Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. История и современное состояние вопроса об инженерно-геологическом районировании западной части Прикаспийской впадины 9
ГЛАВА 2. Инженерно-геологическая и геофизическая характеристика западной части Прикаспийской синеклизы 20
2.1. Геолого-геофизическая изученность 20
2.2. Геологическое строение, тектоника и стратиграфия 31
2.3. Краткий очерк истории геологического развития 61
2.4. Гидрогеологические условия 67
2.5. Геоморфологические условия 71
2.6. Состав и физико-механические свойства пород 74
2.7. Современные геологические процессы 80
ГЛАВА 3. Особенности геологического строения западной части Прикаспийской синеклизы, связанные с галокинезом 84
3.1. К вопросу о формировании и развитии соляных структур ...84
3.2. Классификация соляных структур 90
3.3. Краткий обзор вопроса о картировании соляных структур в пределах западной части Прикаспийской впадины 97
3.4. Методика исследований 102
3.5. Строение надсолевого комплекса (описание карт) 110
ГЛАВА 4. Новая схема инженерно-геологического районирования территории западной части Прикаспийской впадины 124
4.1. Влияние соляного тектогенеза на формирование инженерно-геологических условий территории исследований 124
4.2. Новая схема инженерно-геологического районирования с учетом солянокупольной тектоники 149
Заключение 164
Список использованных источников и литературы 166
Список иллюстраций и таблиц 183
- Геологическое строение, тектоника и стратиграфия
- Состав и физико-механические свойства пород
- Классификация соляных структур
- Новая схема инженерно-геологического районирования с учетом солянокупольной тектоники
Введение к работе
Прикаспийская впадина — одна из крупнейших тектонических депрессий мира. Отличительная особенность этой геоструктуры — широкое развитие соляных куполов, общее число которых составляет около 2000. Практически по всей периферии синеклизы открыты гигантские месторождения углеводородного сырья. Лишь в западной ее части таких открытий пока не сделано, но для этого имеются предпосылки. В последние годы интересы государства и нефтяных компаний направлены на освоение этой перспективной части Прикаспийской впадины.
Разведка и эксплуатация крупнейших месторождений Прикаспия (Тен-гизского, Карачаганакского, Астраханского) привели к серьезным последствиям: деформациям различных сооружений, подтоплению территорий и авариям. Одной из основных причин подобных процессов является недостаточность опережающего изучения инженерно-геологических условий региона, их особенностей, в том числе влияния солянокупольных структур и связанных с ними разломов в надсолевой толще на природно-технические системы.
Для разработки научных подходов к выбору участков строительства различных сооружений и обеспечения их надежности и долговечности в областях галокинеза необходимо иметь расширенное представление о влиянии соляной тектоники на природные и техногенные объекты. На урбанизированных территориях участки куполов характеризуются повышенной набу-хаемостью и просадочностью, развитием подтопления. Соляные структуры являются источниками аномалий геофизических и геохимических полей, которые, в свою очередь, формируют геопатогенные зоны, влияющие на здоровье человека и животных. Соляной карст, связанный с соляными массивами, представляет серьезную проблему в густонаселенных областях галокинеза. Растущим куполам в Прикаспии сопутствуют денудационные процессы, а отрицательные структуры являются участками аккумуляции различного генезиса. Большое значение имеют современные движения куполов со скоростью
4 до 12,5 мм/год, характерные сменой знака движений. С куполами связаны разрывные дислокации, обладающие современной активностью. Этот фактор очень коварен - медленно земная поверхность деформируется в горизонтальном и вертикальном направлениях, оказывая, возможно, катастрофическое влияние на технические сооружения. Кроме того, разломы являются каналами распределения эндогенной энергии, и в случае техногенного воздействия на среду, могут стать источниками деформационных процессов повышенной амплитуды. Тектонические нарушения, достигающие дневной поверхности., могут являться зонами, по которым осуществляется миграция глубинных флюидов, что непременно сказывается на эколого-геохимических условиях территории.
Таким образом, зоны развития соляных куполов и связанных с ними разломов в надсолевой толще должны быть поставлены в ряд особо важных объектов, требующих к себе научного и практического внимания, которые необходимо учитывать при инженерно-геологическом районировании территории. Для изучения движения соляных структур необходимо иметь достаточно точные данные об их местоположении, форме, размерах, глубине залегания и других свойствах.
Цель работы: составление новой схемы инженерно-геологического районирования территории западной части Прикаспийской впадины в пределах Левобережья Волгоградской области (рис.1) масштаба 1:500000, учитывающей особенности строения солянокупольных структур.
Основные задачи исследований:
сбор, анализ и обобщение информации об изученности, геологическом строении и тектонике, гидрогеологических, геоморфологических и инженерно-геологических условиях западной части Прикаспийской синеклизы;
анализ современного состояния вопроса инженерно-геологического районирования территории исследований;
установление зависимости между галокинезом и формированием инженерно-геологических условий;
/ Т„ К*!
-*Г '^ЧГ>4а~ 20'"Ж' 40 .вою» --у- -
Рис.1. Обзорная карта района исследований
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ:
Территория исследований (западная часть Прикаспийской впадины в пределах Волгоградского Левобережья)
сбор геофизических данных и данных бурения, их увязка и интерпретация, построение на их основе структурной карты кровли соленосной толщи;
выявление на сейсмических разрезах дизъюнктивных нарушений в надсолевои толще, их увязка в плане, построение карты тектонических разломов надсолевого комплекса;
изучение пространственной изменчивости инженерно-геологических условий региона, связанных с развитием соляной тектоники, на основе составленных карт;
разработка новой схемы инженерно-геологического районирования территории исследований, учитывающей солянокупольные структуры и дизъюнктивные нарушения в надсолевои толще.
Объект исследования: соленосный и надсолевои, в том числе покровный, комплексы западной части Прикаспийской синеклизы в пределах Вол-гоградского Левобережья на территории общей площадью 30 000 км .
Научная новизна:
составлена новая карта распространения соляных структур региона;
составлена карта разрывных нарушений в надсолевои толще;
установлено проявление современных движений соляных структур и тектонических разломов надсолевои толщи в покровных отложениях;
разработана новая схема инженерно-геологического районирования территории, учитывающая тип соляных структур и нарушения в надсолевои толще.
Практическая ценность работы:
составленные структурная карта поверхности соленосной толщи и карта разломов в надсолевых отложениях являются новыми данными по геологическому строению территории и были использованы при планировании геологоразведочных изысканий;
результаты работ могут быть использованы при прогнозировании инженерно-геологических процессов на территории исследований;
- предложенная новая схема инженерно-геологического районирования,
учитывающая соляные структуры, может быть использована при принятии
управленческих решений по строительству различных сооружений на терри
тории исследований.
Защищаемые положения:
соляные структуры и разломы в надсолевои толще проявляются также и в покровных плиоцен-четвертичных отложениях, что свидетельствует о продолжающемся развитии структур;
зоны апикальных частей соляных поднятий, тектонических нарушений в надсолевои толще и круто падающих крыльев соляных структур являются особыми зонами при формировании инженерно-геологических условий;
при инженерно-геологическом районировании обязательно отражение свойств соляных структур;
составленная обновленная схема инженерно-геологического районирования позволит более точно учитывать особенности строения территории западной части Прикаспийской впадины при ее освоении;
Методы исследования и используемые материалы. Проведен анализ опубликованной и фондовой литературы по вопросам геологического строения, изученности и инженерно-геологического районирования территории. Обработаны и проинтерпретированы материалы сейсморазведочных работ, проведенных на территории с 1974 по 2003 год, данные бурения более 200 глубоких скважин и 2000 скважин по изучению верхней части разреза. Для структурных построений использовались, в основном, сейсмические данные. При выделении тектонических нарушений в надсолевом комплексе использовались методы, широко применяемые в практике интерпретации сейсмической информации. Для установления закономерностей пространственной изменчивости инженерно-геологических условий региона в зависимости от типа соляных структур были использованы материалы по инженерно-геологическому районированию территории, составленные в ВолгГАСУ.
Апробация работы. Основные результаты докладывались и были представлены на отечественных и международных конференциях: «Оценка и управление природными рисками» (Москва, 2003), «3-й Яншинские чтения: современные вопросы геологии» (Москва, 2003), «Севергеоэкотех-2003» (Ухта, 2003), «Научно-технические проблемы в строительстве» (Новосибирск, 2003), «Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций» (Волгоград, 2003); ежегодных экологических чтениях ВоРЭА (Волгоград, 2003).
Публикации. По теме исследований опубликовано 11 работ.
Структура и объем работы. Диссертация объемом 165 страниц состоит из введения, 4 глав и заключения. Работа содержит 7 таблиц, 22 рисунка, список из 222 библиографических источников.
Автор глубоко благодарен научному руководителю профессору В.Н. Синякову за направление работы и поддержку, а также специалистам и руководителям Волгоградской геологоразведочной экспедиции, в частности к.г.-м.н. СИ. Застрожнову, за предоставленные материалы и помощь в их подготовке.
Геологическое строение, тектоника и стратиграфия
Вопросами геологического строения, стратиграфии и тектоники западной части Прикаспийской впадины занимались десятки, а возможно, сотни исследователей. Наиболее обстоятельные монографические очерки по этой территории вышли из-под пера таких ученых, как (в хронологической последовательности) Ю.А. Косыгин (1950, 1958) [85, 86], М.П. Казаков и М.М. Ча-рыгин (1958) [73], П.Я. Авров и Л.Г. Космачева (1963) [2], Н.В. Неволин (1961, 1962) [103, 104], Г.Е.-А. Айзенштадт и др. (1967) [3], Ю.М. Васильев (1968) [29], B.C. Журавлев (I960, 1970,1972) [57, 59, 60], М.А. Жарков (1973) [51], Н.И. Воронин и Д.Л. Федоров (1976) [34], B.C. Конищев (1982) [84], А.Л. Яншин, А.Е. Шлезингер (1987) [193], ОХ. Бражников (1997) [20]. Обработкой и обобщением геофизических материалов и результатов бурения на нефть и газ занимались специалисты института ВолгоградНИПИнефть, ОАО «Волгограднефтегеофизика» и др. организаций. Вопросам стратиграфии и литологии пермских и триасовых отложений посвящены работы А.В. Урусова (1965) [176], В.А. Ермакова (1971) [50], Ю.А. Писаренко (2000) [96], С.А. Свидзинского (1991) [138], юрских - Г.М. Аванисьяна [184], А.И. Сарычевой (1964) [137]. А.С. Застрожновым в 1991 г. разработана стратиграфическая схема неогена Волго-Хоперского междуречья и Ергеней (1991) [205]. Им же составлена стратиграфическая схема четвертичных отложений Нижнего Поволжья, утвержденная в 1998 году РМСК по центру и югу Русской платформы. Особенности тектонического строения региона нашли отражение в работах А.А. Аксенова [5, 6], Г.А. Бражникова [18], О.Г. Одолеева [120], ЯШ. Шафиро [184] и др.
Прикаспийская впадина занимает юго-восточный угол Восточно-Европейской платформы. На западе, севере и северо-востоке она граничит с Воронежской и Волго-Уральской антеклизами, Пачелмско-Саратовским ав-лакогеном и Предуральским краевым прогибом. На востоке впадина ограничена герцинскими структурами Мугоджар, на юго-востоке — Северо Устюртской синеклизой, на юго-западе — мегавалом Карпинского. Общая площадь впадины составляет около 700 тыс. км . По геолого-геофизическим данным и материалам дистанционного изучения границы синеклизы на западе и севере проходят по бортовому уступу, протягивающемуся от Волгограда до широты Оренбурга.
В тектоническом отношении территория исследования располагается в зоне сочленения крупнейших тектонических элементов Русской платформы: Пачелмско-Саратовского авлакогена и Прикаспийской синеклизы. Граница между указанными мегаструктурами проводится по верхней кромке бортового верхнепермского тектоно-седиментационного уступа Прикаспийской впадины (рис.3). Западнее этой границы, до русла Волгоградского водохранилища, выделяется Прибортовая ступень, а восточнее Волгоградско-Красно-кутскиЙ вал, Волгоградско-Ерусланский прогиб, Ахтубинско-Палласовский мегавал, Булухтинский прогиб и Эльтонско-Джаныбековский вал.
Абсолютные глубины залегания кровли кристаллического фундамента (рис.4) составляют здесь от -5500 м до -14000 и более метров.
По данным комплексной интерпретации геофизических материалов [102] в западной части Прикаспийской синеклизы по составу и глубине залегания фундамента выделяются две микроплиты: континентальная Волгоградская и океаническая Прикаспийская. Их сочленение носит весьма сложный характер. У р. Волги по фундаменту отмечается поддвиг океанической плиты под континентальную. Вблизи западной бортовой зоны синеклизы резко изменяется общий рисунок сейсмической записи отраженных волн, что вызвано, очевидно, существенным различием геологического строения указанных плит. Одновременно на этом участке изменяется и граничная скорость поверхности фундамента по данным ГСЗ-КМПВ: от 5,9-6,2 км/с в пределах платформы до 6,7-7,0 км/с в Прикаспии. Поддвиг четко отражается в гравитационном и магнитном полях в виде резких ступеней кривой силы тяжести в редукции Буге, значений напряженности магнитного поля, и в сложном характере волновых сейсмических полей.
Континентальный кристаллический фундамент бурением вскрыт на ряде различных площадей Волгоградской и Саратовской областей и сложен, в основном, биотит-плагиоклазовыми, гранито-биотитовыми и силйманито-биотитовыми гнейсами. Предполагается происхождение гнейсов фундамента при метаморфизме осадочных пород, на что указывают встречающиеся в составе гнейсовой толщи кварциты, графитоносные гнейсы, наличие реликтовой слоистости, окатанность некоторых акцессорных минералов. Мощность гранитного фундамента до 6,5 км. В наиболее погруженной, восточной части Волгоградского Прикаспия предположительно базальтовый кристаллический фундамент сложен черными габбро, темно-зелеными базальтами, зеленовато-серыми диабазами, спилитами с подушечной отдельностью. Породы разделены узкими вертикальными телами серпентинитов. Мощность базальтового кристаллического фундамента 15-20 км.
Представления о тектонической природе Прикаспийской впадины изменялись по мере ее изучения. В разное время она именовалась сложной плитой, узловой синеклизой, фиалогеном, экзогональной (краеугольной) впадиной, батисинеклизой и экзосинеклизой. Подавляющая масса исследователей этим как бы подчеркивала особую природу тектонотипа Прикаспийской впадины как региональной отрицательной структуры. Многими исследователями подчеркивались отличия в строении фундамента Прикаспийской впадины и прилегающей части Русской плиты. По мнению Ф.И.Ковальского [80], Прикаспийская впадина и аналогичные ей геоструктуры не представляют собой результат проявления ни платформенного, ни геосинклинального режима. Подобный тип геоструктур занимает особое положение, наряду с платформами и геосинклиналями, и им свойственен свой собственный геотектонический режим, по характеру возможно промежуточный, но реально существующий в природе. Поэтому Прикаспийскую впадину можно рассматривать в качестве равноправного, самостоятельного элемента земной коры, расположенного между платформой и геосинклиналью,
Состав и физико-механические свойства пород
Особенности состава и физико-механических свойств пород западной части Прикаспийской впадины приводятся на основании результатов работы В.Н. Синякова [145], а также материалов, представленных на основе многочисленных источников в диссертации СИ. Маховой [95].
Плиоцен-четвертичные отложения представлены глинистыми, лессовыми и песчаными породами. Глины и суглинки участвуют в строении нескольких генетических комплексов, наиболее распространенными и изученными из которых являются породы морского, аллювиального и озерно-аллювиального происхождения.
Морские отложения представлены глинами и суглинками хвалынско-го, хазарского, бакинского и апшеронского горизонтов. Гранулометрический состав глин является типичным для этого вида грунтов (табл. 2), за исключением нижнехазарских, которые по содержанию глинистых частиц близки к суглинкам; наиболее дисперсными являются хвалынские глины. Минеральный состав представлен однотипными ассоциациями минералов, присущими всем глинистым породам Нижнего Поволжья с преобладанием гидрослюды и существенным содержанием монтмориллонита и каолинита.
Хвалынские глины наиболее специфичны. Они залегают непосредственно с поверхности и в наибольшей степени подвержены влиянию атмосферных факторов. Периодическое увлажнение и подсушивание глин, и воздействие других факторов привели к образованию в кровле глин "корки" мощностью 1 -2 м, в пределах которой они обладают повышенными плотностью и прочностью. Физико-механические свойства глин зависят во многом от условий их залегания. Глины относятся к сильно набухающим.
Хазарский горизонт представлен однообразными голубовато-серыми глинами преимущественно тугопластичнои консистенции, прикрытыми сверху маломощной "коркой" полутвердой глины.
Бакинские глины, за исключением участков соляных куполов, повсеместно залегают ниже уровня грунтовых вод. При изменении влажности от 0,25 до 0,45 модуль их деформации изменяется от 8 до 2 МПа, угол внутреннего трения от 12 до 5, сцепление от 0,087 до 0,066 МПа.
Апшеронские глины по физическим свойствам близки бакинским, отличаясь от них в сторону уменьшения влажности и пористости вследствие несколько большей литификации. По плотности глины повсеместно относятся к среднеушютненным, по степени литификации - к среднелитифицированным породам.
Аллювиальные глины принимают участие в строении пойменной и ста-ричной свит долины Волги. Они не принадлежат к высокодисперсным грунтам; по содержанию глинистой фракции, составляющему в среднем 20,6-24,6%, скорее ближе к тяжелым суглинкам. Характерной чертой глинистых разностей аллювия является высокое содержание песчаных частиц - в среднем 25-26%; в основном они представлены пылеватой фракцией - 50-53%. Преобладающим глинистым минералом является монтмориллонит, а также гидрослюда при незначительном содержании каолина; в песчаной и пылеватой фракции доминируют кварц и полевые шпаты.
Пойменные глины содержат в среднем 3,4% карбонатов, до 0,78% гипса и 0,21% галита, что отражает их периодическое промывание паводковыми водами. Консистенция глин колеблется от твердой до текучей и в среднем равна 0,26. Высокая пористость и влажность глин обусловливает их высокую сжимаемость и низкое сопротивление сдвигу [95].
Старинные глины отличаются темной окраской и наличием растительных остатков, содержат от 1 до 3% нерастворимых карбонатов, 2-3% сульфатов и 1-2% органического углерода [95]. Их влажность, пористость, консистенция, сжимаемость являются наибольшими среди всех глинистых отложений При-каспия. Средние значения показателей сопротивления сдвигу чрезвычайно низки, несколько увеличиваясь с глубиной при переходе от наиболее молодых глин современных староречий к погребенным глинам.
Комплекс лессовых пород представлен в пределах Прикаспийской низменности отложениями ательского и позднехвалынско-современного возраста, который соответствует на Сыртовой равнине желто-бурому горизонту сырто-вых четвертичных глин.
Сыртовые суглинки по сравнению с другими лессовыми породами региона значительно более глинистые и пластичные, у них выше влажность и степень влажности (табл. 3). В соответствии с этим они менее просадочны и проявляют просадку, в основном, только при дополнительной нагрузке и преимущественно в приповерхностных слоях.
Ательский горизонт слагают лессовидные суглинки и супеси, глинистая фракция которых сформирована гидрослюдисто-монтмориллонитово-каолини-товой ассоциацией минералов. В породах содержится значительное количество карбонатов (в среднем 5,9%), присутствуют гипс (до 0,2%) и галит (до 0,2%).
Верхнехвалынско-современные лессовые породы представлены покровными лессовидными суглинками и супесями, перекрывающими слоем мощностью до 3 м морские хвалынские отложения. Характерная особенность пород -это преобладание (45,4%) в их гранулометрическом составе частиц крупной пыли при общем содержании пылеватой фракции 56,3%. Песчаные и глинистые частицы составляют соответственно 13,2 и 30,5%. Порода содержит в среднем 2,24% карбонатов, некоторое количество сульфатов (0,66%) и галита (0,36%). По физическим свойствам сходны с лессовыми породами ательского горизонта, отличаясь несколько большей пористостью и меньшей влажностью.
Морские пески плейстоцена и голоцена включают породы бакинского, хазарского, хвалынского и голоценового возраста. Среди них преобладают мелкие пылеватые разности. Пески средней крупности и крупные встречаются значительно реже, преимущественно в основании разрезов. Весьма характерным является высокая сортированность (монофракционность) мелких песков, среди которых 72-82% частиц сосредоточено во фракции 0,25-0,1 мм. Угол внутреннего трения составляет для верхнехвалынских песков - 28-35, для нижнехва-лынских - 23, при сцеплении, равном 0,001 МПа; для нижнехазарских от 25 до 34 при сцеплении от 0,005 до 0,01 МПа. Модуль деформации хвалынских песков при испытаниях штампами составил 25-30 МПа.
Аллювиальные пески долины Волги в представлены мелкими разностями, сменяющимися ниже песками средней крупности. Они имеют высокую плотность, за исключением голоценовых разностей.
Классификация соляных структур
Вопросы классификации соляных куполов Прикаспийской синеклизы рассматривались в работах Г.Е.-А. Айзенштадта [3, 4], Н.Ф. Балуховского [12], И.М. Бровара и др. [25], Н.И. Воронина и Д.Л. Федорова [34], Г.Ж. Жолтаева [54], B.C. Журавлева [61, 63, 64], Н.А. Калинина [75], Ю.А. Косыгина [85, 86], Н.В. Неволина [104], О.Г. Одолеева [120] и многих других исследователей. Большинство из них (Г.Е.-А. Айзенштадт, Г.Ж. Жолтаев, Н.А. Калинин, О.Г. Одолеев) за основу классификации брали длинный ряд морфологических признаков, и в связи с этим она оказывалась громоздкой и сложной.
Классификация соляных положительных структур в работе О.Г. Одолеева [120] была основана на их морфологической выраженности, приуроченности, конкретной степени сохранности подплиоценовой толщи, интервале прослеживаемое. По своей морфологии автором выделялись соляные антиклинали простой конфигурации, характеризующиеся прямолинейностью и отсутствием отрогов и перемычек, и сложной, которым присущи последние. Их сочетание, слияние при сближении или перекрещивании «образуют» соляные массивы. Наиболее многочисленные локальные поднятия связаны с приосевыми зонами соляных антиклиналей. Среди них автором предложено различать приосевые центральные, располагающиеся на основной, наиболее приподнятой центральной части антиклинали, и приосевые периклинальные, несколько погруженные положительные складки, осложняющие ее периклинальные участки. На участках переходов сравнительно пологих верхних частей крыльев в более крутые нижние по ряду антиклиналей намечаются осложнения в виде террас, локальных поднятий. Подобные дочерние локальные структуры предложено называть прикрыльевыми.
Ведущим классификационным признаком, по мнению НИ. Воронина и Д.Л. Федорова [34], является возраст отложений, перекрывающих соляной массив. Он отражает особенности формирования соляных куполов, степень диапи-ризма и имеет большое практическое значение при определении перспектив нефтегазоносное. Исходя из возраста перекрывающих отложений и характера взаимоотношений соляного штока с надсолевым комплексом, соляные купола юго-западной части Прикаспийской синеклизы были разделены на три типа: диапироидные, криптодиапировые и диапировые. Каждый из них подразделяется на подтипы. Для диапироидных структур характерно, что соль не прорывает, а только приподнимает надсолевой комплекс, так как мощность ее была недостаточной. К криптодиапировым структурам относятся многочисленные купола, прорывающие частично или полностью триасовые, триасово-юрские, триасово-меловые отложения. Диапировые купола подразделяются на открытые и закрытые (перекрытые плиоценовыми и четвертичными отложениями).
Весь ход развития куполов в надсолевых породах отражает процесс становления соляных массивов куполов. Поэтому среди соляных куполов Прикаспийской впадины B.C. Журавлев и А.А. Ромашов предложили различать рудиментарные и нормально развитые [59, 61, 64, 134]. Такая классификация соляных куполов, основанная на тектонических (морфостатических и историко-динамических) соотношениях между соляными массивами и надсолевыми слоями, по существу, является генетической.
К рудиментарным относятся глубокие соляные купола, не прорванные солью и лишь приподнимающие надсолевые слои. Эти купола прекратили или, правильнее, почти прекратили свое развитие во время накопления отложений юрско-палеогенового структурного этажа. Дальнейший интенсивный рост соляных массивов рудиментарных куполов лимитировался постепенно слабевшим подтоком соли из пространств, окружающих эти купола. Такие массивы выделяются как по окраинам впадины над выклинивающимися соленосними породами кунгура, так и во внутренних частях Прикаспийской впадины над остаточными выступами соли в ряде межкупольных депрессий.
Для рудиментарных куполов характерны согласные налегания надсолевых слоев на соляные массивы. Для юрско-палеогенового этажа также отмечаются довольно значительные сокращения мощностей к сводам куполов. Несомненны изменения и фациального состава отложений в направлении сводов ру диментарных куполов, по-видимому, наиболее резкие в нижней, верхнеперм-ско-триасовой, части надсолевого комплекса и аналогичные для нормально развитых соляных куполов [133]. Рудиментарные купола Прикаспийской впадины развиты в бортовых зонах, где первичная мощность соли была незначительной или соль залегала в виде отдельных линз. Солью таких куполов были слабо приподняты вышележащие слои.
Типы нормально развитых соляных куполов устанавливаются по соотношению поверхностей соляных массивов и надсолевых слоев в наиболее приподнятых сводовых частях куполов. Нормально развитые купола по форме соляного массива B.C. Журавлев подразделил на островерхие и плосковерхие, выделяя среди последних ряд подтипов. В западной части Прикаспийской впадины первичная мощность соли, видимо, составляла 4 км и более, а пород надсолевого этажа (включая триас) порядка 4-5 км. К концу триаса здесь образовались крупные соляные массивы, прорвавшие полностью или почти полностью надсолевую толщу (на их вершинах иногда встречаются лишь маломощные пласты триасовых пород). Возможно, в межкупольных зонах в это время еще сохранился определенный объем первичной соли. На юрско-палеогеновом этапе здесь накопилось до 5 км осадков и, видимо, шло медленное формирование соляных массивов. При общем подъеме территории на рубеже олигоцена-среднего плиоцена начался относительно быстрый рост штоков второй фазы, прорыв ими пород верхнего надсолевого этажа и вновь выход соли на многих куполах на доакчагыльскую поверхностью. Достаточное количество соли и темп подъема диапиров способствовали появлению плосковерхих куполов и сохранению значительных их размеров [82].
Несмотря на все разнообразие существующих терминов, определяющих различные типы куполов и других положительных структур, созданных соляной тектоникой (соляные поднятия, купола, антиклинали, штоки, валы, гряды и т.д.), во всех известных случаях в строении их могут быть выделены только две части: соляной массив, или шток, и надсолевая структура (свод, крылья, грабены и др.), генезис и развитие которых тесно взаимосвязаны [59, 61, 134].
Новая схема инженерно-геологического районирования с учетом солянокупольной тектоники
Новая схема инженерно-геологического районирования масштаба 1:500 000 составлена, как упоминалось выше, на основе существующей схемы, разработанной В.Н. Синяковым и СВ. Кузнецовой. Изменения состоят в выделении в пределах инженерно-геологических районов территорий, соотносимых в плане со структурами различного знака, обусловленными процессами галокинеза, а также с учетом тектонических нарушений в надсолевои толще, вызванных, как правило, современными движениями соляных структур.
Инженерно-геологическая характеристика районов представлена в специальной таблице, где для каждого из типа районов охарактеризованы геологическое строение, особенности рельефа, гидрогеологические условия, современные геологические процессы природного характера и вызванные деятельностью человека.
В соответствии со схемой типологического инженерно-геологического районирования Нижнего Поволжья, разработанной В.Н. Синяковым и СВ. Кузнецовой [154], рассматриваемая территория располагается в пределах трех инженерно-геологических областей первого порядка, выделенных с учетом истории геологического развития территории за новейший этап, характера неотектонических движений, особенностей рельефа и геологического строения поверхностной толщи: - области аккумулятивных равнин, сложенных морскими четвертичными отложениями; - области денудационных равнин, сложенных дочетвертичными отложениями, преимущественно перекрытыми толщей лессовых пород; - области крупных речных долин, сложенных аллювиальными четвертичными отложениями. Первая из инженерно-геологических областей в четвертичное время, будучи зоной унаследованных опусканий, чередовавшихся с поднятиями небольшой амплитуды, неоднократно затапливалась морем в результате трансгрессий
Каспия. Максимальная трансгрессия - раннехвалынская - произошла относительно недавно, в верхнечетвертичное время. Эта область в пределах рассматриваемой территории представлена областью второго порядка - северной Прикаспийской аккумулятивной равниной раннехвалынского возраста. Ее граница совпадает с границей распространения максимальной, раннехвалынской трансгрессии Каспия.
С поверхности равнина сложена преимущественно глинистыми отложениями современного субаквального происхождения и морскими набухающе-усадочными глинами, подстилаемыми лессовыми породами ательского горизонта.
В плиоценовое и четвертичное время в результате устойчивых положительных движений на окраинах Прикаспийской впадины из-под уровня моря выходили участки суши, и Прикаспийская низменность оказалась окруженной денудационными равнинами, вошедшими, согласно [154], в инженерно-геологическую область первого порядка, названную областью денудационных равнин, сложенных дочетвертичными отложениями, преимущественно перекрытыми толщей лессовых пород. В пределах рассматриваемой территории эта область представлена областью второго порядка - денудационной равниной раннеплейстоценового возраста (Сыртовая равнина).
Область крупных речных долин, сложенных аллювиальными четвертичными отложениями, выделена в самостоятельную область первого порядка в связи с тем, что геологическая история формирования ее в неотектоническое время, рельеф и геологическое строение существенно отличаются от ранее выделенных областей. В пределах изучаемой территории она представлена областью второго порядка - долиной р. Волги, сложенной мощной толщей аллювиальных четвертичных отложений.
В пределах этих областей на территории Волгоградского левобережья выделено 7 типов инженерно-геологических районов (ИГР), различающихся по геологическому строению, рельефу, гидрогеологическим условиям, составу и физико-механическим свойствам пород.
На карте типологического инженерно-геологического районирования типы районов показаны различным цветом (рис. 22), а в таблице типов инженерно-геологических районов приведены геологическое строение, гидрогеологические условия, современные геологические процессы (табл. 7). Принятая последовательность перечисления типов районов в таблице соответствует последовательности описанных выше инженерно-геологических областей: типы районов 1, 2, 3 расположены в пределах области Прикаспийской аккумулятивной равнины раннехвалынского возраста; 4 тип района - в области денудационной равнины раннеплейстоценового возраста, районы типов 5, 6, 7 принадлежат области речной долины Волги. Кроме того, на карте выделены зеленым цветом участки, соответствующие в плане отрицательным соляным структурам, а светло-коричневым - участки, соответствующие соляным поднятиям. Красным цветом нанесены дизъюнктивные нарушения в надсолевой толще, возможно, имеющие современную активность и поэтому влияющие на инженерно-геологические условия.
Районы развития преимущественно морских нижнехвалынских шоколадных глин, а также супесей, суглинков и песков мощностью до 0-20 м, залегающих на континентальных верхнечетвертичных ателъских отложениях мощностью до 7-Ю м (ИГР 1). Районы этого типа распространены в юго-восточной части территории исследований, а также встречаются вдоль берега водохранилища. Шоколадные глины не имеют сплошного площадного развития, а занимают пониженные участки на поверхности нижележащих отложений ательско-го горизонта. Они почти всегда переслаиваются тонкими прослоями супесей. Мощность шоколадных глин непостоянна, она изменяется от 1-2 м на склонах междуречий до 7-9 и даже до 18 м в центральных частях долин древнего стока. Чаще всего она составляет 3-4 м. Глины повсеместно перекрываются слоем светло-желтого песка или иловатыми песчанистыми глинами мощностью 2-4 м, соответствующими фазе регрессии среднехвалынского моря. Условия залегания глин определяют особенности их физико-механических свойств. Так, глины, имеющие небольшую мощность, в верхней части трещиноваты, являются
