г) малое содержание в породах руководящих форм фауны и флоры в связи с небольшой продолжительностью четвертичного периода. По этой причине изучение четвертичных отложений осуществляется главным образом по литологическому (вещественному) составу и растительным остаткам (споры и пыльца).
Четвертичные отложения характеризуются весьма большим разнообразием пород, отличающихся одна от другой условиями происхождения (генезиса) и литологическим составом.
Ниже дана краткая характеристика наиболее распространенных типов четвертичных отложений.
Грунты ледникового происхождения
Оледенения, происходившие в четвертичный период и характеризовавшиеся периодическим наступанием и таянием ледника (межледниковые века), захватили огромную территорию в северной части Европы и Азии.
В результате этого на территории, лежащей к северу от линии Лондон — Краков — Житомир — Киев — Орел — Воронеж — Пенза — Казань — Серов, образовалась мощная толща грунтов (до 100 м и более) ледникового происхождения, различного состава и свойств.
Среди грунтов ледникового происхождения наиболее широкое распространение имеют: а) моренные отложения (морена);
б) водно-ледниковые (флювиогляциальные) отложения;
в) озерно-ледниковые грунты.
Моренные отложения представляют собой скопления обломков горных пород различной крупности, которые находились как в массе ледника, так и вне его. Различают морены конечные и основные.
Конечные морены характеризуются наличием большой массы крупнообломочного материала (валунов, гальки, гравия, песка), смешанного с супесями или суглинками, залегающими в виде удлиненных возвышенных валов, вытянутых в направлении, перпендикулярном к движению ледника.
Примером конечных морен может служить Белорусская гряда (Минская, Новогрудская, Ломжинские и другие высоты), возвышающаяся над окружающей местностью до 75 м. Указанная гряда сложена валунными суглинками и супесчаными грунтами, а местами песчано-гравийными или гравийно-валунными отложениями.
Грунты конечных морен заслуживают большого внимания, поскольку среди них часто встречаются скопления высококачественных дорожно-строительных материалов — валунов, гравий-но-галечных и песчаных материалов.
Основные морены представлены глинами, суглинками и супесями с включениями валунов, гальки, и гравия. Они залегают толщей различной мощности — от одного до нескольких десятков метров почти на всей территории, когда-то занимаемой ледником.
Вследствие большой плотности моренные грунты характеризуются малой сжимаемостью и большим внутренним трением; в связи с этим они являются устойчивыми основаниями инженерных сооружений (мосты, здания и пр.) и хорошим материалом для отсыпки земляных сооружений (насыпи, дамбы и пр.).
Наряду с положительными сторонами следует указать также на отрицательную сторону моренных грунтов: часто содержащиеся в них крупные валуны сильно затрудняют применение современных средств механизации при разработке выемок или карьеров.
Флювиогляциальные отложения (или водно-ледниковые) являются отложениями тех временных рек и потоков, которые образовались в результате таяния ледников. В непосредственной близости от края таявшего ледника отлагались более грубые валунно-галечниковые отложения и грубо отсортированные пески, образовавшие валообразные возвышенности, напоминающие извилистую железнодорожную насыпь (так называемые озы), или неправильно и беспорядочно расположенные холмы и увалы (так называемые камы), разделенные котловинами. Высота камов над окружающей местностью колеблется от нескольких метров до 100 м. Слагаются они обычно из супеси на поверхности, а внутри содержат песок и гравий. В разрезе обнаруживается хорошо выраженная слоистость.
Широкое распространение из флювиогляциальных отложений имеют грунты, образовавшиеся в результате отложений разливов талых ледниковых вод на территории, относительно удаленной от таявшего ледника. В этом случае более отсортированные тонкозернистые грунты отлагались в виде разнозернистых песков, супесей и пылеватых суглинков. Последние обычно называют покрывными суглинками, поскольку они как плащом покрывают ранее отложившиеся четвертичные образования.
В центральных районах европейской части СССР покровные суглинки и глины имеют широкое распространение и покрывают собой моренные отложения. Характерной особенностью этих суглинков и глин является хорошая отсортированность частиц, малое содержание песчаных частиц, отсутствие в них валунов и гравия, хорошо выражена крупноореховатая и призматическая структуры в верхних слоях, затронутых процессом почвообразования, желто-бурая окраска и преобладание пылеватых частиц. Грунтовые дороги на покровных суглинках и глинах в сухое время года сильно пылят, а в периоды распутицы приходят в непроезжее состояние. При сильном увлажнении такие грунты быстро размокают, налипают на колеса автомобилей, образуя липкую грязь. При добавке песка или гравия свойства таких грунтов резко улучшаются.
В земляном полотне, а также в основаниях различных сооружений указанные грунты при достаточной их плотности являются вполне устойчивыми.
О з е р н о - ледниковые грунты представляют собой отложения озер, образовавшихся после таяния ледников. Они характеризуются перемежаемостью песчаных и глинистых прослоек и ограниченностью распространения. Примером таких отложений может служить ленточная глина, встречающаяся в Ленинградской и других областях. Озерно-ледниковые грунты могут быть самыми разнообразными по составу и свойствам.
Лёсс и лёссовидные суглинки
В окраинных зонах пустынь и прилегающих к ним степям на горных склонах при определенных условиях формируется своеобразный тип континентальных глинистых отложений — лёссы.
Лёссом называют малосвязную легко растирающуюся между пальцами неслоистую породу палевого, палево-желтого или светло-желтого цвета, пронизанную тонкими вертикальными круглыми ходами, оставленными отмершими стеблями и корнями растений.
По ряду свойств и гранулометрическому составу лёссы приближаются к покровным суглинкам. В лёссах обычно отсутствуют песчаные частицы крупнее 0,25 мм, но зато преобладает фракция крупной пыли — частицы 0,05—0,01 мм, содержание которых достигает обычно 60—70% по массе.
Существует несколько гипотез происхождения лёссовых грунтов: эоловая, водно-ледниковая, почвенная и др., В настоящее время все более склоняются к двум гипотезам: эоловой и водно-ледниковой.
Эоловая гипотеза, предложенная академиком вым и дополненная , и др., объясняет образование лёссов путем совместной деятельности ветра, дождя и растительности.
Водно-ледниковая гипотеза, которой придерживались , и др., объясняет образование лёссов оседанием ила из ледниковых вод, покрывавших в свое время всю поверхность южнее границы распространения ледника.
Лёссы очень пористы и содержат карбонаты кальция. Они характеризуются большой макропористостью, т. е. содержанием относительно крупных, вытянутых в вертикальном направлении пор (канальцев), размер которых значительно превосходит размер частиц, входящих в состав лёссов. При замачивании водой такие лёссы дают большую просадку, что часто служит причиной больших деформаций различных инженерных сооружений (просадочные лёссы).
В обнажениях лёссы образуют вертикальные стенки и обрывы. В местах лёссовых отложений обычно образуются глубокие овраги, быстро растущие вглубь и в стороны вследствие размывающего действия текущих вод.
Породы, в которых отсутствует какой-либо характерный для лёсса признак (большая пористость, карбонатность, палево-желтый цвет, тонкий суглинисто-пылеватый гранулометрический состав, способность давать вертикальные откосы), принято называть лёссовидными суглинками.
Лёссы имеют широкое распространение на территории Украины, Западной Сибири, Казахстана, Узбекистана и других среднеазиатских республик, а также в Китае, Венгрии, Румынии и в других странах.
Мощность лёссовых грунтов колеблется в широких пределах: на Украине — от 2 до 20 м, в Западной Сибири — от 5 до 90 м, в Средней Азии — до 50 м и более. В Китае толща лёсса часто достигает 100 м и более.
В дорожном отношении лёссы являются малоудовлетворительными грунтами. Грунтовые дороги на лёссах в сухое время отличаются чрезмерной пылимостью. Вследствие малой связности происходит сильное истирание грунта, и на дорогах часто образуется слой пыли в несколько десятков сантиметров. Наступает период «сухой» распутицы. При увлажнении лёссовые грунты быстро размокают и приходят в текучее состояние, сопротивляемость нагрузке становится ничтожной.
Сооружение земляного полотна в лёссовых грунтах требует принятия специальных мер против размывания откосов.
Песчаные грунты
Песчаные грунты различного происхождения получили широкое распространение на территории СССР. По данным солова, в СССР ими занята площадь около 1 млн. км2. Особенно распространены пески эолового происхождения, встречающиеся преимущественно в юго-восточной части СССР (Прикаспийская и Туранская низменности). Песчаные пустыни Каракум и Кызылкум покрыты на 80% всей территории эоловыми песками.
Эоловые пески характеризуются отсутствием связности, преобладанием частиц размером 0,05—0,25 мм и отсутствием или малым содержанием глинистых частиц (менее 3%).
В песчаных пустынях выделяют следующие пять основных форм рельефа: барханы, барханные гряды (цепи), грядовые пески, бугристые пески и песчаные равнины.
Барханы представляют собой холмы с неодинаковыми склонами высотой до 20 м, имеющие в плане вид полумесяца. Они сложены из совершенно незакрепленного мелкозернистого песка, легко перемещаемого под действием ветра.
Барханные гряды представляют собой параллельные несимметричные песчаные валы длиной до 300—500 м и высотой до 20—25 м, вытянутые перпендикулярно направлению господствующих ветров. В зависимости от направления ветра барханные цепи могут перемещаться за сезон на расстояние до 20 м.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 |
