книги из ГПНТБ / Мавлянов, Г. А. Инженерно-геологические свойства лессовых пород орошаемых территорий Узбекистана
.pdfЗначительная разница в абсолютных отметках между горной и равнинной областями (2000 м) обусловила внутреннюю диффе ренциацию климата, рельефа и создание локальной вертикальной зональности, которая способствовала интенсивному развитию про цессов выветривания и разрушению коренных пород в горной и предгорной областях, а также подготовке каменного материала для формирования четвертичных отложений, в том числе лессовых пород в равнинной части.
Постоянные и временные водотоки в течение четвертичного пе риода выполняли роль транзита — транспортировки каменного ма териала с гор в долину, где происходила его аккумуляция.
Четвертичные отложения накапливались поэтапно: в нижне четвертичный (азкамарский Qi) этап вблизи гор аккумулировался грубообломочный материал, послуживший на отдельных участках источником для формирования каменного лесса; в среднечетвер тичный (карнабский Qn) этап отлагался обломочный материал и одновременно на различных участках формировались аллювиаль ные, делювиальные и пролювиальные лессовые породы значитель
ной |
мощности; в верхнечетвертичный (сукайтинский Qm) этап |
на |
равнине аккумулировался преимущественно пролювиальный и |
в меньшей мере аллювиальный мелкоземистый лессовый материал, а также аллювиальные отложения современного (зеравшанского Qiv) комплекса. Пространственное размещение различных гене тических типов лессовых пород различно.
Элювиальные лессовидные породы развиты главным образом в горной зоне по водоразделам и характеризуются неотсортированностью, с глубиной в них увеличивается количество обломков пород, слоистость отсутствует.
Делювиальный лесс и лессовидные породы распространены как в горной, так и в равнинной зонах. В пердой они размещаются на склонах гор и на высоких террасах. По мере удаления от гор происходит сортировка материала, в равнинной зоне формируются лессовидные суглинки или лессы, мощность их достигает 30 м.
Пролювиальные лессовидные породы горной зоны, как правило, содержат прослои гравия, песка, дресвы и др. С удалением от гор количество их постепенно уменьшается, а в концевой части пред горной равнины они полностью исчезают. В этом же направлении увеличивается мощность и однородность мелкоземистого материа ла, и лессовидные породы переходят в пролювиальный лесс мощ ностью более 10 м.
Аллювиальные лессовидные породы в горной зоне почти отсут ствуют. Они представлены галечниками, гравием и песками и лишь с поверхности покрыты лессовидными суглинками мощ ностью 1—2 м. В равнинной зоне аллювиальные лессовидные поро ды широко распространены. Мощность их увеличивается, а состав изменяется по мере удаления от горной зоны.
Процесс лессообразования беспрерывный и очень динамичный, проявляется на различных гипсометрических поверхностях, кро
42
ме современных долин рек, на участках с близким залеганием грунтовых вод.
Мощность лессовых пород различна и зависит от климатических и геоморфологических условий, литологического состава материн ских пород, интенсивности процессов выветривания, уклонов ме стности, условий аккумуляции и т. д.
Генетические типы лессовых пород различаются по условиям залегания: элювиальные и делювиальные — чаще на палеозойских
имезозойских породах, пролювиальные — на каменном лессе, а в концевых частях конусов выноса—главным образом на галечниках
икоренных породах, аллювиальные залегают ступенчато в соот ветствии со строением террас и подстилаются речными галечни ками, гравием, песком.
Размещение четвертичных отложений в пространстве района исследований отчасти иллюстрируется поперечным инженерно геологическим профилем по линии I—I (рис. 10, табл. 4), начинаю щейся от горы Каракчатау, сложенной образованиями силура. Под влиянием процессов выветривания и эрозии силурийские отложе ния в четвертичный период разрушались, здесь же вблизи них на капливался обломочный материал, послуживший источником для образования конгломератов в нижнечетвертичную фазу денудации (Qi) и пролювиально-аллювиальных и пролювиально-делювиаль ных нерасчлененных лессовидных пород карнабского комплекса (Qii) с включениями галечника, щебня, гравия, дресвы с содер жанием песка. Отложения азкамарского (Q i) и карнабского (Q i i ) комплексов широко распространены и имеют значительные мощ ности. Они подстилают вышележащие образования по всей Зеравшанской долине.
В южной части профиля |
в районе шурфа 75 и скважин |
1а—I |
|||
(предгорная зона) залегают |
пролюдиально-делювиальные лессы |
||||
и лессовидные породы Qn с включениями |
гальки, гравия. |
Они |
|||
подстилаются грубообломочным материалом |
и |
более древними |
|||
образованиями |
QiЭти же |
породы в виде |
значительной линзо |
||
образной толщи |
залегают на глубине примерно |
10 м в районах |
|||
рек Карадарьи, Даргом, Анхор и ст. Джума |
(рис. 10), т. е. эти по |
||||
роды залегают на правом борту долины, а в центральной |
части |
поперечника (профиля) в районе острова Мианколь они полностью эродированы р. Зеравшаном.
В северной части поперечный профиль по линии I—I заканчи вается у хр. Каратепе, сложенного палеозойскими образованиями. В среднечетвертичную фазу денудации здесь происходило накоп ление делювиальных обломочных материалов.
В верхнечетвертичную — сукайтинскую (Qi) фазу денудации и аккумуляции формировались пролювиальные лессовидные суг линки с линзами и прослоями мелкозернистого песка. Эти породы выходят на поверхность в районе буровых скважин I—1а, а также шурфа 24, ст. Джума, р. Анхора и скважины 5. На площади послед-
43
Геологическиа индексы
Рп
Рц -III
Рш
PlV
Т а б л и ц а 4 -
Физико-механические свойства лессовых пород (к поперечному профилю I—I)
|
Мощ |
Порода |
ность |
пород, |
|
|
м |
Пролювиальные лессовые |
4—27 |
|
и лессовидные породы с |
||
линзами гальки |
и гравия |
|
Пролювиальные |
лессозиа- |
|
ные породы, переел айва- |
3 -1 2 |
|
ющиеся с линзами мел- |
|
|
коокатанного галечника |
|
|
Пролювиальные лессовид |
1—21 |
|
ные породы с прослоями |
||
мелкозернистого песка |
|
|
Аллювиальные лессовид |
|
|
ные породы с галечника |
|
|
ми в пересыпке с песком |
3 -1 4 |
супесью и суглинком, иногда в долинных час тях валуны и галечник
|
Содержание фракции, |
% |
|
Объемный вес |
|
|
|
Удельный вес |
|
|
|
|
при естественной |
|
песок—2—0,05 |
пыль —0,05—0,002 |
глина-0,002 |
|
влажности, г/с м 3 |
|
|
|||
39.60—54,32 |
32.88—49,56 |
9,42—12,06 |
2,75—2,77 |
1,47-1,56 |
46,96(2) |
41,23(2) |
10,74(2) |
2,76 (2) |
1,51 (2) |
5,87-98,60 |
1,4-81,78 |
4,70-22,28 |
2,64—2,78 |
1,17—1,49 |
34,55(16) |
56,93(16 |
13,31 (16) |
2,70(17) |
1,33(18) |
3 ,8 -2 3 ,4 |
67,2-86,5 |
3 ,8 -19,2 |
2,70—2,76 |
1,24—1,59 |
11,5 09) |
78,4 (19) |
8,2 (И.) |
~~ 2,"74"(23) |
1,38 (22) |
17,31-42,89 |
43,79-56,96 |
17,44—31,50 |
2,72-2,77 |
1,53-1,76 |
25,83 (17) |
51 ,29(17) |
22,76(17) |
2,73(15) |
1,60(17) |
ГТродолж. таблицы 4
Геологи- |
Мощ |
Пределы пластичности, % |
|
Допус |
|
|
ность |
Пористость |
|
Число |
каемое |
Особая характеристика |
|
Порода |
пород, |
|
пластичности |
давле |
свойств грунтов |
|
Индексы |
м |
верхний |
Н И Ж Н И Й |
|
ние |
|
|
|
|
K Z j C M 2 |
|
Рц
Рц -ш
Рш
P.V
Пролювиальные лессовые |
|
42,5 -4 4 ,0 |
20,17—25.52 |
16,21—18,35 |
3,96—6,77 |
|
|
|
и лессовидные породы с |
4 -2 7 |
с |
* |
|||||
линзами гальки и гравия |
|
43,2(2) |
22,84 (2) |
17,28(2) |
5,31 (2) |
|||
|
|
|
|
|
|
^ |
<\Г |
|
Пролювиальные лессовид |
|
|
|
|
|
V * |
||
|
|
|
|
|
54 Ю |
|||
ные породы, переслаива- |
3 -1 2 |
50,0 -59,2 |
19,63-32,44 |
11.47-21,44 |
2.34—14,04 |
ю т-Г |
||
^ |
§ |
|||||||
ющиеся с линзами мел- |
|
55,3(14) |
24,32(20) |
18,16(20) |
6,42 (20) |
|||
коокатанного галечника |
|
|
|
|
|
О |
— |
|
|
|
|
|
|
|
Я я |
||
Пролювиальные лессовид |
|
|
|
|
|
я « |
||
|
42,2-54,1 |
20,38-25,45 |
18,55-24,48 |
4,55-5,47 |
X |
о |
||
ные породы с прослоями |
1-21 |
05 |
Н |
|||||
48,6 (22) |
23,48 (18) |
20,04(18) |
64,77(18) |
о У |
||||
мелкозернистого песка |
|
|||||||
|
й 8 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
8 s |
||
Аллювиальные лессовид |
|
|
|
|
|
з |
8 |
|
|
|
|
|
|
О * |
|||
ные породы с галечника |
|
|
|
|
|
£ ео |
||
ми в пересыпке с песком |
3 -14 |
46,7—55,7 22,43-25,75 |
18,03—20,79 |
3,87—6,29 |
° |
е |
||
3 |
||||||||
супесью и суглинком, |
|
50,7 (15) |
24,55(17) |
19,84(17) |
4,68 (17) |
CQо |
||
иногда в долинных час |
|
|
|
|
|
' |
CQ |
тях валуны и галечник
Просадочные по роды и суглинки
Просадочные включения, гравилистые матери алы
Слабопросадочные супеси и суглин ки с прослоями песка
Непросадочные
гравилистые пески с прослой ками галечника и валунами
П р и м е ч а н и е . Цифры в числителе — минимальные и максимальные значения, в знаменателе — среднее, в скоб ках— количество определений,
него интервала профиля эти породы значительно распространены,
мощность их более 20 м.
Северная часть профиля в районе шурфов 32—33 и Эски-Ан- хора сложена пролювиально-делювиальными лессовидными поро дами карнабского и сукайтинского комплексов (Qn—Qm) с линза ми щебня и включениями мелкообломочнаго материала, подстила ются мощной толщей полуокатанного грубообломочного материала
спрослоями суглинка.
Впоймах рек Акдарьи и Карадарьи на грубообломочных мате
риалах залегает мощная толща аллювиально-пролювиальных га лечников в пересыпке с песком, супесью и суглинком, относящих ся к верхнечетвертичному и современному этапам накопления
(Qm—Qiv)-
В поймах упомянутых рек поперечный профиль по линии I—I заканчивается отложениями аллювиальных лессовидных пород современного этапа накопления (Qiv) мощностью 3—14 м (рис. 10).
Гранулометрический состав лессов и лессовидных пород, осо бенно пролювиально-делювиальных Qn (табл. 5) крайне неодно
роден. |
Содержание фракций в |
них колеблется: |
песчаной — от |
11,5 до |
46,96%, пылеватой — от |
41,23 до 78,40%, |
глинистой — от |
8,20 до 22,76%. |
|
|
Наименьшим средним значением объемного веса при естествен ной влажности (1,33 л/сек) обладают пролювиальные лессовидные
породы Qn—От . |
а наибольшим (1,60 л/сек)— аллювиаль |
ные Qiv. |
: 1 |
Пористость лессовидных пород также ресьма различна. Среднее ее значение колеблется в пределах 43,20—55,30%. Наименьшими показателями пористости обладают пролювиально-делювиальные лессовидные породы Qn, а наибольшими — пролювиальные
Qn—Qm.
Средние пределы пластичности довольно однородны. Так, верх ний предел колеблется от 22,84 до 24,55%, нижний от 17,28 до
20,04%, число пластичности 4,68—6,42.
Приведенные в таблице данные о физико-механических свой ствах характеризуют лишь породы, пересекаемые поперечным раз резом по линии I—I и вскрытые шурфами и буровыми скражинами. Поэтому они ни в какой мере не могут сравниваться с другими показателями, отражающими площадное распространение лессо вых пород Зеравшанской долины.
Рис. 10. Поперечный инженерно-геологический профиль по линии I—I (соста вила X. А. Хасанова с использованием материалов других авторов, 1971 г.):
7—пролювиальные и делювиальные лессы и лессовидные породы с включением гальки и гравия, подстилаются грубообломочным материалом и более древними породами; 2 —пролювиальные лессо видные суглинки с линзами и прослоями мелкозернистого песка: 3—аллювиальные ^лессовидные породы, подстилающиеся галечниками в пересыпке с песком, супесью, суглинком; 4—пролювиаль ные лессовые породы с редкими линзами дресвы, крупнозернистого песка, гравия, подстилаются грубообломочными породами различного возраста и состава; 5—пролювиальные и делювиальные лссеовидные породы с линзами щебня и включением мелкообломочного материала, подстилаются
мощной толщей полуокатанного материала с прослоями суглинка, нерасчлененные.
46
Рассматривая поперечный инженерно-геологический |
профиль |
по линии I—I, можно представить в пространстве и во |
времени |
сложные процессы образования Зеравшанской долины и накопле ния в ней мощных толщ четвертичных отложений, различных как
по литологическому составу, |
так и по генезису и возрасту. В по- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
5 |
|
|
Среднее содержание |
гранулометрического состава |
|
|||||
|
|
по возрасту и генезису |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Гранулометрический состав |
||
|
|
Порода |
|
Генезис |
Возраст |
содержание фракции |
||
|
|
|
песч.— пылеват,— ГЛИН.— |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
-0,05 0,05-0,005 |
0,005 |
|
Каменный лесс |
|
pi |
|
14 |
73 |
13 |
||
Лесс правобережья |
|
pi |
Qu |
13 |
79 |
8 |
||
Лесс |
левобережья |
|
pi |
Qii |
10 |
80 |
10 |
|
Лесс |
|
|
|
а! |
Qii |
14 |
76 |
10 |
Лесс |
левобережья |
|
р> |
Qm |
10 |
79 |
11 |
|
Лессовидные породы правобережья |
|
pi |
Qii |
13 |
80 |
7 |
||
Лессовидные породы левобережья |
|
pi |
Qii |
14 |
77 |
9 |
||
Лессовидные породы |
|
el |
Qii |
12 |
75 |
13 |
||
Лессовидные породы правобережья |
|
pi |
Qiii |
11 |
80 |
9 |
||
Лессовидные породы левобережья |
|
pi |
Qiii |
12 |
77 |
11 |
||
Лессовидные породы |
|
а1 |
Qiii |
11,5 |
78,5 |
10 |
||
Лессовидные |
породы |
|
а! |
Qiii |
12 |
73 |
15 |
|
Лессовидные породы |
|
а1 |
Qiv |
16 |
72 |
12 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
следующих |
разделах эти вопросы рассматриваются |
более по |
||||||
дробно. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ниже кратко характеризуется продольный инженерно-геологи |
||||||||
ческий профиль по линии II—II |
(рис. 11, табл. 6), берущей начало |
|||||||
в горной зоне, проходящей через Рахматабад |
(ш. 7), |
Самарканд, |
ст. Джума, Каттакурган и заканчивающейся западнее ст. Зирабулак. Профиль построен в соответствии с документацией шурфов
7, 91, 16, 25, 24, 83, 8, 54, 38, 95, скважин 74, 72, 146, 67, 89, 134,91, 106, 107, 117, 64, 63 и обнажений 54, 51, 11.
В горной зоне в начале продольного профиля обнажены кон гломераты неогена. Вниз по течению р. Зеравшана в районе Рахматабада они прикрыты четвертичными отложениями и вскрыты скважиной 74.
На конгломератах неогена залегают пролювиально-делювиаль ные когломераты и глинистые породы азкамарского комплекса мощностью до 20 м, вскрытые скважиной 74.
Нижнечетвертичные отложения (Qi) перекрыты мощной толщей пролювиально-делювиальных лессовых пород Qn с включением
48
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
б |
Фязико механтческие свойства лессовых пород (к продольному профилю II—II) |
|
|
||||
Геологи- |
Мощ |
|
Содержание фракции, |
% |
Объемный вес |
|
ность |
|
|
Удельный вес |
|||
Порода |
пород, |
|
|
при естественной |
||
индексы |
м |
песок |
П Ы Л Ь |
глина |
влажности, |
zjCM3 |
|
|
2-0,05 м м |
0,05—0,005 м м |
0,005 м м |
|
|
Рп
р п - т
Рш
Pin
Рш
р 1У
Лессовидные суглинки |
20-70 |
|
Лессовидные породы с |
1—18 |
|
прослоями щебнистого |
||
суглинка |
|
|
Пески крупнозернистые, |
2—20 |
|
гравий |
||
|
||
Чередование лессовых по |
|
|
род со щебнисто-галеч- |
1—30 |
|
никово-песчаным матери |
||
алом |
|
|
Суглинки с линзами и |
5 -3 4 |
|
прослоями мелкозернис |
||
того песка |
|
|
Аллювиальные лессовид- |
|
|
ные породы, подстилаю |
2 -1 4 |
|
щиеся галечниками в пе |
||
ресыпке с песком, су |
|
|
песью и суглинком |
|
5,87-32,74 |
32,89—81,16 |
7,03—22,28 |
2,68-2,78 |
1,28-1,79 |
15,10(17) |
68,15(17) |
13,99(17) |
2,74 (15) |
1,61 (10) |
39,60-54,32 |
32,88—49,59 |
9,42—12,06 |
2,73—2,75 |
1,51-1,72 |
46,96(2) |
41,23 (2) |
10,74(2) |
2,74(2) |
1,63(9) |
3,8-29,62 |
58,00-86,5 |
3,76-17,30 |
2,66- 2,78 |
1,24-1,59 |
14,19 (32) |
72,47(32) |
9,01 (32) |
2,72 (26) |
1,38 (—27) |
11,31-16,37 |
65,11-79,55 |
6,35-22,87 |
2,64-2,66 |
1,27—1.37 |
13,88(6) |
74,09 (6) |
П,74(6) |
2,65 (2) |
1,32 (2) |
12,70—21,53 |
54,01—57,68 |
23,54—29,61 |
2,64-2,83 |
1,26-1,53 |
17,11 (2) |
55,84 (2) |
26,57 (2) |
2,73 (6) |
1,39 (7) |
17,70—27,24 |
53,31—78,32 |
4.30—18,32 |
2,62-2,77 |
1,41—1,63 |
21,80 (3) |
63,29 (3) |
13,78 (3) |
2,70 (6) |
1,48 (3) |
Продолж. таблицы 6
Геологи- |
|
Мощ |
|
Пределы пластичности, |
к |
Порода |
ность |
Пористость |
|
|
|
ческне |
пород, |
|
ЧИСЛО |
||
индексы |
|
м |
верхний |
НИЖНИЙ |
|
|
|
|
пластичности |
р |
Лессовидные суглинки |
20—70 |
|
MI |
|||
РП-1П |
Лессовидные породы с |
1-18 |
|
|
прослоями щебнистого |
||
|
суглинка |
|
|
Р ш |
Пески крупнозернистые, |
2—20 |
|
гравий |
|||
|
|
||
p i |
Чередование лессовых по |
|
|
1 III |
|
||
|
род со щебнисто-галеч- |
1—30 |
|
|
никово-песчаным матери |
||
|
алом |
|
|
F IIt |
Суглинки с линзами и |
5 -34 |
|
|
прослоями мелкозернис |
||
|
того песка |
|
|
PlV |
Аллювиальные лессовид |
|
|
|
ные породы, подстилаю |
2 -1 4 |
|
|
щиеся галечниками в пе |
||
|
ресыпке с песком, су- |
|
|
|
песью и суглинком |
|
42,5-49 |
24,33-25,14 |
20,46—20,79 |
3,37-7,25 |
||
44,8 (19) |
24.73(16) |
20,63 (16) |
4,00(16) |
||
42,5-48,7 |
21,06-23,24 |
11,47—18,19 |
4,43-9,59 |
||
47,3(6) |
22,35 |
(6) |
16,45 (6) |
5,89(6) |
|
44,2-50,0 |
21,44-25,75 18,95-20,22 |
2,49-5,03 |
|||
46,9 (28) |
23,9(26) |
19,66 (26) |
3,58 (26) |
||
50—52,2 |
17,02-26,91 |
15,43—23,32 |
1,59-3,59 |
||
51,1(2) |
23,01(7) |
19,89(7) |
2,79(7) |
||
42,6—50,0 |
19,12—26,49 |
17,45—20,54 |
3,8—5,45 |
||
46,1 |
(6) |
22,01 |
(6) |
19,63(6) |
4,73(6) |
44,1-51,6 |
22,40-26,39 17,78-20,86 |
4,62-5,53 |
|||
47,0(8) |
23,81 |
(8) |
18,92(8) |
4,97(8) |
Допус |
Особая |
каемое |
|
давле |
характеристика |
ние, |
свойств грунтов |
KZjCM'1 |
|
Просадочные и
|
проявленно- |
|
|
просадочные |
|
У ч |
породы |
|
Просадочность |
||
«О fsi |
||
слабо выраже |
||
V * |
||
* Ю |
на |
|
« о |
Слабопросадоч- |
|
о «=* |
ные породы |
s я S я
к9. Проявленные
опросадочныех к
О |
О |
породы |
о |
<-> |
|
CJ |
» |
|
S о |
Слабонроса- |
|
о |
33 |
|
* S |
дочцые поро |
|
о'З |
ды |
со 33
о
в
Непросадочные породы
Цифры в числителе показывают минимальные и максимальные значения, в знаменателе —среднее, в скобках — ко личество определений.