CC BY
28
GEODYNAMICS & TECTONOPHYSICS
PUBLISHED BY THE INSTITUTE OF THE EARTH'S CRUST SIBERIAN BRANCH OF RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES
ISSN 2078-502X
2019 VOLUME 10 ISSUE 3 PAGES 697-714
https://doi.org/10.5800/GT-2019-10-3-0436
Intensification of exogenous geodynamic processes in areas
with large linear objects, associated with changes in the characteristics of soils displaced by construction and operation activities
Yu. V. Gensiorovsky1, N. N. Ukhova2, S. I. Shtel'makh2, N. N. Grin'3, Yu. A. Stepnova1
1 Sakhalin Branch of Far East Geological Institute, Far East Branch of RAS, Yuzhno-Sakhalinsk, Russia
2 Institute of the Earth's Crust, Siberian Branch of RAS, Irkutsk, Russia
3 Irkutsk National Research Technical University, Irkutsk, Russia
Abstract: In the studied region, vast land areas are influenced by construction and operation of large linear facilities, such as oil-gas pipelines, power lines, motor roads and railways. In the areas along and inside the construction right-of-way zones, considerable changes occur in landscapes, microclimate conditions, hydrological features of water bodies, and geological engineering characteristics of the rocks. Furthermore, anthropogenic soil materials are produced. In our study, such materials are termed 'man-made / technogenic soils', which means the soil material displaced during stripping operations in the areas allocated for construction of linear objects, and the soil material resulting from coal mining and quarrying. The above-mentioned changes in the geological environment lead to intensive exogenous geodynamic processes (EGP) taking place during construction and in the first years of the object operation. In areas where such objects are located near and in residential areas, the EGP impact is observed in the zones that have been previously not at all influenced or only slightly affected by EGP. In our comprehensive study aimed at the assessment of the scale of the regional landslide and mudflow processes, the physical and chemical properties of technogenic soils were determined, their mineral and chemical composition was analyzed, and the levels of chemical contamination of the studied soils were estimated. The research results can be used in engineering-geological, construction, hydrometeorological surveys, as well as forecasting the development of EGP and their impact on the territory adjacent to the large linear objects.
Key words: landslide; mudflow; exogenous geodynamic processes; technogenic soil; chemical and mineral composition of soils; Sakhalin Island; clay mineral
Статья публикуется по материалам доклада, сделанного авторами на XII Российско-Монгольской международной конференции «Солнечно-земные связи и геодинамика Байкало-Монгольского региона» (1-5 октября 2018 г., г. Иркутск)
RESEARCH ARTICLE Received: February 13, 2019
Revised: May 14, 2019 Accepted: July 2, 2019
For citation: Gensiorovsky Yu.V., Ukhova N.N., Shtel'makh S.I., Grin' N.N., Stepnova Yu.A., 2019. Intensification of exogenous geodynamic processes in areas with large linear objects, associated with changes in the characteristics of soils displaced by construction and operation activities. Geodynamics & Tectonophysics 10 (3), 697-714. doi:10.5800/GT-2019-10-3-0436.
Интенсификация развития экзогенных геодинамических
ПРОЦЕССОВ В РАЙОНАХ РАЗМЕЩЕНИЯ КРУПНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ОБЪЕКТОВ, СВЯЗАННАЯ С ИЗМЕНЕНИЯМИ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ
Ю. В. Генсиоровский1, Н. Н. Ухова2, С. И. Штельмах2, Н. Н. Гринь3, Ю. А. Степнова1
1 Сахалинский филиал Дальневосточного геологического института ДВО РАН, Южно-Сахалинск, Россия
2 Институт земной коры СО РАН, Иркутск, Россия
3 Иркутский национальный исследовательский технический университет, Иркутск, Россия
Аннотация: Интенсификация хозяйственной деятельности, связанная со строительством и дальнейшей эксплуатацией крупных линейных объектов (нефтегазопроводы, линии ЛЭП, авто- и железные дороги), затрагивает обширные области вдоль полосы строительства. В данной полосе происходит изменение ландшафтов, рельефа, микроклимата, гидрологических характеристик водных объектов, инженерно-геологических характеристик горных пород, слагающих территорию, и образование техногенных грунтов. Под «техногенными грунтами» в работе понимаются перемещенные грунты, образовавшиеся в результате срезок при планировке территории под прокладку линейных объектов, и грунты, сформированные при разработке угольных шахт и карьеров. Эти изменения геологической среды приводят к интенсивному развитию экзогенных геодинамических процессов (ЭГП) во время строительства и в первые годы эксплуатации объекта. В районах, в которых такие объекты проходят по селитебным территориям, в зоне влияния ЭГП оказываются площади, ранее мало подверженные их влиянию. В рамках данного исследования выполнены комплексные работы по оценке масштабов развития оползневых и селевых процессов, определены параметры физико-химических свойств тех-ногенноперемещенных грунтов, определен их минеральный и химический состав, оценен уровень химического загрязнения исследуемых грунтов. Результаты исследований могут применяться при инженерно-геологических, строительных, гидрометеорологических изысканиях, а также при составлении прогноза развития ЭГП и их влияния на территории, прилегающие к крупным линейным объектам.
Ключевые слова: оползень; сель; экзогенные геодинамические процессы; техногенный грунт; химический и минеральный состав грунтов; о. Сахалин; глинистый минерал
1. ВВЕДЕНИЕ
В рассматриваемом районе, в узком коридоре, ограниченном с восточной стороны заливом Терпения, с западной стороны - отрогами Западно-Сахалинских гор (рис. 1), проходят основные коммуникации, связывающие северные и центральные районы Сахалинской области с югом острова. Вдоль побережья следуют автомобильная и железная дороги. На расстоянии до 8 км в глубь острова вытянуты линии ЛЭП и трасса нефтегазопроводов проекта «Сахалин-2», в непосредственной близости к ним находятся линии оптоволоконной связи нескольких коммуникационных компаний. С учетом рельефа, все элементы системы находятся в сложном взаимодействии.
Исследуемая территория благоприятна для развития фактически всего спектра ЭГП (оползни, сели, плоскостная эрозия, суффозия, крип, речная глубинная и боковая эрозия) по комплексу инженерно-геологических, геоморфологических и гид-
рогеологических условий. Активное развитие ЭГП вызвано сочетанием природных и антропогенных факторов. К природным факторам относятся: геологическое строение, инженерно-геологические свойства горных пород, большое количество атмосферных осадков и уровни стояния грунтовых вод, что вызывает сильное обводнение грунтов. К антропогенным факторам относятся: отвалы грунтов, искусственно созданные во время добычи угля открытым и закрытым способом до середины 90-х годов ХХ века, а также отвалы грунта, сформированные при строительстве нефтегазопроводов «Сахалин-2»; обводнение массивов естественных и техногенных грунтов подземным стоком, перераспределенным при строительстве нефтегазопроводов «Сахалин-2», автодорог; сброс поверхностного стока с полосы отвода нефтегазопроводов «Са-халин-2», линий ЛЭП, автодорог на крутые, зачастую обезлесенные в результате строительства склоны, где до этого ЭГП были развиты незначительно.
142°3'
48°3'
48°2'
48° 1'
Рис. 1. Геологическая карта-схема района исследований. 1 - меловая система, представленная алевролитами, аргиллитами, песчаниками, туфами; 2 - образования неогеновой системы, сложенные преимущественно алевролитами, аргиллитами с прослоями песчаников, с включениями гравелитов, конгломератов, песков, ту-фобрекчий; 3 - палеогеновая система, представленная песчаниками, алевролитами, аргиллитами, конгломератами; 4 - интрузивные породы неогеновой системы, представленные габбро-диоритами; 5 - зона влияния антропогенного воздействия; 6 - участки отбора проб.
Fig. 1. Geological map of the study area. Rock systems: 1 - Cretaceous (aleurolite, argillite, sandstone, tuff); 2 - Neogenic (mainly aleurolite, argillite interbedded with sandstone, with inclusions of gravelite, conglomerates, sand, tuff breccias); 3 - Paleogenic (sandstone, aleurolite, argillite, conglomerates). 4 - intrusive rocks of the Neogenic system (gabbro diorite); 5 - anthropogenic impact zone; 6 - sampling sites.
В работе рассматриваются основные процессы, которые наиболее угрожают непосредственно линейным объектам, а также инфраструктуре и населению рассматриваемого района.
2. Район исследований и характеристика природных условий
Район исследований вытянут вдоль побережья зал. Терпения с севера на юг о. Сахалин (рис. 1). Северный край рассматриваемого участка представляет собой холмисто-волнистую наклонную равнину с предгорными шлейфами и комплексом морских и аллювиально-морских цокольных террас с абсолютной высотой до 200 м, глубиной расчленения рельефа до 40-60 м. Водоразделы преимущественно плоские, долины рек и ручьев -V-образные с крутыми (до 30°) бортами [ЛИаз..., 1967].
От р. Макарова на юг между береговыми хребтами и Камышовым хребтом расположены слабоволнистые участки междуречий, на которых глубина расчленения редко превышает 20-40 м. Территория характеризуется в основном плоскими водоразделами и относительно пологими склонами,
и только для водоразделов рек Макарова-Лесная и Лесная-Лазовая рельефу присущи крутые склоны и острые гребни.
Крутосклонный, резко расчлененный горный рельеф развит в районах Макаровского хребта и хребта Жданко. Абсолютные высоты территории превышают 400-500 м, глубина расчленения может быть более 200 м [ЛИаз..., 1967; 1отЬай2е, 1976; Ро1ипт, 1989].
Климат. Рассматриваемый район работ относится к Средне-Сахалинской горной климатической области, в которой отличительные особенности климата в основном определяются рельефом [ЛИаз..., 1967]. Среднегодовая температура воздуха составляет в Макарове 1.5 °С, во Взморье - 2.1 °С.
Среднегодовое количество осадков, по данным сети гидрометеорологических станций (ГМС), колеблется от 948 (ГМС Макаров) до 1014 мм (ГМС Взморье) [Ко1ойвву, ЕИыкоуа, 1976]. Наибольшее их количество приходится на теплый период, когда наблюдаются выходы глубоких циклонов и тайфунов (тропических циклонов), приносящих интенсивные ливневые дожди.
Зарегистрированные суточные максимумы осадков составляют: по ГМС «Макаров» - 230 мм, по ГМС «Взморье» - 106 мм [вепзюгоузку, 2011].
Такое количество осадков при их высокой интенсивности обуславливает высокую степень активности ЭГП [Kazakov et al., 2015]. За последние 15 лет на исследуемой территории отмечено восемь случаев массовой активизации ЭГП. Последний случай зафиксирован в сентябре 2018 г Количество выпавших за сутки осадков составило 145 мм [Weather Schedule, 2019]. Выпадение такого количества осадков привело к активизации селей и оползней с их выходом на автомобильную и железную дороги, повреждением полотна и мостовых переходов, нарушением водоснабжения в г. Макарове.
Прогноз активизации ЭГП в весенне-летний период должен учитывать и количество влаги, накопленной в снежном покрове (в водном эквиваленте) в различных высотных зонах и ландшафтных выделах в районе исследований. Вертикальный градиент запаса воды в снежном покрове (водного эквивалента) в рассматриваемом районе составляет 70 мм/100 м [Kazakov, Gensiorovsky, 2007; Gensiorovsky, Kazakov, 2009b],
Геологическое строение. Горные породы, подверженные интенсивному формированию ЭГП на рассматриваемой территории, представлены двумя стратиграфо-генетическими комплексами.
К комплексу морских отложений нижнечетвертичного и верхнечетвертичного звена относятся образования аккумулятивного чехла высоких (80120 и 150-200 м) морских террас.
Образования неогеновой системы, в которых выделено пять свит: холмская (Nihl), чеховская (Nich), вехнедуйская (Nivd), курасийская (Nikr) и маруямская (Ni-2mr), сложены преимущественно алевролитами, аргиллитами с прослоями песчаников [Geology of the USSR, i972],
Палеогеновые отложения представлены чередующимися, преимущественно алеврито-глинис-тыми и песчано-конгломератовыми образованиями.
В эти отложения вклиниваются интрузивные массивы [Gensiorovsky, Kazakov, 2009a], сложенные диоритовыми порфиритами, андезитами и диоритами, и горные массивы палеозойского возраста, сложенные зеленокаменными сланцами и серпентинитами. Интрузивные породы (габбро-диориты) среднемиоценового возраста (ôvNi) обнажаются в осевой части Макаровского хребта.
Меловая система представлена, главным образом, верхнемеловыми отложениями быковской свиты (К2Ькз), граничащими с неогеновыми, которые на большей части площади налегают на меловые с размывом и резким несогласием, местами граница с ними проходит по тектоническому разрыву.
Быковская свита состоит из характерных темно-серых, а во влажном состоянии почти черных
Рис. 2. Обнажение коренных пород быковской свиты (средняя подсвита K2bk2). Выветрелые алевролиты.
Fig. 2. Outropped rocks of the Bykov formation (medium sub-suite K2bk2). Weathered aleurolite (siltstone).
аргиллитов и алевролитов (рис. 2), с обильными мергелистыми конкрециями, с тонкими прослоями песчаников и с несколькими мощными пластами песчаника (до 10-20 м), являющимися характерными маркирующими горизонтами.
Комплекс преимущественно песчаных пород неогена имеет наибольшее распространение в пределах исследуемой территории и занимает до 60 % всей ее площади.
Четвертичная система представлена различными генетическими типами отложений. Средне- и верхнечетвертичные морские отложения (mQ¡¡-ш) развиты фрагментарно, слагают чехлы высоких морских террас. Мощность образований составляет от 2-4 до 25 м (рис. 3).
К отложениям верхнечетвертичного и современного звена относятся элювиальные (еQ¡¡¡-¡y),
Рис. 3. Обнажение морских отложений (mQn-m) на высокой террасе в районе р. Кринка.
Fig. 3. Outcropped marine sediments (mQn-ш) on a high terrace near the Krinka river.
I Рис. 4. Разгрузка подземных вод на водоразделе рек Лесная - Лазовая: (а) - выклинивание воды на участке срезки водораздела; (б) - разгрузка воды из-под габиона оползневой защиты.
Fig. 4. Groundwater discharge area at the watershed of the Lesnaya and Lazovaya rivers. (а) - water outcrop at the cross section of the watershed; (б) - water discharge from under a gabion installed for landslide mitigation purposes.
мощность 2.0-3.0 м, делювиально-пролювиальные (dpQni-iv), мощность 0.3-4.0 м, аллювиальные (aQm-w), мощность 0.5-6.0 м и техногенные образования (tQlV), мощность слоя 0.6-15.0 м.
По условиям залегания и характеру циркуляции в водовмещающих породах в районе представлены грунтовые поровые и пластово-поровые воды четвертичных отложений и трещинно-жильные воды водоносных комплексов неогеновых и меловых образований.
Водоносный комплекс меловых отложений быковской свиты приурочен к зонам разуплотнения и повышенной трещиноватости.
Следует отметить, что высокие уровни подземных вод комплекса сохраняются даже на водораздельных поверхностях (рис. 4).
К специфическим условиям района исследований относится наличие больших объемов техногенных грунтов, находящихся в разной степени уплотнения. Ориентировочный объем этих грунтов превышает несколько миллионов кубических метров. Примером может служить участок на водоразделе рек Можайка и Пулька. Только на этой территории при строительстве нефтегазопроводов проекта «Сахалин-2» в 2006-2008 гг. было перемещено не менее 1000000 м3 грунта [Gensiorovsky, Kazakov, 2009b]. Кроме этих грунтов есть и более ранние техногенные грунты, которые формировались при работе шахты «Макаровская» до 1991 г. и при разработке поля этой шахты открытым способом в 1993-2003 гг. К югу от этого участка отвалы техногенных грунтов формировались во время строительства автодороги с. Поречье - с. Пугачево. Таким образом, в рассматриваемом районе сформировались участки, на которых находятся грунты со специфическими особенностями, к которым относятся: неоднородность по составу, неравномерная
сжимаемость, возможность самоуплотнения от собственного веса и под действием внешних источников, склонность к длительным изменениям структуры и свойств во времени [Gensiorovsky, Kazakov, 2009b]. В целом природные условия района благоприятны для развития ЭГП.
Основными ЭГП, представляющими опасность для населения и инфраструктурных объектов, в данном районе являются селевые и оползневые. Данные процессы тесно связаны друг другом, и зачастую сошедший оползень переходит в селевой поток, а сходящий сель эродирует склон долины водотока и вызывает активизацию оползней, которые насыщают селевой поток грунтово-древесной составляющей.
Оползни широко распространены на исследуемой территории, как в прибрежной части, так и в глубине рассматриваемого района.
На Сахалине Г.В. Полуниным в зависимости от геологических условий было выделено 40 типов оползней, характерных для определенных литоло-гических комплексов [Polunin, 1989]. Для оценки оползневой ситуации на территории населенных пунктов и вдоль автомобильных, железных дорог специалистами лаборатории лавинных и селевых процессов Сахалинского филиала ДВГИ ДВО РАН было выделено четыре основных типа оползней [Lobkina et al., 2013].
Для рассматриваемой территории характерны два основных типа оползней:
Оползни-оплывины развиты в делювиальных отложениях - это небольшие маломощные современные оползни которые, развиваются в во-донасыщенных склоновых отложениях или на телах древних оползней. Имеют наибольшее распространение в районе исследований, широко развиты на склонах крутизной 20-45°. Размеры таких
I
701
Рис. 5. Оползневые процессы в Макаровском районе о. Сахалин: (а) - оползень-поток, сформировавшийся на отвале пустой породы угольного карьера. Правый борт р. Кринка. 2004 г.; (б) - вторичный оползень на том же участке, сформировавшийся после пригрузки тела оползня-потока 2004 г, отвалом породы, вывезенной с полосы отвода трассы нефтегазопроводов «Сахалин-2» 2017 г.
Fig. 5. Landslide processes in the Makarov district, Sakhalin Island: (a) - landslide in 2014. It formed on waste rock from a coal mine. Right side of the Krinka river; (6) - secondary landslide in 2017. It occurred on the same site after the 2004 landslide body was loaded down with waste rock taken from the Sakhalin-2 oil-gas pipeline RoW.
оползней небольшие, как правило, не превышают первых десятков, реже - сотен квадратных метров, а объемы - 3000 м3. Поверхность скольжения определяется кровлей коренных пород. Глубина захвата пород обычно не превышает 1.5-3.0 м.
Оползни-потоки (глетчерообразные оползни) имеют широкое распространение на о. Сахалин. Наиболее интенсивно они развиты в слаболитифи-цированных песчано-глинистых породах; глубина захвата пород 5.0-40.0 м; объем - от 50 до 300 тыс. м3. Формируются как на старых породных отвалах техногенных грунтов, образованных при строительстве трубопроводов «Сахалин-2», угольных карьеров (рис. 5), автомобильной дороги, так и на естественных склонах. По структуре оползневого склона и положению поверхности смещения горных пород выделяются асеквентные и консеквентные оползни. Породы оползневых тел могут иметь нарушенное и ненарушенное сложение.
Сели. Селеобразующие породы на исследуемой территории в основном представлены тремя стра-тиграфо-генетическими комплексами:
1. Комплекс морских отложений нижнечетвертичного-верхнечетвертичного звена, литологиче-ский состав которого представлен супесями (от пластичных до твердых) и суглинками (от твердых до текучепластичных), реже песками и гравийно-галечниками.
2. Комплекс преимущественно песчаных пород неогена (маруямская, курасийская свиты), представленный слабопрочными мелкозернистыми песчаниками и алевролитами. В эти отложения вклиниваются интрузивные породы, представлен-
ные на территории района гранитами, диоритами и дацитами [Gensiorovsky, 2011]. Грязевые сели распространены на склонах морских террас. Грязека-менные сели отмечаются по руслам постоянных водотоков [Budarina et al., 1987]. Их твердая составляющая состоит преимущественно из песчано-глинистого материала (до 70-75 %) количество дресвы и щебня составляет до 15-20 %, с незначительным включением валунов (до 5 %). Область питания селей обычно совпадает с областью транзита и приурочена к нижним и средним течениям водотоков. Разгрузка селевых потоков происходит у подножья морской террасы и в долинах рек в виде конусов выноса [Kazakov, Zhukova, 1990] (рис. 6). Максимальная мощность селевых отложений может превышать 5 м, а максимальный объем конусов выноса - достигать 100 тыс. м3 [Polunin, 1989; Gensiorovsky, Kazakov, 2009b]. Селеопасный период -с апреля по ноябрь; периодичность проявления селей - 1 раз в 3-5 лет; 1 раз в 5-7 лет происходит массовое формирование селей [Gensiorovsky, 2011].
3. Комплекс техногенных грунтов, представленный значительным количеством техногенных грунтов с включением остатков древесной растительности, находящихся в породных отвалах. Обводнение этих массивов способствует формированию крупных оползней-потоков с большой дальностью пробега. При попадании в русла водотоков оползневые массы трансформируются в сели (рис. 7), которые выходят к автомобильной и железной дорогам, повреждают и блокируют проезд по ним, повреждают линии связи и угрожают объектам жизнеобеспечения в населенных пунктах.
I Рис. 6. Конус выноса грязекаменного селя в бас. р. Лесной. Июнь 2009.
Fig. 6. Mudflow cone in the Lesnaya river basin. June 2009.
3. Объекты исследований
Во время полевых работ по оценке ЭГП в 2017 г. сотрудниками лаборатории селевых и лавинных процессов ДВГИ РАН были отобраны образцы тех-ногенноперемещенных грунтов из шурфов глубиной 0.5-1.0 м вдоль трассы нефтегазопровода в Макаровском районе о. Сахалин. Соответствие шифра проб номерам участков отбора, обозначенных на геологической карте-схеме района исследований (см. рис. 2), представлено в табл. 1.
Образцы представлены глинистым и песчано-суглинистым материалом желто-коричневого и желто-серого цвета, отмечено наличие растительных остатков; для образцов № 910, 912 - значительное количество дресвы и гравия, для образца № 914 - реакция с 5%-ной соляной кислотой.
4. Методика исследований
Работы по исследованию процессов, рассматриваемых в данной статье, разделены на два этапа: полевой и камеральный. Полевые работы проводятся на исследуемом участке с 2004 по 2018 г. Для описания ЭГП использовались методики, принятые при их мониторинге [БИвко, 1971, 1999; БИвко вЬ а1., 1975; БИвко, вгвсЫзИсИвуа; 1988]. В 2004-2016 гг. ведомственными организациями выполнялись работы по исследованию физико-механических свойств грунтов согласно требованиям при проведении инженерно-геологических изысканий. Для расчета увлажнения территории использовалась методика, предложенная в работе [ввпзюгоузку,
2011]. Во время полевых работ в 2017 г. были отобраны образцы грунтов для определения физико-механического, минерального и химического состава. Такое комплексное исследование грунтов для этой территории было выполнено впервые. Задача исследования состояла в том, чтобы провести «расширенные» исследования [ЯуазИсИвпко, икИоуа, 2008; ЯуазИсИвпко, 2010; КуазИсИвпко вЬ а1., 2014] и получить дополнительную информацию о составе и свойствах грунтов, вовлеченных в оползневые и селевые процессы.
Физико-механические свойства. Параметры физического состояния, прочностные свойства грунтов, а также их гранулометрический состав были определены в лаборатории по изучению состава и физико-механических свойств горных пород Научно-исследовательского и проектного института геологии, инженерных изысканий и экологии (НИ-иПИ ГИИиЭ) ИРНИТУ по стандартным методикам: ГОСТ 25100-2011 «Грунты. Классификация», ГОСТ 5180-2015 «Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик» (п.п. 5, 7, 8, 12, 13), ГОСТ 12536-2014 «Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава» (п.п. 4.2, 4.3, 4.5), ГОСТ 12248-2010 «Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости», п. 5.1. Испытания на одноплоскостной срез проводились по схеме консолидированно-дренированного испытания (схема «медленного сдвига»).
Рис. 7. Конус выноса грязевого селевого потока, сформировавшегося в результате схода оползня с отвала техногенных грунтов проекта «Сахалин-2». Бас. р. Солянка. 25 июня 2009 г.
Fig. 7. Mudflow cone resulting from the landslide of tech-nogenic soils from the Sakhalin-2 project. Solyanka river basin. June 25, 2009.
Таблица 1. Соответствие шифра лабораторных проб номерам участков, обозначенных на геологической карте-схеме района исследований (см. рис. 1)
Table 1. Codes of laboratory samples, and their correspondence to the numbers of sites shown in the geological map of the study area (see Fig. 1)
№ п/п Лабораторный шифр образца № геологического участка Глубина отбора образца, м
1 910 II 0.3
2 911 V 0.5
3 912 XI 1.0
4 913 I 0.5
5 914 VI 0.5
6 915 III 0.8
Минеральный состав. Минеральный состав исследуемых селевых отложений был определен методом порошковой дифракции на дифрактометре ДРОН-3 в Центре коллективного пользования (ЦКП) «Геодинамика и геохронология» ИЗК СО РАН. Условия съемки: аппарат ДРОН-3.0, излучение - Си Ка, № - фильтр, У=25 кВ, !=20 мА, угловой диапазон: 3 - 55° - 28 со скоростью измерения -1°/мин. Рентгенограмма идентифицирована с помощью программы поиска фаз DiffracP1"з, PDF-2, 2007 г. Для определения глинистой составляющей образец был исследован методом «ориентированных препаратов» со специальной пробоподготов-кой: проба истерта в дистиллированной воде резиновым пестиком, осаждена на предметное стекло и высушена при комнатной температуре (ВС), насыщена этиленгликолем (ЭГ) и прокалена при 550 °С (Т). Для полного анализа было проведено четыре съемки для каждого образца.
Химический и микроэлементный состав. Определение химического состава оползневых отложений (содержание породообразующих элементов в оксидной форме) проводилось методом силикатного анализа по схеме, разработанной в ЦКП «Геодинамика и геохронология» ИЗК СО РАН согласно инструкциям ВИМС (Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им. Н. М. Федоровского) [ЯвУвпко, 2014; ЯуазИсИвпко, икИоуа, 2008]. Были рассчитаны геохимические коэффициенты (табл. 2). Коэффициенты кремнекис-
лый (Ki), основной (ВА) и зрелости (Kz) рассматриваются как суммарные показатели химической зрелости отложений. Коэффициенты карбонатно-сти (Kk) и щелочной коэффициент (Kh) показывают соответственно отношение содержания оксидов кальция и магния, калия и натрия; коэффициент окисления (Ko) характеризует интенсивность окислительных процессов (FeO/Fe2O3). При обработке данных использовались программы «Стандартная статистика» и «Кластерный анализ R-типа и Q-типа) [Lukashev, 1972; Ryashchenko, Ukhova, 2008; Sklyarov et al., 2001].
Концентрации микроэлементов определялись на спектрометре S8 TIGER (Германия, фирма Бру-кер) [Revenko, 2014]. В данной работе рассмотрены содержания токсичных элементов и тяжелых металлов (S, F, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Pb, As), выполнена оценка уровня химического загрязнения исследуемых грунтов и рассчитан коэффициент суммарного загрязнения (Zc), отражающий эффект воздействия этих элементов. Расчет был выполнен по формуле:
Zc = Z!LA-(n-1), (1)
где Kc; - коэффициент концентрации /-элемента в образце, равный для S, Cr, Ni, Cu, Zn, Pb и As отношению концентрации токсичного элемента к предельно допустимым концентрациям (ПДК) [Hygiene Standards..., 2006; Grebenshchikova et al., 2008; Kitaev,
Таблица 2. Формулы геохимических коэффициентов
Table 2. Equations of geochemical coefficients
Коэффициенты Формулы
Кремнекислый Ki=SiO2/Al2O3
Зрелости Kz=Al2O3/Na2O
Основной BA=(CaO+K2O+Na2O)/Al2O3
Щелочной Kh=K2O/Na2O
Карбонатный KK=CaO/MgO
Окисления Ko=FeO/Fe2O3
Grebenshchikova, 2014], для F - отношению его содержания к ОДК (относительно допустимые концентрации) [Konarbaeva, Yakimenko, 2012], для Co -отношению концентрации кобальта к кларку в почвах [Vinogradov, 1957]; n=9 - число учитываемых элементов (S, Cr, Ni, Cu, Zn, Pb, As, F и Co) [Poryadin, Khovansky, 1996].
5. Обсуждение результатов аналитического блока 5.1. Физико-механические свойства
Данные о современном состоянии оползневых отложений представлены в таблице 3.
Согласно полученным результатам исследуемые грунты по числу пластичности были отнесены к тяжелым суглинкам (пылеватой и песчанистой разновидности) и один образец № 910 - глина легкая, пылеватая, дресвяная. К особенностям данных образцов по гранулометрическому составу можно отнести их высокую пылеватость -содержание пыле-ватых фракций изменяется в пределах от 25.2 % (№ 910) до 67.0 % (№ 915). При этом образцы имеют число пластичности 12.6-17.8 % и небольшие значения показателя текучести при степени влажности, близкой или равной 1 (табл. 3). Образцы № 910 и 912 содержат значительное количество дресвы и щебня - до 42.1 %, что позволяет отнести их к продуктам коры выветривания материнских пород. Образец № 914 отличается высоким содержанием тонко-мелкопесчаной (27.1 %+32.4 %) и пылеватой (25.9 %+10.8 %) фракций, малым количеством глинистой (2.8 %) фракции и поэтому сравнительно более высокими значениями пределов пластичности (табл. 3). Для всех образцов характерна высокая степень влажности Sr 0.97-1.00 д.ед.
Изучение прочностных свойств грунтов в данном случае было выполнено для образцов № 910 и 913 (рис. 8). Испытания на одноплоскостной срез проводились при природной плотности и влажности, что, в свою очередь, дает нам возможность оценить величину сцепления грунта и угол внутреннего трения при природном сложении толщи. При анализе графиков испытаний на срез становится очевидным, что один из образцов (глина полутвердая дресвяная) не обладает сцеплением (С=0 кПа), по-видимому, вследствие неоднородного гранулометрического состава (преобладают (>50 %) крупнообломочная и крупнопесчаная фракции размером >1 мм). Для второго образца (суглинок полутвердый) характерно сцепление (С=16 кПа) и достаточно высокий угол внутреннего трения, величина которого определяется преимущественно пылеватым составом грунта (33.5 %+27.4 %).
5.2. Минеральный состав
Методом РСА было исследовано пять образцов и получены записи рентгенограмм - дифрактограм-мы. Для примера на рисунке 9 представлена ди-фрактограмма образца 911 (лабораторный номер С-2). В результате расшифровки дифрактограмм был определен фазовый состав исследованных отложений (табл. 4).
Минеральный состав изученных отложений представлен кварцем, полевым шпатом и глинистыми минералами. Можно отметить однородность минерального состава этих образцов: во всех исследуемых образцах присутствуют глинистые минералы (ГМ) в количестве 20-40 %; в их состав входят гидрослюда, смектит, каолинит и смешано-слойные минералы в разных комбинациях (гид-рослюда-смектит, гидрослюда-хлорит). Исключение составляет образец № 914, который состоит из кальцита (40 %), незначительных количеств кварца и полевого шпата и глинистого минерала -смектита (35 %).
Присутствие значительного количества глинистых минералов (20-36 % ) и их разновидностей объясняет способность грунтовой толщи при взаимодействии с водой (снеговые талые воды и ливневые осадки) образовывать разжиженную глинистую массу, которая может передвигаться по склону, вызывая активизацию оползневых процессов.
Смектиты, гидрослюды и смешанослойные минералы, которые входят в состав глинистой фракции изучаемых грунтов, способны поглощать значительное количество воды. Эти минералы имеют слоистое строение, подвижную кристаллическую решетку - «пакеты» с чередующимися кристаллическими решетками и участвуют в формировании структурных связей. В зависимости от количественного соотношения смектита, гидрослюды и видов смешаннослойных минералов в составе глинистой фракции грунтов будут изменяться показатели набухания, гидрофильности, пластичности, прочности и деформируемости грунтов [Ryashchenko, 2006; Ryashchenko, Ukhova, 2008; Khmelevtsev, 2014].
5.3. Химический состав
В таблицах 5 и 6 приведены результаты определения химического состава исследуемых отложений - содержание породообразующих элементов в оксидной форме (%), тяжелых металлов и токсичных элементов (ppm).
Анализ содержания породообразующих элементов показал, что в целом данные грунты имеют однородный химический состав: SiO2 - 63.27-64.67 %,
Таблица 3. Результаты гранулометрического состава и физико-механических свойств грунтов
Table 3. Particle size distribution, and physico-mechanical properties of soils
№ Галька, щебень Гравий, дресва Песок Пыль, глина Наименование грунта (лабораторное)
200-10 10.0-2.0 2.0-1.0 1.0-0.5 0.5- -0.25 0.25-0.1 0.10-0.05 0.05-0.01 0.010-0.002 <0.002
910 3.2 36.3 20.2 0.0 0.0 1.0 4.2 13.9 11.3 9.9 Глина легкая пылеватая полутвердая дресвяная
911 Алевролит
912 0.9 41.2 16.7 0.0 0.0 0.7 4.3 12.8 12.7 10.7 Суглинок тяжелый пылеватый твердый дресвяный
913 0.6 1.2 0.6 0.0 0.3 1.8 8.6 33.5 27.4 26.0 Суглинок тяжелый пылеватый полутвердый
914 0.1 0.9 27.1 32.4 25.9 10.8 2.8 Суглинок тяжелый песчанистый твердый
915 0.1 0.4 0.2 27.1 39.9 32.3 Суглинок тяжелый пылеватый твердый
Окончание таблицы 3 End of Table 3
№ W, д.ед. Пределы пластичности Wl, д.ед. Wp, д.ед. /р, д.ед. h, д.ед. Плотность р, г/см3 pd, Г/СМ3 ps, г/см3 е, д.ед. п, % Sr, д.ед. С, кПа <Р, град
910 0.299 0.446 0.268 0.178 0.17 1.90 1.46 2.67 0.825 45.2 0.97 0 25
911 0.137 2.24 1.97 2.63 0.335 25.1 1.00
912 0.210 0.429 0.279 0.150 -0.46
913 0.268 0.405 0.267 0.138 0.01 1.93 1.52 2.63 0.728 42.1 0.97 16 31
914 0.321 0.616 0.490 0.126 -1.34 1.92 1.45 2.59 0.782 43.9 1.00
915 0.300 0.492 0.323 0.169 -0.14 1.98 1.52 2.64 0.733 42.3 1.00
Примечание. W - природная влажность грунта; пределы пластичности: Wl - влажность на границе текучести, Wp - влажность на границе раскатывания, 1р - число пластичности, II - показатель текучести; плотность: р - грунта, ра - сухого грунта, ps - частиц грунта; е - коэффициент пористости; п - пористость; Sr - степень влажности; С - сцепление при природной влажности; ср - угол внутреннего трения при природной влажности.
Note. W— natural moisture of soil; plasticity limits: Wl - moisture for fluidity limit, Wp - moisture for rolling limit, Ip- plasticity index, h - fluidity index; density of: p - soil, pa - dry soil,px - soil particles; e - porosity coefficient; n - porosity; Sr- moisture degree; C- adhesion for natural moisture; cp - angle of internal friction for natural moisture.
Образец 910 Одноплоскостной срез ГОСТ 12248-2010 ВСВ 25 h=35 мм S=40 см2
Нормальное давление, МПа Сопротивление срезу, МПа
Природное состояние
0.10 0.044
0.30 0.142
0.50 0.228
Коэффициент внутреннего трения 0.46
Угол внутреннего трения 25
Удельное сцепление. МПа 0.000
Образец 913 Одноплоскостной срез ГОСТ 12248-2010 ВСВ 25 h=35 мм S=40 см2
Нормальное давление, МПа Сопротивление срезу, МПа
Природное состояние
0.10 0.075
0.30 0.135
0.50 0.193
Коэффициент внутреннего трения 0.59
Угол внутреннего трения 31
Удельное сцепление, МПа 0.016
0.25
0.25
График сдвиговых испытаний по схеме консолидированного среза
Вертикальная нагрузка, МПа -Природное состояние
График сдвиговых испытаний по схеме консолидированного среза
0.10 0.15 0.20 Вертикальная нагрузка, Мпа -Природное состояние
0.30
Рис. 8. Результаты испытания прочностных свойств грунтов, обр. № 910, № 913. Fig. 8. Strength properties of soils. Test results for samples 910 and 913.
Рис. 9. Дифрактограмма, идентифицированная с помощью программы поиска фаз Diffract PDF-2, 2007 г. Образец 911 (лабораторный номер С-2). Фазовый состав (%): кварц - 50±5, полевой шпат - 20±5, глинистые минералы - 35±5.
Fig. 9. Difractogram reconstructed by Diffract PDF-2, 2007. Sample 911 (laboratory number C-2). Phase composition (%): quarts - 50±5, feldspar - 20±5, clay minerals - 35±5.
Таблица 4. Минеральный состав оползневых отложений о. Сахалин (Макаровский район)
Table 4. Mineral composition of landslide deposits in the Makarov district, Sakhalin Island
№ Фазовый состав, % Глинистые минералы (ГМ)
910 Кварц - 35±5 полевой шпат - 25±5 глинистые минералы - 30±5 Гидрослюда, каолинит, смешанослойные минералы -гидрослюда-смектит и гидрослюда-хлорит
911 Кварц - 50±5 полевой шпат - 20±5 глинистые минералы - 35±5 Гидрослюда, смектит, следы хлорита, следы смешанослойных минералов
912 Кварц - 40±5 полевой шпат - 20±5 глинистые минералы - 35±5 Гидрослюда, смектит, следы хлорита, следы смешанослойных минералов
913 Кварц - 40±5 полевой шпат - 20±5 глинистые минералы - 35±5 Гидрослюда, смектит, хлорит, смешанослойные минералы -гидрослюда-хлорит, гидрослюда-смектит
914 Кальцит - 40±5 кварц - 8±3 полевой шпат - 15±5 глинистые минералы - 36±5 Смектит
915 Кварц - 55±5 полевой шпат - 20±5 глинистые минералы - 20±5 Гидрослюда, каолинит, смешанослойный минерал гидрослюда-хлорит
Таблица 5. Содержание породообразующих элементов в оползневых отложениях о. Сахалин (Макаровский район) (%)
Table 5. Content of rock-forming elements in landslide deposits in the Makarov district, Sakhalin Island (%)
№ SiO2 TiO2 AI2O3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 H2O- ППП CO2
910 63.27 0.75 16.20 3.29 1.97 0.04 1.59 0.57 2.50 2.95 0.14 1.65 4.51 0.15
911 64.67 0.66 14.75 3.50 1.28 0.03 1.64 1.09 1.98 2.97 0.10 2.80 3.95 0.15
912 64.56 0.66 15.56 4.41 1.03 0.02 1.52 0.20 1.92 3.01 0.08 2.37 4.49 <0.06
913 63.27 0.67 15.80 3.69 1.61 0.04 1.68 0.49 2.07 2.92 0.11 2.45 5.09 0.13
914 40.14 0.58 14.05 4.47 0.65 0.56 1.93 14.31 0.71 0.94 0.11 7.23 3.79 10.32
915 63.55 0.66 16.33 4.19 1.24 0.04 1.48 0.04 1.89 2.80 0.07 2.16 5.34 0.09
Таблица 6. Содержание токсичных элементов и тяжелых металлов в оползневых отложениях о. Сахалин (Макаровский район) (ррт)
Table 6. Concentration of toxic elements and heavy metals in landslide deposits in the Makarov district, Sakhalin Island (ppm)
№ образца S(общ.) F Cr Co Ni Cu Zn Pb As Zc
910 157 811 67 12 34 53 96 18 <3* 8
911 170 691 68 11 32 38 107 15 3.9 9
912 141 721 67 8.0 36 46 126 21 6.1 10
913 241 756 64 5.2 33 39 117 19 5.9 10
914 124 424 12 9.0 27 16 99 16 <3* 5
915 179 664 61 13 29 35 224 22 7.0 12
ПДК, мг/кг 160 - 100 - 85 55 100 32 2
Кларк, мг/кг 470 660 83 18 58 47 83 16 1.7
Примечание. <3* - концентрация мышьяка является ниже предела обнаружения методом РФА (менее 3 ppm). Note. <3* - arsenic concentration less than 3 ppm, which is below the XRF detection limit.
20-1 1816- ■ Ki ■ BA ■ Ко ■ Kz ■ Kh ■ Kk
14 Рис. 10. Соотношение геохимических коэф-
12 фициентов в образцах оползневых отложе-
ний о. Сахалин, Макаровский район.
Fig. 10. Ratios of geochemical coefficients for landslide samples from the Makarov district, Sakhalin Island.
910 911 912 913 914 915
АЬОз - 14.75-16.33 %; Ж>2 - 0.66-0.75 %, преобладание трехвалентного железа Fe2Oз - 3.29-4.47 % и FeO - 1.03-1.97 %; низкие содержания карбонатов MgO - 1.48-1.68 %, СаО - 0.04-1.09 %, СО2 -0.090.15 %; содержание щелочей 1.92-3.01 %; высокие значения гидратированной воды Н2О- и ППП (потери при прокаливании 1000 °С) свидетельствует о присутствии воды в межмолекулярном пространстве и кристаллической решетке глинистых минералов. Исключение составляет обр. № 914, для которого определено высокое содержание карбонатной составляющей СаО - 14.31 % и СО2 - 10.32 %.
По данным силикатного анализа были рассчитаны геохимические коэффициенты - отношения породообразующих оксидов (формулы - см. табл. 2). В данном случае распределение коэффициентов - коэффициента зрелости карбонатности Кк, основного ВА, кремнекислого Ю - показывает отличие образца № 914 (рис. 10) от остальных образцов выборки. По микроэлементному составу также наблюдаются отличия: минимальное со-
держание фтора, хрома, меди (табл. 6). Учитывая отличия обр. № 914 по минеральному и гранулометрическому составу, можно предположить «привнос» этого грунта с другой территории, что подтверждает результат корреляционного анализа - дендрограмма кластерного анализа Q-типа (рис. 11), на которой показано группирование образцов по «химическому критерию»: содержанию породообразующих оксидов, токсичных элементов и тяжелых металлов. Образец № 914 занимает отдельное положение от группы исследуемых глинистых грунтов, что подтверждается его низким показателем связи с этой группой (0.8).
В связи с тем, что данные образцы оползневых отложений отнесены к группе техногеннопереме-щенных грунтов, для них были рассчитаны коэффициенты загрязнения 2с (табл. 6). Согласно Сан-Пин 2.1.7.1287-03 [Sanitary and Epidemiological Rules..., 2003], большая часть исследуемых образцов характеризуется допустимой категорией загрязнения (Zc<16).
Кластер Q-типа
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
I I I I I I I I I I I
911 -
912 -
913 -Г
910 -
915 -
914 -
|Рис. 11. Дендрограмма кластерного анализа Q-типа - группирование образцов оползневых отложений о. Сахалин по химическому составу.
Fig. 11. Q-type cluster analysis dendrogram. Grouping of landslide samples from the Sakhalin Island by chemical composition.
Таблица 7. Кларки концентрации (Лс) S, F, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Pb и As в исследуемых грунтах
Table 7. Concentration clarks (Кс) of S, F, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Pb and As in the studied soils
№ Кс S(общ.) Кс F Кс Cr Кс Co Кс Ni Кс Cu Кс Zn Кс Pb Кс As
910 0.33 1.23 0.81 0.67 0.59 1.13 1.16 1.13 *
911 0.36 1.05 0.82 0.61 0.55 0.81 1.29 0.94 2.29
912 0.30 1.09 0.81 0.44 0.62 0.98 1.52 1.31 3.59
913 0.51 1.15 0.77 0.29 0.57 0.83 1.41 1.19 3.47
914 0.26 0.64 0.14 0.50 0.47 0.34 1.19 1.00 *
915 0.38 1.01 0.73 0.72 0.50 0.74 2.70 1.38 4.12
Примечание. * - концентрация мышьяка ниже предела обнаружения методом РФА (менее 3 ррт).
N o t e. * - arsenic concentration less than 3 ppm, which is below the XRF detection limit.
Сопоставление содержания токсичных элементов и тяжелых металлов с их кларковым содержанием в земной коре оценивали по коэффициентам концентрации (Кс), которые представляют собой отношения концентраций S, F, Сг, Со, №, Си, 2п, РЬ и As к их кларковым значениям в земной коре (табл. 7) [УоИкеукН еЬ а1., 1970].
Во всех образцах значения кларков концентрации (Кс) S, Сг, Со и № значительно меньше единицы (0.26-0.82), следовательно, содержания этих элементов в грунтах являются пониженными. По значению Кс Си (0.34-0.98) в образцах концентрации меди также являются пониженными, за исключением образца № 910 (Кс >1.10 и равен 1.13), в котором происходит ее относительное накопление. Также наблюдается накопление свинца (Кс РЬ=1.13-1.38), фтора (Кс Р=1.15-1.23), цинка (& 1.16-2.70). Для образцов № 911, 912, 913, 915 характерна значительная аккумуляция мышьяка (Кс As=2.29-4.12) [Реге1'тап, Каятоц 1999]. Образец № 914 по элементам S, F, Сг, №, Си, As, РЬ характеризуется наименьшими коэффициентами концентраций и выглядит наиболее «экологически» благополучным.
с учетом их характеристик время полного разрушения обломков этих пород составляет от нескольких дней до одного года. Этот процесс резко ускоряется при их замачивании (выпадение дождей, снеготаяние). В водонасыщенном состоянии обломки легко размокают и превращаются в глинистую массу, которая начинает ползти по обнаженным склонам. Это обстоятельство подтверждает факт, что при обводнении и последующем размокании этих грунтов их прочностные характеристики падают почти до нуля, вследствие чего после смещения даже небольшого массива, склон обнажается, тем самым вовлекая в процесс все новые его участки и процесс оползнеобразова-ния возрастает лавинообразно. Однако сошедший оползень зачастую переходит в селевой поток, а сходящий сель эродирует склон долины водотока и вызывает активизацию оползней, которые насыщают селевой поток грунтово-древесной составляющей. И в таком взаимодействии дальность выброса селей и оползней возрастает кратно. В результате, ранее не затронутые или малозатрону-тые этими процессами территории оказываются в опасной зоне.
6. Результаты
Проведенные исследования показали, что при интенсивном освоении территории (прокладке крупных линейных объектов) были существенно изменены ландшафты. Созданы крупные массивы техногенных грунтов, перемещенных в процессе строительства нефтегазопровода «Сахалин-2» и других линейных объектов. Строительство повлекло за собой изменение рельефа, а также изменение режима поверхностного и подземного стока в исследуемом районе. Это привело к созданию условий для обводнения грунтов и изменению их физико-механических свойств. Данные грунты ранее находились в устойчивом состоянии. Однако
7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Наличие большого количества техногенных, неоднородных по составу грунтов, находящихся в длительном процессе самоуплотнения и включающих значительный объем глинистого заполнителя, способствовало формированию в исследуемом районе потенциально неустойчивых оползневых массивов, в которых переход от равновесной фазы к активизации обуславливается изменением степени увлажненности грунтов.
2. В изученных глинистых техногенных грунтах определено значительное количество глинистых
минералов (20-36 %). Особенностью минерального состава этих грунтов является наличие смектитов, гидрослюды и смешанослойных минералов в глинистой фракции, что объясняет способность грунтов к набуханию и резкому снижению прочностных свойств, разжижению и их переход в текучее состояние с активизацией оползневых процессов. Плоскость скольжения таких оползней будет зависеть не столько от водоупоров, сколько от мощности техногенных грунтов. С учетом того, что в исследуемом районе имеются отвалы грунтов в неустойчивом состоянии, объем которых превышает 100 тыс. м3, формирование крупных оползней-потоков с большой дальностью пробега наблюдается фактически ежегодно. Оползневые отложения при попадании в русла водотоков обводняются и в дальнейшем трансформируются в сели, выходящие к автомобильной и железной дорогам, повреждают и блокируют проезд по ним, повреждают линии связи и угрожают объектам жизнеобеспечения в населенных пунктах.
3. Проведенные исследования химического состава техногенных грунтов не выявили фактора техногенного загрязнения тяжелыми металлами и токсичными элементами, но отметили некоторое
накопление мышьяка, фтора, цинка и свинца. При дальнейшем мониторинге рекомендуется продолжить исследования и выявить причину и источники аккумуляции элементов.
4. Наличие образца грунта с характеристиками, значительно отличающимися от характеристик остальных образцов, дает основание предположить факт привноса какого-то количества грунтов с другой территории при строительных работах, например отсыпке склонов или засыпке межтрубных пространств. С учетом того, что здесь продолжают развиваться эрозионные, суффозионные и оползневые процессы, нужны дополнительные исследования на этом участке.
8. Благодарности
Авторы выражают глубокую благодарность Т.С. Филевой, ведущему инженеру ЦКП «Геодинамика и геохронология», за выполненные на высоком уровне исследования минерального состава грунтов оползневых отложений. Работа выполнена с использованием оборудования ЦКП ИЗК СО РАН «Геодинамика и геохронология».
9. Литература / References
Atlas of the Sakhalin Region, 1967. Main Directorate of Geodesy and Cartography under the USSR Council of Ministers, Moscow, 137 p. (in Russian) [Атлас Сахалинской области. М.: Главное управление геодезии и картографии при Совете министров СССР, 1967. 137 с.].
Budarina O.I., Perov V.F., Sidorova T.L., 1987. Mudflow phenomena on the Sakhalin Island. Bulletin of Moscow University. Series 5. Geography (3), 76-81 (in Russian) [Бударина О.И., Перов В.Ф., Сидорова Т.Л. Селевые явления о. Сахалин // Вестник Московского университета. Серия 5. География. 1987. № 3. С. 76-81].
Gensiorovsky Yu.V., 2011. Exogenous Geological Processes and Their Impact on Town Territory Planning (Sakhalin Island). Brief PhD Thesis (Candidate of Geology and Mneralogy). IEC SB RAS, Irkutsk, 19 p. (in Russian) [Генсиоровский Ю.В. Экзогенные геологические процессы и их влияние на территориальное планирование городов (на примере о. Сахалин): Автореф. дис. ... канд. геол.-мин. наук. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2011. 19 с.].
Gensiorovsky Yu.V., Kazakov N.A., 2009a. Activization of exogenous geological processes in South Sakhalin on June 22-24. Georisk (2), 56-60 (in Russian) [Генсиоровский Ю.В., Казаков Н.А. Активизация экзогенных геологических процессов на Южном Сахалине 22-24 июня 2009 года // Геориск. 2009. № 2. С. 56-60].
Gensiorovsky Yu.V., Kazakov N.A., 2009b. The impact of exogenous geodynamic and river channel processes on engineering protection structures of the Sakhalin-2 oil-gas pipeline project in the summer of 2009. Georisk (4), 38-45 (in Russian) [Генсиоровский Ю.В., Казаков Н.А. Воздействие экзогенных геодинамических и русловых процессов на сооружения инженерной защиты нефтегазопроводов проекта «Сахалин-2» летом 2009 года // Геориск. 2009. № 4. С. 38-45].
Geology of the USSR, 1972. Vol. 33. Sakhalin Island. Nedra, Moscow, 403 p. (in Russian) [Геология СССР. Т. 33. Остров Сахалин. М.: Недра, 1972. 403 с.].
Grebenshchikova V.I., Lustenberg E.E., Kitaev N.A., Lomonosov I.S., 2008. Environmental Geochemistry of the Baikal Region (Baikal Geoecological Testing Ground). Geo, Novosibirsk, 234 p. (in Russian) [Гребенщикова В.И., Лустен-берг Э.Е., Китаев Н.А., Ломоносов И.С. Геохимия окружающей среды Прибайкалья (Байкальский геоэкологический полигон). Новосибирск: Гео, 2008. 234 с.].
Hygiene Standards GN 2.1.7.2041-06 and GN 2.1.7.2042-06, 2006. Maximum Permissible Concentrations (MPC) and Tentatively Allowable Levels (TAC) of Chemicals in Soil. Gossanepidnadzor, Moscow (in Russian) [Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.2041-06 и ГН 2.1.7.2042-06. Предельно-допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочно допустимые уровни (ОДУ) химических веществ в почве. М.: Госсанэпиднадзор, 2006].
Kazakov N.A., Gensiorovsky Yu. V., 2007. The effect of the vertical gradient of precipitation on the characteristics of hy-drological, avalanche and mudflow processes in the lowlands. Geoecology. Engineering Geology. Hydrogeology.
Geocryology (4), 342-347 (in Russian) [Казаков Н.А., Генсиоровский Ю.В. Влияние вертикального градиента осадков на характеристики гидрологических, лавинных и селевых процессов в низкогорье // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2007. № 4. С. 342-347].
Kazakov N.A., Gensiorovsky Yu.V., Okopny V.I., Bobrova D.A., Kazakova E.N., Rybalchenko S.V., 2015. Conditions for the formation of cohesive mudflows with light precipitation and the distribution of dynamic characteristics in the mudflow. Georisk (4), 4-18 (in Russian) [Казаков Н.А., Генсиоровский Ю.В., Окопный В.И., Боброва Д.А., Казакова Е.Н., Рыбальченко С.В. Условия формирования связных селей при слабых осадках и распределение динамических характеристик в селевом потоке // Геориск. 2015. № 4. С. 14-18].
Kazakov N.A., Zhukova Z.I., 1990. Conditions for the formation of mudflows in small water streams. In: Natural catastrophes and disasters in the Far East region. Vol. 2. Far East Branch of the USSR Acad. Sci., Vladivostok, p. 394-400 (in Russian) [Казаков Н.А., Жукова З.И. Условия формирования селевых паводков в малых водотоках // Природные катастрофы и стихийные бедствия в Дальневосточном регионе. Владивосток: ДВО АН СССР, 1990. Т. 2. С. 394-400].
KhmelevtsevA.A., 2014. Engineering and Geological Properties of Argillite-Like Clays of the Sochi Formation, and Their Influence on Construction Conditions in the City of Sochi. Brief PhD Thesis (Candidate of Geology and Mineralogy). IGE RAS, Moscow, 33 p. (in Russian) [Хмелевцев А.А. Инженерно-геологические свойства аргиллитоподобных глин сочинской свиты и их влияние на условия строительства в городе Сочи: Автореф. дис. ... канд. геол.-мин. наук. М.: ИГЭ РАН, 2014. 33 с.].
Kitaev N.A., Grebenshchikova V.I., 2014. Rare and Ore Elements in Pribaikalie (Bedrocks, Bottom Sediments, and Soils). ISU Publishing House, Irkutsk, 123 p. (in Russian) [Китаев Н.А., Гребенщикова В.И. Редкие и рудные элементы в окружающей среде Прибайкалья (коренные породы, донные отложения, почвы). Иркутск: Изд-во ИГУ, 2014. 123 с.].
Kolodeev E.I., Zhukova Z.I., 1976. Hydrometeorological conditions for the formation of landslides on Sakhalin. In: Natural conditions of Sakhalin. Geographical Society of the USSR, Leningrad, p. 38-44 (in Russian) [Колодеев Е.И., Жукова З.И. Гидрометеорологические условия образования оползней на Сахалине // Природные условия Сахалина. Л.: Географическое общество СССР, 1976. С. 38-44].
Konarbaeva G.A., Yakimenko V.N., 2012. Content and distribution of halogens in the soil profile of natural and anthropogenic ecosystems of the southern regions of West Siberia. Tomsk State University Bulletin. Biology (4), 21-35 (in Russian) [Конарбаева Г.А., Якименко В.Н. Содержание и распределение галогенов в почвенном профиле естественных и антропогенных экосистем юга Западной Сибири // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2012. № 4. С. 21-35].
Lobkina V.A., Kazakova E.N., Zhiruev S.P., Kazakov N.A., 2013. Methods of landslide risk assessment for territory of settlements of Sakhalin Region (Makarov city, Sakhalin). Tikhookeanskaya Geologiya (Russian Journal of Pacific Geology) 32 (5), 100-109 (in Russian) [Лобкина В.А., Казакова Е.Н., Жируев С.П., Казаков Н.А. Методика оценки оползневой опасности территории населенных пунктов (на примере г. Макаров, Сахалинской области) // Тихоокеанская геология. 2013. Т. 32. № 5. C. 100-109].
Lomtadze V.D., 1976. Regularities in the distribution and development of geological processes as a basis for the rational use of the geological medium. In: Problems of engineering geology in connection with the rational use of the geological medium. Materials of the All-Union Conference. Leningrad, p. 4-14 (in Russian) [Ломтадзе В.Д. Закономерности распространения и развития геологических процессов как основа рационального использования геологической среды // Проблемы инженерной геологии в связи с рациональным использованием геологической среды: Материалы Всесоюзной конференции. Л., 1976. С. 4-14].
Lukashev V.K., 1972. Geochemical Indicators of Hypergenesis and Sedimentation Processes. Nauka i Tekhnika Publishing House, Minsk, 320 p. (in Russian) [Лукашев В.К. Геохимические индикаторы процессов гипергенеза и осадкообразования. Минск: Наука и техника, 1972. 320 с.].
Perel'man A.I., Kasimov N.S., 1999. Geochemistry of Landscape. Moscow State University, Moscow, 610 p. (in Russian) [Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: МГУ, 1999. 610 с.].
Polunin G.V., 1989. Dynamics and Prognosis of Exogenous Processes. Nauka, Moscow, 231 p. (in Russian) [Полунин Г.В. Динамика и прогноз экзогенных процессов. М.: Наука, 1989. 231 с.].
Poryadin A.F., Khovansky A.D., 1996. Assessment and Regulation of Environment Quality. Priboi Publishing House, Moscow, 350 p. (in Russian) [Порядин А.Ф., Хованский А.Д. Оценка и регулирование качества окружающей природной среды. М.: Издательский дом «Прибой», 1996. 350 с.].
Revenko AG., 2014. Physical and chemical methods of researching rocks and minerals in the Analytical Centre of the Institute of the Earth's Crust, SB RAS. Geodynamics & Tectonophysics 5 (1), 101-114 (in Russian) [Ревенко А.Г. Физические и химические методы исследования горных пород и минералов в Аналитическом центре ИЗК СО РАН // Геодинамика и тектонофизика. 2014. Т. 5. № 1. С. 101-114]. https://doi.org/10.5800/GT-2014-5-1-0119.
Ryashchenko T.G., 2006. Clay minerals and hazardous properties of dispersed soils. In: Modern geodynamics and hazardous natural processes in Central Asia. Vol. 4. Proceedings of the VI Russian-Mongolian conference on astronomy and geophysics. Ulan-Ude, p. 151-158 (in Russian) [Рященко Т.Г. Глинистые минералы и опасные свойства дисперсных грунтов // Современная геодинамика и опасные природные процессы в Центральной Азии. Вып. 4. Труды VI Российско-Монгольской конференции по астрономии и геофизике. Улан-Удэ, 2006. С. 151-158].
Ryashchenko T.G., 2010. Regional Soil Studies (East Siberia). IEC SB RAS, Irkutsk, 287 p. (in Russian) [Рященко Т.Г. Региональное грунтоведение (Восточная Сибирь). Иркутск: ИЗК СО РАН, 2010. 287 с.].
Ryashchenko T.G., Akulova V.V., Ukhova N.N., Shtelmakh S.I., Grin' N.N., 2014. Loess Soils of the Mongolia-Siberian Region. IEC SB RAS, Irkutsk, 241 p. (in Russian) [Рященко Т.Г., Акулова В.В., Ухова Н.Н., Штельмах С.И., Гринь Н.Н. Лессовые грунты Монголо-Сибирского региона. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2014. 241 с.].
Ryashchenko T.G., Ukhova N.N., 2008. Chemical Composition of Dispersed Soils: Opportunities and Forecasts (East Siberia). IEC SB RAS, Irkutsk, 131 p. (in Russian) [Рященко Т.Г., Ухова Н.Н. Химический состав дисперсных грунтов: возможности и прогнозы (Восточная Сибирь). Иркутск: ИЗК СО РАН, 2008. 131 с.].
Sanitary and Epidemiological Rules and Norms SanPiN 2.1.7.1287-03, 2003 Sanitary and Epidemiological Requirements to Soil Quality. Gossanepidnadzor, Moscow (in Russian) [Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПин 2.1.7.1287-03. Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы. М.: Госсанэпиднадзор, 2003].
Sheko A.I. (Ed.), 1971. Methodological Guide to the Integrated Study of Mudflows. Nedra, Moscow, 158 p. (in Russian) [Методическое руководство по комплексному изучению селей / Ред. А.И. Шеко. М.: Недра, 1971. 158 с.].
Sheko A.I. (Ed.), 1999. Methodological Recommendations for Long-Term Forecasting of Exogenous Geological Processes in the System of State Monitoring of the Geological Medium. VSEGINGEO, Moscow, 78 p. (in Russian) [Методические рекомендации по составлению долгосрочных прогнозов экзогенных геологических процессов в системе государственного мониторинга геологической среды / Ред. А.И. Шеко. М.: ВСЕГИНГЕО, 1999. 78 с.].
Sheko A.I., Grechishcheva S.E. (Eds.), 1988. Methods of Studying and Predicting Exogenous Geological Processes. Nedra, Moscow, 215 p. (in Russian) [Методика изучения и прогноза экзогенных геологических процессов / Ред. А.И. Шеко, С.Е. Гречищева. М.: Недра, 1988. 215 с.].
Sheko A.I., Maksimov M.M., Lekhatinov A.M., 1975. The method for mapping and forecasting of the development and intensity of exogenous geological processes in mountain-folding areas. In: Problems of geological engineering mapping. MSU Publishing House, Moscow, p. 252-262 (in Russian) [Шеко А.И., Максимов М.М., Лехатинов А.М. Методика составления карт интенсивности развития и прогноза активизации экзогенных геологических процессов в горно-складчатых областях // Проблемы инженерно-геологического картирования. М.: Изд-во МГУ, 1975. С. 252-262].
Sklyarov E.V., Gladkochub D.P., Donskaya T.V., Ivanov A.V., Letnikova E.F., Mironov A.G., Barash I.G., Bulanov V.A., Sizykh A.I., 2001. Interpretation of Geochemical Data. Intermet Engineering, Moscow, 288 p. (in Russian) [Скляров Е.В., Гладкочуб Д.П., Донская Т.В., Иванов А.В., Летникова Е.Ф., Миронов А.Г., Бараш И.Г., Буланов В.А., Сизых А.И. Интерпретация геохимических данных. М.: ИнтерметИнжениринг, 2001. 288 с.].
Vinogradov A.P., 1957. Geochemistry of Rare and Dispersed Chemical Elements in Soils. Publishing House of the USSR Acad. Sci., Moscow, 237 p. (in Russian) [Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М.: Изд-во АН СССР, 1957. 237 с.].
Voitkevich G.V., Miroshnikov A.E., Povarennykh A.S., Prokhorov V.G., 1970. The Concise Guide to Geochemistry. Nedra, Moscow, 280 p. (in Russian) [Войткевич Г.В., Мирошников А.Е., Поваренных А.С., Прохоров В.Г. Краткий справочник по геохимии. М.: Недра, 1970. 280 с.].
Weather Schedule, 2019. Weather in 243 countries of the World (in Russian) [Расписание погоды. Погода в 243 странах мира. 2019]. Available from: https://rp5.ru/.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ | INFORMATION ABOUT AUTHORS
Юрий Витальевич Генсиоровский
канд. геол.-мин. наук, в.н.с., зав. лабораторией
Сахалинский филиал Дальневосточного
геологического института ДВО РАН
693023, Южно-Сахалинск, ул. Горького, 25, Россия
И e-mail: [email protected]
Yurii V. Gensiorovsky
Candidate of Geology and Mineralogy, Lead Researcher, Head of Laboratory
Sakhalin Branch of Far East Geological Institute, Far East Branch of RAS 25 Gorky street, Yuzhno-Sakhalinsk 693023, Russia
Наталия Николаевна Ухова
канд. геол.-мин. наук, с.н.с.
Институт земной коры СО РАН
664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128, Россия
e-mail: [email protected]
Natalia N. Ukhova
Candidate of Geology and Mineralogy, Senior Researcher
Institute of the Earth's Crust, Siberian Branch of RAS 128 Lermontov street, Irkutsk 664033, Russia
Светлана Ивановна Штельмах
канд. геол.-мин. наук, н.с.
Институт земной коры СО РАН
664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128, Россия
e-mail: [email protected]
Svetlana I. Shtel'makh
Candidate of Geology and Mineralogy, Researcher
Institute of the Earth's Crust, Siberian Branch of RAS 128 Lermontov street, Irkutsk 664033, Russia
Наталья Николаевна Гринь
канд. геол.-мин. наук, зав. лабораторией
Иркутский национальный исследовательский
технический университет
664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия
e-mail: [email protected]
Natalia N. Grin'
Candidate of Geology and Mineralogy, Head of Laboratory
Irkutsk National Research Technical University 83 Lermontov street, Irkutsk 664074, Russia
Юлия Андреевна Степнова
канд. геол.-мин. наук, н.с.
Сахалинский филиал Дальневосточного
геологического института ДВО РАН
693023, Южно-Сахалинск, ул. Горького, 25, Россия
e-mail: [email protected]
Yulia A. Stepnova
Candidate of Geology and Mineralogy, Researcher
Sakhalin Branch of Far East Geological Institute, Far East Branch of RAS 25 Gorky street, Yuzhno-Sakhalinsk 693023, Russia
