Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Инженерно-геологическое районирование Северной Евразии на основе сопряженного учета региональных и зональных геологических факторов

ВАК РФ 04.00.07, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации по теме "Инженерно-геологическое районирование Северной Евразии на основе сопряженного учета региональных и зональных геологических факторов"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. а ЛОМОНОСОВА

ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ кафедра инженерной геологии и охраны геологической среды

На правах рукописи УДК 624.131.

АВЕРКИНА Татьяна Ивановна

ИНЖНЕРЯО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ

СЕВЕРНОЙ ЕВРАЗИИ НА ОСНОВЕ СОПРЯЖННОГО УЧЕТА

РЕГИОНАЛЬНЫХ И ЗОНАЛЬНЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

Специальность 04.00.07 -инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва 1994

Работа выполнена на кафедре инженерной геологии и охраны геологической среды геологического факультета Московского государственного университета им. М. К Ломоносова

Научный руководитель - доктор геолого-минералогических наук, профессор, академик АЕН России Трофимов В. Т.

Официальные оппоненты - доктор геолого-минералогических наук,профессор, академик АЕН России а а Баулин (ПНИШС),

кандидат геолого-минералогических наук Е. С. Цоцур (ПНИИИС).

Ведущая организация - Всероссийский научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (ВСЕГИНГЕО).

о^Завдта диссертации состоится '48" НОЗ С Р 51 1994г. в 1т часов на заседании диссертационного совета по защите кандидатских диссертаций К 053.05.06. в Московском государственном университете им. М. Е Ломоносова по адресу: Москва, Воробьевы горы, геологический факультет МГУ, ауд. £ 0&

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета МГУ, зона "А", 6 этаж.

Автореферат разослан "4!?"СЖТЯ £ Р й 1994г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 119899 ГСП Москва, Воробьевы горы, 1.1ГУ, геологический факультет, ученому секретарю диссертационного совета по защите кандидатских диссертаций К 053.05. 06. В. Н. Соколову.

Ученый секретарь диссертационного совета по защите кандидатских диссертаций К 053.05.06. , доктор геолого-минералогических наук

В. И Ооколоь

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В региональной инженерной геологии широко используется метод районирования,предназначенный для выявления однородных в каком-либо отношении территориальных единиц и изучения характера их пространственного распределения. На его основе решаются многие методические и практические задачи,связанные с проблемами изысканий, проектирования, нормирования, прогнозирования, рационального природопользования и т. д.

Развитие данного метода в настоящее время осуществляется в двух направлениях: посредством внедрения логико-математических и математических способов обработки информации и путем доработки и совершенствования общей теории и методики инженерно-геологического районирования. Последнее,прежде всего, относится к сфере двухрядного районирования, где недостаточно разработаны система классификационных признаков,система таксономических единиц и т.д. Кроме того, до сих пор не составлена карта инженерно-геологического районирования территории всей страны в масштабе крупнее 1:20 ООО ООО, которая может быть использована в практических целях и учебном процессе.

Дель работы. Целью данного исследования являются разработка и реализация методической^юэ^цепции инженерно-геологического районирования Северной ЕвразйкУ7"основанной на сопряженном учете региональных и зональных геологических факторов. Исходя из этого, в работе решаются следующие задачи:

- анализ современного состояния теории и практики геологического, в том числе инженерно-геологического, районирования;

- выбор подхода, системы и логического варианта районирования Северной Евразии;

- выбор классификационных признаков и их иерархия;

- разработка системы таксономических единиц районирования;

- составление классификационной схемы районирования и построение на ее основе общей классификации таксонов-объектов инженерно-геологического районирования и объектов региональной инженерной геологии в целом;

- разработка методики и составление карты типологического инженерно - геологического районирования Северной Евразии масштаба 1: 4 ООО ООО;

- построение схемы регионального инженерно-геологического районирования Северной Евразии и схемы соотношения таксономических единиц типологического и регионального районирования;

- установление закономерностей пространственного распределения

- г -

на территории Северной Евразии однородных инженерно-геологических единиц разных иерархических уровней.

Научная новизна работы:

1. Впервые инженерно-геологическое районирование Северной Евразии выполнено на основе одновременного учета региональных и зональных геологических факторов.

2. Введены понятия "инженерно-геологическая структура" и "пара-генетический ряд иняэнерно-геологических структур", обоснованы критерии их выделения. В качестве классификации таксонов - объектов районирования и объектов региональной инженерной геологии предложена система парагенетических рядов инженерно-геологических структур.

3. Впервые составлены Карта типологического шшенерно-геологи-ческоГо районирования Северной Евразии масштаба 1:4 ООО ООО, Схема регионального инженерно-геологического районирования Северной Евразии и Схема соотношения таксономических единиц типологического и регионального инженерно-геологического районирования.

4. Выявлены и описаны закономерности пространственного распределения развитых на территории Северной Евразии инженерно-геологических структур четырех иерархических уровней.

На защиту выносятся:

1. Ыетодическая концепция инженерно-геологического районирования Северной Евразии.

2. Система парагенетических рядов инженерно-геологических структур как классификация объектов-таксонов первых этапов районирования и наиболее крупных объектов региональной инженерной геологии.

3. Карта типологического инженерно-геологического районирования Северной Евразии масштаба 1:4 ООО ООО, Схема регионального инженерно-геологического районирования Северной Евразии и Схема соотношения таксономических единиц типологического и регионального районирования. •

4. Закономерности пространственного распределения развитых на территории Северной Евразии инженерно-геологических структур четырех иерархических уровней.

Практическая значимость и реализация работы. Составленная карта инженерно-геологического районирования Северной Евразии может быть использована при обучении специалистов инженерно-геологического профиля,применяться как основа региональных исследований более крупного масштаба, а также при решении практических задач в области . отраслевого и регионального планирования(в том числе планирования мероприятий по охране среды и рациональному природопользованию),

для разработки программ научно-исследовательских и изыскательских работ .размещении сети литомониторинга и т.д.

В настоящее время Карта инженерно-геологического районирования Северной Евразии используется на кафедре инженерной геологии и охраны геологической среды геологического факультета МГУ при подготовке специалистов инженерно-геологического и эколого-геологического профилей.

Фактический материал. В основу составления карты инженерно-геологического районирования была положена серия опубликованных и фондовых карт инженерно-геологической, геологической и географической направленности обзорного, мелкого и среднего масштаба, е том числе карты, в составлении которых принимал участие и автор настоящей работы. Кроме того, был использован авторский экземпляр Геокриологической карты СССР масштаба 1:2 500 ООО под редакцией Э. Д. Ершова, любезно предоставленный авторами,которым диссертант выражает свою искреннюю благодарность.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Ломоносовских чтениях МГУ в 1994 г. и заседании Межвузовского методического совета по изданию карт для высшей школы в 1994 г., вошли составной частью в отчет лаборатории региональной инженерной геологии и охраны геологической среды за 1993 год.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, 1 находится в печати.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения и списка использованной литературы. Основное содержание изложено на 130 страницах. Диссертация содержит 15 рисунков, 14 таблиц. Список использованной литературы включает 146 наименований.

Диссертационная работа выполнена в лаборатории региональной инженерной геологии и охраны геологической среды геологического факультета МГУ под руководством академика АЕН России, профессора, доктора геолого-минералогических наук К Т. Трофимова, которому автор приносит свою искреннюю благодарность. Особую признательность автор выражает к. г. -м. н. Д. Г. Зилингу, а так же профессорам Г. А. Голодковс-кой, Э. В. Калинину, Е. Н. Коломенскому и всем сотрудникам лаборатории региональной инженерной геологии и охраны геологической среды за советы, помощь и поддержу в работе.

- 4 -Содержание работы Глава 1. Районирование как метод исследования и обобщения

информации в геологии Метод районирования - метод обработки и отображения информации, предназначенный для изучения пространственных изменений, неоднородности геологических условий.' В результате систематизации и генерализации разобщенных данных, учитывая ранее установленные связи и отношения между геологическими телами, при районировании по существу проводится моделирование изучаемого пространства Его итогом является классификация, которая затем воплощается в карту.

Вопросам выделения и классифицирования геологических тел посвящены работы XX А. Воронина, 3. А. Еганова, И. Е Крутя, А. А. Кузнецова, Е Е. Хайна, Н. И. Николаева, И. Е Попова, Г. К. Бондарика, Е Е Грузы и др.

• В работах К1 А. Косыгина и Е Ы. Чикова обсуждаются различные системы классификационных признаков районирования, выделены группы прямых и косвенных признаков. Т. А. Бердун, Ю, А. Воронин, И. Я. Баранов, Е Т. Трофимов и др. рассматривают принципиальные структурные схемы метода районирования. Опираясь на их работы, можно.представить данный метод в виде следующей последовательности процедур: 1)обозначение цели районирования; 2)определение границ объекта районирования; 3)изучение объекта,т. е. анализ исходных материалов; 4)выбор подхода к районированию; 5)построение классификационной схемы районирования: а)выбор системы районирования, б)выбор логического варианта районирования, г)выбор классификационных признаков, д)иерархия классификационных признаков, е)обобсобление объекта по классификационным признакам, ж) построение классификационной схемы; 6)выбор признаков проведения границ таксономических единиц; 7)отграничение территориальных таксономических единиц; 8)описание территориальных таксономических единиц. Данная схема в явном или неявном (специально не рассматриваемом ) виде выдерживается в большинстве работ по районированию.

Вопросам методологии и методики районирования в геотектонике посвящены исследования Е С. Шатского.А. А. Богданова, Ю. А. Косыгина, К1 А. Воронина, Ы. Е Муратова, Т. А. Бердуна. Э. А. Еганова, Е П. Бархато-ва, Т. Е Спижарского, Е И. Николаева, Е М. Чикова, Е А. Кулындышева и др. Разработан ряд систематик тектонических структур (тел), широко применяемых не только в рамках тектонического районирования, но и в других отраслях геологии. Выделены общее и специальное районирование, которые выполняются как в региональном, так и типологическом вариантах и, как правило, в однорядной системе. Наибольшее расп-

I 1

ространение получил дедуктивный способ районирования ("сверху -вниз"). Используются различные подходы к районированию, к выбору классификационных признаков: по возрасту завершающей складчатости, по типу структур, по структурным этажам, по формациям и т. д.

В геоморфологии вопросы районирования рассматриваются в работах А. И. Спиридонова, Г. С. Ганешина, Д. Е Борисевича, И. П. Герасимова, С. С. Воскресенского, О. К. Леонтьева, Г. С. Ананьева и др. Развивается преимущественно региональное направление. Наибольшее признание получил генетический структурно-геоморфологический подход к районированию с обязательным учетом типа и интенсивности неотектонических движений. Сложилась устоявшаяся система таксономических единиц. Используются ,главным образом, однорядные классификационные построения.

Проблемы гидрогеологического районирования обсуждаются в работах И. К Зайцева, А. Ы. Овчинникова, а И. Толстихина, К И. Куделина, М. Р. Никитина, Е. Е Пиннекера, Н. Е Роговской и других исследователей. По целевому назначению выделяются обшее и специализированное районирование. Общее может проводиться с позиций структурно-гидрогеологического или балансово-гидродинамического подходов, а также путем совместного или раздельного районирования грунтовых и артезианских вод. В качестве классификационных признаков районирования, главным образом, грунтовых вод широко используются зональные факторы гидрогеологических условий или зональные факторы их формирования. В рамках структурно-гидрогеологического подхода сложилась устоявшаяся система таксономических единиц.

В геокриологии вопросы районирования рассматриваются в работах ИФ.Швецова, И.Я.Баранова, ЕА.Кудрявцева, ЕЕБаулина, КС.Мельникова, Н. Н. Романовского и др. Выделяются собственно геокриологическое ( по факторам мерзлотных условий) и геолого-географическое районирование ( по факторам формирования мерзлотных условий), а также.прогнозное и оценочное. Два последних выполняются в типологическом варианте, геолого-географическое - в типологическом , индивидуальном и смешанном. Широко практикуется использование в качестве классификационных признаков зональных факторов мерзлотных условий и зональных факторов их формирования. Применяются однорядные, двухрядные и двухрядно-однорядные классификационные построения.

Глава 2. Современное состояние теории и практики инженерно-геологического районирования

Основы инженерно-геологического районирования заложены в рабо-

тах И. Е Попова, Е И. Николаева, Е Л. Дмитриева, Е Л. Дубровкина, Е И Солоненко. Дальнейшее развитие они получили в трудах Л. Д. Белого, М. И. Богданова, Г. К Бондарика, Г. А. Голодковской, С. Б. Ершовой, И. С. Комарова, Е. С. Мельникова, Е Е Пендина, Е. М. Сергеева, Г. А. Сулак-шиной, К Т. Трофимова, М. Е Чуринова и других исследователей.

К настоящему времени в инженерно-геологическом районировании:

1. Осуществлена систематика типов районирования (И. С. Комаров, Е Т. Трофимов, Л. И. Оздоева).

2. Сформулированы принципы (правила), которые должны соблюдаться при выполнении районирования (Е Т. Трофимов, М. И. Богданов).

3. Разработана классификация систем районирования (Е Т. Трофимов, М. И. Богданов).

4.'В рамках однородной системы с однорядным построением сложилась общепризнанная система таксономических единиц (регион-провин-ция-зона-подзона-область-район-подрайон-участок-элемент) и признаков их выделения.

5. Выделены различные концептуальные подходы к инженерно-геологическому районированию, отражающие природу и качество классификационных признаков (Е Т. Трофимов, Д. Г. Зилинг): геоструктурный (И. Е Попов, Г. А. Голодковская и др.), геоморфологический (И. Е Попов, Г. А. Голодковская,И. С. Комаров,Г. А. Сулакшина, Д. Г. Зилинг и др.), вещественный или грунтоведческий (Г. К. Бондарик, Е Е Пендин и др.) и другие. С конца 60-х годов начал использоваться подход, основанный на учете региональных и зональных геологических факторов инженерно-геологических условий. Он может реализовываться в рамках однорядной системы районирования (Е Т. Трофимов, Ф. А. Никитенко, Е Е Пендин) , двухрядно-однорядной (Е. С. Мельников, Е Т. Трофимов, Лхан-Аасурен) и двухрядной (С. Б. Ершова,Е. М. Сергеев, Л. Е Бахирева). Выбор подхода определяется целью и масштабом исследований, а также возможностями исходного фактического материала

6. Вещественный подход к районированию реализуется на базе классификации геологических тел , разработанной И. Е Поповым и дополненной Г. А. Голодковской и Г. К Бондариком.

7. Выполнено инженерно-геологическое районирование многих регионов страны ( преимущественно в однородной однорядной системы).

Вместе с тем, в инженерно-геологическом районировании:

1. Недостаточно разработаны теоретике-методические асобенности районирования в однородной двухрядной и неоднородных системах, не • проработал необходимый набор классификационных признаков и их иерархия, отсутствует общепризнанная система таксономических единиц.

2.Не разработана классификация инженерно-геологических тел более крушого объема, чем формации.

3.До сих пор не составлена карта инженерно-геологического районирования всей страны, которая может быть использована в практических целях и учебном процессе.

Глава 3.ТЕОРЕТИКО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ ПРИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОМ РАЙОНИРОВАНИИ СЕВЕРНОЙ ЕВРАЗИИ

Районирование территории Северной Евразии выполнялось как общее типологическое генетико-морфологическое. Такое районирование, предусматривающее учет основных компонентов инженерно- геологических условий и рассмотрение их изменений по площади и разрезу, позволяет решать комплекс практических и методических задач.

Подход,система и логический вариант районирования.При выполнении инженерно-геологического районирования был использован подход к районированию, основанный на сопряженном учете региональных и зональных геологических факторов инженерно- геологических, условий При этом был учтен опыт разработок С.Б.Ершовой и Е.М.Сергеева по типизации "поверхности земного шара".

Районирование осуществляется в рамках однородной двухрядной системы с использованием логического варианта с последовательно замещающими друг друга парными сочетаниями признаков (одного- регионального, другого-зонального). Благодаря этому: I) на всех этапах районирования выявляются и ограничиваются объемы среды,действительно однородные по коренным инженерно-геологическим характеристикам; 2) на всех уровнях можно диагностировать такие инженерно-геологические особенности среды, которые обязаны совместному проявлению региональных и зональных геологических факторов; 3) учитывается вдвое большее количество признаков, чем в однорядной системе районирования при одинаковом числе операций обособления.

В сопряженном учете региональных и зональных геологических факторов инженерно-геологических условий заключается основное лгое-.. имущество предлагаемого варианта районирования Северной Ев^нзш?Г Все предыдущие схемы инженерно-геологического районирования данной территории были основаны на учете только региональных геологических факторов и строились в однорядной системе с последовательно вводимыми геоструктурными и геоморфологическими признаками.

Классификационные признаки и таксономические единицы районирования образуют два ряда: регионально-геологический и зо-

нально-геологический. Путем перекрестного наложения двух рядов таксонов обособляются собственно инженерно-геологические таксоны районирования. ,

Регионально-геологический ряд признаков построен на основе набора и иерархического подразделения признаков, использованных Н.И. Николаевым с соавторами при составлении карты неотектонического районирования СССР в масштабе 1:4 ООО ООО. Выбор именно геоструктурных признаков связан с тем, что они коррелируют с большим количеством различных инженерно-геологических параметров (Г.А.Го-лодковская,1978).

По системе регионально-геологических признаков ограничиваются неотектонические структуры разных порядков (табл.1).

Неотектонические структуры 1-го порядка выделяются по типам глубинного строения земной коры. Их инженерно-геологические особенности связаны с различаями в мощности и возрасте осадочного слоя,абсолютных отметках рельефа (выше или ниже уровня моря) и др.

Неотектонические структуры 2-го порядка классифицируются по типам мегарельефа,обусловленным типом тектонического режима на новейшем этапе развития. Данный фактор отражает преобладание скальных или дисперсных пород в верхней части разреза,характер их залегания, типы подземных вод глубоких горизонтов, характер эндогенных и, отчасти, экзогенных процессов.

Неотектонические структуры 3-го порядка выделяются путем подразделения структур 2-го порядка по степени их измененности,обусловленной возрастом заложения. Возраст определяет такие важные в инженерно-геологическом отношении черты, как специфика типов рельефа, степень литификации.метаморфизацш, нарушенности и вывет-релости пород, их напряженное состояние и т.д.

Нэотектонические структуры 4-го порядка выделяются по типам геологического разреза, обусловленным особенностями неотектонических движений (направленности,интенсивности,вулканизму). Данный фактор определяет морфологию и степень расчлененности рельефа, гидрогеологические условия, характер проявления экзогенных геологических и инженерно- геологических процессов и т.д.

При построении зонально-геологического ряда была использована система признаков, введенных и обоснованных В.Т.Трофимовым. По ним ограничиваются объемы геологического пространства, названые нами катастатическими структурами (от греческого дмтоимг^о-^ [катаста-■сис] - состояние). Возможно, в данном случае будет уместным и термин "геологические климатогенные структуры".

Таблица I

Регионально-геологический ряд таксонов районирования

СТРУКТУРЫ НЕОТККТО ни чь; ские

1-го порядка 2-го порядка 3-го порядка 4-го порядка

платформы молодые (М? - плиты

древние (Ай - РЮ щиты

плиты

перикратонные прогибы

массивы

новейшие (й^,) складчатые системы

Ф вулканические системы

впадины

§ массивы

г- X орогены молодые (М2 - складчатые системы

X омоложенные на новейшем этапе вулканические системы

Ё о впадины

массивы

древние ( Ай - РЯ), омоложенные на новейшем этапе складчатые системы

вулканические системы

впадины

рифто- новейшие (Ш^) складчатые системы

гены впадины

<0 материковые склоны молодые и новейшие (Р2 - К2)

3 сГ о X геосинклинали аваншельфы

новейшие (К^) островные цуги

а глубоководные котловины

О) С! глубоководные желоба

1 О 0) ? я © з; я платформы молодые (Ы2 - К2) плиты

молодые и новейшие высокопоцнятые

а а <в орогены (МЖ - К2т,К22) слабо- и умеренноподнятые

о рифто- новейшие (К2 поднятия

гены "впадины

"Катастатическая структура - это объем геологического пространства, сложенный породами одного состояния, сформированный в результате проявления геологических и климатических факторов (в условиях определенной экзогенной теплообеспеченности и увлажненности) как в настоящее время, так и в течение значительной, особенно заключительной части четвертичного периода".

Катастатические структуры 1-го порядка выделялись по водно-воздушым условиям поверхностной среда (табл.2). Их цринципиальное инженерно-геологическое различив связано с тем, что в субаэральных структурах в верхней части разреза могут быть развиты породы различной степени увлажненности (льдастости), в субаквальных - только сильноувлажненные (сильнольдистые). Кроме того, во вторых не происходит сезонных изменений состояния пород и осадков (за исключением участков мелководий).

Катастатические структуры 2-го порядка ограничивались по особенностям фагового состояния воды в породах и осадках (грунтах). Различия данных структур сводятся не только к площадному преобладанию талых или ММП , но и различиям их среднегодовых температур, мощности и строении мерзлой толщи и т.д.

Выделение структур 3-го порядка проводилось с бифуркацией признаков. В пределах структур с практически сплошным распространением ММП инженерно-геологическая неоднородность связана с развитием моно- или полиминеральных мерзлых пород. При совместном распространении ММП и талых структуры 3-го порядка обособлялись по преобладанию ММП или талых пород. В структурах с распространением талых и немерзлых пород главные инженерно- геологические различия связаны со степенью увлажненности верхней части разреза.

Катастатические структуры 4-го порядка ограничивались в пределах структур 3-го порядка по признаку наличия или отсутствия сезонного промерзания или протаивания пород.

Классификационная схема инженерно-геологического районирован ия. Описанные регионально-геологический (неотектонический) и- зонально- геологический ряда признаков и таксонов (структур) были использованы при классифицировании собственно инженерно- геологических таксономических единиц.

Итоговая классификационная схема имеет вид таблицы - решетки. Первые четыре вертикальных ряда этой таблицы представляют собой иерархическую систему регионально-геологических таксонов (неотек-тоничвсщх структур), а первые четыре горизонтальных ряда - систему зонально-геологических таксонов (катастатических структур).Ин- "

СТРУКТУРЫ

КАТ АСТАТИЧЕСКИЕ

4-го порядка 3-го порядка 2-го порядка 1-го порядка

сезонно-протаивашцие с распространением МШ с практически сплошным распространением МШ1

сезонно-протаиванцие с распространением ледников и МП

преимущественно сезонно-протаивающие с массивно-островным распространением МНП • с совместным распространением талых и ШП о ■Ч' о. 8 >а

совместно се-з оннопротаива-ющие и промерзающие с редко-островным распространением ШП го

сезонно-промерзаюцие с распространением силь-ноувлажненных пород ►з о ё'а

сезонноне-промерзающие ¡пространением : и немерзлых пород

сезонно-промерзагацие с распространением слабо-увлажненных пород

сеэонноне-промерзающие

сезоннопрота-ивающие на мелководьях с распространением МШи осадков с практически сплошным распространением МШ и осадков субаквальные

совместно се-зоннопротаи-вающие и промерзающие на мелководьях с островным распространением ЫМ11 и осадков с совместным распространением талых и ММП и осадков

сезоннопро-мерзвщие на мелководьях с распространением сильно-увлажненных с распространением талых и немерзлых

сезоннонепро-мерзаицие на мелководьях пород и осадков пород ков и осад-

со о ж

о-ж

0

1

>1

®

о я о

к а го

о

«

к »

13

5

о о ж о и)

>а

&

о

о ш

к а

а в>

го

женерно-геологические таксоны соответствуют квадратам,образующимся при пересечении горизонтальных и вертикальных рядов таблицы. Им присвоено название инженерно- геологических структур (по В.Т.Трофимову - инженерно-геологических обстановок).

Под инженерно-геологической структурой предлагается понимать закономерно организованный объем геологического пространства, однородный по каким-либо выбранным исследователем инженерно- геологическим признакам, сформированный под одновременным действием определенных. региональных и зональных геологических факторов ферш-ровапия инженерно-геологических условий. В нашем случае- это закономерно организованный обьем геологического пространства , однородный по определенному сочетанию региональных и зональных геологических факторов инженерно-геологических условий.

Инженерно-геологические структуры .также как неотектонические и катастатические, подразделяются на четыре иерархических уровня. Предлагается структуры первого уровня называть инженерно-геологическими суперструктурами, второго - инженерно-геологическими мега-структурами, третьего - инженерно-геологическими макроструктурами, четвертого - инженерно-геологическими мезоструктурами.

Классификационная схема районирования относится к разряду диагностических классификаций. В ней по одним свойствам (классификационным признакам) диагностируются другие - собственно инженерно-геологические. В работе приводится описание инженерно- геологических условий всех структур всех иерархических уровней.

Парагенетические ряды инженерно-геологических структур(обстановок) Если рассмотренную в предыдущем разделе таблицу- классификацию инженерно-геологических таксонов представить в развернутом виде, получится теоретическая совокупность шести иерархически построенных рядов структур (обстановок). Однако, в практических целях представляется целесообразным выделять не б рядов, а 4: ряд континентальных преимущественно субаэральных, ряд континентальных преимущественно субаквальных, ряд переходных преимущественно субаквальных и ряд океанических преимущественно субаквальных структур. Причина в том,что все переходные субаэральные и океанические субаэральцые структуры слагают острова внутри одноименных субаквальных суперструктур и более естественно рассматривать их как включения по отношению к последним, а не как одноранговые единицы. На рис.1 приведен фрагмент одного из выделенных рядов.

Во-,всех рядах:1)все без исключения таксономические единицы обособлены на основе одновременного учета региональных и зональных

о я

я о.

1 и >,

о о Еч

Ж 0) К

о,? >>

0) X О,

я и н

ш о о

к ч а«

Ж о о

а о к

Сч >3

О

о 3

Я О/

и >1

1 о н

о о и

Ж З1 >>

ах а*

Ш н

I о о

а> ч ей

и

£ ш о>

я и

континентальные преиыущест-венно субаэральные ,_.

платформы с практически сплошным распространением Ш1

платформы с совместным распространением талых и МШ

га о о, н о

¿2 к

сгг

О 0)

о,я

X О СО X О) й

3 о,

ЕГЕч

о о

4 о о о, з и

ю

о Ш

о. X

Еч га

о о

ой ¿1 ^ из

X о

П 2 1 в

Я а> о о

О я И 3

О X ИХ

аЗ а> а) о>

5 Я Р/Х

а! о)

О О, •о л

н Еч

а) о О) О

Я о Я о

2 о. X Р,

и с т в

а> о а) о

О, ей Эй О, а! Его,

У ч

0) 2 0) 1 О) 1 1 1 1 1 0) с! 1 о 1 1 ф га я

X <и я о о я о а) 1 й 1 о 0,Ен 0,0) 1 о О ЕГ

ЕГ Я" Я к В" а я ЕГ о о о 3 0) о С О е я О сЗ о а •

а гг ГГ я я со о а. О Н" Я со га

а а я § Я Я а я о я О, о 3 с X 2 я 3 т

а И а м о а И УЭ X о т о X о о х а о о о я

а х И Я , и я я X со я X я я о со га н Я а

со 3' а 1 3 Сч т о о X о и я га о. 0) о Сч Еч

н еч н о о 3 Еч о а) а т о Р/ 0) 0) а О о о о ш о а, О о

о о н о 6« о ак с • Я X Еч я ОуСЗ О 2 с &&

и, о. о о, а ег о о. н в о В о Е< И о Е? И 01 о о я и

И с о. к п с 0) Е я X о в а) я о о а я я О 0)

о о и о <в § а о о § за !>>ю Еч о) а |1 ® я с1 Еч 0) я я

3 X о X 3 а о я 3 ш о о 3 О Еч О о 3 х гг

X X 5 X я я я 2 Я а> я я X О я 0) я я о д

о о я о х а X о в 3 я 3 3 ЕГ 2 са я 3 Я X <и ЕГ х га а

га С0 о со О Еч о о О Еч <0 Еч т Я ЕН а) ЕЧ о <и И О т Й о <и со

о (0 о 0) б О п а) £ч О 0,0 о а ш О О/О Еч И а я о а Еч о о.

о о ш о а] О 0> о о) а а о о га 0,0 с а ¡а ЕЧ о О Е? о са а ®

о О,!? о о,е с X с я с с,о я о а я о,о г

а 3 ^ О 3 к о 3 о 3 3 о 3 О кии 3 3 3 х я о

Еч Еч 3 н Я X 3 Еч я т. Еч X Еч Еч 3 X Ьч X 3 « Еч Еч 5 ^ &

X X Еч О/Я н Я. а,х я я Я О 0) н X Я я ЕЧ Я X О 0) о,о с

5 Я з а) о 1 о о 3 ° а га ч О/Я я о 3 ° 0> А Ш я а 0) О)

В а Э" а С СО Н" И п Й с и Й га ц я я ЕГЕч а С в с а я

РисЛ Фрагмент ряда континентальных преимущественно субаэральных инженерно-геологических структур

геологических факторов инженерно-геологичеких условий; 2)каздые последующие члены ряда образуются в результате деления предыдущих; деление осуществлено в четыре этапа, соответственно.каждый ряд имеет четыре уровня таксонов; 3)одноуровенные таксоны различных рядов выделяются, как правило, по одному сочетанию признаков(за исключением случая бифуркации признаков); 4)при переходе от верхних уровней ряда к нижним инженерно- геологическая однородность выделяемых структурных единиц увеличивается; 5)название каждого таксона складывается из наименования типов неотектонической и ка-тастатической структур,которые(части которых) данная инженерно-геологическая единица охватывает.

Построенные ряды следует рассматривать как парагенетические ряды инженерно-геологических структур (обстановок). Данное понятие предлагается определять следующим образом:

Парагенетический ряд инженерно-геологических структур-это ряд таксономически определенных единиц, сформированных под действием конкретных сочетаний региональных и зональных геологических факторов и характеризуемых последовательно возрастающей однородностью современных инженерно- геологических условий. Иначе говоря - это ряд таксономически определенных таксономических единиц, связанных происхождением и современным местоположением, характеризуемый последовательно возрастающей однородностью инженерно-геологических условий.

Выделенные парагенетические ряды инженерно-геологических структур (обстановок) - конечный итог обобщения и систематизации инженерно-геологической информации. Систему данных рядов предлагается рассматривать в качестве классификации объектов-таксонов первых этапов инженерно-геологического районирования и наиболее крупных объектов региональной инженерной геологии в целом. При детальных исследованиях можно использовать классификационные построения Г.К.Бондарика, более тесно увязанные с описанными типами инженерно - геологических структур.

Глава 4 МЕТОДИКА СОСТАВЛЕНИЯ КАРТЫ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЙОНИРОВАНИЯ СЕВЕРНО- ЕВРАЗИИ МАСШТАБА 1:4 ООО ООО

Картографирование инженерно-геологических таксонов районирования проводилось посредством раздельного ограничения неотектонических и катастатических структур. Собственно инженерно-геологические структуры оконтуриваются при их "наложении" или "пе-

>есечении".

Выделение неотектокических структур произведено на основе Кар-■ы новейшей тектоники СССР и сопредельных областей масштаба 1:4 ООО ЮО под редакцией Н. И. Николаева с коррективами по Геологической сарте СССР масштаба 1:4 ООО ООО под редакцией О. А. Мазаровича, Карты ютвертичных отложэний Европейской части СССР и прилегающих терри-юрий масштаба 1:1 500 ООО под редакцией Я И. Краснова и Карты четвертичных отложений СССР масштаба 1:7 500 ООО под редакцией Г. С. Ганшина.

Обособление катастатических структур осуществлено по материа-1ам ^политологической карты СССР масштаба 1: 4 ООО ООО под редакци-!й А. И. Попова, авторского экземпляра Геокриологической карты СССР (асштаба 1:2 500 ООО под редакцией 3. Д. Ершова, Карты мерзлотных гсловий Нечерноземной зоны РСЗСР масштаба 1:1 500 ООО под редакцией I А. Кудрявцева, Карты грунтовых толщ Европейской части СССР масшта-а 1:1 500 ООО под редакцией Е Т. Трофимова, Карты мощности и строе-ия многолетнемерзлых пород Западной Сибири масштаба 1:1 ООО ООО од редакцией Е В. Баулина и В. Т. Трофимова и Карты Грунтовых толщ ападно-Сибирской плиты масштаба 1:1 ООО ООО под редакцией В. Т. Тро-имова.

Признаки проведения границ между территориальными таксономи-эскими единицами. При инженерно-геологическом районировании Север-эй Евразии таксономические единицы разных иерархических уровней граничивались следующим образом.

Инженерно-геологические суперструктуры оконтуривались по гра-щам выделения неотектонических и катастатических структур 1-го )рядка. Первые ограничивались по абсолютным отметкам поверхности: ) изобате -200м проводилась граница между континентальными и пере-щными структурами, по изобате -1 500м - между переходными и океа-[ческими. Катастатические структуры разделялись по резкой границе реговой линии морей открытого типа

Инженерно-геологические мегаструктуры обособлялись по границам отектонических и катастатических структур 2-го порядка. Первые делялись по абсолютным отметкам поверхности, границам распространил пород с различными структурными связями и условиями заяега-я. Граница является комбинаторной. Катастатические структуры особлялись либо по преобладанию по площади ЪЧШ (более 80$, либо предельный островам )Ш1 Границы условные.

Инженерно-геологические макроструктуры обособлялись по грани-и неотектонических и катастатических структур 3-го порядка Пер-

вые разграничивались по изменению условий залегания пород, степени литификации, вывегрелости и нарушенности . Катастатические структуры обособлялись либо по предельным островам ледниковых покровов, либо по изменению процентного соотношения площадей распространения МЫЛ и талых (80-25$,менее 25%), либо по изменению степени влажности пород верхней части разреза Границы условные.

Инженерно-геологические мезоструктуры оконтуривались границами неотектонических и катастатических структур 4-го порядка Первые выделялись по границам морфоструктур, изменению состава и мощности рыхлых отложений. Границы катастатических структур 4-го и 3-го порядков в большинстве случаев совпадают. В пределах структур с распространением сильно- и слабоувлажненных пород с массивами среднеув-лажненных проводилось деление на структуры сезоннопромерзающие и сезоннонепромерзающие по изотерме минимальных зимних температур на поверхности почвы 0°С.

Способы отображения информации. Основу легенды карты составляет классификационная'таблица - решетка , рассмотренная в главе 3, е которой выделены инженерно-геологические структуры 4 иерархических уровней. Для графического их отображения на карте используется сочетание цветной фоновой закраски и штриховки разного цвета и конфигурации. Цветная фоновая закраска отдана неотектоническим структурам , штриховка - катастатическим структурам .. Данный прием позволяет получить наглядное представление о распространении структур, обособленных в легенде и на карте по признакам первой и второй групп в отдельности.

Инженерно-геологические структуры разных иерархических уровне! оконтуриваются границами черного цвета различной толщины и конфигу-• рации: суперструктуры-сплошной толстой, мегаструктуры-штрих-пунктирной, макроструктуры-пунктирной, мезоструктуры- сплошной тонкой.

Глава 5. СХЕМЫ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЙОНИРОВАНИЯ СЕВЕРНОЙ ЕВРАЗИИ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР Схемы инженерно-геологического районирования Северной Евразии, соответствие с классификационной схемой, рассмотренной в главе 3, : картируемой территории выделены 4 типа инженерно-геологических с перструктур, 27 типов инженерно-геологических мегаструктур, 62 ти инженерно-геологических макроструктур и 114 типов инженерно-геолог ческих мезоструктур.

tía базе выполненного типологического инженерно-геологическо

районирования было проведено региональное инженерно-геологическое районирование Северной Евразии. В итоге обособлены 11 индивидуальных гаженерко-геологических суперструктур, 91 индивидуальная инженер-го-геологическая мегаструктура, 155 индивидуальных инженерно-геологических макроструктур и 312 индивидуальных инженерно-геологических лезострутктур. Составлена схема соотношения таксономических единиц апологического и регионального районирования. .

-Закономерности пространственного распределения инженерно-геоло-'ических суперсгруктур. На территории Северной Евразии обособлены 4 'ипа инженерно-геологических суперструктур и 11 индивидуальных еди-шц того же ранга. Они сменяются в направлении от материка к центрам жеанов в следующей последовательности: континентальные преимущгст-¡енно субаэральные — континентальные преимущественно субаквальные-«-[ереходные преимущественно субаквалььные — океанические преимущест-1енно субаквальные.

Закономерности пространственного распределения инженерно-геоло-ических мегаструктур. На картируемой территории выделены 27 типоло-ических таксонов данного уровня и 91 региональная единица. Наиболее бщие закономерности их пространственного распределения:

1) в пределах континентальной преимущественно субаэральной су-ерструктуры с севера на юг-юго-восток платформы с практически плотным распространением ММП сменяются платформами с совместным аспространением талых и ММП, а затем платформами с распространением алых и немерзлых пород и далее орогенами с распространением талых и емерзлых пород, которые сочленяются с орогенами с совместным расп-остранением талых и ММП, а последние с орогенами с практически плотным распространением ММП;

2) в горно-складчатых сооружениях от высоких абсолютных отметок низким орогены с практически сплошным распространением ММП замеща-

тся орогенами с Совместным распространением талых и ММП, которые, в вою очередь сменяются орогенами с распространением талых и немерз-ых пород. В направлении с юга,юго-запада на север, северо-восток Эсолютные отметки всех соответствующих структур снижаются (на вели-ину порядка 2 ООО м);

3) в пределах континентальных преимущественно субаквальных су-грструктур с севера на юг и от малых глубин к большим сменяются патформы (орогены, рифтогены) с совместным распространением ММП и задков платформами (орогенами, рифтогенами) с распространением тая и немерзлых пород и осадков;

. 4) в океанических преимущественно субаквальных суперструктурах'

наименьшие глубины акваторий соответствуют структурам орогенов у рифтогенов ( на севере - с совместным распространением талых и ММП I осадков, на юге - с распространением талых и немерзлых пород и осадков) , наибольшие - платформам ( с совместным распространением ММП и талых пород и осадков на севере или с распространением талых и немерзлых пород и осадков на юге);

Закономерности пространственного распределения инженерно-геологических макроструктур. На третьем уровне районирования были ограничены 62 типологических и 155 региональных единиц. В их пространственном распределении можно проследить следующие наиболее общие закономерности:

1) платформенные мегаструктуры расчленяются в субширотном направлении на структуры с распространением ММП, с массивно-островным и редко-островным распространением ММП, с распространением сильно- и слабоувлажненных пород; одновременно с запада на восток происходит замещение структур древних платформ структурами молодых платформ и далее снова структурами древних платформ;

2) в пределах горно-складчатого обрамления от высоких абсолютных отметок к низким происходит аналогичное деление мегаструктур предыдущего уровня по зонально-геологическому фактору и одновременно с юга,юго-запада на север, северо-восток разграничиваются орогень сначала новейшие, затем древние, далее молодые;

3) характер пространственного распределения инженерно-геологических макро- и мегаструктур, выделяемых в рамках переходных и океанических преимущественно субаквальных структур, совпадает.

Закономерности пространственного распределения инженерно-геологических мезоструктур. На четвертом этапе районирования выделены 114 типологических и 312 региональных единиц . Распределены они следующие образом:

1) в равнинных условиях с севера на юг происходит смена мезоструктур плит (молодых и древних платформ) сезоннопротаивающих, преимущественно сезоннопротаивающих, совместно сезоннопротаивающих и промерзающих и сезоннопромерзающих;

2) в пределах горно-складчатых сооружений южных и средних широт преобладают складчатые системы,которые от высоких абсолютных отметок к низким делятся на сезоннопротаиваюшие, преимущественно сезоннопро-таивающие, совместно сезоннопротаиваюшие и промерзающие и сезонноп-ром$рзающие; минимальные отметки соответствуют впадинам сезоннопро-мерзающим;

'3) на северо-востоке картируемой территории наряду со складча-

тыми системами сезоннопротаивающими широко распространены вулканические системы и массивы сезоннопротаивающие, а на наиболее низких отметках впадины сезоннопротаивающие;

4) в рамках новейшей геосинклинали с распространением сильноув-лажненных пород и осадков центральное положение занимают островные дуги сезоннопромерзающие на мелководьях (либо сезоннопромерзающие в субаэральных условиях),к которым с внутренней стороны примыкают аваншельфы сезоннонепромерзающие (на глубинах от 1 500 до 3 ООО м) и глубоководные котловины сезоннонепромерзающие( на глубинах с 3 ООО • до 6 ООО м), ас внешней - глубоководные желоба сезоннонепромерзающие ( на глубинах более 6 000м);

5) среди океанических мезоструктур минимальным глубинам акваторий отвечают высокоподнятые орогены и поднятия рифтогенов совместно сезоннопротаивающие и промерзающие на мелководьях ( в северных широтах) или сезоннопромерзающие ( в средних широтах); максимальным -плиты и впадины рифтогенов сезоннонепромерзающие и непротаиваюшие.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В итоге проведенных исследований были получены следующие результаты.

1. Разработана методическая концепция общего генетико-морфоло-гического инженерно-геологического районирования Северной Евразии, основанная на сопряженном учете региональных и зональных геологических факторов в однородной двухрядной системе с использованием логического варианта районирования с последовательно замещающими цруг друга парными сочетаниями признаков (одного- регионального ге-элогического.другого-зонального геологического). Только таким образом на всех этапах районирования могут быть обособлены таксономические единицы, действительно однородные по основным инженерно-гео-погическим характеристикам.

2. Разработана система классификационных признаков районирова-шя, объединяющая ряд региональных геологических и ряд зональных геологических признаков. Все выбранные признаки коррелируют с большим галичеством различных инженерно-геологических параметров, что прин-дапиально важно на первых этапах общего районирования. ■

3. По совокупности региональных геологических признаков выделяется неотектонические структуры четырех иерархических уровней,по ювокупнссти зональных геологических-катастатические структуры таксе четырех иерархических уровней. Собственно инженерно-геологи-геские таксоны районирования обособляются путем перекрестного нало-

жения одноуровенных неотектонических и катастатических структур.

4. Инженерно-геологические таксономические единицы районирования предлагается определять как инженерно-геологические структуры. Критериями их выделения должны служить сочетания региональных и зональных геологических факторов инженерно-геологических условий.

5. В качестве системы таксономических единиц районирования предложена иерархическая совокупность инженерно-геологических суперструктур, инженерно- геологических мегаструктур,инженерно-геологических макроструктур и инженерно-геологических мезоструктур.

6. Составлена классификационная схема районирования Северной Евразии, имекшфя вид таблицы-решетки. Горизонтальные ряды таблицы представляют собой иерархическую систему неотектонических структур, вертикальные-систему катастатических структур . Инженерно геологические таксоны районирования соответствуют квадратам,образующимся при пересечении вертикальных и горизонтальных рядок таблицы.

7. Введено понятие "парагэнетически* ряды инженерно-геологических структур", которые объединяют такссномически опред^л^нши единицы, связанные происхождением и современным местоположением, и характеризуются последовательно возрастающей однородностью инженерно-геологических условий. Последняя особенность обусловлена возрастающей однородностью региональных и зональных геологических факторов, положенных в основу выделения структур разных уровней.

8. Построены и описаны четыре парагенетических ряда: ряд континентальных преимущественно субаэральных.ряд континентальных преимущественно субаквальных.ряд переходных преимущественно субаквальных и ряд океанических преимущественно субаквальных инженерно-геологических структур. В рамках данных рядов описаны все теоретически возможные инженерно-геологические структуры .поэтому система пара-генетических рядов может рассматриваться в качестве классификации объектов-таксонов первых этапов инженерно-геологического районирования или наиболее крупных объектов региональной инженерной геологии.

9. В соответствие с принятой концепцией районирования разработана методика и составлена карта типологического инженерно геологического районирования Северной Евразии масштаба 1:4 ООО ООО. На ее основе проведено региональное инженерно-геологическое районирование Северной Евразии ( по тем же признакам, в той же системе таксонов) и построена схема соотношения таксономических единиц типологического и регионального районирования.

10. Выявлены и описаны закономерности пространственного распре-

деления развитых на территории Северной Евразии инйенерно-геологи-ческих структур четырех иерархических уровней. Их особенности обусловлены одновременным изменением региональных и зональных геологических факторов инженерно-геологических условий.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Карта инженерно-геологических условий Нечерноземной зоны Р01СР масштаба 1:1500000. М. .ГУГК.1980 (Соавторы Д. Г. Зилинг,В П Карпова, Ф. Г. Касаткин и др.).

2. Пояснительная записка к карте инженерно-геологических условий Нечерноземной зоны РС5СР масштаба 1:1500000. М. ,ВИЭМС, 1983,39с. (Соавторы Д. Г. Зилинг, В. П Карпова).

3. Оценка активности проявления экзогенных геологических процессов на Зосточно-Европейской платформе/'/Инж. геология, N 3,1990, с. 04-70 (Соавтор Т. Ю. Пиотровская).

4. Геологические и инженерно-геологические процессы и явления //Инженерная геология СССР,т. 1,кн. 1.11 .Недра, 1992, с. 163-214 (Соавторы И. С. Комаров, Г. В. Оберман, Е. П. Емельянова, И. С. Саваренский, Д. Г. Зилинг, Н. А. Недосеев).

Г). Воронежский регисн//Инженерная геология СССР, т. 1, кн. 1.М., Недра, 1992, с. 2Б2-267 (Соавторы Л. Г. Белоусова, Т. Е Колосовская).

6. Приволжский регион//Инженерная геология СССР, т. 1, кн. 2. М., Недра. 1992,с. 3-16 (Соавторы Л Г. Белоусова,Т. В. Колосовская).

7. Прикаспийский и Балаково-Гурьевский регионы//Инжэнерная геология СССР, г. 1,кн. 2. М. .Недра, 1992, с. 104-116 (Соавторы В. А. Синяков, Д. Г. Зилинг).

8. Предкавказский регион//Инженерная геология СССР, т. 1,кн. 2,М., Недра, 1992,с. 125-133( Соавторы А. Е Пономарь, А. А. Каджаспиров, Е И. Морозов, А. И Лужецкйй).

9. Причерноморский регион//Инженерная геология СССР, т. 1,кн. 2, М. .Недра, 1992, с. 116-125 (соавторы А. Е Пономарь, А. А. Каджаспиров, В. И. Морозов, А. Е Лужецкий).

10. Северо-Крымский регион//Инженерная геология СССР, т. 1,кн. 2, М. .Недра, 1992, с. 133-142 (Соавторы А. А. Пономарь, А. А. Каджаспиров, В. И. Морозов, А. Н. Лужецкий),

11. Содержание и методика составления карты инженерно-геологи четкого районирования Северной Евразии//находится в печати. (Сонь торн В. Т. Трофимов, Д. Г. Зилинг).