5. История геологического развития

История формирования Западно-Сибирской плиты достаточно сложна. Перед отложением юрских осадков плита находилась в состоянии относительного тектонического покоя и ее поверхность подвергалась интенсивному выветриванию. В течение всей нижней и средней юры накопление осадков шло в условиях конти­нентального режима и только на севере низменности существовал мор­ской бассейн. К концу средней юры море проникает на юг примерно до широты г. Барабинска. В верхнеюрское время почти вся низменность была занята морем. В валанжине море продвинулось еще дальше на запад и свободным от него остался лишь Чулымо-Енисейский район. Одновременно с этим увеличились и глу­бины моря за счет сокращения мелководных и прибрежно-морских территорий. В конце валанжина началось обмеление моря и отступление его на запад. В готериве море сохранилось лишь в западной части низ­менности к северу от широты г. Тюмени. В восточной части низменно­сти наблюдалось чередование прибрежно-морских и лагунных условий, а на юге и юго-востоке — чередование лагунных и континентальных условий. В барремское время продолжается сокращение моря. Только вдоль нижнего течения р. Оби сохраняются мелководные, прибрежно-морские условия. На всей остальной территории существует лагунный и континентальный режим. В апте отмечается новое наступление моря, занявшего всю западную половину низменности. На востоке сохранялся континентальный режим. Аналогичные, в общем, условия существовали в альбе и сеномане. В туронское время море заняло большую часть низ­менности. Континентальные условия осадконакопления остались лишь на самом востоке и юге. Эти условия с небольшими изменениями сохра­нились до среднего олигоцена, когда море почти целиком ушло из пре­делов Западно-Сибирской низменности и на всей ее территории (в сов­ременных границах) установился континентальный режим.

Неоднократная смена условий осадконакопления привела к тому, что и в разрезе и в плане наблюдается частая смена фаций пород и Западно-Сибирская эпигерцинская плита в целом характеризуется до­статочно сложным геологическим строением, в значительной мере опре­деляющим своеобразие ее гидрогеологических условий.

3. Инженерно-геологические условия

   1. Инженерно-геологическая характеристика пород разреза

Анализ особенностей распространения геолого-генетических комплексов отложений, залегающих первыми от дневной поверх­ности, позволил сделать следующие выводы:

1. самая верхняя часть разреза во всех без исключения райо­нах плиты сложена четвертичными отложениями; их возраст из­меняется в широком диапазоне — от нижнечетвертичного до голоценового, причем наиболее древние образования развиты в южной половине плиты; в большинстве районов первые от поверхности геолого-генетические комплексы сложены средне- и верхнечетвертичными отложениями;

2. в пространственном расположении отложений, слагающих междуречные равнины, прослеживает четко выраженная смена субаэральных, аллювиальных и преимущественно озерно-аллювиальных отложений внеледниковой зоны юга плиты озерно-аллювиальными среднечетвертичными образованиями приледниковой зоны; последние при движении к северу сменяются ледниковыми и водно-ледниковыми отложениями, а они — морскими образо­ваниями. Мощность отложений первых от поверхности геоло­го-генетических комплексов в центральных и северных районах плиты обычно существенно выше по сравнению с южными и юго-западными. В целом такое закономерное широтное измене­ние генезиса отложений и их мощности причинно обусловлено особенностями тектонического и палеогеографического развития территории плиты в четвертичное время;

3. в пределах плиты широко распространены позднечетвертичные аллювиальные и озерно-аллювиальные отложения, сла­гающие серию надпойменных террас и пойму в речных долинах. В наиболее крупных из них (долины Иртыша, Оби, Енисея) в разрезах террас аллювиальные отложения, развитые в среднем и верхнем течении, замещаются, озерно-аллювиальными в низовьях долин. Последние сменяются лагунно-морскими и морскими отложениями Ямала, Тазовского и Гыданского полуостровов;

4. закономерное изменение генезиса отложений первых от поверхности геолого-генетических комплексов от северных райо­нов к южным обусловливает четко выраженное широтное изме­нение в характере размещения, точнее, в площадном соотноше­нии различных литологических типов пород, их слагающих, в раз­ных районах плиты. Так, на севере (в районах, расположенных севернее Полярного круга) распространены главным образом песчаные и глинистые породы. Торфяные породы здесь развиты довольно ограниченно, причем их мощность на огромных про­странствах Ямала и Гыдана редко превышает 1—2 м. Лёссовые породы здесь не встречаются.

В более южных районах (практически до линии Сверд­ловск— Тюмень— Ишим—Новосибирск) широко развиты песча­ные, глинистые и торфяные породы, причем мощность послед­них изменяется от 1—2 до 8—10 ми занимают огромнейшие площади (например, одно Васюганское торфяное болото занима­ет площадь около 54 тыс. км²). Особенно широко они развиты на Полуй—Надым—Пур-Тазовском междуречье, в Сургутском и Кондинском полесьях, в долине Оби и ее притоков и на всех междуречьях приледниковой зоны. Пески в этой части плиты широко распространены в ледниковой зоне, где они слагают об­ширные зандровые равнины, а также в речных долинах. В юж­ной половине территории (приледниковая зона) преобладают су­глинистые породы, а в самых южных районах широко развиты и лёссовые породы, которые в более северных районах встречаются лишь на приречных, хорошо дренированных участках междуреч­ных равнин и надпойменных террас.

В южной части Западно-Сибирской плиты развиты в основ­ном лёссовые, песчаные и глинистые породы. Наибольшее рас­пространение имеют лёссовые породы, которые во многих райо­нах в верхней части разреза образуют сплошной покров мощно­стью 5—10 м и более. Торфяные породы встречаются здесь спо­радически; мощность их обычно не превышает 1—1,5 м, хотя в пределах рямов она аномально возрастает (до 2,5—6 м).

В целом такая широтная закономерность в распределении минеральных пород различного состава обусловлена различием геологической обстановки в разных частях плиты в средне- и верхнечетвертичное время. Пространственные закономерности в изменении площадного распространения и мощности торфя­ных пород обусловлены, палеоклиматическими особенностями голоцена, т.е. так­же геологическими причинами.

Таким образом, верх­няя часть разреза Западно-Сибирской плиты во всех районах сложена главным образом кайнозойскими, преимущественно не­оген-четвертичными отложениями различного генезиса, пред­ставленными песчаными, глинистыми, лёссовывми и торфяными породами; в прибортовых районах, особенно в ледниковой зо­не, встречаются также и гравийно-галечниковые образования. Разрез большинства формаций и геолого-генетических комп­лексов представлен переслаиванием различных по дисперсности глинистых и песчаных пород. Покров лёссовых пород, разви­тый на отложениях различного возраста и генезиса, очень ши­роко распространен в южной части плиты; отдельные, местами довольно крупные массивы этих пород встречаются на хорошо дренированных приречных участках и в центральных районах плиты. Торфяные голоценовые образования широко развиты в северных и центральных районах плиты, где распространены на всех геоморфологических элементах рельефа (начиная от наибо­лее древних междуречных равнин и кончая поймами рек). Все эти достаточно молодые породы, которые залегают во всех райо­нах горизонтально, являются слаболитифицированными порода­ми. В большинстве случаев они обладают низкой или невысо­кой несущей способностью и являются средне-, повышенно-или сильносжимаемыми грунтами, свойства которых, как по­казано ниже, резко изменяются в зависимости от степени их увлажнения и фазового состояния в них влаги. Более древние отложения (юрские, меловые, палеоценовые и эоценовые), обла­дающие более благоприятными инженерно-геологическими осо­бенностями (в частности, меньшей сжимаемостью и большей прочностью), имеют важное инженерно-геологическое значение лишь в западных, юго-западных и юго-восточных районах пли­ты. В этом заключается одна из важнейших черт инженерно-гео­логической обстановки Западно-Сибирской плиты. Вторая спе­цифическая особенность — наличие отчетливо выраженной ши­ротной изменчивости генезиса, состава и мощности отложений, слагающих верхнюю, наиболее важную с инженерно-геологиче­ской точки зрения часть разреза плиты.