ЦИКЛИЧНОСТЬ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТРОЕНИЯ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ КЛИНСКО-ДМИТРОВСКОЙ ГРЯДЫ

О выделении гляциоциклитов и элементарных циклитов в ледниковых отложениях

На рисунке 3.32 показаны колонки скважин, пройденных с водораздельной поверхности Клинско-Дмитровской гряды. Разрезы по скважинам отражают типичное для Клинско-Дмитровской гряды строение ледниковой толщи. Колонки скважин могут отличаться друг от друга несколько меньшей мощностью (—2,5 м) рельефообразующего горизонта моренных красновато-коричневых суглинков и несколько большей (~2,5 м) мощностью подстилающего горизонта серовато-коричневых суглинков.

В основании верхнего горизонта скважиной № 9279 вскрываются прослои нижележащего горизонта в виде переслаивания красновато- коричневых и серовато-коричневых разностей. Аналогичное переслаивание наблюдается в толще, вскрытой скважиной 9282 в основании второго от поверхности горизонта. Скважиной 9279 в основании этого же горизонта фиксируется увеличение количества (до 45%) крупнообломочного материала в нижнем слое, мощность которого в среднем составляет 2,5 м. В основании нижнего горизонта темносерых суглинков обеими скважинами также вскрываются щебенистые суглинки мощностью от 1,5 до 3,5 метров.

Рис. 3.32. Разрезы ледниковых отложений Клинско-Дмитровской гряды: 1 - суглинки красновато-коричневые; 2 - суглинки серовато-коричневые; 3 - суглинки темно-серые; 4 - переработанные темно-серые глины в основании ледниковой толщи; 5 - зеленовато-серые мезозойские глины; б - щебенистые суглинки; 7 - песчано-гравийно-галсчниковыс грунты; а - колонка скважины № 9282; б - колонка скв. № 9279

Состав и строение суглинков в кровле верхнего горизонта отличается наибольшей неоднородностью, с одной стороны, обусловленной генетическими особенностями формирования морены, с другой - постседиментационными преобразованиями во времени. К генетически обусловленной неоднородности следует отнести частые прослои и линзы песков и супесей, которые мы наблюдаем до глубины 8,5-9,0 м при документации скважин и стен котлованов (см. рис. 3.7; 3.8). Эти прослои и линзы в верхнем слое способствуют, в свою очередь, постседиментационным преобразованиям и проникновению агентов выветривания на значительную глубину.

В приведенных разрезах по скважинам песчаные прослои наблюдаются в кровле не только рельефообразующего, но и второго от поверхности горизонта.

В основании верхнего горизонта вскрываются прослои серовато- коричневых суглинков нижнего горизонта, свидетельствующие о том, что неоднородность строения нижнего слоя в подошве верхнего горизонта в данном случае обусловлена генетическими особенностями ледниковых отложений, где исходным материалом для формирования отложений верхнего горизонта могли служить породы ранней стадии оледенения.

В минералогическом составе песчано-алевритовой фракции верхнего горизонта в целом также наблюдаются отличия состава песчано-алевритовой фракции от состава аналогичной фракции подстилающего горизонта (рис. 3.17-3.19). На диаграммах показаны качественные и количественные изменения минералогического состава в песчано-алевритовой фракции по глубине толщи. Эти изменения хорошо заметны даже при сглаживании участков переходов и резких количественных изменений содержания минерала.

Несмотря на хорошо заметные изменения состава моренных суглинков в строении всех выделяемых горизонтов присутствуют характерные и общие для них четры. Анализ результатов полевых и лабораторных исследований описанных горизонтов показал, что для каждого из них присутствуют закономерные изменения показателей состава и структурно-текстурных особенностей по разрезу.

В верхнем горизонте отчетливо прослеживаются три слоя (рис. 3.5-3.8). Первый (верхний) представлен легкими тугопластичными, участками до мягкопластичных, суглинками с прослоями и линзами песков и супесей мощностью от 1,5 до 2 м. Прослои залегают с интервалом от 5 см до 0,3 м, и такое их распространение придает толще и, в особенности, верхней ее части слоистую текстуру. Местами в моренных образованиях четко прослеживаются чешуйчатые текстуры.

Второй слой представлен преимущественно легкими, тугопластичными и полутвердыми суглинками с массивной текстурой, с редкими, тонкими (до 0,5-1 мм) прослойками мелкого песка. Суглинки трещиноваты, при документации керна скважин чаще всего трещины встречаются на границе с вышележащим слоем, а к основанию слоя их количество уменьшается. Характерными особенностями этого слоя суглинков являются относительное постоянство их состава, состояния, свойств и мощности.

Третий слой выделяется в основании рассматриваемого горизонта. Его состав находится в тесной зависимости от состава подстилающих пород. Чаще всего в их качестве выступают моренные суглинки кровли подстилающего горизонта. В этом случае отмечается переслаивание суглинков красновато-коричневых и серовато-коричневых оттенков в нижней части слоя. Мощность отдельных прослоев и линз изменяется от 5-10 см до 1-1,5 м, а наблюдаемая мощность самого слоя достигает 5 м. В подошве слоя обязательно прослеживается прослой щебенистых красновато-коричневых суглинков с высоким (30—45%) содержанием крупнообломочного материала. Увеличение количества крупнообломочного материала с глубиной отмечается во всех скважинах, но это увеличение не всегда бывает постепенным (оис. 3.33).

Рис. 3.33. Изменение содержания крупнообломочного материала с глубиной по скважинам, пройденным на водораздельной поверхности: а - скв. 9276;

б - скв. 9278

В вертикальном разрезе второго горизонта, сложенного серовато- коричневыми моренными суглинками, также выделяется три слоя с разными текстурными особенностями. Верхний слой по текстурным признакам аналогичен первому слою вышележащего горизонта (рис. 3.32, б). По описаниям керна скважин для верхней части горизонта серовато-коричневых суглинков характерны относительно более слоистые и плитчатые текстуры, частые прослои и линзы песков. На отдельных участках поверхности плитчатой отдельности покрыты тонким налетом хемогенного кальцита. Лабораторными определениями установлено, что плотность скелета таких грунтов на таких участках уменьшается до 1,85-1,87 г/см³ (рис. 3.6). Эти характеристики даже несколько ниже, чем характеристики разуплотненных моренных суглинков (1,90-1,93 г/см³). Наибольшая мощность верхнего слоя, вскрытая скважинами и подтвержденная исполнительной инженерно-геологической документацией котлованов, составляет 9- 12 м (рис. 3.7).

Средний слой отличается массивной текстурой, наличием редких и тонких прослоев песка, по которым происходит отделение столбиков керна при извлечении его на поверхность. На воздухе суглинок растрескивается, образуя мелкий остроугольный щебень. Состав и свойства нижнего слоя этого горизонта тесно связаны с составом подстилающих пород.

На участках, где в их качестве выступают моренные темно-серые суглинки нижнего горизонта, наблюдается переслаивание (нередко линзовидное) суглинков разного цвета. Если моренные образования второго горизонта залегают на зеленых меловых глинах, то их брек- чированные прослои и линзы отмечаются в толще описываемого слоя. Но и в первом, и во втором случаях всегда в основании горизонта прослеживается маломощный прослой щебенистых суглинков. В зависимости от количества глинистых прослоев и качества глинистого материала в прослоях изменяются и свойства слоя в целом.

В строении третьего горизонта, сложенного темно-серыми моренными суглинками, также прослежены черты, присущие вышележащим горизонтам. Верхний слой и часть среднего в большинстве разрезов срезаны. Однако суглинки с массивным сложением прослеживаются по скважинам достаточно часто. Нижний слой отличается относительно небольшой (до 4-5 м) мощностью щебенистых суглинков. В этом слое отмечаются отторженцы черных глинистых пород со структурно-текстурными особенностями и слюдистостью, характерными для юрских глин.

В кровле коренных мезозойских глин непосредственно под нижним слоем темно-серых суглинков повсеместно прослеживаются видоизмененные глины с брекчированной текстурой. Эти образования состоят из окатышей глин различного состава, цвета, степени оже- лезнения и переработки (см. рис. 3.12). К основанию слоя (см. рис. 3.13) содержание окатышей уменьшается, глины приобретают текстуры, приближающиеся к текстурам, свойственным глинам в коренном залегании. В основании этого своеобразного слоя на границе с коренными породами вскрывается водонасыщенный прослой щебня песчаников, образовавшийся из песчаниково-глинистой толщи сантонского яруса, мощность которого участками достигает 2 м.

Таким образом, в разрезе всех горизонтов отчетливо прослеживаются слои, обладающие характерными особенностями состава и строения. Каждый горизонт включает в себя:

• - слой моренных суглинков, залегающий в кровле горизонта и имеющий преимущественно слоистые плитчатые и нередко чешуйчатые текстуры;
• - слой моренных суглинков с массивной текстурой в средней части горизонта;
• - слой суглинка в основании горизонта с текстурами захвата подстилающих пород, представленный в основном щебенистыми и лин- зовидно-слоистыми суглинками.

Возникает вопрос - можно ли описанную толщу ледниковых отложений считать циклитно построенной, и что выделять в качестве циклита?

Ю.Н. Карагодин (1980) предложил понимать под циклитом комплекс (систему) естественных природных тел, характеризующийся (в вертикальном разрезе скважины, обнажения и т.д.) направленностью и непрерывностью изменения структурных и вещественных свойств элементов, отражающийся в характере границ между ними и двуединым строением. Циклит - это литмит (формалит), элементы (слои или другие тела) которого связаны во времени и в пространстве. Элементарный седиментационный циклит представляет «простой (по своей структуре) комплекс (систему) природных слоев одного или нескольких структурных типов, связанных между собой направленностью и непрерывностью изменения существенных свойств, обусловливающих характер (тип) границ между слоями и характеризующийся двуединым строением». Подчеркивается, что двуединое (или кратное двум) строение циклита является обязательным.

Исходя из этих позиций и приняв за существенное свойство, например, текстурные особенности моренных образований, можно отнести отложения любого описанного горизонта по большинству перечисленных признаков к циклитам и рассматривать их в качестве элементарного седиментационного циклита (Меркулов, Трофимов, 1987). Однако последняя из перечисленных позиций при описанном подходе обособления слоев не выполняется. Вполне вероятно, что это закономерно и связано с динамикой формирования основных моренных толщ материковых оледенений.

Если это так, то всю описанную толщу надо рассматривать как гляциоциклит мегациклитного ранга (уровня). Он состоит из трех элементарных циклитов, которые по направленности изменения текстурных особенностей, содержания грубообломочного материала по разрезу следует, скорее всего, рассматривать в качестве однонаправленных прогрессивных, по Ю.Н. Карагодину (1980), циклитов.