Классификация лёссовых пород

Для изучения и описания всего многообразия лёссовых пород необходима их классификация. Данная классификация, согласно Н. И. Кригеру ([10]), может основываться на генетическом, литологическом (петрографическом), инженерно-геологическом, стратиграфическом и геоморфологическом принципах. При этом основное значение имеют генетические, литологические и инженерно-геологические классификации.

Классификации лёссовых пород, как всеобщего, так и регионального характера посвящено множество исследований. Подробный обзор генетической классификаций лёссовых пород дан Н. И. Кригером ([10]), а литологической и инженерно-геологической классификаций — Е. М. Сергеевым и А. К. Ларионовым ([13], [18]).

Первый опыт генетической классификации лёссовых пород принадлежит Ф. Рихтгофену, который в 1877 г. в Китае выделил континентальный (наземный) и озёрный лёсс. А. Миддендорф (1882) в Средней Азии различал первичный и вторичный (озёрный, по Ф. Рихтгофену) лёсс, а И. В. Мушкетов (1886) — «неслоистый» эоловый и «слоистый», отложенный водными потоками.

Ряд венгерских (Г. Горушицкий, Р. Рунгальдиер, А. Шейдиг) и югославских (П. Стеванович, Д. Милович) исследователей выделили особый тип лёссовых пород — так называемый «болотный», или «пойменный» лёсс, противопоставляемый ими континентальному (наземному) лёссу.

В.Г. Бондарчук в 1939 г. выделил лёсс долинный и водораздельный. В долинном лёссе различаются субаквальный и эоловый типы. В водораздельном выделяются: субаэральный лёсс аллювиальных равнин, долинный субаэральный аллювиальных равнин и субаэральный предгорных равнин.

А. Шейдиг (1934) различал, кроме типичного лёсса, его разновидности: песчаный лёсс и лёссовый песок, водный лёсс (отложенная в воде пыль), лёссовидный суглинок в первичном залегании, лёссовые почвы (например, чернозём), намывной лёсс (лёсс склонов, долинный, дельтовый), озёрный лёсс Рихтгофена, венгерский болотный лёсс, пампасский лёссовидный суглинок, североамериканский пойменный лёсс.

В 1948 г. И. И. Трофимов предложил генетическую классификацию лёссовых пород Таджикистана. Этот исследователь выделил лёсс эолового происхождения и лёссовидные породы.

В лёссе (эоловом) И. И. Трофимов различал три генетических типа в зависимости от происхождения пыли: 1) пыль, принесённая издалека, 2) пыль из местных гор, или 3) пыль из тех и других источников. Лёссовидные породы, в свою очередь, подразделял на элювиальные, делювиальные, пролювиальные, озёрно-аллювиальные и смешанные.

На территории Узбекистана Г. А. Мавлянов (1949, 1950, 1958) выделял: 1) Группа лёссовых пород — лёсс эоловый и лёсс пролювиальный и 2) Группа лёссовидных пород — эоловые (деградированный лёсс), пролювиальные, делювиальные, аллювиальные, элювиальные, ледниковые (моренные), флювиогляциальные.

В 1950;е годы своеобразную классификацию лёссовых пород по генетическому принципу предложил В. В. Попов, выделив:

А. Лёссы: 1) эоловые («тёплый» и «холодный» типы, по В.А. Обручеву); 2) водные (облёссованные в процессе седиментации); 3) водно-ледниковые (флювиогляциальные и половодно-ледниковые); 4) аллювиальные (и отчасти озёрные); 5) пролювиальные и 6) делювиальные.

Б. Лёссовидные породы: 1) возникшие из различного по происхождению мелкозёма, облёссованного после его отложения; делювиального, пролювиального, аллювиального, озёрного, водно-ледникового, моренного, морского, эолового (облёссованные пески и супеси) и элювиального; 2) возникшие в условиях распространения многолетней мерзлоты («мёрзлые лёссовидные» суглинки и супеси Восточной Сибири и др.); 3) возникшие в результате видоизменения лёссов и лёссовидных пород: деградированные лёссовые породы и засолённые лёссовые породы.

Многие сторонники эоловой теории классифицируют лёссовые породы по климатическим условиям их образования. Так, Граман, Флинт и другие исследователи различают континентальные и гляциальные лёссовые породы. Другие исследователи (В.А. Обручев, И. П. Герасимов и др.) выделяют сходные типы «тёплого» и «холодного» лёссов ([10]).

В 1965 г. свою классификацию лёссовых пород, основанную на генетическом принципе, предложил Н. И. Кригер ([10]). Его классификация отличается широтой охвата, подробностью и основательностью. В ней учитываются условия формирования пород в процессе их седиментации и эпигенеза. При этом для простоты классификации Н. И. Кригером не выделяются полигенетические типы лёссовых пород, имеющие признаки различного происхождения. Н. И. Кригер выделил 3 группы лёссовых пород: лёсс (являющийся исключительно ископаемым образованием), ископаемые и современные лёссовидные отложения. Во всех трёх группах имеются образования, обязанные своим происхождением деятельности многих геологических агентов (табл. 2).

Итак, можно сделать вывод, что генетические классификации в большинстве случаев основываются на учёте геологических агентов, действию которых обязаны своим происхождением лёссовые породы, и фаций, в которых происходило это отложение.

Литологические классификации лёссовых пород основаны в большинстве случаев на гранулометрических признаках. Среди классификаций этого типа следует отметить схемы Н. П. Карлова (1955), А. Кайе (1954), С. С. Морозова (1956), Б. Ф. Галая (1984). Из них наиболее известной является классификация С. С. Морозова (табл. 3 по Е. М. Сергееву, А.К. Ларионову).

Первые попытки создания инженерно-геологических классификаций лёссовых пород были предприняты в 30-х годах XX века. Так, в 1931;1933 гг. Ю. М. Абелев предложил их разделить на два класса по способности давать при увлажнении дополнительную просадку.

В 1933 г. Н. И. Щёголев классифицировал лёссовые грунты по гранулометрическому составу и просадочности, оцениваемой по скорости размокания. Тогда же, появляются региональные инженерно-геологические классификации, в частности, лёссовых пород Средней Азии. Так, Ф. Л. Андрухин в 1937 г. выделил среди лёссовых грунтов Приташкентского района четыре типа их просадочности.

В 1938 г. Ф. И. Воронов классифицировал лёссы Средней Азии, предложив различать среди них пять групп просадочности: 1) чрезвычайной просадочности; 2) сильнопросадочные; 3) среднепросадочные; 4) слабопросадочные и 5) непросадочные.

В 50−60-х годах XX века были опубликованы инженерно-геологические классификации лёссовых пород И. П. Иванова, В. А. Приклонского, В. В. Попова и др. Особый интерес и признание среди специалистов снискала классификационная схема В. А. Приклонского (1957). В частности, Н. И. Кригер ([10]) отмечает, что эта классификация удачно учитывает зависимость просадочных свойств пород от их влажности и пластичности.

Е.М. Сергеев и А. К. Ларионов ([18]), в свою очередь, называют особенно выигрышным факт оценки в рамках классификации В. А. Приклонского всего комплекса лёссовых пород от водонасыщенных до сухих.

В 60−70-е годы XX века появляется большое число региональных инженерно-геологических классификаций лёссовых пород для Средней Азии — схемы Г. А. Мавлянова, Э. В. Кадырова, для Украины — схемы И. Л. Соколовского, В. Ф. Краева, для Северного Кавказа — схемы П. В. Царёва и Ю. И. Шпильберга; для Сибири — схемы Ф. А. Никитенко, Г. А. Сулакшиной и др.

Е.М. Сергеев и А. К. Ларионов выделяют четыре подтипа лёссовых грунтов: I. Лёсс — порода, обладающая следующими инженерно-геологическими критериями: 1) просадочными свойствами при природном давлении и дополнительных нагрузках (относительная просадочность, е_sl ?0,01); 2) малой гидрофильностью (лабораторная влажность, W_л? 2,6%); 3) слабыми водонеустойчивыми структурными связями; преимущественно зернисто-плёнчатой структурой или пылевато-плёнчатой структурой.

Т, а б л и ц, а 2.

Классификация лессовых пород (по Н. И. Кригеру, 1965).

— 53 ;

Т, а б л и ц, а 3.

Классификация лессовых пород по гранулометрическому составу (по С. С. Морозову, 1956).

* Числа в скобках показывают, до каких пределов могут доходить фракции частиц в единичных случаях

II. Деградированный лёсс — имеет те же признаки, что и лёсс, но потерял способность к просадке, в результате увлажнения и дополнительного уплотнения.III. Лёссовидный грунт (порода) обладает следующими критериями: 1) отсутствием просадочных свойств при замачивании; 2) более высокой гидрофильностью (W_л ?2,6%); 3) преимущественно зернисто-агрегативной и агрегативной структурой, обусловливающей более прочные структурные связи.

IV. Лёссоподобный грунт (порода) — мёрзлые пылеватые образования, проявляющие термоосадки в результате оттаивания.

Таким образом, в литературе известно множество классификационных схем лёссовых пород, разработанных на основе различных принципов. При этом основное значение имеют генетические, литологические и инженерно-геологические классификации.