Карты инженерно-геологических условий являются самыми многочисленными из опубликованных инженерно-геологических карт. Они отображают главные природные факторы, определяющие инженерно-геологическую обстановку и влияющие на условия проектирования, строительства и эксплуатации инженерных сооружений. По своему содержанию карты инженерно-геологических условий делятся на синтетические и аналитические. На синтетических картах комплексно характеризуется геологическое строение местности, характер слагающих ее пород (состав, состояние, условия залегания, свойства), рельеф (в первую очередь его морфологические и морфометрические особенности), геокриологические условия (распространение мерзлых, талых и немерзлых толщ, их температура, мощность мерзлых пород, их криогенное строение, глубина сезонного протаивания-промерзания и пр.), гидрогеологические особенности (типы, закономерности распространения, глубины залегания, водообильность и режим подземных вод, их состав и минерализация, агрессивность по отношению к строительным материалам и др.) и современные геологические процессы и явления.
На аналитических картах дается характеристика одного или нескольких компонентов инженерно-геологической обстановки. Это могут быть геологические процессы или один какой-то процесс, трещиноватость, глубины и типы сезонного промерзания и оттаивания, льдистость грунтов, мощность многолетнемерзлых пород, засоленность грунтов, глубины залегания подземных вод и т. п. Аналитические карты составляются обычно для наиболее полного выявления закономерностей изменения конкретного компонента геологической обстановки в пределах анализируемой территории. В этом случае такие карты служат основой для составления синтетической карты инженерно-геологических условий.
Как синтетические, так и аналитические карты инженерно-геологических условий по своему назначению могут быть как общими, так и специальными. На общих картах компоненты инженерно-геологических условий, как уже отмечалось, отобраны, схематизированы и охарактеризованы в соответствии с требованиями СНиПа, без учета требований какого-либо определенного вида строительства. На специальных синтетических картах инженерно-геологических условий отображаются многие компоненты инженерно-геологической обстановки, но акценты делаются на те из них, которые имеют особое значение для конкретного вида строительства. Так, для гражданского и промышленного строительства первостепенное значение имеют состав и свойства пород в активной зоне сооружений и детальные данные о глубинах зеркала грунтовых вод и их агрессивности; для транспортного строительства — рельеф и уклоны поверхности, состав и состояние пород, неблагоприятные геологические процессы; для гидротехнического строительства — генезис и морфология склонов, состав и состояние пород, характер бечевников, гидрологические характеристики волнового режима и колебания уровня водохранилища и т. д., для подземного строительства — прочностные и деформационные свойства пород, их нарушенность тектонической трещиноватостью и разломами, проницаемость массивов, обводненность, тепловой режим и т. д. На специальных аналитических картах может быть проанализирован каждый такой фактор, наиболее важный для конкретного вида строительства.
Синтетические карты инженерно-геологических условий (как общие, так и специальные) дают наиболее полное представление о характере пространственного распределения всех их компонентов. Они служат основой для составления других типов инженерно-геологических карт: районирования, оценки и прогноза изменения инженерно-геологических условий.
Карты инженерно-геологических условий являются составной частью графических приложений к техническому отчету по результатам инженерно-геологических изысканий. При их составлении обычно применяются условные обозначения в соответствии с ГОСТ 21 302–96. Цветовой фон на карте отдается геологическому строению, синим цветом показывается гидрогеологическая информация, красными значками — геологические процессы и явления. Карты дополняются инженерно-геологическими разрезами, типовыми колонками, таблицами и графиками свойств грунтов. Полнота отображения инженерно-геологической информации, ее детальность определяются масштабом карты. Карты разного масштаба имеют разное назначение и соответственно отличаются неодинаковой степенью точности и детальности отображения факторов, определяющих инженерно-геологические условия.
Обзорные карты инженерно-геологических условий (масштаб 1:1 500 000 и мельче) составляются на обширные территории и являются как бы стратегическими картами, имеющими многоцелевое назначение. Они позволяют выявить общие региональные закономерности изменения инженерно-геологических условий в зависимости от геологических, тектонических, геоморфологических, гидрогеологических и др. факторов. Широко используются научными организациями в различных отраслях народного хозяйства, в учебном процессе. Служат для перспективного экономического планирования и рационального размещения крупных объектов строительства, для разработки программ дальнейших инженерно-геологических исследований и изысканий. Они содержат, хотя и в обобщенном виде, всю традиционную для карт инженерно-геологических условий информацию, которой достаточно для решения перечисленных выше задач. Создаются такие карты на основе обобщения ранее полученной информации. Строятся обзорные карты инженерно-геологических условий на формационном принципе анализа геологического строения территории. Для систематизации необходимой информации обычно предварительно составляется комплекс вспомогательных аналитических карт того же масштаба по каждому природному фактору.
Мелкомасштабные карты инженерно-геологических условий (масштаб 1:1 000 000–1:500 000) могут быть использованы для тех же целей, что и обзорные карты. Но они должны содержать информацию, необходимую и достаточную для составления генеральных схем размещения и развития экономических районов, крупных промышленных комплексов, сельскохозяйственного освоения земель, комплексного использования водных ресурсов и т. п. Мелкомасштабные карты инженерно-геологических условий, наряду с картами масштаба 1:200 000 являются государственными инженерно-геологическими картами, которые должны составляться одновременно с государственными геологическими и гидрогеологическими картами. Они составляются в соответствии с государственными и ведомственными инструкциями и методическими руководствами.
Среднемасштабные карты инженерно-геологических условий (1:200 000–1:50 000) охватывают территории, более ограниченные по площади. Они составляются по результатам инженерно-геологических съемок для разработки предпроектной документации, когда известен лишь район предполагаемого строительства. Карты этого масштаба должны содержать необходимую и достаточную информацию для составления схем районных планировок, для обоснования возможных вариантов размещения инженерных сооружений, трасс железных и шоссейных дорог и т. п. на начальной стадии проектирования.
Крупномасштабные карты инженерно-геологических условий составляются на стадии разработки проекта трассы, предприятия, здания, сооружения и т. п., когда уже есть варианты размещения объектов. Они создаются для генеральных и детальных планов застройки городов и поселков, для разработки проектов дорог, детальной планировки микрорайонов, для выбора участков расположения элементов гидротехнических сооружений, для обоснования мероприятий по инженерной подготовке территории и проектов борьбы с неблагоприятными геологическими процессами. Таким образом, карты этого масштаба должны содержать материалы, необходимые для разработки проектных решений в пределах выбранного варианта размещения сооружения, в пределах выбранной площадки строительства.
Карты инженерно-геологических условий для стадии разработки рабочей документации составляются в более детальном масштабе (1:10 000 и крупнее). Они должны детализировать и уточнять инженерно-геологические условия на ограниченной по площади территории в пределах сферы взаимодействия зданий и сооружений с окружающей средой. Детальные карты содержат материалы, необходимые для решения конструктивных задач относительно основания, фундамента и самого сооружения, для уточнения вопросов, возникших при разработке проекта. Эти карты используются в целях детального планирования городского строительства, для выбора мест расположения особо ответственных инженерных сооружений, для определения необходимого объема изысканий под отдельные здания и сооружения, для получения исходных данных по свойствам пород для предварительных расчетов сооружений. Чаще всего детальные карты составляются для целых городов или для отдельных крупных промплощадок.
С укрупнением масштаба карт инженерно-геологических условий детализируется представленная на них информация, региональные инженерно-геологические разрезы сменяются локальными по каждому участку, для каждого проектируемого здания; меняется информация в прилагаемых таблицах от описательной качественной и полуколичественных характеристик свойств пород до нормативных и расчетных показателей.
3.2. Карты инженерно-геологических условий синтетические
Обзорные карты инженерно-геологических условий составляются на обширные территории, включающие целые материки, большие страны или крупные регионы. По своему содержанию они относятся, как правило, к синтетическим картам общего типа. Яркими представителями этой группы карт являются «Инженерно-геологическая карта СССР» масштаба 1:2 500 000 (1968), «Инженерно-геологическая карта Западно-Сибирской плиты» масштаба 1:1 500 000 (1972), «Карта инженерно-геологических условий Нечерноземной зоны РСФСР» масштаба 1:1 500 000 (1980). Все они построены на основе формационного принципа анализа геологического строения территории, идея применения которого при инженерно-геологическом картографировании была предложена И. В. Поповым.
Каждая карта сопровождается дополнительно серией схем-врезок, помещенных в законтурном оформлении в пределах рамки карты. На них дается обычно характеристика геокриологических и сейсмических условий, инженерно-геологическое районирование, схема листов, составленных различными авторами и организациями и т. п.
Инженерно-геологическая карта СССР масштаба 1:2 500 000 была составлена большим коллективом специалистов геологических управлений и институтов Министерства геологии СССР, а также МГУ, СО АН СССР под редакцией М. В. Чуринова (ВСЕГИНГЕО). На этой карте обобщен по единой методике весь полученный до 1967 г. включительно материал по инженерно-геологическому изучению территории СССР. Целью ее было создание научной основы для дальнейшего развития теории региональной инженерной геологии и удовлетворение потребностей планирующих, проектирующих и геологических организаций в характеристике инженерно-геологических условий различных районов освоения и проектируемого строительства.
Основной цветовой фон карты отдан отображению формационной принадлежности пород, литолого-петрографический состав которых показан штриховкой. В легенде эта информация представлена в двухрядной таблице-матрице, вертикальные ряды которой содержат набор формаций и геолого-генетических комплексов, горизонтальные — инженерно-геологические группы, подгруппы и преобладающий состав пород (рис. 1, 2). Последний показан на карте площадными штриховыми условными значками. На пересечении вертикальных и горизонтальных рядов таблицы в прямоугольниках приводится цвет, которым породы конкретной формации показаны на карте, и соответствующие им геологические индексы.
Рис. 1. Фрагмент построения раздела «Формации, инженерно-геологические группы
и геолого-генетические комплексы пород» Инженерно-геологической карты СССР
масштаба 1:2 500 000 (1968), в котором систематизированы формации дочетвертичных пород
Рис. 2. Фрагмент построения раздела «Формации, инженерно-геологические
группы и геолого-генетические комплексы пород» Инженерно-геологической
карты СССР масштаба 1:2 500 000 (1968), в котором систематизированы
формации четвертичных пород
Формации подразделены по тектоническим условиям образования на платформенные и геосинклинальные, а далее — на морские и континентальные; соленосная формация отнесена к лагунным условиям. Формации дочетвертичных отложений и слагающие их геолого-генетические комплексы разделены на три возрастных этапа: допалеозойский, палеозойский, мезокайнозойский. В таблице-матрице легенды для дочетвертичных пород (см. рис. 1) в четырех вертикальных рядах приводятся: 1) формации (молассовые, соленосные, флишевые и флишоидные, терригенные, терригенно-карбонатные, карбонатные, метаморфические, вулканогенно-осадочные, вулканогенные, интрузивные, трапповые); 2) тектонические условия их образования (ороген, платформа, ороген и геосинклинальная область, геосинклинальная область, геосинклинальная область и ороген); 3) генезис (морской, континентальный, лагунный и морской); 4) возраст показан геологическим индексом структурных комплексов.
В трех горизонтальных рядах выделены: 1) инженерно-геологические группы пород (породы с жесткими связями — скальные, породы с жесткими и без жестких связей — полускальные или в сочетании с рыхлыми, породы без жестких связей — рыхлые); 2) подгруппы пород (магматические, метаморфические, вулканогенно-осадочные, обломочные сцементированные, карбонатные, сульфатные и галоидные, глинистые уплотненные и т. п.); 3) преобладающий состав пород, показанный на карте условными литологическими знаками, причем для преобладающего состава группы скальных грунтов использован один общий знак.
Для четвертичных пород (см. рис. 2) в вертикальных рядах таблицы-матрицы выделены формации: морских бореальных трансгрессий, морских трансгрессий Арало-Каспия, материковых оледенений, послепозднеледниковые, внеледниковые, полупустынь и пустынь, мелкосопочника, предгорных равнин и межгорных впадин, горных склонов, горного оледенения и речных долин. В рамках каждой формации четвертичных отложений оттенками основного цвета показывались слагающие ее геолого-генетические типы, отраженные соответствующими буквенными обозначениями в геологическом индексе.
Среди четвертичных пород выделены две инженерно-геологические группы: рыхлых пород без жестких связей и полускальных пород с жесткими связями. Первая представлена подгруппой глинистых, крупнообломочных, песчаных пород (и их составляющими), органогенных, лессов и лессовидных пород и соленосных. Вторая группа включает подгруппу обломочных и карбонатных пород, преобладающий состав которых — песчаники, конгломераты, известняки и т. п. Для каждой подгруппы дается в легенде преобладающий состав пород и тип знаков или штриховки, которым они отражены на карте. Принадлежность пород к определенной инженерно-геологической подгруппе в зависимости от их состава показывается черной фоновой сеткой, из соответствующих знаков или штриховки. Геолого-генетические комплексы четвертичных отложений сняты с карты в случае, если покров четвертичных пород характеризуется прерывистым распространением и мощность его не превышает 2–3 м, что обычно наблюдается в горных районах.
В пределах распространения геолого-генетических комплексов горных пород на карту выносились характеристики их возраста и генезиса, глубины залегания, напорность и агрессивность подземных вод верхних горизонтов или верховодки (где она имеет инженерно-геологическое значение), а также типы современных процессов и явлений. Собственно эта дополнительная нагрузка придает геолого-генетическим комплексам инженерно-геологическое содержание и дает основание авторам карты выделить инженерно-геологические группы.
Современные геологические процессы и явления, развитые в пределах выделенных геолого-генетических комплексов, показаны на карте внемасштабными знаками черного цвета (рис. 3), и только оползни и сели, как процессы наиболее важные, — традиционным красным цветом. Выделены следующие типы современных геологических процессов и явлений: обвалы, осыпи, курумы, глинистые и обломочные коры выветривания, локальные деформации склонов, поды, просадки, суффозия, карст, сели, заболачивание, эрозия, абразия, цунами, выдувание, развевание и движение песков, солончаки, такырообразование, засоление пород и почв, снежные лавины, солифлюкция, пучение, наледи, талики, подземные льды, действующие и потухшие вулканы.
Рис. 3. Построение раздела «Современные геологические
процессы и явления» легенды Инженерно-геологической карты СССР
масштаба 1:2 500 000 (1968)
Напорность подземных вод показана различными видами черного крапа с выделением районов с напорными водами, и районов, в пределах которых воды, возможно, обладают напором (рис. 4). По глубине залегания подземные воды подразделены на четыре градации: от 0 до 5 м; от 0,5 до 10 м; от 5 до 10 м; больше 10 м, отраженные на карте характером сочетания разного крапа. Цвет крапа показывает тип агрессивности подземных вод: углекислотный выделен зеленым, выщелачивающий — красным, общекислотный — коричневым, сульфатный — желтым, неагрессивные воды — черным, агрессивность не изучена — синим цветом.
Рис. 4. Построение раздела «Характеристика подземных вод» легенды
Инженерно-геологической карты СССР масштаба 1:2 500 000 (1968)
На карте также изображались границы многолетней мерзлоты — синей линией, наибольшего материкового оледенения — красной линией, распространения геолого-генетических комплексов пород — черной линией и тектонические нарушения — оранжевыми линиями.
Наиболее интересной из схем-врезок, дополняющих карту, является схема инженерно-геологического районирования территории масштаба 1: 30 000 000. На ней отражены регионы, выделенные по геоструктурному, и области — по геоморфологическому признакам. Регионы первого порядка были выделены в соответствии с существующими тектоническими представлениями в пределах платформ с учетом возраста фундамента, а также складчатых зон атлантического и тихоокеанского сегментов. В качестве регионов первого порядка выделены структуры, относящиеся к платформам с докаледонским возрастом фундамента, платформам с палеозойским возрастом фундамента, к складчатости атлантического сегмента (альпийской, варисцийской, байкальской, каледонской), к складчатости тихоокеанского сегмента (кайнозойской, мезозойской, палеозойской). В зависимости от сложности тектонического строения в пределах регионов первого порядка выделялись регионы второго порядка. На схеме регионы первого порядка обозначены заглавными буквами русского алфавита, а регионы второго порядка — арабскими цифрами. В качестве регионов второго порядка выделено 76 конкретных структур (прогибы, впадины, синеклизы, антиклинории, массивы и т. д.).
В пределах регионов выделены геоморфологические области по характеру крупных форм рельефа. В их число входит группа областей с горным характером рельефа (высокогорья и среднегорья; среднегорья; низкогорья и плоскогорья; плато и т. п.), равнины различного генетического типа, низменности. Геоморфологические области на карте-схеме инженерно-геологического районирования показаны цветом.
Рассмотренная карта обеспечивает получение для любого района информации о его геоструктурной принадлежности, составе, генезисе и возрасте горных пород, глубине, напорности и агрессивности верхних горизонтов подземных вод, развитии современных геологических процессов, сейсмических и других инженерно-геологических особенностях, определяющих характеристику инженерно-геологических условий. В то же время следует отметить, что на карте чрезвычайно слабо отражены инженерно-геологические особенности криолитозоны страны.
Инженерно-геологическая карта Западно-Сибирской плиты масштаба 1:1 500 000 (1972) была составлена большим коллективом авторов (главный редактор Е. М. Сергеев, зам. главного редактора А. С. Герасимова, В. Т. Трофимов, Е. Г. Чаповский) по материалам МГУ, Главтюменьгеологии, Второго гидрогеологического управления, Всесоюзного нефтяного научно-исследовательского геолого-разведочного института и др. Эта карта явилась закономерным итогом многолетнего регионального изучения инженерно-геологических условий этой огромной, весьма своеобразной и сложной в инженерно-геологическом отношении территории, с чрезвычайно широким распространением в верхней части разреза плиты четвертичных и особенно современных болотных отложений, плоским, сравнительно однообразным рельефом и широким развитием многолетнемерзлых пород в северной половине плиты.
В качестве важнейшего инженерно-геологического фактора, показанного на карте цветом, выступают породы, обнажающиеся в пределах современного эрозионного вреза. Они подразделены на породы коренной основы и поверхностные отложения. К первым отнесена мощная толща среднеюрских — нижнеолигоценовых отложений, которые подразделены на ряд формаций (терригенные, кремнисто-терригенные, угленосные), достаточно резко различащихся по литологическому составу, строению и свойствам. Поверхностные отложения, объединяющие среднеолигоценовые — четвертичные образования, подразделяются на генетические типы отложений (морские, аллювиальные, озерно-аллювиальные, озерные, болотные, ледниковые, водно-ледниковые, эоловые, делювиальные, сложного генезиса). Последние подразделяются на геолого-генетические (стратиграфо-генетические) комплексы. Каждой группе формаций и геолого-генетических комплексов в первом разделе легенды присвоен определенный цвет, оттенками которого сплошной закраской показываются на карте разновозрастные формации и комплексы пород. Площадь же распространения болотных отложений, развитых на различных геоморфологических уровнях, показывается черной точечной линией на цветовом фоне подстилающих пород. Внутри этого контура ставится литологический знак торфа, а его толщина отражает и мощность болотных отложений (менее 2 м и преимущественно более 2 м).
Описание литологического состава всех выделенных формаций и геолого-генетических комплексов приводится в легенде, а на карте показывается лишь литологический состав первых от дневной поверхности геолого-генетических комплексов пород. Он изображается, как показано во втором разделе легенды (рис. 5), различной наклонной штриховкой черного цвета, причем утолщенная штриховка соответствует породам уплотненным (олигоцен-миоценового возраста), а тонкая штриховка — слаболитифицированным (четвертичного возраста). Границы между различными литологическими типами пород в пределах одного геолого-генетического комплекса отложений не проводятся, они фиксируются по смене типа штриховки. Литология нижележащих комплексов и формаций на карте не показывается, поскольку мощность пород первого от поверхности геолого-генетического комплекса обычно значительная и показана на карте в отдельных точках цифрами черного цвета. Покров лессовых пород мощностью менее 5 м показан вертикально ориентированными утолщенными штриховыми знаками красного цвета на фоне подстилающих пород. В отдельных точках цифрами красного цвета показывается мощность покрова лессовых пород. При одновременном показе мощности лессовых пород и подстилающих их отложений используется дробь, в числителе которой цифрой красного цвета показывается мощность лессовых пород, в знаменателе цифрой черного цвета — мощность подстилающих отложений.
Рис. 5. Содержание раздела «ІІ. Литологический состав первых от поверхности
геолого-генетических комплексов пород»
Инженерно-геологической карты Западно-Сибирской плиты
масштаба 1:1 500 000 (1972)
Способы отображения на карте мерзлотных условий показаны в третьем разделе легенды (рис. 6). Границы распространения многолетнемерзлых пород показываются пунктирными линиями красного цвета. Определенными типами вертикальной штриховки того же цвета отображаются температура и мощность многолетнемерзлых пород. Граница распространения многолетнемерзлых пород, залегающих с дневной поверхности, и участков с различными мерзлотными условиями показана красной пунктирной линией.
Рис. 6. Содержание раздела «ІІІ. Мерзлотно-гидрогеологические условия»
Инженерно-геологической карты Западно-Сибирской плиты
масштаба 1:1 500 000 (1972)
Льдистость многолетнемерзлых пород отражена на карте синими звездочками разного размера с выделением двух градаций: слабольдистые многолетнемерзлые породы (объемная льдистость связных грунтов до 25–30 %, несвязных — до 25 %) и льдистые и сильнольдистые породы (объемная льдистость связных грунтов более 30 %, несвязных — более 25 %). Цифрами в прямоугольных рамках показаны глубины сезонного протаивания в метрах на мерзлых участках (черным цветом) и промерзания (красным цветом) талых грунтов в естественных условиях (типичных для данного литологического типа пород).
Из большого числа гидрогеологических параметров, влияющих на условия возведения сооружений, на карте цифрами в кружках дается глубина залегания первого от поверхности водоносного горизонта в метрах и характер агрессивности подземных вод: красный цвет кружков — гидрокарбонатная агрессивность, синий — общекислотная, оранжевый — сульфатная, черный — воды неагрессивные, фиолетовый — воды пестрые по агрессивности. В пунктирном кружке все то же самое отвечает водам спорадического распространения. Агрессивность подземных вод указывается по отношению к обычным и сульфатостойким портландцементам для напорных сооружений при толщине стенки менее 0,5 м и коэффициенте фильтрации 0,2–10 м/сутки. Синей линией показана северная граница области широкого распространения подземных вод континентальной засоленности (по И. К. Зайцеву).
Современные геологические явления показываются на карте, согласно четвертому разделу легенды, системой общепринятых условных знаков различного цвета в виде ареала их распространения. Красными внемасштабными значками показаны оползни, растущие овраги, абразия, участки развития суффозионно-просадочных воронок и западин, развеваемые пески, участки развития линейно-грядового рельефа, участки развития грядовых песков, гривный рельеф (гривы — деструктивные останцы поверхностей разного возраста и генезиса и эоловые акустические формы). Синими значками отражены мерзлотные процессы: крупные бугры пучения, массивы бугристых торфяников (плоскобугристых и выпуклобугристых), участки интенсивного развития термокарстовых явлений, участки интенсивного развития полигонального рельефа с повторно-жильными льдами.
В пятом разделе легенды даются прочие обозначения, которые включают: границы Западно-Сибирской плиты; границы геолого-генетических комплексов и формаций; границы распространения болотных отложений; мощность первого (в пределах болот — второго) от поверхности геолого-генетического комплекса пород (точка с черной цифрой); мощность лессовых пород на дочетвертичных отложениях (точки с красной цифрой); лессовые породы мощностью 1–5 м (вертикальные красные штрихи); засоленные породы и соли (вертикальные синие штрихи); выходы палеозойских дислоцированных пород в пределах Западно-Сибирской плиты, близ ее границы с палеозойским обрамлением.
Целый ряд показателей, необходимых для оценки инженерно-геологических условий, вынесен на отдельные карты-врезки масштаба 1:10 000 000.
1. Схема расположения авторских макетов.
2. Схема инженерно-геологического районирования, на которой регион Западно-Сибирской плиты подразделен на пять инженерно-геологических областей первого порядка по характеру преобладающих геолого-генетических комплексов отложений и 25 областей второго порядка.
3. Схема распространения и генетические типы мерзлых пород, на которой цветом выделены пояса и зоны их распространения. В частности в пределах пояса распространения многолетнемерзлых пород, залегающих с поверхности, выделены зона сплошного распространения многолетнемерзлых пород и зона прерывистого распространения многолетнемерзлых пород. Последняя подразделяется как бы на две подзоны: а) мощность верхнего слоя до 50–100 м, глубина залегания кровли реликтового мерзлого слоя до 70–120 м; б) мощность верхнего слоя до 50 м, глубина залегания кровли реликтового мерзлого слоя до 120–200 м. В пределах пояса распространения сезонномерзлых пород выделена зона сезонного промерзания и потенциально возможного возникновения многолетнемерзлых пород в процессе хозяйственного освоения территории и зона сезонного промерзания грунтов. Штриховкой на схеме показаны генетические типы многолетнемерзлых толщ, залегающих с поверхности, с выделением полигенетических мерзлых толщ и преимущественно эпигенетических. На схеме показаны границы распространения сингенетических и эпигенетических повторно-жильных образований, а также изолинии глубины залегания подошвы мерзлой толщи.
4. Схема болотных зон, на которой цветом показаны болотные зоны и подзоны с характеристикой заболоченности (%) и мощности торфяных залежей. Штриховкой показана степень заболоченности с площадью торфяных болот до 5000 га, более 5000 га и просто заболоченные территории.
5. Схема распространения типов лессовых пород, на которой цветом выделены территории развития: 1) лессовых пород, дающих просадки при замачивании под собственным весом; 2) лессовых пород, дающих просадки при замачивании при дополнительных нагрузках; 3) лессовых пород, как правило, не обладающих просадочными свойствами; 4) локально развитых лессовых пород, обычно непросадочные, среди глинистых, песчаных пород и торфов. Штриховкой показана мощность лессовых пород до 5 м, 5–10 м, более 10 м. Лессовые породы мощностью до 1 м не показываются.
Карта инженерно-геологических условий Нечерноземной зоны РСФСР масштаба 1:1 500 000 (1980) составлена большим коллективом авторов из МГУ, ряда институтов и производственных объединений Министерства геологии РСФСР. Эта обобщающая работа, отражающая инженерно-геологические условия крупного и важного в народно-хозяйственном отношении региона, имеет многоцелевое назначение. Она издана не только для специалистов геологического профиля, но и для работников планирующих и директивных органов.
Карта, как и ранее описанные, построена на формационном принципе анализа геологического строения территории. При выборе картируемых природных факторов и способов их отображения авторы учли опыт составления подобной карты на территорию Западно-Сибирской плиты и целевое назначение карты.
Цветовая закраска карты отдана породам, слагающим верхнюю часть разреза. Все породы объединены в две группы: породы «коренной основы» — доплиоценовые отложения и «новейшие отложения» — плиоцен-четвертичные. Породы доплиоценовые представлены тремя классами (платформенные, геосинклинальные и орогенные), разделенными на группы и типы формаций. Группы отражают генезис объединенных в них пород (осадочный, магматический и метаморфический), а тип формаций — главным образом литологический состав отложений (терригенный, карбонатный, кремнистый и т. д.). Возраст формаций показан геологическим индексом, отражающим стратиграфический объем объединенных в формации отложений. Если контур развития формации незначителен по размерам или породы формаций перекрыты новейшими отложениями мощностью более 2 м, то около границы ставится цифровой индекс формации (переход от геологического индекса к цифровому приведен в легенде). Каждому типу формации дан свой цвет, а конкретные формации, относящиеся к одному типу, показаны оттенками этого цвета. Одинаковые типы формаций разных классов имеют близкую цветовую закраску. Отнесение того или иного типа формации к определенному классу помимо цвета может быть установлено по ее цифровому индексу на карте.
Для показа на карте пород «коренной основы», перекрытых новейшими отложениями мощностью менее 20 м, использован полосчатый «матрац», в узких полосах которого они отражаются соответствующей цветовой закраской. При мощности новейших отложений более 20 м для пород «коренной основы» граница распространения формации дается лишь пунктирной линией.
Плиоцен-четвертичные отложения показаны на карте на территориях, где их мощность превышает 2 м. Они подразделены на восемь генетических типов, включающих 26 стратиграфо-генетических комплексов, различающихся по возрасту и условиям залегания. Каждый генетический тип отображается на карте определенным цветом, а комплекс — интенсивностью цвета. Комплексы болотных (торфа) и покровных (лессовидные суглинки и супеси) пород, почти сплошным чехлом покрывающие все другие породы, при мощности до 5 м показаны просвечивающим знаком, а там, где мощность больше 5 м, — сохранена цветовая закраска. Вся изложенная информация расшифровывается в первом разделе легенды карты.
Литологический состав отложений первого от поверхности стратиграфо-генетического комплекса показан на карте различными видами зеленого крапа в соответствии с системой второго раздела легенды. Предусмотрен различный крап для двухслойного строения разреза, для мощности верхнего слоя (суглинистого или песчаного) до 5 м и 5–10 м, для торфа — при средней мощности до 2 м и более 2 м. Просадочные и непросадочные лессовидные суглинки показываются также разным крапом коричневого цвета.
Гидрогеологическая информация, вынесенная на карту инженерно-геологических условий, показана синим цветом и включает глубину залегания грунтовых вод в соответствии с градацией, приведенной в легенде; воды спорадического распространения в пределах стратиграфо-генетических комплексов и формаций доплиоценовых отложений; участки развития грунтовых вод с повышенным (более 1,5 г/л) содержанием соединений железа; участки сосредоточенной разгрузки глубоких подземных вод; расположение таликов в зоне развития многолетнемерзлых пород. Данные об агрессивности грунтовых вод по отношению к бетону (фоновую для территории) вынесены на врезку к карте.
Мерзлотные условия отражены на карте путем выделения вертикальной зеленой штриховкой районов развития многолетнемерзлых пород с различными среднегодовыми температурами пород. Выделены: район развития многолетнемерзлых пород со среднегодовыми температурами ниже –3 °С (район надмерзлотных вод); район развития преимущественно многолетнемерзлых пород со среднегодовыми температурами от –1 до –3 °С (район вод спорадического распространения и надмерзлотных вод); район спорадического развития многолетнемерзлых пород со среднегодовыми температурами от 0 до –1 °С (район вод спорадического распространения и надмерзлотных вод).
Экзогенные геологические явления отражены на карте путем показа красным цветом отдельных форм или групп форм, связанных с проявлением различных процессов, и выделения районов интенсивного развития явлений с количественной оценкой проявления процессов. В качестве отдельных форм и групп форм соответствующими значками показаны эоловые формы, крупные оползни, обвалы и осыпи, места схождения снежных лавин, гидролакколиты, бугры пучения, бугристые торфяники, термокарстовые формы, районы распространения полигонального рельефа и участки интенсивного развития солифлюкции. Поверхностный карбонатный, сульфатный и соляной карст отражен на карте не только знаком в виде отдельных форм и групп форм, но и выявлены районы интенсивного развития поверхностного карста, если наблюдается более 10 форм на 1 км2. Показаны участки со слабым, средним и интенсивным развитием боковой эрозии по скорости подмыва берегов (менее 1 м в год, 1–10 м и более 10 м в год соответственно). По величине коэффициента густоты овражной расчлененности (равного суммарной протяженности оврагов, отнесенной к единице площади) выделены три типа районов, показанные наклонной штриховкой красного цвета: слаборасчлененные (0,01–0,1 км/км2), среднерасчлененные (0,1–0,4 км/км2), сильнорасчлененные (0,4–0,8 км/км2). Районы, сильно пораженные оползнями, выделены только там, где имелись сведения о количественном распространении оползневых явлений (более четырех оползней на 15 км протяженности долин). На остальной территории показаны отдельные оползни или оползневые склоны (волнистой красной линией). Последние представляют собой участки долин, нарушенные серией следующих друг за другом оползней, которые, сливаясь, образуют единую оползневую зону, протягивающуюся вдоль долин на многие километры.
В число прочих обозначений на карту вынесены разрывные нарушения; погребенные речные долины и скважины, их вскрывшие, с указанием глубины вреза долины и отметки высоты ее ложа над уровнем моря; отметки высот современного рельефа над уровнем моря; изопахиты плиоцен-четвертичных отложений: (а) 20 м; б) 50 м; населенные пункты и административные границы.
Карта инженерно-геологических условий Нечерноземной зоны РСФСР сопровождается четырьмя картами-врезками.
1. Схема расположения авторских макетов.
2. Схема зональности грунтовых вод, масштаба 1:10 000 000, на которой цветом показаны условия формирования и залегания грунтовых вод с выделением: зоны преимущественного развития верховодки в условиях отсутствия площадного питания грунтовых вод (преобладающая глубина залегания 0–1 м), зоны спорадического распространения грунтовых вод в условиях кратковременного, преимущественно летнего питания (преобладающая глубина залегания 0–3 м) и зоны повсеместного развития грунтовых вод в условиях умеренного сезонного питания (преобладающая глубина залегания 5–10 м, реже больше 10 м). На фоне цвета показана агрессивность грунтовых вод по отношению к бетону с выделением участков: с развитием агрессивности трех типов: общекислотной (рН < 6,5), карбонатной (НСО3 < 2 мг-экв./л), углекислотной (СО2 > 15 мг/л); с преобладающим развитием агрессивности двух типов: карбонатной и углекислотной; с преобладающим развитием углекислотной агрессивности (CO2 > 5 мг/л).
3. Схема распространения экзогенных геологических явлений масштаба 1:7 000 000, на которой цветом или цветной штриховкой показаны районы распространения явлений, связанных с процессами растворения, в частности, районы развития поверхностных карстовых форм; явлений, связанных с процессами размывания (показаны участки интенсивного развития абразии; районы ограниченного и свободного развития русловых деформаций; районы cлаборасчлененные (0,01 ≤ К ≤ 0,1 км/км2), расчлененные (0,1 ≤ К < 0,4 км/км2) и сильнорасчлененные (0,4 ≤ К <
< 0,8 км/км2) овражной эрозией); явлений, связанных с процессом заболачивания (с показом слабозаболоченных (площадь более 1–10 %) и сильнозаболоченных (площадь болот более 10 %) районов); явлений, связанных со склоновыми процессами (с показом районов интенсивного развития осыпей и обвалов, районов слабопораженных (менее четырех оползней на 15 км протяженности долин) и сильнопораженных (более четырех оползней на 15 км протяженности долин) оползнями); указаны места схождения лавин. Показаны районы распространения явлений, связанных с криогенными процессами (с выделением районов слабого (поражено менее 10 % площади) и интенсивного (поражено более 10 %) развития криогенных форм).
4. Схема инженерно-геологического районирования, на которой цветовой фон отдан инженерно-геологическим областям, выделенным по геоморфологическому признаку (низкие глыбово-островные горы, грядово-увалистые складчатые возвышенности и т. п.). На схеме даны границы пяти геологических структур II порядка (Балтийский щит, Тиманский кряж и т. п.) и четыре зоны с различным состоянием пород. Выделены: А — зона развития многолетнемерзлых пород со среднегодовой температурой ниже –3 °С; Б — зона развития многолетнемерзлых пород со среднегодовой температурой от –3 до –1°С; В — зона развития многолетнемерзлых пород со среднегодовой температурой от –1 до +1 °С; Г — зона развития пород со среднегодовой температурой выше +1 °С. С учетом наложения на геологические структуры II порядка зон с различным состоянием пород (через двухрядную таблицу-матрицу легенды) выделены 15 инженерно-геологических регионов II порядка.
Формационный принцип анализа геологического материала, положенный в основу составления обзорных синтетических карт, дает возможность отразить характерные особенности формирования инженерно-геологических условий отдельных регионов, сравнить и выявить их сходство и различие, оценить роль отдельных компонентов геологической обстановки в этом процессе. Такие карты позволяют понять и научно обосновать основные закономерности общего хода формирования инженерно-геологических условий, закономерность их пространственной изменчивости. Эти карты могут служить базой для дальнейших теоретических исследований и крупных научных обобщений. Например, Инженерно-геологическая карта СССР создала определенные предпосылки для разработки капитальной многотомной монографии «Инженерная геология СССР».
В практическом плане обзорные карты обеспечивают получение информации для конкретных регионов о всех главнейших факторах, определяющих характеристику инженерно-геологических условий. Они позволяют сэкономить значительные средства, которые обычно приходится затрачивать в начальной стадии проектирования на сбор и обработку первичных данных и рекогносцировочное обследование территорий. Хотя эти карты достаточно трудны для восприятия специалистов, связанных с проектированием и планированием различного вида строительства, но не имеющих специального геологического образования, тем не менее они могут помочь проектным и изыскательским организациям оперативно решать ряд вопросов на ранних стадиях проектирования, помочь составить программы и проекты детальных инженерно-геологических изысканий и выбирать геологически грамотно и обоснованно методику их проведения.
Карты этого типа составляются на обширные территории, охватывающие крупные природные или промышленно-экономические регионы. Они так же, как и обзорные карты, содержат обширную информации об инженерно-геологических условиях изучаемого региона, но представленную детальнее. Они составляются часто на основе имеющихся государственных геологических карт масштаба 1:200 000 с проведением некоторых дополнительных маршрутов и с изучением инженерно-геологических условий на опорных участках. Мелкомасштабные карты инженерно-геологических условий по назначению преимущественно общие, хотя встречаются среди опубликованных карт и специальные. В качестве примера общих карт этого типа рассматриваются: Карта инженерно-геологических условий Тюменской области масштаба 1:1 000 000 (Трофимов и др., 1978), Инженерно-геологическая карта полуострова Ямал масштаба 1:500 000 (Трофимов и др., 1972), Инженерно-геологическая карта юга Красноярского края масштаба 1:500 000 (Голодковская и др., 1968). Из специальных карт инженерно-геологических условий рассмотрена Инженерно-геологическая карта водохранилища Волжской ГЭС им. В. И. Ленина масштаба 1:600 000 (Золотарев, 1960).
Карта инженерно-геологических условий Тюменской области масштаба 1:1 000 000 составлена коллективом авторов Тюменской зкспедиции МГУ под руководством В. Т. Трофимова (1978). Цветовой фон карты отдан формациям и геолого-генетическим комплексам пород. Состав пород, возраст и генезис рассмотрен в первом разделе легенды. Среди геолого-генетических комплексов новейшего структурного этажа выделены: морские; прибрежно-морские, озерно-аллювиальные; морские, ледниково-морские; ледниково-морские; озерные; озерно-аллювиальные; аллювиальные; болотные; ледниковые; флювиогляциальные и т. д. Среди формаций нижнего структурного этажа выделены: терригенно-олигомиктовая каолиновая, терригенно-олигомиктовая кремнистая, терригенно-мезомиктовая, терригенная битуминозная, терригенно-полимиктовая угленосная и кремнистая формация.
Во втором разделе легенды дается литологический состав первых от поверхности геолого-генетических комплексов, который показан на карте различными типами наклонной штриховки с левым уклоном и крапом, предусматривающими отражение характера различных вариантов переслаивания пород, содержание иных прослоев и линз, включений обломочного материала разной крупности и т. п. Цвет штриховки и крапа зависит от состояния пород. Литологический состав талых пород показывается коричневым цветом, мерзлых пород — черным цветом. Сильнольдистые грунты (суммарная объемная льдистость связных грунтов более 40–50 %, несвязных — более 40 %) показаны на карте утолщенной штриховкой; льдистые и слабольдистые грунты (объемная льдистость и связных и несвязных грунтов меньше 40 %) — тонкой штриховкой.
В третьем разделе легенды рассматривается характеристика рельефа. Предусмотрено выделение двух типов территории по характеру рельефа: расчлененные, как правило, дренированные территории, обособленные на карте крапом (в виде «галочки») и территории нерасчлененные и слаборасчлененные (свободные от крапа). В обоих случаях вынесены на карту абсолютные отметки территории.
Четвертый раздел легенды содержит характеристику мерзлотно-гидрогеологических условий, которая отражена на карте штриховкой и знаками оранжевого цвета. Предусмотрены разного рода границы для выделения территорий распространения многолетнемерзлых пород, залегающих с дневной поверхности; для выделения участков с различными мерзлотными условиями и территорий, где установлены и предполагается широкое развитие охлажденных пород. Различного типа штриховкой горизонтального или вертикального направления обособлены территории развития многолетнемерзлых пород с различными среднегодовыми температурами и мощностью:
• со среднегодовыми температурами ниже –7 °С и мощностью более 100 м (а) и нередко меньше 50 м (б);
• со среднегодовыми температурами от –5 до –7 °С и мощностью более 100 м (а) и нередко меньше 50 м (б);
• со среднегодовыми температурами от –3 до –5 °С и мощностью более 100 м;
• со среднегодовыми температурами от –1 до –3 °С и мощностью преимущественно 50–100 м;
• со среднегодовыми температурами от 0 до –1 °С и мощностью преимущественно до 50 м.
Участки с частым по площади чередованием талых и многолетнемерзлых пород с температурой близкой к 0 °С и мощностю до 10–15 м выделены оранжевым крапом.
Отдельными знаками показаны участки развития несливающейся мерзлоты, когда кровля многолетнемерзлых пород залегает на глубине от 5 до 20 м. Сочетанием вертикальной и горизонтальной штриховки выделены участки развития полигонально-жильных льдов и полигонального рельефа; в случае невыраженности этих участков в масштабе карты они показаны фрагментами решетки, образованной штриховкой. Площади, лишенные оранжевых знаков и штриховки, относятся к территориям развития пород с положительными среднегодовыми температурами (на севере — с редкими островами многолетнемерзлых пород с температурами около 0 °С).
Дополнительно в прямоугольных рамках показана черными цифрами глубина сезонного протаивания, типичная для конкретного литологического типа пород; глубина сезонного промерзания показывается аналогично, но красными цифрами.
Информация о гидрогеологических условиях представлена глубиной залегания первого от поверхности водоносного горизонта (цифрой в метрах в кружке) и характером агрессивности (цветом кружка). Черный цвет кружков означает общекислотную агрессивность, фиолетовый — гидрокарбонатную, красный — сульфатную, коричневый — воды неагрессивные, оранжевый — воды пестрые по агрессивности.
В пятом разделе легенды представлены современные геологические явления, показанные на карте условными знаками и штриховкой красного цвета. Сочетанием наклонной штриховки с правым и левым уклоном показаны участки интенсивного развития современных термокарстовых форм рельефа; формы, не выраженные в масштабе карты, обозначены фрагментами решетки. Отдельными картографическими знаками показаны на карте участки интенсивного развития термокарстовых форм рельефа, сформировавшиеся преимущественно при вытаивании сегрегационных льдов; участки интенсивного развития пятен-медальонов и каменных многоугольников; солифлюкция; растущие овраги; крупные бугры пучения (гидролакколиты), массивы выпуклобугристых (крупнобугристых) торфяников; мелкие, часто однолетние, бугры пучения; термокарстовые котловины; песчаные раздувы; оползни; заболоченные территории; участки линейно-ориентированного рельефа; участки развития линейно-грядового рельефа; интенсивно подмываемые участки берегов озер, губ и моря.
В шестом разделе легенды показаны способы отображения на карте границ, разделяющих геолого-генетические комплексы (границы установленные, предполагаемые и условные), разделяющие литологические типы в пределах одного геолого-генетического комплекса, границы развития болотных отложений и границы сплошных выходов на дневную поверхность пород палеозойского возраста, слагающих Урал.
Инженерно-геологическая карта полуострова Ямал масштаба 1:500 000 составлена коллективом авторов (Ю. Б. Баду, В. Г. Кудряшов, В. Т. Трофимов, Н. Г. Фирсов) Тюменской инженерно-геологической экспедиции МГУ в 1972 г. Цветовой фон карты отдан отображению распространения и состава геолого-генетических комплексов поверхностных отложений и формаций пород коренной основы. Они описаны в первом разделе легенды карты. Среди геолого-генетических комплексов поверхностных отложений выделены: морские, морские и ледниково-морские, лагунно-морские, озерные, озерно-аллювиальные, аллювиальные, болотные, ледниковые и флювиогляциальные. Выделены четыре группы формаций коренной основы: терригенные, терригенно-карбонатно-эффузивные, метаморфические, интрузивные.
Второй раздел легенды содержит описание литологического состава первых от поверхности геолого-генетических комплексов пород, которые на карте отражены крапом, различными типами косой штриховки с правым уклоном и их сочетанием. Причем литологический состав талых пород показывается коричневым цветом крапа и штриховки, мерзлых сильнольдистых грунтов (суммарная объемная льдистость связных грунтов больше 50 %, несвязных — более 40 %) — зеленым цветом, льдистых грунтов (объемная льдистость связных грунтов до 50 %; несвязных меньше 40 %) — синим цветом. Предусмотрен показ разными знаками торфов мощностью менее и более 2 м.
Третий раздел легенды содержит характеристику рельефа. На карте разным черным крапом выделены территории: сильнорасчлененные, дренированные; расчлененные, заболоченные и заозеренные; нерасчлененные или слаборасчлененные, заболоченные и заозеренные (оставлены без крапа). Выделены четко выраженные эрозионные и абразионные уступы древние, современные сформировавшиеся и современные формирующиеся. Локальными знаками показаны моренные гряды и моренные холмы.
В четвертом разделе легенды дается характеристика мерзлотно-гидрогеологических условий, которая на карте отражена штриховкой и знаками преимущественно оранжевого цвета. Вертикальной штриховкой разного типа и плотности выделены территории развития многолетнемерзлых пород:
• со среднегодовыми температурами ниже –5 °С и мощностью до 50 м;
• со среднегодовыми температурами ниже –5 °С и мощностью, как правило, больше 150 м (изредка она снижается ниже 100 м);
• со среднегодовыми температурами от –3 до –5 °С и мощностью более 150 м;
• со среднегодовыми температурами от –1 до –3 °С и мощностью более 50 м;
• со среднегодовыми температурами от 0 до –1 °С и мощностью до 50 м;
• со среднегодовыми температурами от 0 до –1 °С и мощностью более 50 м.
Локальным знаком показаны участки развития несливающейся мерзлоты, когда кровля многолетнемерзлых пород залегает на глубине порядка 5 м.
Сочетанием вертикальной и горизонтальной штриховки черного цвета выделены участки развития полигонально-жильных льдов и полигонального рельефа, выраженные в масштабе карты; не выраженные в масштабе карты показаны фрагментами этой решетки — квадратом. Оранжевыми цифрами дается глубина сезонного протаивания в естественных условиях, типичная для данного литологического типа пород.
Оранжевыми линиями разной конфигурации показаны границы распространения многолетнемерзлых пород, залегающих с дневной поверхности; границы участков с различными мерзлотными условиями и границы территории, где установлены и предполагается широкое развитие охлажденных пород.
Гидрогеологические условия охарактеризованы глубиной залегания первого от поверхности водоносного горизонта (в метрах) и характером агрессивности подземных вод. Глубина показывается цифрой в кружке, черный цвет означает общекислотную агрессивность (углекислотная агрессивность не изучалась).
В пятом разделе легенды рассматриваются современные геологические явления. Выделены участки развития современных термокарстовых форм рельефа, сформировавшихся преимущественно за счет вытаивания сегрегационных льдов. Они показаны на карте косой штриховкой с левым уклоном черного цвета. Участки развития современных термокарстовых форм, сформировавшихся преимущественно по полигональным льдам, показаны сочетанием косой штриховки с правым и левым уклоном, а не выраженные в масштабе карты — фрагментами решетки (ромбами). Красными знаками на карту вынесены такие современные геологические явления, как современные и древние формы береговой и прибрежной мелководной морской аккумуляции, солифлюкция, растущие овраги, крупные спущенные озера (хасыреи) с четко выраженным береговым уступом, крупные бугры пучения (гидролакколиты), массивы плоскобугристых торфяников, песчаные раздувы, спрямленные участки долин, участки линейно-ориентированного рельефа, линейно-ориентированные формы неясного генезиса. Общепринятыми значками черного цвета показаны курумы и останцы скальных пород.
В шестом разделе легенды, помимо общепринятого обозначения границ, приводятся границы развития болотных отложений и граница сплошных выходов на дневную поверхность пород палеозойского возраста, слагающих Урал.
Данная карта содержала впервые полученные систематизированные представления об инженерно-геологических условиях такого крупного региона, как полуостров Ямал, для последующего районирования применительно к условиям массовых видов строительства.
Рассмотренные карты инженерно-геологических условий полуострова Ямал (1:500 000; 1972) и Тюменской области (1:1 000 000; 1978), охватывающие равнинные платформенные территории, составлены одним коллективом авторов под руководством В. Т. Трофимова. В построении легенды сохранена преемственность. Но в каждом разделе легенды к карте масштаба 1:500 000 информация о факторах инженерно-геологических условий дается более подробно. Обе легенды могут быть использованы в качестве типовых для мелкомасштабных карт инженерно-геологических условий для равнинных территорий криолитозоны.
Из карт, составленных на горно-складчатые территории, рассмотрим Карту инженерно-геологических условий юга Красноярского края масштаба 1:500 000, составленную Г. А. Голодковской, М. А. Бурлиной, А. М. Минервиным, Н. И. Лебедевой и др. (1968). На этой карте совмещено отображение инженерно-геологических условий и генетико-морфологического районирования.
В первом разделе легенды карты систематизированы формации, которые цветовым фоном с геологическими индексами показаны на карте. Они подразделены на геологические формации платформенных и геосинклинальных областей. Среди геологических формаций платформенных областей выделены геолого-генетические комплексы четвертичного возраста (аллювиальный, флювиогляциальный и др.), осадочные формации и геолого-генетические комплексы неоген-мезозойского возраста («красноцветная», угленосная и др.), осадочные формации нижнемезозойского и палеозойского возраста («красноцветная», туфегенно-терригенная, терригенная и др.), интрузивные формации. Для показа «рыхлых» четвертичных и неогеновых отложений, сохранившихся небольшими участками на коренных породах, используется «матрац», в полосах которого цветом отражается возраст этих отложений, а ширина полос — их мощность (до 1–5 м и более 15 м). Среди геологических формаций геосинклинальных областей выделены осадочные формации нижнепалеозойского и синийского возраста (терригенные, терригенно-карбонатные, карбонатные и др.), вулканогенно-осадочные формации нижнепалеозойского возраста (зеленокаменная эффузивно-сланцевая, гнейсов и кристаллических сланцев и др.), интрузивные формации и др.
Во втором разделе легенды рассмотрены генетические типы рельефа. Выделены: неоген-четвертичные аккумулятивные равнины; верхнемеловые-миоценовые денудационные равнины, денудационный мелкосопочник и денудационные горы; верхнепалеогеново-четвертичные денудационно-тектонические горы и речные долины. Описана их морфология и строение. На карте генетические типы рельефа отражены условными значками серого цвета по цветовому фону. Денудационные и денудационно-тектонические горы разделены не только по возрасту, но и по высоте; при этом для низких гор дается разный значок для плосковершинных гор и узких гребневидных гор, а для средних гор — разные значки для гор без следов ледниковой деятельности и со следами ледниковой экзарации и аккумуляции. В пределах речных долин частой горизонтальной штриховкой серого цвета обособлены низкие надпойменные (I–II), а разреженной — высокие террасы (III–V). Линиями с бергштрихами отмечены борта асимметричных долин, а также зоны повышенной трещиноватости, дробления и предполагаемых разрывов со смещением, разработанные сквозными долинами. Последние показаны сплошными линиями при региональном их развитии и прерывистыми — при локальном.
В третьем разделе легенды содержится характеристика подземых вод, которая на карту вынесена голубым цветом. В сложной дроби в числителе показана глубина залегания первого от поверхности основного водоносного горизонта порово-трещино-пластовых вод в метрах, в скобках — глубина залегания верховодки и временного водоносного горизонта в метрах. В знаменателе — водообильность первого от поверхности водоносного горизонта, выраженная преобладающим удельным дебитом водопунктов в л/сек. Буквенным индексом А около дроби показаны подземные воды с интенсивностью карбонатной агрессии > 1. Отдельной цифрой синего цвета указана обводненность пород с преимущественным развитием трещинных вод, выраженная преобладающим модулем родникового стока в л/с/км2. Синим контуром обособлены районы с неглубоким залеганием напорных вод (менее 20 м).
В четвертом разделе легенды отражены показанные на карте значками геологические явления: оползни, карстовые воронки, просадочные блюдца, курумы и каменные россыпи, эоловые дюны и бугры, заболоченность. В долинах крупных рек показаны обвалы, осыпи, массивы отседания.
Дополнительно на карте отражены красным цветом линии тектонических нарушений, зеленым — граница распространения многолетнемерзлых пород, а в отдельных пунктах цифрой в кружке приведена глубина сезонного промерзания. Фиолетовым цветом проведены изосейсты балльности землетрясений (VІ, VII).
На инженерно-геологическую карту вынесены также границы инженерно-геологических регионов, областей и районов и их индексы. В пределах юга Красноярского края выделены два региона первого порядка: Сибирская платформа и Западно-Сибирская плита, которые расчленяются на регионы второго порядка, в которые входят обычно отложения единого формационного ряда, испытавшие одинаковый метаморфизм и одинаковую дислоцированность (Голодковская, 1964). В качестве регионов второго порядка в пределах рассматриваемой части Сибирской платформы выделены: I — антиклинорий Енисейского кряжа, сложенный главным образом интенсивно дислоцированными регионально метаморфизованными породами докембрия; II — Приенисейский передовой прогиб, в строении которого принимают участие осадочные формации нижнего кембрия; III — зона Ангарских складок, сложенная породами терригенной формации ордовика и нижнего силура; IV — Тасеевская синеклиза, выполненная преимущественно угленосными формациями верхнего палеозоя и мезозоя и V — Тунгусская синеклиза, представленная туфогенной формацией нижнего триаса. В составе Западно-Сибирской плиты выделяется один инженерно-геологический регион второго порядка, отвечающий юго-восточному крылу Чулымо-Енисейской синеклизы.
Инженерно-геологические области, выделенные внутри регионов второго порядка, объединяют территории, которые пережили в кайнозое воздействия одинаковых неотектонических движений, обусловивших однотипный рельеф и покров рыхлых отложений. Например, антиклинорий Енисейского кряжа разделяется на две области: 1) низкие плосковершинные и сопочные горы эрозионно-тектонического типа и 2) глубоко и сильнорасчлененные аккумулятивные равнины. В зоне Ангарских складок выделены поверхности выравнивания с большой высотой, глубиной и интенсивностью расчленения рельефа. В Чулымо-Енисейской синеклизе выделены две аккумулятивные равнины: аллювиальная, расчлененная, покрытая галечниками мощностью 10–15 м и озерно-аллювиальная, состоящая из плоских междуречных пространств, сложенных «сизыми» глинами и суглинками. Инженерно-геологические области выделены на карте путем добавления к индексу региона буквенного индекса.
Внутри областей выделяются инженерно-геологические районы, площади которых отвечают границам распространения одной формации или одного геолого-генетического комплекса. Всего выделен 21 район, имеющий сквозную нумерацию. Номера районов красным цветем вынесены на карту. Подобная схема мелкомасштабного генетико-морфологического районирования юга Красноярского края позволяет выявить региональные закономерности проявления инженерно-геологических условий на данной территории.
Рассмотренная карта инженерно-геологических условий юга Красноярского края может рассматриваться как образец для горно-складчатой территории. В ней содержится больше информации о важных для подобных регионов факторах инженерно-геологических условий, таких как генетические типы рельефа (второй раздел легенды), подземные воды (третий раздел), хотя информация о мерзлотных условиях должна быть более подробной.
Инженерно-геологическая карта водохранилища Волжской ГЭС им. В. И. Ленина масштаба 1:600 000 (1960), составленная Г. С. Золотаревым и А. Ф. Бернгофом, относится к картам специальным. Основное содержание карты сводится к отражению на ней геологического строения берегов водохранилища, его гидрологического режима и прогноза переработки и подтопления берегов. Карта (рис. 7) выполнена в черно-белом варианте, лишь наиболее важные геологические процессы показаны красным цветем, а гидроизогипсы и участки мелководья — синим.
Рис. 7. Фрагмент Инженерно-геологической карты
водохранилища Волжской ГЭС им. В. И. Ленина
масштаба 1:600 000 (по Г. С. Золотареву, 1960)
Геологическое строение берегов показано на карте черной штриховкой разного типа. Выделены аллювиальные отложения поймы и пяти надпойменных террас с указанием их высоты, состава аллювия и его мощности. Показаны также литологический состав и возраст дечетвертичных отложений коренного берега и приводораздельных частей (рис. 8).
Рис. 8. Раздел «Геологическое строение берегов» Инженерно-геологической
карты водохранилища Волжской ГЭС им. В. И. Ленина
масштаба 1:600 000 (по Г. С. Золотареву, 1960)
Бергштрихами разного типа вдоль бровки береговых склонов отражен их генезис: делювиальный и оползневой. На оползневых склонах внемасштабным знаком красного цвета отмечены участки развития действующих оползней (рис. 9).
Рис. 9. Разделы «Береговые склоны», «Гидрологические характеристики»
и «Прочие знаки» Инженерно-геологической карты водохранилища
Волжской ГЭС им. В. И. Ленина масштаба 1:600 000
(по Г. С. Золотареву, 1960)
Инженерно-геологические явления представлены на карте в виде прогноза переработки и подтопления берегов, а также фактического их развития по наблюдениям 1956–1959 гг. Прогноз переработки берегов включает определение ширины полосы размыва в метрах: а) через 10 лет и б) в конечную стадию практической значимости. Оба параметра вынесены на карту в прямоугольной рамке, от которой идет стрелка к поперечнику, использованному для расчетов. Прогноз подтопления берегов сводился к определению площади с залеганием грунтовых вод менее 2 м через 10 лет (а) и при стационарном подпоре (б). На основании проведенных расчетов такие зоны отрисованы вдоль берега водохранилища и выделены красной поперечной штриховкой: тонкой и частой (а), толстой и редкой (б). Фактическое развитие геологических явлений показано на карте в виде участков: интенсивного (а) и слабого (б) подмыва (переработки) берегов, а также участков активизации оползней из-за подмыва волнами, обозначенных знаками красного цвета. Дополнительно оконтурены участки активизации эоловых процессов и участки всплывания торфяников. На карте синим цветом отрисованы гидроизогипсы и их отметки аллювиального водоносного горизонта левобережья Волги на летний период 1958 г. Синим крапом выделены зоны мелководий глубиной до 2 м от НПГ.
Вынесенная на карту гидрологическая характеристика включает высоту волн, их повторяемость и направление движения наносов. Высота волн дается для двух случаев: а) 1 % обеспеченности, рассчитанная по наблюденному ветру за 1957–1959 гг. по методу А. И. Браславского, и б) максимальные, наблюдаемые в 1958–1959 гг. (см. рис. 9). В обоих случаях высота волны указана в кружочке, но стрелка к нему, показывающая направление волнения, имеет разную конфигурацию. Повторяемость волн отражена на карте в виде лучевой диаграммы. В ее центре в кружке цифра, означающая процент повторяемости штилей и ряби. Лучи — вытянутые прямоугольники, длина которых отражает повторяемость волн (масштаб 1 см = 20 %) по направлению (луча) и силе 1 % обеспеченности за 1957–1959 гг. Высота волны отражена типом штриховки в прямоугольном луче в градациях: до 0,5 м; 0,5–1,25 м; 1,25–2,0 м; более 2 м. Направление движения наносов, которое наблюдается визуально, показано на карте крупной стрелкой. Дополнительно на карте проведена граница затопления при НПГ и проведены линии геологических разрезов и гидрогеологических режимных створов.
Легенда карты, разработанная Г. С. Золотаревым, может быть использована как типовая для мелкомасштабных специальных карт инженерно-геологических условий водохранилищ. Она позволяет сделать карту в меру загруженной информацией и в то же время наглядно отражающей основные факторы, определяющие инженерно-геологические условия водохранилища. Карта содержит, в соответствии с представлениями Г. С. Золотарева о назначении инженерно-геологических карт, элементы прогноза развития процессов переработки берегов.
Рассмотренные мелкомасштабные синтетические карты инженерно-геологических условий могут использоваться для общего перспективного планирования размещения всех видов строительства в конкретном регионе, для составления программ детальных инженерно-геологических изысканий, обобщения опыта изысканий, строительства и эксплуатации инженерных сооружений в различных инженерно-геологических условиях.
Мелкомасштабные инженерно-геологические карты позволяют на основе содержащейся на них информации осуществлять прогноз изменения инженерно-геологических условий региона под влиянием деятельности человека; позволяют оценить степень сложности инженерно-геологических условий освоения; возможность возникновения новых и активизации современных геологических и инженерно-геологических процессов, разрабатывать мероприятия по охране и рациональному использованию территории.
Карты этого типа составляются на довольно большие территории и по своему назначению могут быть как общими, так и специальными. Карты общего типа содержат подробную характеристику всех компонентов инженерно-геологических условий. В качестве примеров рассматриваются инженерно-геологическая карта территории Польши в масштабе 1:200 000, составленная А. Михаликом (1965), Типовая легенда, разработанная коллективом института ВСЕГИНГЕО (Мельников и др., 1978) для карт Инженерно-геологических условий масштаба 1:200 000, а также Карта И. И. Шамановой и др. для ключевого участка в пределах Надым-Кызымского междуречья (Шаманова, Косталындина, Лахтина и др., 1980).
Специальные среднемасштабные карты инженерно-геологических условий служат, как уже отмечалось, для обоснования разработки государственных планов того или иного вида строительства, схем размещения инженерных сооружений и генеральных схем инженерной защиты. Они обычно содержат качественную оценку инженерно-геологических условий района предполагаемого строительства, на основе которой определяются виды и объемы проектно-изыскательских работ. В качестве примера рассматриваются макеты инженерно-геологических карт горно-складчатых областей, составленных Г. С. Золотаревым и Т. Ю. Пиотровский (1973) для наземного и подземного строительства, Карты инженерно-геологических условий района Южно-Тургайской впадины — предполагаемого места ирригационного строительства, составленная А. Л. Ревзоном и др. (Ревзон, 1992), а также один из макетов Карты инженерно-геологических условий г. Верхнереченска, составленная А. С. Герасимовой и Н. С. Красиловой для наземного строительства с неглубоким заложением сооружений (1965), включенный в Методические указания по составлению инженерно-геологических карт, разработанные сотрудниками МГУ и ВСЕГИНГЕО.
Инженерно-геологическая карта одного из районов территории Польши масштаба 1:200 000 составлена А. Михаликом в 1965 г. Фрагмент ее представлен на рис. 10. Основной цветовой фон карты отдан показу возраста и состава пород основных геолого-генетических комплексов в соответствии с первым разделом легенды. Этот раздел представлен по форме в виде стратиграфической колонки (рис. 11) с выделением в таблице соответствующих граф: система, отдел, генезис, геологический символ, характер обозначения состава первого и второго комплекса пород на карте (литологические значки и цвет), максимальная мощность, описание состава пород. Возраст и генезис первого от поверхности геолого-генетического комплекса показан на карте цветом и геологическим индексом, а литологический состав — цветной коричневато-розовой штриховкой в пределах всего контура развития комплекса. Возраст второго комплекса показан геологическим индексом в знаменателе дроби, а литологический состав — штриховкой серого цвета. На представленном в данной работе черно-белом варианте фрагмента карты А. Михалика цвет штриховки заменен ее толщиной (более жирная — для литологического состава пород первого комплекса, тонкая — для пород второго комплекса).
Рис. 10. Фрагмент Инженерно-геологической карты одного из районов
территории Польши масштаба 1:200 000 (по А. Михалику, 1965)
Гидрогеологические компоненты инженерно-геологических условий показаны на карте синим цветом, условными значками выделена площадь, занятая болотами, мочажинами, обозначены источники с порядковыми номерами; стрелками отмечено общее направление потока грунтовых вод; оконтурены территории с разной глубиной уровня грунтовых вод от поверхности (< 2 м, 2–5 м; 5–10 м; > 10 м). Характеристика воды дается в круговой диаграмме, в четвертях которой приведены: степень рН; временная жесткость в немецких градусах (Н); углекислотная и сульфатная агрессивности (последние указываются, если они есть).
Характеристика экзодинамических процессов и явлений представлена на карте условными внемасштабными знаками различной формы красного цвета, предусматривающими показ активных оползней, эрозию, абразию, карст, оседание территории горного хозяйства, лавин, осыпей (см. рис. 11).
Рис. 11. Легенда Инженерно-геологической карты
одного из районов территории Польши (по А. Михалику, 1965)
Большой объем дополнительной информации дается на карте через различные прочие знаки. Среди вынесенных на карту скважин выделены те, в которых приведены инженерно-геологические или гидрoгeологические исследования, есть сведения по уровню зеркала грунтовых вод. Предусмотрены знаки для колодцев, мест каптажа. Показаны карьеры, оконтурены площади охраны природы, даны элементы залегания слоев пород.
На основании характеристики инженерно-геологических условий проведено инженерно-геологическое районирование с выделением на карте регионов по структурно-тектоническому признаку, обозначенных заглавными буквами (А, В, С) и областей — по геоморфологическому (a, b, c, d). Это совмещение в данных условиях не усложняет карту.
На рассмотренной карте весьма схематично отображены возраст, генезис, литологический состав и мощность пород преимущественно первого от поверхности геолого-генетического комплекса. Столь же схематично представлена и характеристика геологических процессов.
В 70-х гг. прошлого века в СССР началось государственное инженерно-геологическое картирование масштаба 1:200 000, результирующим документом которого должна была стать карта инженерно-геологических условий. Такая карта должна была содержать сведения, достаточные для размещения и внестадийного проектирования крупных объектов строительства: районных планировок, выбора трасс железных, шоссейных дорог, трубопроводов, ЛЭП, разработки содержания более крупномасштабных исследований, планирования защитных мероприятий, для составления специализированных инженерно-геологических карт. В связи с этим потребовалась выработка единых принципов построения легенды. Коллективом сотрудников института ВСЕГИНГЕО в составе Е. С. Мельникова, Н. Г. Верейского, В. П. Лазаревой и др. в 1976 г. была разработана Типовая легенда карт инженерно-геологических условий и макеты масштаба 1:200 000 (Мельников, Верейский, Островский, 1978).
Цветовой фон карты отражает стратиграфо-генетические комплексы горных пород, залегающие первыми от поверхности. Они подразделены в первом разделе легенды на две группы: А — нелитифицированные четвертичные отложения и Б — дочетвертичные и литифицированные четвертичные отложения. Среди нелитифицированных четвертичных отложений выделены основные генетические типы: элювиальный, делювиальный, коллювиальный, аллювиальный (речной), ледниковый (моренный), флювиогляциальный, озерно-ледниковый, озерный, морской, эоловый, биогенный, техногенный. Выделены также генетические типы сложного (смешанного) происхождения.
Для дочетвертичных и литифицированных четвертичных отложений выделены формации и соответствующие им стратиграфо-генетические комплексы, имеющие платформенное геоструктурное положение, геосинклинальное и орогенное. Для платформы предложены осадочные формации (терригенные континентальные, терригенные морские, терригенно-карбонатные, карбонатные, лагунные, красноцветные), вулканогенные трапповые, интрузивные габбро-гранофировые и метаморфические. Для геосинклинальных структур выделены осадочные (известняковые, флишевые, терригенные, вулканогенно-осадочные), вулканогенные порфиритовые и спиллито-кератофировые, интрузивные гранодиоритовые и габбро-перидотитовые, метаморфические, а для орогенов — осадочные (молассовые континентальные, молассовые морские, лагунные, терригенно-континентальные, терригенно-карбонатные), вулканогенные порфировые, интрузивные кислых и щелочных гранитоидов, метаморфические.
Стратиграфо-генетические комплексы одной геологической формации или генетического подразделения четвертичных отложений показываются разными оттенками цвета, присвоенного данной формации или генетическому подразделению. Более древний комплекс показывается более темным оттенком. Стратиграфо-генетические комплексы непостоянной мощности до 2 м на карте не показываются.
Петрографический состав первых от поверхности стратиграфо-генетических комплексов нелитифицированных отложений показывается на карте черной штриховкой из различных знаков (рис. 12). Мощность их отражена наклоном штриховки: вертикальная штриховка — менее 2 м, с правым наклоном — 5 м, с левым наклоном — 5–10 м, горизонтальная редкая — > 10 м, горизонтальная частая — 2–10 м. В тех случаях, когда стратиграфо-генетический комплекс представлен на площади листа карты лишь одной горной породой или сочетанием горных пород, то штриховка не наносится, а мощность стратиграфо-генетического комплекса указывается черными цифрами в тех же градациях (< 2 м; 2–5 м; 5–10 м; > 10 м; 2–10 м).
Рис. 12. Построение раздела «Разделение первых от поверхности
стратиграфо-генетических комплексов нелитифицированных отложений
по петрографическому составу и мощности» типовой легенды карты
инженерно-геологических условий
масштаба 1:200 000 (по Е. С. Мельникову и др., 1978)
В сочетании с основным знаком горных пород наносятся знаки, показывающие пылеватость, включения грубообломочного материала, просадочность лессовых пород второго типа (по СНИПу, рис. 13). Распространение и мощность современных биогенных отложений (торф, сапропель), залегающих на первых от поверхности стратиграфо-генетических комплексах, показываются синими значками, плотность расположения которых отражает их мощность (0,5–1 м; 1–2 м; 2–5 м; > 5 м; 0,5–5 м).
Рис. 13. Способы отражения пылеватости, наличия грубообломочного
материала, просадочности лессовых пород и биогенных образований
в типовой легенде карты инженерно-геологических условий
масштаба 1:200 000 (по Е. С. Мельникову и др., 1978)
Стратиграфо-генетические комплексы, залегающие вторыми от поверхности, рассмотрены во втором разделе легенды (рис. 14) и отображаются геологическими индексами в знаменателе дроби, в числителе которой ставится геологический индекс первого от поверхности стратиграфо-генетического комплекса. Вид знака дроби (прямая линия, пунктир, прерывистая, кружочками) отражает характер связи между частицами породы второго стратиграфо-генетического комплекса (соответственно): связные породы, песчаные породы, скальные породы, грубообломочные породы). Цвет знака дроби отражает принадлежность к геологической формации или генетическому подразделению четвертичных отложений. При наличии в составе второго от поверхности стратиграфо-генетического комплекса пород с разными связями знак дроби дается двойным, причем сверху показываются породы, преобладающие в составе комплекса.
Рис. 14. Построение раздела «Стратиграфо-генетические комплексы,
залегающие вторыми от поверхности» типовой легенды карты
инженерно-геологических условий масштаба 1:200 000
(по Е. С. Мельникову и др., 1978)
Границы стратиграфо-генетических комплексов горных пород, залегающих вторыми от поверхности, показываются сплошной или прерывистой линиями (границы установленные и предполагаемые). Бергштрихи направлены в сторону залегания кровли второго от поверхности стратиграфо-генетического комплекса на глубине менее 10 м. При мощности первого комплекса более 10 м второй комплекс не показывается. Цвет отражает принадлежность к геологической формации.
Геокриологические компоненты, составляющие третий раздел легенды (рис. 15), на инженерно-геологической карте представлены тремя подразделами. В первом из них систематизированы данные о характере распространения, температуре и льдистости многолетнемерзлых пород, отраженные на карте сиреневой штриховкой. Характер площадного распространения многолетнемерзлых горных пород отображается расстоянием между линиями: сплошного — 6 мм, прерывистого — 4 мм, островного — 2 мм. Степень льдистости многолетнемерзлых горных пород (на глубине нулевых годовых амплитуд) отображается длиной штриховки: сильная — 6 мм, средняя — 4 мм, слабая — 2 мм. Температура многолетнемерзлых горных пород (на глубине нулевых годовых амплитуд) отражается наклоном штриховки: от 0 до –1°— горизонтальная; от –1 до –2°— наклонная вправо под 45°; ниже –2°— наклонная влево под 45°; от 0 до –2°— вертикальная.
Сезонное промерзание и протаивание горных пород отражено дробью, в числителе которой дается номер типа сезонного протаивания, в знаменателе номер типа сезонного промерзания по региональной классификации типов СТС-СМС. На участках с глубокозалегающими многолетнемерзлыми породами цифрами в скобках охарактеризована глубина залегания кровли мерзлых пород, несливающихся со слоем сезонного промерзания (см. рис. 15). Подземные и поверхностные льды на карте охарактеризованы сиреневыми значками: жильные льды и их размеры по вертикали; пластовые льды и их мощность; наледи многолетние и сезонные (показываются в масштабе карты, см. рис. 15).
Рис. 15. Построение раздела «Геокриологические компоненты»
типовой легенды карты инженерно-геологических условий
масштаба 1:200 000 (по Е. С. Мельникову и др., 1978)
Гидрогеологические и гидрологические компоненты рассмотрены в четвертом разделе легенды (рис. 16). На карте отражаются глубина залегания первого от поверхности водоносного горизонта (комплекса) и верховодки; агрессивность подземных и поверхностных вод по отношению к бетону; болота. Градации глубин залегания грунтовых вод указываются в пределах контура распространения горных пород одного петрографического состава первого от поверхности стратиграфо-генетического комплекса. Выделены интервалы глубин: меньше 2 м; 2–5 м; 5–10 м; больше 10 м и 2–10 м. Эти цифры синим цветом даются в рамках разной формы для собственно грунтовых вод, верховодки и грунтовых вод таликов. Агрессивность показана в кружках с заливкой синим цветом разных сегменгов соответственно для выщелачивающей, общекислотной, углекислой и сульфатной агрессивности. Синими штрихами показаны два типа болот: низинные и комплексные (верховые и переходные), бугристые с участками грядово-мочажинных.
Рис. 16. Построение раздела «Гидрогеологические и гидрологические
компоненты» типовой легенды карты инженерно-геологических
условий масштаба 1:200 000 (по Е. С. Мельникову и др., 1978)
Современные геологические и инженерно-геологические процессы и явления, освещенные в пятом разделе легенды (рис. 17), показаны на карте красными значками и подразделены на эндогенные (тектонические линии, по которым возможны современные смещения, изосейсты, вулканы действующие и потухшие, грязевые вулканы действующие и недействующие) и экзогенные. Среди последних выделены гравитационные смещения пород (обвалы, камнепады, осыпи, курумы, лавины); оползни с подразделением их на древние и современные (в четвертичных отложениях и с захватом дочетвертичных пород, при этом в обоих случаях отдельно даны приостановившиеся и активные). Выделены процессы, связанные с действием поверхностных вод — эрозия (боковая, овражная, плоскостной смыв), сели (каменные, грязекаменные, грязевые), абразия, аккумуляция пляжевых накоплений, такырообразование, просадка лессовых пород; процессы, связанные с действием подземных вод — карст, места поглощения вод в районах распространения карста, засоление, суффозия; процессы развевания (эоловые), криогенные процессы и явления — солифлюкция, морозобойное трещинообразование, многолетнее морозное пучение, новообразование многолетнемерзлых пород, термокарст.
Рис. 17. Построение раздела «Современные геологические
и инженерно-геологические процессы и явления»
типовой легенды карты инженерно- геологических условий
масштаба 1:200 000 (по Е. С. Мельникову и др., 1978)
Участки развития современного геологического процесса обведены красным контуром, в пределах которого у знака процесса дается пораженность площади контура в долях единицы. Условными знаками на карте показаны инженерно-геологические процессы, развитые на локальных объектах, на линейных объектах и в виде оседания территории над подземными горными выработками.
В следующем разделе легенды (рис. 18) даются значки черного цвета, которыми на карте обозначены участки, перспективные для разведки и разработки месторождений стройматериалов (пески, суглинки и глины, гравий, галька и строительный камень).
Рис. 18. Построение раздела «Участки, перспективные для разведки
и разработки месторождений стройматериалов» типовой легенды карты
инженерно-геологических условий масштаба 1:200 000
(по Е. С. Мельникову и др., 1978)
Из дополнительных знаков, помимо границ, приводится падение пластов горных пород, уступы террас (число бергштрихов на линии соответствует номеру надпойменной террасы), литологический состав для разрезов.
На основе этой типовой легенды были разработаны макеты инженерно-геологических карт для горно-складчатых и платформенных областей, включая районы с развитием многолетнемерзлых пород. На каждом из макетов помещены два разреза: один — в обычном для геологических разрезов соотношении вертикального и горизонтального масштабов, второй — с сильно увеличенным вертикальным масштабом, что позволяет более подробно отразить на нем инженерно-геологические особенности верхней части массивов.
И. И. Шамановой, Н. К. Косталындиным, О. Е. Лахтиным и др. (Шаманова и др., 1980) составлена среднемасштабная инженерно-геокриологическая карта ключевого участка в пределах Надым-Казымского междуречья. Основой для нее послужила карта комплексного ландшафтного районирования, предварительно проведенного с учетом следующих классификационных показателей: геоморфологический уровень, литологический состав отложений (до глубины 10 м), растительность, дренированность поверхности, уровень грунтовых вод, мезо- и микрорельеф (характер поверхности).
Инженерно-геологическая карта содержит следующую информацию (рис. 19).
Рис. 19. Среднемасштабная инженерно геологическая карта
ключевого участка (по И. И. Шамановой и др., 1980)
Пояснения к рис. 19. 1–13 — стратиграфо-генетические комплексы четвертичных отложений (первые от поверхности, без учета покровных элювиально-делювиальных отложений): 1 — голоценовые аллювиальные отложения; 2 — нерасчлененные голоцен-верхнеплейстоценовые озерно-болотные отложения; 3 — среднеплейстоценовые морские, прибрежно-морские отложения; 4 — нерасчлененные голоцен-верхнеплейстоценовые отложения, подстилающиеся среднеплейстоценовыми морскими, прибрежно-морскими отложениями; 5 — голоценовые биогенные отложения, подстилающиеся голоценовыми аллювиальными отложениями. Литологический состав отложений (до глубины 10 м): 6 —пески; 7 — суглинок (верх разреза), песок (низ разреза); 8 — супесь (верх разреза), песок (низ разреза); 9 — чередование по площади и в разрезе песка и суглинка; 10 — песок (верх разреза), суглинок (низ разреза); 11 — чередование по площади и в разрезе суглинка и супеси; 12 — торф мощностью до 0,5 м; 13 — торф мощностью более 0,5 м (см. в тексте); 20 — участки распространения талых горных пород: а — с температурой от 0 до 1,0 °С, б — с температурой от 1,0 до 2,0 °С; 21–22 — генетические типы таликов: 21 — радиационно-тепловые талики: а – под лесными массивами, уровень грунтовых вод 0,1–6,0 м, б — под заболоченными понижениями, уровень грунтовых вод 0,0 м; 22 — подводно-тепловые талики: а — подозерные, б — подрусловые; 23–28 — физико-геологические процессы: 23 — морозное пучение; 24 — термокарст; 25 — современное многолетнее промерзание; 26 — эрозия; 27 — заболачивание; 28 — эоловые процессы; 29–31 — прочие обозначения: 29 — глубина сезонного промерзания (в числителе) и протаивания (в знаменателе) грунтов; 30 — границы стратиграфо-генетических комплексов; 31 — границы между участками, различающимися по характеру распространения, температуре, мощности и просадочности ММП
1. Распространение стратиграфо-генетических комплексов четвертичных отложений, залегающих первыми от поверхности без учета покровных элювиально-делювиальных отложений, отражено на карте цветом и геологическими индексами.
2. Литологические особенности различных геолого-генетических комплексов поверхностных отложений показаны на карте точечным крапом или тонкой точечной, пунктирной или сплошной штриховкой с правым уклоном, при этом для показа различного состава пород в верхней и нижней части разреза использовано соответствующее сочетание типов штриховки.
3. Распространение, температура, мощность ММП, просадочность многолетнемерзлых минеральных грунтов. По характеру распространения ММП, среднегодовым температурам выделено семь типов участков (на рис. 19 пп. 14–20):
1) участки сплошного (> 95 % площади) распространения ММП с температурой от –1,5 до –2,5 °С, мощностью 35–60 м, просадочностью > 0,3 (14);
2) участки прерывистого (95–50 % площади) распространения ММП с температурой от –0,5 до –1,5 °С, мощностью 20–60 м; а — просадочность > 0,3, б — просадочность 0,15–0,30, в — просадочность 0,05–0,15 (15);
3) участки массивно-островного (50–10 % площади) распространения ММП с температурой от –0,5 до –1,5 °С, мощностью 20–50 м, просадочность > 0,3 (16);
4) участки прерывистого (95–50 % площади) распространения ММП с температурой от 0,0 до –0,5 °С, мощностью 20–40 м; а — просадочность > 0,3; б — просадочность 0,15–0,30; в — просадочность 0,05–0,15; г — просадочность < –0,05 (17);
5) участки массивно-островного (50–10 % площади) распространения ММП с температурой от 0,0 до –0,5 °С, мощностью 20–30 м; а — просадочность > 0,3; б — просадочность 0,15–0,30 (18);
6) участки островного (< 10 % площади) распространения ММП с температурой от 0,0 до –0,5 °С, мощностью 8–20 м, просадочностью > 0,3 (19);
7) участки распространения талых горных пород с температурой от 0 до 1,0 °C (а), с температурой от 1,0 до 2,0 °C (б) (20).
Распространение мерзлых пород и их среднегодовая температура показаны различными типами штриховки, причем участки широкого распространения низкотемпературных ММП отличаются наибольшей густотой и толщиной штриховки. Выделенные четыре категории просадочности грунтов при протаивании (> 0,3; 0,15–0,30; 0,05–0,15; > 0,05) показаны наклоном штриховки.
На карте показаны два генетических типа таликов с подразделением каждого на два подтипа. Радиационно-тепловые талики выделены: 1) под лесными массивами, с уровнем грунтовых вод 0,1–6,0 м; 2) под заболоченными понижениями с уровнем грунтовых вод 0,0 м. Подводно-тепловые талики подразделены на: 3) подозерные и 4) подрусловые. На карте они обозначены соответственно цифрами (1–4) в кружке (см. рис. 19, пункты 21а, б, 22а, б).
Условными значками на карте показаны физико-геологические процессы: морозное пучение, термокарст, современное многолетнее промерзание, эрозия, заболачивание, эоловые процессы. Глубина сезонного промерзания и сезонного протаивания грунтов показаны на карте соответственно в числителе и знаменателе дроби.
Подобная карта может служить основой для прогноза состояния и температурного режима грунтов, а также развития криогенных процессов при нарушении в период строительства и эксплуатации сооружений естественной природной обстановки.
Рассмотренная легенда дополняет типовую легенду ВСЕГИНГЕО более полной и детальной характеристикой геокриологических компонентов инженерно-геологических условий, в частности распространения, температуры, мощности ММП; показано изменение по территории степени просадочности ММП, генетические типы таликов и т. п.
В 1973 г. Г. С. Золотарев и Т. Ю. Пиотровская разработали и опубликовали макеты специальных инженерно-геологических карт горноскладчатых областей, рекомендуемых для обоснования проектирования и строительства городских и дорожных объектов и подземных сооружений с глубиной заложения до нескольких coтен метров. Были даны примеры карт для указанных видов строительства применительно к масштабам 200 000–100 000; 1:50 000–1:25 000 и 1:10 000–1:5000.
При их разработке авторы исходили из того, что «инженерно-геологическая карта включает собственно карту соответствующего названия, относящиеся к ней инженерно-геологические разрезы, обычно составляемые в более крупном масштабе; таблицу с характеристиками выделенных на карте районов, подрайонов и участков и сводную инженерно-геологическую колонку (разрез) с характеристикой пород, их обводненности и физико-механических свойств. Все указанные документы составляют единое целое и дополняют друг друга».
Авторы считали, что на специальных инженерно-геологических картах должны быть отражены не только основные инженерно-геологические характеристики массивов пород, но и должна быть дана приближенно-количественная, а при отсутствии показателей — качественная оценка пригодности территории, современной устойчивости склонов и массивов пород с показом состояния сооружений и эффективности укрепительных мероприятий в пределах наиболее детальной таксономической единицы районирования. Обязательно должен быть прогноз возможных инженерно-геологических процессов и явлений, возникающих в периоды строительства и эксплуатации сооружений, разной точности в зависимости от масштаба.
На специализированной инженерно-геологической карте масштаба 1:100 000–1:200 000 для строительства наземных сооружений, разработанной Г. С. Золотаревым и Т. Ю. Пиотровской, показаны на фоне выделенных (границами и индексами) инженерно-геологических районов и подрайонов стратиграфо-литологические комплексы (рыхлых четвертичных и коренных пород). На карту (рис. 20) вынесены условными значками геологические процессы, явления и водопроявления: обвалы и оползни (действующие и приостановившиеся, активно развивающиеся ниши отрыва), карстовые воронки и пещеры, растущие овраги, промоины, интенсивный смыв, селевые бассейны, подмыв берега рекой, интенсивная абразия, вдольбереговое перемещение наносов, источники и их расход, заболоченности и питание их атмосферными или подземными водами. Среди прочих обозначений на карте указаны установленные и погребенные взбросо-надвигы и сбросы, элементы залегания пород, водоразделы и др.
Рис. 20. Макет инженерно-геологической карты горно-складчатой области
для строительства наземных сооружений масштаба 1:100 000–1:200 000
(по Г. С. Золотареву, Т. Ю. Пиотровской, 1973).
Приложенная к карте таблица инженерно-геологического районирования и оценки пригодности территории для освоения (табл. 2) содержит три раздела, представленные соответственно в трех вертикальных графах.
Таблица 2. Инженерно-геологическое районирование и оценка пригодности территории
(на примере отдельных районов)
1. Инженерно-геологические районы (или индексы), выделенные по ведущему признаку — стратиграфо-литологическому комплексу пород с дополнительной характеристикой их свойств по типам пород. В случае очень сложного геологического строения, например, при надвиговых структурах и относительно малой мощности отдельных комплексов они объединены в группы. Структурно-литологический комплекс объединяет породы, сходные по петрографическому составу, фациальным и текстурным особенностям, степени литификации и метаморфизма. Показатели свойств пород даются в небольших табличках в виде обобщенных значений, а при отсутствии таковых — в виде частных величин по данным лабораторных определений.
Для скальных грунтов приводятся величины плотности и прочности на одноосное сжатие; для глинистых — естественная влажность, плотность, пористость, угол внутреннего трения, сцепление, прочность на одноосное сжатие и модуль упругости.
2. Характеристика геоморфологических элементов и подземных вод (степень обводненности, глубина залегания подземных вод). В отдельных случаях в этой графе выделяются инженерно-геологические подрайоны по двум признакам: по геоморфологическим (І-го порядка) и гидрогеологическим условиям (ІІ-го порядка), когда эти факторы существенны для оценки территории.
3. Оценка современной устойчивости склонов, устойчивости пород в основании сооружений, пригодности территории и необходимые мероприятия при ее освоении. Оценка качественная; иногда с указанием тех факторов, которые ее обусловливают.
На специализированной инженерно-геологической карте для строительства подземных сооружений масштаба 1:100 000–1:200 000 тех же авторов более подробно показаны структурно-тектонические и гидрогеологические факторы. На карту вынесены (рис. 21) оси антиклиналей и синклиналей, направление их погружения, элементы залегания разломов, предполагаемое и погребенное положение сместителя сбросов и надвигов, приразломные зоны разрывных нарушений и т. п. Гидрогеологическая характеристика дополнена показом участков интенсивного поглощения поверхностных вод, разгрузки подземных вод (индексом у знака показан возраст вмещающих пород), направление движения подземных вод, стрелками (около скважин) показан установившийся уровень напорных вод и его отметка. На карте выделены погребенные долины. Среди прочих знаков показана проекция границы района или подрайона на глубине 500 м.
Рис. 21. Макет инженерно-геологической карты горно-складчатой области
для строительства подземных сооружений масштаба 1:100 000–1:200 000
(по Г. С. Золотареву, Т. Ю. Пиотровской, А. Ф. Бернгофу, 1973)
В прилагаемой к карте таблице инженерно-геологического районирования и оценки массивов пород (табл. 3) содержится четыре графы.
1. Инженерно-геологические районы и их индексы с характеристикой стратиграфо-литологических комплексов и обобщенными показателями свойств пород. Районы выделены по тому же принципу, что и на предыдущей карте, но свойства представлены несколько шире, а для глин приведены показатели для разных глубин (например, 40 и 100 м).
2. Характеристика древних и новейших структур, геоморфологических элементов и подземных вод. Подрайоны здесь выделены трех порядков по следующим признакам: первый подрайон — по тектоническим структурам (блок складчатого строения, блок моноклинального строения и т. п.), второй — по крупным геоморфологическим элементам (склоны обвально-осыпные и оползневые; разновозрастные эрозионные склоны и т. п.), третий — по общим гидрогеологическим условиям, распространению и типам подземных вод (подземные воды на глубине 1–2 м; подземные воды глубже 50 м).
3. Типы инженерно-геологических разрезов.
4. Оценка условий по степени сложности и прогноз инженерно-геологических явлений.
Таблица 3. Инженерно-геологическое районирование и оценка
массивов пород (на примере отдельных районов)
Специальная карта инженерно-геологических условий района Южно-Тургайской впадины, где предполагается строительство ирригационных сооружений, составлена А. Л. Ревзоном совместно с М. И. Бурлешиным и Т. В. Свитневой (Ревзон, 1992). На ней цветом и геологическими индексами отражен состав и возраст стратиграфо-генетических комплексов горных пород, залегающих первыми от поверхности (рис. 22). Как и на общих картах инженерно-геологических условий, значками показаны современные экзогенные процессы (дефляция, оврагообразование, оползни, суффозионно-просадочные явления, засоление).
Рис. 22. Фрагмент карты инженерно-геологических условий района
предполагаемого строительства ирригационных сооружений
(Южно-Тургайская впадина)
(по А. Л. Ревзону, М. И. Бурлешину и Т. В. Свитневой, 1992)
Пояснения к рис. 22. Стратиграфо-генетические комплексы горных пород, залегающие первыми от поверхности: 1 — современные отложения поймы; суглинки, супеси, глины; 2 — верхнечетвертичные — современные отложения поймы и первой надпойменной террасы (нерасчлененные); переслаивание супесей и суглинков; 3 — верхнечетвертичные отложения первой надпойменной террасы; переслаивание песков и глин; 4 — современные отложения перевеваемых песчаных массивов; пески разнозернистые; 5 — современные отложения конусов выноса; суглинки, глины, реже пески и супеси; 6 — олигоценовые континентальные отложения; пески, супеси, суглинки, глины; 7 — эоцен-олигоценовые морские отложения чеганской свиты; глины с маломощными прослоями известняков и песчаников; гидрогеологические условия: 8 — распространение водоупорных пород верхнеэоценового-нижнеолигоценового возраста; 9 — глубина залегания подземных вод, м, не более: 3 (а), 5 (б); 5–10 (в); 20 (г); более 20 (д); 10 — минерализация вод, г/л, не более: 1 (а); 1–3 (б); 25–50 (в); более 50 (г); линеаменты: 11 — связанные с дизъюнктивной тектоникой, в которых по ландшафтным признакам установлены гидравлическая связь водоносных горизонтов и интенсификация процессов засоления; 12 — предположительно связанные с дизъюнктивной тектоникой, гидрогеологическое и инженерно-геологическое значение которых не установлено; современные экзогенные процессы: 13 — дефляция; 14 — оврагообразование; 15 — оползни; 16 — суффозионно-просадочные явления; 17 — засоление. Прочие обозначения: 18 — границы стратиграфо-генетических комплексов горных пород; 19 — границы участков с различными глубинами подземных вод; 20 — границы участков с различной минерализацией подземных вод
Упор же в легенде сделан в соответствии с назначением карты на гидрогеологические условия. Горизонтальной штриховкой на карте обозначено распространение водоупорных пород верхнеэоценового-нижне-олигоценового возраста. Выделены участки с различной глубиной залегания подземных вод: не более 5 м, 5–10 м; 10–20 м и более 20 м. Они обозначены на карте штриховкой разного типа. Выделены различными условными значками участки с различной минерализацией подземных вод: не более 1 г/л, 1–3 г/л, 25–50 г/л, более 50 г/л. Нанесены на карту линеаменты двух типов: 1) связанные с дизъюнктивной тектоникой, в которых по ландшафтным признакам установлены гидравлическая связь водоносных горизонтов и интенсификация процессов засоления; 2) предположительно не связанные с дизъюнктивной тектоникой, гидрогеологическое и инженерно-геологическое значение которых не установлено.
В рассмотренной легенде карты, составленной на регион предполагаемого строительства ирригационных сооружений, вся дополнительная информация подобрана, на фоне общих инженерно-геологических условий, достаточно целенаправленно. Она дает возможность оценить гидрогеологические условия под определенным углом зрения и представить возможные их изменения при возведении ирригационных сооружений.
Макет инженерно-геологической карты района г. Верхнереченска масштаба 1:50 000, составленный А. С. Герасимовой, Н. С. Красиловой (1965), имеет в качестве приложения региональную инженерно-геологическую классификацию пород, составленную по материалам съемки, и инженерно-геологический разрез. На карте изображены два верхних комплекса пород, залегающих друг над другом (рис. 23, 24). Распространение верхнего комплекса показано на карте цветом, а нижнего — штриховкой. Это отражено в первом разделе легенды, представленном в виде двухрядной таблицы (см. рис. 24), в левой части которой в вертикальном ряду выделены в стратиграфическом порядке (от молодых к древним) комплексы с разбиением на литологические разности пород с описанием их возраста, генезиса и состава. В следующей графе дается геологический индекс. В правой части таблицы в горизонтальных рядах даются способы отображения на карте комплексов, литологических разностей и мощности пород, залегающих первыми и вторыми от поверхности. Для комплексов и литологических разностей, залегающих первыми от поверхности, на пересечении горизонтальных и вертикальных рядов таблицы приводятся оттенки цветов (в соответствии с принятыми в стратиграфической колонке), которыми закрашены территории их распространения на карте. Мощность их отражена на карте цифрами в градациях: 0–2 м; 0–5 м; 5–10 м; 10–20 м; > 20 м. Для комплексов и литологических разностей, залегающих вторыми от поверхности, в клетках пересечения рядов приводится тип штриховки, которой они показаны на карте. При этом мощность рыхлых отложений обозначается наклоном штриховки в градациях: < 5 м; 5–10 м; > 10 м.
Рис. 23. Фрагмент макета инженерно-геологической карты района
г. Верхнереченска масштаба 1:50 000
(по А. С. Герасимовой и Н. С. Красиловой, 1965)
Рис. 24. Фрагмент легенды макета Инженерно-геологической карты
района г. Верхнереченска масштаба 1:50 000
(по А. С. Герасимовой и Н. С. Красиловой, 1965)
В пределах поля распространения тех или иных комплексов пород на карте ставится геологический индекс, при этом индекс комплексов, залегающих вторыми от поверхности, обводится черной рамкой.
Характеристика гидрогеологических условий дается во втором разделе легенды и включает глубины залегания подземных вод в градациях 0–2 м; 2–5 м; 5–10 м; > 10 м, которые в виде цифр, обведенных в кружок синего цвета, выносятся на карту. А участки распространения этих глубин обводятся контурами синего цвета.
Геологические процессы и явления, представленные в третьем разделе легенды, показаны на карте условными знаками красного цвета. Они включают карстовые воронки свежие и старые, просадочные блюдца свежие и старые, интенсивную овражную эрозию, действующие обвалы и осыпи. Площади распространения геологических явлений оконтурены точечной границей красного цвета.
Дополнительно на карту вынесены элементы залегания пород, разрывные нарушения установленные и предполагаемые, опорные скважины, шурфы и т. п.
Вся инженерно-геологическая информация дана на разгруженной топооснове того же масштаба, где показаны горизонтали, высотные отметки, гидрографическая сеть, главнейшие населенные пункты.
К карте прилагается региональная инженерно-геологическая классификация (табл. 4) пород с прочными кристаллизационными связями, составленная по полевым данным съемки. В ней последовательно выделены основные генетические группы пород, формации, субформации, геолого-генетические комплексы, петрографические типы, основные виды пород. Каждому из них далее дается инженерно-геологическая характеристика состава, свойств и поведения в природных условиях по полевым наблюдениям. Она включает характеристику минералогического состава, структуры и текстуры, выветриваемости пород, их водопрочности (выщелачиваемость, размягчаемость, размываемость). Такая качественная характеристика пород по полевым данным дополняется характеристикой свойств пород, представленной в виде обобщенных показателей, полученных при массовом определении в полевой лаборатории простейших показателей свойств пород, таких как объемный вес, водопоглощение, временное сопротивление сжатию в воздушно-сухом и водонасыщенном состоянии.
Таблица 4. Фрагмент региональной инженерно-геологической классификации пород
с прочными кристаллизационными связями района Верхнереченска
(составлена Н. С. Красиловой (1962) по полевым данным съемки масштаба 1:50 000)
После характеристики пород в классификации приводится инженерно-геологическая характеристика массивов, которая включает оценку категорий прочности слагающих массив пород, характеристику условий залегания и взаимоотношения их в массиве, характер трещиноватости и дислоцированности пород, степень горизонтальной расчлененности (км/км2) и характер рельефа в пределах территорий развития массива. Особое внимание здесь уделяется предельной средней крутизне устойчивого откоса (в понимании Г. С. Золотарева, 1949) в оцениваемом массиве при данной высоте откоса и с учетом его экспозиции. На основании всех перечисленных выше характеристик дается оценка прочности откартированных массивов пород, которой заканчивается классификация. Каждый массив имеет свой индекс, под которым он выделен на инженерно-геологическом разрезе. Такая классфикация дает более полную характеристику состава и поведения массивов пород в различной природной обстановке, позволяет более правильно оценить территорию и с большей целенаправленностью проводить детальное изучение свойств пород лабораторными и полевыми методами.
К карте приложен инженерно-геологический разрез, выполненный в искаженном масштабе (гopизонтальный 1:50 000 и вертикальный 1:1000), на котором показаны стратиграфические и генетические подразделения горных пород, их литологический состав с выделением фаций аллювия, условия залегания и мощность, разрывные нарушения, обводненность, глубина залегания, мощность, уровни водоносных горизонтов, напоры. Для выделенных в инженерно-геологической классификации массивов пород даны показатели некоторых свойств пород: W — естественная влажность в процентах; im — коэффициент относительной просадочности; с — сцепление; d — объемный вес; Рсж — прочность пород на раздавливание в воздушно-сухом состоянии. Приводятся диаграммы розы трещиноватости. Для водоносных горизонтов в сегментах круговых циклограмм на разрезе дается содержание катионов и анионов в процент-эквивалентах.
В таблице под разрезом приводится характеристика территории по нескольким разделам: 1) все выработки, расположенные по линии разреза; 2) расстояния между выработками; 3) геоморфологическая характеристика; 4) инженерно-геологическая оценка территории, которая заключается в оценке степени ее пригодности для строительства с указанием тех факторов, которые эту оценку обусловливают. Оцениваемые в этом разделе территории увязаны через указанные здесь специальные индексы с участками, выделенными на карте инженерно-геологического районирования. На этой карте, отражающей инженерно-геологические условия для наземного строительства с неглубоким заложением сооружений, основное внимание уделено составу и строению пород в активной зоне сооружений, глубине залегания подземных вод и характеру геологических процессов.
Крупномасштабные карты инженерно-геологических условий прочно вошли в практику инженерно-геологического картирования. Среди опубликованных карт этого типа по содержанию преобладают специальные карты, хотя встречаются и общие; среди последних преобладают карты тематической направленности (оползневые участки, высокие склоны и т. п.). Общие по назначению крупномасштабные карты (1:25 000) позволяют достаточно глубоко вскрыть общие инженерно-геологические закономерности. Специальные же карты этого масштаба содержат подробную информацию, позволяющую на ее основе выполнить инженерные проработки на ранних стадиях проектирования. Для стадии разработки рабочей документации создаются более детальные карты инженерно-геологических условий (масштаба 1:1000 и более крупные), которые также составляются в виде общих и специальных карт, хотя среди них и преобладают последние.
Ниже в качестве примера общей крупномасштабной карты рассматривается один из листов инженерно-геологических условий Чехословакии (1:25 000), составленных М. Матулой и Я. Пашеком (1964), который вошел в виде макета в Инструкцию по составлению унифицированных основных инженерно-геологических карт, разработанную инженер-геологами стран — членов СЭВ (Инструкция по составлению… 1967). Из специальных крупномасштабных карт рассмотрены:
• макет инженерно-геологической карты Гуранского участка М. В. Чуринова и В. П. Лазаревой масштаба 1:25 000, вошедший в «Методические указания по составлению инженерно-геологических карт масштабов 1:25 000 – 1:50 000 (для наземного строительства с неглубоким заложением сооружений)»;
• макеты инженерно-геологических карт горно-складчатых областей для подземного и наземного (городского и дорожного) строительства, составленные Г. С. Золотаревым и Т. Ю. Пиотровской (в масштабах 1:25 000 — I:50 000), опубликованные в одноименном методическом пособии в 1973 г.;
• крупномасштабная схематическая карта инженерно-геологических условий г. Ташкента А. М. Худайбергенова (1985);
• инженерно-геологическая карта месторождения полезного ископаемого (перекрывающий рудное поле комплекс пород) Ф. Г. Касаткина и А. А. Варги (1991);
• детальная карта инженерно-геологических условий поверхностных отложений при разведке месторождений полезных ископаемых (масштаб 1:10 000), составленная Г. А. Голодковской, Л. М. Демидюк и Л. В. Шаумян, включенная в изданные в 1983 г. «Методические рекомендации к составлению инженерно-геологических карт при разведке месторождений полезных ископаемых» (Голодковская, Демидюк, Шаумян,1983);
• инженерно-геологическая карта правого берега р. Нарын в Сарыкамышской котловине масштаба 1:500, составленная Ю. Д. Матвеевым и И. Л. Шешеней под научным руководством Г. С. Золотарева (1965).
Карта инженерно-геологических условий одного из районов Чехословакии масштаба l:25 000 составлена М. Матулой и Я. Пашеком в полном соответствии с инструкцией по составлению унифицированных основных инженерно-геологических карт, разработанной специалистами стран — членов СЭВ. Легенда этой карты состоит из четырех разделов.
Первый раздел содержит характеристику возраста, генезиса и состава петрографических типов пород территории. Структурно этот раздел оформлен в виде таблицы типа стратиграфической колонки с выделением следующих вертикальных граф: группа пород (поверхностные отложения и породы коренной основы), система, отдел, генезис, обозначение пород на карте (с выделением первого и второго комплекса), максимальная мощность, характеристика состава пород. В соответствии с этим разделом легенды на карте цветом показаны породы поверхностных отложений и коренной основы первого от поверхности комплекса пород; оттенком цвета отражена мощность отложений комплекса в трех градациях: < 2 м; 2–5 м; 5–10 м (с изменением закраски соответственно от более светлого к более темному тону). Литологический состав пород первого комплекса показан на цветовом фоне розовым крапом и штриховкой. При наличии в первом от поверхности комплексе двух слоев (например, эоловых и аллювиальных отложений) для изображения на карте используется «матрац», и нижний слой показывается в узких вертикальных полосах. Литологический состав второго от поверхности комплекса пород показывается серым крапом и штриховкой, характер которых изменяется в зависимости от глубины его залегания от поверхности (< 5 м; 5–10 м; > 10 м).
На карте проведены границы пород и выделенных свит в первом комплексе (сплошной линией на поверхности и частым пунктиром на глубине) и границы пород во втором комплексе (редким пунктиром). Геологические индексы соответственно показаны в виде двух- или трехэтажной дроби.
Гидрогеологическая информация нанесена на карту синим цветом в соответствии со вторым разделом легенды. В нем предусмотрено проведение гидроизобат (равных глубин от поверхности подземых вод) с указанием цифрами максимальных амплитуд колебания уровня грунтовых вод. Бергштрихами на гидроизобатах показано общее направление движения подземных вод. Уровни подземных вод в горных районах указаны синими цифрами (< 2 м; 2–5 м; 5–10 м; > 10 м). Нанесены на карту источники обычные и артезианские, мочажины, проведена средняя граница паводка. Характеристика воды дана в круговой диаграмме, в четвертях которой приведена степень рН, временная жесткость воды (Н) и если есть, то заполняется четверть диаграммы при углекислотной или при сульфатной агрессивности.
Экзодинамические процессы и явления отражены на карте красным цветом. Внемасштабными знаками показаны участки развития речной эрозии, конусов выноса, осыпей, передвигающихся дюн. Оконтурены площади с интенсивными эрозионными явлениями (оврагами), потенциальными оползнями, активными оползнями, карстовыми воронками, оседания территории горного хозяйства.
Показаны на карте тектонические разломы и направления падения их поверхности, элементы залегания слоев. К карте прикладывается схематический геологический разрез.
Данная крупномасштабная карта инженерно-геологических условий одного из районов Чехословакии построена М. Матулой и Я. Пашеком (1964) по тому же принципу и с аналогичным построением легенды, что и рассмотренная ранее среднемасштабная карта инженерно-геологических условий одного из районов Польши, составленная А. Михаликом (1965). Но в данном случае более крупный масштаб позволил авторам показать более детально первый и второй комплекс пород, изменение по площади мощности первого комплекса и глубины залегания от поверхности второго комплекса (хотя предложенные для этого изобразительные средства сложны для восприятия). Несколько подробнее дана на крупномасштабной карте и характеристика гидрогеологических условий, в частности — проведение гидроизобат. Экзодинамические процессы и явления показаны не только внемасштабными знаками, но и оконтурены площади развития наиболее опасных из них.
Позднее (1976) М. Матула существенно дополнил легенду, что видно из фрагмента макета карты инженерно-геологических условий Чехословакии (часть Цволенского бассейна) в масштабе 1:25 000, опубликованного в инструкции, разработанной рабочей группой МАИГ. Цветовой фон карты также отражает возраст и генезис пород поверхностного комплекса, мощность его показана оттенками цвета (< 2 м; 2–5 м; 5–10 м), литологический состав — цветным крапом. Нижележащий комплекс показан черным крапом (без дифференциации по глубине залегания). Основная часть легенды представлена в виде обширной таблицы, состоящей из трех частей.
I. Генетико-литологическая классификация, включающая графы с указанием возраста, генетической группы, геологического индекса, способа отображения на карте первого и второго комплекса, литологической характеристики комплекса.
II. Инженерные классификации, где буквенными символами обозначены названия пород по классификации в соответствии со строительным стандартом, принятым в Чехословакии, степень пригодности в дорожном строительстве в качестве основания и в качестве материала для насыпи; буквенными индексами обозначено место грунтов в почвенной классификации; степень легкости в разработке (от 1 до 6).
III. Инженерно-теологическая характеристика для пород основных литологических типов (на ненарушенных образцах), которая содержит характеристику состава литологического типа, средние значения плотности твердых частиц, плотности скелета грунта (средние, максимальные и минимальные значения), пористость, показатель консистенции, естественная влажность, показатели пластичности, твердость задавливания (кг/мм2), угол внутреннего трения, сцепление, модуль объемного сжатия, модули упругости, общей деформации, динамической упругости, коэффициенты размягчения и др. В последней графе таблицы дается комплексная характеристика пород в естественном залегании (особенности условий залегания, мощности, обводненности и т. п.).
Способы отражения на карте информации о гидрогеологических условиях и о геологических процессах остались прежними.
Макет специальной инженерно-геологической карты Гуранского района масштаба 1:25 000 для наземного строительства с неглубоким заложением сооружений составлен М. В. Чуриновым и В. П. Лазаревой (1965). В первом разделе легенды карты указаны геолого-генетические комплексы и инженерно-геологические группы пород. Последним отдан цветовой фон карты. Этот раздел легенды представлен в виде таблицы (для поверхностных отложений и для пород коренной основы) в левой части которой в отдельных вертикальных графах указаны структурный этаж, тектонические условия, тип формаций и их генезис, затем геолого-генетические комплексы пород и геологический индекс. В горизонтальных графах правой части таблицы выделены инженерно-геологические группы комплексов пород, которые представлены одним петрографическим типом пород или сочетанием нескольких типов (например, песчаные породы со связными или полускальные породы с пластичными).
В клетках таблицы на пересечении горизонтальных и вертикальных рядов представлен способ отражения инженерно-геологических групп пород различных формаций на карте. Первые от поверхности инженерно-геологические группы комплексов пород показываются цветом. Мощность их указывается на карте цифрами в метрах в градациях: < 2; 2–5; 5–10; 10–20 и > 20 (рис. 25). Мощность комплексов горных пород, залегающих вторыми от поверхности, показывается наклоном цветной пунктирной штриховки: при мощности < 5 м — наклонной, 5–10 м — горизонтальной и > 10 м — вертикальной. Цвет штриховки отвечает соответствующей инженерно-геологической группе пород. На карте в пределах распространения тех или иных комплексов пород поставлены их геологические индексы в виде дроби: для верхнего — в числителе и для нижнего — в знаменателе. Третий комплекс пород указывается цветом внутри знака вскрывших его скважин, а пройденная мощность в метрах — цифрой под знаком.
Во втором разделе легенды дается гидрогеологическая характеристика района (см. рис. 25). Она включает глубину залегания подземных вод и их агрессивность. Глубина залегания указывается цифрами в кружках синим цветом в градациях 0–2 м; 2–5 м; 5–10 м и > 10 м, агрессивность показывается цветным штрихом над знаком скважины: зеленым — углекислотная (содержание СО2–2 > 3 мг/л); коричневым — общекислотная (рН < 7); желтым — сульфатная (содержание SО4–2 > 250 мг/л). Без черты дается в тех случаях, когда агрессивность не изучена. Условным знаком показаны родники, их номер и чертой над знаком — наличие и тип агрессивности.
Рис. 25. Построение подраздела «Мощность пород» разделов
«Гидрогеологическая характеристика», «Геологические явления»,
«Границы таксонов инженерно-геологического районирования»
макета инженерно-геологической карты Гуранского района
масштаба 1:25 000 (по М. В. Чуринову, В. П. Лазаревой, 1965)
В третьем разделе легенды представлены геологические явления, обозначенные на карте знаками красного цвета. Они включают оползни действующие и недействующие, карст открытый и закрытый, просадки, обвалы, осыпи, заовраживание, заболачивание, суффозию, солифлюкцию, сели, пучение, талики, солончаки, участки развития жильных льдов, площади распространения перелетков мерзлых пород мощностью до 5 м. По отдельным точкам в красном треугольнике показана средняя мощность сезоннооттаивающего слоя в метрах (см. рис. 25).
В четвертом разделе расшифровывается характер границ на карте и дополнительная информация в виде сбросов установленных и предполагаемых, элементов залегания пород, обозначений опорных скважин. Обширная информация дается на карте около знака опорных скважин: справа в числителе номер скважин; в знаменателе — глубина залегания первого от поверхности земли горизонта грунтовых вод в метрах; слева в числителе — глубина залегания первого от поверхности напорного горизонта, в знаменателе — высота напора воды в метрах. Цветная черта над значком — наличие агрессивности воды, цвет отвечает типу агрессивности первого от поверхности водоносного горизонта. Закраска значка показывает третий от поверхности земли комплекс пород, а цифра под значком — его пройденную мощность. Значок, закрашенный тем же цветом, что и породы верхнего комплекса, показывает, что третий комплекс пород выработкой не вскрыт. Для опорных скважин в многолетнемерзлых породах справа от значка ставится номер скважины, а слева в числителе — мощность мерзлых пород, в знаменателе их температура.
К инженерно-геологической карте прилагается таблица инженерно-геологического районирования, в которой выделены регионы (по структурно-тектоническому признаку), области (по геоморфологическому признаку) и районы (по инженерно-геологическим комплексам пород). Для каждого района дана характеристика в таблице: 1) глубины залегания и агрессивности подземных вод; 2) геологических процессов; 3) возможного развития инженерно-геологических процессов; 4) рекомендуемых инженерно-геологических мероприятий. На карте инженерно-геологические регионы, области и районы выделены определенным типом границ и обозначены соответствующими индексами.
В качестве приложения к карте дается сводная стратиграфическая колонка с инженерно-геологической характеристикой пород. В левой ее части общепринятые для стратиграфической колонки графы: группа, система, отдел, ярус, свита, стратиграфические индексы. Далее идут: максимальная мощность и краткое петрографическое описание пород. В правой части колонки дается инженерно-геологическая характеристика пород с выделением геолого-генетических комплексов, затем инженерно-геологических групп; далее они объединяются в геологические формации и указывается их принадлежность к структурному этажу (в соответствии с первым разделом легенды карты).
На макете специальной инженерно-геологической карты для строительства наземных сооружений в горно-складчатых областях применительно к масштабам 1:25 000 — 1:50 000, разработанной Г. С. Золотаревым и Т. Ю. Пиотровской (1973), на фоне границ и индексов инженерно-геологических районов и подрайонов цветом (а в черно-белом варианте — отдельными элементами штриховых знаков) показываются стратиграфо-литологические комплексы и литологические пачки пород. Территория обособления каждого комплекса соответствует инженерно-геологическому району (рис. 26).
Рис. 26. Макет инженерно-геологической карты горно-складчатой области
для строительства наземных сооружений масштаба 1:25 000 –1:50 000
(по Г. С. Золотареву, Т. Ю. Пиотровской, 1973)
Характеристика пород и показатели их свойств даются в прилагаемой к карте таблице инженерно-геологического районирования и оценки условий (табл. 5). Сплошной штриховкой на карте показаны геоморфологические элементы, такие как закарстованные поверхности, склоны смыва, эрозионные выровненные поверхности, оползневые склоны, делювиальные, абразионные террасы, селеопасные долины и т. п. Им соответствуют подрайоны первого порядка. Прерывистой вертикальной и горизонтальной штриховкой показаны безводные территории, с обводненностью вблизи разломов, неравномерно обводненные, интенсивно заболоченные, соответственно с выделением подрайонов второго порядка. Отдельными знаками выделены более мелкие геоморфологические элементы, такие как плоские поверхности оползневых ступеней и межоползневых гребней, перекрытые делювием; крутые (20–40°) эрозионные склоны смыва, растущие овраги, карстово-эрозионные долины.
Таблица 5. Инженерно-геологическое районирование и оценка условий
Более детально, по сравнению с среднемасштабной картой тех же авторов, отражены на карте геологические процессы с нанесением знаков локально развитых явлений. На карту вынесены: развивающиеся ниши отрыва обвалов и оползней, действующие и приостановившиеся оползни, карстовые и суффозионные воронки и пещеры, растущие промоины, участки интенсивного смыва, заторы селей, участки интенсивной абразии, вдольберегового перемещения наносов, интенсивного поглощения поверхностных вод. А самое главное — на карте приведены некоторые количественные характеристики развитых процессов: процент закарстованности поверхности, объем ниш отрыва в тыс. м3, объем одновременного селя в сотнях тыс. м3, средняя величина горизонтального перемещения оползня за год в метрах.
Крупномасштабная схематическая карта инженерно-геологических условий Ташкента составлена А. М. Худайбергеновым (1985). На ней разного типа штриховкой показаны средне-, верхнечетвертичные и современные отложения с указанием их возраста, литологического состава и мощности. Нанесены границы между террасами р. Чирчика. Цифрами в прямоугольниках даны интервалы глубин залегания грунтовых вод (в метрах); оконтурены зоны подтопления; выделены зоны активного проявления процесса просадочности лессовых пород (отдельно — под действием собственного веса толщи и при наличии дополнительной нагрузки от сооружений). Отдельным значком указаны участки проявления суффозионных явлений (рис. 27).
Рис. 27. Схематическая карта инженерно-геологических
условий Ташкента (по А. М. Худайбергенову, 1985)
Пояснения к рис. 27. Среднечетвертичные отложения — ташкентский комплекс: 1 — пролювиальные лессовые породы, однородные, макропористые, с мощностью до 50–70 м. Верхнечетвертичные отложения — голодностепский комплекс: 2 — аллювиальные лессовидные породы, слоистые мощностью до 20 м; 3 — аллювиальные песчано-глинистые отложения с мощностью до 12 м. Современные отложения — сырдарьинский комплекс: 4 — аллювиальные гравийно-галечники мощностью до 20 м; 5 — аллювиальные лессовидные породы с включениями гравия и гальки мощностью до 5 м; 6 — аллювиальные (ирригационные) песчано-глинистые отложения с включением гравия и гальки мощностью до 5–7 м; 7 — границы между террасами р. Чирчика; 8 — интервалы глубин залегания грунтовых вод, м; 9 — зона подтопления; зоны активного проявления процесса просадочности лёссовых пород: 10 — под действием собственного веса толщи, 11 — при наличии дополнительной нагрузки от сооружений; 12 — суффозионные явления
Легенда карты проста, поскольку территория г. Ташкента достаточно однородная, выровнена, но содержащаяся на карте информация на определенной стадии достаточна для решения задачи планирования и застройки города в увязке с проблемами всестороннего учета инженерно-геологических процессов и явлений.
Многие специальные крупномасштабные карты инженерно-геологических условий составлялись в связи с разными стадиями разведки месторождений полезных ископаемых. Ф. Г. Касаткиным и А. А. Варгой была разработана крупномасштабная синтетическая специальная инженерно-геологическая карта месторождений полезного ископаемого (перекрывающий рудное поле комплекс пород), относящегося к перспективному сырьевому объекту новой рудоносной провинции европейского Севера СССР (рис. 28). Карта содержит информацию о строении перекрывающей рудное тело пачки горных пород и предназначена для использования при предварительной оценке условий разработки месторождения.
Рис. 28. Инженерно-геологическая карта месторождения полезного ископаемого
(перекрывающий рудное тело комплекс пород) (по Ф. Г. Касаткину, А. А. Варге, 1991)
Пояснения к рис. 28. 1 — геологические границы; 2 — границы участков с различным строением перекрывающих рудное тело горных пород; 3 — предполагаемые зоны разрывных нарушений и повышенной трещиноватости горных пород (линеаменты); 4 — зоны активизированных на неотектоническом этапе разрывных нарушений фундамента и повышенной проводимости горных пород по данным электроразведки (зона интенсивной обводненности горных пород); 5 — тенденции неотектонического развития: а) преобладание поднятий в неоген-четвертичное время; б) поднятия в позднеплейстоцен-голоценовое время; 6 — границы участков с различными мощностями четвертичных отложений; 7 — достоверные (а) и предполагаемые (б) изолинии суммарных мощностей комплекса перекрывающих рудное тело горных пород сечением 5 м; 8 — мощности четвертичных отложений, м: а) < 5 м; б) 5–10 м; в) 10–25 м; г) > 25 м; 9 — изолинии подошвы зоны аэрации по результатам изучения пьезометрического уровня водоносного горизонта урзугской свиты; 10 — направления стока подземных вод: а) в породах среднего карбона (С2), б) в пределах распространения обводненных четвертичных отложений (Q); 11 — контур рудного тела в массиве вмещающих пород венда (V); 12 — останцовые плосковершинные массивы структурно-денудационной водораздельной равнины (абс. отм. 130–140 м), выработанной в породах среднего карбона (C2ur + C2ol + ok); 13 — аккумулятивная равнина (абс. отм. 100–110 м), сложенная четвертичными отложениями (Q); 14 — проявления карстовых процессов по карбонатным породам среднего карбона (C2ol + ok); 15 — болота; 16 — линии инженерно-геологических разрезов со скважинами; 17 — типы строения массивов горных пород, перекрывающих рудное тело
Карта составлена с использованием комбинированной цветовой закраски, разнообразных штриховок, крапов, условных знаков, изолиний, границ различного инженерно-геологического содержания, картограмм, помещенных в легенде. Большая часть аналитической информации вынесена в прилагаемую к карте таблицу. На карте же нашли отражение результаты интерпретации и обобщения исходного фактического материала.
Легенда к карте состоит как бы из пяти разделов. Прежде всего, выделены участки с различным строением перекрывающих рудное тело горных пород. Сделана попытка отображения их в двумерном пространстве с показом пространственной неоднородности и по горизонтали и по вертикали. При условии снятия четвертичных отложений мощностью до 5 м обособлены пять типов разреза, колонки которых представлены в легенде (рис. 29) с показом суммарных мощностей слагающих массив горных пород. На карте отображены площади распространения выделенных типов строения разреза с указанием его номера (I–V). Внутреннее строение массива, обладающего комплексом инженерно-геологических признаков, изменение которых обусловливает его анизотропию, иллюстрируют два инженерно-геологических разреза. На карте различными линиями показаны зоны разрывных нарушений и повышенной трещиноватости горных пород (линеаменты); зоны активизированных на неотектоническом этапе разрывных нарушений фундамента и повышенной проводимости горных пород по данным электроразведки, которые являются зонами интенсивной обводненности горных пород. Вертикальными стрелками разной жирности отражены тенденции неотектонического развития с преобладанием поднятий: а) в неоген-четвертичное время и б) в позднеплейстоцен-голоценовое время. Изолиниями показана суммарная мощность комплекса перекрывающих тело горных пород сечением 5 м.
Рис. 29. Типы строения массива перекрывающих рудное тело горных пород
(по Ф. Г. Касаткину, А. А. Варге, 1991)
Пояснения к рис. 29. I — четвертичные отложения (Q); II — олмугская и окуневская свиты нерасчлененные (C2ol + ok), подстилаемые урзугской свитой (C2ur) и перекрытые четвертичными отложениями (Q); ІІІ — урзугская свита (C2ur), перекрытая четвертичными отложениями (Q); IV — олмугская и окуневская свиты нерасчлененные (C2ol + ok) подстилаемые урзугской свитой (C2ur); V — урзугская свита (C2ur). Литологический состав пород: 1 — песок среднетонкозернистый, преимущественно кварц-полевошпатовый с дресвой; 2 — глина с примесью доломитовой муки; 3 — суглинок разуплотненный; 4 — доломит и известняк, местами окремнелый; 5 — доломит, разрушенный до глыб, щебня; 6 — песчаник среднемелкозернистый, с прослоями известняков, доломитов; 7 — щебень, дресва, песчаный материал, доломитовая мука
Во втором разделе легенды отражен характер показа на карте мощности четвертичных отложений. Пунктирными границами выделены участки с различными мощностями четвертичных отложений. Крапом из разных значков показана их мощность в градациях: a) < 5 м; б) 5–10 м; в) 10–25 м; г) > 25 м. Четвертичные отложения рассматриваются в качестве единого горизонта с выделением существенно глинистых и существенно песчаных разновидностей рыхлых осадков и учтены (в колонках) в качестве элемента типизации вертикального строения изученного массива.
В третьем разделе легенды дается характеристика гидрогеологических условий месторождения. Изолиниями (штрих с пунктиром) отрисовывается подошва зоны аэрации по результатам изучения пьезометрического уровня водоносного горизонта урзугской свиты. Стрелками разной конфигурации показываются направления стока подземных вод в породах среднего карбона (С2) и в пределах распространения обводненных четвертичных отложений (Q).
В четвертом разделе приводится характеристика геоморфологических элементов с выделением останцовых плосковершинных массивов структурно-денудационной водораздельной равнины, выработанной в породах среднего карбона, и аккумулятивной равнины, сложенной четвертичными отложениями.
Условными значками показаны места проявления карстовых процессов по карбонатным породам среднего карбона и места развития болот. На карте указаны также контуры рудного тела и нанесены линии разрезов.
В таблице, дополняющей карту, приведены возраст, генезис, литология, геоморфологическая характеристика, физико-механические свойства и подземные воды перекрывающей рудное тело толщи. Из физико-механических свойств дается характеристика модуля трещиноватости, показатель качества керна, плотности горных пород в естественном сложении, сопротивления одноосному сжатию, угла внутреннего трения, структурного сцепления (табл. 6). Характеристика подземных вод включает минерализацию, характер напора, обводненности или сдренированности, коэффициент фильтрации, водопроводимость.
Таблица 6. Возраст, генезис, литология, геоморфологическая характеристика,
физико-механические свойства и подземные воды перекрывающей толщи
* МТ — модуль трещиноватости, число трещин на погонный метр; ПК — показатель качества керна, %; ρ — плотность горных пород в естественном сложении, г/см3; σc — сопротивление одноосному сжатию, МПа; ϕ — угол внутреннего трения, град; С — структурное сцепление, МПа.
Рассмотренная крупномасштабная инженерно-геологическая карта, по мнению ее авторов, вполне пригодна для оперативного и достаточно полного на данной стадии геологической изученности ознакомления потребителей с основными закономерностями строения объема вскрышных пород.
Карта инженерно-геологических условий приповерхностной части разреза месторождения полезных ископаемых масштаба 1:10 000 составлена Г. А. Голодковской, Л. М. Демидюк и Л. В. Шаумян (1983). На ней показаны возраст и генезис первого от поверхности и подстилающего комплексов отложений, их литология, мощность четвертичных отложений, глубина залегания подземных вод, тепловое состояние пород, среднегодовая температура в подошве годовых колебаний, мощность сезонно- и многолетнемерзлых пород, современные процессы и явления.
Основной цветовой фон карты отдан показу генетических типов первого от поверхности комплекса четвертичных отложений и коренных пород и их возрасту в соответствии с первым разделом легенды. Этот раздел представлен в виде таблицы, где выделены графы: генезис (только для четвертичных отложений), возраст (для четвертичных: система, основные подразделения эпохи оледенения и межледниковья; для дочетвертичных: система, отдел, свита), цветовое отображение на карте и геологический индекс, литологический состав пород. Завершается таблица описанием для каждого выделенного возрастного комплекса пород соответствующего ему генетического типа рельефа, его формы и характера поверхности. Это позволило авторам обособить на карте основные элементы рельефа: различные по возрасту террасы, склоны, уступы и т. д., занимающие определенное положение относительно современного эрозионного вреза.
Возраст пород дополнительно показан на карте индексами в виде дроби, в числителе которой — индекс первого от поверхности геолого-генетического комплекса, в знаменателе — индекс подстилающих пород. Мощность их вынесена на карту в виде дроби, обведенной кружком, в числителе которой указана мощность первого от поверхности геолого-генетического комплекса, а в знаменателе — общая мощность четвертичных отложений (рис. 30).
Рис. 30. Фрагмент Карты инженерно-геологических условий
(приповерхностная часть разреза) месторождения полезных ископаемых
масштаба 1:10 000 (по Г. А. Голодковской, Л. М. Демидюк, Л. В. Шаумян, 1983)
Литологический состав поверхностных отложений показан на карте крапом в соответствии со вторым разделом легенды (рис. 31). При этом двух- и трехслойное строение толщи по глубине показано различным сочетанием литологических знаков. Литологический состав подстилающих отложений представлен в вынесенных на карту колонках. Верхняя цифра у колонки отражает глубину залегания подошвы первого от поверхности геолого-генетического комплекса пород, нижняя — показывает глубину распространения годовых колебаний температур (в м).
Характеристика подземных вод рассматривается в третьем разделе легенды (см. рис. 31). Она представлена глубиной залегания водоносных горизонтов в виде дроби, в числителе которой — первого от поверхности горизонта, в знаменателе — второго горизонта. Дробь заключена в ромбовидный четырехугольник.
Рис. 31. Построение разделов ІІ–VIII легенды Карты инженерно-геологических
условий (приповерхностная часть разреза) месторождения
полезных ископаемых масштаба 1:10 000
(по Г. А. Голодковской, Л. М. Демидюк, Л. В. Шаумян, 1983)
Тепловое состояние пород, и в частности их среднегодовая температура в подошве слоя годовых температурных колебаний изображена на карте, в соответствии с четвертым разделом легенды, штриховкой, в виде полос («матрацем»), прерывающих сплошность цветового поля (см. рис. 30 и 31). Для отображения мерзлого и талого состояния пород на участках распространения мерзлых пород используются узкие полосы, а на участках талых пород — полосы в два раза шире. Различным наклоном, цветом и рисунком штриховки даются градации температур в пределах положительного (красные полосы) и отрицательного (синие полосы) температурного поля в интервалах: от 0 до ±1 °С, от ±1 до ±3 °С, от ±3 до ±5 °С, от ±5 до 7 °С, особо выделяется интервал –0,5 — +0,5 °С.
Льдистость (влажность) первого от поверхности геолого-генетического комплекса (пятый раздел легенды) показана величиной интервалов закраски внутри температурной полосной штриховки — льдистость (синяя) и влажность (красная); величина интервалов закраски внутри штриховки показывает градации льдистости (влажности). По влажности выделено три градации: 1) слабовлажные — Wест < Wр для суглинистых пород (Wест = 10–20 %); 2) влажные Wp < Wест < Wm для суглинистых пород (Wест = 20–30 %) и 1/3n < Wест < 2/3n для песчаных пород (Wест = 15–25 %); 3) сильновлажные — Wест > Wm — для суглинистых пород (Wест = 30–70 %). По льдистости выделены: слабольдистые, льдистые и сильнольдистые. Дополнительно на карту вынесена информация о глубине сезонного протаивания пород и мощности многолетнемерзлых пород (соответственно в числителе и знаменателе дроби).
Инженерно-геологические процессы и явления даны на карте (пятый раздел легенды) внемасштабными знаками черного цвета: курумы, оползни, бугры пучения, заболоченность, обусловленная разгрузкой подземных вод, котловины протаивания, морозобойные трещины.
Карта дополняется инженерно-геологическим разрезом, под которым дается геоморфологическая и мерзлотная (мощность мерзлых пород и среднегодовая температуры) характеристики.
Использование подобной карты инженерно-геологических условий предполагается при проектировании и строительстве горнорудных и промышленных предприятий, дорожных и других сооружений, необходимых при освоении месторождений.
Рассмотренные специальные крупномасштабные карты инженерно-геологических условий учитывали преимущественно требования наземного строительства и разведки месторождений. Из карт первой группы очень удачно скомпонована легенда карты М. В. Чуринова и В. П. Лазарева, в которой выделены инженерно-геологические группы пород от сочетания геолого-генетических комплексов рыхлых отложений и пород коренной основы с показом различных градаций по мощности первого и второго комплекса пород; представлена достаточно полная характеристика гидрогеологической компоненты инженерно-геологических условий (второй раздел легенды). В легенде карты Г. С. Золотарева и Т. Ю. Пиотровской (масштаба 1:25 000–1:50 000) очень подробно разработаны разделы с характеристикой геоморфологических элементов и геологических процессов и явлений, в последнем используются некоторые количественные показатели пораженности и объема смещенного материала. Но наложение районирования на карту инженерно-геологических условий горно-складчатой территории со сложным и неоднородным геологическим и геоморфологическим строением затрудняет восприятие материала.
Из карт второй группы на крупномасштабной карте и приложениях к ней Ф. Г. Касаткина и А. А. Варги удачно представлено строение комплекса пород, перекрывающих рудное тело, с характеристикой разрывных нарушений, трещиноватости и обобщенных показателей физико-механических свойств. Характеристика гидрогеологических условий и процессов ограничена. Хотя в представленном черно-белом варианте карты есть определенные трудности для восприятия информации. В легенде к детальной карте инженерно-геологических условий поверхностных отложений при разведке месторождений полезных ископаемых Г. А. Голодковской, Л. М. Демидюк и Л. В. Шаумян органично дополняют друг друга все разделы легенды. В отличие от предыдущих карт здесь подробно представлена характеристика мерзлотных условий (четвертый-пятый разделы легенды).
Инженерно-геологическая карта правого берега р. Нарын в Сарыкамышской котловине масштаба 1:500 составлена Ю. Д. Матвеевым и И. Л. Шешеней под научным руководством Г. С. Золотарева (1965). Основное цветовое поле карты отдано отображению состава и возраста четвертичных и каменноугольных отложений. Среди четвертичных отложений выделены аллювиальные, обвально-осыпные и обвально-оползневые комплексы преимущественно щебенчато-дресвяного состава. В легенде подробно описаны их литологические особенности, а на карте они отображены цветом с литологическими значками.
Большое внимание в условных обозначениях уделено элементам тектоники и трещиноватости, вынесенным на карту красными линиями различной конфигурации (рис. 32). Выделены крупные разрывы третьего, четвертого и пятого порядков, с указанием их ширины, характера сместителей, их элементов залегания, степени измененности пород. На карте каждый из них показан полосой в соответствии с масштабом карты. Линиями, с различными значками на них, показаны крупные тектонические трещины: приуроченные к напластованию, крутопадающие (60–90°) (северного падения; северо-восточного, реже юго-западного, южного и юго-восточного падения; меридионального простирания); пологопадающие и средней крутизны (до 30–50°) (юго-западного падения, северо-западного падения и прочих систем). Выделены трещины бортового отпора, наложенные на тектонические, шириной до нескольких десятков сантиметров; условными знаками обозначены интенсивно раздробленные и трещиноватые породы. На карту вынесены элементы залегания пластов пород, а также направления и наклоны тектонических трещин.
Рис. 32. Построение раздела «Элементы тектоники и трещиноватости»
легенды Инженерно-геологической карты правого берега р. Нарын
масштаба 1:500 (по Г. С. Золотареву, Ю. Д. Матвееву, И. Л. Шешени, 1965)
В разделе «Геоморфологические элементы склона» рассматривается возраст разных его (склона) частей. Перегибы в профиле склона, нижние границы его разновозрастных частей (условно) отрисовываются на карте линиями красного цвета с разными бергштрихами: а) неоген-нижнечетвертичный; б) нижнечетвертичный; в) среднечетвертичный и т. д. Индексом в кружочке указывается время основного формирования склона. Проведены границы поверхностей отрыва обвалов линиями черного цвета с разными бергштрихами с подразделением их по возрасту:
• молодые (современные) с поверхностью желтого или красно-бурого цвета, без пустынного загара;
• старые (современные) с поверхностью серого цвета, с желто-бурыми пятнами, со слабым пустынным загаром;
• древние (верхнечетвертичные) с поверхностью темно-серого цвета, с интенсивным пустынным загаром, с выветрелыми породами на стенках.
Выделены на карте саи и крупные промоины, бровки террас и их номера, местные водоразделы.
Важен раздел легенды, рассматривающий устойчивость склонов. Выделены три категории склонов:
• неустойчивые, включающие: а) обвальные склоны в сильно выветрелых и разгруженных известняках, средней крутизной 40–50°; возможны крупные обвалы; б) осыпные, с предельной крутизной 36–38°, с действующими и полузакрепленными осыпями, возможны осовы от малых до грандиозных;
• относительно неустойчивые склоны, включающие: а) обвально-осыпные склоны в сильновыветрелых и разгруженных известняках, средней крутизной 35–40°, местами задернованные; вероятны малые и средние обвалы, редко до крупных; б) обвальные, в относительно выветрелых и разгруженных известняках, средней крутизной 45–55° с уступами; вероятны малые и средние обвалы, редко до крупных; в) осыпные, средней крутизной 32°, с древними закрепленными осыпями; вероятны малые и крупные осовы; г) уступ второй террасы, крутизной до 40–50° часто отвесный, возможны малые и средние оползни.
• относительно устойчивые склоны, включающие поверхности отрыва молодых обвалов и оползней, образовавшихся по трещинам и обнаживших относительно прочные породы.
Склоны разной устойчивости показаны на карте цветом (без литологических значков). Хотя хотелось бы видеть более выразительный способ отображения, поскольку цвет уже задействован для пород.
Из прогнозных элементов — на карте выделены участки возможного возникновения осовов после создания водохранилища.
В качестве прочих знаков легенда содержит стратиграфические границы (достоверные, предполагаемые и погребенные), литологические границы, линию НПГ, линию инженерно-геологического разреза, границу поверхности склона до возникновения древних и современных обвалов.
Рассмотренные карты, выполненные на участки горно-складчатых территорий под руководством Г. С. Золотарева, отличаются определенной тематической направленностью. Основной упор делается на отображение на карте тех компонентов инженерно-геологических условий, которые влияют на устойчивость высоких склонов. В связи с очень сложным, геологическим и тектоническим строением районов большое внимание уделено, особенно на последней карте, отображению элементов тектонической нарушенности и трещиноватости пород, расчленению склонов по возрасту, выделению обвалов и оползней с учетом типа и объема смещения пород, возраста процесса. Определение возраста склонов необходимо для последующего восстановления геологической истории их формирования, выявление которой имеет большое значение для оценки их современной устойчивости и прогноза ее изменения под воздействием природных и техногенных факторов. Анализ истории формирования склонов, реконструкция их параметров, причин и типов геологических процессов, происходивших ранее в конкретных существовавших условиях, позволит прогнозировать современную и будущую устойчивость склонов в измененной обстановке. Здесь же на картах дается ориентировочная качественная оценка устойчивости склонов.