Инженерно-геологическое районирование территорий

Инженерно-геологическое районирование проводится по определенным принципам, без которых было бы невозможно сравнить и оценить все разнообразие ИГУ различных территорий.

Наиболее полно принципы инженерно-геологического районирования были разработаны И.В. Поповым (1961), который предложил выделять в качестве самостоятельных таксономических единиц инженерно-геологические регионы, области, районы и подрайоны разного порядка.

Инженерно-геологические регионы выделяются по структурно-тектоническому признаку. Инженерно-геологический регион первого порядка является наиболее крупной таксономической единицей. Примером инженерно-геологического региона первого порядка является Русская платформа, на которой выделяются регионы второго порядка, такие, как Балтийский щит, Московская синеклиза, Воронежская антеклиза, Причерноморская впадина, Предкарпатский прогиб и др.

И.В.Попов предложил выделять инженерно-геологические области в пределах одного региона по геоморфологическим признакам. При таком подходе не надо забывать, что геоморфологические особенности территории являются результатом истории ее геологического развития главным образом в новейшее время. Поэтому можно сказать, что инженерно-геологические регионы – это части регионов, имевшие различное развитие в новейшее время, что нашло отражение, в частности, в их геоморфологических особенностях.

Инженерно-геологические области могут выделяться непосредственно при подразделении инженерно-геологических регионов первого порядка (когда они достаточно однородны в геоструктурном отношении) и в этом случае охватывает огромные территории. Примером в этом отношении является Западно-Сибирская плита. Если развитие территории в новейшее время было неодинаковым, то при более детальном ее рассмотрении могут выделяться инженерно-геологические области разного порядка: не только первого, но второго и даже третьего порядка.

В инженерно-геологических областях выделяются инженерно-геологические районы, на территории которых отмечается однообразие геологического строения, выражающееся в одинаковой последовательности залегания горных пород, их мощности и петрографическом составе. Такие сравнительно небольшие территории могут образоваться при условии, что они испытывали на всей своей площади строго одинаковые по знаку и интенсивности тектонические движения и находились в строго одинаковых палеоклиматических условиях на протяжении их истории развития, выходящей за пределы новейшего этапа геологического развития Земли.

В пределах одного инженерно-геологического района могут быть выделены инженерно-геологические подрайоны, если в этом возникает необходимость, по различному состоянию пород, проявлению современных и древних геологических процессов и т.д. Например, в пределах одного инженерно-геологического района окажется оползневой склон на значительном протяжении береговой линии, то в этом случае может возникнуть необходимость выделения двух инженерно-геологических подрайонов.

При крупномасштабном инженерно-геологическом изучении территории внутри подрайонов выделяются инженерно-геологические участки, в пределах которых, в свою очередь, могут быть выделены инженерно-геологические элементы.

Изложенные принципы выделения различных таксономических единиц при инженерно-геологическом районировании базируется на региональных инженерно-геологических факторах. При такой системе зональные инженерно-геологические факторы учитываются на разных уровнях. Для Западно-Сибирской плиты наличие зон различной степени тепло и влагообеспеченности может учитываться начиная от высшего уровня-при общей инженерно-геологической характеристике Западно-Сибирской плиты как региона первого порядка и кончая одним из низших уровней – при разделении инженерно-геологических районов на подрайоны по состоянию пород.

Выделенные при инженерно-геологическом районировании таксономические единицы можно в определенной степени связать с характером горных пород, слагающих территорию. Это подчеркивает, что горные породы являются не только главным фактором при изучении геологических процессов, но и ИГУ.

Часто возраст породы при ее инженерно-геологической оценке имеет меньшее значение, чем принадлежность к той или иной формации. Поэтому при оценке горных пород в РИГ к ним подходят с позиций учения о формациях. Это, конечно, не значит, что в РИГ следует игнорировать стратиграфическое подразделение пород. Просто геологическая формация как геологическая категория имеет большее значение при инженерно-геологической оценке территорий, чем стратиграфические элементы.

Ставя на первое место формационный принцип оценки пород, под формацией понимается, согласно определению Н.С. Шацкого (1955), «естественно выделяемые комплексы, род, отдельные части которых (породы, слои) тесно, парагенетически связаны друг с другом как в возрастном (переслаивание, последовательность), так и в пространственном отношении (фациальные смены и др.)». Н.С. Шацкий указывал, что формации связаны с определенными тектоническими «структурами и изменяются с изменением тектонического режима и структурного развития земной коры». В то же время формирование формации не могут не оказывать влияние палеоклиматические условия, поскольку речь идет об одновозрастных отложениях, занимающих определенную территорию. Поэтому Н.М.Страхов (1956) назвал осадочные формации ландшафтно-тектоническими сообществами пород. Позднее, в 1960 г. Н.М.Страхов писал: «Сохранение на достаточно большом участке земной коры в течении длительного времени одного и того же режима, при одинаковых (а точнее, достаточно близких) климатических и гидрогеологических условиях (или при закономерно повторяющейся смене их), приводит к формированию единого в структурно-вещественном отношении сообщества горных пород, которое называют формацией горных пород». Итак, два главных фактора обуславливают возникновение формации горных пород: тектонический режим и климатические условия. Трудно отдать предпочтение одному из этих факторов. Доминирующая роль одного из них будет в какой-то степени определяться тем, к какому из классов относится формация: платформенному, геосинклинальному или орогенному.

Для платформенных формаций характерны осадочные породы. Платформенные формации горных пород охватывают большие территории; их формирование проходило при сравнительно небольших амплитудах тектонических движений. В этом случае роль палеоклиматических условий была больше, чем для геосинклинальных формаций. Палеоклиматические условия сказываются на составе и свойствах платформенных формаций, которые достаточно выдержаны на больших площадях и закономерно изменяются при переходе от одной фации к другой (в случае морских отложений от прибрежной к глубоководной).

Геосинклинальные формации возникают при интенсивном прогибании земной коры, поэтому мощность отложений может быть очень большой, а осадочные породы чередуются или залегают совместно с подводными вулканогенными образованиями. Это приводит к тому, что может не быть такой выдержанности в осадконакоплении, как у платформенных формаций.

По сравнению с горными породами платформенных формаций горные породы геосинклинальных формаций характеризуются большой метаморфизованностью, большой литифицированностью и большой дислоцированностью. По своему составу и свойствам горные породы геосинклинальных формаций являются менее однородными, но более прочными. Однако при характеристике массивов пород надо иметь в виду, что разрывных нарушений у них встречается больше, чем в случае платформенных формаций.

При формировании горных пород геосинклинальных формаций роль климата снижается и увеличивается роль тектонических движений. Как правило, в строении геосинклинальных формаций принимают участие морские толщи; широкое развитие имеют вулканогенные образования.

Подразделение формаций можно провести и по преобладающему петрографическому типу слагающих их горных пород. В этом случае можно говорить о группах магматических, метаморфических и осадочных формаций. При таком подразделении мы получим в пределах одной формации большее однообразие пород в инженерно-геологическом отношении и в то же время не будет утеряна связь «сообщество пород» с тектоникой и климатом. Так, все магматические породы имеют определенные инженерно-геологические особенности и свойства в зависимости от их генезиса. Поэтому достаточно подразделить все разнообразие магматических пород на толщи близкого петрографического состава, чтобы получить формации, состоящие из пород, близких в инженерно-геологическом отношении. Для подразделения на формации метаморфических пород необходимо учитывать их степень метаморфизма; ранее указывалось, что выделяются слабо-, средне- и сильнометаморфизованные породы. При подразделении осадочных пород необходимо учитывать их состав в соответствии с группами, выделенными в общей классификации грунтов, и степень их литификации.

Существует определенная зависимость между положением формации в геологическом разрезе и степенью литификации и метаморфизма слагающих ее пород. Поэтому при оценке горных пород в РИГ важно установить, к какому структурному этажу они относятся. Обычно степень литификации и метаморфизма горных пород увеличивается, если они принадлежат к формации, приуроченной к более низкому структурному этажу. Г.А. Голодковская (1968) на примерах Алтае-Саянской складчатой области и Сибирской платформы показала, что в пределах одного структурного этажа свойства пород каждого петрографического типа остаются относительно постоянными, но качественно изменяются при перестройке структурного плана вследствие формирования новых областей сноса и создания нового тектонического режима осадконакопления и постседиментационных процессов.

Если сопоставить изложенные представления о формациях и структурных этажах с ранее выделенными инженерно-геологическими таксономическими единицами, то между ними выявится определенная зависимость. Инженерно-геологические регионы охватывают территории, у которых в геологическом строении верхних горизонтов участвуют несколько структурных этажей, каждый из которых сложен определенными формациями. В пределах инженерно-геологической области поверхностные отложения принадлежат к одному структурному этажу, часто к одной формации, но могут быть представлены различными геолого-генетическими комплексами пород. В инженерно-геологическом районе мы имеем дело с породами одного геолого-генетического комплекса.