Лаборатория геологии техногенных процессов
Максимович Н.Г. Роль покровных отложений при инженерно-геологической оценке гипсового карста северной части Кунгурского района // Региональная геология некоторых районов СССР.-М.: Изд-во МГУ,1980.-Вып.4.-С.148-154. /0,4/
РОЛЬ ПОКРОВНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ПРИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ ГИПСОВОГО КАРСТА СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ КУНГУРСКОГО РАЙОНА
Н. Г. Максимовым
Основной целью инженерно-геологических исследований карстовых районов является оценка степени устойчивости и пригодности участков, проектируемых для разных видов строительства. Оценка устойчивости закарстованных территорий дается в основном по количеству провалов, возникающих на 1 км2 за 1 год (1, 2, 3). Этот метод применим в районах, где проводились детальные исследования или есть возможность сбора данных о провалах прошлых лет.
Инженерно-геологическая оценка карстовых районов должна основываться на учете комплекса геологических и гидрогеологических условий и их взаимосвязи (4). Выделение участков с различной интенсивностью карста по совокупности этих признаков показано на примере северной части Кунгурского района Пермской области.
Район находится на северном погружении Пермско-Башкирского свода в нижнем течении р. Сылвы. Верхняя часть разреза сложена полого залегающими породами кунгурского и уфимского ярусов пермской системы (5). Кунгурский ярус представлек филипповским и иренским горизонтами. Филиповские доломиты и доломитизированные известняки вскрыты только скважинами. Иренский горизонт состоит из сульфатных (гипсов, ангидритов) и маломощных карбонатных (доломитов, известняков, мергелей) пачек, которые обнажаются вдоль р. Сылвы.
Уфимский ярус представлен двумя горизонтами — Соликамским (известняки, доломиты, глины, алевролиты) и шемшинским (песчаники и глины). Четвертичные элювиально-делювиальные отложения имеют небольшую мощность (3—5 м, реже более). Аллювиальные отложения (глины, пески, галечники), слагающие пойму и три надпойменные террасы, имеют наибольшую мощность — 25 м. В районе распространены карстовые брекчии.
Исследованная территория расположена в пределах Сылвинско-Сергинского карстового района (6). Закарстованы гипсы и ангидриты иренского горизонта, общая мощность которого 160—180 м. Эти порода обводнены спорадически. Между отдельными водотоками нет гидравлической связи. Карстовые воды движутся к р. Сылве, под руслом которой вскрыты поддолинные полости. Местами обнаружены прибортовые (присклоновые) потоки на контакте закарстованных пород и аккумулятивных террас. В долине р. Сылвы выходят нисходящие и восходящие карстовые источники сульфатно-кальциевого состава минерализацией 1—3 г/л (5).
В районе на площади 320 км описано 2980 воронок, сгруппированных в 24 поля плотностью 16—110 воронок/км2. Встречаются поноры, карстовые лога, котловины, рвы, озера. Из пещер наибольшую длину имеют Зуятская — 900 м и Мечкинская — 350 м (6, 7).
Влияние покровных отложений на карст проявляется в различной степени в зависимости от конкретных геолого-гидрогеологических обстановок. По этому вопросу А. Ф. Якушова (8) отмечает, что карст может проявляться и при большой мощности покровных отложений (до 65 м). Она приводит пример, когда плотность воронок не зависит от мощности покровных отложений.
Большинство исследователей (9, 10, II, 12) показывают прямую зависимость между мощностью, составом, проницаемостью для воды покровных отложений и интенсивностью развития карста. Два мнения отражают наличие в природе двух различных гидрогеологических обстановок развития карста. Первая гидрогеологическая обстановка развитие карста связано с областью стока или разгрузки карстовых вод, область питания которых находится за пределами данного участка. В этом случае роль покровных отложений снижается. Карст проявляется при большой мощности покровных отложений, как, например, в районе Дзержинска (13) на восточном крыле Уфимского вала (14).
Вторая гидрогеологическая обстановка — развитие карста происходит в области питания карстовых вод. В этом случае решающую роль играют инфильтрация осадков и инфлюация поверхностного стока в карстующиеся породы, зависящие от мощности, состава, проницаемости покровных отложений. Влияние мощности покровных отложений на закарстованность отмечает Н. М. Кухарев (15) для Подмосковья. По данным В. М. Соколовой, в Южно-Пьенковском районе Горьковской области неравномерность карстопроявлений находится в зависимости от избирательной инфильтрации, обусловленной изменчивостью мощности татарских отложений (10). А. Г. Лыкошин (II) указывает, что на водораздельных плато развитие карста всецело зависит от проницаемоста покровных отложений.
Мощность и прочностные свойства покровных отложений определяют возможность возникновения провалов, их форму и размера. В районе Дзержинска величина предельного пролета, отвечающего первичному обрушению свода карстовой полости, зависит от мощности татарских отложений. Провалы возникает на участках с величиной пролета менее 14 м (16). Для глин величина пролета увеличивается с возрастанием временного сопротивления глин растяжению (17).
Отмечено, что диаметр провалов зависит от мощности покровных отложений. В Рязано-Охлебинском районе (Башкирия) при глубине залегания гипсов 0—25 м средний диаметр воронок составляет 10—20 м, а при глубине 50—75 м — он более 30 м (18). В. В. Толмачев (19) при оценке степени закарстованности учитывает не только мощность покровных отложений, но и мощность слабоводопроницаемых пород.
Рассматриваемый район относится ко второй гидрогеологической обстановке. По комплексу геологических и гидрогеологических признаков (мощность, состав покровных отложений, характер циркуляции карстовых вод) он подразделяется на участки с различной степенью закарстованности (рис. 1). На левобережья р. Сылвы, где мощность покровных отложений Соликамского и шешминского горизонтов достигает 50—100 м, карст затухает. Гипсо-ангидритовая толща безводна и является региональным водоупором. Карст отмечается местами вблизи р. Сылвы, где карстующиеся породы перекрыты только элювиальнo-делювиальными отложениями мощностью 3—5 м. Наиболее закарстована правобережная часть, где гипсы перекрыты элювиально-делювиальными или на отдельных участках маломощными трещиноватыми Соликамскими отложениями и имеют большую площадь выхода, чем на левобережье. Соликамские породы безводны вследствие сильной нарушенности из-за карста в нижележащей гипсо-ангидритовой толще. По данным Г. А. Власова (20), на площади 100 км2 из 780 воронок 90% находятся в области выхода на поверхность карстующихся пород иренского горизонта. На террасах карст — от слабого до сильного в зависимости от мощности аллювиальных отложений.
Таким образом, при инженерно-геологической оценке закарстованных территорий влияние покровных отложений на карст необходимо рассматривать с учетом выделенных выше двух гидрогеологических обстановок.
Литература
1. Макеев З.А. Принципы инженерно-геологического районирования карстовых областей. - В сб.: Карстоведение, вып. 4. 1948.
2. Саваренский И. А. Инженерно-геологическая оценка карстовых явлений в районе г. Дзержинска. М., Изд-во АН СССР, 1962.
3. Максимович Г.А. Основы карстоведения, т. I. Пермь, 1963.
4. Попов И. В. Инженерная геология. М., Госгеолтехиздат, 1951.
5. Шимановский Л.А., Шимановская И.А. пресные подземные воды Пермской области. Пермь, 1973.
6. Горбунова К. А. Карст гипса СССР. Изд-во Пермского ун-та, I977.
7. Иконников Е.А. Костарев В.П. Новые данные о карсте бассейна рек Барда и Шаквы. - В сб.: Вопросы карстоведения. Пермь, 1969.
8. Якушова А.Ф. О защитной роли покровных образований в карстовых процессах. -Труды лаборатории гидрогеологических проблем. М.-Л., Изд-во АН СССР, 1948.
9. Горбунова К.А. Карст приустьевой части р. Чусовой. «Уч. зап. Пермск. ун-та», I956, т.5, вып. 2.
10. Соколов Д.С. Основные условия развития карста. М., Госгеолтехиздат, 1962.
11. Лыкошин А.Г. Карст и гидротехническое строительство. М., Изд-во литерат. по строит., 1968.
12. Лукин В.С, Ежов Ю.А. Карст и строительство в районе Кунгура. Пермь, 1975.
13. Ильин А.Н., Капустин А.П. и др. Карстовые явления в районе города Дзержинска Горьковской области. М., Изд-во АН СССР, I960.
14. Горбунова К.А. Особенности гипсового карста. Пермь, 1965.
15. Кухарев Н.М. Инженерно-геологические изыскания в областях развития карста в целях строительства. М., Стройиздат, 1975.
16. Сычева М.Д. О влиянии горного давления на образование суффисзно-карстовых провалов в районе г. Дзержинска.- «Инженерные изыскания для строительства. Сер. 5», 1968, № 12.
17. Альбов С. В. Объяснение происхождения провалов и просадок поверхности теорией горного давления (на материале карста низов левобережья реки Оки). - В сб.: Карстоведение, вып. 4. Изд-во Пермского ун-та, 1948.
18. Верзаков М.С. Опыт использования методов математической статистики для оценки вероятностных размеров карстовых провалов. - В сб.: Вопросы карстоведения. Пермь, 1969.
19. Толмачев В. В. Опыт районирования трассы проектируемой железнодорожной линии по степени закарстованности.-В кн. :Карст Башкирии:. Уфа, 1971.
20. Власов Ю.А. Из наблюдений над карстовыми явлениями в междуречьи Бабки и Сылвы.- «Уч. зап. Пермского ун-та» 1962,. т. вып. 3 (география).
|
|
|
