Типы и закономерности развития природных геологических процессов 

В области распространения верх­ней толщи осадочного чехла с раз­ной степенью обводненности в пре­делах определенных форм рельефа развиваются свойственные только этим формам типы природных гео­логических процессов, которые под­чинены зонально-климатическим и регионально-геологическим особен­ностям территории. Климатическая зональность проявляется в разной степени водонасыщения грунтов. Если в целом Беларусь принадлежит к наиболее   увлажненным районам европейской территории (650 - 700 мм - среднегодовая норма), то характер выпадения осадков неод­нозначен. Больше всего их выпадает на севере (до 700 мм) и меньше - в южной половине (до 500 мм). Вме­сте с тем, сумма активных темпера­тур повышается с севера на юг. Это оказывает существенное влияние на изменение инженерно-геологических условий территории, на водно-физи­ческие и физико-механические свой­ства грунтов в связи с разной их об­водненностью и в конечном итоге -на развитие геологических процессов.

Именно этим подтверждается то обстоятельство, что на картах про­явления водной и ветровой эрозии граница между ними четко опре­деляется по названным факторам .

Территорию Беларуси по типам природных геологических процес­сов и закономерностям их простран­ственного развития можно разде­лить на зоны, объединяющие все признаки, которым подчиняют­ся ЭГП: северную, центральную и южную

Северная зона в границах Бело­русского Поозерья характеризуется относительно небольшими масшта­бами развития природных геологи­ческих процессов. В долине Запад­ной Двины при подрезке склонов наблюдается образование оползней и оврагов. В связи с наличием укло­нов поверхности в среднем 3°, распространением почти повсемест­но слабофильтрующих материнских пород здесь значительно выражен плоскостной смыв почв.

На отдельных озерах (Нарочь, Мядель и др.) имеет место озерная абразия, сопровождающаяся раз­витием осыпей и обвалов. Степень развития этих процессов невелика.

Центральная зона характеризует­ся наибольшим размахом развития ЭГП как по количеству, так и по ви­дам, причем отдельным районам свойственны свои особенности раз­вития процессов. В центральной зо­не закономерно выделяются районы распространения плоскостной эрозии, оврагообразования, осыпей и обвалов. Они группируются исходя из регио­нальных особенностей этой зоны.

Так, в пределах Белорусской гряды, где значительны площади водосборов, активизированы про­цессы плоскостной эрозии, а на уча­стках крупных склонов - оползни и осыпи, особенно при подрезке скло­нов. Оврагообразование - наиболее распространенный вид процесса, развивающийся на участках с лессо­видными отложениями на Новогрудской и в меньшей степени - Минской возвышенностях, в преде­лах Оршанско-Мстиславско-Могилевского плато и на склонах речных долин и их притоков. Южной зоне свойственны иные виды и условия ЭГП по сравнению с северной и центральной. Эта зона располагается в пределах Белорус­ского Полесья и одновременно на­ходится в границах трех крупных тектонических структур - Припят-ской, Подлясско-Брестской впадин и разделяющей их Полесской седло­вины. Наиболее интенсивно разви­ваются здесь процессы ветровой эрозии - эоловые в пределах над­пойменных (боровых) террас и зандровых равнин. Вследствие сухости климата, наличия значительных площадей, незащищенных расти­тельностью, ветровая эрозия полу­чила широкое распространение. В пределах речных долин - оползни, осыпи и обвалы, а также четко про­слеживается влияние современных положительных движений земной коры на формирование молодых эрозионных врезов.

Рассмотрим наиболее типичные для Беларуси природные геологиче­ские процессы. Материалы получе­ны в процессе натурного изучения и на основе дешифрования аэрофото­снимков.

Оползни. Явление взаимодейст­вия любых материальных тел, обу­словленного законом всемирного тяготения Ньютона, выражает сущ­ность гравитации. В геодинамике под гравитационными процессами понимается перемещение любых горных пород под воздействием си­лы тяжести с их последующим раз­рушением и накоплением в нижней части склона.

В естественных условиях горные породы находятся на   поверхности Земли в устойчивом равновесии. При подрезке склонов в пределах речных долин при боковой мигра­ции водотоков и озер в результате абразии или при увлажнении горные породы могут быть выведены из со­стояния равновесия. В результате развиваются оползневые, осыпные и обвальные процессы. В сейсмически активных районах причиной нару­шения равновесия горных пород яв­ляются землетрясения.

Изучение особенностей развития оползневых процессов необходимо для картирования при производстве комплексной гидрогеологической съемки, защиты народнохозяйствен­ных объектов от опасного воздейст­вия оползней, осыпей и обвалов, а также для других цепей.

Оползни - один из наиболее рас­пространенных видов ЭГП, разви­тых в зоне распространения ледни­ковой формации.

Рассматривая особенности опол­зневых смещений по их морфоло­гии, можно установить определен­ные закономерности в распростра­нении и развитии оползневых про­цессов.

В пределах различных морфоло­гических элементов Беларуси выделяется несколько типов  оползней:

 -древние оползни солифлюкционного типа и оползни-течения;

  -современные обвалы-оползни и оползни-течения. Древние оползни солифлюкци-онного типа и оползни-течения от­мечены на участках обнажения склонов в пределах долин Днепра, Припяти и в ряде других пунктов. Механизм их образования и дина­мика развития связаны с периодиче­ским оттаиванием мерзлых пород, что обусловило их переход в текучее состояние. По особенностям прояв­ления они мало отличаются от оползня-течения.

Современные обвалы-оползни широко распространены на склонах речных долин. Их происхождение обусловлено подрезкой склонов по­стоянно действующим водотоком. Оползни-течения характерны для участков, где имеет место смачива­ние глинистых отложений.

Современный этап характеризу­ется активным развитием обвалов и оползней, что связано с воздействи­ем в основном двух факторов:

1) подрезкой склона речным по­током в весенний период;

2)  ветровой эрозией песчаных прослоев, залегающих под днепров­ской мореной, в летний период.

Роль ветровой эрозии здесь чрез­вычайно велика, поскольку осыпа­ние выдуваемого песка приводит вначале к раздроблению и обруше­нию комковатых глин, а затем - об­рушению залегающих выше масси­вов днепровской морены объемом несколько кубических метров. Пер­вые признаки обрушения выража­ются в виде трещин вертикального типа, образующихся в ослабленных зонах. Осыпавшаяся масса днепров­ской морены при смачивании атмо­сферными осадками превращается в оползень-течение, медленно пере­двигающийся вниз по склону. Если вам срочно нужен фотоаппарат, предлагаем вам посетить интернет-магазин it-tehno.com.ua, здесь вы сможете купить фотоаппарат Olympus, Sony ,Samsung, Nikon, Canon, Carl Zeiss, Pentax, Fujifilm, Bessa по самый выгодным ценам.

Широкое распространение име­ют оползни в долине р. Припять. В районе г. Петриков на протяжении 300 м имеет место оползание супе­сей и суглинков по водонасыщенным пескам с образованием псевдо-терраеы шириной 70 - 80 м и высо­той отдельных ступеней от 1,8 до 3 - 6 м. Высота берегового уступа составляет 15 м. Поверхность псев­дотеррас - бугристая, поросшая вла­голюбивой растительностью. Неко­торые оползни парагенетически свя­заны с оврагообразованием. В райо­не г. Гродно борта оврагов сопрово­ждают террасовидные двухступен­чатые оползни. Высота верхней сту­пени - 20 м, нижней – 8 - 10 м. При усилении оврагообразования акти­визируются оползневые явления.

  Долина р. Западная Двина рас­полагается в области поозерского оледенения. Здесь наиболее распространены моренные суглинки и супеси, формирующие основные объемы оползневой массы пород. По левому берегу Западной Двины, между Дриссой и Друей, оползнем поражена полоса коренно­го берега около 40 м по длине (при глубине захвата - до 15 м). Высота стенки срыва - 5 м. По краям ополз­ня наблюдаются трещины, уходя­щие под урез воды. Есть и менее заметные трещины, прослеживае­мые ниже 10-метровой высоты склона. Сползшая масса объемом несколько сотен кубических мет­ров размывается водами р. Западная Двина. Наблюдениями установлено, что в механизме образования ополз­ней здесь принимают участие на­порные воды отложений девона.

   В районе г. Друи оползанию подвержден крутой левый коренной берег на протяжении около 400 м, сложенный моренными суглинками, местами значительно увлажненны­ми, пластичной консистенции с ва­лунами осадочных и изверженных пород. Сверху залегает маломощная толща делювиальных песков, со­держащая грунтовые воды. Высота оползневого склона составляет по­рядка 20 м. Наиболее крупный опол­зень отмечен ниже здания костела в г. Друе. Его строение несколько отлично в связи с содержанием большого количества валунов, а сам оползень имеет террасовидную фор­му. Длина оползня - 80 м, ширина -40 м. В связи с неоднократным про­явлением оползневых процессов возле костела произведено укрепле­ние участка берега отмосткой из крупных валунов со свайной стен­кой у основания оползня, которая играет роль подпоры. Дальнейших проявлений оползней здесь не на­блюдалось. Подобного типа оползни имеются в долинах Западной Двины и ее притоков.

Анализ причин, которые приво­дят к появлению новых и активиза­ции древних оползней, показыва­ет, что основными факторами яв­ляются:

•    наличие водоносной песчаной толщи у контакта с валунными гли­нами, суглинками и супесями;

•    увлажнение нижележащих по­род и потеря вследствие этого проч­ностных связей между частицами грунта;

•    подрезка склонов водотоками, что приводит к обрушению или оползанию грунта и его постепен­ному смещению к урезу реки с по­следующим размывом;

•    участие в оползневом процессе напорных вод нижележащего водо­носного горизонта, которые усили­вают напряженное состояние в мас­сиве.

  Осыпи - наиболее распростра­ненный тип природных геологиче­ских процессов, наблюдающийся на территории Республики Беларусь. Как и оползни, они характерны для склонов речных долин и оврагов. Большинство осыпей приурочено к склонам, сложенным песчаными породами. Часто в кровле формиру­ются осовы, масса которых удержи­вается за счет сцементированных песков и корней растительности. Осыпи свойственны почти всем формам песчаных образований( Рис. 1). Типичная осыпь изучалась нами в процессе прове­дения инженерно-геологических исследований в долине Немана у н. п. Гожка. Здесь в береговом ус­тупе под гумусированным слоем залегают пески разной крупности с горизонтальной или наклонной слоистостью. Высота склона над урезом воды в р. Неман составляет порядка 30 - 35 м. В основании склона залегают ленточные глины. В нижней части - толща песков с наличием водоупорных глин в осно­вании. Смещение песков происхо­дит под влиянием двух основных факторов - подрезки склона рекой и их усыхания ветровым потоком. Осыпи часто встречаются и в преде­лах склонов, имеющих небольшие размеры: поймы рек, первые над­пойменные террасы, берега озер и др.

При производстве инженерно-геологической съемки района у н. п. Наровля нами были получены мате­риалы, раскрывающие особенности проявления осыпей на первой над­пойменной террасе р. Припять. В результате миграции русла река подмывает в этом месте свой пра­вый берег - первую надпойменную террасу, сложенную преимуще­ственно слабосцементированными мелкозернистыми песками. С обра­зованием осыпей и осовов возникла угроза разрушения школы, распо­ложенной в историческом здании, которое представляет археологиче­скую ценность для государства.

Припять относится к типу рав­нинных рек, характеризующихся от­носительно небольшими уклонами.

Средний уклон реки - 0,07 - 0,15 м/км. Вверх по течению он увеличивается до  0,07 м/км, а вниз по течению уменьшается до 0,04 м/км. Это об­стоятельство имеет существенное значение, так как река с большим уклоном обладает и более высокой размывающей способностью.

 

 

Рис. 3. Осыпь, сформи­ровавшаяся при подрезке р. Марьянкой (правый при­ток Днепра) склона в рай­оне г. Шклова. В нижней части рыхлая масса сполз­шей части склона.

 

Как известно, скорость пото­ка прямо пропорциональна уклону реки, и в суженных частях рус­ла прохождение потока осуществ­ляется за счет наибольшей величи­ны уклона водной поверхности и более глубокого врезания потока в свое ложе. Суженный участок длиной примерно 400 м располага­ется выше пристани г. п. Наровля .

Карст.   Первые   упоминания   о карстовых явлениях в Беларуси на­ходим в работах П. А. Тутковского. В 1899 г. он, описывая так называе­мые полесские «окна» в южном По­лесье и образование ключей в ряде мест средней части Беларуси, ука­зывал на связь этих явлений с тек­тоническими нарушениями меловых пород,   что  способствует  развитию карстовых явлений. Г. В. Богомолов в 1946 и 1948 гг. подробно описывал карстовые воронки в верхнемеловых отложениях   Полесья,   расположен­ные   ниже   базисов   эрозии   совре­менных рек, и отмечал, что «окна» П. А. Тутковского не что иное как погребенные    карстовые    воронки, заполненные   подземными   водами. Он указывает также, что в верхней и средней частях долины р. Припять встречаются  на глубине карстовые пустоты и подземные глубокие озе­ра.    Карстовые    воронки    в    мело­вых отложениях, имеющие диаметр 1,5 - 2 м и более, были встречены при   бурении   скважин   в   районах г. Славгород, Краснополье, Корма, Кричев,   Брест,   Новогрудок   и   др. В работах В. Д. Дементьева (1958, 1960)    отмечено ограниченное раз­витие поверхностных карстовых яв­лений в Беларуси. Им описаны кар­стовые формы в долинах р. Неман, Сож и Западная Двина. В. В. Дрозд (1964)  делает   предположение,   что наряду   с   относительно   широким развитием древнего подземного кар­ста под покровом четвертичных от­ложений   происходят  и  медленные современные процессы карстообразования.

      Региональные неров­ности и небольшие по размерам уг­лубления, выявленные по результа­там    бурения,    имеют    замкнутуюпричудливую форму, стенки - раз­личной крутизны, площадь - от со­тых долей до нескольких квадрат­ных   километров.   В   большинствеслучаев     их     глубина     составляет 0 - 30 м, изредка – 60 - 90 м. Такиеуглубления    имеют    вид    воронок,котловин, оврагов, колодцев и могут
быть отнесены к типичным карсто­вым  формам.  Карстовые образова­ния встре-чаются в виде единичныхуглублений, группируются в цепоч­ки   и   разме-щаются   беспорядочно Больше всего их выявлено в Подлясско-Брестской  впадине, в  верх­
ней и средней части долины Припя­ти и на левобережье Днепра. Кар­стовые       уг-лубления       заполнены кварцевыми   песками, бурым углем, глинами, терри-генным материалом. Возраст карстопроявлений   прибли­женно фиксируется возрастом отло­жений,     заполняющих     карстовыепустоты и неровности древнего кар­стового   рельефа.   Антропогеновые карстовые     полости     прослежены в естественных обнажениях и карье­рах Костюкевичского, Краснопольского,   Слав-городского   и   Кормянского районов. Они составляют от 30 до 80 см в диаметре, глубиной -до 1,5 м. Представлены антропоге-новые карстовые формы гнездами, воронками, карманами, заполнен­ными бурой глиной, которая иногда замешана мелко- и среднезернистым песком, расширенными трещинами с разъединенными стенками. Мно­гие авторы к карстопроявлению в мелу относят также явление разжи­женного мела. Доломитовый карст в пределах Республики Беларусь изу­чался в районе Витебских порогов в 1951 - 1954 гг. в связи с проектиро­ванием водохранилища для Витеб­ской ГЭС. Процесс выщелачивания доломитов протекал в условиях дли­тельного континентального режима, который, по-видимому, установился здесь еще в пермском периоде.

На рис. 4 приведена схема распространения карста на террито­рии Беларуси.

 Район 1. Карст в верхнемеловых породах. Район расположен в вос­точной и юго-восточной частях Рес­публики Беларусь (Жлобинская сед­ловина, западный склон Воронеж­ской антеклизы, юг Оршанской и Подлясско-Брестской впадин, крайний юг Полесской седловины). В административном отношении район 1 принадлежит к Могилевской, северо-восточной части Го­мельской и крайнему югу Брестской областей.

 Район 2. Карст в верхнемеловых отторженцах. Район расположен в западной и центральной частях Рес­публики Беларусь (Белорусская антеклиза, северо-западная часть Припятского прогиба). В администра­тивном отношении район 2 при­надлежит к Гродненской, северной части Брестской и западной части Минской областей.

Район 3. Карст в доломитовых отложениях верхнего девона. Район расположен

 

 

 

 

Рис.4. Схема распространения карста на терри­тории Беларуси:

1 - верхнемеловые от­ложения турон-коньякского, турон-компанского, турон-ма-астрикского ярусов в коренном залегании, представленные мергельно-меловыми по­родами с глубиной залегания до 20 и 50 м; 2- верхнемеловые отторженцы в конечно-моренных образовани­ях, представленные мергельно-меловыми породами; 3 - доломи­ты франского яруса с глубиной залегания до 20 и 50 м; 4 - в числи­теле - возраст карстующих пород, в знаменателе - возраст ранних карстовых проявлений; 5 - кар­стовые районы и под­районы; 6 - открытые карстовые формы (со­ставлена Колпашниковым).

 В администра­тивном отношении район 3 охваты­вает северную и восточную части Витебской области. На рис. 2 показаны породы, кровля которых находится на глуби­не, не превышающей 50 м.

Дальнейшее изучение карстовых проявлений имеет большое инже­нерно-геологическое значение, так как в условиях карстовых явлений увеличивается стоимость строитель­ства мостовых переходов ввиду на­личия в карстовых воронках отло­жений, имеющих низкую несущую способность.

На схеме проявления карста вы­делены те районы, которые могут иметь значение для практических строительных и горнодобывающих работ и при инженерно-геологиче­ской съемке.