книги из ГПНТБ / Монюшко, А. М. Инженерно-геологическая оценка сарматских глин

А .М . МОНЮШКО

ИНЖЕНЕРНО­

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ

ОЦЕНКА

САРМАТСКИХ

ГЛИН

ИЗДАТЕЛЬСТВО • НАУКА

А. М. М о н ю ш к о. Инженерно-геологическая оценка сар­ матских глин. Изд-во «Наука», 1973 г.

В работе впервые дается сводная инженерно-геологическая характе­ ристика сарматских глин. Подробно рассмотрены условия их осадконакопления и формирования, а также природные геологические процессы, связанные с ними. Рассматривается природа свойств этих глин. Приводятся рекомендации по рациональному определению в лаборатории физико-механических свойств сарматских глин, а также по их использованию в строительстве. Табл. 17, илл. 24, Библ. 82 назв.

Ответственный редактор

доктор геол.-мин. наук И. В. ПОПОВ

Глава I

КРАТКИЙ ОБЗОР ИЗУЧЕННОСТИ САРМАТСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ

ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

К западу от Каспийского моря сарматские отложения прослежи­ ваются полосой по Закавказью. Широкой полосой протягиваются они по Северному Кавказу на запад (Украина, Крым) вплоть до западных границ.

По данным Н. И. Андрусова (1899), впервые рассматриваемые слои были отделены от остальных третичных отложений в Венском бассейне Гернесом в 1847 г. и вначале получили название «церитовых». Н. Н. Барбот-де Марии в одном из писем к Е. Зюссу предло­ жил заменить термин «церитовые пласты» новым — «сарматским или

Первые сведения о неогеновых отложениях на Северном Кавказе связаны с работами Г. В. Абиха. Им в 1865 г. была предпринята попытка расчленения керченского сармата на четыре части: 1) ниж­ ние темные сланцеватые глины; 2) известняки и мергели; 3) светлые сланцеватые глины; 4) мшанковый известняк.

В работах Д. Л. Иванова (1886, 1887 гг.), который исследовал главным образом районы Ставрополья, произведено расчленение неогеновых отложений на два яруса: средиземноморский и сарматский. В первом он различал аналоги чокракского известняка и спаниодонтовых пластов.

В 80-х годах прошлого столетия в печати появились статьи Н. И. Андрусова, выдающегося русского геолога, внесшего огром­ ный вклад в изучение стратиграфии, фауны и палеогеографии нео­ геновых отложений юга СССР. Большое внимание Н. И. Андрусов уделял изучению геологической истории Понто-Каспийского бас­ сейна и первый дал наиболее обстоятельные описания сарматских отложений этой области (1899, 1902 гг.). В работе «Замечания о мио­ цене прикаспийских стран» (1899) он предложил деление сарматских отложений на три части: 1) нижний отдел — эрвилиевыеслои Син-

«

нова и их эквиваленты в Бессарабии; 2) средний отдел — нубекуляриевые слои и их эквиваленты; 3) верхний отдел — с Mactra caspia Eichw. Схема Андрусова прочно укоренилась в литературе и при­ меняется до сих пор.

Систематическое изучение территории Предкавказья связано •с деятельностью Геологического комитета (1901—1917 гг.), под ру­ ководством которого начинает широко применяться площадная геологическая съемка с составлением геологических карт. К этому времени относятся исследования К- А. Прокопова (1910) в Удельной •степи Ставропольской губернии. Последний различает в среднем ■сармате слои с криптомактрами, с фауной, приближающейся к ти­ пичной среднесарматской, и с типичной среднесарматской фауной.

Следует отметить, что весь период до 1917 г. характеризуется преимущественно общим геологическим изучением территории Предкавказья в связи с поисками и разведкой полезных ископае­ мых.

Вболее широких масштабах развернулись геологические ра­ боты в Предкавказье после установления Советской власти. Иссле­ дования, проведенные в 20-х — 30-х годах, позволили значительно уточнить и детализировать схему стратиграфического деления нео­ гена (К- А. Прокопов, В. П. Колесников и др.). С 1923 по 1933 г. была почти закончена пятиверстная геологическая съемка Пред­ кавказской равнины (В. П. Колесников, С. А. Гатуев, П. А. Православлев, В. А. Кузнецов).

В1939 г. Северо-Кавказским геологическим управлением были

начаты систематические геологосъемочные работы на территории Центрального Предкавказья с применением колонкового бурения.

Обстоятельные работы по сармату Предкавказья были выпол­ нены В. П. Колесниковым и напечатаны в 1940 г. вХІІт. «Страти­ графии СССР», посвященном неогену.

Новый этап в изучении неогеновых отложений Предкавказья начинается в послевоенные годы. В связи с необходимостью расши­ рения минеральной сырьевой базы и выявления новых видов полез­ ных ископаемых начались плановые крупномасштабные геолого­ съемочные работы, в первую очередь в районах, перспективных в отношении нефти, газа и твердых полезных ископаемых. На террито­ рии Центрального Предкавказья, кроме местных геологических ор­ ганизаций (Северо-Кавказское геологическое управление, Ставро­ польский филиал Грозненского НИИ, Объединение «Ставропольнефтегаз»), проводят исследования по геологическому картированию, стратиграфии, минералогии и петрографии, геофизике, геохи­ мии, тектонике и геоморфологии Комплексная южная геологическая экспедиция АН СССР, Кавказская экспедиция МГУ, Геофизический институт АН СССР, ВНИИГаз, ВСЕГЕИ и другие организации.

Наиболее крупными работами, в которых рассматривались сар­ матские отложения, являются изданные в 1956—1959 гг. под ре­ дакцией К. Н. Паффенгольца геологическая карта Кавказа и По­ яснительная записка к ней. Позднее (1963 г.) сводку по геологиче-

7

скому строению Кавказа составили Е. Е. Милановский и В. Е.

и в частности сарматских отложений. Дальнейшей разработке во­ просов стратиграфии, литологии и фауны миоценовых отложений Восточной Кубани посвящены исследования Краснодарского фили­ ала ВНИИНефть (В. Н. Буряк, 1960 г.).

Следует отметить работы послевоенного периода, в которых рас­ сматриваются тектоническое строение Предкавказья и история его тектонического развития (Муратов, 1955; Мирчинк и др., 1963; Дубинский, 1962; Бурштар, 1960, 1966; Якушова, 1960; Масляев, 1960, и др.).

В 1968 г. вышли из печати две книги, освещающие геологию Се­ верного Кавказа, в свете новейших данных. Это коллективный

Инженерно-геологические исследования сарматских глин Цент­ рального Предкавказья в региональном аспекте не проводились, не­ смотря на их широкое распространение и неглубокое залегание. Однако можно назвать целый ряд работ, в которых в той или иной степени освещаются состав и свойства сарматских глин в связи с решением определенных проблем или практических задач.

Первые инженерно-геологические исследования в Центральном Предкавказье фактически начались еще во второй половине XIX в. и были связаны с изучением оползней при строительстве железной дороги Кавказская — Ставрополь (1894—1896 гг.). Качественная оценка строительных свойств грунтов, в том числе и сарматских глин, по трассе железной дороги Армавир' — Ставрополь — Петров­ ское дается в отчетах С. И. Чарноцкого (1912, 1914 гг.). Характери­ зуя сарматские отложения, автор указывает на плотные глины, обладающие способностью довольно быстро выветриваться и распа­ даться на листочки, и с ними связывает возможность возникновения оползней при появлении воды.

Геологические работы, связанные с оползнями на железных доро­ гах Северного Кавказа, велись и в первые годы Советской власти (В. Е. Еврейсков, 1929 г.). Однако подобного рода работы носили эпизодический характер и не имели теоретического обоснования.

Крупные инженерно-геологические исследования в Централь­ ном Предкавказье развернулись в 30-х годах и были вызваны в пер­ вую очередь проблемами ирригационного и гидротехнического строительства (организации «Терстрой», «Союзводтрест», «Гидро­ проект», «Ленводпроиз» и др.).

В годы Великой Отечественной войны работы велись только по восстановлению отдельных сооружений.

8

После войны развернулись новые инженерно-геологические ис­ следования под ирригационное строительство, которые выполнялись в основном Пятигорским филиалом института «Южгипроводхоз». Ю. И. Шпильберг (1958 г.) при изысканиях под Ставропольским каналом были получены данные по физико-механическим свойствам сарматских глин, согласно которым они обладают достаточно высо­ кой пластичностью, твердой консистенцией, малой сжимаемостью и находятся в переуплотненном состоянии. Глины выветрелой зоны отличаются от нижележащих меньшей плотностью и несколько •большей сжимаемостью. Отмечается приуроченность к ним оползне­ вых процессов.

В1964 г. Э. В. Запорожченко обобщает материалы инженерно­ геологических исследований под ирригационное строительство в Центральном Предкавказье. При характеристике нижнесарматских

икриптомактровых глин главное внимание автор уделил их специ­ фическим чертам, отличающим эти породы от некарбонатных май­ копских глин. В частности, отмечаются в сарматских глинах более крутые склоны, чем в майкопских.

В1959 г. С. А. Шагоянцем была составлена схематическая ин­

женерно-геологическая карта Северного Кавказа в масштабе 1 : 2 000 000. Схематическая карта инженерно-геологического райо­ нирования Центрального и Северо-Восточного Предкавказья, со­ ставленная Э. В. Запорожченко и Ю. И. Шпильберг, опубликована в учебнике И. В. Попова «Инженерная геология СССР» (1965 г.). На этой карте выделен район преимущественного распространения глубоководных нижнесарматских и криптомактровых глин. Наи­ более обстоятельное инженерно-геологическое районирование Се­ верного Кавказа было выполнено в последние годы П. В. Царевым и А. И. Клименко (1968). Характеризуя район морских терригенных отложений Ставропольского поднятия, авторы указывают на широко развитый в районе комплекс пород, представленный нижне­ сарматскими и криптомактровыми глинами. Свойства этих пород •охарактеризованы весьма приближенно ввиду отсутствия достаточ­ ных данных.

Для обоснования различных видов строительства на территории Центрального Предкавказья инженерно-геологические изыскания проводит целый ряд организаций: «Ставропольгипросельхозстрой», ■«Севкавтисиз», его Ставропольская экспедиция и Пятигорское •отделение, Северо-Кавказская экспедиция «Гидропроекта», Пяти­ горский филиал «ВНИПИСельэлектро», Ростовское отделение «Теплоэлектропроект» и некоторые другие.

За последние годы не только в Центральном Предкавказье, но и в других районах СССР сарматские глины все чаще привлекают внимание исследователей. А. М. Монюшко и А. И. Клименко (1967) изучали состав и свойства сарматских глин, слагающих Пе­ редовые хребты Восточного Предкавказья, где с ними и другими горными породами связаны оползневые процессы1'; в связи с проб­ лемой набухающих грунтов состав и деформационные свойства

9