книги из ГПНТБ / Мавлянов, Г. А. Инженерно-геологические свойства лессовых пород орошаемых территорий Узбекистана

М — >0.001%; 2—0,001 — 0,005 %; 3 — < 0,001 — 0,01 %; 4 — 0,005— 0,05%; 5— 0,05%,

в дальнейшем содержание его с глубиной увеличивается от 0,001

до 0,05% (0,001—0,005%).

Медь в верхних интервалах шурфа 24 содержится в количест­ ве 0,001—0,005%, в нижних — уменьшается до 0,001% (0,001—- 0,005%). В шурфе 76 количество ее с глубиной увеличивается от

0,001% до 0,001—0,005% (0,001—0,005%). В шурфе 18а содержа­ ние меди такое же.

Кобальт во всех шурфах содержится в большом количестве;

в шурфе 24—0,05—0,1% (0,05—0,1%), в шурфе 76-0,005—0,01%

ка и мало зависит от продолжительности орошения, хотя некото­ рые микроэлементы, например, кобальт, в этом отношении состав­

в пылеватых и глинистых. По содержанию микроэлементов мож­ но определить относительный возраст террас: чем меньше кон­ центрация микроэлементов в породе, тем моложе терраса и наоборот.

В результате орошения изменяется содержание микроэлемен­ тов в породах пролювиального генетического типа: на неорошен-

0,001—0,01, менее 0,001 и 0,01—0,1% соответственно. Содержание этих элементов в лессовых породах измеряется тысячными и меньшими долями процента. Большинство из них являются жиз­ ненно необходимыми. При резкой недостаточности какого-либо элемента возникают так называемые биогеохимические эндамии— заболевание растений, животных и человека (А. П. Виноградов).

Аккумуляция микроэлементов в почве, поступление их из нее в растения с помощью растворителя — природной воды — нахо­ дятся в прямой зависимости от содержания их в почвообразных породах. Поэтому определение качественной и количественной характеристики микроэлементов в лессовых породах имеет очень важное значение при увеличении плодородия почв.

Микроэлементы неодинаково влияют на урожайность хлоп­ чатника и других сельскохозяйственных растений. Например, при

* Анализ производился спектрографически по десятибалльной шкале, коло­ риметрическим методом в лаборатории института ГИДРОИНГЕО Министерства геологии УзССР и Института геологии и геофизики им. X М. Абдуллаева АН УзССР.

115

I

бов, 1959 г,).

Одна из задач настоящей работы — исследование путей рас­ пространения наиболее важных микроэлементов (марганца, цин­ ка, кобальта, меди и молибдена) в лессовых породах средней части р. Зеравшана. Решение этой задачи даст возможность научно обосновать целесообразность применения микроэлементов

всельском хозяйстве.

Взадачу авторов входили подбор методики определения содер­

жания микроэлементов в лессовых породах, установление их кор­ реляции, а также составление картосхем распределения микроэ­ лементов в лессовых породах.

В течение 1964—1971 гг. собрано 300 образцов из средней части долины р. Зеравшана. При определении содержания мар­ ганца, цинка, кобальта, меди и молибдена применен спектроско­ пический метод. В результате установлено количество этих эле­ ментов в лессовых породах, показано распределение их по генетическим типам пород, а также коррелятивная связь их в лессовых породах. На основании полученных данных составлены схематические карты распространения цинка, кобальта, меди и молибдена в лессовых породах изучаемого района.

Как отмечалось выше (глава II), в геологическом строении района принимают участие отложения палеозоя, мезозоя и кайно­ зоя, представленные сланцами, известняками, песчаниками, эффузивами и интрузивами, покрытыми четвертичными лессовыми по­ родами различного происхождения. Источник образования их — разрушение дочетвертичных отложений.

Широко развиты в исследуемом районе лессовые породы (по­ чвообразующие), которые приурочены не только к высоким и низ­ ким террасам, но и к небольшим предгорным возвышенностям и предгорным равнинам, к склонам гор, а также к бортам горных долин. Они состоят из суглинков, супесей с примесью песка, га­ лечника, щебня, дресвы, мощность которых увеличивается посте­ пенно от гор к равнине. Содержание микроэлементов в лессовых

материнских пород, как известняк, характеризуются лишь накоп­ лением марганца, титана и никеля с высоким содержанием кар­ бонатов. Остальные микроэлементы (кобальт, ванадий и хром)

содержатся в малых количествах.

Лессовидные породы и почвы, сформировавшиеся за счет продуктов разрушения изверженных пород (гранита, гранодиорита), обогащены марганцем, титаном, хромом и цинком. Содержа­ ние ванадия, никеля, марганца в пролювиальных лессовидных породах (Qn—Qni) с удалением от гор и с глубиной увеличива­ ется, а молибдена уменьшается за счет изменения гранулометри­

116

удалось установить, что процесс гумусирования интенсивнее про­ ходит в верхней лессовой толще (почвенный горизонт), чем в нижней. Это объясняется более активным почвообразовательным процессом в верхних горизонтах.

В зависимости от содержания гумуса, характера и состояния минеральных компонентов меняется цвет почв. Среднее содержа­

117

ние гумуса в пролювиальных лессовидных породах среднечетвер­ тичного возраста колеблется от 1,07 до 0,08%, а верхнечетвертично­ го — от 0,88 до 0,34%. Большое содержание гумуса отмечено в от­ ложениях верхних террас, где имеются благоприятные условия для интенсивного почвообразовательного процесса. Качественный сос­ тав микроэлементов в лессовых породах зависит преимущественно от состава материнских (коренных) лессообразующих пород.

Наблюдается некоторая закономерность в изменении содержа­ ния микроэлементов и мощности аллювиальных лессовых пород в зависимости от возраста террас или пород. Наивысшая концен­ трация ванадия, марганца, титана, хрома, никеля и кобальта наблюдается в отложениях III надпойменной террасы, в образо­ ваниях II и1 террас их меньше.

В аллювиальных лессовидных породах поймы р. Зеравшана аккумуляция марганца, бора, ванадия, хрома — закономерное явление. Как отмечал В. И. Вернадский (1954), они образуют скопления в местах выклинивания карбонатных вод.

Никель, цинк и титан, по сравнению с кобальтом, марганцем, ванадием и молибденом, распространены более или менее равно­ мерно

Сравнительные средние данные вещественного состава пролю­ виальных лессовых пород на неорошенной площади (ш. 24), по­

до глубины 5,0 м она непрерывно возрастает до 7,60 %, затем на глубине 6 и 7 л снижается соответственно до 7,0 и 6,5%. Анало­ гичная зависимость наблюдается в изменении объемной влажнос­ ти; на поверхности она равна 0,99%, на глубине 0,5 м — 4,30%, 5,0 м — 10,01%, однако на глубине 6,0 и 7,0 м она уменьшается до 9,0 и 8,01% (7,01%).

По шурфу 76 на поверхности весовая влажность составляет 7,25% и до глубины 6,0 м неравномерно возрастает до 12,57% (11,99%). Соответственно увеличивается объемная влажность от 10,69 до 21,00% (17,00%). По шурфу 18а весовая влажность из­ меняется от 10,36% (9,0 м) до 14,90% (2,0 м). С глубиной она уменьшается, в среднем составляет 12,49%. Объемная влажность также изменяется с глубиной: минимум (15,18%) отмечен на глу­

118

емная за тот же период изменилась от 7,01 до 17,00%. Дальней­ шее орошение на величине влажности практически не отражалось: через 30 лет весовая влажность достигает 12,49%, а объемная —

17,18% (ш. 18а).

Породы насыщаются водой главным образом в первые годы орошения. В дальнейшем преобладает процесс растворения солей

119

значения его по всем шурфам близки: на неорошенной площади—

Максимальная молекулярная влагоемкость (табл. 35) наи­ большая на неорошенной площади (ш. 24). На поверхности она составляет 14,59%, с глубиной неравномерно снижается до мини­ мума: на глубине 7,0м — 10,58% (12,67%). По шурфу 76 наб­ людается обратная зависимость — с глубиной она увеличивается от 9,02 (0,00 м) до 12,53% (7,0 м), в среднем 10,93%. По шурфу

18а максимальная молекулярная влагоемкость не зависит от глу­ бины, самая меньшая — 8,13 — 9,58%, максимальная—(10,01%) отмечена на глубине 4,0 м (9,23%).

Максимальная молекулярная влагоемкость. пород наибольшая на неорошенной площади—12,67% (ш. 24), через 30 лет орошения она снизилась до 8,23% (ш. 18а). Это связано с изменениями в гранулометрическом и минералогическом составе пород при дли­ тельном увлажнении. . .

120

Коэффициент фильтрации наибольший для неорошенной тер­ ритории (табл. 35). По шурфу 24 он с глубиной постепенно сни­ жается от 2,61 (0,00 м) до 0,50 м/сут (7,0 м); по шурфу 76 — не зависит от глубины и колеблется от 0,69 до 0,93 м/сут, наимень­ ший отмечен для шурфа 18а — 0,07 и 0.08 м/сут, на глубине 4,0м — 0,11 м/сут. Итак, коэффициент фильтрации неорошаемых пород выше, чем орошаемых,— 1,01 (ш. 24) и 0,076 м/сут (ш. 18а)

Т а б л и ц а 35

Максимально-молекулярная влагоемкость и коэффициент фильтрации пролювиальных лессовидных пород на неорошаемой площади (Ш.24), после 6-(Ш.76) и 30-летнего (111.18 а) орошения

По шурфу 24 верхний предел пластичности изменяется от 17,02 до 26,91%, преобладают образцы с пластичностью более 20% (22,58%); нижний предел — от 15,43 до 25,91%, чаще менее 21%, в среднем 20,17% (табл. 36). Число пластичности колеблется от 0,18 до 6,56% (2,41%). По шурфу 76 наблюдаются повышенныепоказатели: верхний предел составляет 21,70 —- 27,88% (24,00%),

нижний — 15,91—25,32% (19,40%), число пластичности — 1,59— 8,54% (4,90%), иногда — 0,22% на глубине 6,0 м. По шурфу 18 а

пластичность породы в связи с длительностью орошения выше;- верхний предел — от 23,24 до 27,38% (25,43%), нижний — от

17,91 до 23,32% (18,71%), число пластичности — 3,59—8,62%.

(7,67%).

Пластичность зависит от влажности породы и ее грануломет­ рического состава. Верхний предел ее по мере орошения посте­

121

после 6-летнего орошения относятся к слабопластичным (супесь), а по истечении 30 лет — к среднепластичным (суглинок).

Т а б л и ц а 36

Пластичность пролювиальных лессовых пород на площади неорошенной (Ш.24), после 6-(Ш.76) и 30-летнего (Ш.18а) орошения

1670,00 17,02 15,43 1,59 177 0,00 25,04 18,91 7,13 1563 0,00 26,91 23,32 3,59

1680,50 22,64 25,91 2,27 178 1,00 27,88 19,34 8,54 1564 1,00 23,24 18,69 5,55

1691,00 24,66 18,10 6,56 179 1,50 24,60 18,10 6,50 1565 2,00 27,38 19,34 8,04

170 1,60 26,91 23,32 2,13 180 2,00 23,34 18,69 3,55 1566 4,00 24,66 18,10 6,65

1712,00 23,24 18,69 4,55 181 3,00 22,14 15,91 6,23 1567 4,00 23,58 13.63 8,95

1723,00 25,83 10,34 5,89 182 3,50 21,70 17,48 4,22 4569 6,00 27,38 19,34 8.04

1733,50 22,44 25,63 3,19 183 4,00 25,45 20,04 5,41 1573 9,00 27,38 19,34 8,62

Пористость и коэффициент пористости при орошении сущест­ венно изменяется (табл. 37).

и через 6 лет (ш. 76) составляет 45,80—49,80% (47,27%), коэффи­ циент пористости соответственно 0,84 и 0,99 (0,89). Дальнейшее орошение (ш. 18а) приводит к еще большему уплотнению породы: пористость — 41,8—48,8% (44,93%), коэффициент пористости

0,64-0,95 (0,82).

Пористость при орошении лессовых пород значительно умень­ шается. На неорошенной площади она составляла 53,2% (ш. 24), а через 30 лет орошения уменьшилась до 44,93% (ш. 18а), коэф­ фициент пористости —1,13 (ш. 24) и 0,82 (ш. 18а) соответственно.

Результаты определений физико-механических свойств пролю­

122

виальных лессовых пород в зависимости от орошения приведены в табл. 38.

Т а б л и ц а 37

Пористость и коэффициент пористости пролювиальных лессовых пород на 'Неорошаемой площади (Ш.24), после 6- (Ш.76) и 30-летнего (Ш.18а) орошения

Таким образом, вещественный состав и физико-механические свойства пролювиальных лессовых пород при орошении сущест­

123