Глава 5. Научное и практическое значение изучения кор выветривания

5.1. Полезные ископаемые

С древними корами выветривания (Горшков и др., 1973) связаны многие важные полезные ископаемые, такие, как бокситы, каолиниты, гидросиликаты никеля, гидроокислы и окислы железа, гидроокислы марганца, опалы, магнезиты, гипсы и др. Так, широко известное и разрабатываемое богатейшее железорудноеместорождение Курской магнитной аномалии (Якушова, 1988) представляет собой древнюю (палеозойскую) кору выветривания, залегающую на докембрийских магнетитсодержащих кварцитах. Иногда в зонах окисления медных сульфидных месторождений (Горшков и др., 1973), особенно там, где они залегают в известняках, образуются малахит и азурит – карбонаты меди. В корах выветривания, образовавшихся на поверхности платиноносных, золотоносных и алмазоносных горных пород, происходит обогащение рыхлых продуктов и образуются россыпи таких ценнейших полезных ископаемых, как платина, золото, алмазы. Таким образом, с процессами выветривания связано происхождение новых, так называемых экзогенных, или гипергенных, минералов, образующих нередко месторождения, имеющие народнохозяйственное значение.

5.2. Почвы и почвообразовательный процесс

С процессами выветривания (Якушова и др.,1988) в самой верхней части земной коры тесно связано образование и такого важнейшего естественноисторического тела, как почва, отличающаяся особым составом и плодородием.

Рис. 9. Строение почвенных профилей (по М. А. Глазковской): I – подзол, II – чернозём.

Распространение почв, их состав зависят от биоклиматической обстановки, литологических особенностей субстрата горных пород и положения в рельефе. В зависимости от того или иного сочетания указанных факторов образуются различные генетические типы почв, отличающиеся друг от друга строением профиля, структурой, плодородием. В нормальном почвенном профиле выделяются несколько генетических горизонтов. 1. Перегнойно-аккумулятивный (гумусо-аккумулятивный) А₁, соответствующий верхней части профиля, куда поступает максимальное количество наземных и корневых растительных остатков. Ведущим процессом в нем является накопление гумуса. В некоторых случаях на поверхности этого слоя наблюдается слой неразложившихся или слабо разложившихся органических остатков (подстилка в лесу, дернина на лугу), который обозначается А₀. 2. Элювиальный, или горизонт внутрипочвенного выветривания А₂, в котором преобладает вынос вещества. В условиях достаточно влажного и теплого климата в процессе внутрипочвенного выветривания силикатных и алюмосиликатных пород в этом горизонте в большинстве случаев присутствуют глинистые минерал. 3. Иллювиальный горизонт B, в котором имеет место вмывание и накопление веществ, вынесенных из других горизонтов. Перемещение этих веществ происходит как в виде суспензии глинистых минералов, так и в виде коллоидных и истинных растворов. Они заполняют поры и отдельные полости, создавая различные по форме и химическому составу новообразования. Под иллювиальным горизонтом залегает горная порода, не затронутая почвообразованием. Её обычно называют материнской породой (поскольку она служила основой для образования минеральной части почвы) и обозначают буквой C. Сочетание указанных горизонтов и их состав в различных типах почв неодинаковы, что связано с неоднородностью биоклиматических факторов, определяющих (наряду с рельефом и составом материнских пород) интенсивность совместно протекающих процессов выветривания и почвообразования. В качестве примера можно привести строение профилей двух почвенных типов – подзола и чернозёма, формирующихся в различных биоклиматических условиях (рис. 9).

5.3. Роль процессов и кор выветривания в решении практических задач инженерной геологии

На всех стадиях инженерно-геологических исследований и для разных видов строительства или использования территории (за редким исключением) изучаются процессы разуплотнения и выветривания пород и сформированные ими элювиальные образования. Детальность и методы изучения (картирование, разведочные, экспериментальные, стационарные и др.) в конкретных комплексах пород и для поставленных задач будут различными. Основными вопросами являются:

1) установление строения и закономерностей распространения зон и горизонтов выветривания в разных породах и в тектонических разрывах на различных геоморфологических элементах и в микроклиматических условиях;

2) обоснование возраста элювия и характеристика скоростей процессов выветривания в сопоставлении с интенсивностью процессов сноса в разных породах и условиях, а также оценка изменения свойств и состояния пород во времени под их влиянием;

3) установление внешних признаков и классификационных показателей состояния и свойств пород с разной степенью выветрелости и выявление корреляционных связей с геофизическими характеристиками, в первую очередь со скоростью упругих волн (v_p);

4) разработка региональной схемы расчленения коры выветривания на зоны и горизонты с характеристикой (классификацией) физико-механических и фильтрационных свойств пород;

5) выявление приуроченности оползней, обвалов, осовов и курумов разных типов и объемов к зонам выветривания различного возраста, строения и мощности;

6) оценка пород разной выветрелости в отношении сопротивления их эрозионному и абразионному размыву, развитию процессов выщелачивания и карста, осыпанию, оплыванию и устойчивости в обнаженных откосах и склонах;

7) на основе детального инженерно-геологического изучения разреза коры выветривания оценка деформационных свойств различно выветрелых пород для определения глубины их съема в основании сооружений или для выбора мер по укреплению методами анкерования, технической мелиорации и др.;

8) установление возможности использования различно выветрелых пород в качестве строительных материалов при возведении земляных сооружений (дамб, плотин, насыпей и др.), для создания противофильтрационных экранов и определения эффективных способов их разработки в котлованах и карьерах.

Инженерно-геологическое изучение и оценка процессов разгрузки и выветривания и образованных ими зон экзогенного разрушения пород, выявление геологических закономерностей их распространения, роли климатических и иных факторов должны начинаться с инженерно-геологического картирования, завершаясь в дальнейшем на полевых стационарах и путем лабораторных экспериментов.

Заключение

Список литературы

1. Горшков Г. П., Якушова А. Ф. Общая геология. Изд. МГУ, М., 1973. 592 стр.

2. Золотарев Г. С. Инженерная геодинамика. М., МГУ, 1983. 328 стр.

3. Оллиер К. Выветривание: Пер. с англ.- М.:Недра, 1987. 348 стр.

4. Якушова А. Ф., Хаин В. Е., Славин В. И. Общая геология. Изд. МГУ. М. 1988. 448 стр.

5. Золотарев Г. С. Современные задачи инженерно-геологического изучения процессов и кор выветривания. Вопросы инженерно-геологического изучения процессов и кор выветривания. Изд. МГУ. 1971. С. 4-25.

6. Короновский Н. В. Общая геология. Изд. МГУ. 2002. 448 стр.

7. Короновский Н. В., Брянцева Г. В. Общая геология в рисунках и фотографиях.

Учебно-методическое пособие. М.: ГЕОКАРТ-ГЕОС. 2011. 398 с.