Лёссовый покров России. Учебное пособие

Всеволод Ананьев, 2004

Содержание учебного пособия и порядок изложения материала соответствуют программам учебных курсов «Инженерная геология» и «Основания и фундаменты». Дана общая характеристика лёссового покрова мира и более подробно – лёссовых пород на территории России. Изложена история изучения лёссового покрова, приведены сведения о вещественном составе и свойствах лёссовых пород, в свете современных представлений дана оценка их строительных свойств. Описаны характерные для лёссового покрова опасные геологические процессы (подтопление, оползни и просадочность), рассмотрены вопросы геоэкологии. Для студентов архитектурных и строительных высших и средних учебных заведений, а также для инженеров-строителей и инженеров-геологов, работающих в области проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений на лёссовом покрове.

Глава 1. Изученность лессовых образований Земли

Вопросам изученности и истории появления разнообразных генетических концепций по лессовым образованиям посвящены многочисленные публикации. В целом лессовые образования как геологическое тело и их свойства исследуются уже около 180 лет, и до сих пор такие исследования остаются актуальными. В настоящее время число публикаций, в которых рассматриваются самые разные аспекты этих образований, уже превысило 20 тысяч; более 20 наук в своей работе связаны с лессовой проблемой.

Термин «лёсс» впервые был введен К. Леонардом в 1832 г., и в том же году появилась первая публикация о нем. В переводе с немецкого лесс означает «рыхлый, нетвердый, слабый». В Восточной Европе лесс был известен под названием «белоглазка» либо «макропористый грунт», во Франции и в Китае лесс определяли как «желтозем» («желтая земля»). Российский ученый Н. И. Кригер (1965 г.) предложил понимать под лессом алеврит («силт») светло-желтой (палевой) окраски с общей пористостью 40–55 %, с видимыми невооруженным глазом канальцами. И. М. Горькова (1964 г.) ввела более общее понятие лесса как породы рыхлого сложения палевого цвета с высокой пористостью (46–59 %) и наличием макропор диаметром 0,5–2 мм, которая хорошо держит вертикальные стенки. По мнению академика Е. М. Сергеева и многих других исследователей, «к лессам относятся породы однородные, неслоистые, сильно пылеватые (более 50 %), пористые (более 42 %), часто макропористые, маловлажные (естественная влажность менее влажности максимальной молекулярной влагоемкости)». Указывается также, что лессы обычно окрашены в светлые тона (чаще палевые), карбонатные (более 5 %), в обнажениях образуют вертикальные откосы.

Подобные определения дает большинство исследователей лессовых образований. Однако эти определения имеют существенный недостаток: они относятся практически к одному виду лессовых образований, а именно к лессу. На наш взгляд, все вышеперечисленные виды лессов аналогичны всем другим видам лессовых образований — лессовидным и лессоподобным породам. Различием между видами лессовых образований является окраска пород.

Академик В. А. Обручев, известный русский геолог, в 1948 г. предложил отрасль геологической науки, которая занимается исследованием лессовых образований, назвать лессоведением. При этом им было намечено пять направлений в изучении лессовых образований: 1) геологическое; 2) петрографическое; 3) инженерно-геологическое; 4) геоморфологическое; 5) почвенное. Исследователь A. M. Пилосов в 1963 г. предложил шестое направление — лессовые образования как полезные ископаемые. Все эти направления оказались жизнеспособными и реально используются при исследовании лессовых образований.

Среди многочисленных исследователей лессовых образований значительное место занимают ученые дальнего зарубежья. Отметим тех из них, чьи имена связаны с фундаментальными достижениями: Мартон Печи (Венгрия) — президент международной лессовой ассоциации ИНКВА, Р. В. Руэ, Р. Мориссон, Т. Певе, Д. Хоакинс, Дж. Гиддингс (США), Г. Рихтер (ГДР), Э. К. Литяну (Румыния), В. Ложек, Я. Мацоун (Чехословакия), Л. Ю. Душен (Китай), Е. Маркович-Марьянович (Югославия), Г. Марущак (Польша), М. Минков (Болгария), И. Бурацинский (Франция), Юнг Ди (Новая Зеландия) и др.

Существенный вклад в лессоведение внесли ученые России: Ю. М. Абелев, В. М. Алексеев, М. Н. Алексеев, В. П. Ананьев, Л. Г. Бадаев, Л. С. Берг, B. C. Быкова, А. А. Величко, Б. Ф. Галай, Н. Я. Денисов, В. В. Добровольский, Р. С. Зиангиров, Р. С. Ильин, В. И. Коробкин, В. А. Королев, Н. И. Кригер, В. И. Крутов, А. К. Ларионов, М. П. Лысенко, А. В. Минервин, С. Г. Миронюк, С. С. Морозов, В. А. Обручев, В. И. Осипов, В. И. Попов, Е. М. Сергеев, В. Н. Соколов, В. Т. Трофимов, Л. И. Турбин, П. В. Царев, Я. Е. Шаевич, Е. Н. Шанцер, а также ученые Ф. А. Никитенко, И. Д. Седледский, Г. А. Сулакшина, С. В. Тимирдиаро, И. В. Финаев и др. Отметим ученых ближнего зарубежья: М. Ф. Веклич, Э. В. Кадыров, Г. Е. Костик, В. Ф. Краев, Г. А. Мавлянов, А. А. Мустафаев, Р. А. Ниязов, Ш. Э. Усупаев, М. Ш. Шерматов и др.

Труды вышеперечисленных ученых внесли существенный вклад в изучение лессовых образований как специфического геологического тела, сформировавшегося на поверхности Земли в четвертичный период.

В заключение следует сказать, что в результате многолетних исследований уже получено вполне определенное представление о распространении лессовых образований на Земле, строении лессовых толщ, свойствах лессовых пород и процессах, которые с ними связаны. Однако еще осталось много не решенных проблем. Так, отсутствует единое мнение о происхождении этого специфического геологического образования.

В последние десятилетия XX в. к лессовым породам было проявлено большое внимание, в частности в связи со строительством промышленно-гражданских сооружений и с гидромелиоративными работами. Изучением лессовых пород стали заниматься не отдельные ученые, а крупные научно-исследовательские организации; проблема лессовых образований постоянно затрагивалась на международных геологических конгрессах, совещаниях, конференциях. В России в 1970–1980 гг. было проведено несколько всесоюзных совещаний по лессовым породам (например, в г. Ростове-на-Дону в 1987 г.). В Научном совете по инженерной геологии Российской академии наук постоянно работала лессовая комиссия во главе с профессором В. П. Ананьевым.

В 1980-х годах в СССР была начата комплексная работа по изучению лессовых пород всей территории страны по опорным разрезам лессовых толщ. Работу такого масштаба еще никто не проводил. Одной из ее частей являлось инженерно-геологическое изучение лессовых пород, а также создание атласа-монографии по типизации и характеристике всех видов лессовых пород. Были определены места опорных разрезов, начато комплексное изучение лессовых пород, но, к сожалению, после распада СССР эта работа осталась незавершенной.