Материал: Методика полевых геоморфологических исследований в ходе прохождения практик на территории Белореченского полигона

Методика полевых геоморфологических исследований в ходе прохождения практик на территории Белореченского полигона

Методика полевых геоморфологических исследований в ходе прохождения практик на территории Белореченского полигона

1. методика изучения склонов и склоновых отложений

Наиболее распространенными на территории Белореченского полигона являются склоны различной морфологии и генеза, а также формы рельефа флювиального и карстового происхождения.

Первоначальное заложение склонов происходит под воздействием различных эндогенных и экзогенных процессов. Под воздействием склоновых процессов рыхлый материал удаляется в верхней части склонов, перемещается и отлагается в их нижней части или у подножия. В соответствии с этим возникают свои склоново-денудационные и склоново-аккумулятивные формы и элементы рельефа, а также особые склоновые отложения.

Гравитационный рельеф, широко развитый в пределах Белореченского полигона практик, подразделяют на рельеф, созданный:

а) быстрым движением (падением и перекатыванием) несвязного обломочного материала;

б) скольжением и смещением блоков горных пород;

в) медленным массовым движением несвязного крупнообломочного материала;

г) оплывным и быстрым плывунным движением мелкообломочного и глинистого материала.

Рельеф, созданный быстрым движением (падением и перекатыванием) несвязного обломочного материала, подразделяется, на обвальный, осыпной и лавинный.

Обвальный рельеф возникает в результате катастрофического обрушения крупных массивов или блоков горных пород, сопровождаемого их распадением (дроблением) на более мелкие части. Обвалы наблюдаются на высоких крутых склонах с углом падения более 45-50° (т. е. больше угла падения осыпи). а также в строительных котлованах, траншеях, карьерах. При крупных обвалах, как это бывает в горах, масса обломков падает в долины, разрушая здания, дороги, запруживая реки.

Их формированию способствуют трещиноватость горных пород, падение пластов в направлении склона, интенсивное физическое или химическое выветривание, естественное увеличение крутизны склона в результате подмыва или подрезки, сейсмические толчки. Обвалы могут возникать вследствие взрывных работ, неудачного заложения выработок относительно напластования и направления трещиноватости и т.д.

Оценивая степень трещиноватости горных пород, выделяют зоны различной степени опасности схода обвалов.

1.  Породы значительно раздробленные, трещиноватые: наблюдаются в среднем 5-8 явно выраженных трещин на 1 м высоты или длины обнаженной поверхности пород (большая густота трещин). На таких участках обвальные явления довольно часты и распространены щебенисто-дресвяные осыпи.

2.  Среднетрещиноватые породы, когда наблюдаются 2-3 явно выраженные трещины (средняя густота трещин) - Обвалы и вывалы на таких участках также часты, и они достаточно опасны по своей разрушающей силе.

3.  Слаботрещиноватые породы, когда наблюдается 1-2 трещины на 2-3 м обнаженной поверхности пород (малая густота трещин). Обвалы и вывалы на таких участках весьма опасны.

4.  Нетрещиноватые (монолитные) породы, когда явно выраженных трещин не наблюдается.

Верхняя часть обвального склона представляет собой стенку срыва - крутой или отвесный уступ (обрыв), сложенный непосредственно с поверхности материнскими горными породами. Нижняя часть склона и его подножие - это обвальный шлейф со снижающейся очень неровной и холмистой поверхностью, которая образовалась вследствие неравномерного нагромождения обвальных масс.

Обвальные отложения состоят из обломков тех же горных пород, которые выступают в стенках срыва. Массивные породы дают глыбовые нагромождения («каменный хаос»), а сланцы и слоистые осадочные породы - щебнисто-суглинистые образования.

Обломки имеют самые различные размеры, достигая величины крупных глыб и блоков. Форма их угловатая, расположение в общей массе беспорядочное (хаотическое). Порода, образующаяся в результате обрушения, осыпания, называется колювием и участвует в сложении горного делювия.

По объему и характеру обрушения обвалы различны. Это могут быть отдельные глыбы или масса пород в десятки кубических метров.

Ниже дается схема описания обвальных деформаций, которая должна сопровождаться профилями, зарисовками, фотографиями.

Схема описания обвалов

Склон, на котором возник обвал:

) местоположение, экспозиция, генезис длина, относительная высота;

) форма в профиле и в плане, крутизна в характерных местах и средняя;

) геологическое строение склона и его основания, условия залегания пород относительно склона, их состояние - трещиноватость, выветрелость;

) морфология и микрорельеф, их связь с геологическим строением;

) характеристика рельефа за бровкой склона - плато, терраса, более пологий склон, расстояние водораздела от бровки склона;

) характеристика подножия склона;

Обвал

) расположение на склоне;

) размеры и форма в плане, в продольном и поперечном профиле;

) высота и характер стенки срыва, амплитуда смещения;

) рельеф поверхности обвала;

) свежесть оползневых деформаций, указания на возраст обвала;

) размеры обломков, их характер;

) особенности расположения обломков на склоне

Осыпной рельеф образуется вследствие регулярного систематического падения единичных, относительно небольших обломков - продуктов выветривания рыхлых или скальных горных пород. Осыпи, как и обвалы, наблюдаются на крутых склонах с углом падения более 20-25°. Их формированию способствуют интенсивное выветривание, естественное или искусственное увеличение крутизны склона.

Верхняя часть осыпного склона представляет собой стенку срыва - крутой уступ или склон, непосредственно с поверхности сложенный материнскими горными породами. В нижней части склона располагается осыпной шлейф, прямой или слегка вогнутый в продольном профиле (рис. 1).

Рис. 1. Осыпной склон

Вследствие неравномерного выветривания скалистых склонов и обрушивания чрезмерно крутых их участков возникают ниши отрыва каменных масс и желоба камнепадов (кулуары). Падающий по желобам материал скапливается у их устья, образуя конусы осыпей, вершины которых растут постепенно вверх. Если желоба камнепадов многочисленны и располагаются близко друг от друга, то отдельные конусы сливаются между собой, образуя сплошной осыпной шлейф.

Осыпные отложения по своему вещественному составу и структурным признакам полностью зависят от литологического строения стенок срыва. Крупные глыбы сосредоточены в основании осыпей, а более мелкие глыбы и щебень - в ее верхней части. В некоторых осыпях, главным образом сланцевых, распределение обломочного материала по крупности не наблюдается. Это объясняется малой прочностью слагающих их горных пород, разбивающихся по пути на более мелкие обломки.

Форма обломков неправильная, с острыми ребрами и шероховатыми гранями. В общей массе обломочный материал осыпи расположен хаотично, но некоторые глыбы своими длинными осями ориентированы поперек к падению осыпного шлейфа. Это объясняется тем, что при падении такие обломки катятся вниз, вращаясь вокруг длинной оси.

Различают осыпи: подвижные, достаточно подвижные, слабо подвижные; относительно подвижные. Порода, образующаяся при обрушении и осыпании, называется колювием.

Массивные кристаллические породы дают крупнообломочные (глыбовые) осыпи с размером обломков более 100 мм в поперечнике. Менее прочные породы образуют среднеобломочные (щебеночные) с размером обломков 20-100 мм и при интенсивном выветривании мелкообломочные (дресвяные) осыпи с размером колювия менее 20 мм

По подвижности их подразделяют на: 1) действующие, находящиеся в стадии интенсивного движения, 2) затухающие и 3) неподвижные

Действующие осыпи лишены всякой растительности. Интенсивность движения осыпей зависит от ряда факторов. Наибольшие скорости отмечены в период снеготаяния и дождей (более 1 м/год). На скорость движения влияют также количество поступившего материала, угол естественного откоса материала, из которого состоит осыпь, и угол поверхности осыпи.

Методика изучения осыпей аналогична приемам описания обвалов.

Курумы - поток каменных глыб и щебня (колювия), медленно сползающих по склонам гор под влиянием морозного сдвига, солифлюкции и силы тяжести (гравитационных движений), лишенный растительного покрова. На курумах наблюдаются валы, ориентированные параллельно его краям. Часто под глыбами действует водный поток. Неравномерное движение каменного материала вызывает образование небольших глыбовых террас на склонах. Курумы широко распространены в гольцовой зоне и часто спускаются далеко в лесную зону, образуя каменные реки. Различают курумы активные, т.е. движущиеся, и неактивные - неподвижные; последние расположены у нижнего конца потока и зарастают лесом.

Лавинный рельеф образуется в горах при катастрофическом обрушении обломочного материала и его быстром продвижении в виде потока щебня и глыб по сравнительно узкой ложбине. Его развитию способствует большая крутизна склонов, интенсивное выветривание, сейсмические толчки, снежные лавины. В верхней части скалистого горного склона образуются лавинно-денудационные формы - ниши, формы, напоминающие водосборные воронки, линейно вытянутые понижения, сходящиеся в единый канал стока лавины. Уклон ложа щебнистой лавины обычно порядка 40° в верховьях и до 15° и меньше у языка ее. Поверхность языка бывает осложнена вытянутыми вдоль него валиками и гривками.

Лавинные отложения представлены неслоистыми и несортированными скоплениями глыб и щебня с примесью более мелких обломков и частыми включениями огромных глыб. Они во многом напоминают отложения обвалов и осыпей.

Различают лавины: зимние (или сухие, пылевые), весенние (мокрые, или основные), ледниковые, градовые. Падение лавин сопровождается образованием воздушной предлавинной волны, производящей наибольшие разрушения.

Рельеф, созданный скольжением или смещением блоков горных пород, подразделяется на оползневой и отседания.

Оползневой рельеф. Основными генетическими категориями оползней являются оползни-блоки и оползни-оплывины, хотя наряду с ними возможно выделение и других типов оползней с учетом более детальных их признаков.

Оползни-блоки образуются при скольжении блоков и пакетов осадочных пород, сохраняющих при движении и в оползшем состоянии нормальную последовательность напластования. Такие блоки смещаются друг относительно друга и все вместе относительно устойчивой части коренного склона по вогнутым поверхностям скольжения (срыва). Возникновению оползней-блоков способствует большая высота и крутизна склонов (18-25° и больше), участие в их строении наряду с рыхлыми породами слоев скальных и полускальных пород (известняков, песчаников, мергелей и др.), наличие водоупорных глинистых и водоносных горизонтов, особенно в основании склонов, сильная трещиноватость пород.

Верхняя часть оползневого склона представляет собой стенку срыва в виде обрыва или несколько выположенного откоса, которая в плане обычно более или менее прямолинейная или описывает пологие дуги, ограничивая отдельные оползневые цирки. Ниже располагается деляпсивная часть оползня, где блоки смещаются, свободно соскальзывая вниз под влиянием собственного веса (рис. 2).

Рельеф здесь резко ступенчатый с неровными, наклоненными в глубь склона площадками и уступами срыва отдельных блоков. Самые крупные ступени - террасовидные; они прослеживаются на значительном расстоянии вдоль склонов.

В нижней (детрузивной) части оползневого тела, где смещения происходят под напором движущихся сверху масс, образуются формы оползневого смятия, скалывания и надвигания в виде неправильных валов, бугров и ступеней. Впереди фронта оползня нередко наблюдается бугор выпирания, сложенный вспученными породами подножия склона.

Рис.2. Схема строения оползня , по А.П.Павлову- коренной склон; II- деляпсивная часть оползня; III - детрузивная часть оползня.

- аккумулятивная оползневая брекчия оползня поточного типа; 2 - бугор выпирания; 3 - аллювий дна долины; 4 - оползни блокового типа; 5 - зоны брекчирования и оползневые брекчии трения.

Оползни-оплывины возникают в результате смещения главным образом суглинков и глин, которые при насыщении поверхностными и подземными водами теряют устойчивость и оползают в виде сильно раздробленной разжиженной массы. Их образованию способствуют достаточная крутизна склона (15° и больше), залегающие на поверхности суглинки или глины с водоносным горизонтом в их основании, обильное поверхностное увлажнение.