Антропогенные процессы

Хозяйственное освоение территории влечет за собой усиление природных и возникновение группы новых, не встречающихся в естественных условиях инженерно-геологических процессов. К таковым относятся: подтопление и засоление грунтов, образование криопэгов, просадки и термопросадки, уплотнение и разуплотнение пород.

Подтопление территории вызывают природные - атмосферные осадки, поверхностный сток, глубина залегания вод сезонно-талого слоя и атропогенные факторы: удаление надпочвенных покровов, ликвидация естественных дрен, отсутствие ливневой канализации, строительные выемки, хозяйственно-бытовые стоки, утечка воды из коммуникационных систем. Подтопление характерно для зон с развитой сетью инженерных сооружений. Заболачиванию способствует выровненный, с отрицательными формами рельеф, наличие многолетнемерзлых пород, небольшая мощность сезонного протаивания грунта, глинистый состав приповерхностных отложений, а также аварийные утечки из неисправных водонесущих коммуникаций. Техногенные наледи, формирующиеся под зданиями в зимний период из-за утечек воды, аккумулируют на территории г. Якутска дополнительно от 40 до 200 % воды от суммы зимних осадков с минерализацией 1,5 г/л. Химический состав льдов – хлоридно-гидрокарбонатный натриевый или гидрокарбонатно-хлоридный с повышенным содержанием аммония (до 45-100 мг/л). На этих участках подстилающие грунты повышенно засолены. В г. Якутске в районах старых деревянных застроек отсутствие ливневой канализации и широкое распространение слабопроницаемых пород «культурного» слоя препятствуют инфильтрации поверхностных вод в грунт, что приводит к подтоплению. Подтопление, связанное с отсутствием дренажа при подсыпке грунтов, развито в п.п. Геолог, Новопортовском. В динамике обводнения территории г. Якутска прослеживается тенденция ее увеличения. Процессы подтопления территории способствуют оттаиванию мерзлых грунтов в основании зданий и сооружений, их засолению, снижению прочности строительных материалов, конструкций и т.д.

Территория находится в области континентального засоления пород, поступающими с паводковыми водами, атмосферными осадками. С дождевыми осадками на 1 км² ориентировочно вносится около 1 кг растворенных веществ, в основном гидрокарбонатов и хлоридов. В результате хозяйственной деятельности количество солей, выпадающих из атмосферы, варьирует от 5 до 104 т/км² в год. В зависимости от рельефа местности и типа почвогрунтов концентрация солей в них составляет от 0,006-0,2 до 5-8%. В долине Туймаада на повышениях рельефа преобладает содовое засоление, в понижениях - сульфатное, хлоридно-сульфатное и хлоридное [Еловская, 1966]. Повышению засоленности пород и минерализации грунтовых вод на урбанизированных территориях способствует привнос в естественную среду антропогенных отходов: свалок мусора, поверхностных стоков с площадей промышленных и сельскохозяйственных объектов [158], а также при аварийных утечках из инженерных коммуникаций. Высокоминерализованные растворы агрессивны на бетон и вызывают коррозию железной арматуры. На сельскохозяйственных угодьях засоление почв происходит при внесении различных химикатов, являющимися загрязняющими ингредиентами.

Криопэги, преимущественно техногенного происхождения, широко распространены в населенных пунктах и, особенно, в долине Туймаада. На низких террасах р. Лена и в окрестностях г. Якутска в интервале 3,5-6,0 м, реже до 8-12 м и глубже химический состав криопэгов - хлоридно-натриевый или магниевый, иногда при повышенном содержании сульфата магния и кальция; минерализация зависит от температуры вмещающих пород и изменяется в широких пределах (при температуре 2,4^оС минерализация достигает 35 г/дм³, при 3,2^оС - 60, при 5,8^оС – 98). Сформировавшиеся криопэги играют роль барьера, препятствующего проникновению низких отрицательных температур зимой и высоких положительных летом в подстилающие многолетнемерзлые породы, температура которых при этом повышается. В г. Якутске на криопэгосодержащих грунтах построены здания домостроительного комбината, ледового дворца «Эллей Боотур», НМЦ, ЯКОК и др.

При нарушении многолетнемерзлого состояния пород при строительстве инженерных сооружений формируются линзы оттаявших пород в виде чаш мощностью до 15-20 м, что приводит к просадкам как оснований сооружений, так и в целом поверхности.

Глава 7. ИСТОРИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ

В геологической истории развития территории выделяются несколько временных интервалов (этапов) неравнозначных по времени и для каждого из которых свойственен определенный тектонический режим: архей-раннепротерозойский, венд-раннепалеозойский, мезозойский и кайнозойский.

Архей-раннепротерозойский этап характеризуется становлением земной коры, отражая начало ее геологической истории. Раннеархейское время характеризовалось предположительно пластичным состоянием и слабой дифференциацией литосферы. На протяжении всего архейского акрона земная кора была неоднородной. Вещественные неоднородности ее обусловили обособление гранито-гнейсовых, гранулито-гнейсовых и серогнейсовых областей. В докарельскую стадию активно проявились процессы гранитизации с сопутствующими ей реоморфизмом и ростом гранито-гнейсовых куполов, осложненных метаморфогенной складчатостью. В результате этих процессов образовалась первичная относительно жесткая земная кора континентального типа.

В течение следующей стадии, длительность которой составляет около 1,5 млрд. лет, сформировался карельский структурно-вещественный комплекс. Характерные образования этой стадии - зеленокаменные пояса представляют собой протяженные трогообразные структуры, осадконакопление и эволюция магматизма которых обнаруживает некоторое сходство с соответствующими чертами фанерозойских зон континентального рифтогенеза. Параллельно с развитием карельских трогов продолжалось развитие гранито-гнейсовых куполов, широко проявились процессы анатектической и реоморфической гранитизации, максимум которой приходится на позднеархейское время. В раннем протерозое эти явления локализовались вблизи развивающихся троговых структур и в их пределах. К началу карельской стадии земная кора рассматриваемой территории приобрела характер зрелой континентальной коры, которая в последующих геологических процессах участвует в качестве мощного жесткого тела, образующего в структуре платформы ее кристаллическое основание - нижний структурный этаж.

Венд-раннепалеозойский этап формирования осадочного чехла характеризуется в тектоническом плане менее сложной историей развития, хотя и здесь прослеживается унаследованность развития в зависимости от структур кристаллического фундамента. В венд-раннепалеозойский этап преобладают устойчивые опускания и на всей территории Сибирской платформы формируется сплошной платформенный чехол. На значительной части рассматриваемой территории в вендскую трансгрессию сформировались терригенные и карбонатные осадки, перекрывающие довендские позднепротерозойские образования. Исключение составляет Якутское поднятие в окрестностях г. Якутска, где в разрезах скважин вендские образования отсутствуют.

В кембрии территория входила в состав шельфовой области открытого моря, где формировались пестроцветная глинисто-известковистая, черносланцевая и карбонатно-глинистая формации. Черносланцевая формация сформировалась в конце раннего - начале среднего кембрия в бассейне изобилующем органикой и сероводородом в условиях некомпенсируемого осадконакопления. Представлена она иниканской свитой, четко коррелируемой по вещественному составу и общим геохимическим особенностям с куонамской свитой (куонамская формация). Реконструкция палеогеографических условий формирования отложений куонамской формации показывает, что накопление углеродистых отложений связано с солеродным бассейном. В ранний-средний кембрий на территории Сибирской платформы существовал громадный эпиконтинентальный бассейн, разделенный на две области протяженным археациатово-водорослевым карбонатным бассейном северо-западного направления. Западнее его находился солеродный бассейн с лагунным режимом осадконакопления и повышенной соленостью. К востоку, в том числе и на территории листа формировались осадки черносланцевой формации. Неотъемлемой чертой черносланцевого горизонта является обогащенность битумоидами, определяющих перспективы на нефть. Геохимические особенности пород черносланцевого горизонта подтверждают высокий металлогинический потенциал и перспективы на установление высоких содержаний ванадия, молибдена, никеля, цинка, фосфора, а также золота и платины.

В амгинском и майском веках среднего кембрия в районе существовали лагунные, прибрежно-морские условия. В период от среднего кембрия до позднего триаса произошло дифференцированное воздымание Алданской антеклизы и формирование Якутского поднятия. С позднего кембрия до ранней юры Якутское поднятие служит источником сноса и, вероятно, определяет поступление золота в промежуточный мезозойский коллектор. В ордовике и силуре территория развивается по устойчивому платформенному режиму. В среднем-позднем девоне и начале карбона на северо-востоке платформы формируется система грабенов-рифтов. (Палеовилюйский, Сетте-Дабанский). Грабенообразование сопровождалось утонением коры, излияниями щелочных базальтов, внедрением щелочно-ультраосновных интрузий. Отголоском этих процессов в зоне Якутского разлома явилось внедрение базитовых даек. Средне-палеозойские дайки долеритов установлены в бассейне р. Амга.

Мезозойский этап начинался с триаса после длительного периода денудации и выравнивания рельефа. На пенепленизированной поверхности кембрийских пород на западе территории в процессе унаследованного прогибания Лунгхинской впадины в среднем-верхнем триасе формируются терригенные образования, представленные алевролитами, аргиллитами, песчаниками и конгломератами. Севернее эти отложения сливаются с осадками Лена – Вилюйского седиментационного бассейна. В раннеюрское время началось общее опускание восточной части Сибирской платформы, захватившее Алданскую антеклизу. Разрез нижнеюрских отложений повсеместно представлен сероцветными терригенными породами с бурым ожелезненным песчано-галечниковым горизонтом в основании, с размывом залегающим на различных стратиграфических горизонтах: на Якутском поднятии – на кристаллических породах архея, к югу от г.Якутска на различных уровнях карбонатного палеозоя. Ожелезненные базальные слои свидетельствуют о корообразовательных окислительных процессах в предюрское-раннеюрское время. В ожелезненных конгломератах устанавливается рудное золото [39], которому нередко сопутствует платина. Избеков Э.Д. указывает на развитие в базальных ожелезненных горизонтах ранней юры специфических гидротермалитов, определяющих наличие нетрадиционных источников оруденения. Кроме того, в базальные слои раннеюрских толщ, несомненно, поступала часть рассыпного золота, освобожденного в процессе длительного размыва архейско-палеозойских толщ и определяющего специфику мезозойского промежуточного коллектора. Формационный анализ юрских отложений этого региона свидетельствует о заметных изменениях в палеогеографической ситуации в конце средней и в поздней юре и о смещении центра морского осадконакопления на запад. В течение средней юры море постепенно покидало территорию, и морские отложения сменяются в разрезах прибрежно-морскими, дельтовыми и сероцветными угленосными осадками.

В позднеюрское–раннемеловое время происходит замыкание Верхояно-Колымской геосинклинали. Тангенциальное сжатие привело к формированию складчатости и образованию главных тектонических структур Верхоянья. Район в этот период развивается в условиях платформенного режима. В пределах Алданской антеклизы формируются трубчатые и дайкообразные тела кимберлито-лампрофироподобных пород.

В раннемеловую эпоху (готерив-баррем) происходит заложение Приверхоянского краевого прогиба. На рассматриваемой территории в этот период в условиях дельтового, прибрежно-морского режима накапливаются угленосные терригенные образования батылыхской свиты. Палеогеография раннего мела близка к условиям осадконакопления позднеюрских толщ. Отложения нижневилюйской, марыкчанской и бергеинской свит, представленные сероцветной угленосной толщей, сменяются без заметных следов размыва батылыхскими песками, песчаниками, алевролитами и глинами с пластами угля рабочей мощности.

Особое место в геологической истории развития территории занимает вулканизм юрско-мелового возраста. Проявление магматизма вулканогенного характера отмечалось многими исследователями в Вилюйской синеклизе и ее обрамлении. Прямые признаки вулканизма в виде туфов, туфоритов и др. образований в Синско-Ботомском районе. Среди конгломерато-брекчий широко развиты прослои, линзы, «караваи», лапиллообразные и угловатые обломки сидеритовых карбонатов, а в основании разрезов ранней юры встречаются трубчатые тела, заполненные флюидно-эсплюзивной брекчией с карбонатитовым цементом (флюидно-пластогенные карбонатиты). Минеральный состав акцессориев отражает специфику формирования раннеюрских образований за счет флюидно-эксплозивных процессов и глубинного источника вещества, а глинистая составляющая – за счет интенсивного метасоматоза.

Кайнозойский этап геологического развития территории определяется формированием рельефа Приленского плато и Центрально-Якутской равнины. На севере территории за счет интенсивного прогибания северо-востока платформы, перед фронтом складчатости Верхоянья формируется Нижнеалданская впадина, которая к югу по правобережью р. Лена, в низменной части территории в плейстоцене сливается с обширной озерно-аллювиальной равниной с широко развитыми лессовидными суглинками и погребенным льдом. На левобережье р. Лена создается современный облик Приленского плато. Поверхность плато слабо всхломлена. Водораздельные пространства, покрытые сосново-лиственичными лесами, плавно переходят в склоны долин. На участках, сложенных льдистыми покровными суглинками, распространены криогенные формы рельефа: термокарстовые озера и обширные понижения, поросшие травянистой растительностью – аласы.

В плиоцен – четвертичное время произошло общее поднятие, врезание крупных рек. На правобережье р. Лена получили развитие эоловые процессы – дефляция, движение песков, пыленакопление. Эоловые процессы происходили совместно с мерзлотными. Аккумуляция сменялась врезанием, что определило формирование лестницы террас. На протяжении всего кайнозоя происходило формирование мелких россыпей. Наиболее интересной представляется россыпь золота в современном аллювии, в первой и второй аллювиальных террасах р. Кенкеме. Генезис этих россыпей связан с размывом нижнеплиоценовых ожелезненных песков и галечников солбанской свиты.

Глава 8. ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ

В пределах исследуемой территории выявлены месторождения бурого угля и строительных материалов, россыпные проявления золота, комплексные шлиховые пробы золота, платины с титано-ильменитом, цирконом, рутилом, альмандином и спутниками алмазов - пиропом, пикроильменитом, хромшпинелидами, пункты минерализации германия, золота, платины, а также геохимические потоки различных элементов.

Дата добавления: 2015-07-15