Геологических тел

Слова «таксономия» и «стратификация» поставлены рядомсознательно, поскольку в РИГ эти часто понятия путают илисчита­ют их альтернативными. Таксономия используется для выстраива­ния изучаемых объектов в иерархический ряд: по важности, от большего к меньшему, по возрасту, по генезису, по составу и другим признакам. Стратификация имеет более узкое назначение. Она ис­пользуется для расчленения геологического разреза на стратоны. Поэтому таксоны в этом случае представляют собой иерархический ряд от малых стратонов к крупным, причем при движении по иерархической лестнице каждая следующая ступень представляет собой объединение стратонов предыдущей ступени.

 

Таблица 9

Принципиальная схема классификации горных пород при региональных инженерно-геологических исследованиях

 

Таксономические единицы
Значение при региональных геологических исследованиях
Формации и субформации Совместно с тектоническими данными являются основой для выделения структурно-тектонических этажей и инженерно-геологических регионов
Геолого-генетические комплексы (макрофации и фации) Совместно с данными геоморфологии являются основой для выделения инженерно-геологических областей и районов; определяют выбор системы разведочных работ и опробования пород, выдержанность свойств отдельных залежей пород
Литолого-петрографические комплексы (микрофации) Совместно с данными по геоморфологии являются основой для выделения инженерно-геологических районов, определяют строительные типы грунтов
Петрографические (литологические) типы пород Определяют в первом приближении характер деформации пород, химическую и физико-химичес-кую нестойкость пород и их агрессивность
Инженерно-геологический вид пород Совместно с данными по гидрогеологии служат для выделения подрайонов и участков
Инженерно-геологические разновидности пород Служат для выделения инженерно-геологических элементов геологического разреза и для выбора расчетных схем на стадии разработки рабочих чертежей, используются для детализации границ подрайонов и участков

 

Подтвердим сказанное примерами. В инженерной геологии таксономическая схема И.В. Попова, приведенная в табл. 9, является базовой. Обратим внимание на такие обстоятельства: 1) вы­деляемые таксономические единицы никаким образом не связаны между собой стратиграфически; это не стратоны; 2) при движении по иерархической лестнице сверху вниз объем изучаемого инженер­но-геологического тела уменьшается, но эти тела самостоятельны, не связаны друг с другом, их изучают разными методами: тектони­ческими, геоморфологическими, литолого-петрографическими, ин­женерно-геологическими и т.д; 3) у рассматриваемых тел нет един­ства и общности истории геологического развития. Так, например, формация и субформация выделяются по парагенетическому призна­ку; геолого-генетические комплексы – по генетическому; литолого-петрографический тип – по литологическому и петрографическому; инженерно-геологический вид – по грунтоведческому и строитель­ному; инженерно-геологическая разновидность – по классификаци­онным признакам. Таким образом, из табл.2 видно, что таксономи­ческий ряд инженерно-геологических тел И.В.Попова представляет собой типизацию инженерно-геологических условий для разных геолого-структурных обстановок и определяет масштабы и методы исследований выделяемых инженерно-геологических тел. Все это несомненно имеет очень важное значение.

Дальнейшее развитие взглядов И.В. Попова на таксономию инженерно-геологических тел, продолжилГ.К. Бондарик.

Он рассматривает формацию как трехфазную систему (твердая, жидкая и газообразная фазы), а ее происхождение – с позиции гене­зиса, парагенезиса и парагенезиса.

В его схеме обосновываются такие таксономические уровни геологических тел: формация–субформация–генетический тип–стратигра-фо-генетический комплекс (СГК)–монопородное геоло­гическое тело первого уровня (МГТ-1)–монопородное геологиче­ское тело второго уровня (МГТ-2)–монопородное геологическое тело третьегоуровня(МГТ-3). Первые четыре таксономические единицы рассматривают парагенетические связи геологических тел на горно-породном уровне. Следующий уровень деления геологических тел–монопородный (МГТ-1, МГТ-2, MГT-3). Г.К. Бондарик расширяет таксономический ряд инженерно-геологических тел, ко­торый был представлен И.В. По-повым (табл. 2). Обратим внимание еще на одно обстоятельство. Предложенная схема Г.К. Бондарика рассматривает в основном породы осадочного цикла. Хотя автор об этом не говорит, но вряд ли эта схема пригодна для классификации магматических и метаморфических тел.

Перейдем к рассмотрению вопросов стратификации. Стра­тифика-ция используется для расчленения разреза. В геологии для этого приняты возрастной и литолого-фациальный принципы. Для гидрогеологической стратификации наиболее перспективен ком­плексный подход на основе классификации скоплений подземных вод, позволяющий выделять однородные гидрогеологические тела. Выделяют три группы геологических тел, содержащих соответст­венно пластовые, трещинно-жильные и лавовые воды, а также их разновидности и переходные комбинации. Каждый гидрогеологиче­ский стратон характеризуется набором разнообразных гидрогеоло­гических показателей (параметров), которые служат мерой сходства-различия при сравнении гидрогеологических объектов, оценке усло­вий формирования подземных вод.

При проведении инженерно-геологической стратификации используется стратиграфо-генетический принцип и выполняется правило геологической однородности (объект инженерно-геоло­гического стратифицирования должен относиться к определенному классу пород – осадочных, интрузивных, осадочно-вулканогенных или метаморфических). Далее геологический разрез изучаемой тер­ритории может быть расчленен на однородные слои по стратигра­фическим, генетическим, петрографическим, инженерно-геологи­ческим признакам независимо от мощности и распространения слоев. В случае мощных толщ тонкопереслаивающихся пород одного воз­раста следует выделять пачки с чередованием однородных слоев, одинаковых или близких по составу и состоянию. При петрографи­чески однородных породах одного возраста следует выделять зоны и подзоны, горизонты и подгоризонты, различающиеся физическим состоянием пород, т.е. степенью их влажности, плотности, выветрелости, трещиноватости, пористости, водопроницаемости и др. Кроме того, И.В. Попов выделял две категории формаций – покровные от­ложения и породы коренной основы. В связи с этим, видимо, целе­сообразно проводить стратификацию таких пород раздельно. По­кровные отложения имеют четвертичный возраст, находятся обычно на стадии диагенеза или ранней стадии катагенеза. Поэтому в их разрезе часто содержатся слабые грунты с неустойчивой консистен­цией, тиксотропными и плывунными свойствами, содержащие орга­нику вразличных формах. В соответствии с существующими для них подходами эти породы заслуживают отдельной стратификации. При стратификации пород коренной основы должны быть учтены условия их залегания и инженерно-геологические классификационные признаки.

Примером обоснованного подхода к стратификации разреза осадочных пород могут служить разработки М.С. Захарова. Инженерно-геологическая стратификация в понимании автора бази­руется на понятии инженерно-геологического комплекса (ИГК), т.е. парагенетической и парастерической ассоциации простых геоло­гических тел, сложенных породами различного состава, состояния и свойств. Таксономический ряд при этом выглядит следующим образом: инженерно-геологический ярус (наиболее крупная мор­фологическая единица)–инженерно-геологический раздел ИГК(А)–инженерно-геологическая секвенция HГK(G)–инженерно-геологи­ческий элемент ИГК(С). Предлагаемая стратификация обеспечивает плавный и рациональный переход от систем верхнего иерархическо­го уровня к системам и элементам, лежащим в основе расчетных моделей.

Разрез интрузивных и метаморфических пород стратифици­ровать сложно. Если покровные отложения и породы коренной ос­новы можно подразделять в соответствии с условиями залегания, то для магматических и метаморфических групп стратифицирование можно проводить только для зоны выветривания, которая характеризуется неоднородным строением. Следует четко представлять, что расчленение разреза геологических тел пластового и массивного сложения имеет существенные различия. С этих позиций таксоно­мический ряд инженерно-геологи-ческих стратонов может выглядеть примерно следующим образом: слой–подгоризонт–горизонт–комплекс (для осадочных и осадочно-вулканогенных пород) и подзона–зона–комплекс (для интрузивных и метаморфических по­род). Для объединения стратонов в том и другом случае можно ис­пользовать такие подразделения, как серия, свита, структурный ярус, структурный этаж. В этой схеме соединяется логическая це­почка инженерно-геологической классификации пород, инженерно-геологической стратификации разреза и инженерно-геологи-ческого районирования. Такая связка является весьма важной и нужной. Она позволяет рассматривать инженерно-геологические объекты в раз­ных ипостасях (классификационной, стратификационной и райони­рования) без потери смысла.

Таким образом, главенствующую роль в любых инженерно-геологических построениях должен получить инженерно-геологи­ческий анализ. Другие виды анализа (формационный, фациальный, геохимический, гидрогеологический, геокриологический, геофизи­ческий, структурно-тектонический), несомненно, имеют важное, но подчиненное значение.