Отложения Искинской толщи (laIis). Нижнечетвертичные озерно-аллювиальные отложения Искинской толщи приурочены к пойме, второй, третьей и четвертой террасам р. Туры. Выходы этих отложений отмечаются лишь на склоне IV надпойменной террасы. Сверху Искинская толща перекрыта мощным слоем средне-позднечетвертичных и современных отложений. Кровля толщи залегает на отметках от 40 до 50-55 м. Представлена алевритами, песками, суглинками. Мощность толщи от 4 до 20 м.
Отложения Сузгунской толщи (laIIsz). Среднечетвертичные озерно-аллювиальные отложения Сузгунской толщи приурочены к водораздельной поверхности. В геоморфологическом отношении отложения описываемого комплекса слагают наиболее приподнятые высокие участки рельефа с абсолютными отметками 85-105 м. Осадки с размывом залегают на отложениях верхнего палеогена и представлены преимущественно глинами, реже суглинками, супесями, песками. Мощность отложений 5 - 15 м.
Отложения IV надпойменной террасы (la4II-III). Нерасчлененные средне-позднечетвертичные озерно-аллювиальные отложения IV надпойменной террасы слагают территорию с абсолютными отметками 70-85 м. Осадки с размывом залегают на отложениях верхнего палеогена и нижнечетвергичных озерно-аллювиальных отложениях Искинской толщи. Отложения представлены преимущественно глинами, реже суглинками, песками, супесями. Мощность отложений 10-15 м.
Отложения III надпойменной террасы (а 3III).Позднечетвертичные аллювиальные отложения III надпойменной террасы занимают участки рельефа с абсолютными отметками 60-70 м и представлены слабоожелезненными, голубовато-серыми суглинками и супесями, зеленовато-серыми известковыми глинами и желтовато-серыми мелкими песками. В основании разреза террасы залегает базальный слой из песчано-гравийной смеси или включением в песчано-супесчаный слой отдельных скатанных галек. Мощность отложений до 10-15 м.
Субаэральные покровные отложения (saII-III). Средне-позднечетвертичные нерасчлененные субаэральные покровные образования мощностью 2-5 м залегают на озерно-аллювиальных отложениях Сузгунской толщи и представлены преимущественно суглинками, глинами.
Субаэральные покровные отложения (saIII). Позднечетвертичные субаэральные покровные образования распространены в пределах IV надпойменной террасы, мощностью от 1-3 до 5 м. Представлены преимущественно суглинками, реже глинами, супесями, песками.
Аллювиальные отложения пойменной террасы (а IV). Современные образования пойменной террасы развиты в долине р. Тура и залегают вдоль её русла. По морфологическому положению пойма разделяется на два типа: высокую и низкую. Абсолютная отметка высокой поймы отбивается на 55-58 м. Поверхность низкой поймы на 2-2,5 м ниже высокой поймы и хорошо выражена в рельефе по уступам. Ширина поймы р. Тура колеблется в пределах 2-4,5 км. Представлены пойменные отложения в основном светло-серыми и голубовато-серыми, плотными, иловатыми глинами с включением органических и ожелезнённых остатков с подчиненными прослоями голубовато-серого глинистого песка. Мощность отложений 5-15 м.
Делювиально-аллювиальные отложения (daIV). Современные делювиально-аллювиальные отложения залегают в виде узких лент вдоль русел малых рек, имеющих глубокий врез с крутыми склонами. Осадки представлены суглинками, супесями и их переслаиванием, реже песками. Мощность до 5 м.
Озерно-болотные отложения (lbIV). Современные озерно-болотные отложения развиты в пределах поймы, IV и III надпойменных террас. Литологически представлены глинами светло-темно-серыми с зеленоватым оттенком, реже суглинками, супесями. Минеральные грунты нередко перекрыты торфом мощностью до 2,5 м. Мощность озерно-болотных отложений 2 - 3 м.
Техногенные отложения (thIV). Современные техногенные отложения развиты в пределах
городской застройки и поймы р. Тура. По возрасту и составу отложений можно
выделить: супеси, пески насыпные, образованные путем гидронамыва, возраст до 15
лет; развиты в основном в пределах левобережной поймы; мощность отложений от 1
- 2 до 6 м; абсолютные отметки рельефа, нарушенного гидронамывом, составляют 56
- 59 м; насыпные пески, супеси, суглинки, глины, строительный мусор возраста до
30 и более лет; данные образования обязаны строительству основной части старой
зоны города; мощность отложений изменяется от 0,5 до 4м.
Рис. 1.10 Геоморфологическая карта России
На исследуемой территории выявлены следующие виды полезных ископаемых: подземные воды, торф, песчано-гравийная смесь, пески (строительные и стекольные), глины для кирпично-черепичного производства, глины для приготовления глинистых растворов, сапропель [3].
Подземные воды. Являются ресурсами хозяйственно-бытового, питьевого, технического и бальнеологического назначения. На базе Тараскульского и Ярского месторождения йодо-бромных вод построены водолечебницы (рис. 1.11, 1.12). Вода Тараскульского месторождения имеет лечебную ценность и поступает в продажу в качестве столовой минеральной воды под названием "Тюменская № 1".
Торф. Большой массив залежи торфа наблюдается в пределах I надпойменной террасы реки Пышмы на участке в 3 км южнее села Гусево и в п. Тарманы. Торф имеет хорошее качество и мощность, которая изменяется от 0,5 до 4 м (рис. 1.13).
Песчано-гравийная смесь. Выявлена по категории А 2 в пределах аллювиальных нижнечетвертичных отложений - аQ1 третьей надпойменной террасы реки Туры. Состоит в основном из разнозернистого песка с гравием и галькой, представлена в Кулаковском песчано-гравийном месторождении.
Строительные пески. Относятся по своему происхождению к элювиально-эоловым пескам современного возраста, залегающим в виде грив в верхах разреза террас. По составу пески на 90% мелкозернистые. Глины, ила и мелких пылеватых фракций около 9,8%. Данные пески могут быть использованы для приготовления кладочных и штукатурных растворов.
Стекольные пески. Пески относятся к отложениям среднего олигоцена.
Требованиям, предъявляемым промышленностью к производству стекла, отвечают
(даже при условии полной вытяжки тяжелой фракции) только по грансоставу.
.11 Схема расположения на минеральную, йодо-бромную, для целей ППД
подземную воду
Рис.
1.12 Схема расположения месторождений пресных подземных вод и буровых на воду
скважин
Рис.
1.13 Карта торфяных месторождений территории Тюменской области
Рис. 1.14 Карта полезных ископаемых территории Тюменской области
Глины для кирпичного и черепичного производства. Содержание глинистых частиц в глинах среднего и верхнего плиоцена N2-3 колеблется в пределах 29,48-53,28 %; песчаных 16,6-40 %; пылеватых 21-47 %. В рекомендуемых глинах отсутствуют примеси и растительные остатки.
Глины для приготовления глинистых растворов. К этому типу полезных ископаемых относятся бейделито-гидрослюдистые глины тавдинской свиты.
Наиболее удобным участком для эксплуатации вышеуказанных глин является участок села Каменского, где глины обнажаются в цоколе II надпойменной террасы реки Туры и прослежены в пойме под её маломощными наносами.
Сапропель. Ценный ил обнаружен во многих озерах, является отличным удобрением и хорошей подкормкой для животных. Однако его добычей занимаются немногие предприятия.
Рудные полезные ископаемые - железная руда, руда цветных и редких металлов, пока не имеет промышленного значения.
На рис. 1.14, 1.15 представлены карты месторождений полезных ископаемых
территории Тюменской области.
Рис. 1.15 Карта полезных ископаемых территории Тюменской области (южные районы)
Тюменский район расположен в пределах Западно-Сибирского мегабассейна, состоящего из двух самостоятельных сложных гидрогеологических бассейнов: палеозойского и мезозойского, а также кайнозойско-меловой системы бассейнов стока.
Палеозойский и мезозойский бассейны залегают на значительных глубинах и содержат термальные минеральные воды. Подземные воды этих бассейнов не оказывают влияние на подтопление г. Тюмени и поэтому подробно не рассматриваются.
Верхняя гидрогеологическая структура Западно-Сибирской плиты представляет собой кайнозойско-меловую слоистую многопластовую водообменную систему бассейнов стока, резко отличающуюся по характеру процессов водообмена. Геотектоника, морфоструктуры и гидрогеология позволяют выделить две крупных группы бассейнов стока подземных вод: Северную и Южную.
Тюменский район относится к Южной группе гидрогеологических бассейнов и расположен в пределах Тобольского бассейна стока, с основной дреной подземных вод - р. Тура.
Гидрогеологические условия кайнозойско-меловой системы бассейнов стока в г. Тюмени представлены двумя самостоятельными гидрогеологическими комплексами:
олигоцен-четвертичных отложений;
турон-олигоценовых отложений.
Для задач, поставленных в настоящей работе, наибольшее значение имеет самый молодой - олигоцен-четвертичный гидрогеологический комплекс, охватывающий зону активного водообмена и подстилаемый региональным водоупором - тавдинскими глинами регионального водоупора.
Подземные воды неглубокого залегания, существенно влияющие на строительство и эксплуатацию инженерных сооружений на территории города, приурочены к озерно-аллювиальным и аллювиальным отложениям террасы, озерно-болотным, аллювиально-делювиальным отложениям, а также к олигоценовым отложениям туртасской и атлым-новомихайловской свит [7.]
Разделяются на:
безнапорные или напорно-безнапорные грунтовые воды в четвертичных отложениях;
напорные воды межпластового типа в нижнечетвертичных отложениях (искинская свита);
напорные воды межпластового типа олигоценовых отложений. Преимущественно суглинисто-глинистый состав грунтов зоны аэрации практически исключает возможность формирования "верховодки" (в классическом понимании) в пределах городской черты как самостоятельного гидрогеологического объекта. В связи со слабой изученностью из рассмотрения исключен и тип болотных вод, который имеет безусловное распространение в пределах городских озерно-болотных систем.
Безнапорные и напорно-безнапорные грунтовые воды в четвертичных отложениях представлены:
водоносными горизонтами современных пойменных отложений;
водоносными горизонтами позднечетвертичных отложений II надпойменной террасы;
водоносными горизонтами позднечетвертичных отложений III надпойменной террасы;
водоносными горизонтами среднепозднечетвертичных отложений IV надпойменной террасы;
водоносными горизонтами среднепозднечетвертичных отложений междуречной равнины.
Грунтовые воды перечисленных водоносных горизонтов имеют почти повсеместное развитие. Уровни залегают на различной глубине (0-12 м), имеют, в основном, свободную поверхность, обладают незначительным напором от 2-4 до 7 м. Уровни, как правило, повторяют очертания рельефа местности, но в сильно нарушенных условиях залегают в виде куполов и депрессий.
Условия циркуляции зависят от коллекторских свойств грунтов. Питание водоносных горизонтов - в основном инфильтрационное. Эпизодическим источником питания на застроенной территории могут быть утечки из водопроводной, канализационной и тепловых сетей, а также хозяйственно-бытовые стоки, процессы конденсации в основании зданий и сооружений и перетекания из нижележащих водоносных горизонтов.
Водовмещающие грунты - пески мелкие, супеси, переслаивающиеся пески мелкие, супеси и суглинки. Напорные воды межпластового типа нижнечетвертичных отложений на участке практически не изучены.
Напорные воды межпластового типа олигоценовых отложений в пределах г. Тюмени изучены достаточно детально, но на участке не вскрыты.
Относительно водоупорный туртасский горизонт имеет повсеместное распространение. Выходов на дневную поверхность не отмечено. Представлен следующими породами - алевриты, глины с прослоями песков, растительные остатки. Залегают на глубине от 75 до 90 м.
Водоносные атлым-новомихайловский горизонт имеет повсеместное распространение. Выходов на дневную поверхность изучаемой территории не отмечено. Водовмещающие - кварцево-полевошпатовые пески разнозернистые и глины, в основном, песчано-алевритистые. Мощность отложений составляет в среднем 25 м. Глубина водоупора в среднем по участку 80 м. По данным на сопредельных участках водоносные горизонты характеризуются дебитами скважин 1,1 -9,0 л/сек. При понижениях 18,0 и 10,0 м, соответственно. Питание осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков через транзитный туртасский горизонт. Разгрузка осуществляется в долину реки Туры.
Техногенные воды представлены:
"техногенная верховодка" - развита на территориях города, застраиваемых на намывных и насыпных грунтах (отмечаются в отдельные годы в заречном микрорайоне);
реликтовые "техногенные" водоносные горизонты - имеют распространение на площадях гидронамыва.
Тюменский район расположен в юго-западной части Западно-Сибирской низменности, которая представляет собой эпигерцинскую плиту, платформенный чехол которой сложен мощной толщей мезо-кайнозойских отложений. Она характеризуется абсолютными отметками поверхности ото до 300 м, при этом большая часть территории не превышает 100-150 м, равнинностью рельефа и широким развитием рыхлых четвертичных отложений, которые в основном сплошным чехлом покрывают всю ее территорию. На рис. 1.16 представлена карта инженерно-геологических условий Тюменского района.
Основными инженерно-геологическими особенностями района являются:
преобладание поверхностных отложений (QIII и QIV) над породами коренной основы в зоне влияния инженерных сооружений;
плоский равнинный рельеф;
сложные геологические условия - наличие в верхней части разреза слабопроницаемых грунтов, обладающих фильтрационной анизотропией;
сложные гидрогеологические условия;
развитие определенных инженерно-геологических процессов и явлений
(эрозия, пучинность грунтов и т. д.).
Рис. 1.16 Инженерно-геологические условия Тюменского района
Всю толщу мезо-кайнозойских отложений, слагающих платформенный чехол Западно-Сибирской плиты, можно разделить на породы коренной основы и поверхностные отложения. К первым относятся юрские, меловые, эоценовые и нижнеолигоценовые отложения. Весь комплекс пород, сформировавшихся в течение последующей континентальной эпохи (средний олигоцен-голоцен), включая отложения четвертичных морских трансгрессий, относится к поверхностным отложениям.
Породы коренной основы выходят на дневную поверхность вблизи палеозойского обрамления плиты, и они могут попадать в зону влияния различных инженерных сооружений. На остальной, несоизмеримо большей территории плиты (г. Тюмень) они перекрыты мощным чехлом поверхностных отложений, которые и определяют инженерно-геологические особенности данной территории.
Плоский равнинный рельеф сформировался в неогене под влиянием деятельности рек, крупных озер, ледников и морских трансгрессий. Для Тюменского района характерен плоский рельеф водно-аккумулятивных равнин, в пределах которых развиты тонкодисперсные озерно-аллювиальные отложения.
Территория района по геоморфологическому признаку подразделяется на ряд инженерно-геологических областей, каждая из которых охватывает территорию с однородным геологическим строением, рельефом и содержит довольно близкие комплексы четвертичных отложений. Рельеф поверхности, мощность, а часто и литология четвертичных отложений в зависимости от неотектонического развития отдельных частей области могут изменяться в определенных пределах.