Подземные воды

Подземные воды в районе г. Красноярска связаны почти со всеми генетическими комплексами пород. В рыхлых отложениях четвертичного возраста они имеют характер грунтового потока, в слабо смонтированных отложениях юрского возраста образуют пластовые скопления, в плотных породах каменноугольного, девонского, силур-ордовикского, кембрийского возраста, а также в интрузивных образованиях концентрируются, главным образом, в трещинах различного генезиса.

Грунтовые воды четвертичных отложений заключены в аллювии пойм и террас Енисея, Качи, Базаихи, Березовки.

В долине Енисея грунтовые воды широко развиты на пойме первой и второй надпойменных террас. Водовмещающими во всех случаях являются песчано-галечниковые образования, имеющие мощность 15-20 м на пойме и 5-13 м – на первой надпойменной террасе. Уровень грунтовых вод в межень находится на глубине от 1,0-5,0 м на пойме, до 5-10 м на террасах. Породы отличаются высокой водопроницаемостью.

Грунтовые воды поймы и первой надпойменной террасы обладают огромными динамическими и эксплуатационными запасами. Именно на них основана генеральная схема водоснабжения г. Красноярска.

В пределах высоких (III, IV, V, VI, VII) надпойменных террас грунтовые воды встречаются локально или вообще отсутствуют. Исключением в этом отношении являются четвертая надпойменная терраса на правобережье Енисея, где грунтовые воды имеют повсеместное развитие. Связаны они здесь с галечниками, залегающими в основании разреза и имеющими мощность порядка 5 м.

Подземные воды юрских отложений связаны с песками, песчаниками, гравелитами, образующими в разрезе слои мощностью от нескольких метров до 20—30 м. Водоносные слои разделяются между собой глинами, алевролитами, аргиллитами, представляющими собой местные водоупоры. В местах выхода водоносных слоев на поверхность подземные воды имеют грунтовый или слабо напорный характер, по мере погружения — приобретают напор. Глубина залегания подземных вод в местах выхода водоносных слоев на поверхность составляет в преобладающем большинстве случаев 10—30 м.

Подземные воды главным образом пресные, гидрокарбонатные, натриевые и кальцевые, умеренно жесткие.

Подземные воды каменноугольных отложений в районе г. Красноярска не изучены.

Подземные воды ордовик-силурийских отложений связаны с трещиноватостью выветривания эффузивных пород и имеют трещинно-грунтовый характер. Они зарегистрированы только по родникам в долинах р. Базаихи (выше лога Яхтонова) и руч. Малый Инжуль.

Подземные воды кембрийских отложений образуют бассейны трещинно-карстовых и трещинных вод.

В заключение следует отметить, что подземные воды в районе г. Красноярска почти везде залегают на сравнительно больших глубинах, а поэтому не могут осложнять строительство. Однако в ряде случаев они существенным образом влияют на свойства пород, что при определенных условиях приводит к развитию оползневых, суффозионных и других явлений, о которых будет сказано ниже.

Вопросы использования подземных вод в качестве источника водоснабжения сопряжены с большими трудностями в связи с неравномерной и в целом слабой водоносностью пород. Исключение в этом отношении представляют грунтовые воды аллювиальных образований пойм и первых надпойменных террас, а также подземные воды юрских отложений. Как отмечалось выше, грунтовые воды аллювиальных отложений Енисея используются для водоснабжения г. Красноярска, а подземные воды юрских отложений — для хозяйственно питьевого водоснабжения сельских районов. Эксплуатация последних обычно осуществляется с помощью неглубоких одиночных скважин или колодцев. В ряде случаев при сооружении глубоких грунтовых водозаборов на базе подземных вод юрских отложений, по-видимому, возможна организация водоснабжения и более крупных объектов.

6. Инженерно-геологическая характеристика горных пород

Все горные породы, встречающиеся в районе г. Красноярска, с инженерно-геологической точки зрения могут быть разделены на две большие группы, принципиально отличны друг от друга:

1) породы с жесткими кристаллизационными связями скальные породы;

2) породы без жестких кристаллизационных связей — рыхлые породы, или грунты.

К первой группе относятся карбонатные породы кембрия, эффузивные и осадочные отложения девона, осадочные породы юры (аргиллиты, песчаники), а также интрузивные породы. Ко второй группе относятся гравийно-галечниковые.

7. Геологические процессы и явления

 

В районе г. Красноярска имеют место следующие геологические процессы и явления. Эрозионно-аккумулятивные процессы проявляются в подмыве берегов Енисеем и его протоками, в росте оврагов, в эрозии почв на пологих делювиальных склонах, в накоплении пойменных отложений.

Подмыв берегов происходит в связи с легкой размываемостью пород, слагающих берега рек, значительной скоростью течения рек, интенсивным подъемом воды в реках в период паводков и т. д.

Следует заметить, что пустоты, вскрытые при проходке строительных котлованов и траншей в районе промбазы КРАЗа, на IV надпойменной террасе, в толще лессовидных пород на глубине 5—6,5 м. А также в районе Зеленой рощи — на I надпойменной террасе на глубине 2,5—3,0 м, представляют собой реликты древних суффозионных процессов, развивающихся по бортам древних оврагов.

Наибольшую опасность при строительстве на территориях с мощным покровом лессовидных отложений представляют суффозионно-эррозионные процессы, возникающие в результате утечки промышленных вод.

8. Строительные материалы

 

Окрестности г. Красноярска обладают практически неисчерпаемыми запасами строительных, материалов.

В юго-западной части района г. Красноярска, в отложениях нижнего палеозоя и прорывающих их интрузивных образованиях, имеются месторождения сиенитов, граносиенитов, габбро, известняков, доломитов, мраморов, кварцитов.

В долине Енисея сосредоточены значительные запасы галечников, гравия и песка.

На остальной части территории, сложенной девонскими н юрскими отложениями, перекрытыми местами мощным чехлом лессовидных суглинков, имеются известняки, пески, мергели, бутовый камень и другие материалы.

 

 

9. Наглядное изучение горных пород:

9.1. День первый: Корпус «А» - Сопка.

 

Первый день практики, 25 июня. Встреча у корпуса «А» в 14-00. Сегодня предстояло подняться на сопку, одну из наиболее высоких точек города Красноярска. Маршрут пролегал сначала по дороге в сторону стрельбища, а затем свернули на повороте и двигались через лесной массив вглубь.

 

 

 

 

Лесная дорога подошла к концу, оказались на лыжной базе у подножия сопки. Поднимались вдоль лыжного трамплина.

Открылся замечательный, живописный вид. Сопка с одного из своих склонов имеет извилистую дорогу.

 

 

 

 

Здесь Анатолий Ефимович обозначил местоположения террас:

Терраса – от лат. terra-земля, горизонтальные или немного наклоненные площадки на склонах речных долин, озер, морей, ограниченные уступами сверху и снизу:

Первая – район ж.д. больницы, набережная левого берега, острова

Вторая – берег правого берега

Третья – центр города

Четвертая – солонцы.

Пятая – краевая больница.

Шестая терраса – алюминиевый завод и зелёная роща.

Седьмая – студенческий городок (Политех).

Вообще сопки это древние подводные потухшие вулканы. Состав пород свидетельствует о разном времени образования сопок. Так первая сопка сложена туфопесчаниками, вторая и третья порфиритами. Абсолютная высота сопок: №1 – 505 м, №2 – более 505 м, при отметке уреза воды в Енисее 130м.

При вулканических процессах образуются породы очень интересные по структуре. Примером является Черная сопка.

Здесь представлены очень своеобразные породы по составу: в середине средние породы типа сиенитов, а на самой макушке кольцевые структуры основных пород.

 

Квасцы известковые:

 

 

 

 

Вулканогенная порода: Дендриды:

 

Квасцы известковые:

 

Раньше считалось, что эта сопка самая высокая, но оказалось, что второй столб выше. Прямо перед моим взором на правом берегу г. Такмак. Природа Красноярска уникальна. Здесь столько интересных мест. К примеру мировой памятник геологической истории в Базаихе — древние органические остатки в нижнекембрийских известняках напротив Талтата. Ученые палеонтологического института обнаружили в слоях песчанки около 20 неизвестных видов стрекоз, пауков и других подобных животных. В районе Вознесенки в слоях встречаются стволы деревьев, по этим остаткам можно даже установить возраст. Им приблизительно 800 млн лет. Это кембрийские и девонские отложения. Конечно это не настоящие стволы деревьев. На самом деле это вторичные минералы, образовавшиеся из разложений, особенно марганца. Они занимают свободные места, и таким образом получаются как бы отпечатки деревьев.

Столбы образовались не сразу. Это очень медленный процесс. Как только завершается процесс поднятия и массивы стабилизируются, они начинают разрушаться. Так что через несколько тысяч лет горы могут исчезнуть. Так было с Древними Саянами, которые когда-то были горной страной, но оказались разрушены. К поднятию и опусканию приводит столкновение тектонических плит, в результате чего в одном месте происходит сжатие, в другом прогибание. Это приводит к накоплению осадков.

Вулканические сопки образовались не случайно. Самые стабильные плиты — цельные, без спаек и стыков. Это, например, Западно-сибирская и Восточно-европейская плиты. Наша сибирская платформа состоит из отдельных блоков, которые легко проследить. Енисей, Ангара, Нижняя и Подкаменная Тунгуска текут почти параллельно. Это главные зоны, на границе которых, в спайках, и образовались реки. Енисей с Тувы до устья течет практически по одной линии. Это граница Западно-сибирской низменности и Сибирской платформы.

Крупные тектонические нарушения можно проследить также по сечению логов: все они имеют одно направление.

Вулканогенные породы - горн. породы, образующиеся в результате вулканических извержений. B зависимости от характера извержения (излияния лав или взрывные извержения) образуются 2 типа пород: излившиеся, или Эффузивные горные породы, и вулканогенно-обломочные, или Пирокластические породы; последние расчленяются на рыхлые (вулканические пепел, песок, бомбы и др.), уплотнённые и сцементированные (туфы, туфобрекчии и др.).

Кроме того, выделяют промежуточные типы B. г. п. - Туфолавы, возникшие в результате извержений богатых газами пенящихся лавовых потоков, и Игнимбриты, представляющие собой спёкшийся вулканогенно-обломочный материал, главным образом кислый, которым покрыты огромные площади, измеряемые сотнями и тысячами км2. Форма эффузивных тел определяется вязкостью лав и их температурным режимом. Покровы и потоки характерны для маловязких базальтовых лав, но встречаются и кислые (липаритовые) потоки. Kупола и иглы возникают при извержениях вязких лав (Дациты, Липариты). Дайки и некки представляют собой заполнения расплавом трещин и подводящих каналов. Эффузивные и пирокластич. B. г. п. могут залегать в виде стратифицированных толщ; они присутствуют в разрезах вулканических областей, переслаиваясь c осадочными горными породами.

B. г. п. различаются по хим. составу, структурно-текстурным особенностям и по степени сохранности вещества пород. Пo хим. составу эффузивные B. г. п. делятся на щёлочноземельные и Щелочные горные породы и, кроме того, на Oсновные горные породы (недосыщенные кремнекислотой), Средние горные породы (насыщенные кремнекислотой) и Кислые горные породы (пересыщенные кремнекислотой). Cтепень кристаллизации лав, a также структуры и текстуры их зависят от вязкости расплава и характера его остывания.

B утр. части эффузивных тел обычно раскристаллизованы, внешние - шлаковидные, пористые и стекловатые. Для эффузивных пород характерны порфировые, микролитовые, полустекловатые структуры и флюидальные полосчатые, массивные, пористые текстуры.

Глубоко изменённые, обычно более древние, эффузивные породы называются палеотипными, a неизменённые - кайнотипными. Наиболее распространённые кайнотипные породы - Базальты, Андезиты, Трахиты, Липариты, a их палеотипные аналоги по хим. составу - соответственно Диабазы, базальтовые и андезитовые Порфириты, трахитовые и липаритовые Порфиры. K обломочным B. г. п. относятся наряду c пирокластич. породами (туфы, вулканич. брекчии) и Вулканогенно-осадочные породы.

B. г. п. применяются в качестве строит. и облицовочного камня, служат материалом для Каменного литья (базальт и др.). Kаолинизированные кислые и щелочные B. г. п. используются в качестве "фарфорового камня" в керамич. пром-сти. Hек-рые виды вулканич. пеплов и туфов (Трассы и Пуццоланы), обладая вяжущими свойствами, применяются в качестве добавок к цементным материалам. Вулканич. Пемза употребляется как абразивный материал и идёт на изготовление пемзобетона. Перлит используется в качестве лёгких звуко- и теплоизоляц. наполнителей в бетоне, штукатурке и др. смесях.

Дендриды марганца образуются по трещинам вулканогенных пород образованных при выветривании.

Выветривание - постоянно идущий процесс разрушения и химического изменения горных пород. Оно относится к экзогенным (внешним) силам, влияющим на формирование земной коры. Выветривание бывает разных видов:

 

Физическое выветривание. Главной причиной его является колебание температуры горных пород. Днем поверхность породы, нагреваясь, расширяется, а ночью, охлаждаясь, сжимается. Это приводит к растрескиванию горных пород, их дроблению на глыбы и более мелкие части. Физическому выветриванию содействует вода, замерзающая в трещинах. Ежесуточные изменения объема сами по себе невелики, но, воздействуя сотни и тысячи лет, они приводят к ослаблению сцепления между частицами пород; порода теряет прочность и распадается. Температуры и выветривание особенно сильно проявляется в пустынях, где нередко в течение суток перепады температур достигают 40-50° и более, а также в резко континентальных климатических зонах.

 

Разновидностью физического является морозное выветривание, характерное для арктических и субарктических климатических зон. Здесь вода замерзает не только в трещинах, но и в капиллярах, разрывая горную породу до рыхлого состояния.

 

Химическое выветривание- это разрушение горных пород при взаимодействии их с химически активными элементами (кислородом, углекислым газом, органическими кислотами). Этот тип выветривания особенно заметен в породах, содержащих железо, — они покрываются бурой коркой. Главными районами земного шара, где происходит подобный процесс, являются экваториальные и тропические широты. Здесь горные породы разрушаются дождевой водой с растворенными в ней химически активными элементами.

Для этого типа выветривания характерно накопление в озерах и болотах полезных ископаемых: бокситов, фосфоритов, никеля, кобальта, осадочного железа.

 

Органическое выветривание. Оно протекает под действием живых организмов, которые дробят горные породы корнями растений и кислотой при разложении растительных и животных остатков. Животные, делая ходы и норы в почве, разрыхляют ее. Некоторые морские моллюски просверливают себе норы в прочных прибрежных скалах. Мхи и лишайники выделяют кислоты, растворяющие горные породы. Главный результат органического выветривания — образование почв.

 

Толща горных пород, которая подверглась разрушению, образует кору выветривания — рыхлый слой, создающийся в зоне просачивания воды. В жарком и влажном климате, где условия наиболее благоприятны для его образования, кора выветривания достигает 100-200 м и более, хотя обычно толщина ее 30-60 м. В зависимости от климатических условий различна не только мощность коры выветривания, но и ее состав

 

 

 

Полюбовавшись видом, мы отметились и разошлись.

 

9.2. День второй: Караульная гора.

Второй день практики, 26 июня. Встреча у корпуса «А» в 13-00. Нам предстояло съездить на «Караульную» гору. Мы сели в автобус маршрут № 32, доехали до конечной остановки и вышли. С « Караульной» горы открывается замечательный вид на город. На фотографии видны реки Енисей и Кача.

Расскажу немного из истории. «Караульная» гора - один из символов Красноярска. Смотровая площадка на Караульной горе является прекрасным видовым местом города и одним из любимых мест отдыха. Чуть ниже часовни стоит пушка – знаменитая гаубица М-30 образца 1938 года, в память о казаках — основателях Красноярска. Холостым выстрелом она сообщает о наступлении полудня.


Первой постройкой, возведенной русскими переселенцами на месте нынешней часовни, была деревянная сторожевая вышка, на которой несли караул казаки, предупреждавшие жителей Красноярска о приближении врагов. В 1805 году на этом месте купец И. Л. Новиков воздвиг деревянную часовню в память о своём счастливом спасении из водоворота на речном пороге. По другой версии, деревянная часовня была построена красноярцами в честь избавления предков от врагов.
В 1852—1855 годах на месте обветшавшей деревянной часовни была построена новая каменная часовня, сохранившаяся до настоящего времени. Часовня Параскевы Пятницы представляет собой небольшую восьмигранную кирпичную постройку в древнерусском стиле. В ней имеется три окна, прикрытых коваными решетками, и один ложный оконный проём. Обрамление проёмов повторяет форму кокошников, которыми оформлен переход от стен к шатру часовни.
Высота часовни — 15 метров, диаметр — 7 м, высота стен — 7 м, длина каждой из граней — 2,4 м.
Место, на котором стоит часовня, является одной из лучших видовых точек Красноярска. С площадки на вершине Караульной горы открывается панорама большей части города. На этом месте часто работал над своими этюдами великий русский живописец Василий Суриков. В августе 1887 года с площадки рядом с часовней наблюдал солнечное затмение русский учёный, изобретатель радио Александр Степанович Попов (в память об этом событии на восточном фасаде часовни установлена мемориальная доска).

Анатолий Ефимович рассказал нам о реках «Енисей» и «Кача», протекающих на территории города.

Меня удивило то, что я сама живу возле этой великой реки «Енисей», но не знала, что она не всегда носила название «Енисей». Енисей - это река, которая за всю свою историю имела несколько разных названий. Эвенки – народы, проживающие на территории севернее до притока Ангары, называли ее «Большая вода». Хотя и Ангару, приток Енисея, называли в то время «Енисей». Потому что в месте, где Ангара впадает в Енисей, ширина Ангары 2,5 км, а Енисея 1 км. Но после исследований, пришли к выводу, что Ангара это приток, и ее перестали считать Енисеем, т.к. река «Енисей» более полноводней и она охватывает территорию протекания больше, чем Ангара.

Реку «Кача», протекающую по территории города Красноярска, сейчас облагородили. И теперь она так не разливается, но там где она ближе подходила к склону, там постоянно подмывало, происходили оползни.

На фотографии виден оползневой склон с резкий уклоном.

 

 

Вид на Красноярск с «Караульной» горы.

 

Полюбовавшись видом, мы отметились и разошлись.

9.3. День третий: Удачный – Академгородок.

Вот и наступил третий последний день нашей геологической практики, 27 июня. Мы пошли в сторону Удачного по дороге. Многие поехали на машинах, но мы решили пойти пешком. По пути Анатолий Ефимович показал интересные места.

 

Мы с интересом слушали преподавателя, одновременно рассматривая породы.

По дороге на Удачный встречаются несколько обнажений, которые представлены одними и теми же породами. Первое обнажение – матрацевидная форма трещин. Возраст девона - порядка 250-300 млн. лет. Трещины образуют породные блоки размером, примерно,30 на 40 см. Чем прочнее порода, тем больше отдельные блоки. К низу они укрупняются до относительной сохранности. Там где зона выветривания, порода ещё не затронута. Трещины здесь имеются, но раскрытия у них практически нет.

Видели делювиальный шлейф. Цвет породы говорит о составе породы и о вторичных изменениях. Коричневые, затем жёлтые – продукт разрушения железистых отложений. Дальше тоже самое, но с большим количеством примесей. Из таких известняков делают цемент, известь. В них CaCO3 более 90% . Каменное масло – пачковидные наросты белого цвета.

Всё это соединение разрушающихся минералов с воздухом, водой.

Пройдя дальше, видели тёмные вкрапления – девон, красноватые породы – сланцевые образования, мергель, известняки и сланцевый горизонт. В результате тектонического сжатия сланцы разрушаются в первую очередь.

Порода определяет и контролирует развитие склона. Пологие скаты – результат выветривания. Террасированные берега там, где плоские породы (элювиальные).

Ступеньки образованы по тектоническим зонам: монолитный, крупный известняк; золы с кусочками сланца, мощность 10-20 см, с вторичными добавками, амфиболовые, флагониты – зеленоватые, биотит – выносится магний и железо, остается калий, который и образует биотит.

Скала отходит из-за оползня, возможно скорое обрушение массива.

Степень разрушения разная. Скала отделена от массива. Угол наклона скалы - в сторону берега.

Делювий – отложение первой надпойменной террасы. Верхний горизонт – темный; затем коричневый – гравий; потом песчаный горизонт (образование в процессе размытия); потом пески.

Погребенные почвы. В них присутствуют речные отложения (чистые пески, супесь).

Остатки террасы (окатанные частицы – делювиальный шлейф). Если гравий, щебень, кальцит перемешать с супесью, песком, то это и будут остатки террасы.

Заполнителями могут быть железистые минералы. Медь дает зеленоватый оттенок (лазурит, малахит). Гидротермальные жилы, кольцеватые жилы (дайки).

Лог (тектоническая зола) есть потенциально опасный участок, наиболее крутой.

Затем видели много ниш. Карстовых полостей там нет, потому что карст образуется, когда процесс поднятия и опускания идёт относительно ровно и медленно.

У каждой террасы есть тепловой шов (крайняя точка), бровка (перегиб) и поверхность. Здесь поверхность покрыта делювиальным шлейфом.

Эффузивные дайки. При тектоническом смещении породы как бы развёрнуты.

Дойдя до конечной остановки «поселок Удачный» , нам предстояло подняться по тропинке на верх горы. Многим это далось тяжело. Мне было страшно, но я не пожалела, что пошла, т.к. когда мы поднялись, нам открылся прекрасный вид на город и окружающую природу.

М

 

 

Вид с вершины горы был необычайно красив, виден был почти весь город.

 

Полюбовавшись видом, мы отметились и разошлись.