673

бит тектоническими трещинами и параллельными трещинами кливажа.

Песчаник данного обнажения был использован при возведении водопропускных сооружений для Шебанихи и Крутихи в теле насыпи железной дороги. Песчаник юргинской свиты может быть использован в качестве щебня для дорог.

Толща турнейского яруса каменноугольного возраста (С) представлена серыми глинистыми сланцами и линзами битуминозных известняков. Глинистые сланцы этой толщи вскрываются в цоколе второй надпойменной террасы р. Ини выше устья р. Шебанихи. При движении вверх по течению р. Ини распространены глинистые сланцы интенсивно выветрелые. В отдельных местах обрыва второй надпойменной террасы сланцы разрушены до состояния щебня. Сквозь них просачиваются подземные воды, размывая породу, в результате на склоне террасы образуются пещеры глубиной до 3–5 м.

Зона интенсивного выветривания толщи глинистых сланцев вдоль берега реки около 1 км. Эту зону скальных грунтов следует оценивать как совершенно неустойчивую, поскольку грунты раздроблены, модуль трещиноватости их более 30.

На этом участке неустойчивых выветрелых грунтов формируются осыпи, состоящие из плитчатых обломков глинистых сланцев, сползающих под действием силы тяжести в русло р. Иня. Здесь же на низкой пойме вдоль русла р. Иня встречаются веретенообразные линзы черных тонкокристаллических известняков (битуминозных) среди рассланцованных глинистых сланцев.

На конечном участке маршрута по левому берегу вверх по течению р. Иня есть крутой уступ высотой около 18 м, представляющий собой обнажение прочного глинистого сланца, разбитого на крупные блоки тектоническими трещинами. Темная порода по поверхности тектонических трещин окрашена окислами железа в бурый цвет, в ней выделяются жилы белого цвета – кальцита и кварца. Толща глинистых сланцев турнейского яруса относится к классу скальных грунтов. Максимальная прочность их составляет 4–12 МПа, при выветривании существенно уменьшается.

Глинистые сланцы можно рекомендовать для отсыпки насыпи автодорог.

11

Породы турнейского яруса можно наблюдать и по правому берегу Ини у излучины реки напротив острова, недалеко от места смыкания террас. Здесь на низкой пойме среди рассланцованных глинистых сланцев залегает слой серого мрамора мощностью 2,5 м. Мрамор состоит из кристаллов серого кальцита диаметром 1–2 мм с хорошо видимой совершенной спайностью, твердость 3 единицы по шкале Мооса. Серый мрамор пересекается жилами молочно-белого кварца мощностью до 30 см. Кристаллическая структура мрамора и наличие жил кварца свидетельствует о метаморфическом происхождении этой толщи.

По контакту слоя мрамора и вмещающих его глинистых сланцев следует определить элементы залегания слоя в пространстве (с помощью горного компаса).

История формирования палеозойских пород

Вдевонский и каменноугольный периоды палеозойской эры вся территория Колывань-Томской зоны, прилегающей к Горному Салаиру (следовательно, и территория практики), представляла собой глубокий прогиб, в пределах которого существовали морские условия осадконакопления. В течение девонского и каменноугольного периодов с Горного Салаира продукты выветривания горных пород сносились водными потоками в морской водоем, происходило накопление морской толщи песков, глин и углекислой извести.

Впермский период на Земле произошел мощный горообразовательный процесс – герцинская складчатость. Пласты песков, глин были смяты в сложные складки.

Втолщу осадочных пород – песков и глин – внедрились высокотемпературные магматические массы, в результате образовались интрузивные массивы гранитов, располагающихся под территорией г. Новосибирска.

Под действием высокой температуры магмы (≈1000 °С) пески превратились в кремнистые песчаники, глины – в глинистые сланцы, слой углекислой извести – в мрамор.

Высокотемпературные газы и гидротермальные растворы привели к формированию жил кварца, кальцита и пирита в толще глинистых сланцев и песчаников.

12

Витоге на этой территории произошло образование складчатой горной страны, морские условия сменились континентальными условиями.

Севернее Колывань-Томской области распространялась обширная морская территория Западной Сибири. Береговая линия этой морской территории проходила западнее современных Новосибирска и Томска.

Втечение мезозойской эры (180 млн лет) на территории Ко- лывань-Томской складчатой зоны развивались экзогенные процессы – выветривание пород, водная и ветровая эрозия.

Горные структуры Колывань-Томской складчатости разрушались, рельеф выполаживался, зарождались долины рек Ини, Берди.

За 180 млн лет мезозойской эры р. Иня выработала в толще скальных грунтов – песчаников, глинистых сланцев и мраморов – глубокую долину шириной до 3 км. В конце мезозойской эры р. Иня впадала в обширный Западно-Сибирский морской водоем западнее современного Новосибирска.

Втечение кайнозойской эры под влиянием альпийской фазы тектогенеза произошло поднятие всей территории Западной Сибири. Морские условия сменились континентальными. На низменности возникли новые речные потоки, при слиянии русел рек Бии и Катуни образовалась р. Обь, которая при движении на север перехватила реки, стекающие с Салаира: Бердь, Иню, Томь.

Геологическая созидательная жизнь с этого времени стала одинаковой как для Оби, так и для Ини.

Вчетвертичный период Иня сформировала вторую надпойменную террасу, первую надпойменную террасу и пойму, существенно различающиеся по геологическим условиям.

2.2. Породы четвертичного периода (дисперсные грунты)

Самыми древними из четвертичных отложений (Q2-3) в районе практики являются суглинистые грунты, распространенные на второй надпойменной террасе.

В основании второй надпойменной террасы залегают глинистые сланцы мощностью до 15–18 м. На их выветрелой поверхности залегает гравийно-галечниковый слой мощностью до 0,4 м

13

(окатанность обломков свидетельствует об аллювиальном – речном – происхождении).

Верхняя часть разреза представлена лёссовым суглинком с прослоями лёссовой супеси. Мощность лёссовых грунтов составляет 5–8 м.

Изучать строение лёссовых грунтов следует в естественном обнажении по левому обрывистому борту долины р. Шебаниха ниже по течению реки относительно железной дороги

(см. рис. 1).

Вобнажении хорошо видна вертикальная трещиноватость лёссовых грунтов, макропоры диаметром до 2 мм и светлые выцветы карбонатных включений на изломе породы.

Всредней части обнажения наблюдается толща, состоящая из серии прослоев серых суглинков, супесей и песков.

Восновании обнажения и в русле р. Шебанихи залегают глинистые сланцы.

Вторая возрастная толща верхнечетвертичных грунтов (Q3) слагает первую надпойменную аккумулятивную террасу правого склона долины р. Иня. Поскольку первая терраса занята садоводческими поселками, изучение ее геологического строения возможно выше по течению Ини напротив излучины реки (см. рис. 1).

Врасчистке склона террасы сверху обнажается светло-бурая лёссовая супесь, пористая с прослоями серого мелкозернистого песка. В нижней части разреза обнажается очень влажный среднезернистый песок цвета охры.

Самая молодая толща голоценовых (современных) грунтов

(Q4) слагает пойму р. Ини.

Высокая пойма левого берега в пределах полигона сложена пепельно-серой супесью мощностью до 3,0 м. На некоторых участках отмечается повышенное содержание мелкого щебня глинистых сланцев.

Высокая пойма правого берега, прилегающая к руслу, сложена переслаивающимися мелкозернистым песком и супесью. На высокой пойме по правому берегу встречаются понижения, поросшие тальником, здесь распространены темно-серые, почти черные суглинки, обогащенные органикой, – старичный аллювий. Для него характерна повышенная влажность.

14

На отмелях и островах распространены песчано-гравийные, галечниковые грунты, представляющие собой русловой аллювий, пригодный для бетонных и дренажных конструкций (см. рис. 1).

Низкая пойма обычно сложена современными иловатыми, мелкозернистыми песками, насыщенными водой, мощностью до 1,5 м. В устьях Крутихи и Шебанихи формируются конусы выноса высотой до 1,5 м, состоящие из щебня глинистых сланцев.

Контрольные вопросы

1.В чем заключается особенность геологического строения территории практики в отличие от строения Западно-Сибирской платформы?

2.Какие виды скальных грунтов распространены в районе прак-

тики?

3.Как проявляются процессы выветривания в скальных грунтах территории?

4.Как образовались скальные породы (песчаники, глинистые сланцы, мрамор) территории практики?

5.Как возникла долина р. Оби и почему долины рек Ини, Томи значительно старше, чем долина р. Оби?

6.Какие виды четвертичных грунтов распространены в районе практики?

3.ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ ПОЛИГОНА

Врайоне геологической практики распространены следующие виды подземных вод: трещинные воды, грунтовые воды и верховодка.

Трещинные воды залегают в трещинах палеозойских пород. Питание их происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков. Трещинные воды в лагере отбираются для целей водоснабжения. В лагере с поверхности второй надпойменной террасы пробурена скважина глубиной 70 м. Скважина пересекает многочисленные трещины, заполненные водой. Вода в скважине залегает на глубине около 15 м, с помощью насоса вода пополняет водонапорную емкость и из нее подается в водопроводную

сеть для снабжения лагеря водой. Дебит скважины составляет около 10 м3/сут.

15

По химическому составу трещинные воды слабоминерализованные пресные гидрокарбонатные кальциево-магниевые, минерализация составляет около 0,5–0,9 г/л. За счет содержания кальция и магния имеют повышенную жесткость. Подземные трещинные воды выходят на поверхность в виде нисходящих источников в долине р. Ини из глинистых сланцев в основании второй надпойменной террасы.

Грунтовые воды в разрезе высокой левобережной поймы на территории полигона залегают на глубине от 3 до 4 м. Их можно изучить в колодце, пройденном в 50 м от бетонной лестницы, и в трех скважинах, пройденных около баскетбольной площадки. Источники питания грунтовых вод – атмосферные осадки и трещинные воды.

На правом берегу реки грунтовые воды приурочены к водоносным пескам, залегающим в разрезе первой надпойменной террасы на глубине 5–7 м. На высокой пойме грунтовые воды часто вскрываются при ручном бурении в отрицательных понижениях бывших стариц на глубине 2,5–3 м.

На правобережной высокой пойме в местах причленения ее к первой надпойменной террасе (напротив лагерного пляжа) наблюдается заболоченный, поросший осокой участок. Здесь на глубине 0,4–0,6 м скапливается верховодка. Ее появление обусловлено выходом грунтовых вод из песков в основании первой надпойменной террасы и скопления их на поверхности водонепроницаемого черного ила, залегающего на небольшой глубине. В весеннее время объем верховодки увеличивается за счет талых вод, в летнее – за счет дождевых.

Во время обильных дождей в осенний период (см. табл. 1) верховодка может формироваться на суглинках в разрезе второй надпойменной террасы на левом берегу. С ее образованием связана деформация фундаментов студенческих бараков в результате морозного пучения.

Контрольные вопросы

1.Какие виды подземных вод распространены в районе практики?

2.Особенность химического состава трещинных подземных вод района.

3.Грунтовые воды, воды верховодки, где они распространены?

16

4. МАРШРУТНАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СЪЕМКА

Геологическая съемка проводится в течение трех дней на участке долины Ини от р. Крутиха до дач Гипроводхоза по правому и левому берегам. Общая площадь около 4 км2 (длина участка 4 км, ширина 1 км).

Для выполнения маршрутной съемки необходимо иметь на геологическую партию: топографическую карту местности, дневники полевых работ, простые карандаши, две штыковые лопаты, геологический компас, рулетку 20 м, фотоаппарат, мешочки для отбора проб, молоток.

Расстояния между геологическими объектами можно оценивать по количеству шагов. Для человека ростом 170 см 60 пар шагов соответствует 100 м длины. Для более точного определения расстояния следует пользоваться рулеткой. Рулетка необходима для определения мощности слоев грунтов.

В процессе маршрутной геологической съемки следует изучить рельеф района практики, геологическое строение территории, условия залегания подземных вод и геологические процессы на территории практики.

4.1.Изучение рельефа

Снаиболее высокой точки маршрута (на второй надпойменной террасе) осуществляется обзор рельефа долины р. Ини и анализ топографической карты. На карте намечаются примерные границы элементов рельефа (поймы, надпойменных террас).

Маршруты при съемке проходят по берегам р. Ини и поперечникам, ориентированным перпендикулярно к береговой линии. Расстояние между поперечниками составляет 100 м. По каждому поперечнику выделяются границы элементов рельефа, замеряются рулеткой ширина каждого элемента и превышения его над урезом воды в реке. Для определения отметок поверхности поймы следует учитывать отметки топографических реперов и отметки топографических горизонталей.

Положение поперечников, данные замеров наносятся на топографическую основу в соответствующем масштабе.

Впоследствии, с учетом полученных замеров, на топографической основе выделяются площади элементов рельефа (низкой и

17

высокой пойм, первой и второй надпойменных террас, долины притоков р. Ини и овраги).

4.2. Изучение геологического строения района

Геологическое строение элементов рельефа изучается по естественным обнажениям на крутых склонах или по неглубоким разведочным выработкам (закопушкам), пройденным на ровной поверхности террас.

Точки изучения чаще приурочиваются к поперечникам, фиксируются порядковым номером на топографической основе и описываются в дневнике.

Главное требование – правильно определить координаты точки наблюдения на месте и отметить ее на топографической карте.

От начала маршрута (например, устье притока, отмеченного на топографической основе) ведется определение расстояния (из расчета 60 пар шагов, соответствующих 100 м). Зная масштаб топографической основы, определяют место точки наблюдения на карте.

Породы палеозойского возраста (скальные грунты): песчаники, глинистые сланцы, мрамор удобнее всего изучать вдоль береговой линии р. Ини выше устья р. Шебанихи.

При полевом описании скальных грунтов фиксируется: местоположение обнажения, название грунта, структура, текстура, степень выветрелости и трещиноватости.

Трещиноватость скальных грунтов является решающим фактором при их инженерно-геологической оценке. Трещиноватость пород обуславливает существенное снижение их прочности, на склонах рельефа возникают обвалы, в подземных транспортных сооружениях происходит обрушение кровли.

При изучении обнажения скальных грунтов следует определить модуль трещиноватости грунтов (число трещин на линейный метр поверхности обнажения).

Модуль трещиноватости определяется на обнажении песчаников (точка № 2), на обнажении № 3 (глинистых сланцев) следует изучить трещиноватость на четырех участках (правый склон долины р. Шебанихи, участок пещеры, средняя часть обнажения 3–3 и участок скального обнажения у дач Гипроводхоза).

18

В зависимости от величины модуля трещиноватости следует определить степень трещиноватости грунтов и степень устойчивости грунтов в зоне участка обнажения (табл. 2).

Таблица 2

Определение степени трещиноватости и степени устойчивости грунтов

	Степень трещиноватости	Объем блоков грунта, м3	Степень устойчивости
	Модуль трещиноватости	Расстояние между трещинами,	грунтов в зоне
	М	м	сооружения
	Нетрещиноватые	10
	М – менее 1	Трещины отсутствуют	Устойчивые
	Слаботрещиноватые	0,5–6,0
	М = 1–2	0,7
	Трещиноватые	0,1–0,5	Средней
	М = 3–5	0,2–0,7	устойчивости
	Сильно трещиноватые	0,001–0,1	Слабой устойчивости
	М = 6–30	0,2–0,05
	Раздробленные	Щебень, дресва	Совершенно
	М>30	Менее 0,05	неустойчивые

При слабой устойчивости и неустойчивом состоянии грунтов перед строительством ответственных инженерных сооружений (многоэтажных домов, подземных сооружений) рекомендуется обязательное химическое закрепление грунтов.

Породы четвертичного возраста (дисперсные грунты), слагающие пойму и террасы, изучаются по расчисткам, пройденным на крутых склонах поймы, террас, в виде ступенчатой лестницы (шириной 0,5 м), вскрывающей горизонтальные слои грунтов.

Описание дисперсных грунтов осуществляется послойно сверху вниз. Указывается вид грунта, цвет, текстура, структура, влажность, мощность слоя (рис. 2).

Вид грунта (название) определяется в соответствии с ГОСТ 25100–2011:

Песок мелкий и пылеватый легко рассыпается. Хорошо различаются песчаные зерна 2–0,05 мм.

19

		Супесь в сухом состоя-
		нии образует комки, легко
		разрушающиеся		пальцами
		руки. Во влажном состоянии
		скатывается в шарик, в шнур
		не раскатывается.
		Суглинок в сухом состо-
		янии	представляет	сплош-
		ную твердую породу, которая
		от легких ударов распадается
		на комочки. При растирании
		образуется тонкий глинистый
	Рис. 2. Схема зарисовки обнажения:	порошок. Во влажном состо-
		янии	пластичный,	хорошо
	1 – почвенный слой;
		скатывается в шнур диамет-
	2 – суглинок лёссовый;
		ром 3–5 мм. При сдавлива-
	3 – глина бурая пластичная;
	4 – песок крупнозернистый	нии шнура на изломе видны
		песчаные частицы.
	Глина в сухом состоянии представляет собой прочную креп-
	кую твердую массу. При растирании образуется тонкий глини-
	стый порошок, песчинки не чувствуются. Во влажном состоянии
	хорошо скатывается в шнур диаметром менее 1 мм, при сдавли-
	вании не растрескивается.
	Оценка влажности в полевых условиях определяется прибли-
	зительно и уточняется по данным лабораторных исследований.
	Влажность глинистых грунтов определяется по их конси-
	стенции, которую визуально можно определить по следующим
	признакам:
	твердая консистенция – порода при ударе молотком рассыпа-
	ется на куски, пылит;
	полутвердая – порода мнется пальцами;
	пластичная – порода хорошо скатывается в шнур;
	текучая – шарик диаметром 2–3 мм, образованный из грунта,
	деформируется от собственного веса.
	Особое внимание следует обращать на лёссовые грунты, ко-
	торые, как известно, обладают просадочностью при увлажнении.
	Лёссовые грунты характеризуются следующими признаками:
	цвет палевый, светло-бурый, на изломе породы хорошо видны

20