/с, удельные лебиты от 0,15 до 0,33 л/с.
Согласно геологической карте М 1:50000 (Соболев. Устюжанинов, 1972) в геологическом строении района преобладают карбонатные породы визейского и намюрского ярусов нижнего карбона, интенсивно дислоцированные, смятые в сложные складчатые системы (рис. 2).
Анализ стратиграфического разреза указывает на часту ю смену условий осадконакопления. К началу визейского века в результате тектонических поднятий в западной части площади ¡•становились прибрсжно-.морскис условия. Восточная - представляла сушу. В нижне- и средневнзейское время происходит накопление полифациальных терригениых отложений угленосной толщи. Формируются они в условиях прибрежной равнины, протягивающейся вдоль берегов суши, располагавшейся к востоку в виде узкою прогиба (Восточно-Уральского). Область прогиба испытывала медленные погружения, изобиловала болотами, опресненными бассейнами и служила зоной разгрузки терригенного материала, приносимого с суши. Ширина прогиба колебалась от 50 до 100 км. Западная граница проходила в это время между гг. Сухой Лог и Камышлов. На востоке, на основании косвенных данных, красноцветные отложения московского яруса залегают на плотных, эффузивных (?) образованиях девона - поднимавшаяся суша представляла собой обширный остров,
вытянутый с севера на юг на несколько десятков километров В течение длительно!о геологического времени эта суша являлась местной областью сноса и влияла на распределение фации и срелиевизейскос и срвднекаменноугольное время, И только в период максимальной низсйск«й трансгрессии суша. вероятно, забивалась неглубоким морем и превращалась в отмель.
В чульско-алексннскос время морская трансгрессия расширяется, захватывая вес большие площади. Тульеко-Алсксинское море достигло широты поселка Курьн. Общие фациальные изменения грансгрессивного цикла отчетливо прослеживаются на фоне постепенного увеличения карбонатное ти Если в нижней части тульского горизонта развиты терригениые породы. го в верхней преимущественное развитие получили известняки.
В дальнейшем морская трансгрессия продолжает расширяться, и к началу мнхайлонско-венсвского времени на территории района устанавливаются нормально-морские условия
Характерной особенностью срсднс-всрхневизсйского моря были периоды обмеления, обусловленные непостоянными тектоническим ]>еж-тмом (небольшие поднятия на фоне общего погружения). Обмеление приводило к изменению фшиальных условий, которые приближались к лагунным (солоноводиым). Оеолонсние отражалось и на биоценозах. Фауна Обеднялась и мельчала. В михайдовское время кратковременные периоды обмеления отмечены маломощными прослоями микрозернистых, пелитоморфиых. долом итизированиых известняков с обедненным комплексом фораминифер. Наиболее продолжительное обмеление, сопровождающееся интенсивным до.томнтообразонанием. отвечает верхневсневско-сергуховском\ времени.
О мелководности морского бассейна свидетельствует также появление в массовом количестве водорослей и зарождение (в веневское время) первых биогенных построек-рифов Основными рнфостротелями были мшанки и известковые водоросли
В верхпссерпуховско-иротнннское нремн морс становится еще более мелководным. Карбонатные осадки представлены в основном рифовыми фациями, которые формировались, судя но диалогическим особенностям, скорее всего, в пределах сравнительно узкого поднятия, обусловленного либо Существованием тектонического блока, тнбо локальной положительной структуры.
В протвинскос время рнфообразосанне достигло расцвета. Основными рифостроит елями остались водоросли, встречаются остатки разнообразных фораминифер. брахиопод. иглокожих, мшанок.
Рифовые массивы располагаются в районе с виде цепочек, вытянутых и меридиональном направлении. При современном эрозионном срезе они обнажаются в долин,тд рек К\мпры. Б. Калниовки.
К началу верхнеиамюрекого (краенополянсксго) времени в результате медленных поднятий связь 'Зауральского и Восточно-Уральского морен на широте Среднего Урала была затруднена-Барьсром служило мелководье и существование цепи островов, поднимавшихся непосредственно к западу от изучаемой территории. В пределах восточного склона Среднего Урала устанавливаются условия островного мелководья Основными рнфостротелями остаются водоросли, фораминиферы.
Восточнее полосы рифовых известняков распространены черные глинистые известняки либо серые окремнемные с желваками и прослоями кремней. Глинистость, некоторая битумижпноегь. большое количество кремней свидетельствуют о близости суши и установлении временами застойных условий.
Мижнебашкирское время ознаменовалось кратковременной трансгрессией. На территории района установились нормально-морские мелководные условия с пышным развитием водорослей -зеленых, багряных Таким образом, в Среднем карбоне в Сухоложско-Богдановиче ком районе преобладают известняки бноморфио-водорослсвые. в подчиненном количестве присутствуют орпшо! енно-детритовые и органогеино-обломлицил
Высокая чистота известняков, несмотря на близость суши, свидетельствует о наличия барьера, который препятствовал поступлению обломочного материала. Таким барьером, вероятие служили органогенные постройки - биогермы. располагавшиеся в виде меридиональных непочек, востоку от которых условия седиментации не всегда были стабильными.
В верхнебашкирское время физико-географические условия сильно изменились. ~>г изменения были тесно связаны с проявлением еудегской фазы гсрнииского орогенеза, Наступи,! повсеместное поднятие территории, отступление моря но ют - юго-запад,
Рис. 2. Схема геологического строения Сухоложско-Богдановичского района: 1 - нижнекаменноугольныс терригенные отложения; 2 - нижнекаменноугольные карбонатные отложения; 3 -аерхнекаменноугольные терригенные отложения; 4 - мезо-кайнозойские отложения; 5 - геологические границы; 6 -геоморфологическая граница; 7 - железная дорога; 8 - карстовые воронки, котловины, выявленные при карстологической съемке в 2000 г.
Осадки верхней части башкирского яруса - нижней части московского представлены двумя типами разрезов. В северной части площади они сложены преимущественно грубозернистыми осадками - песчаниками, гравелитами, конгломератами, алевролитами с подчиненными прослоями аргиллитов и известняков; в юго-западном углу территории отложения представлены преимущественно аргиллитами с редкими прослоями алевролитов, песчаников и известняков. Выше по разрезу красноцветные отложения московского яруса. Глинистые фракции сероцветных порол верхнебашкирского яруса сложены в основном каолинитом и гидрослюдой, что может указывать на формирование их в гумидном климате. Только первые (серо цветы) отлагались в бассейнах с восстановительной средой, а последние (красноцветы) - с окислительной.
В верхнекаменноугольное и пермское время территория испытывала орогенические поднятия. Очевидно, одновременное расчленением рельефа происходили интенсивные процессы денудации.
Уральский регион в конце палеозоя закончил гсосинклинальный режим и перешёл в платформенную стадию. В течение мезозоя-кайнозоя на Урале развиваются преимущественно процессы денудации и происходит образование платформенного чехла.
В мезозое-кайнозое Урала могут быть выделены шесть тектонических этапов (по Д.П. Сигову, 1969):
- первый этап - образование глубинных разломов и излияние лав (триас);
- второй этап - развитие тектонических впадин авлакогенного типа, с запелненнем их мощными толщами осадков с прослоями углей (триас - срелняя юра);
- третий этап - относительная стабильность Урала и медленные прогибания Зауралья, сопровождающиеся морской трансгрессией (средняя юра - нижний олигоцен);
- четвертый этап - медленное поднятие региона с регрессией моря (средний, верхний олигоцен);
- пятый этап - относительный тектонический покой региона (миоцен);
- шестой этап - прерывистые подвижки положительного знака (плиоцен - четвертичный период).
В течение мезозоя и кайнозоя происходили существенные изменения климатических условий Климатический фактор при рельефообразе вании и седиментации выходит на первый план в эпохи тектонического покоя, что отмечалось в течение третьего и пятого этапов, когда на Урале происходило образование мезозойскою и палеогенового пенеплена и миоценового г.едиплена. ь связи с чем правильнее называть этапы тектоно-кли.матнческн.ми.
В течение первою тектоно-клима-ического эгапа была широко проявлена вулканическая деятельность, образующая вулканоюнно-осадочные отложения.
На смену вулканогенно-осадочным породам в разных местах региона появилась новая -угленосная осадочная толща (второй этап).
В течение третьего тектоно-магматическою Э1апа значительная часть региона представлял* собой сушу с тёплым и влажным климатом. Вначале суша занимала почти всю рассматриваем)»: территорию. При развитии морской трансгрессии с востока площадь суши значительно уменьшилась. Вследствие относительной тектонической стабильности Урала в поздней юре, мелу и до позднег? палеогена в условиях тёплого гумидного климата образовалась толща пород мезозойской корь-выветривания.
Омоложение рельефа, вызванное тектоникой, явилось причиной усиления денудационных процессов. В верхнсюрское-ннжне.меловое время процессы пенепленизации в условиях тропического и субтропического климата привели к корообразованню.
В готсрив-баррем-апте прошли небольшие по амплитуде колебательные движения > литосфере, в результате которых появились локальные поднятия, вызвавшие усилие эрозионной деятельности и связанное с ним расчленение поверхности.
На площадях развития известняке в. особенно в при контактовых частях с терригенныч* отложениями и по тектоническим швам, интенсивно проявились процессы карстообразованю. приведшие к образованию замкнутых впадин различной величины, которые при дальнейшги развитии карста увеличивались и, слиеяясь. образовывали вытянутые в субмсридиональнс* направлении депрессии, заполняемые в последующем обломочным и глинистым материалом 5 результате перемешивания глинистого и обломочного материала образовались своеобразны: песчаио-глинистые щебенистые породы, иногда с галькой и мелким валунииком, характеризующие^-» плохой степенью отсоотноованностн. получившие название "беликов".
К концу апта по мере постепенного ослабления тектонических движений в фундаменте карстовые процессы утратили свою активность.
В течение четвертого этапа в среднем ол и го цене произошло общее эпсйрогсническое поднятие региона, море отступило. Новый кратковременный эрозионный цикл приводит к образованию недоразвитого пенеплена - олигоценовой поверхности выравнивания, на которой развивается маломощная кора химического выветривания.
Климат палеогена изменяется от жаркого в начале до умеренно теплого в конце периода. Климатические условия были благоприятны для развития химического выветривания, однако тектоническая обстановка далеко не всегда благоприятствовала этому. Вторая половина мелового и значительная часть палеогенового периодов - это время консервации кор выветривания в связи с общим погружением района (Гинзбург, 1947).
Но отступанию моря с середины олигоцена в связи с общими поднятиями региона возобновилось каолиновое выветривание. Новая кора выветривания могла образоваться не только на породах палеозоя, но и на мезозойских и палеогеновых отложениях, однако она маломощна (Сигов, 1969).
Умеренность климата и кратковременность эпохи выветривания (около 8 млн лет) не способствовали глубокой химической проработке материала и проникновению коры выветривания на сколько-нибудь значительную глубину. Кора выветривания этой эпохи имеет преимущественно каолиново-слюдистый, а не каолиновый состав, а мощность коры ограничивается несколькими метрами.
Пятый миоценовый этап относительной тектонической стабильности Урала является в то же время весьма своеобразным климатическим этапом - в целом при засушливом климате имели место сезоны проливных дождей. Это обусловило интенсивный плоскостной смыв рыхлых отложений и элювия с возвышенностей, при котором обнажались относительно свежие палеозойские породы. Как следствие этого образовывался характерный уральский мслкосопочник и островные горы. Смываемый пролювиальный материал отлагался во впадинах, образуя так называемые "озёра наносов".
Начавшееся в шестом этапе усиление эпейрогенеза приводит к расчленению террасового комплекса рек. Для этого этапа характерно резкое усиление тектонических движений и обшее сильное похолодание. С первым связано неоднократное эрозионное врезание рек, образование речных террас, части склоновых отложений. Похолодание способствовало понижению роли химического и резкому усилению физического (морозного) выветривания и связанных с ними явлений.
Новая рсчиня сеть резко отличается от прежней и имеет близкую к широтной ориентировку главных речных артерий (реки Иссть, Пышма, Синара, Багаряк. Рефт и другие).
В раннем плейстоцене произошло значительное поднятие территории и частичная перестройка речной сети [4).
Таким образом, в пределах рассматриваемой территории можно выделить три этапа карегования. Первый этап (нижний-средний карбон) выделяется на основании данных о том. что среднекаменноугольные отложения залегают на древней закарстованной поверхности нижнекаменноугольных известняков. Области развития мезозойсксго карста наложились на палеозойский карст. Оживление карста в ннжне.меловос время (2-й этап) происходило по контакту среднекаменноугольных и нижнекаменноугольных отложений и приводило к формированию пологих депрессий. Наличие карсгующсгося субстрата явилось благоприятным условием формирования отрицательных форм рельефа. Однако места заложения и сриентировка основных депрессий рельефа при однородном составе карстующихся пород определялись, главным образом, тектоническими особенностями территории.
Таким образом, по возрасту карст района датируе тся как мезозойский.
И, наконец, выделяется современный карст (неоген-четвертичный, 3-й этап). Современный карст распространен ограниченно. Проявляется он не повсеместно и с неодинаковой ншенсивностыо. Небольшие участки современного неоген-четнертнчного карбонатного карста отмечены на водоразделах рек Пышмы, Кунары, а также на склонах речных долин, где карстующиеся породы непосредственно выходят на дневную поверхность или перекрыты маломощным чехлом четвертичных отложений.
Таким образом, в исследуемом районе (Сухоложско-Богдановнчском) выделяются следующие формы древнего и современного карста:
1. Западины ("блюдца") глубиной 1-2 м, 0,4-0.6 м. Это округлые или вытянутой формы депрессии, размером 20-50 м. часто более. Чаще эти карстовые формы имеют суффозионно-карстовос происхождение.
2. Воронки округлой, овальной или неправильной, сложной формы углубления. Размеры воронок колеблются в широких пределах: диаметр от 5-10 до 20-30 м. глубина от 0.4-0.7 до 2-6 м. реже до 10-15 м. Карстовые формы хорошо дешифрируются на аэрофотоснимках. Воронки концентрируются вдоль дизъюнктивных трещин, зон повышенной трещиноватости, контактов известняков с терригенными породами Нередко воронки сливаются друг с другом, образуя ложбинообразные понижения и котловины, вытянутые в субмсридиональном направлении, ориентированные согласно простиранию известняков. Часто воронки имеют поноры, что свидетельствует о том. что большинство воронок принадлежит к типу про-'асывания и выщелачивания;
3. Пещеры развиваются в известняках, обнажающихся по склонам речных долин. Известняки здесь образуют обрывы и останцы высотой 12-20-40 м. Пещеры, как правило, небольшие, в виде ниш.
Образование древнего карста происходило в основном в поздне.мезозойское время (верхняя юра - верхний мел), вплоть до верхнемеловой трансгрессии. В этот длительный континентальный перерыв карбонатные породы были выведены на дневную поверхность и подверглись интенсивном) выветриванию и выщелачиванию. Древний карст расположен под рыхлыми отложениями четвертичного возраста, поэтому выражен только в рельефе кровли палеозойского фундамента. Он представлен воронками, выполненными в основном глинами, содержащими обломки и щебень известняка.
Анализ данных эксплуатации месторождений карбонатного сырья района (Кунарского. Сухоложского, группы Вогдановичских (i, П, Ш), Кашинского) показывает, что поверхностная и глубинная эакарстованность известняков распространена крайне неравномерно. Глубина проникновения карста в карбонатную толшу различная (максимальная до 300 м). Размер карстовых полостей от единиц до первых десятко« метров, коэффициент глубинной закарстованности до глубины 40-90 м (от кровли известняков) может достигать 19-34 % и с глубиной затухасг.
Современный карст развивается на относительно приподнятых участках и выражается в образовании карстово-обвальных, карстово-суффозионных и воронок смешанного типа, западин, логов. Большинство воронок имеют задернованные склоны, устойчивую чашеобразную форму. Но отмечаются и свежие воронки (возраст 3-5 лет), для которых характерны срывы дерна, крутые обрывистые стенки. Так, при карстологическом обследовании района в 2000 г. на Г!К 2383-2385 право 80-100 м перегона Кунара - Глухово - Богданович были обнаружены четыре свежие карстовые воронки. В 1991 г.. по свидетельству прораба ДОК С.Н. Чеберяка, юго-западнее жилого дома № 25 в квартале "А" г. Богдановича произошла значительная авария водонесущих коммуникаций. На данном участке отмечено 3 карстовые воронки размером 30x10 м, глубиной 0,7 м и овраг длиной 80 м. шириной 20-25 м. глубиной до 3 м [2J. Неоднократные деформации земляного полотна железной дороги фиксировались на 1914 км перегона Богданович - Пышминская. где 22 августа 2001 г. произошел провал иол полотном нечетного пути диаметром 1.6 м. глубиной 2.7 м.
Современная активизация карстовых процессов на рассматриваемой территории обусловлена в основном техногенным фактором. Сброс промышленных стоков предприятий, эксплуатация трсщинно-карстового водоносного горизонта, постоянные утечки из городских коммуникаций, отсутствие стока поверхностных вод приводят к образованию провалов, угрожающих норматьной эксплуатации инженерных сооружений.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Антипин В.И. Отчет о детальной разведке Полдневского месторождения подземных вод для водоснабжения г. Богданович: Фонды УГУ. Свердловск. 1970.
2. Афанаснадн Э.И., Дубе иконе кий С.Г. Отчет о результатах карсгологического обследования перегона ст. Кунара - ст. Богданович / УГГГА, кафедра ГИГ. НПЦ "Карст", Екатеринбургский филиал. Екатеринбург, 2000.
3. Геология СССР. Том XII. Пермская. Свердловская, Челябинская и Курганская области Книга II. Тектоника / Ред. П.И. Аладинский. М.: Недра. 1969. С. 164.
4. Огородников В.Н., Слободчнков Е.А., Поленов Ю.А. В краю потухших вулканов: Учебное пособие. Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 1997. 228 С. 5-15.
5. Соболев М.Т., Устюжанннов В.Г. Геологическая карта Урала М 1:50000 // Фонды Уралгеолкома. Екатеринбург, 1972.
6. Фельдман А.Л. Мониторинг подземных вод на Полдне веком карьере Троицко-Байновского месторождения огнеупорных глин // Фонды КИР по Свердловской области. Екатеринбург, 1997.
УДК 556.388
И.В. Абатурова, Б.В. Лихарев, И.А. Носкова, И.С. Сабуров
ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ТОЛЩ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОД
В РАЙОНЕ Г. САЛЕХАРДА
Интенсивное освоение северных районов, региональное изменение радиацнонно-тешювого баланса в сторону положительного методически приводит к увеличению глубины протаивания толщ многолетнемерзлых пород и как следствие к развитию инженерно-геологических процессов и деформациям зданий и сооружений [2]. Данные проблемы прослеживаются практически во всех городах Севера. Весьма показательным в этом отношении является столица Ямало-Ненецкого автономного округа г. Салехард. В этой связи важным является вопрос прогноза изменения мощности и понижения кровли многолетнемерзлых пород (ММП).
Территория г. Салехарда расположена севернее Полярного круга. История геологического развития, климатические особенности определили современное состояние горных пород как многолетнемерзлых [1,3].
В геологическом строении района принимают участие аллювиальные, озёрно-болотные, эоловые, делювиально-солифлюкционные, аллювиально-морскне, ледово-морские отложения неоплейстоцена и голоцена, слагающие I. И, III и IV надпойменные террасы. В литологичсском отношении это пески, супеси, суглинки, глины, торфа.
Изучаемая территория принадлежит к зоне сплошного и прерывистого распространения ММП. Прерывистость обусловлена наличием таликовых зон сквозного и нссквозного характера, которые приурочены к руслам рек Оби, Полуя, Шайтанки, Васьегана. Нссквозные талики встречаются под мелкими водными объектами, в полосах стока при значительной мощности снега, обильной растительности.
Одним из главных факторов, определяющих распределение многолетнемерзлых пород по площади, является ландшафт. В этой связи характер распределения ММП в пределах долин и водоразделов оказывается различным. На междуречном пространстве (р. Обь. Васъеган, Полуя) выделяются два типа участков, резко отличающихся по условиям теплообмена и особенностями распространения многолетнемерзлых пород: плоские заболоченные не дренированные поверхности; хорошо дренируемые поверхности.
Плоские заболоченные поверхности расположены в пределах II надпойменной террасы. Здесь многолетнемерзлые породы имеют широкое распространение и занимают 70-75 % площади. Участки приурочены к загорфованным безлесым территориям. В пределах залесенных участков, ложбин стока и днищ молодых хасыреев мощность многолетнемерзлых пород резко сокращается. На небольших по размеру ложбинах стока, разделяющих массивы заболоченных земель, поверхность многолетнемерзлых пород опущена до глуэины 2-5 м.
Хорошо дренируемые поверхности расположены в пределах III, IV надпойменных террас с абсолютными отметками поверхности 80-90 м. Для данных участков характерен оптимальный режим теплообмена, но малая мощность снежного покрова, песчаный состав пород привели к глубокому промерзанию пород. И как результат - для водораздельных пространств характерно однослойное строение толщи многолетнемерзлых пород по вертикали. Моиность такой толщи составляет 80-200 м. Кровля совпадает с дневной поверхностью. Однако на отдельных участках мерзлота имеет слоистое строение. Первый слой залегает о поверхности, либо его кровля опускается до глубин 2-5 м и мощность сю составляет от 10 до 30 м. Иногда многолетнемерзлые породы первого слоя отсутствуют и фиксируется только второй слой. Второй слой характеризуется глубиной залегания кровли 40-50 м и мощностью 20-80 м. Трешй слой залегает на глубинах более 80 м, и вскрытая мощность его составляет 25-30 м. Установлено, что мерзлота однослойного строения приурочена к тундровым, безлесым участкам. Двух-, редко трехслойное строение характерно для залесенных
