Структурно-морфологические характеристики лёссовых пород западного склона Томь-Яйского междуречья

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО

ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 127, в. 1 1964

СТРУКТУРНО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЁССОВЫХ ПОРОД ЗАПАДНОГО СКЛОНА ТОМЬ-ЯЙСКОГО

МЕЖДУРЕЧЬЯ

Б. Ф. МИХАЛЬЧЕНКО

Одной из важных характеристик лёссовых пород является их структура. Она в значительной мере предопределяет основные инженерно-геологические свойства этих пород: сжимаемость, водоустойчивость, механическую прочность и другие. Изучение структурных особенностей пород имеет немаловажное значение и при решении генетической стороны вопроса. Известно, что для понимания условий образования пород важен не только химико-минералогический состав, но также величина и форма слагающих их частиц, взаимное расположение последних и характер связей между ними. Все то, что объединяется под общим названием «структура» или строение породы. Само понятие «структура» не имеет единого определения. Большинство советских исследователей Л. В. Пустовалов [7], М. С. Швецов [10], Л. Б. Рухин [8] и другие имеют примерно сходное представление о структуре осадочных горных пород, в которое они вкладывают основные морфологические признаки составных частей породы: форму, размеры и характер поверхности минеральных зерен и частоту их нахождения.

Для осадочных слабо сцементированных (без жестких связей) горных пород наиболее полное инженерно-петрографическое определение структуры имеется у В. А. Приклонского [6]. Он считает, что структура характеризуется величиной, формой и характером поверхности минеральных частиц или их агрегатов, слагающих породу, их взаимным расположением и соотношением, наличием и характером связей между ними.

При изучении состава и структурных свойств лёссовых пород Западного склона Томь-Яйского междуречья было принято понимание структуры в терминологии В. А. Приклонского. При этом мы исходили из положения, что структура в значительной мере определяется условиями существования пород. Согласно А. К- Ларионову [3], количество агрегатов, взаиморасположение зерен и агрегатов, пористость — все эти структурные показатели изменяются от влажности и давления, под которым находится порода. Данный подход к изучению структур позволяет установить связь инженерно-геологических свойств с петро-графо-геологическими особенностями лёссовых пород [3].

Основными факторами, от которых в конечном счете зависит структура осадочных пород, являются их генезис и преобразования на раз-

личных стадиях развития (диагенез, эпигенез, гипергенез) [4]. В определенной степени структура и отражает все эти процессы накопления и формирования пород. Большое влияние на формирование структур лёссовых отложений оказывают процессы выветривания и почвообразования.

Наши исследования по определению структурных свойств лёссовых пород проводились по двум направлениям. В первой части работы изучались структурные элементы:

а) размеры, форма, окатанность и характер поверхности минеральных обломочных частиц и микроагрегатов; б) определялись количество пор на 1 см2 площади, форма, размеры пор и степень плотности стенок пор; в) по результатам изучения пород под микроскопом и данным гранулометрического состава установлена степень механической сортировки обломочного материала и выявлено примерное соотношение зернистых и агрегированных участков, слагающих породу; г) определены скорость и характер размакания монолитных образцов пород в воде.

Во второй части работы проведены анализ и сопоставление полученных данных с целью выявления групп пород, обладающих комплексом сходных элементов структуры- Установив структурные типы пород, мы ставили задачу выяснить взаимосвязь последних с отдельными стратиграфическими горизонтами и проследить изменение структурных свойств лессовых пород на отдельных геоморфологическх элементах рельефа.

Для выполнения дайной работы были отобраны монолитные образцы пород естественного сложения из шурфов на глубине от 1,0 до 7,0 м. Изучение морфологических и структурных свойств лёссовых пород проводилось визуальным способом с помощью бинокулярной лупы и в прозрачных шлифах под микроскопом по методике, предложенной А. К. Ларионовым [2, 3]. Всего изучено 280 проб; результаты анализов помещены в табл. 1.

На основании сказанного среди лёссовых отложений Западного склона Томь-Яй'ского междуречья выделяются отдельные структурные типы пород. Каждый из них обладает комплексом сходных элементов структуры и находится в тесной взаимосвязи с определенным стратиграфическим горизонтом. Отмечается определенная зависимость изменения структурных свойств лёссовых пород и на отдельных геоморфологических элементах рельефа (табл. 1). Проследив эту зависимость и установив взаимосвязь, мы считаем возможным выделить следующие структурные типы пород:

I. Верхнечетвертичные делювиальные суглинки (del Q3)—верхний лессовый горизонт: а) в верхней части горизонта суглинки деградированные, подпочвенные зернисто-агрегативной структуры с преобладанием агрегированных участков; б) ниже залегают типичные лёссовидные суглинки зернисто-агрегативной и зернистой слабо агрегированной структуры с преобладанием зернистых участков.

II. Средневерхнечетвертичные озерпо-аллю виальные (Q2—з ) елабо-макропористые лёссовидные суглинки зернисто-агрегативной структуры с почти постоянным преобладанием агрегированных участков. Нижний лёссовый горизонт.

III. Среднечетвертичные озерно-аллювиальные облессованиые отложения родионовской свиты (Q 2.ы ). Суглинки, реже супеси.зернисто-агрегативной, иногда зернистой слабоагрегированной структуры.

I. Верхнечетвертичные делювиальные суглинки (del Q3). Верхний

лёссовый горизонт

а) Суглинки подпочвенные деградированные. Относящиеся сюда суглинки пользуются широким развитием. Они залегают на различных

гипсометрических уровнях рельефа водораздельной части плато, его склонах и на участках IV террасы р. Томи- Мощность их непостоянная и изменяется от 1,0 до 5,0 ж. По гранулометрическому составу, как правило, относятся к тяжелым, иногда к средним пылеватым разностям с содержанием глинистых частиц, меньше 0ДЮ5иш, от 16,05до29,35% (табл. 1). Средние суглинки редкий обычно встречаются на склонах. Те и другие разности подпочвенных суглинков окрашены в светло-бурые, реже бурые, темно-бурые и палевые цвета, обычно они макропористые, иногда значительно ожелезненные плотные. С соляной кислотой не вскипают. Число макропор на 1 см2 площади колеблется от нуля до 18. Поры мелкие до 1,0—1,5 мм; в диаметре редко достигают 2,0—3,0 мм; обычно округлые, реже овальной щелевидной и неправильной формы. Стенки пор плотные, иногда рыхлые, зачастую покрыты бурыми пленками гидроокислов железа и реже темноокрашенными корочками гумусового вещества.

Воздушно-сухие монолитные образцы описываемых пород обнаруживают агрегатно-зернистую структуру с преобладанием агрегированных участков; обычно они прочные, ломаются в руках с применением некоторой силы, иногда их приходится разбивать молотком. При ка-' пельном смачивании водой на сглаженной поверхности образцов возникают частые хорошо заметные микротрещины, разделяющие смоченный участок породы на отдельные микроблоки. Скорость и характер размо-кания пород в воде различна. Отдельные разности суглинков размокают медленно: после нескольких часов стояния в дистиллированной воде дают трещины, затем по граням происходит осыпание частиц, оползание мелких кусочков. Полное размокание отдельных проб не происходит даже в течение суток-

Редкими являются слабо связанные, менее прочные разновидности деградированных суглинков, агрегативно-зернистой структуры с преобладанием зернистых участков. Последние приурочены, главным образом, к участкам IV террасы р. Томи. При капельном смачивании водой на их поверхности образуются редкие и единичные микротрещины. В воде они быстро размокают и в течение нескольких минут распадаются, превращаясь в пыль. Результаты определения размеров, изучения формы и окатанности обломочных частиц под микроскопом, данные о гранулометрическом составе деградированных суглинков (с микроагрегатной подготовкой образцов) сведены в табл. 1.

Приведенный в таблице материал показывает, что водораздельные суглинки в сравнении с другими имеют более совершенную механическую сортировку обломочного материала. Основную массу в обломочной части породы составляют частицы мелкоалевритовой (крупнопылева-той) размерности в диаметре от 0,016 до 0,056 мм. Выход последних при механическом анализе с дисперсной 'подготовкой некоторых проб (обработка образцов пород: ЫаС1, №2С03, №ОН) составляет около 44,0%. В виде примеси (2,46%) присутствуют крупноалевритовые частицы, размером от 0,05 до 0,1 мм и единичные зерна песчаной размеренности (рис. 1). На склонах обломочный материал становится более грубозернистым. Среди преобладающих крупнопылеватых частиц (от 0,02 до 0,07 мм) часто встречаются зерна песчаной размерности, величиной от 0,13 до 0,53 мм в диаметре-

Пылеватые и песчаные частицы представлены преимущественно кварцем. В преобладающей массе зерна кварца неокатаны, угловатые, нередко остроугольные, неправильной формы. Более крупные зерна, размером 0,06 мм в диаметре, часто полуокатаны, округлые. Встречаются трещиноватые обломки кварца с изъеденными неровными краями. Кроме кварца, частыми являются угловатые и полуокатанные зерна

полевых шпатов. Последние бывают и хорошо окатаны, обычно уплощенные овальной и эллипсовидной формы. Кроме того, встречаются отдельные окатанные зерна роговой обманки, эпидота, циркона, ильменита и других минералов.

б) Суглинки типичные, лёссовидные. Ниже по разрезу деградированные подпочвенные суглинки сменяют типичные лёссовидные суглинки, составляющие вместе с первыми отложениями верхнего горизонта

Рис. 1. Суглинок подпочвенный деградированный, характеризуется совершенством сортировки обломочного материала. Основную массу в обломочной части породы составляют частицы мелкоалевритовой размерности. В виде примеси наблюдаются единичные зерна песчаной размерности. Верхний лессовый горизонт. Обн. 6, глубина 1,5 м. Водораздел. Увел. 64. Без анализатора.

(йе1 (¡>з). Мощность их не постоянна и колеблется от 1,5 до 6,0 м. Среди последних наибольшим развитием пользуются средние, реже тяжелые и легкие суглинки (табл. 1). Все они макропористые, число пор на 1 см2 достигает 15—18, пылеватые, сильно карбонатные, бурно вскипающие с соляной кислотой.

Карбонаты встречаются в породе в виде натечных белесых корочек на стенках пор, выцветов, налетов по трещинам и в виде конкреций — журавчиков, куколок и дутиков. Известковистые новообразования, в виде отдельных куколок и журавчиков, обычно сконцентрированы в нижней части, у подошвы горизонта; их размер достигает 1—2 см, а иногда 5—7 см в поперечнике. Содержание СаС03 по каль-циметру для лёссовых пород верхнего горизонта изменяется от 0,04 до 6,49%-

Воздушно-сухие образцы лёссовидных суглинков, чаще палевой, редко светло-серой и светло-бурой окраски; обычно они слабо связаны, непрочные, легко ломаются в руках и истираются в тонкий порошок. Пачкают руки, оставляя на пальцах тонкий желтоватый мучнистый налет.

При капельном смачивании водой на сглаженной поверхности породы образуются единичные микротрещины. Иногда они многочисленные или полностью отсутствуют, не образуются.

Сравнительные характеристики структурных особенностей лёссовых пород западного склона Томь-Яйского междуречья

Таблица 1

11 н

йг 1

о х О S

о Ч §•«•>

5«

Гранулометрический состав, % фракции

>0,05

от — до

0,05 - 0,005 от—до

<0,005 от—до

Преобладающие размеры обломочных частиц под микроскопом мм от — до. В виде примеси

Преобладающие формы обломочных частиц. Степень окатанности

Степень сорти: ровки обломочного материала

Форма пор. Степень плотности стенок пор

11

Наличие карбонатов, гидроокислов железа и других веществ на стенках пор

Структура породы

13

1,80-10,93$6,67—71,03

8,76-19,01

22,40-29,35

64,95-69,71

16,05—21,53

0,016-0,56 Единичные зерна 0,2-0,5

0,02-0,05 Редко встречаются зерна ве-личи ой 0,2 — — 0,4 мм в диаметре

Неокатаны, угло ватые, часто остроугольные неправильной формы. Отдельные б »лее крупные зерна полуокатаны, иногда окатаны, округлые

Неправильная, независимо от размера части^ цы неокатаны, угловатые. Единичные зерна со следами окатанности

Совершенная Основную массу обломочного материала составляют частицы мелко-алевритовой размерности от «,016 до 0,052 мм в _диаметре_

Округлая, реже овальная, щеле-видная и неправильная Стенки плотные

3,14-10,68 64,12--79,08

11,08-29,50

0,02— 0,056 Единичные зерна 0,12-0,4 мм в диаметре

Обломочный материал хорошо отсортирован. Преобладающими являются частицы мелкоалеврн- I товон размер- ' ности. Редко ] встречаются | зерна песчаной' размерности, ' величиной от | 0,2 до 0,4 мм\ в диаметре ;

10-18

Округлая, реже овальная, щеле-видная и неправильная Стенки пор рыхлые и плот-

Ги роокислы железа, редко гуму' совое вещество

Зернисто-агрегиро-аанная. Преобладают агрегированные участки

3,67-21,91 60,13-77,С8

13,28—27,56

0,02-0.06 Ре.]ко встречаются зерна величиной 0.13— 0,3 мм в диаметре

Неправильная. Частицы угловатые; часто остроугольные. Неоката- \ иы. Отдельные, более крупные зерна несут следы окатанности, углы у них сглажены, округленные. Единичные зерна окатаны, округлые

Совершенная, Основную массу обломочного материала слагают обломки мелкоалевритовой размерности

3_18 Округлая, реже ова.пь пая, щеле-видная н I ! неправиль-

I пая. Стенки слабо плот-' | ные и рых-! ! лыс !

Карбонаты,реже гидроокислы железа и гумусовое негцество

2,53-35,89

Угловатые, не-окагаиы, неправильной формы. Отдельные, более крупные зерна полуокатаны, иногла окатаны, округлые

Совершенная. Основную массу обломочного материала слагают обломки мелкоалевритовой размерности

52,37-81,78 Ю,5)1-30,21

3-15

Округлая реже оваль-1 ная, щелоч-1 пая и не- I правильная.! Стенки ры-| хлые, ипогч да слабо | плотные

Карбонаты, редко гидроокислы железа и гумусовое в е щест но

Зерннсто-агрегатив-ная и зернистая слабо агрегатирп-ванная

I"

0,0 6—0,050 | В заметном | количес те содержатся зерна песчаной раз- : мерности от | 0,1 доо.5 мм н диаметре

5,32-21,31

60,99-74,90112,71 -24,67 0,02-0.056 Часто встречаются частицы песчаной размерности, величиной от 0,1 до 0,5мм

Неокатаны, угловатые, неправильной фор- [ мы. Сре::н частиц песчаной | размерности | встречаются ] иолуокат;ш-ные и хорошо окатанные, ок руглые, реже уплощенные, овальные зерна

Неокатаны, угловатые, неправильной формы. Частицы песчаной размерности, по-луакатаны с округленными сглаженными углами. Некоторые зерна корродированы, трещиноватые

Несовершенная. Среди преобладающих частиц мелко-алев^итоной размерности, части встречаются обломки величиной от 0,! до 0,5 мм н диаметре

2-8

Несовершенная То же

Округлая, oi-альиая, реже неправильная и шелегшд-ная. Степки обычно п ло1 ные, иногда рыхлые

Зернистая, слабо агрегированная, реже зернисто-агре-гативиая. Преобладают зернистые участки. Иногда зернистые и агрегированные участки развит!,[ примерно н одинаковых количествах

Гидроокисям железа, гу мусовое | вещество, ; редко кар- | бонаты 1

3-8

Округлая и неправильная. Стенки плотные, слабо плотные п хлые

ры-

Зсрннсто-агрегатив-ная, преобладай Л1регировгшиые участки, ш:о)да зернистые и агрегированные участки развиты примерно в одинаковых количествах

Зернисто-агрегагив-ная. Редко зернистая слабо агрегированная. В большинстве случаев преобладают агрегированные участки

Лёссовые отложения четвертой террасы I Облёссованные отложения роди-

р. Томи (ф IV) | оновской свиты (С

1  1 | Склон 1 1 Водораздел

Типичные лёссовид-^! Деградированные йодные суглинки 1 почвенные суглинки Суглинки тяжелые, пылеватые, реже супеси

11,27-13,76 \ 13,76 1 00 сЯ 0 ОТ 1 о

от с» ъ> _______ 5 Сл ОТ Ш "со ы 1 ОТ ОТ от 00 от да 2 л. «э от г от сл оз

<о сл О) 1 ^ Л. кэ СП сл СО КЗ 0 1 СО

0,02—0,06. В заметном количестве содержатся более крупные зерна размером до 0,4 мм в диаметре 0,02—0,07. Отмечается повышенное содержание частиц песчаной размерности от 0,13 до 0,53 мм в диаметре 0,02—0,056. В заметном количестве содержатся частицы песчаной ! размерности ! от 0,1*4 до 0,4 мм 0,02-0,04. В подчиненном кпличе--стве содер-| жагся части песчаной размерности от 0,1—до 0,3мм

Неправильная, изометричпая. Частицы угловатые, пеока-мьт. Отдельные, более крупные зерна нолуоката-' ны и окатаны, 1 округлой и I овальной фор-| мы { Неокатаны, угловатые, нередко остроугольные неправильной формы Частицы крупных размеров часто полуокатаны и хорошо окатаны, округлой и овальной формы > Неокатаны, угловатые, неправильной формы. Частицы песчаной размерности, часто полуака-таны и окатаны округлой и ова 'Ьной формы

з: П) = к .в о а (->£ о о в» о о У2 О Кс п ь с ^ в -! -! го £ £ (И - -3 а "с - п> -а &> П № Ь -С С ^ а а х ^ — ^ а ^ СЗ м 12 | Несовершенная. В массе обломочного материала, среди преобладающих частиц мелкоалекри-товой размерности, часто встречаются обломки размером от 0,13 до 0,53 мм в диаметре Несовершенная. Часто встречаются обломки песчаной размерности, величиной от 0,14— до 0,4 Несовершенная. Отмечается повышенное содержание обломочных частиц песчаной размерности I

оо СЛ а> 1 Сл ьэ 1 Единичные, иногда не наблюдаются

Округлая, реже неправильная. Стенки плотные, иногда рыхлые 1 Округлая, неправильная. Стенки | нор рыхлые ! и слабо 1 плотные \ 1 | \ Округлая, реже овальная. Стенки плотные Окру глая, реже опальная. Стенки плотные и слабо плотные

Известкови- | Зернисто-агрегатив-стые, иног-! нал. Преобладают да окис- ! зернистые участ-| ленные, ки покрыты гидроокис-| ламп же- \ леза ; 1 1 Гидроокислы железа Гидроокислы железа

Зернисто-агрегатив-ная. Преобладают-зернистые участки 1 1 Зериисто-агрегатив-ная. Преобладают агрегированные участки 1 1 1 Зернисто-агрегатнв-ная, реже зернистая слабо агрегированная Соотношение зернистых и агрегированных участков различно 1 1

Рис. 2. Суглинок лёссовидный, макропористый. Поры щелевидной формы, на стенках видны карбонаты. Верхний лёссовый горизонт. Шурф № 197, глубина 2,5 м. Склон водораздела. Увел. 64. С анализатором.

Рис. 3. Суглинок лёссовидный, макропористый. Форма пор неправильноокруглая. Стенки пор покрыты карбонатным веществом. Верхний лессовый горизонт. Шурф № 7, глубина 3,0 м. Склон водораздела. Увел. 64. С анализатором.

Монолитные образцы пород естественной влажности в воде не устойчивы, и в большинстве случаев размокают быстро: в течение нескольких минут распадаются, превращаясь в пыль. Наблюдаемые под микроскопом поры имеют округлую, реже овальную, щелевидную и неправильноокруглую форму (рис. 2, 3). Стенки пор рыхлые и слабо плотные, часто известковистые, а иногда покрыты пленками гидроокислов железа и темноокрашенными корочками гумусового вещества.

Лёссовидные суглинки обычно имеют рыхлое сложение (рис. 4), зернисто-агрегативную и зернистую слабо агрегированную структуру с преобладанием зернистых участков. Редкими являются разности, у которых зернистые и агрегированные участки развиты примерно

Рис. 4. Суглинок лессовидный, рыхлого сложения. Верхний лессовый горизонт. Шурф № 355, глубина 2,5 м. Склон водораздела.

в одинаковых количествах. Изучение структурных особенностей пород верхнего горизонта показывает, что лёссовидные суглинки, развитые на площади плоского водораздела, в большинстве случаев зернисто-агре-гативной структуры. Суглинки, покрывающие пологие склоны водораздела, чаще зернистые, слабо агрегированные.

Породы зернисто-агрегативной структуры под микроскопом состоят из отдельных микроагрегатных скоплений тонкоизмельченных зерен кварца, полевых шпатов и другйх обломочных (сингенетических) минералов, скрепленных гидроокислами железа, глинистым, реже карбонатным веществом [5]. В проходящем свете микроагрегаты наблюдаются в виде неправильных, иногда расплывчатых без резких очертаний желто-бурых пятен. Промежутки между ними заполнены более крупными мономинеральными зернами алевритовой размерности. Породы зернистой структуры в прозрачных шлифах под микроскопом оказываются сплошь зернистыми. Промежутки между зернами выполнены тонкодисперсными гидроокислами железа, глинистым, реже карбонатным веществом.

Микроскопическое изучение формы, окатанности и размеров обломочных частиц, результаты гранулометрического анализа некоторых проб пород с дисперсной подготовкой показывают, что типичные лёссовидные суглинки верхнего горизонта на различных геоморфологических элементах отличаются совершенной сортировкой обломочного материала. 174

В обломочной части водораздельных суглинков, как и на склонах, явно преобладают частицы мелкоалевритовой (крупнопылеватой) размерности, величиной от 0,02 до 0,06 мм. Содержание последних, по данным гранулометрического анализа с дисперсной подготовкой образцов, составляют 40,4—43,0%.

В подчиненном количестве присутствуют крупноалевритовые (5,29—8,93%) и песчаные (5,3—9,5%) обломочные частицы, содержание которых заметно увеличивается на склонах. Частицы крупноалевритовой и песчаной размерности нередко обнаруживают следы механической обработки. Часто они полуокатаны. Встречаются трещиноватые зерна неправильных очертаний с изъеденными неровными краями. Присутствие последних указывает на вторичные изменения в породе, связанные с растворением отдельных минеральных зерен. Поверхность обломочных частиц гладкая и шероховатая, иногда с ямчатыми углублениями.

II. Средневерхнечетвертичные озерно-аллювиальные слабомакропористые лёссовидные суглинки

Нижний лёссовый горизонт

Отложения нижнего лёссового горизонта имеют широкое площадное распространение. Они вскрываются многочисленными шурфами и скважинами. На дневную поверхность выходят редко и только отдельными пятнами встречаются в склонах логов и местами на водораздельных участках. Залегая в основании пород верхнего лёссового горизонта, они встречаются на различных геоморфологических элементах рельефа и вместе с первым сплошным чехлом покрывают более древние четвертичные и дочетвертичные образования. Мощность их непостоянная и изменяется от 1,3 до 9,0 м.

По механическому составу (табл. 1) лёссовые породы нижнего горизонта относятся к тяжелым, реже средним и легким пылеватым суглинкам.

Тяжелые разности суглинков встречаются чаще на водоразделе, средние — на склонах. Суглинки нижнего горизонта песчанистые (содержание частиц песчаной фракции в отдельных пробах достигает 30—36%), обычно карбонатные и в большинстве случаев бурно вскипают с соляной кислотой. В отличие от пород верхнего лёссового горизонта они сравнительно плотные с менее отчетливо выраженной макропористостью. Имеют характерную, им свойственную, светло-серую и светло-бурую, иногда белесую окраску. На поверхности излома образцов всегда можно видеть мелкие желто-бурые пятна ожелезнения. Редко наблюдаемые поры чаще округлой и овальной формы. Стенки пор обычно плотные, иногда слабо плотные и рыхлые, пропитаны гидроокислами железа, местами гумусированные, редко известковистые. Лёссовидные суглинки нижнего горизонта имеют зернисто-агрегативную структуру с почти постоянным преобладанием агрегированных участков. Встречаются отдельные, преимущественно легкие разности суглинков зернистой, слабо агрегированной структуры, где преобладают зернистые участки. Воздушно-сухие монолитные образцы пород прочно связаны и в большинстве случаев ломаются в руках с применением некоторого усилия.

При нанесении двух капель воды на сглаженной поверхности образцов возникают частые микротрещины, разбивающие смоченную поверхность породы на отдельные микроблоки. В немногих случаях подобные микротрещины слабо заметные или вовсе не образуются. Устойчивость пород на размокание в воде проявляется по-разному, некоторые монолитные образцы суглинков размокают медленно в течение

нескольких часов, другие за несколько минут распадаются на мелкие комочки с последующим превращением их в пыль. Микроскопическое изучение песчано-алевритовой фракции (от 0,01 до 0,25 мм), определение величины обломочных частиц в прозрачных шлифах показывает, что среди преобладающих крупнопылеватых частиц (0,02 до 0,056 мм) в массе обломочного материала в заметном количестве встречаются обломки песчаной размерности, величиной от 0,1-0,3 до 0,5 мм в диаметре (рис. 5).

Несовершенство механической сортировки обломочного материала лёссовых пород нижнего горизонта подтверждается и данными гранулометрического анализа (табл. 1).

Какой-либо закономерности в количественном распределении частиц песчаной фракции на отдельных геоморфологических элементах (по

Рис. 5. Суглинок лёссовидный, слабо макропористый. Сортировка обломочного материала несовершенная. Среди преобладающих мелкоалевритовых частиц часто встречаются обломки песчаной размерности. Нижний лессовый горизонт. Шурф № 7, глубина 5,0 м. Склон водораздела. Увел. 64.

Без анализатора.

данным грансостава) не устанавливается. В то же время изучение пород в прозрачных шлифах под микроскопом показывает, что общее огрубление обломочного материала с более высоким содержанием частиц песчаной размерности характерно для суглинков IV террасы р. ТОМИ ( Q 21 v )-

Степень окатанности обломочных частиц неодинакова и находится в тесной зависимости от их размера. Частицы пылеватой размерности, составляющие основную массу обломочного материала, неокатаны, угловатые, неправильной формы. Крупноалевритовые (от 0,05 до 0,1 мм) и песчаные зерна (размером больше 0,1 мм в диаметре) в большинстве случаев несут следы механической обработки.

III. Среднечетвертичные озерно-аллювиальные облёссованные отложения родионовской свиты

Отложения родионовской свиты всюду перекрыты вышеописанными лёссовыми породами. Они вскрываются большим количеством скважин ручного и колонкового бурения, а также шурфами.

Выходы на дневную поверхность отмечаются редко; в виде отдельных пятен их можно встретить з тальвегах логов и местами в бортах р. Бобровка и др. Описание основных морфологических свойств и структурных особенностей пород произведено по шести образцам из шурфов, вскрывающих верхнюю часть разреза свиты. По внешнему облику и некоторым другим свойствам (содержанию пылеватой и песчаной фракции, вскипание с соляной кислотой) породы верхней части разреза родионовской свиты обнаруживают сходство с лёссовидными суглинками нижнего горизонта. Граница перехода к вышележащим отложениям второго лёссового горизонта постепенная и только на отдельных участках (скв. 492 и др.) отмечается повышенное содержание гумуса и наличие продуктов деллювиа'льного переотложения погребенных почв, указывающих на возможный перерыв или замедление в осадконакоплении.

По гранулометрическому составу преобладающие породы верхней части родионовской свиты — суглинки пылеватые тяжелые, редко супеси. Содержание глинистой фракции 9,20—27,31%, пылеватой 49,67—69,84%, песчаной 8,15—41,07% (табл. 1).

Макроскопически названные разновидности пород обнаруживают светло-серую, реже светло-.бурую до бурой окраску, обычно они плотные, иногда слабо макропористые, вскипают с соляной кислотой.

Редко встречаемые единичные макропоры — округлой и овальной формы с плотными стенками. Диаметр пор не превышает 1,0—1,5 мм. Воздушно-сухие монолитные образцы пород, в большинстве случаев, зернисто-агрегативной, реже зернистой, слабо агрегированной структуры имеют невысокую прочность, ломаются в руках без особых усилий и только отдельные разности приходится разбивать молотком. При капельном смачивании водой на сглаженной поверхности -образцов ненарушенной структуры образуются микротрещипы, разделяющие смоченный участок породы на отдельные микроблоки.

При изучении пород в шлифах под микроскопом отмечается несовершенство механической сортировки обломочного материала. Приведенные в таблице замеры обломков под микроскопом показывают, что среди преобладающих неокатанных частиц от 0,02 до 0,056 мм в массе обломочного материала нередко встречаются более крупные обломки песчаной фракции величиной от 0,1—0,2 до 0,4 мм в диаметре (рис. 6). Последние в большинстве случаев имеют неправильные очертания форм и несут следы механической обработки. Редко среди них встречаются хорошо окатанные зерна округлой и овальной формы-

Какой-либо закономерности в распределении обломочных частиц пород по крупности на отдельных геоморфологических элементах рельефа не выявляется. Родионовской свитой заканчивается разрез отложений покровного комплекса.

Приведенный выше фактический материал показывает, что выделенные по структурным и морфологическим свойствам разновидности лессовых пород имеют тесную взаимосвязь с отдельными стратиграфическими горизонтами и отражают в значительной мере условия их формирования.

Делювиальные лёссовидные суглинки верхнего горизонта (del Q3) характеризуются совершенством сортировки обломочного материала. В обломочной части этих пород явно преобладают частицы мелко-алевритовой (крушюпылеватой) размерности. Степень окатанности обломочных частиц находится в прямой зависимости от их размера. Частицы крупнопылеватой размерности, как правило, не окатаны, угловатые, неправильной формы. Более крупные обломки песчаной размерности (в диаметре больше 0,05 мм), содержащиеся в породах верхнего лёссового горизонта в виде незначительной примеси, в различной степени

12. Заказ 3052.

177

окатаны и иногда на их поверхности видны следы точечной побитости и ямчатые углубления. Наличие последних возможно связано с деятельностью воздушных потоков, которые частично могли перевевать обломочный материал отложений верхнего лёссового горизонта.1

Озерно-аллювиальные лёссовидные суглинки нижнего горизонта

((3 2-3) имеют сравнительно плотное сложение и менее выраженную макропористость. Механическая сортировка обломочного материала,

Рис. 6. Суглинок лёссовидный тяжелый, характеризуется повышенным содержанием обломочных частиц песчаной размерности. Отложения родио-новской свиты ). Обн. 6, глубина 6,0 м.

Водораздел. Увел. 64. Без анализатора.

как и у нижележащих суглинков родионовской свиты, становится менее совершенной.

В терригенной обломочной части этих пород наряду с преобладающими частицами пылеватой размерности увеличивается содержание обломков песчаной фракции. Наличие полуокатанных и окатанных частиц с гладкой, реже шероховатой поверхностью указывает на механическую обработку обломочного материала в период его переотложения и накопления.

ЛИТЕРАТУРА

1. Л. Н. Ботвинкина. Слоистость осадочных пород. Тр. Геологического института, АН СССР, в. 59, 19С2.

2. А К. Ларионов. Структура лёссовых пород. Совещание по исследованию и использованию глин. Львов, 1957.

3. А. К. Ларионов, В. А. П р и к л о н с к и й, В. П. Ананьев. Лёссовые породы и их строительные свойства. Госгеолтехиздат, 1959.

4. Методы изучения осадочных пород. Под ред. Н. М. Страхова, т. 1-2, М., Госгеолтехиздат, 1957.

5. Б. Ф. М и х а л ь ч е н к о. Характеристика минералогического состава и структур лёссовых пород Богашевского участка. Тр. НИИЖТ, вып. XXVIII, 1962.

6. В. А. Прикло некий. Грунтоведение. 2-е изд. Госгеолтехиздат, 1955.

7. Л. В. П у с т о в а л о в. Петрография осадочных пород. Гостоптехиздат, т. 2, 1940.

8. Л. Б. Р у х и н. Основы литологии. Гостоптехиздат, 1953.

9. Справочное руководство по петрографии осадочных пород, т. 1-2. Л., Гостоптехиздат, 1958.

10. М. С. Швецов. Петрография осадочных пород. Изд. 2 М-Л Госгеол-издат, 1948.