757

Глубокое сезонное промерзание обусловливает морозное пучение и деформацию инженерных сооружений.

Врегионечастопроявляютсяселевыепроцессыи наледи,разрушающие транспортные сооружения.

Опытэксплуатациитранспортныхсооруженийврегионепоказывает, что вопросы борьбы с морозным пучением грунтов и наледями является основным при эксплуатации и строительстве сооружений линейного типа.

19.7. Альпийские складчатые регионы

Тихоокеанский горноскладчатый подвижный регион охватывает территорию Колымского нагорья, Дальнего Востока, Камчатку, остров Сахалин и Курильские острова. Главной особенностью инженер- но-геологических условий региона является тектоническая подвижность в мезозойское и кайнозойское время, активное проявление гранитного магматизма и современного вулканизма. На Камчатке и Курильскихостровах расположеноболеесорокадействующихвулканов.

Район характеризуется повышенной сейсмичностью (до десяти баллов) и проявлениями разрушительных цунами.

На северной территории региона распространены многолетнемерзлые породы, мощность которых достигает 1000 м. В этих районах развиваются повторно-жильныельды, термокарст, наледи и морозное пучение грунтов.

На юге Камчатки, Сахалине и в Приморье многолетняя мерзлота отсутствует, наблюдается избыточное переувлажнение грунтов, происходит интенсивное заболачивание.

Кавказ представляет собой регион альпийской складчатости. Северные склоны Большого Кавказа сложены отложениями верх-

ней юры, мела и палеогена: известняками, мергелями, песчаниками и аргиллитами.

Врайонах Северного Кавказа распространены магматические горные породы и породы вулканического происхождения.

ВПредкавказском прогибе большую часть разреза составляют майкопскиеглины,склонныексильномунабуханию,ивысокодисперсные сарматские глины.

Верхняя часть геологического разреза Предкавказского прогиба представлена лёссовыми просадочными грунтами.

пород. Галит легко растворяется в воде, является весьма неустойчивым минералом, при растворении происходит ослабление естественного основания, а водные растворы обладают агрессивностью по отношению к металлическим и железобетонным конструкциям. Широко применяется в пищевой и химической промышленности.

Карбонаты — соли угольной кислоты. Особенностью их является вскипаниеот действия10 %-гораствора соляной кислоты и растворимость в воде.

Карбонаты широкораспространены в составе земной коры, слагая такие породы, как мрамор, известняк, мел. Имеют применение в строительстве, являясь основным сырьем для производства цемента.

Кальцит — CaCO3. Характерной особенностью этого минерала является бурная реакция (вскипание) с 10 %-м раствором соляной кислоты. Твердость — 3, плотность — 2,7 г/см3, цвет белый, бесцветный,прозрачный.Зачастуюмеханическиепримесипридаюткальциту оттенки серого, красного, бурого и даже черного цветов. Блеск стеклянный,спайностьсовершеннаявтрехнаправлениях.Происхождение кальцита осадочное, метаморфическое, образуется при выпадении из водныхрастворов,впроцессежизнедеятельности организмов,слагает осадочные породы: известковый туф, натечные образования (сталактиты, сталагмиты), плотные известняки, мергель и землистые массы мела. Встречается в виде хорошообразованныхкристаллов (ромбоэдров) различной крупности, слагает горную породу мрамор.

В условиях дневной поверхности кальцит весьма неустойчивый минерал, под действием атмосферных газов тускнеет, растрескивается, истирается под механическим воздействием. В воде растворяется (относится к труднорастворимым), в породах, сложенных кальцитом, образуются поры, пустоты и даже пещеры.

Кальцитявляетсяосновнымсырьемпри производствепортландцемента, используется при облицовке стен станций метрополитенов (мрамор, известняк, ракушечник); из него производится гашеная известь.

Доломит—CaCO3MgCO3.Твердость—3,5,плотность—2,9г/см3.

Вскипаетподдействием10 %-гораствора соляной кислотывпорошке (в царапине). Цвет желтовато-серый, светло-бурый, реже белый. Излом зернистый, спайность совершенная, блеск стеклянный.

Образуетсяприметаморфизмеизкальцитапривоздействиинанего магнезиальныхрастворов. Доломит частоявляется примесью визвестняках и мраморе.

Растворяетсявводе(относитсяктруднорастворимымсолям),более устойчив к процессам выветривания, чем кальцит.

Используется в качестве строительного камня, облицовочного материала, при изготовлении вяжущего и огнеупоров.

Магнезит —MgCO3. Твердость —4,5, плотность —3,0г/см3, цвет белый, стально-серый с черными прожилками окислов магния (как рябчик). Излом зернистый, спайность совершенная, блеск стеклянный.

В HCl «вскипает» только в порошке при нагревании. Образуется при метаморфизме основных изверженных горных пород в условиях больших глубин и при метаморфизме кальцита путем замещения кальция магнием.

Используется как облицовочный материал, для изготовления огнеупоров (выдерживает температуру до 3 000 °С), в качестве щебня для бетона.

Малахит — CuCO3Cu(OH)2 (медная зелень). Твердость 3,5–4,0,

плотность — 4,0 г/см3, цвет зеленый, излом занозистый, блеск сильный, стеклянный, спайность совершенная. Происхождение осадочное. В природе малахит встречается в виде натечных желваков с радиально-лучистымиконцентрически-зональнымстроением,чащев виде зеленых землистых скоплений.

При действиисолянойкислотыбурновскипает, легкорастворяется

вводе, в условиях атмосферы весьма неустойчив. Образуется в зоне выветривания при взаимодействии известковых растворов и медьсодержащих минералов.

Применяетсядляоблицовкистенвнутрипомещений, изготовления ваз, мозаичных столов. Землистый малахит используется для приготовления краски.

Сульфаты—соли серной кислоты(гипс, ангидрити др.). Образуются при выпадении солей из водных растворов, легко растворяются

вводе. Распространены в районах с сухим, жарким климатом. Грунты, содержащие сульфаты, относятся к засоленным, при под-

готовке естественного основания рекомендуется их удалять, заменять на незасоленные.

Грунтовыеводызалегаютвчетвертичныхотложениях.Наводораздельных пространствах повсеместно встречаются верховодка на глу-

бине 1,5–2,0 м.

Вгорных районах распространена многолетняя мерзлота. В Чуйской впадине многолетнемерзлые породы встречены в интервале глубин 16–40 м, часто формируются грунтовые наледи.

На железных и автомобильных дорогах региона повсеместно наблюдаютсядеформации,связанныесморознымпучениемгрунтовпри сезонном промерзании.

Вцеломнатерриториипреобладаютсклоновыепроцессы,оползни, обвалы, осыпи и солифлюкция.

19.6.Забайкальская складчатая страна

Забайкальская складчатая страна, несмотря на неоднородность

поприроднымусловиям,рассматриваетсяЕ.М.Сергеевымкакединый природный комплекс, характеризующийсяследующими общими чертами:

—резкое преобладание магматических пород над осадочными;

—большая часть территории имеет горный рельеф;

—равнинные участки располагаются в межгорных впадинах, на отметках 500–1000 м над уровнем моря, часто заболочены;

—суровый климат, обусловливающий широкое распространение многолетнемерзлых пород и значительную глубину сезонного промерзания грунтов;

—высокая сейсмичность — до 10 и болеебаллов (см. рис. 23, с. 93). В пределах Забайкальской страны построены и эксплуатируются

западная часть Байкало-Амурской железнодорожной магистрали и Амуро-Якутская автомагистраль.

Строительство и эксплуатация транспортных сооружений в этом регионе осложняется разнообразными геологическими процессами и явлениями. Впериодчастыхисильныхземлетрясенийактивизируются обвалы, гигантские оползни, курумы и сходы снежных лавин.

При строительстве транспортных тоннелей на БАМе часто происходили прорывы напорных трещинных вод и плывунов в подземные выработки.

В процесседеградации многолетней мерзлоты происходит протаивание грунтов и осадка насыпей железных и автомобильных дорог.

Широкое распространение магматических пород обусловило формирование месторождений полиметаллов, золота и строительных материалов.

Вмезозойскоевремя в результатеконтинентального выветривания пород сформировались месторождения бокситов, а в карбонатных породах карстовые пещеры и воронки.

Вконценеогена и началечетвертичного периода на Салаире были сформированы глины (кочковской свиты) и пачка субаэральных лёссовых пород: суглинков, супесей мощностью до 12 м (аналог краснодубровской свиты Колывань-Томской области). Покровные лёссовые грунтына водоразделахобладаютпросадочностью, на склонахактивноразвиваются овраги.

Южная и восточная частьАлтае-Саянского инженерно-геоло-

гического региона представлют собой сложную систему горных хребтов,нагорий,межгорныхвпадиниречныхдолин.Врегионвходят ГорныйАлтай, Тува,Западный иВосточный Саяны,Кузнецкий Алатау.

Для этих областей характерна интенсивная разрывная складчатая тектоника.Ихразрезысложенымощнымитолщамиметаморфических пород протерозоя — позднего палеозоя. Породы смяты в сложные складки, разбиты тектоническими разломами, прорваны интрузиями магматических пород.

Вмежгорных котловинах и впадинах распространены дисперсные грунтыделювиального, пролювиальногои аллювиальногопроисхождения четвертичного возраста. Приповерхностная толща четвертичных отложений обычнопредставлена лёссовыми просадочными грунтами.

ТерриторияАлтае-Саянского горноскладчатогорегиона относится

кобластям повышенной тектонической активности. В Горном Алтае 27сентября2003г.произошлоземлетрясениесмагнитудой7,3(10 баллов по шкале MSK-64). Землетрясение ощущалось в Красноярске, Кемерове, Новосибирске.

К сейсмическим территориям относятся все горные области, а также Кузнецкая, Колывань-Томская, Салаирская области.

Среди подземных вод региона преобладают трещинные воды, гид- рокарбонатно-кальциево-магниевогосостава,встречаютсяродоновые воды.

Гипс — CaSO42H2O. Твердость — 2, плотность — 2,3 г/см3, цвет белый, кристаллы чаще водяно-прозрачные (бесцветные), бывает окрашен в серый и даже черный цвета. Излом ровный, зернистый, спайность весьма совершенная, блеск стеклянный, у прозрачных разновидностей перламутровый.

Встречается в виде хорошо образованных крупных кристаллов таблитчатой формы (пластин), шестоватой (селенит), плотных мелкокристаллических агрегатов и мелкихрассеянных зерен в составе рыхлых осадочных пород.

Происхождение осадочное, образуется при выпадении в осадок из водных растворов. Легко растворяется в воде. В условиях атмосферы весьма неустойчив, разрушается.

Гипс применяетсяв цементной промышленности вкачестведобавки при производстве портландцемента. При термической обработке используется как вяжущее (алебастр), для отделки внутри помещений (карнизы, лепные украшения, штукатурка потолков), изготовления статуй, гипсовыхотливоки пр. Гипсобладаетреакционной способностью, поэтому породы даже с незначительной примесью гипса не рекомендуется использовать в качестве инертных заполнителей в бетонах. Представляютопасностьзагипсованныегрунты восновании гидротехнических сооружений, железнодорожных тоннелей и опор мостов через суходолы. При взаимодействии с водой происходит растворение гипса, существенное ослабление грунтового массива и в конечном итоге разрушение сооружения.

Присутствие гипса в породах свидетельствует о сульфатной агрессивности грунтовой среды и подземных вод района, разрушающе действующей на строительные конструкции, изготовленные из портландцемента.

Ангидрит—CaSO4 (безводныйгипс). Твердость—3,плотность— 2,9 г/см3. Обычновстречаетсяввидезернистых, плотных масс. Излом зернистый, блескна свежемизломестеклянный,поддействиематмосферной влаги становитсятусклым, жирным. Спайностьсовершенная. Цвет голубовато-серый, фиолетовый.

Происхождение осадочное — химический осадок морей. При взаимодействии с водой (даже влагой из атмосферы) переходит в гипс с большим увеличением объема (до30 %). При этом развивается давление набухания на основание сооружения до 0,5 МПа.

Ангидрит обладает реакционной способностью по отношению к бетону.

Барит — BaSO4 («барос»— по-гречески тяжесть). Обладает высокой плотностью — 4,5 г/см3, твердость — 3. Излом зернистый, блеск стеклянный, спайностьсовершенная. Цвет белый с розовымили голубоватым оттенками, бурый, реже бесцветный. Встречается в виде крупнокристаллических плотных масс.

Образуетсяприметаморфическихпроцессахизвысокотемпературных водных растворов. Химически устойчивый, в водене растворяется, но легко разрушается при механическом воздействии (хрупкий).

Применяется при изготовлении специальной штукатурки, непроницаемой для радиоактивного излучения и рентгеновских лучей.

Используется при изготовлении баритовых белил, эмалей, в химической промышленности.

Силикаты—породообразующиеминералы,наихдолюприходит- ся до 80 % массы земной коры (самые распространенные минералы).

Характеризуются повышенной твердостью, не растворимы в воде.

Оливин — (Mg, Fe)2SiO4. Твердость — 7, плотность — 3,5 г/см3,

цвет от оливково-зеленого дочерного. Излом раковистый, блеск жирный, спайность несовершенная.

Происхождениемагматическое, входит в составультраосновных и основных магматических пород (дунит, габбро и др.).

Применяетсявстроительствеприизготовленииогнеупорных(форстеритовых) кирпичей.

Родонит — MnSiO3 (название от греческого «родон» — розовый. Русский синоним — орлец). Твердость — 6, плотность — 3,5 г/см3, цвет розовый с черными прожилками окислов марганца. Встречается в виде плотных мелкозернистых масс. Излом зернистый, блеск стеклянный, спайность совершенная.

Происхождение метаморфическое. Устойчив при выветривании, в воде не растворяется.

Применяется в качестве облицовочного камня (использовался при отделке колонн станции «Маяковская» московского метрополитена), поделочногоматериаладляизготовленияваз,письменныхприборовипр.

Авгит — Ca(Mg, Fe, Al)Si2O6 (название от греческого «авгэ» — блеск). Твердость — 6, плотность — 3,5 г/см3, цвет темно-зеленый, чаще черный. Излом занозистый, спайность совершенная.

Восновании геологического разреза Кузнецкой области залегают палеозойские и раннемезозойские угленосные породы: аргиллиты, алевролиты, песчаники и конгломератыс прослоями каменныхуглей. Все породы угленосной толщи рассланцованы, трещиноваты, слабо метаморфизованы, при подрезке их на склонах и в бортах угольных карьеров быстро выветриваются, образуя осыпи. На палеозойских породах Кузбасса на отдельных участках встречаются отложения мелового периода, представленные пестроцветными алевролитами и каолиновыми глинами.

Четвертичные отложения развиты в Кузбассе повсеместно в виде чехла мощностью от 40–100 м на западе до 5–20 м на востоке. В Анжерском районе эти отложения имеют серо-зеленую окраску и известны под названием тайгинских глин.

Верхняя часть разреза представлена верхнечетвертичными и голоценовыми покровными лёссовыми отложениями, обладающими просадочными свойствами.

Вугленосных породах Кузнецкой области часто происходят подземныепожары. При выгорании пластовуглявмассивепородобразуются пустоты, кровля их обрушается, формируются провальные воронки, что приводит к деформациям инженерных сооружений. Выгорание углей происходит до глубины 100–200 м. Обожженные породы — песчаники, алевролиты — приобретают повышенную прочность и широко используются при дорожном строительстве.

Салаирская инженерно-геологическая область — это область между Колывань-Томской и Кузнецкой областями на севере, востоке

иСтепным Алтаем на юге. Из крупных населенных пунктов на ее территории расположены г. Гурьевск, Салаир, Урск Кемеровской области и г. Маслянино Новосибирской области.

Вгеоморфологическом отношении Салаирская область представляет собой плоскогорье в виде возвышенного кряжа шириной 100 км

идлиной около 300 км. На севере у границы с Колывань-Томской областьюповерхностьплоскогорья имеетотметки 300м, кюгувысота увеличивается до 500, а отдельные холмы достигают высоты 618 м.

Салаирслагаютсамыедревниегорныепородырегиона отверхнего протерозоя до верхнего мезозоя. Они представлены мощными толщами известняков, эффузивных пород, конгломератов, песчаников, аргиллитов,прорванныхкрупнымимассивами гранитов,диоритов, габбро и гранодиоритов.

Рис. 100. Схема районирования Алтае-Саянской складчатой страны

Встречается в виде отдельных вкраплений в магматических породах (андезит).

Происхождение магматическое, является породообразующим минералом ультраосновных и основных пород (дунит, андезит). В зоне выветривания умеренно устойчив. Практического значения не имеет. Присутствиеавгита впородах, используемыхвкачествестроительного материала, обусловливает их хрупкость, они трудно поддаются обработке.

Роговаяобманка—Ca(Mg,Fe)(SiO3)4.Твердость—6,плотность—

3,4 г/см3, цвет зеленый до черного. Блеск шелковистый, спайность совершенная. Излом занозистый. Форма кристаллов — игольчатая.

Происхождение магматическое и метаморфическое. Входит в составмагматическихиметаморфическихгорныхпород(гранит,гнейс).

В воде не растворяется, при выветривании образуется лимонит. Практического применения не имеет. Наличие роговой обманки в

горных породах делает их вязкими при обработке.

Серпентин — 3MgO2SiO22H2O («серпентариа»— по-латыни змеевидный. Синоним — змеевик). Волокнистая разновидность минерала называетсяасбестом.Твердость—от2,5до4,0,плотность—2,6г/см3, цветотсветлогодотемно-зеленого.Изломраковистый,блескжирный, у асбеста шелковистый, спайность отсутствует, у асбеста — весьма совершенная.

Происхождение метаморфическое, образуется в результате метаморфических преобразований оливина и авгита.

Отходыасбестовой промышленностизапрещеноприменятьвкачестве путевого балласта на железных дорогах.

Тонковолокнистая разновидность — асбест широко используется как огнестойкий материал, применяется при изготовлении асбестоцементных труб, шифера.

Тонковолокнистый асбест (особенно белый — хризотил, голубой — крокидолит) и изделия из него являются причиной неизлечимой болезни — асбестоза. Асбест, используемый в различных смесях для внутренней отделки помещений, со временем расслаивается на мельчайшиеволокна (наиболееопасныедлиной 0,000005 и толщиной 0,000003 мм), попадает в легкиечеловека и способствует возникновению легочных заболеваний, в томчислеи злокачественных опухолей.

Применение строительных материалов, состоящих из асбеста, для внутренней отделки помещений (особенно детских учреждений) зап-

рещено. Асбест является вредной примесью при изготовлении бетонов.

Полевые шпаты являются главными породообразующими минералами магматических пород.

Характеризуются высокой твердостью — 6, устойчивы поотношению кводеимеханическомуистиранию. Привыветривании магматических пород переходят в породы осадочные и являются основными составляющими песков и глин.

Представителями полевыхшпатовявляютсяортоклази плагиоклазы. Ортоклаз — K2OAl2O36SiO2 («ортоклаз» — по-гречески прямо раскалывающийся). Твердость — 6, плотность — 2,56 г/см3, цвет светло-розовый, розовато-желтый, розовый дотемно-красного. Излом ровный,спайностьсовершеннаяподвумнаправлениямподуглом90°.

Блеск стеклянный.

Происхождение магматическое, входит в состав кислых магматическихпород(гранит,липарит),привыветриваниипоследнихпереходит в осадочные породы (песок, глину).

В воде не растворяется, довольно устойчив к механическому воздействию, при колебании температуры раскалывается по плоскостям спайности. Подвоздействиемуглекислогогаза и водыпревращаетсяв каолиновые глины.

Ортоклаз является сырьем для стекольной и керамической промышленности, используется для изготовления глазури, эмали.

Зеленая разновидность — амазонит употребляется для облицовки. В составегорных пород (гранитов, песков и др.) широко применяется в строительстве.

Плагиоклазы—представляютсобойизоморфнуюсмесьдвухмине- ралов: альбита и анортита. Химический состав плагиоклазов —

(100 – n)Na2OAl2O36SiO2 +nCaOAl2O32SiO2.СодержаниеSiO2 вплаги-

оклазах уменьшается от альбита к анортиту.

По содержанию анортита, а соответственно и SiO2, плагиоклазы подразделяются на группы:

1)кислые (альбит и др.) — анортита 0–30 %;

2)средние (андезит и др.) — анортита 30–50 %;

3)основные (лабрадор, анортит) — анортита 50–100 %.

Альбит — Na2OAl2O36SiO2 (название от латинского слова «альбус» — белый). Твердость — 6, плотность — 2,65 г/см3, цвет белый, реже желтовато-белый, излом ровный, спайность совершенная, блеск

19.5. Алтае-Саянская складчатая страна

Алтае-Саянскийскладчатыйрегионявляетсянаиболеесложнымпо своему геологическому строению и истории развития.

Северная часть региона представляет собой возвышенную плоскогорную,холмистуюравнину,впределахкоторойотчетливовыделяются инженерно-геологические области: Колывань-Томская, Кузнецкая и Салаирская (рис. 100).

Инженерно-геологические условия этих областей определяются незначительнымпоглубинезалеганиемпалеозойскихскальныхгрунтов и маломощным чехлом четвертичных дисперсных грунтов.

Колывань-Томская инженерно-геологическая область протя-

гивается по правому берегу реки Оби, от г. Камень-на-Оби через Новосибирск до г. Томска. На ее территории расположена восточная часть Новосибирской области (г. Бердск, Ордынск, Колывань, Тогучин, Искитим, Болотное), северКемеровской области (г. Юрга, Яшкино, Тайга) и г. Томск.

Рельеф Колывань-Томской области представляет приподнятую расчлененную равнину с абсолютными отметками от 100 до 300 м, вершины Буготакских сопок достигают 380 м.

Геологическое строение области представлено скальными породами палеозоя (мраморизованные известняки, песчаники и сланцы) и породами магматического происхождения (граниты, альбитофиры, диабазы и долериты), обнажающиеся в речных долинах и многочисленных каменных карьерах.

На породах палеозоя залегают озерно-аллювиальные глины кочковскойсвиты(верхнийплиоцен)мощностьюот5до30м, ивенчается разрезтолщейчетвертичныхлёссовыхгрунтовкраснодубровскойсвиты мощностью от нескольких метров до 60 м, обладающих просадочностью.

Кузнецкая инженерно-геологическая область простирается южнее Колывань-Томской области, на ее территории располагается Кемеровская область (г. Кемерово, Новокузнецк, Топки, Белово, Ан- жеро-Судженск).

В геоморфологическом отношении область представляет возвышеннуюрасчлененную равнинус отметками от 160 до280 м на севере и до 450 м на юге.

Вгеологическом строении распространены гранитные интрузии в виде гигантского пояса меридионального простирания длиной около 300 км и шириной до 60 км. Широкое распространение имеют метаморфические породы палеозоя: кристаллические сланцы, кварциты, кремнистыепесчаники,мраморы.Большиеплощадирегионасложены карбонатными породами разного возраста.

К карбонатным породамприуроченоширокоеразвитие карста, что является важной особенностью инженерно-геологических условий Урала. Зона активного карста распространена до глубины 150 м.

Втечение мезозойской эры произошло относительное выравнивание горной страны и формирование мощной коры выветривания и образование крупных месторождений бокситов.

Повсеместно распространены покровные суглинки четвертичного возраста. На севере региона этопесчано-глинистыеотложения водноледникового происхождения, в южных — элювиального, делювиального и пролювиального происхождения. На Южном Урале среди покровных отложений встречаются лёссовые суглинки, обладающие просадочными свойствами.

Четвертичные отложения занимают большие площади на пологих склонах междуречий, в долинах рек представлены преимущественно суглинками и глинами с высокой степенью водонасыщения.

Специфику инженерно-геологических условий территории Урала определяет наличие неглубоко залегающих грунтовых вод и значительная глубина сезонного промерзания грунтов. Эти особенности создают условия для развития морозного пучения, которое вызывает деформации земляного полотна железных и автомобильных дорог региона. В выемках на Свердловской и Южно-Уральской железных дорогах высота пучин достигает 90–120 мм.

Массовый характер на дорогах Урала имеют деформации откосов насыпей(сплывы, оползни)и широкоеразвитиекарстовых,обвальносклоновых и наледных процессов.

Строительствоподземныхтранспортныхсооружений иразработка месторожденийполезныхископаемыхврегионеосложненыналичием напорных трещинных и карстовых подземных вод. Водопритоки в горные выработки достигают 2 500 м3/ч.

стеклянный. Встречается в виде зернисто-кристаллических масс, реже —крупныхкристаллов, наихповерхностинаблюдаетсядвойниковая штриховка.

Происхождениемагматическое, входит в состав кислых (гранит) и средних (диорит) магматических пород. При выветривании магматических пород переходит в составосадочных (песок). В воденерастворяется.Довольноустойчивпримеханическомвоздействии.Прихимическом выветривании переходит в каолинит.

Применяется в качестве сырья в стекольной и керамической промышленности.

Лабрадор—(100–n)Na2OAl2O36SiO2 +nCaOAl2O32SiO2,гдеn—от

50 до 100, название по полуострову Лабрадор. Твердость — 6, плотность —2,70 г/см3, цветтемно-серый сяркими синими переливами на плоскостях спайности. Излом ровный, блеск стеклянный, спайность совершенная. Часто встречается в виде крупнокристаллических пород. Кристаллы имеют удлиненную форму, на поверхности видна двойная штриховка.

Входит в состав основных магматических пород (габбро, базальт). Разновидностьгабброизодноголабрадора называетсялабрадоритом.

Нерастворяется,устойчивпри механическомвоздействии, хорошо полируется.

Применяется как облицовочный камень.

Анортит—CaOAl2O32SiO2.Твердость—6,плотность—2,75 г/см3,

цвет серый, красновато-серый. Излом ровный, спайность совершенная, блеск стеклянный.

Анортит — основной плагиоклаз, входит в состав магматических основных горных пород (габбро, диабаз).

В чистом виде встречается редко.

Слюды являются водными алюмосиликатами сложного химического состава. Кристаллы имеют форму тонких листочков.

Присутствие слюд в горных породах снижает их прочность, повышает скорость физического выветривания.

Слюды являются вредными примесями для бетонов. (Для бетона гидротехнических и ответственных подземных сооружений содержание слюд не должно превышать 1 % по массе мелкого заполнителя.)

К наиболее распространенным относятся: мусковит, биотит, хлорит.

Мусковит — K2OAl2O36SiO22H2O. Твердость — 2, плотность —

3,0 г/см3.Втонкихлистахпрозрачен,бесцветен,обычносветло-корич- невый. Спайность весьма совершенная, блеск перламутровый.

Происхождение магматическое, метаморфическое. Встречается в виде чешуек в магматических породах, крупных чешуйчатых пакетов

имелкочешуйчатых масс в метаморфических породах.

Вводе не растворяется, устойчив к химическому выветриванию, поэтомушироко распространен в осадочных породах — песках, глинах.

Мусковит используется при изготовлении электроизоляционного материала (конденсаторов), огнестойких строительных материалов.

ВСредние века использовался для «стекления» окон, завозился из России, откуда и получил название — московское стекло («витрум мусковитикум»).

Биотит — K2O6(Mg, Fe)OAl2O36SiO22H2O. Твердость — 2, плот-

ность — 3,2 г/см3, цвет черный, темно-бурый. Блеск перламутровый, спайность весьма совершенная. Кристаллы таблитчатой формы, расщепляется на тонкие упругие листочки.

Происхождение магматическое и метаморфическое. Практического значения в отличие от мусковита не имеет (что

обусловлено его химическим составом). Горные породы, содержащие в большом количестве биотит, легко подвергаются выветриванию и механическому разрушению.

Разновидность биотита — вермикулит («червячок») — продукт

химического изменения биотита с пониженным содержанием K2O и увеличенным содержаниемводы. При нагревании до300 °С вермикулит расслаивается, разделяясь на длинные червеобразные нити. При этом увеличивается в объемев 20–25 раз. Используется как теплоизоляционный материал.

Хлорит — 5(Mg, Fe)OAl2O33SiO24H2O («хлорос» — по-гречески зеленый). Цвет от светло-зеленого до темно-зеленого. Твердость — 2, плотность — 2,7 г/см3, спайность весьма совершенная, блеск стеклянный.

Происхождение метаморфическое, встречается в виде тонкочешуйчатых масс в составе кристаллических сланцев.

Вводене растворяется, ноинтенсивно разрушается под действием атмосферных агентов. Практического применения не имеет.

Глинистые минералы — коллоидно-дисперсные алюмосиликаты, распространенные в виде мелких частиц (мельче 0,005 мм). Они

Подземныеводыдолин тесносвязаны сречными водами. Водоносными горизонтами являются слои русловогоаллювия (пески, гравий) пойм и надпойменных террас. По химическому составу подземные воды гидрокарбонатные, кальциево-магниевые, пресные (минерализация до 1 г/л). На террасах широко распространена верховодка, залегающая на глубине 1–2 м.

Особенностью инженерно-геологических условий области, как и всей территории Западно-Сибирского региона, является климатическая зональность. В заполярной зоне повсеместно распространены многолетнемерзлые породы, имеющие температуру от –3 до –10 °С.

Всевернойзоне—зонеталиковоймерзлоты—распространеныкак талые, таки мерзлыепородыстемпературой выше–3°С. Вэтихзонах насклонахречныхтеррасразвитысолифлюкционныепроцессы,оползни, на террасах термокарст.

Вцентральной (таежной) зоне — зоне распространения сильноув- лажненныхглинистыхгрунтов—широкоразвитпроцессзаболачива- ния речных террас и водоразделов (Васюганские болота). В этой зоне

впылеватых песках и супесях руслового аллювия развиты явления плывунности при проходке грунтов строительными выработками.

Вюжной зоне (южнее широты Транссибирской магистрали) распространены слабоувлажненные, часто засоленные грунты. На высокихнадпойменныхтеррасахразвитылёссовидныесуглинки,супеси,в которыхпроисходятсуффозионно-просадочныеявления,активнораз- виваются овраги и эоловые процессы.

Инженерно-геологические условия Западно-Сибирского региона характеризуются тем, чтосооружения на еготерритории возводятся и эксплуатируются на четвертичных слаболитифицированных песчаных, глинистых и торфяных грунтах.

Одной из главных особенностей территории региона является повсеместное проявление морозного пучения грунтов при их сезонном промерзании, являющеесяосновнымфактором деформации инженерных сооружений.

19.4. Уральская горная страна

Уральская горная страна располагается на стыке Русской и Запад- но-Сибирской платформ в видегорной гряды. Уральские горы имеют сравнительно небольшую высоту: в центральной части 1700 м, в Магнитогорском районе 700 и менее метров.

Вцентральной части Западно-Сибирской плиты распространены области аккумулятивных равнин: Обь-Иртышская (Б–3) и Обь-Ени- сейская (Б–4), сложенные нижнесреднечетвертичными глинистыми грунтами,сформированными вприледниковыхозерах(федосовскаяи тайгинская свиты). Глинистые грунты свит характеризуются повышенным содержанием органики и высокой влажностью. Эта особенностьгрунтоввсочетаниисбольшойглубинойсезонногопромерзания является причиной их интенсивного морозного пучения.

Севернееширотного течения р. Оби выделяется область денудаци- онно-аккумулятивных равнин, сложенных ледниковыми и водно-лед- никовыми отложениями — В(1–5). Отложения ледникового комплекса представлены мореной, гравийно-галечниковыми и песчаными отложениями, перекрытыми торфом мощностью до 6 м. Как правило, отложения этой области находятся в многолетнемерзлом состоянии, здесь развиты термокарст, солифлюкция.

На севереЗападно-Сибирской платформыраспространена область аккумулятивных равнин, сложенных морскими четвертичными отложениями — Г(1–4). Морские отложения представлены дисперсными грунтами отгравия, гравелистыхпесковдотяжелыхглин. Преобладающими грунтами являются суглинки, супеси и пылеватые пески.

Главнаяособенностьинженерно-геологическихусловийэтойобла- сти —широкоеразвитиемноголетней мерзлотыи высокая льдистость песчано-глинистых грунтов.

Длявсейтерриторииобластихарактернавысокаязаболоченностьи заозеренность.

Инженерно-геологическаяобластькрупныхдолин рек:Оби, Иртышаи ихпритоков— пересекаетЗападно-СибирскуюплитуотГорного Алтая до Ледовитого океана, шириной от 20 до 300 км. Эта область наиболее освоена и более детально изучена — Д(1–6).

Основными элементами рельефа речных долин является пойма и четыре надпойменные террасы.

Вгеологическомстроении поймы и первой надпойменной террасы преобладают пески. Суглинки, супеси и торф слагают верхнюю часть их разреза.

Вразрезахвторой и третьей террас верхнюю частьмощностью 10– 15 м слагают суглинки и глины. В нижней их части залегают пылеватые и мелкие пески.

слагают глинистую фракцию глин и суглинков и обуславливают их физико-механические свойства (пластичность, набухание и др.).

Наиболеераспространенными изнихявляются:каолинит,монтмориллонит, гидрослюда.

Каолинит—Al2O32SiO22H2O.Твердость—1,плотность—2,6 г/см3,

цвет белый, желтоватый, красноватый, бурый (за счет окислов железа). Излом землистый, блеск — матовый. Обычно каолинит образует землистые, легко растираемые пальцами массы. Спайность весьма совершенная, поэтому на ощупь — жирный, скользкий. Происхожде- ниеосадочное.Образуетсяприхимическомвыветривании—каолини- зации алюмосиликатов, чаще полевых шпатов. При воздействии на полевыешпаты(ортоклаз) углекислогогаза и воды происходит хими-

ческая реакция:

K2OAl2O36SiO2 +nH2O+CO2 = Al2O32SiO22H2O+K2CO3 +4SiO2nH2O.

Витоге на месте выветривания остается каолинит, а углекислый калий и гидрогель кремнезема переходят в раствор и выносятся. Зачастую частицы каолинита размываются водой и во взвешенном состоянии переносятсявконечныеводоемы, гдеотлагаются, накапливаются и формируют пласты чистой каолиновой глины.

Каолинит входит в состав тонкодисперсной фракции глинистых грунтов.

Вводе не растворяется, при взаимодействии с ней образует пластичную пасту.

Применяется в керамической промышленности — при производстве кирпича, черепицы, фарфора, фаянса.

Монтмориллонит — магнезиальный водный силикат сложного

состава—Mg3(OH)4Si4O8(OH)2nH2O.Образуетземлистыемассы.Твер- дость—1,плотность—2,0г/см3,цветбелый—дорозовато-красного. Блеск матовый, спайность совершенная, сложение мелкочешуйчатое, на ощупь — мягкий, жирный. Обладает подвижной кристаллической решеткой, благодаря чему способен поглощать большое количество воды и сильно увеличиваться в объеме (набухать).

Происхождение осадочное, образуется в результате химического выветривания основных магматических пород.

Вчистом виде встречается редко, обычно входит в состав глинистой фракции глинистых грунтов, обусловливая их высокую пластичность, набухание при увлажнении и усадку при высыхании.

Онобладаетхорошимиадсорбирующимисвойствами,всвязисчем применяется приочисткепродуктов перегонки нефти,вкерамической промышленности.

Гидрослюды — это гидротизированные слюды (гидромусковит, гидробиотит, вермикулит), представляют собой продукты химического выветривания соответствующих слюд. Образуют землистые матовые массы. Твердость — 1, плотность — 2,5 г/см3, цвет светло-корич- невый.

Вводенерастворяются, встречаютсявсоставеглинистыхгрунтов, обладают средней набухаемостью.

При прокаливании сильно вспучиваются, расщепляясь на тонкие листочки, увеличиваются в объеме. Используются как теплоизоляционный материал.

Рекомендациикизучениюминералов.Приопределенииминера-

лов за главный признак следует принимать их твердость. По твердости выделяются следующие группы минералов:

твердость—1—графит,каолинит,монтмориллонит,гидрослюды; твердость — 2 — гипс, галит, мусковит, биотит, хлорит; твердость — 3 — кальцит, ангидрит, барит; твердость — 4 — доломит, магнезит, лимонит, малахит; твердость — 5 — опал;

твердость—6—ортоклаз, альбит, лабрадор,пирит,авгит,роговая обманка, родонит;

твердость — 7 — кварц, халцедон, оливин.

После определения твердости определяются остальные свойства. По набору свойств и описанию устанавливается название минерала.

Длялучшегозапоминаниярекомендуетсясоставитьтаблицусвойств минералов (табл. 4).

Таблица 4

Свойства минералов

2.2. Горные породы, их происхождение

Горныепородыпредставляют собойплотныеилирыхлыеагрегаты одного или нескольких минералов, т.е. любая горная порода (гранит,

Рис. 99. Инженерно-геологическое районирование Западно-Сибирской плиты (по Е.М. Сергеееву и С.Б. Ершовой):

А(1–3) — области денудационных равнин, сложенных дочетвертичными грунтами; Б–1 — Южно-Обская область, сложенная лёссовыми грунтами;

Б–2 — Чано-Кулундинская область, сложенная верхнечетвертичными и неогеновыми отложениями; Б–3 — Обь-Иртышская и Б–4 — Обь-Енисейская области, сложенные озерными плиоцен-среднечетвертичными отложениями; В(1–5) — области аккумулятивных равнин, сложенных ледниковыми и водноледниковыми отложениями; Г(1–4) — области распространения морских средне- и верхнечетвертичных отложений; Д(1–6) — области крупных речных долин, сложенных верхнечетвертичными аллювиальными отложениями