Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение

высшего профессионального образования

«Пермский государственный национальный исследовательский университет»

Геологический факультет

Кафедра инженерной геологии

и охраны недр

Инженерно-геологическая характеристика Урала

Выполнила: Останин В.М.

Бучнев И.С.

группа ГЛГ-3-2011:

Проверила:

Старший преподаватель Ковалева Т.Г.

Пермь 2014

1. Определение границ и экономико-географическая характеристика района

Уральский гранитный пояс, составляющий основную часть территории Урало-Новоземельской горной страны, прослеживается на расстояние около 3000 км при ширине от 400 до 60 км. На самом севере горные гряды Урала отворачивают на северо-запад (хр. Пай-Хой) и далее, об­разуя дугу, переходят на острова Вайгач и Новая Земля. С запада Уральские горные структуры ограничены Русской равниной, с восто­ка — Западно-Сибирской, а с юга — Туранской низменностями.

Урал — старейший горнодобывающий район страны, игравший и играющий выдающуюся роль в ее экономике. На протяжении более двух с половиной столетий его исключительно богатые недра служат надежной сырьевой базой ведущих отраслей народного хозяйства. Минерально-сырьевые ресурсы Урала являются уникальными по свое­му разнообразию и составу и представляют редкое сочетание различ­ных ценных компонентов. Достаточно сказать, что из 70 полезных иско­паемых 52 открыты па Урале.

Индустриальная мощь и региональная экономика Урала предопределяются прежде все­го развитой горнодобывающей промышленностью, заводами черной и цветной металлургии, тяжелого машиностроения, химии. Здесь произ­водится треть производства стали и металлических труб, около половины калийных удобрений, основная часть асбеста и много другой продукции.

2. Характеристика особенностей геологического развития, повлиявших на инженерно-геологический облик территории (верхняя зона)

История развития урало-новоземельской горной страны в постгерцинское время. Следы первых послегерцинских орогенных движений на территории сов­ременного восточного склона Урала обнаруживаются в породах сред­него и верхнего карбона. В конце верхнепермской эпохи складчатость проявилась и в пределах восточной части предгорной депрессии. Продолжавшиеся с некоторыми перерывами поднятия давали огромное количество сносимых с гор про­дуктов их денудации, в значительной мере компенсировавших прогиба­ние в области депрессии. Это привело к формированию в составе толщ, слагающих ныне восточную часть Предуральского прогиба, терригенных пород молассовой и флишоидной формаций. Заключительная фаза герцинской складчатости, смявшая в складки пермские и триасо­вые отложения на севере Предуральского прогиба, произошла между верхним триасом и верхней юрой.

Складкообразование и дизъюнктивные нарушения, а также внедре­ние гранитной магмы имели место в раннем триасе. Дизъюнктивные нарушения раннего триаса происходили как па восточном, так и на западном склонах Урала, создавая в некоторых случаях формы надви­гов в породах палеозоя. Такие проявления орогенеза и сопровождав­шие их магматические явления имели место в раннем триасе не только на Южном, но и на Среднем и Северном Урале. На восточном склоне Урала в орогенную стадию шли излияния базальтов и накопление ту­фов, туфоконгломератов и туфопесчаников.

Вступление развития Урала в платформенную стадию привело к формированию типично платформенных образований верхнего триаса. Они несогласно залегают на породах нижнего триаса н палеозоя или на корах выветривания. Представлены они континентальными и мор­скими фациями. Первые сложены плотными красновато-коричневыми глинами с бобовинами бурого железняка, полимиктовыми песчаниками и конгломератами. Вверху они переходят в кварцево-слюдистые песча­ники, переслаивающиеся с аркозовыми песчаниками и глинами, содер­жащими сидерит и конкреции сульфидов железа. Обломочный матери­ал в составе этих отложений угловатый и полуокатанный, выветрелый (каолинизироваиный). Такие отложения описаны в Магнитогорском синклинории, Кизельской синклинальной зоне, в Мугоджарах. В общем, конти­нентальные отложения платформенной стадии развития Урала сохра­няют такой же характер и в нижней юре. В средней юре значительное участие в их составе принимало органическое вещество, создавая про­мышленную угленосность. Нижнемеловые отложения сохраняют тот же континентальный тип, но для них можно отметить большую тонкозернистость (мелкогалечные конгломераты, алевролиты, глины).

Сантон представлен уже морскими отложениями: глауконитовыми песчаниками и песчаниками с косой слоистостью. Но в ряде мест Южного Урала сантон представлен кон­тинентальными фациями, заполняющими карстовые впадины на поверх­ности известняков карбона. Верхний мел представлен кремнисто-глауконитово-фосфоритовой формацией. В палеогене мы также видим чере­дование (в возрастном и пространственном отношении) континенталь­ных и морских фаций.

Относительный тектонический покой в течение юры и мела привел к значительной пенепленизации страны и формированию мощной коры выветривания. Речная сеть формировалась, подчиняясь меридиональной ориентировке тектонического плана уралид и грабенам орогенной и платформенной стадий.

Формирование платформенного чехла на Северном Урале проис­ходило также в условиях глыбовых движений складчатого основания эпигерцинской платформы. Формирование кор выветривания, начав­шееся в орогенную стадию, продолжалось в течение всего кайнозоя с развитием максимума в олигоцене. В синклинориях и тектонических впадинах на восточном склоне в средне- и верхнеюрское время отла­гались породы угленосной формации. В поздней юре и в меловом пе­риоде (до турона включительно) в этих же впадинах отлагались поро­ды сероцветной терригенной формации (опоки, песчаники, опоковидные глины). Характерной чертой в ходе тектонического развития Урала в орогенной и платформенной стадии является образование вдоль его восточного края ряда грабенов, протягивающихся в меридиональном направлении, заполненных указанными выше породами платформенного чехла.

Поднятия в раннетриасовое время были последними крупными под­нятиями Южного Урала в позднем мезозое и раннем кайнозое. После этого, до миоцена включительно, сохранялся относительный тектони­ческий покой. В плиоценовое время здесь проявился энергичный аль­пийский эпиплатформенпый орогенез. Особенно резкие поднятия были в раннем плиоцене, они сопровождались диффе­ренцированными глыбовыми движениями земной коры. Такой тектонический режим развития приводил к перестройке речной сети и возникновению изолированных впадин, послуживших ча­шами многочисленных озер. В долинах рек, имевших меридиональную («уральскую») ориентировку, накапливались аллювиальные, в значи­тельной мере грубообломочные и грубозернистые отложения. Следы перестройки речной сети видны в виде песчано-галечных полос древнеаллювиальных отложений вне современных долин, на более высоких отметках по отношению к современному уровню рек. Перестройке под­вергалась также и система озер. Это привело к современному нахож­дению озерных отложений на месте спущенных озер на разных уровнях.

Формирование отложений плиоцена и плейстоцена на Северном и Полярном Урале усложнялось бореальными трансгрессиями и суровы­ми климатическими условиями, что привело к участию в строении верх­ней части платформенного чехла (плиоцен, плейстоцен и голоцен) мор­ских, ледово-морских и ледниковых отложений. В предгорьях восточно­го и западного склонов Среднего Урала платформенный чехол сложен аллювиальными, делювиальными и пролювиальными неогеновыми и четвертичными отложениями. Неогеновые породы слагают высокие тер­расы и склоны современных долин и логов. Их можно проследить по сквозным ложбинам па водоразделах. Наиболее древние отложения, образовавшиеся в результате размыва кор выветривания мезозоя и кайнозоя, сохранились в древних понижениях разного генезиса (тек­тонических, эрозионных, карстовых).

В ходе и в результате тектонического развития в постгерцинскую орогенную и платформенную фазы и продолжавшегося в неогене и го­лоцене альпийского орогенеза в пределах Урало-Новоземельской складчатой страны сложились следующие основные предпосылки и условия литогенеза плейстоцен-голоценовых отложений. Высоко подня­тые части Урала (Уралтауский и Башкирский антиклинории) были областями энергичного разрушения. Процессы физического выветривания горных пород в этой зоне протекали весьма интенсивно, в результате чего в составе формировав­шихся пород различных генетических комплексов преобладали крупно­обломочные типы, мощность которых редко превышала 10—15 м. Ха­рактерной особенностью пород является значительное содержание ми­нералов тяжелой фракции (до 30—40% частиц с диаметром 0,25— 0,05 мм); в их составе преобладают неустойчивые против химического выветривания минералы, поступившие с мест выхода пород палеозоя и протерозоя.

Заканчивая краткое рассмотрение истории геологического разви­тия Урало-Новоземельской горной страны, нетрудно заметить, что ре­шающее влияние на формирование современных инженерно-геологических условий оказал постгерцинский этап развития от карбона до голоцена включительно. Тектонические движения именно этого периода определили геотектоническое строение региона и характер слагающих ту или иную структуру горных пород, они же заложили основы релье­фа, который затем подвергался разрушению под действием различных факторов. В это же время развивались геологические процессы, которые и сейчас играют большое значение при оценке инженерно-геологичес­ких условий той или иной части региона. Это в первую очередь вывет­ривание горных пород, карст и различные склоновые процессы. В это время были сформированы условия, определившие современные гидро­геологические особенности Урало-Новоземельской горной страны.