Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Природа просадочности лессовых формаций Кыргызского Тянь-Шаня

ВАК РФ 04.00.07, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации по теме "Природа просадочности лессовых формаций Кыргызского Тянь-Шаня"

' £ ~ 'ч' Ч ?

' ' ПР01СВ0ДСТВИПЮЕ ОБЬЩПШПШ "УЗБЕКГИДР0ШЖ0П1К" ИНСТИТУТ БЩРОГЕОЛОШГ И ИЗСИШИЮ! ИШОГИИ ИШШ О.К.ЛАйГЕ

На правах рукописи

УСУПАЕВ ШЙШШШ ЭПШШЕГОБИЧ

ПРИРОДА ЛКГСАДОЧЕЮСШ ЛЕССОБЕК (МКВДЙ КЦРПЙСШГО ТЯНЫШ1Я

Спеврашгаогь 04.00.07 - Ипяаноришг геология, мерзлотоведение я грунтозодешш

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора . геолого-мшералопнесютс наук

Ташкент - 10Э2

Работа выполнена в Институте геологии клони ИХ.ДцдаеЕа Республики йгргизстан.

ОЯициа.шша оплсаглты: доктор геолого-глшералогячосшсс

наук, профессор В.П.Ашкъсв;

доктор геолого-мшвралогичесгагх кар;, старили научный сотрудник Л,АЛ,;усаэляи;

доктор гоологоч.цшоралогпчесг^п; паук, старили каучши сотрудник М.Ш.По тал атов.

Бодуцал организация:

НПО "СтроЕизыскашя" Госстроя РСФСР Пролзссдствешшй и научно-исследова-токьекий институт по ^нкенерним изи-скашж; л строительств (ПНКШО),

Яг/:

:а состоимся

гкгупп тв

1992 г. в

'19

со

часов па заседании снецгалкзироваккого совзга Д.071.01.01 по. прдсуздеаня ученой степааи доктора тук яри институте ИЩРОШГГЕО 110 "Узбскитоогео^огкя" по адрзеу: 7С0041, г.Тгасалт, ул. Моро-вола. №. '

С диссертацией г,:о;:аю ознэкс;,гааася в бг^шотеке кистпгутя БЩШШЕО. *

¿х'Юрйгерат разослал " 4-2 " ¿р^^Д ■ 1592 года

чеигй секрзтаръ > специализированного совета, ..

доктор геоя.-шн. пзук ■ л.з.ШШЕЩШОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Впадения. Изучение вопросов и регаенко задачи образов .ния лесков л roc прссадочности является -крупной мегдисщшлтаарной научной п практической актуально;"} проблемой. Пока ш но проникнем в тайну лесса, зал нос будут совершенно непонятны последило, Da-rjisiiinro аташ потории S-нлп и Человечества,- писал академик Л.С. Борг. По дпнннп президента Международной ассоциации ИНКЧА Марго- ■ на Печи, более 80$ уропая зорновцх на Земле получают о площадей распространения лзссохмх пород. По мнению академика Е.Н.Сергее-па - прооадочкость ость ключ к решении- лессовой проблей; иняе-нерной геологии.

В современных ирушпсс л ерздних городах, воз_еденннх на лес-сопл грунтовых осываниях, ежегодно на ремонтно-восстановитель-пыо .еронрпятия затрачивается до 2-3-х или,- рублей и бог^е. Стоимость строительства I и2 кплья на. просадочных грунтах увеличивается п 2-3 раза. На фона болео чем 21 осмсстоятолъннх гипотез образования лессоз, разрабатываются песть направлений' I. геологическое, 2. петрографическое, 3. лшхенерпо-геологпческое, >1. геоморфологическое, 5. почвенное, 5. .месторождение иолезшх цс:ппгс:.:нх. Академиком 3,А;0бруч8вам, профессорам» А.К.Ларпоиовш-1 и А.М.Пллосоигм предлагается лцдезлять спмостоятельнуп отрасль геологической науки "Лессоведелио". Просякятияш дво тенденции в лессовой проблематика, заострягсгяз лослодовапня в направлении озорхузкого оцродолопил понятая "лесс" и пропшогляоэтгого расписания их прннодлбгяоеот до цадпорртпг: ¿розней. Проаодояшй аз-хором анализ позволил выявить более 53 разновидностей .узкого понятия лессовых пород, где полок искомого стерильного "собственно -лосса-Х" затруднен слоеным комплексом требований, что резко увеличивает стоимость и сроки работ, в том число, на после,дуемой территории! Кыргызского Тянь-Шаня. Ассоциация разновидностей пород, " отличакщихся от глин (арпиштов) и песков (песчаников), сэдеряа-щие необходимое и достаточное количество отлозекий пшгаватых Йрз-кци11 частиц идентифицируется о лессовой лито'яормацией. Выделение лессовой формации аптропогена позволит обнаружить ji различно;* степени измененнно болео древние по гоологичоскому возрасту гомоло-ги"еские палеолессовыо серии, имещпе застое значение для палеогеографических реконструкций планетарного масштаба.

Проблема образования лессов и их лреепдочн' чт : не нова. Она разрабатывается в течение 170 лет и проделает оставаться акгу-ал* чой.

т

На сегс даяний день все имеющиеся идеи по лессоведению группируются в следующие альтернативные концепции, которое объединяются автором в комплексную:

1. Субазралыюя группа, описывающая атмосферный транзит пылевыми бурями лессовых частиц, выносимых из песчаных пустынь ми« ра искличительно по воздушному бассейну и последующей ее аккумуляции в виде по1фоЕ1ШХ грунтовых толщ, как правило, на водораздельных любых практически гипсометрических уровнях рельефа.

2. Субаквалыгая группа - объединящая необходимую и определяющую роль участия гидросферы и тектоиосферы Земли в происховде-нии'лесоовых ¿формаций и развита их прооадочности.

Не отверг -.я ни одной из двух групп концепций существует полигенетическое воззрение, тяготеющее ло преобладающим фактичес-вш материалам к последней группе концепций лессогенеза.

Проведенный анализ, и обобщение современных информационных источников позволили автору использовать в работе фундаментальные успехи, достигнутые ранее в ¡исследованиях по лоссоведении и ряда омеяных дисциплин: М.Ю.Аба.ева, Ю.М.Айелова, М.Н,Алексеева, 5.П.Ананьева, 'Э.У.Асымбекова, Л.Г.Балаевг., Л.С,Борга, Г. Е. Бонда-рыка, В.С.Быковой, С.Д.Боронкевича, И,М«Гор.лсовой, Н.Я.Денисова, В.И.Еяисеова, Э.Д.Бршова, И.П.Иванова, P.C.Идыша, К.Х.Исшилаху-нова, Р.С.Знангцрова, Э.В.Кадырова, С.М.Касшова, В.И.Кнатько, Е.Н.Коломенского, Н.Н.Когшосаройой, В.Н.Коэшщова, В.И.Коробкшга, В.Л.Королева, Н.П.Косюшсо, Н.И.Кригера, В.И.Кручова, А.А.Лаза-репко, А.К.Ларионова, И.П.Лнсонко, В.Д.Ломтадзо, Г.А.Мьвлшова, Н.Г.Щвлянова, Мартоа Почл, А.В.Минервана, В.И.Михоева, С.С.Морозова, А.А.?ДуеаэяянаА,А»Цуота$аева, Р.А.Пиязова, В.А.Обручева, Ы.А.Орловой, В.И.Оснпона5 ПЛ.Пагагкова, М.П.Петрова, В.В.Попова, В.И.Попоъа, Х.З..асуло1за, 2.Л.Рйг:агуэшаева, П.Д.Ребицдора, С.И. Романовского| Н.Н.РоглшГовокого, Е.М.Сергеева, В.ÏI. Соколова, В.Н. Степанова. II.M. Страхом, М«Ш.Шораатова, В.Т.Трофимова, Л.И.Турби-iia, Е.С.Федорова, Г.А.Оедоровпча, АЛ.Худайбаргенова, И.В.Царева, К.КЛошмого, Я.Е.Шаоаша, S,II.DIciJuopa к других учеках.

В данной работе в отгшко о? традацпоилого подхода к пробле-ко лоосогенеза ш рассдатржзел голрзсп npo2oxoJ5KOii'.t!î шлеваткх ( <£ра:сцкй е поекцяй нового го;-.:ологй~:лшогалок;<;еского гошеююго обоснования природа кх вагшщ;оседдзш<х свойств на осиово шшшш-нюс квазпспммстричоских иадазодшсьблошшх структур.

Отккнэ на первый план ессдодовсгля выступает гео1флологнчос~ как, икп:енврю~геолоЬ:чсскйЯ и го?алого-^шоралогичоокая сторош,

в том числе геологическая история развития самой структур« кристалла в минералах. Идея квазисимметрического генезиса и циклового механизма развития лолипросадочнога-ово^тва, в тэкне надатом-пне лпциналтлго-йлочше структуры, обосновываемые гомологической шшералоггой, олутт тем пробным нашем, о помощью которого ш вопрошаем у пртфодм: катая из вышепоименованных концепций наиболее близка к реальности?

Актуальность проблемы. Основные направления социального и экономического развития в долом страны и в том числе республики предусматривают до 2005 года дальнешое расширение и углубленно изучения территорий о геологическими, иннонорно-геологнчэскдми неблагоприятными и катастрофическими процессами и явления!,га. Природа просадочности лессовых формаций Кыргызского Тянь-Шаня недостаточно исследована п требует серьезного комплексного и системного обоснования. Просадочностъ .лзляотся одгаш из самых

а * •

опасных и экономически невыгодных, удорозгпцюс строительство и эксплуатации сооружений ингхонзрно-^ослогачесттх феноменов окру-коищей средн.

Необходимость изучегия условии и истории образования состава, строения, состояния и сЕецк^гизсстх свойств лессовых формаций Киргизского Тяав-Саня определяется неотложной проблемой разработать и обосновать мзгодопоиет рационального игглользевтпаг v охрани природной гоологлчесгэй среди от доблегозрггттшпе проявлении процессов.проезде до$оркпядЛ. Из анализа лпгературп сло-дуо?, что вопросы, связаннио с г'бластят.гл питания, .Хонватагоет особенностями содимоятогекеза к способом еш^щяща лсооошх формаций, их возрастом, гидрогеологической сопсльлостг-л, а такзэ историей возникновения и деградация ироездочнооти xsraoi актуальное эколого-окошилчоское приоритетное народнохозяйственное значение ,

образования лессовых формаций н природа их полппросадочшгх езой-ств, a такпе разработка научных основ прогноопровглпш проявления просадочности на примере территории Кыргызского Тянь-Шаня»

Для достижения поставленной цели необходимо было решение следующих задач:

I. Выявление закономерностей инкенерно-гоологнчеокой типологической щишядлоэтгостп лессовнх Формаций Кыргызского Тянь-Шаня в планетарном 1,-зсятабе.

Исследованию и выявление закономерностей

2. Анализ основных отапов геологического развития п палеогеографических условий образования лессовых формация и установление общих и частных закономерностей изменчивости цикловых лео-со-палеопочвенных типовых ритмов ентропогеиа исследуемой территории.

3. Изучение особенностей влияния осковншс факторов образования деосошх, формаций на закономерности квазпоишатрачеокого циклового многоуровневого проявления полиг зсадочности.'

4. Исследование закономерностей иадатошо-блочного и вис-карс-етутнкоЕого уровня сооргшшзацга лессовых глобулярных агрегатов и разработка основ гомологической минералогии в лессоводе-кш*. -

5. Построение х '^олого-гоиотичэской охеш-ыодолз образования лоссовух формаций и анализ закономерностей их пространственной изменчивости для разшз: гсоструктурлсс зон Земли, в то:,! числа на примера Кцргызсшго Тянь-&нш.' 1

"вто^ти-д иссдепорпу.п;. В работе, каряяу с ш'^онорио-геоло-гичосюш и (^¡згаго-лИи'.цкосналЕтичоиазс.а, сслользопаки скромен, ша метода базояш; оштаос наук ~ геологии четвертичных отдоко-' иий, гидрогеологии, гоографш, геоморфология картдара&ж, штс» «отической ота'хйотшш, формальной логики, а сспао рэтодологдчес-кю основа разработанного гоколого-упцорадогкческого деша|рцро-вонкя и мацащровонка с. кояользозанши золотого сочошах, чисел <¿¡',6оиаччи, ровдрзнш : рп^си. г щмща-черчош:;! 'твида црш)» В процессе выполнения работ (1975-1991 гг.) авторе?-* проаиалиэиро-аат оголо 10 тшз. гсодого-*с2тологачео.'асс рязрозоз (оЛтасшШ, • расчисток, нурфоа, скезгцщ, гео^лзпчосксх пробей), использовано до 50 тис. ощюдэльнцЦ :тш;о^£шсрх1огичоского состава и комплекса кнабийрно^гсолох'ачсоких са?Йота, важная собственник материала автора а ¿о.^да^ае даашэ, о «гшиэ отдашфрирзлако около 3 тцо. злакхрошоч.шфоококцчзс1к!х, аэродото- и коошчоакаэс

'СШШЕОВ. '.•'"'•

Нпуч;:ря .иртпзпр пботи зшшгсаегся в том, что ш основе обобщения рзоультагов исследований: 1

— оостаалснс» ииполотичсская и кзнврно-гозлогичоская карта * распроотргшашш лессовых формаций Мира п построена планетарная модель криодоградацлонлого генезиса ч?с нрооадочности;

- установлена особенности- и закономерности квазиоимлетраче-ской ооцрягешвосги и типовой ритмичности лессовых формаций, свя-

зрлшке с разработкой криодеградацио:шой концепции образования ж просадочности;

- разработаны етасси^якацчонныо схемы-модели многоуровневого циклового тшазксимметрического проявления лолииросодочкости лесиових формация и методики графоаначиглческого и расчетного определения величины прогнозной суммарной просадки;

- установлена заксомериость трехступенчатой соорганизатзп; соединений зег;ества, представленные кадатомно-блочными структурами к разработан "Атлас прима-тел" гомологической минералогии в лессоводенки;

- построены зшассигёикацнокке схемн-моделк зависимости ме.ч-Еициналько-блочного порового пространства ядра глобулярных крис-таллоагрегатов от тшм и нормы уклады! кварц-полевошпатовых субблоков, Еозникаэхпс при гомслого-мннералогической щптоэдвоб разборке минералов лессовых формаций, а такет .эвояацик воззрений на природу просадочности;

- выявлены новые вицинально-блочныс структуры о вкскерс-лагутиковшс! видаки контактны?: взаимодействий, представленной

з лессовых йормациях системой долнмлгсралшых кристаллов-нитей, участвующих в структурной прочности грунтов;

~ разработана общая лргащшгальпая схема кик э и разнохид-лоотей контактов, развитых в лессовых формациях Кыргызского Тянь-Ыакя;

- построена шшонерно-геологичеокая классик кзцпспная ''планетарная" модйяь индивидуального »япфопросадочного глобулярного хсристаллоагрегат^ лессовых грунтов;

■ - разработана классийжацаонпая геолого-генетическая схема-модать образования лессовых формаций и их размещения по различ- 0 ним геоструктурным зонам. Земли, в тем число на примере Киргизского" Тянь-Шаня;

- установлено зональное распространение основных видов про-о садочности лессовых формаций йфгкзекого Тянь-Шаня: гфатковремен-ной (тепловой), сезонной (дшдащей) и многолетней (захороненной и погребэ1шой разностей);

- выявлены рядловнх пут ой образования пылеватой ¡¿ракши лессовых формаций: аитроисг'енно-эодовкй, аитроио-техногенный, геодизъплпетпвиый, Токтопо^ациатьншЧ.

Практическая значимость проведенных исследований вырагсзется з том, что составлены первые серии разномасштаб: с: инленерно-гео-логических карт исследуемого региона и разрезы к ним, которые принты и внедрена в централыше и ряд отраслевых изыскательских

организаций.

Выявленные пространственно-временные закономерности распространения мощностей просадочных зон в лессовых грунтовых толщах имеют первостепенное значение дая обоснования и планирования мероприятий по охране, защите и рациональному комплексному хозяйственному использованию осваиваемой территории.

Выделенные по характеру поведения квазгашмэтрические проса-дочные свойства и инженерно-геологические элементы в разрезах, а такие хштагро-дифференциальные классификационные схеш-модели полипросадки являются новой информацией для практики изысканий и могут быть использованы при разработке специальных положений СИиПа.

Реализация результатов исследований осуществлялись при выполнении pa6oí под научным руководством и при непосредственном участии автора. / j

Апробация работы. Основше результаты исследования докладывались на Всесоюзном совещании по проблема.! леооовых пород в сейсмических районах (Самарканд, 1930), Кенвузовском совещании по вопросам моделирования в гидрогеологии и инженерной геологии (Новочеркасск, I9&J, Всесоюзном совещании по проблемам теории и методологии минералогии (Сыктывкар, 1985), на I-оы Ьоосоюзном съезде шшенер-геологов("г¥о1фирлогов ¡if гидрогеологов (Киев,1989), на конференции молодых ученых по вопросам охраны окрукакдей феда и экологическим проблвг.;ам республики (Оа, 1990), Международной конференции, посвященной 100-дети» вывода фадровсккх пространственных груш симметрии и их современного развития, а тагсхо международного СЕиаозиуиа по проблема*;! скьштрлн в совремешюй iqpac-TGJKorpagini (Ленинград, 1391), на международном семинаре "Струю' туркая кристаллограйи„(к-100-дзт11и академика Н.Й.Белова)" (Звенигород, 1991) н др. Они тыке докяаддаалпсь на различных секца-чк "йдоровоютй сессии (Ленинград, 1935, ISS6, 1990), на иаучно-црактичоских семинарах но современным проблемам цикличности лессовых пород (Пятигорск, Горький, FpcTOB-ns-Дону, IS85, 1986, Т^БВ), методологических сг;.ЕГисрах Института геологии All Республик* Кыргызстан и др.. ' ,

Публикации. ^chobhüo иатер.:2ли диссертант опубликованы в монографии "Кварц в леосах Киргизского Тянь-Шаня", а тагеко в 32-х других пт 'ликациях в отечественной и зарубежной печати, в тога числе трех картах.

Объем и стшктура диссертации. Диссертация (объемом 437 страниц машинописного текста) состоит из общей характеристики работы, введения, двух, частей, обьодшязощих вооемь глав, заключения, обарЕХ выводов диссертационного исследования и двух прило-зхеь.;й; "Атласа прима-тел" и "Внедрения результатов исследований". Кллюстрировашшй материал включает 256 рисунков п 3 таблицы. Библиография насчитывает 390 наименований, из них 373 на русском языке.

Автор пользуется случаем, чтобы выразить благодарность кандидату геол. -минерал. наук К.Юепияному за постоянную всесторон-нш помощь при выполнении работы. Искренно признателен и благодарен академикам Е.М.Сергееву и Г.А.Мавлянову за консультации и цешшэ советы. В процесса работы автору оказывали поддержку доктора геол.-минерал гичесгак наук И.Садыбакасов, E.H.Коломенский, А.Т.^урдукулов, Л.Н.Вертунов, И.И.Иафрановснпй, Э.Мамыров, Р.В. Гадпулпн; давали советы и консультации кандидаты геол. -мпюрало-гичесяих наук B.C.Быкова, И.Н.Комиссарова, А.В.Минервин, К.Е.Лб-драхматов, Б.ДЛфлдобеков, М.Ц.Сушбаев, которым автор выраяает глубокув благодарность. Автор такта благодарит сотрудников кафе-др-i шкенериой геологии и охраны окрунающзй геологической сроды '5.Т им. U.B.Ломоносова, проектные организации Кыр.ызгииза и Iiiip— хлггипроводхоза за представленный комплекс-материалов и опытно-экспериментальную базу.

С0ДЕР5МШЕ РАБОТЫ

Результаты диссортациогапг: исследований излояены в автореферате в альтернативной форме пяти нишзелодувдих защищаемых тезисных положений:

Тезис I. Разработана.криодеградационная концепция образования лессовых формаций и их просадочности на основе установленной закономерности квазисимметрической сопряженности и типовой ритмичности лессовых формаций, обусловленной палеомерзлотными обста-

нов1ш1.ш.

Концепция криодаградационного способа образования прссащат подтверждает и частично ррчвиваэт нриосубламащюнную теорию A.B. Ыигэрвина, Е.М.Сергеева (1963 г.), однако в отличие от сезонного неглубокого разуплотнения, а такта 'Эоловой гипотезы подо} кот-нения и нодоувлпжнония, позволяет объяснить консервацию и сохранение высокой просадочной пористости в условиях значителышх глубин в стометроипс толщах лессовых формаций.

Зс;д;г;со;л11]1 тезис обосновывается г первс" части диссертационной работы "Геологическая основа и кн&енерно-геологичеогио характеристики лоосовых (ТоргацпЗ". Б первой главо рассматриваются Гпзлко-геог^аггкчесхахо условия и изученность лессовых формаций, базирукциеся на 393 наименованиях работ, которые изучались в даух аспектах: I. по отношению к генетически,1 воззрениям; 2. по проблемным направлениям.

В результате обобщения и составления "Карты ласоових гТярма-ций иира" к "Планетарной модели образования лессов п юс просадо-чности" (см. рис. I и 2) автор использовал материалы Л.С.Берга (1916), Л.К.Сычева (1350), Е.ы.Сергеева и Б.С.Быковой и др. (1989), Д.А.Кэтт (1988), К.И.Еригера (1965), С.В.Томирдиаро (19С7), Э.Б.КадыроЕа (1989) и других исследователей, с соответствующими дополнениями и изменениями.

■ Вследствие типологического анализа учтеш 38 различных бак-торов к граничных условий, что позволило выявить,наряду с кзвест-нил:;: континентальшми, экваториальные лессовые формации. Установленный планетарный характер развития лессовых формаций позволяет определив следундио крупные соразмерные таксоны: I. Западного и Восточного сегментов, 2. Северного и КЬлого полударий. Ти-пологи .еекое расчленение лессовых (формаций Суш приводит к выделению в загЕсишсгн от бассейнов стока рек в океаны следующие пять таксоноютеских рангов, получивших названия: I. СевернодЛо-'довитый, 2. Тихий, 3. Атлантический, 4. Иодп&лшй, 5. Бессточный (Внутренний). Аглзаторпалънке лоссовке сГорнации оопрязе-шг с областями ыззенрпведенных г.октшюнтальных аналогов, коториз к:лсют соотвегстврхгле онеашхчееким лежал кааысновглпм.

Систематизация к сравнительны:! шэлез лдоцадей распространения лессовых формаций Земли показывают па (Тдгсйгаеское несоответствие и значительные их вариации (Б млн. кг/" ): I.Л.С.Берг -ДО, 2. Е.;,:.Сергеев, В.С.Бпсова - 14, Н.И.Крпгер - 15, С.Б. •'Тодшрдкаро - 16, Л. К. Сыта» - 43, Д.А.Кпъ' - 52, Э.В.Кадыров -4, Ы.Э.Уоупаеа - 92, Простое ютеиатичоское уородоо^хе вшпепо-гочполотшх величин позволяет получить значение 39 г пл. гс.12, что состизляот 22£з поверхности планеты. Выявленные агзаа'орпглкшэ разности занимают до 78?', а •геррнтор.-хашшо - 21;? илоцада лоссовш: уор;.юц!га Мира, прячем Ткхоокеачсшэ соста^-яют 23,4,1, Атлак-тоокеаничеекпо - 17,7^, Икдоокеаничеб&хе - 16,8$, Северноледовп-т>ч)коаш.^оскао - 16,Распродалзнле площади развития лессовых ¿»рглацай Руда. соответственно-равно: Атлантический - &%, Внугрен-

шпЬ (Бессточных бассе&х) - СевоортледоватыЛ - 4,2/», Тихий -

Рис. I. Типологическая шменерко-геологическая карга распространения лессовых формаций Кира.

Условные обозначения к рисунку I "Типологическая ншсенерко-гвологическая карта распространения лессовых формаций Ыира"

Условные обозначения: 1-5 - лессовые формации различных бассейнов стока рек в океаны (I - Северноледовптык, 2 - Тихий, 3 - Атлантический, 4 - Индийский, 5 - Бессточный (Внутренний) с тепдещщей приуроченности субчастей к вышеприведешшм экваториальным бассейнам), б - горных сооружений территорий, 7 -океанических гор1ШХ сооружений ( СОХ ), 8-11 - соответствующие совремещшм океаническим лояам акватории развития лессовых формаций vгд' : а - более достоверные, б - педполагаеше области акваторий их распространения); 12 - согласующиеся с океаническими бассейнами лессовые фор .ации территорий много-летнемерялого характера развития; 13 - а) выступы древних : ристаллкческих пород платформ на поверхность; б) древние платформы-остовы материков с возрастом фундамента более 1600 миллионов лот; в) области древнейшей байкальской складчатости с возрасто;., 570-1200 гяшшонов лет; 14 - а) области древней палеозойокой складчатости с возрастом 230-460 миллионов лет, б) области средней мезозойской складчатости с возрастом 70-160 миллионов лет, В) области альпийской, кайнозойской складчатости, сохранивший подв;шюсть до современности; 15 -а) области тихоокеанской кайнозойской складчагрсти, сохранив-Ш5 подвикность до настоящего времени, б) области развития островных дуг; 16 - области развития песчаных пустынь Мира; 17 - граница разделения территории по бассейнам стога рек в океаны; 18 - граница современного распространения многол~т-немерзлых пород планеты ( 1Ш ); 19 - граница современного периодически-постоянного рппространегаш сезошк-мерзлых пород V СШ ); 20 - граница современного распространения непостоянных созоннэ-ыарзлых пород; 21 - граница распространения влаливс зон, территорий; 22 - граница распространения засушливых зон территорий;'23 -граница распространения сухих зон территорий; 24 - граница разделения на гэографо-кяиматические пояса ( арктический, антарктический, умеренней, субтроплчоохсий, тропический, субэкваториальный, экваториальный) .

- 3,2$, Индийский - 1,7/3.

Отрицательное влияние на прогнозы наде;..юго народнохозяйственного освоения территорий лессовых формаций окази зют соврз-мешше скорости накопления л'оссоеого материала, которые варьируют в широких пределах - от 0,01 до 1200 мм/год и более. Гессооб-разовшпю в зависимости от конкретных генетических путей и скорости их накопления долятся в следующей последовательности: океаническое (0,05-0,08 мл/год), эоловое (0,09-0,35;, космическое (0,05-0,33), делювиальное (0,15-0,6 мм/год и более), антропогон-но-ооловое (0,35-1,5), аллювиальное (0,04-1,8), озерное ( 0,0G~ -2,1), геодазъшктшшо-тектонофациальнсе (0,2-2,9), криоэлювпаль-но-почвенное (0,08-3,4), крпосолипятокцкс:шое (5 -Т50), вулкапо-гешюе (130-800), пролавиальное (50-1200 т/год) и другие.

Анализ существующих фактиче ких материалов, поевкщопннх геологической истории развития пустынь Мира (рио. I), потазашшх на карте Чернил цветом, свидетельствует о неоднородности строения и разновозрастном их появлешш. Так, например, новейшие опродсло-лия абплнтного возраста самой крупт 1 на Земном шаре пустыни Сахара по данным И.П.Бялко (1988) датируется поздним голоценом. Результаты бурения четвертичных отлояений долины реки Пила подтверждают, что пылеватые и любые другие фракции возрастом болео 6000 лот но могли быть вынесены дефляционным путем и участвовать в накоплении лессов из Сахары.

История палеогеографии ряда известных других нуотынь, в частности Каракумов, укаь-вает, что они, по данным К.И.Амманиязова и Х.Д.Дурдыэва (1986), в четвертичном периоде неоднократно били обводнены. Лессообразующий дефяяпонннй вынос лылеватой фракции совершенно отсутствовал в раннем плейстоцене вследствие ее затопления "Бакинским морем". В средг^м плейстоцене за счет воздыма-ши Копотдага участки равш;н, сложенных песком, могли подвергаться эоловой дефляции. Поздний плейотоцен характеризуется погруне— нием западной части Каракумов на дно "Хвалынского моря". В ганце плейстоцена поверхность Каракумов била побита мелкими разобщен- . нш.га озерами, а в голоцене территория пустит .одгергастся современным дефляадюшшм процессам. Анализ "Карты лессовых формаций Мира" позволяет проследить наряду с известными субширотними фпзи-ко-географпчеекл-зокальными инне секториальнге и тессералыше закономерности их распроотранеши.

На составленной автором планетарной модели образования лессовых (Торма.'глй и генезиса их просадочности (рис. 2), но оснояа-

Рис. 2. Планетарная модель образования лессовых формаций и их

прооадошюстн

Условные знаки характеризуют площади распространения: I ~ территорил, 2 - акваторий, 3 - областей перекрытия площадей ' распространения территорий и акваторий, 4 - горных сооружений территорий и акваторий," 5 «- средпнно-океаническш£ хребтов, 6 -горных сооружений Суки7 - шо^олетнеморзлых пород, 8 - се~ зонномерз^нх пород, 9 - леосовых формаций планеты, 10 - лессовых формаций территорий, ■ II - песчаных массивов пустынь Суш. Области развития современных климатических поясов: Ар - арктический, САр - северный арктический, Су - северный умеренный, ССу ~ северный субумерешшй, Ст - северный тропический, ССэ -северный субэкваториальный, Э - экваториальный, соответственно юкные-ЮСэ, Ют, ¡Ост, Юу, Сан - субантарктический, Лн -антарктический.

гаш обобщения данных отечественных п зарубежных источников, а та-юта собственных материалов, получены следующие результаты :

1. Лессовые формации Мира квазиспмметр .чески коррелпруютоя и унаследуют конфигурацию распределения площади континенталыго-сти планеты.

2. Основными поставщиками пылеватых продуктов дезинтеграции территорий и областями, питающими лессовые фор»-д,тчи, являютоя горннэ сооружения и возЕшлениости. Акваториалыше лессовые формации представлены материалом выветривания и денудации Суши.

3. Конфигурации максимумов- пика площадей распространения современной н палеомноголеткой и, особенно, сезонной мерзлотных условий Земного кара тесно сопряжены с территориями наибольшего развития лессовых формаций, а танке определяет характер распределения их полипросадочшх разностей, связанных с древними геокриологическими остановками.

• Ч. Лессовые формации акваторий на планетарной модели квазисига,готричеегш коррелируются с конфигурацией площади распространения океанов Земли.

5, Планетарная модель позволяет установить, что основные территории лессовых формаций северного' полушария располагаются в севзрно-оухЗтрошпеской и северно-умеренной ютк'атических зонах, а в тсгзюм полушарии соответственно ишо-оубгропи осютх н шпо-угюрелашс современных клпг.:т1.лестах зонах. В условиях енгропого-новых ледниковоч.герзяотгшх эпох в результате пзлсогс,о:,р'"ф:чостсо-го смещения широтных условий на 20-30° вншещяшодешше климатические зоны оказывались в фклшо-антарктвчеехпх и ссг"ро-ар::ти-чоской н шио-антарктпческой оботановках.

Такал образом, возникновение лессовых формаций и природа -пх просадочности, но основании шшнотарно-моделы-гаго анализа, тесно связана о историей геологического развития антрологеновых палео-крполитогенетических обстановок и условиями, приводивши: к эволюции и становлении феномена Человека.

Во второй главе работы рассматриваются ..сповныо особенности геологического строения лессовых формаций. Здесь обосновываются геолого-неотектоническне условия распространения и генетические типы лессовых формаций исследуемого региона. Даны наиболее таран-горные параметры акваторий Земли л. их роли л пространственно-времешгом распределении аналогов.лессовых формаций в океашпеских бассейнах. Океаны холодные и являются благоприятной средой и наиболее чутким фактором, способствующим развитию оледенений на Пем-

ла. Более соды акваторий Мара имеют температуру от 0°С до 4°С, только 8$ объема характеризуется Ю°С. Соответственно, в схеме корреляции четвертичных отложений с учетом данных морской реологии выделяются 16 разновозрастных лалеомагнитшх реперов (экскурсов) и до 74 событий на основании вариаций изо- ■ • тонного состава кислорода.

На составленной рабочей дня изучения лессово-палеодаченннх , образований геостратисхеме квэртера Кыргыпкого Тянь-Шаня (рио. ■ • 3 ) в каждом из подразделений квазисиг,метрически повторяются при выделении лессовых формаций типовые ритш антропогена.

В двухчленном строении антропогеновых отлояений (низший полуритм - грубообломочный, верхний - мелкоземясто-дессовый) переходные слои соответствуют рубежам палеокриолитогенетического возникновения полипросадочности (рис. 3).

Составленная автором "Схематическая инкенерно-геологичеокая гарта распространения и прогноза просадочности лофовых формаций Кыргызского Тянь-Шаня" (масатаб 1:4000000) отличается от известных построений тем, что на данной карто лессовые формации корёл-лянтно увязывались с парагенетически сопряженной их почвенной кровлей, а такке с разновозрастной геолого-структурной и тектонической обстаночками. Прогнозная часть карты просадочности обеспечивается конкретными данными их мощности и величинами озхадаемой общей суммарной деформации сжимаемости поверхности в зависимости от природного и дополнительного давления (нагруяок).

На гашенерно-геологичемих опорных разрезах, <в отличие от известных, осуществлена представительная тектонофациальная увязка бассейнов аккумуляции с участками транзита и источниками питания лессовых формаций, приуроченных к склоновым площадям и во-доразделышм иростршютвшл си стемы горных сооружений.

В высоко- и среднегорных геоморфологических комплексах, где характерны токтонофациальше условия устойчивых суммарных ' /воздцманий 4-6 ш с вразог.1 речных долин на глубину 1000-2000 м, мощности лессовых формаций изменяются от досятков сантиметров до 10 метров и более.

Инверсионные токтонофацпашша условия низкогорных прилавков имеют расчленение првдолзшшх "частков до £00-300 м (иногда > до 500 м). Мощности лессовых формаций колеблются от 10-15 до 3050 м и достигают 100 м и более. В равнинных условиях и межконус-дах понижениях мопщости лессовых формаций достигают 100 и и мо-■ гут превысить 230-^летровые отмотки.

-1 ЕМ- а

{ИЗ- 5

Рис. 3. Схема корреляции четвертичных отлояений Кыргызского Тянь-Шаня на лессово-налеопочвенной основе. п

Условные обозначения: I - тектонические циклы (фазы), 2 - моялед-

ничовья (накопление грубообломочного материала), 3 - порогоднно

слои со следами 1фиолитогенетических процессов и явлении, 4 - лед-

никовья (накопление лессовых формаций), 5 - внутренние слои (на-

леопочвошшо образовашш).

Тезис П. Выявлена закономерность многоуровневого циклового 1:вазиокмметркческого проявления полипросадочности лессовых формаций и разработан экспресс-графоаналитический и расчетный методы определения величины суммарной прогнозной гфосадки.

Ннкеперно-геологические классийикацпошше схемы-модели в от-личне от традиционных предотавлены многоуровневыми схемами, объе-динешшш на основе общего принципа их цикловой, тазисимметриче-ской соорганизации на примере исследуемых полипрооадочных свойств лессовых формаций и получили обоснование во второй и третьей главах диссертационной работы.

. Проведенные наш расчеты, с зновшшне на введешюй впервые Э.Шшровым (1285) фундаментального геоэнергетичеокого параметра удельной энергии атошзахцш соединений вещества, позволили оценить, что для реализации просадочности в ппедолах индивидуально -го кристаллоагрегата расходуется до энергии их предпросадоч-

ного роотошгш*.

На оонове удельной энергии атомизации единицы массы соединений вещеегиа ( Em), по Э.Мамырч/Ву (1985), наиболылая потенциальная внутренняя онепгия пршшдаелит водно.'' компоненте. Автором предлагается использовать показатель удельпй анергии воды, находящейся и запасе и способной разупрочнять и растворять минералы лессовых грунтов, именуемой коэффициентом энергоемкости, равной для воды 7,31, По величине коэффициента энергоемкости соединения вещества лессовых грунтов исследуемого региона располагаются в ряды по окислам: 11^0 -*- COg -е- AloOgС^О;.по минералам: СаСОд CaSO^-s« ЖаС1, что согласуется с рядом уменьшения !•* ¡¡-. по Э.Д!а;.зыроЕу.

Совремонноо опытное определение показателя просадочности является одной из накболео дорогостоящи^ н трудоемких индонерно-гаологических работ. Насчитывается более 37 шщивидуалышх уравнений длг расчета величины просадочности лесоовых грунтов, которые используются днс]$еранц!1рова1шо в шшенорной геологии, мехащ!-ке грунтов, при проектировашга, строительстве и отраслевых изые-гаинях, Определенно возмогшей прогнозной суммарной просадки лессовых грунтов следует вычислять по предлагаемой аиторо« простой формуле: 1гп а Si ¡4 cl,

где 1ы - прогнозная суммарная Величина просадочной деформации, м; Him - мощность просадочной зоны, щ StU cl< - функция угла, образущейся на графике зависимости суммарная просадка и мощность проеадочной зоны в -градусй-;,

• Проведенный анализ, систематизация и обобщение материалов, посвященных просадочности, показывают, что суммарная величина цросадют есть результат реализации определенного множества ее разновидностей.

Квазисимметрпческая память полипросадочнооти проявляется и при разделении естественной катастрофической деформации лессовых формаций на следующие временные разности: I. ..р тковремешше (провальные) просадки, составляющие от 20-30 до 50-60$ общей деформации сжимаемости и протекающие от десятков секунд и минут до нескольких часов и дней; 2. сезонной, с длительностью времени сжимаемости от нескольких суток и мэсйцев до года о величиной от 10-20 до 30-40/2 от общей просадочной деформации; 3. многолетняя просадка с продолжительностью деформации от нескольких лег до сотен и более, дающие от 5-10 до 20-30$ общей деформации сжимаемости.

, Понятие полипросадочнооти необходимо в лессоведении вследствие множества механизмов проявления катастрофической деформации сжимаемости. Например, просадочпые свойства сохраняются до- 400°С л более по Л.К.Сычеву (I960), причем з интервале температур 100-^250°С величина просадки вше ее естественных значений, что предлагаем именовать "тормичоокой просадкой". Выявленная автором эл-лизионная просадка происходит в акватории на глубинах до 200 м и более, где в результате процесса отнятия норознх вод объемный вес океашческих лег ?^kíx формаций возрастает от 1,25 до 1,80 г/см3, а пористость снижается от 65 до 40$.

К следупдой разновидности катастрофической сжимаемости следует относить деформацию, получившую наименование инфнльтрацпон-ной просадка, которая проявляется при гыходе донных учаотков шельфа акваторий (в том числе.лскусотвенннх водоемов) и дегидратации, приводящей к резкой сжимаемости бивших под водой пылевато-илистых отлопений.

Поскольку большинство представленных на составленной автором шиогро-дпффэрешдаальной классификацпошой схеме-модели полипро-садочных явлений, особенно казкдая в отдельности (рис. 4), известит исследователям, ограничимся описанием еио одной разновидности. Горячая просадка протекает интенсивно при обводнешш лессовых формаций гидротермальными источникам естоствсннс о и искусственного происхождения, при этом величина катастрофической агкпсмос-ти резко увеличиваемся.

Полипросадочность - вводится в качество рабочего термина и автор пошхаот - дкс^еренциальнун способность

-ПОЕН-ПЕН -0D-

ма -ПГ|--ШП-

-шш-

U1

-СШ--ШЕЬ -Ш®-

-шп-чшн

f-QSQ-i чивд-кпш-•шо--шщ--шп-

-СЕмЕЬ

жг -пшг -ОЮ-) -ОЗЮг -ОШ>

-От>

-ОшО-

LqeH

а

Рис. 4, Клаослфикацконные модели шшшросадоч-ностп лессовых бориаций ( l - дийсТерсн-циальная, б ~ интегральная)

Условные обозначения :3т- шшшросадочносгь, ¿к - кратковременная, ic - сезонная (дышащая), tu - шюголетнял (захороненная и догребенная) ; РЗУ - разуплотненная, Ц - цаюшчос1к.л, ,С1П1 - синто-ветпческая, ИРГ - прогрессивная, ПТ - второго типа, IT - первого типа, РТР - регрессивная, ЭПИ ~ эпигенетическая, АЦ - ацшмичес-* кая, ЕДУ - недоухиотншшая, ХОД - холодная, ТЕЛ - .теплая, ГОР -горячая, ТЕР - термическая, СУФ - сусЕфозиошшя, (Ей - злизион-ная; Ш1> - шфцльтрацшишая, ТКС - тикеотропная,, £01 - сейсмическая, ВИБ - вибрационная, -КИС - кислотная, ЩЕП - щелочная, БХМ -биохишчеокая, ПТП - подтопления, УТИ - ударной трамбовки, ПГ - ' шрагенеигезская, ПОГ - полигенетичэсхсая, КОИ - комплексная;'

остальные обозначения - а, р ,cL,s£ , g , е , ГД ,

ТФ . }tfi,M5 , I , tn , О , Э , В К , AT - даны в тексте х рисунку 6а, б.

Я

лессовых формаций к множественности проявления свойства катастрофической сжимаемости, которые неадекватно реализуются в условиях различных репимов флзико-мехашэтеских, -физико-химических и термодинамических взаимодействий с любыми просадкореализуищими неорга-' ническими и органическими растворами (т.е. проявляется не только при статисческом взаимодействии с водной компонентой, тогда имеет место обычная монопросадка).

Полипросадка - цикловой и обладающий квазисплмэтргьеской памятью процесс, является природной нормой соединений вещества на уровне лылеватой (лессовой) фракции, где реализуется генетический код минералов, представленных надатомно-блочншлн структурами, естественны:,я полиэдрами пргала-тел и связуицими их просадко-генери-рущими вискерс-ягутиковымн системами 'контактных взаимодейств: 3.

Дигригопальныэ, гексагональные формы, трнгональные призмы и кубы (нодатомно-блочнно полиэдры прима-тел)" имеют высоконористоо (в I cî.î2 /-х/ 140-200 тнс. иг. пор) дислокационно-дефектное строение. Тончайте полишшералыше, волосовидные, нитевидные, игольчатые кристаллы получили название висгсерс-кгутов. Они обеспашша-ют межблочные связи кристаллизационной (фазовой) природы п в работах академика П.А.Ребиндера (1979) и других исследователей были определены в качестве флуктуацпошого процесса^

Процессы структурообразования и кристФшгации вискерс-сту-тов межблочных связей в лессовых формациях согласуются с закономерностями образования подобных структур по Л.И.Лукьяновой (1971) и теорией синтезе вялуцих веществ (ТСВВ) в дисперсных грунтах В.М.Кнатысо (1989). Автором выявлено, что дросадвогсперируигсяе активные поры возникают в пределах глобулярных гристаллоагрега-тов вследствие двух взакмодойствукщхх фундаментальных процессов. Во-первых, природная гомолого-минералогическая разборка обиаяаег на поверхности лессовых фракций соизмерите с'надатомно-блочнымн „ прима-телами материнские (первичнис) системы Еискерс-пгутов. Во-вторых, криогенко-наенщешшо (в первув очередь щаточные) поровыо растворы вследствие замкнутости системы при кристахтииащш воды в лессовых формациях являются наиболее благоприятными условиями ,цля спонтанного и лавинного роста тончаГЬях кристаллов СаСО^, Мл- "Э3, îîa^ SО^, ïïaCI, E^COg, S102 и других к:лералышх сое-дть^кий новообразований.

На рисунке 5 представлена разработанная автором классификационная "планотарлая-модель" строения индивидуального мнкропро-садочного глобулярного кристаплоагрегата лессовых формаций.

s

а

с

к

ста - л ж ш -«

ШЗ-Í

¡ш-г ез -з ЕЗЗ-4

ЕЭ -8 GO -6 ЕЭ ES) -8 ЕЗ -3 ED -10

Ш -и 1Ш -и еэ -15

ЁЭ -16 ED -1? ЕЗ -<8 Е21 -13 ЕП -ад

2

Рис. 5. Инаенсоно-геологическая класиисЕиштаонная "планетарная" модель индивидуального"цпкропросадочиого глобулярного хфиоталлоагрогата лессового грунта.

Условные обозначения: I - минеральное ядро Гаш, 2 - иадатошо-блочные структуры, 3 - надатогдше вицхшашю-блочные структуры; оболочки: 4 - аморфного кремнезема, 5 - охзслоа лелеза и Других металлов, 6 - карбонатов, 7 - полишшоралышх частиц (глинистая рубанка), 8 - аизнедоятелыюсти и проникновения биогенной компоненты, 9 - развития газо- и кристаллогидратов, 10 -проникновения и развития водной кошоненш, II - газовых компонент; 12 - пространсгвещое положите .точки начала зарождения и роста впысорс-агутов / 13 - набавление роста шсхсос-кгутов, 14 - шхтерлалы развития оболочек, К - последовательная нумерация оболочек, 16 - зоны-участки проникновения различных фазовых компонентов вещеотва в ядерные части глобулярных кристаллоагре-гатов, 17 - радаально-концентричеокЕЭ шиерполисфорациошше границы меаду оболочками глобулярного кристаллоагрегата, 18 -полигонограммные гранищ оболочек глобулярных криоталлоагрега-тов, 19 - пути пронхп..овехшя фазовых компонентов вещества, 20 -коагуляционние контакты.

Проведенные в лабораторных и полевых условиях эксперименты показали, что просадочность образуется нриолитогенотичеокпм путем, в результате лавинной, спонтанной кристаллизации ьриоконцен-трпровашшх (насыщешшх и переошценных) растворов в Евде впокеро-•ггутиковых систем контактов, которые разуплотняют глобулярша 1фнсталлоагрегаты (типа еяика). При водообеспечении вискерс-згу-ты (напоминающие иглы еяика) деформируются, 'ояпмаются и разрезаются, а при создании благоприятной криообстановки восстанавливаются,' о эффектом оказываемого 1фисталлами-нитш (зшисталллзациои-ного) давления, достигающего 30-40 кг/см^, что способствует раз-уплотиешю стометровых толщ лессовых формаций.

Вискерс-ягуты образуют слояную систему контактных взаимодействий вследствие проявления мнояоства путей и способов объединения и соприкосновения друг с другом индивидуальных надатом-но-блочннх полиэдров о помощью: а) вискерсов - тончайших, ните-лццшх линейно-вытянутых, игольчатых кристаллов в лесоах; б) жгутов - нитевидных, но в отличие, от впскерса прошивающих, обвязывающих (подобно ппагату) и прокизнващих частицы лосса (прима-тела) специфических структур (рис. 6).

Бискерс-ягутп обнажаются s пр цоссо физико-хигаческой моха-шля природной разборгл и дезинтеграции минералов, в первую очередь кварца при образования.пиловатих паотпц ледовых $орипцпй. Прочность'единичного вискорс-оаута диаметром 0,4 микрона, рассш-тшшая автором на основашт капиллярно-пориотой модели строения кристаллов Г.В.Вульфа,(1916) и окспвримэнтблышх даншк С.И.Лсбе-дегой (1963) по мпкротвердости шшоралов соответственно составляют для: SL 02 - 2,4-10-%, Ca'S04 - 7,5-КГ%, . СаС03 - 2,02 • LT^II, HaCI - 2,°.10"%. Уменьшите диаметра вискерс-кгутов от 5-3 митоон до 0,7-0,05 микрон и меноэ подпнкш Г.В.Береяковой (1969) и М.Н.Малеева (1971) резко уЕелнчиваозмзеличнну их прочности от пе^лых сотен до нескольких тысяч кг/мм41, прпблияаясь тем самым к теоретическим оэ значениям.

Экспериментальные дашшс по выявлению степени водонаешцепия на величину прочности йадпвидушгьного контакта лессовых rpyîiTOB показывают, что прочнооть о ростом влажности (Wp Ww* ty/j ) уменьшается по экспоненциальному закону от 4,0-Ю"4 до 3,0-10"3 дш1. Рассчитанные величины энергии, необходимые для разрыва систем.; вискоро—"хгутиноБых контактов, связующих глобулярные 1фис^ал-лоагрэгатн,, соответственно равны-для: SL02 - 76534 Да, СаС03 -59 Дя, Са S- 16 Ля, HaCI - 2,4 Дя, что согласуется с прочпо-

Рпс. 6. Контактные взаимодействия в лессовых грунтах.

Условные обозначения: I - кварцевый остаточный вискорс-нгутико-шй контакт, 2 - хсалъццтовый вкскерс-хгутиковий контакт-новообразование, 3 - мостиковый контакт кварц-кристобалит-кальцит, 4 ~ контактные взаимодействия в нолишноральпой глиниотой рубашке глобулярного кристаллоагрегата: а) коагуляциохшый, б) переходный, в) развитый фазовый; 5 - пзроходный контакт кристобалит-»-

прима-тетраэдр (кальбовская внцшюль) кварца; 6 контакты расщепления кальбовской вициналл на субтатраэдры, 7 - контакты биох'ешюго взаимодействия с окружающей полишнерольной средой, 8 -'контакты упаковки цепочечной формы с пористостью ядра глобулярного 1фисталлоагрегата 38$, Э - полккомпоиенткие контакты через фрагменты глинистой рубашки, 10 - материнские (реликтовые) вискерс-тЕгутпковые кварцевне контакты, , II - контакты вискерс--•лгутов полиминералышх солей ( Са3, Жа2 8 04, Мд С03, СаСОд, Жа2С03, КаС1 и т.д.), 12 - контакты упаковки звездчатой формы рыхлого реберного типа с пористостью ядра глобулярного кристаллоагрегата 74£, 13 - кальцитоше вискерс-отутиковые контакты, вза-имодейстгуюцие с подобными новообразованиями.

стыз вышеприведенных копт-летних взаимод лмтвий.

В ycJioBiuTX попеременного дромерзашш п оттаивания грунтов на глубинах кратковремишого, сезонного и многолетнего изменения температур, внскерс-хгутпковиз системы контактных взаимодействий сохраняют способность удерживать разуплотненное высокопористое полппросадочноо состояние при влазностях, превышающих W ;1?ш. вплоть до границы текучести. Причина сохранешш разуплотняющих лессовые толщи вискерс-лгутов на глубинах нескольких десятков метров в условиях развития мерзлоты с позиций криодеградационной концепции совершенно очевидна:

I. В результате промерзания и развития мерзлотных обстановок в пределах мельчайших глсбуляр1шх 1фисталлоагрегатов ( в первую очередь меяду глшшетой рубаппсой и ядром кристаллоагрегата ) из криометаморфогеяно-концентрпровахшых насыщенных раотворов наблп-дается следующая криохимическая последовательность выпадения минеральных солей, как правило, в виде вискерс-ягутов: при t - -2,0 С - 2,5°C)t &Юг, t = -3,0°С 1 СаС03, Ü9CO3, t = -3,5°С- } Ka2S04, Ь = ~4,0°С i NaCOg, Ь = -8,0°С * Po-S04.7H20 и MjS04, t = -23°C f KCl, HaCI, t = -36°С (до'-55,0°С)>СаС12«'

Специалисты, исследующие проблему природы просадочности, но обратили внимания на барьер сущоствовэгшя обнаруженных автором вгскорс-ягутов и серии выявленных глифопросадочных -леек, которые соорганнзоваш в виде самостоятелыпхх впутриагрегатпых (надъядор-шх) и интерстициалышх (внутриядерных) просад1?ггенерлррис1К активных разновидностей пор.

' -2. Сохранению впутриагрегатпых и интерстициалышх просадко-генорирующих пор способствуют две причини: а) лед-цемент, образу-ицийоя в условиях промерзания п превышающий объем первоначальной воды на 11$, б) выцелачивашге и криофизхтг.жчес.ая механика природного разбора ядра глобулярных кристаллсагрэгатов по выявлен-1шм девяти ( 9 ) типам и формам их упаковки.

3. Непреодоленными исследователями.......природа" тосадбчностн"

"лессов' оказалюь ряд следующих обнаруженных и систематизированных автором криодеградацяонных эффектов: а) при температуре близкой к 0°С в реальных условиях'дегидратации мерзлых толщ по Б. Л. Савельеву (1976) сохраняется в талой воде квазильдистая (льдопо-добная) структура, что эффективно препятствует растворению и разрыву контактов вискерс-этутов межблочных связей, которые могли испытывать лишь деформации напряжения без разрыва их оплошности; б) существование эффекта смещения и роста величины максимальной

Л

молекулярной влагоемкости и влашюсти продела текучести (1йГшв -

) на 2-1%, проявляющихся при понижении температуры в лессовых грунтах от 2~°С до 1°С (экспериментальные данные В.Л.Невече-ря и В.В.Муратова, 1971), что позволяет осуществить консервации Еискерс-кгутов в условиях дегидратации оттаявшей мерзлоты при влаяности выше ымв; в) образование в условиях криометаморфо-гешшх реакций в пределах микрообъемов лессовых глобулярных агрегатов вискерс-дгутов (в том числе газо- и кристаллогидратного~

состава), устойчивых в условиях деградации и дегидратации мерзлоты.■

В условиях промерзашш толщи лессовых формаций происходит взаимонаправлешшй процесс двикения мерзлоты сверху вниз и наоборот - снизу к Поверхности Земли. Горизонты лессовых формаций, замерзающие в последнюю очередь, оказываются наиболее минерализованными к более устойчивыми к воздействию отрицательных температур. В процессе многократного попеременного чередования промерзашш и оттаивания максимальные пики просадочности сохраняптся, как правило, в интервалах цалеощшолитогенеткчесхих горизонтов, промерзающих в последнюю очередь и оттаивающих в условиях криомета-морфл'ешю-напряяенного состояния в исследуемых толщах лессовых формаций.

Шщивидуальше. микропросадочные глобулярные зфисталлоагрега-ты криодеграда' донной пргроды объединяясь образуют "гроздья агрегатов" , совокупности последних слагают просадочше элементарные слои лессовых грунтов. Квазисишетрическиэ ' собешости гг-оявления просадки уласледуются и в объемах выделяемых цикяытов и циклео-сов, которно прослеживаются' в разрезах массивов и территории рас<~ пространения разновозрастных лессовых формаций Чуйско.., Иссык-Куль'кой, Оиской, Таласской и других-впадин Кыргызского Тянь-Шаня. '

Тезис 1ц. Обнаружена закономерность трехступенчатой соорга-низации соединешй вещества (я отличие от известкой даухотупончо-той), на основе выявлошшх в лоосовых формациях Кыргызского Тянь-Шаня надатомно-блочшх структур и просадко-генерирупцих впскерс-:;тутиковых контактных сиогем межблочных связей и осуществлена по-становхса основ гомологической минералогии в лессоведеюш.

Гомологическая минералогия (в отличие от хфисталлог^афип, ¡фпсталлохимш, кристаллофизшси и тоиошнералогии) - это, в определении автора, учение о гармонии минералов как продуктов поли-компонентннх сфер Земли, образовавшихся в результате геофнзхши-

ческой механики природных процессор и швдшщуализировавишхся с надатомше (блочные структуры (вполне или приблизительно однородные), квазисишетрически-преобразуеыыэ прима-тела, главнне физико-химические, свойства которых в разных их точках постоянны или колеблются в•определенных узких пределах.

Третье защищаемое полозкегаю позволяет углубить и расширить ирэдстаЕления на тонкий мир процесса образования пылеЕатнх (лессовых) частиц и природу вискерс-йгугикочого генезиса катастройпче-ского свойства просадки на основе разрабатываемого гомолого-ш-нералогического направления.

Четвертая глава посвящена "Гомологической минералогии кварца лессовых формаций", где дается описание осей гомологии и новые подходы в изучении строения кристаллов, позволяющие описывать их строение (в отличие от 32-х классов симметрии) 215-ть») классами хвазнсишетрических прима-тел.

В пятой глине рассматриваются закономерности соразмерной самоорганизации в минералах и природа Лессовых фракций. Характеризуется рассыпчатое строение криоталлов и свойства малых кристаллических блоков лессовых формаций. Отмечается, что квантующееся (кусочковое) строение криоталлов кварца прослеживается на всех уровнях.вплоть до блоков размером 0,5 микрона н менео. Приведений фактический материал соглаоуетоя о идеями; Р.Ж.Гави - о блочном строипш кристаллов (интегральный кристалл), Е.С.Федорова -о "рассыпчатом строошт кристаллов". Строго соорганизоватшя над-атомло-бдочная структура в отлитое от кристаллохнмнческих структур (представленных на основз атомов) описывается на основе неоднородно расладаяжртя частиц (полиэдров) вещества минерала на различные уроАш ие.архии (от крупных: з; молвим)..

Квазиспмметраческпе надатомно-блочиые структуры вследствие пластической, без разрывов сплошности, однородной деформации их объема оказываются разбитыми на совокупность закономерно сдвинутых полиэдров, внраяозэннв вящшалышмв перекрютнпт граней прима-тел. Прима-тела: тотраэдры, октаэдры! гексаэдры, ромбоэдры, ромбододекаэдры, пентагондодекаэдры, икосаэдры-, отличатся от известных но зеркально гладкаш, а вишпга-ьно-щороховаткглн гранями.

В шестой главе рассматриваются гомолого-мнне'ралогические особенности природы генбтичеохих типов пористости лессовых формаций и ойисы-'автся закономерности проявлзния в' поолглзыш лессовых грунтах дефект-каналов, висхёрсов менблочшо: связей и полигонально-

трубчатых кгутов.

Проведешшй комплексный анализ тонкого мира лессовых фракций показывает, что в оспопе строения минералов в кристаллическом их состоянии леишт самостоятельный уровень соорганизации соединений Еещества, лредставлешше установлекшми надатомно-блочными структурами, своеобразными полиэдрически® (в отличие от атомных) прима-телами, которые составляют квазиреиегки минералов и описываются уравнением: Л = Я Б I М- 0 .

Седьмая глава посвящена практически!,! аспектам междисциплинарного приложения и использования научно-методологических полоке:шй разработанных моделей прима-тел гомологической минералогии в лес-совед-шии. Дииашчес1ше объемные модели отрапают основшо особенности строения реальных минералов. Матричс лже характеристики кри-. сталлов с электронно-микроскопических снимков переносятся но гоыо-лого-минералогические трафареты ( дримн ), которые подвергаются раскройкз и оклеиванию с приданием соответствующих деформационных степеней свободы, позволяющих осуществлять динамические преобразования объемных моделей прима-тел» Трафареты, построенные с использованием: золотого сечения, рекуррентных рядов, чи1ел Фибоначчи и языка прим (прима-черчения Федорова), позволили описать блочную структуру скелетного, кристалла кварца в лессах.

Построенные динамические 120 моделей прима-тел гомологической минералогии представлены в прилокешш работы в вид,о самостоятельного атласа.

Тсзис ЗУ. Составлена рабочая классификационная геолого-генетическая схема-модель образования лессовых формаций и их размеще-■ния по различны.',! геоструктурншл зонам Земли, в том число на примере Кыргызского Тянь-Шаня.

3 подтверждение и развитие полигенетической концепцш лессо-накопления академика Г.А.Мавлпкша (1953) автором разработаны ин-тегро-диффереициалышо гяассифпкацкошшо схсма-модсли, объедешпо-щие 2 класса, 5 групп и 28 типов образования-доссогых формаций (рис. 7 ).

В результате теоретического исследования и обобщения многочисленных материалов в области лессоводенпя. и ряда омепнше дисциплин • нами составлена геолого-генетичеехшя охема-модель образования лессовых формаций (рис. 8 ).

Рассматриваемая модель позволяет объединить в единое целое пространствешо-времешше особенности распределения лессовых формаций по различнпм геоструктурнш зонам Земли в зависимости от гене-

rGDEh

ЕЗ-

ЧХН

чтгь чш-

-ш

-ffc~l~

а

ill

PIPIRMiiJHir

Рис. 7 . Классификационная модель происхозкдения лесаовых формаций (а - дифференциальная, б - интегральная).

Условные обозначения: Ьф - леосовыэ формации, два класса: БЗ - внеземные источники пнлеватого материала, 3 - земные; пять групп ( КС - хосмосферпыо, АС - атмосферные, ГС - гвдро-сфорные, ЛС ~литосфзрш:о, ЕС - биосферные) и двадцать восемь генетических типов (шлеватио материалы, выпавшие на Землю н привнесенные из: 03 - околоземного космоса, ПЗГ - области космоса з пределах планет зешой группы, ПАСТ - из пространства развития планет астероидного типа, ООРТ - облака Оорта, СС - солнечной, системы, ГА - галактики, MFA - метагалактики; Э - эолоеыо, A3 - антропогенно-эоловые, ВЭ - вулкано-генно-эоловые; а - аллювиальные, р - пролювпальнне,g - гля-циалыше, d - делювиалыше, J Q - флювиогляциалыше.Ц - озерные, m - морские, о - океанические; е - злгаиальные ; кг - криогенные, o.-f ~ оолнфявкцкогаше, в - вулканогенные, ГД - геодизъюнктишмо, И - тектонофацкальпые; |гЛ - палео-почвешше, Я - почвенные, № - микробиологические, AT -антропег гнно-тохпогешшэ).

^мтимб Л«Н1Й «ои! Г10ЛОГО- —Д1НЫК по-Пичицскиг

"л<ти мшит «иТМ^""

Дитя«С!ииЦГ0<»иТ»Ч<» Дк

АС

»огляшим» 43

хгэ

Пввиовмлпьиии

рП

6

гегпизк^ннтмАмиД

2Ь

КОНТИНЕНТ

ШГПФ ПЛАТФОРМА "»»ил ОМ»(Т» '

и ДИ

ПЛЛТФОГИД (Ш.ИТ)

Рис • 8

. Е23-» Ей* Шз ^е

,. Гесяого-генегическая" планетарная модель образования к размещения леосових формаций но различным геоотруктурним зо-

на:,!.

Условные обозначения: I - комплексы полагенэтлчоских лессовых формаций (верхний полуритм антропогена), а - грубообломочныо подурит- ' мы отлокеинй антропогена, подстилающие лоссовыо формации, 3 - складчатые области фанорозоя, 4 - вдсйаллическиэ' породы докембрия, б -базальтовый слой, 6 - верхняя мантия, 7 - гидросфера, 8 - глубинные разломы с геодпзъюшетпвнкми компонентам!: лессовых фракций? К -космические, АС - атмосферное (оубаоралыше),' ГС - гпдоосферные (су-баквалыше), БС - биосферные, ЯС - яитэсфчре (оубгоррашшв), п ыС - мснтисфервые области образйвп-шя гомологоч.шералогаческих особенностей ироголессошх деакдой.

тических путей их образования, а такпе по-новому объясняет есточ-mini и природу проявления протопилеватнх квазисиммзтрическпх над-атомно-чЗлочных прима-тел (рис. 8). Залитые черным цветом участки • схедш-моделл указывают на максимальные ¿заркэцки, пунктирные и точечные соответственно островные и мнннмзльнно площади и объемы развития двадцати представленных геолого-генетических комплексов лессовых грунтов.

Автором дач обоснования фнзическо" сущности н механизма проявления лессообразущих лэдниково-мегклодниковга циклов антропогена используется щесть фундаментальных концепций.

1. Орбитальная гипотеза объясняет ледниково-меяледниковые циклы антропогенового периода периодическим изменением следующих параметров солнечно-земных связей: а. прецессии - за 19 и 23 тыс. лет, б. наклона орбиты Земли - 42 тыс. лет и эксцентриситета -ТОО тыс. лет. Увеличение угла наклона орбитальной оси вращения Земли приводит к повышению уровня океана и кульминации мегледии-ковья, уменьшение угла наклона оси -• к исоупенш акваторий и reo-крпокоисервацил влаги в ледниковых массивах и щитах.

2. Астрономическн-инсоляционная гипотеза оледенений М.Милан-ковича (1938) согласуется с вышеприведенной орбитальной, но учитывает о точностью превнпапцей 10 тис. лот изменения солнечной инсоляции', которые корродируется с изменениями температуры поверхности океана и экстатическими колебания!,я уровня моря.

3. Геономическио данные А.Я.Кравчпнского (1978) играют определяющую роль в объяснении генезиса антропогенового чередования ледниково-мелиедниковнх эпох. С. позиций геономии, двишгао материков , COOTBOTC 7ECHHO ледникоЕо-мезлодникоэне цикла сеязэны Ö особы.'! вращением'плотного япдкого.ядра Земли, ко-орне вследствие дифференциаций тянелнх и легких фракций мантийного субстрата к триаде ггагрирущих полюсов (северные, шныэ) обеспечивают современные и палесгвомагнлтнпэ fa уктуацян, вплоть до проявления экскурсов инверсий. Активизация сеf смотоктонпче ских и вулканогенных циклов сопряжёна с процессами перемещения материков, что характерно для межледниковых эпох. Яеднпковья кульминируют в эпохи снижения геотспловых потоков и минимальных значениях изменения геомагнетизма.

4. Спутник Земли - Луна - циклически замедляет скорость вращения планеты, что приводит к периодическим игм-г-нениям палеокликатп-ческой обстановки.

Падение астероидов и катастрофические вулканические извержения по Ы.И.Будыко (1984) способствуют проявллтт глобального похолодания нз Земле,

6. Гипотеза "ядгчк й зимы", по мнению автора, представляется самостоятельной моделью антропогеино-тохпо' энного генезиса, глобального и практически с позиции геологического возраста мгновешюго похолодания планетарного масштаба. Данные Г.С.Голицына и А.С.Гинзбурга (1983), П.Хрутцона н Д-.Еиркса (1932) доказывают, что /.яровой термоздерпий коь'л-тикт привед г к сильному запклению и разрушению озоиюго слоя атмосферы, сопрогждаяг -)йся рэзютл снижением температуры на поверхности сули в среднем на 30°С.

Следует отметить, что полное разрушение тепличного (парникового) эффекта, создаваемого атмосферой, привело бы к господству па поверхности всей Земли температуры -23°С.

Ежегодно Супа за счет деятельности воды (гидросферы) теряет до 10-12 км3 гермой породы и почвы, гдо 40% годового твердого стона в океаны обеспечивают девять следующих рек; Хуанхе, Ганг, Брахмапу-тра, Янцзы, Инд, Иравади, Меконг, Миссисипи и Амазонка. Скорость наращивания донных, в тол числе леосочых океанических отложений достигает 0,03-0,08 мм/год, а скорость денудации и сшжения поверхности суши оценивается в 0,07 мм/год, т.е. при условии длительности аптропогеиового периода в I млн. лет уровень суши в средне.'.! понизился на 100 метров.

¡.¡орфометричеокий и минералогический анализ больших массивов данных гранулометрического состава четвертичных отлоаепий с помощью ЭШ показал, что в холодные этапы плейстоцена наблюдается отло-кенне лессовых частиц, в теплые периоды интенсивно накапливается грубообломочный материал, что согласуется с палеоботаническими вывода:,ш и кварцполевошпатовым коэффициентом С.0.колесникова (¿986), г так;.;е законом В.Эри (1934), тдо увеличение скорости потом воды вдвое приводит к перодвименгоо частиц в 64 раза тяжелее по весу, "ем при первоначальной скорости,

Лессовые формации Суш кмоют не менее трех надрегиональиых (субпланзтарных) бассейна аккумуляции: I - периферия плейстоценовых и совромошшх гляцпальных отлогсений, имеющих мощности от десятков метров до первых сотен метров. Перигляциалыше лессовые формации развиты как на равншах (долинные ледники), так и в предгорных, горних областях, а также в акваториях, л „да. льющих к Антарктиде;

2 - предгорные равшиы, гда теадие с гор реки замедляют свое течение, ягллятся субнланетаршм бассейном аккумуляции лессовых формаций;

3 - приустьевый части рек планеты на границе впадения их в океан, гдо толщи осадков достигают несколько''сотен метров, а с уче-

том более древних отлокошй - до 10-15 км, т.о. являотся одним г.з основных источников питания и образования океанических лессовых формаций. Площади океапичесхшх лессовых формаций в 3,8 раза превышают их континентальные разности. Девятикратное превниетго лессовых формаций океанов наблюдается в акватории Тихого п Индийского океанов.

В современной морской геологии только за послоднио 9С0 тыс, лет выделяется до 9 глоба,шшх ледпн: зво-моглодаккоинх циктаг, .толчем мсалодтлковые эпохи составляют но болсэ 10$ времени лодплковпн. Псздпеплэйстоцеповая ледниковая эпоха, начавшаяся 115 тыс. лет назад и достигшая максимума 18-20 тис. лет назад, окончилась около 10 тыс. лет назад.

По данным М.Г.Гросвальда (I9GS),'северные части Звраазиатско-го и Североамериканского континентов были покрыты толщиной льда, достигающего 3-4-х километров, которые погребали наряду с равгаша-ми и горные территории, a уровень океана отжался до 130 метров. Континентальные шельфы выходили но'сушу, исчезали мелководные моря и проливы, объединялись материки и острова, происходило образоиа-нио лессовых формаций территорий и акваторий Зомли.

'Для возникновения оледенения необходим импульс, обусловленный известным фактором ГДиланковича", достигающий величины но болоз 2°С. Температурный кмпулзьо в период максимальных фаз развития плейстоцо-поенх ледников (в том число па лсслодуешй территории Ифгызского Тянь4'!аня) составлял Ю-12°С, т.е. в 5-6 раз превьглал продольно допустимые еоличгош. Отсюда, размеры аитропогеноик лодпхкових по-" кровов лревипалп современные кх размеры более чем в 3 раза, а температуры сшшлись менее 6-9°С.

Исследования У.Дансгасрда и Х.Таубера (IS79) позволили получить нп преобразовагашх "кривых Эмплианп" нелинейный график аалео-оледеног ш, гдз за последшю 425 тыс. лет выделяется до 7-8 ледниковых эпох. При условии принятия продолжительности антропогонового периода 2-3 млн, лет, число ледниковых циклов могло превысить 40 обстановок. Темпы псотегтешого наступанпя ледников завершаются бурным их таяпьем, оцениваемым по временном соотношении 10 : I.

Образованно лессовых фюрмащй антропогена Кыргкзс-ого Тянь-Шаня но каздом из девяти краденных циклов:» кзазпсимметричоских подразделений характеризуется активизацией размыва и заполнением врезов различным алдюво-прелювием (рио. я).

IIa рубат.о ноогеяп и антропогена образованию лоссоеых формаций Киргизского Тянь-Шаня предшествовало наступление шкледнпковья,

:рансгресснровалл поря и озера (поднимался уровень океана). В развитии и расселении ЭЕрптормкчных теплол!с.'ивых остракод появлялись субтропические (гидрофит, папоротники, зеленые мхи и грибы). К гонцу образования верхней части шшнего полуритма антропогена крупность обломков, как правило, уменьшается, а флора и сообщество ост-уакод испытывают угнетенно. Б течение раннечетверткчного времени области устойчивых поднятий приближались к высоте 3,5 км, способствовавшим развитию оледенения, следы которого отчетливо сохранились в верхних пэлуришах антропогена. Верхний полуритм закономерно начинается переходами слоями, сложенными пестроцветной пачкой различного аллювия, водно-ледниковых пестов, щебня-галочников, озерных мергелей и "ленточных глин" пли пролввналынш "ленточным лессом", кзвестковистш туфом или торфяником, В основании полуритма обычен валунно-глыбовый слой, в кровле - погребенная ночей. Лессо-Еые формации образуют лалео- и современные почвенные горизонты. В верхнем полуритмз весьма характерны криотурбацшх. Переходные слои, в отличие от подстилающих отлоксний, обычно тлеют рыхлое сложение, здесь обнаружены в ряде мест следы деятельности человека, а также остатки степных г; тундровых позвоночных. Выше переходных промежуточных слоев легат морены и другие отлонешш ледниковий, в том число лессовые формации. В редких случаях переходные ртои слабо вы-ракены и создается впечатление, что лессовыо формации леаот на конгломератах шшнего горизонта (Л.П.Турбин, Н.В.Александрова, 1985).

В верхнем полуритме антропогена, представленном лессовыми формациями, резко обедняется состав остракод, тевмофшыше вида исчезают. Катастрофически уменьшается лиственная дендрофдора к гидрофиты, минимум хвойных, папоротников и .разнотравья, повышается роль криофигов, но и ош1 угнетены.

Птщ выходе из ущелий в зоны наложенной аккумуляции террасы одного'этака накладываются друг на друга, образуя сложные совмещенные отложения верхних полуритмов, в том числе лессовых формаций, разделенных двумя ши тремя "внутренними идеями", которые подобны переходным, но отлагались при более благоприятном климате. Во внутренних слоях появляются теплолюбивые остракоды и угнетены криофн-

В лессовых формациях афлатунского ра. Ь И а £ , беловодско-го ра ЬIII 3~4 . камыиаповского ра ||| С Кт комплексов четко Еира:сснн внутренние слон. Б цикловом кЕазисишдетричылсом типовом ритмо отло"оыий четвертичного возраста лессовые формации делятся на "верхние" и "нхзкие", образуя раннюю и позднею фазы. В

ранней фазе холоднее и суше климат, растут ледники, регрессируют моря и крупные озера. Пелкие озера и р-га исчезают. Часты крнотур-бацяи, свидетели развития шоголетней мерзлоты. По данным А.П.Горбунова (1967), 34$ площади Киргизского .Тянь-ыанч в настоящее время занято многолетне;,-юрзлш.ш порода™. В позднюю фазу лессообразованмя похолодание и аридизацпя наиболее глубоки. Ледники кульминируют, образуя на Тянь-Шане шлейфы поднокяй и ледниковые бассейны. Максимально сокращаются и опресняются моря'(преобразуясь в озера), в том числе и озеро Иссык-Куль. Комплексы растительности и остракод крайне угнетены. В верхах поздней фазы лессообразования медленно теплеет. Пульсируя, отступают ледники, отлагая морены. Обогащается ассоциация остракод и флора. Верхняя граница развития-лессовых формаций на Тянь-И'ане в общем совпадает с границей окончания морен.

Тезис У. Разработаны методологические основы и легенды многоцелевого картографирования и комплексного дешифрирования, информационные возмопюстп которых представлены на первых для Кыргызского Тянь-Шаня составленных мелко-, средне- и крупномасштабных специализированных каргах и разрезах к шш для целей предпросктних проработок и няучно-обосновгшого планирования изысканий на лессовых формация;:. Устаиоглеш принципиальные возможности использования мотодикх инкоперно-геонсмичосхсой оценка лессовых тэ-риторий з качестве оффектхшнш: на перспективу исследований в области лессове-донпл.

Обоснование данного .т-ззх-са подтверждается серией следующих рзззоглзсттсбхпгс издгапцгх и лвторокхх гзкетон гарт: Т. ¡Ьвтенсрпо-г-зогсгическая карта Кыргызской 'ССР ка формационной основе (сер;ш КчйТР с нояользоззписм комических снимков, масштаба 1:500 ООО); 2. Плконсрпо-геологичсскпя карта засолегсиос груртов Кыргызского Тянь-Шаня на форжацххошюй основе (с использованием космоснимков, . масштаба 1:500 РСО); З.Шкеиорно-геологнческие карты распространения и прогноза дросадо'люсти лессовых формаций Кыргызского Тянь-Шаня. маептабоп 1:2500000 и 1:500 ООО: 4. Крупномасштабные инне-пор1го»гсолог"ческ'пе. Карт11--"роз1а, вхолягцио в состав-"Атласа опорных разрезов дасссьых просадочнххх образований территории СССР". Опорные разреза: а) Струзссяеклй створ; б) Клюевой участок КУ Орловда.

МЧГ'ГГЗСГ.ОГС Т.'ПХЬ-

При ссстэплсяпа карги "Инженерная геология" масштаба 1:500000 па основе д'.-п!:фд:!ро?аят?я косшческгс материалов сег~п ККИПР исследуемая территория была подразделена на'две категории образований -

порода коронной основы и поверхностные отлояения, которые представлены тремя генерализованными типами пород: осадочным, магматическим и метаморфическим. II? данной 1шрте Еыделено восемнадцать разновидностей нпжнерно-гоологических формаций вследствие пере!фестной взаимосвязи формаций (интрузивных, эффузивных, метаморфических, г.арбонатных, терригенных, молассовых-древша и кайнозойских, горного одеденешш и «ионов, мекгорлых впадин) с группами типов пород (стальными, полускальными, рыхлыми, мягкосвязными, связные). На карте приведены характеристики литолого-петрографическсго состава, физико-механических свойств пород, освещена гидрогеологическая обстановка и специальными условными знаками указаны конкретные место-полокения развития экзогенных процессов и явлений; осыпей, оползней, окраиной эрозии, карста, сели, смыва, просадки грунтов, эпицентры землетрясений и границы распространения многолетней мерзлоты.

Составленная "Карта распространения засоленных грунтов Кыргызского Тянъ-Еаня" масштаба 1:500 ООО позволила выделить до 10 разновидностей по степени и типу засоления пород. Межгорные впадины Северного Тянь-Шази характеризуются сульфатным и содовым типом со степенью засоленности от 0,3 до 1,0$ плотного остатка от 100 г сухой массы грунта. Срединный Тянь-Шань отличается смешанным и хло-ридным типом и степенью засоленности грунтов от 0,3-1,0$ до 1,5-2,0$. Межгорные впадины Южного Тянь-Лклш имеют смешанный и гипсовый тип к степень засоления грунтов от 0,3-1,0 до 1,5-2,0$.

На карте территорий распространения и прогноза просадочности лессовых, грунтов выделено до 27 подразделений, где представлены соответствующие мощности просадочной зоны, величины их суммарной . йросадки, а такке определены типы грунтовых условий по просадочности. Уыявлешше 32 стратиграфо-генэтических разновидностей лессо-еых грунтов региона объединены в 9 комплексов и 6 групп по приуроченности к различным типам рельефа (ледниковых и водно-^ледниковых равнин; долины рек, озорно-аллювиальных низменностей; высоко-, средне- и низкогорий, которые увязаны с территориями их преобладающего, прерывистого и островного распространения с учетом просадо-.чных разностей при природных, и дополнительных нагрузках.

На рисунко 9 демонстрируются серии инкенерно-геологических "карт-врезок" на примере ключевого участка Орловка Чуйокой мзкгор-пой впадины Северного Тянь-Шаня.

для цо.'1вй рацпонального использования и охраны лессовой геосреды, тесно взаимосвязанной с эколого-экономическими характерно-

H 1 î 'f'T 4 J'rttftnщ atrx*«>rro*s

(liiiiJl V'bvcxaîê

{y '«r/rеч

resHiaart* -l qpiry

i ? '*} C'l ÍJLcfix' if

isjb'i £чч%/ üCfTmtíacrvjnt pfi

UVÜii

(SU

*ík«

, Ркс. 5 . №сг.енерко-гесяо: лс-ши лессовых

етческпо критерии рзздо-

iJop."3Iîîii

тиками условий их освоения, автор предлагает в процессе картирования, наряду с шсхенерно-геологической съемкой (рис. 9 Л) проводить ряд новых построений (рис. 9 Б, Б, Г, Д). Поскольку в практике изысканий, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений ключевой участок будет подвергаться антропогенным изменениям, ускоряющим протекание катастрофических процессов к явлений, предлагается использовать шгсенорхю-геономпческле хфиторжх разделения массивов лессовых формаций.

Одним из этапов построения хшкенерно-геономической карты разделения лессовнх формаций является ео пространственной расчленение с использованием методики пластики рельефа (рис. 9 Б). Позиции геоэколого-эконодаческой выгодности и необходимости широкого внедрения м^тододопах пластики рельефа подтверждаются другими построениями (рис. ЭВ), иеотектоническлы геодизшистквно-тектонофоциато-ным разделением массивов лессовых формаций, о такдо (рис. 9 Г) нелинейным инненерно-геономичаским разделением лессовых формаций ключевого участка. Б итоге проводится генерализация и построение ин-пенерио-геономичеокой карты-схемы (рис. 9Д), где лессоэее форма-Ц1ОТ получили свое наиболее полное расчленение.

Опорный разрез " ¡О' - Орловка ", обозначенный н~ рисунке 9 ( С - ЗЭ -*- С - 2Э -*- Ш - С1Э ) подтверждает неоднородность и раз-новозрастность исследуемой тол:ци лессовых формаций. Палеотектоно-фоциалышо условия и геоднзъвнктлвныэ движения способствовали со-хранешга мовдостк просадочиой зоны до 65 метров в 72-метровой толще лессовых формаций. Автором б разрезе " КУ-Орловхса", относимых к "иоткшш.1 лессам" эолового генезиса, обнаружены многочислен-ныо криодеформации, включения отдельных зерен дросвы, инох'да щоб-ня и галыш, а также максимальное развитие волнистой, хсосой и горизонтальной слоистости.

Демонстрируемые серии инженерно-геологических карт вследствие значительного объема включены в диссертащсо фрагментарно и полиостью подтверэдохш Госстроем Р05СР, НПО Стройизысканпя (ПНШИС), Госцентром Природа тремя соответствующими документами о внедрении ( В 16п/511 от 1Д0-83 г., й 16Д139 от 31/11-89 г., ¡;> Ип/1132 от 18/4-91 г. ).

В завершение диссортаидохшого' исследования даны Хфиодеграда-циошше, гомолого-мшерологичесхие и гашехтрно-геопомичоскис пути рошеппя проблош природы просадочности и генезиса лессовых формаций 51 намечены конкретные напраашшя дальнейшего мездисЕршпшар-ного и многоотраслевого использования выявленных закономерностей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Анализ планетарных л региональ-тлс (на примерз Кыргызского Тянь-Шаня) закономерностей геологического, неотектонического развития и палеогеографической оботановкп шгсйстоц^ч-голоценового времени свидетельствует о том, что исследуемые кварц-гонериругацио лессн относятся к самостоятельным элементарным гзологическим формациям. .

Проведено обзорное типологической шсмнарно-геологическое районирование и составлена планетарная модель образования лессовых формаций йгра, позволившие подразделить их на территориальные и экваториальные разности, где в пределах оуии выделяется Внутренняя (Бессточная) таксономическая единица, вюгочащая исследуемые кеа-горкио впад;пш н окру.?.аплую горную систему Кыргызского Тянь-йаня. ■

2. Построена гоолого-генэтическая модель образовать и размещения лоссовнх формаций по различным геоструктурншл зонам Земли. Представлена обновленная рабочая для изучения антропогепа Киргиз-мсого Тянь-Шаня лессово-палеопочвенная стратиграфическая схема. Отличительной особенностью предлагаемой автором стратисхемы является ее сбсолютпо-геохропологпчеогля, леосово-палеопочвонная, антрополо-го-археологическая и палосмагпитнпя основы как показатели геологических интервалов временя глобального планетарного изменения палео-клкматпчеезпх обстаногок, спссойствовавсих интенсивному формфова-шш и накодшппз шиеаатой фракции, в первую очередь кварца лессовых формаций исследуемой территории. Образование трансформлрую-щ:псся в падеопочвоншш горизонты леооовых формаций четвертичного возраста, в том число пх лросадсэдшх разностей, следует соотносить

с сейсмогсологлческт-вужаногеинш.г,! нмлулъезми и вагнейпям геологически периодом оптрополого-архсологичзской эволюции и становления фзномона Человека, Лессовые формации территорий сопряяекы о горными сооругсплямк • а якваторкалышо пх разности с Сушей Мира.

3. В результате системного исслодовшпш лессовых формаций Кыргызского Тянь-Шанл выявлено, что одновременно с изменением л накоплением кварца в крислнтогенетнчосних обстаноЕках процессы г.ы-Еохрпяшшя, сопрово.тдсщиеся гео1фио«*гз!дро-фазнко:да,1т1ческой дезинтеграцией л природным разбором минералов, способствуют образованию индивидуальных микропросадочннх глобулярных ютлоталлоагрегатов.

Построена г-лассификацнонная "планетарная модель" образования мшсропросадочкых глобулярных кристаллоагрегатов, которые способны генерировать различныэ инторстицкал±>ные, над- и мемглобулярные ге-

нетические типы илистости посредством трансформации надатомно-блочных структур и внсксрс-жгутов межблочных связей, установленных по данным их природного травления в результате гомологочлшорало-гического дешифрирования кварца из лессовых формаций Кыргызского Тянь-ЭДаня.

4. Разработан новый тип динамических моделей квазнсимметри-•¡ескгас кристаллов кварца из лессовых формаций, позволяющих перейти от известной двухступенчатой схемы описания кристаллов г. новой гомологочлшералогической трехступенчатой 1а соорганизацаи: крис-тачл->- надатошая блочная структура -*• атомная структура.

5. Предложен новый метод гомолог о~шкералогического и кристаллографического дешифрирования оптических и электронно-микроскопических фотографий, который позволяет выявить ранее но известные закономерности строения минералов о помощью разработанного объемного и динамического моделирования, На основе метода нами впервые обнаружены надатошые вицинальные блочные структуры на примере кварца из лессовых формаций Кыргызского Тшь-Шаня, которые идентифицируются с природными их аналогами из иных лессовых территорий,

о такие включают кварцсодоргащие ряды других геоформаций.

6. Комплекс.разработанных теоретических и экспериментальных данных позволил с системных позиций объяснить при, зду к механизм возниг-швения цротопылеватых чаотиц кварца и последующего накопления их б виде лессовых формации различной мохцпооти, а такко воя-вить ши'егро-дщфференциальше пути квазксншетричоского проявления полшгросадочных свойств в разрезах стометровых. лессовых грунтовых толы в течение геологически длительного времени.

?. Выявленные на примера ызарда закономерности «организации соедоиеимй вещества могут быть применены успешно при «.¡следовании особенностей строения не только широкого спектра минералов или природных руд, но и всевозможных других объектов.

8. Составлен Атлас прима-тел гомологической минералогии, рассчитанный для использования в качестве базовых данных при научно-исследовательских работах, практического пособия для аспирантов к студентов, а также дая ознакомления с простейанмк и каазпсиигагри-ческими многогранниками учацгаоя школ.

9. Разработаш впервые многоуровневые графоаналитические классификационные инжепэрно-геологичеокио схеш-:.;одели квазисчлиетрия гакро-, мозо-, макро- и мега-полшгросадочности, который могут быть использованы в прогнозных теоретически и учебно-мотодкчоекпх исследованиях, а такко практической деятельности в качестве дополни-

тельной информации к строительным нормам и правилам.

10. Составлены первые серии инженерно-геологических кара исследуемого региона и разрезы к шал, которые внедрены в ряд научно-исследовательских и проектно-изыскательских организаций республики л страны.

11. Результаты комплексного и системного исследования кварца из лессовых формаций Кыргызского Тянь-Шаня , изученных с геологических, инженерно-геологических и гомолого-минерал'огических позиций, необходимо широко применять в процеосе »«х мелиоративного освоения в сельском хозяйстве в качестве плодородной почвообразующей среды или их рекультивации; в гражданском и промышленном строительства при использовании лессовых формаций в качестве оснований под инженерно-хозяйственные сооружения,' а также гидротехническом и ирригационном нагрузках, создаваемых на территории разв. .гия лессовых формаций с целью возведения грунтовых плотин и исследования устойчивости бортов водохранилищ, карьеров, горных дорог и каналов.

Основные положения диссертации опубликованы в тшгследупцпх работах:

1. Анализ слшаемоотл лессовидных суглинков четвертичных отлокений Чуйской впадины в связи с оценкой их просадочности по простейшим характеристикам.// Тр. Всесоюзного Совещания по мелиоративной гидрогеологии и шскепорной геолоига. Препринт,- Киев: Изд-1-о У1срШИГШ, 1977.- С.177-165 (в соавт. о П.Г.Григорешсо, Э,Мазуровым и др.).

2. Исследование просадочности лёссовых пород центральной части Чуйской Епадпны Кпрпзин // Сб.: Материалы У научной конференции аспирантов и молодых ученых МГУ, сер. "Грунтоведение и инженер-пая геология". Депонировано'во ЕШТИ, ,'5 2219-78.- Деп., 12 с.

3. К крнт»э оолозоЗ гипотезы происхояденпя лессовых пород (на примерз Средней Лз:ш ч Казахстана) // Сб.: Материалы У1 научной конференции аспирантов и молодых учэннх МГУ. Депонировано но ЕИ;ТП, Ц 2008-79.~ Дон., 15 с.

4. Изменение мшнсрто-гсологичесгеос свойств лессовых пород по разрешу па примере ачлшшынсс лессогш: пород Шуйской ксагораой зпадпи // Си.: Штсрпала "Л1 научной хои.$оршщга аспирантов и к-лодох учеши: ¡{ГУ, Депонировано, ШППИ, ^340-80,- Деп.,

16 п. ••

5. Условия формирования лросадочкостп лессовых «ород в неоген-чот-гортпчной истории Чуйской яозгорпой впадина'// В кн.: Проблема

лессовых пород в оейсмкчаских районах. Тезисы докладов Всесоюзного совещания в Самарканде.- Ташкент: Фан, 1980.- С.103-109.

6. Микроорганизма лессовых грунтов // Инв. геол.- 1983,- J5 5,-С.47-54 (в соавт. с И.Н.Болоткной, А.В.Минервшшм).

7. Опыт использования математического моделирования в целях изучения динамики микростроения лессовых грунтов при просадке // В кн.: Моделирование в гидрогеологии и иняенерной геологии.- Новочеркасск: Изд-во Новочеркасском политех. 1ш-та, 1905.- С.114-119 (в соавт. с Е.Н.Коломенским).

6. Некоторые аспекты палеогидрогеологии Киргизского Тянь-Шаня // В кн. ; Закономерности формирования и решай гидрометеорологически. процессов в горних районах Тянь-Шаня.- Фрунзе: Илии, 1984,-С.73-77 (в соавт. с СЛ'.Калчаевым, Б.Д.Гтдцобвковым).

9. Условия формирования просадочнооти лессовых пород в неоген-четвертичной истории Чуйской мекгорной впадшш // В кн.: Гене-зим, гросадочность лессовых пород и методы их изучения. Тр. Всесоюзного совещания по проблемам леооошас пород.- Ташкент: Фан, 1985 в.- С.203-209.

10. Исследование пространственно-временных условий еярлшровашя просадочнооти лессовых пород Чуйской впадшш Северного Тянь-Шаня // В кн.: Гидрогеология и инаанерная геология Киргизской ССР,- Фрунзе: Или:.¡, 1985,- С,33-39.

11. Теплофиз! :ескпо свойства лессовых пород.-Ила. геол.- 1985.-й I.- С.52-63 (в соавт. с Н.Н.КошосаровэЁ, А.В.МлнзрЕпыыч

. и др.).

12. Исследование особенностей формирования леооових оэдосеиий Ио-сык-Кульско-Чуйского региона //' В raí.: Шиерпалп ТУ соосда географического общества Киргизской ССР.- Фрунае: ИлииД985,-С.66-67.

13. Генезис к соотношение минералов лессовых пород Северного Тянь-Шаня // Тр. Всесоюзного совещания "Теория к методология мине-ралогин",- T.I.- Сыктывкар, 1985.- C.I3I-I32.

14. Лессовые породы мепгорных впадин // Е- кн.; Лессовые породы СССР.- Т.2.- М.: Недра, 1986.- С.Г02-131 (в соавт. с Г.А.Мав-ляновым, Х.Л.Рахыатуллэевыы, В.С.Быковой и др.).

15. Критика эоловой гипотезы происхождения лессовых пород // Увб. геол. курнал.- I98S.- И 5.- C.I7-IS (в соавт. с Н.Г.Мавяшо-вы.м, А, и.'инервгашм).

16. Некоторые вопросы современного состояния и перспективы шшенер-

но-гсолсгического л гг'дрогеодогс-пелпоративяого освоения территории Киргизского Тяяь-Оаня // В гл.: Наторкали 112 кезресяублн-капс::ол научней конференции молодых ученых АН Киргизской ССГ,-групзе: №ши, 1226.~ С.41-13 (в соавт. с Л.0.Га:ютовой, Б.Д. Нолдобековшд).

17. Особенности отросши н природного разбора кварца в лессэх Тянь-Шаня // Изв. /Л Клрг.ССР.- 1987.- 5 3.- С.72-76 (в соавт. с К.И.Чспкглни).

18. Инженерная нагрузка геологической' среди Киргизского Т.чиь-Уаня// Тр. I Бсс-сспзного ст.озда тренер-геологов, геокркодогов, гидрогеологов. Часть 3.- Киев: Наукова думка, 1389,- С,234.

19. Просадотлость - интегральный показатель формирования лессовых пород // В гл.: Инженерная геология лессовых пород,- М.: 1989.-С.17-19.

20. Генезис форлгроваши просадочиостн лессовых пород Киргизского Тянь-Шаня // Б : Инженерная геология лессовых пород. - М., 1909,- С.24-25 (в соавт. с С.Н.Цыбпным, А.П.Сизаком).

21. Карта распространения и прогноза' просадочности лессовых пород СССР (часть Киргизский Тянь-Шань), м-б 1:2500000 / Ред. Сергеев Е.П., Быксгл З.С., Мавляпов Г.А. и др. ГУГК СССР.- Баку, 1989.- 120 с.

22. Ноше связи и научные направления шшшерлой геологии // В кн.: Гидрогеология и шгг.снсрнал геология Киргизской ССР,-Фрунзе; 1!ли:.т, 1390,- С. 47-56.

2?-, Роль воды в формировании свойств лоссовгтх пород Севэрпого Тяль-гдий // 3 121.: Гидрогеология и шшзнэрная геология Киргизской ' ССР.-Фрунзе: Илп;.г, 1990,- С.60-69.

24. Комплексные экслого-охрашые аспекты освоения горшее территорий (на прпмзре Киргизского Тянь-Шаня) // 3 кн.: Материалы республиканской конференции молодых учетных "Охрана окрукакцзй сред;!

п экологические проблега роспублптси".- Оп, 1290,- С.41-43 ( в соавт. с Б.Д.Молдобековпм, А;0Д!аштозой).

25. Некоторые сссбсиг^сти окологкзацни пгоепзрных языошшИ на примерз лессовых формаций Киргизского Тякь-йаня // В га!.: Проблемы экологии в шкеперных изысканиях,- М., 1990,- С.39-40.

26. П:г:снернс-геологичес:сая карта Киргизской ССР (па формацконнон основе, с использованием гма.го снимков ККППР Госцентра "Природа"), м~б 1;5СОООО, ГУГК СССР.- Ташкент, 1990,- 120 с.

27. Гомодогпчостсал минералогия кварца из лессов Киргизского Тянь-Паня //' В кн.: илториолм л.а?дуяэродноЯ конференции "Простран-

ственные грудш симметрии и их современное развитее" (к 100-летию вывода Федоровских групп) и симпозиума "Симметрия в современной кристаллографии".- JI., 1991,- С.130 (в соавт. с К.Н.Че-шжшм).

28. Квазисимыетрическое моделирование надатомно-блочных структур природных кристаллов // Там ке,- Л., 1991.- С.62 (в соавт. с К.И.Чепияным).

И9. Гомология - минералогическое развитие идеи Е.С.Федорова.- Там ке.-Л., 1991.- С.63 (в соавт. с К.И.Чешшшм).

30. Кварц в лессах Киргизского Тянь-Ианя .-Фрунзе: Илим, 1991,207 с. (в соавт. с К.И.Чешшшм).

31. О тектонической позиции лессовых пород Тянь-Л'аня // В кн.: Проблемы изучения полезных ископаемых Кыргызского Тянь-Шаня,- Бишкек: Илим, 1991.- С.34-41 (в созет. с М.Н.Сувнбаевым, А.О.Мамы-тоеой, Т.Л.Иваненко).

32. Эколого-охранные аспекты изучения леосовых формаций геодизъюнктивного генезиса Киргизского Тянь-Шаня // В га.: Проблемы ра работки полезшх ископаемых в условиях высокогорья.- Бишкек, 1991.- С.У7-90 {в соавт. с Б.Д.МолдобекоЕЫм).

Подлинно к печати 27.01.92 г. Формат 60/90 Т/16 Усл.печ.л. - 2 'Ii'ps:-: 130 экз. Заказ № £ Ротшн'иит ПО "Узбекгидрогеология" 7C0i'.n, IfuuitenT, Морозова, 64