Специальные инженерно-геологические исследования под строительство комплекса сооружений Серебрянского цементного завода в Михайловско

Рис. 1.1 – Разрезы и  каротажные диаграммы 

А) среднего девона южной  части Московской синеклизы:

1 – песок; 2 – песок  слабо сцементированный; 3 – песчаник с обильным известковым цементом; 5 – алевролит и мелкозернистый песчаные, глинистые; 6 – гравелит с глинистым цементом; 7 – алевролит глинистый; 8 – глина и аргиллит; 9-11 – глина: 9 – алевристистая, 10 – известковистая, 11 – доломинистая; 12-15 – известняк, в том числе 13- с обильным песчаным материалом, 14 – глинистый, 15 – доломитизированный; 16-19 – доломит. В том числе: 17 – с обильным песчаным материалом, 18- глинистый, 19 -  с гипсом; 20 – гипс и ангидрит; 21 – галитит; 22-23 – брекчия: 22 – карбонатных пород, 23 – кристаллических пород фундамента платформы; 24 – кора химического выветривания на породах фундамента; 25 – туффит; 26 – сидерит; 27 – гранитогнейсы и граниты фундамента платформы.

Б) франского и нижней половины фаменского ярусов южной части  Московской синеклизы:

1 – песок; 2 – песок  слабо сцементированный; 3- песчаник; 4 – алевролит и мелкозернистый  песчаник; 5 – алевролит глинистый; 6 – глина и аргиллит; 7-10 – глина: 7 – алевритистая, 8 – известковистая, 9- известковистая, обогащенная органическим  веществом, 10 – доломитистая; 11-16 –  известняк, в том числе: 12- глинистый, 13 – с кораллами, 14 – доломитизированный, 15 – то же со строматолитами, 16 – доломитизированный с растительными  остатками; 17-19 – доломит, в том  числе: 18 –с обломочным материалом, 19 – глинистый; 20 – гипс и ангидрит; 21 – сидерит; 22 – железистые оолиты

55-65 м. в песках встречаются маломощные прослои песчаников, глин и углей. На песках залегают неизвестковистые глины мощностью 5-10 м (изредка - до 20-30 м), к которым приурочено до четырех прослоев гумусовых и гумусово-сапропелевых углей. Прослои эти не выдержаны по простиранию и только в редких случаях достигают рабочей мощности. Иногда нижний комплекс целиком представлен песками.

Верхний, глинисто-карбонатный  комплекс развит повсеместно, кроме  юго-восточной части территории района. Представлен он известковистыми глинами с прослоями песков, песчаников и известняков. Количество прослоев известняков обычно не превышает пяти, но чаще меньше (за счет выклинивания и слияния нескольких слоев в один). Нижние прослои известняков не выдержаны по простиранию и имеют мощность от 0,1 до 0,5-0,8 м, верхние более выдержанные, и мощность их колеблется от 1-2 до 4-5 м, а в отдельных случаях достигает 7-8 м.

Пески тульского горизонта  сходны с бобриковскими. Они светло-серые, местами темно-серые, кварцевые, мелко  и тонкозернистые, хорошо отсортированные, в различной степени слюдистые, иногда глинистые. В песках наблюдается  слоистость, обусловленная присутствием мельчайших прослоев глин, алевритов  мелкораздробленного углистого  материала. Пески иногда сцементированы в песчаники; в отдельных разрезах наблюдалось до десяти прослоев песчаников мощностью от 0,1-0,2 до 5 м.

Глины, как и пески, сходны с бобриковскими. Они преимущественно  гидрослюдистые (с различной примесью каолинита), обычно тонкодисперсные, иногда алевристые, серой и темно-серой  окраски, слюдистые, тонкослоистые, часто  углистые, с включениями сидерита, бурого железняка, обугленных и пиритизированных растительных остатков. Иногда встречаются  глины пестроокрашенные, с бурыми, охристыми, красными, малиновыми пятнами. Местами глины пронизаны ризоидами, длина которых достигает 20 см.

Окский надгоризонт (С₁ok) развит на территории области почти повсеместно, мощность его от 45-50 м на юге до 60-70 м на северо-востоке. Окский надгоризонт расчленяется на алексинский, михайловский и веневский горизонты, которые в рассматриваемом районе выделяются главным образом по микрофауне.

Алексинский горизонт (С₁al)повсеместно развит в центральной и северной частях территории листа, а на юге выходит только по долине р. Проня и по ее притоку – р. Кредя. Мощность горизонта на юге обычно 12-15 м, в северо-восточном направлении она возрастает до 15-18 м, а в отдельных случаях до 24 м.

Сложен алексинский горизонт в основном толстоплитчатыми кристаллическими известняками от светло - до темно-серого цвета. Иногда известняки обладают землистым изломом. В основании алексинского горизонта часто залегают светло-серые кварцевые пески или серые алевристые глины, заполняющие неровности доалексинского рельефа; мощность песков колеблется от долей метра до 7-10 м, мощность глин обычно не превышает 1 м. Прослои серых и голубовато-серых глин мощностью до 1-2 м встречаются и в толще алексинских известняков; один из таких прослоев хорошо выдерживается по простиранию, отделяя от толщи известняков нижний пласт мощностью 4-5 м.

Михайловский  горизонт (С₁mh). Породы Михайловского горизонта распространены в основном на тех же площадях, что и отложения алексинского. В обнажениях они наблюдаются в долине р.Проня и по ее притоку р. Альшанька. Мощность Михайловских отложений на юге обычно колеблется от 12 до 18 м; на северо-востоке она увеличивается до 18-20 м, а в отдельных случаях достигает 25-29 м.

Представлены михайловские отложения толстоплитчатыми известняками от светло-серого до темно-серого цветов, чередующимися с пятнистыми ноздреватыми известняками. Характерным для горизонта является присутствие нескольких прослоев пепельно-серых стигмариевых известняков, приуроченных в основном к верхней и нижней частям горизонта. Встречаются также прослои органогенных-обломочных известняков и прослои, обогащенные терригенным материалом. Местами присутствуют тонкие невыдержанные прослои зеленовато-желтых и серых глин; в основании горизонта иногда наблюдается прослой глины мощностью до 5 м.

Веневский горизонт (С₁un) широко развит в северной и центральной частях описываемой площади. Мощность его колеблется от 15 до 20 м, местами увеличиваясь до 26-28 м.

Литологически породы веневского горизонта мало отличаются от Михайловских и алексинских. В основном это  тоже серые и светло-серые массивные  известняки различной крепости, но более трещиноватые и кавернозные. Характерно наличие в верхней  части горизонта светло-серых, почти  белых перекристаллизованных сахаровидных известняков и известняков с  пестрой пятнистой окраской (пятна  желтых, розовых, малиновых тонов).

Московский  ярус (С₂m)

Отложения московского яруса  на площади области развиты очень широко и отсутствуют лишь в самой южной и юго-западной ее частях. На породы нижнего карбона они ложатся с резким размывом, нацело срезая надюрский ярус и стешевский и тарусский горизонты визейского яруса. Мощность московского яруса 120-150 м., представлен он породами верейского, каширского и подольского горизонтов.

Верейский горизонт (С₂vr) распространен на территории листа почти повсеместно и отсутствует ввиду мезозойского размыва только в ее южной части. Обычно он залегает на размытой поверхности веневского горизонта нижнего карбона и имеет мощность 20-25 м (изредка до 30-40 м). Однако в южной части описываемой площади вырисовывается глубокая доверейская долина, протягивающаяся примерно в широтном направлении параллельно современной долине Прони и представляющая собой часть крупной долины, прослеженной в настоящее время от Серпухова до Моршанска. Эта долина прорезает всю толщу нижнего карбона; в ее пределах верейские отложения залегают непосредственно на девоне и имеют мощность до 100 м и более.

Верейский горизонт представлен  обычно пестроцветными глинами, иногда более или менее песчаными, с  редкими маломощными пропластками известняков, доломитов и песчаников.

Совершенно иной характер имеют отложения, заполняющие доверейскую  долину. Они довольно четко разделяются на две пачки: нижнюю - преимущественно песчаную и верхнюю - глинистую. Нижняя пачка мощностью до 40-50 м сложена серыми и зеленовато - серыми, мелко – и среднезернистыми, хорошо отсортированными кварцевыми и кварцево – полевошпатовыми песками с маломощными прослоями глин. Иногда в ней наблюдается большое количество прослоев песчаников с карбонатными или железисто – карбонатным цементом.

Верхняя пачка мощностью  до 50-60 м представлена серыми слюдистыми глинами, обычно сильно песчаными или алевритистыми, часто по простиранию переходящими в алевриты и заключающими маломощные прослои песков и песчаников.

В основании верейских  отложений, заполняющих доверейскую  долину, нередко встречаются крупные  глыбы нижнекаменноугольных пород; очевидно, это свидетельствует о  широком развитии оползневых процессов  на крутых склонах долины в доверейское  время.

Каширский горизонт (С₂rs) развит в северо-восточной половине территории листа (севернее линии Бол. Коровино – Захарово – Старожилово). Он согласно налегает на породы верейского горизонта и перекрывается мезозойскими, неогеновыми и четвертичными отложениями. В самой северо-восточной части листа на него согласно налегают породы подольского горизонта. Каширские отложения известны в целом ряде обнажений по рекам Вожже, Плетенке, Павловке, Истье. Их полная мощность составляет 65-75 м, но в отдельных случаях достигает 90-95 м.

Представлен каширский горизонт в основном светлыми, светло-серыми, желтоватыми, иногда почти белыми доломитами и доломитовыми мергелями с подчиненными прослоями известняков. Среди карбонатных  пород встречаются прослои глин, обычно имеющие мощность не более 1-2 м. Однако в верхней части каширского горизонта наблюдается довольно мощная (до 8-10 м) пачка глин и мергелей лиловой, зеленой, розовой, желтой или красной окраски, соответствующая ростиславльской толще и делящая толщу карбонатных пород каширского горизонта на две неравные части: нижнюю мощностью 50-60 м, соответствующую нарской и лопаснинской толщам, и верхнюю мощностью 10-12 м, соответствующую медвинской толще. Иногда в ростиславльской толще наблюдаются пески мощностью до 11 м, при этом общая мощность толщи возрастает до 16 м.

Подольский горизонт (С₂pd) развит только в северо-восточной территории листа (севернее линии дд. Лужки – Подвязье – Ялтуново). Покрывается он юрскими, неогеновыми или четвертичными образованиями и на поверхность не выходит. Представлен подольский горизонт светлыми органогенными известняками с подчиненными прослоями глин, доломитов и мергелей; мощность его до 30 м.

Юрская система(J)

Юрские отложения на территории листа залегают стратиграфически несогласно на различных горизонтах карбона (от бобриковских отложений на юге до подольских на севере). Они распространены почти повсеместно и отсутствуют  только в речных долинах, а также  на отдельных участках в юго-восточной  части площади листа, где уничтожены эрозией в неогене. Обнажения  юрских отложений наблюдается почти  по всем речным долинам, однако наиболее полно эти отложения изучены  по многочисленным буровым скважинам. Мощность юрских отложений колеблется от 35 до 50 м. среди них выделяются континентальные бат-келловейские образования и морские осадки келловейского, оксфордского, нижнего волжского и верхнего волжского ярусов. Кимериджские отложения, первоначально развитые на территории листа, в дальнейшем были нацело размыты; об этом свидетельствует фосфоритовая галька с остатками кимериджской фауны, встречающаяся в основании нижневолжских и валанжинских отложений.

Средний и верхний  отделы

Батский ярус и  нижняя часть

Келловейского яруса (J₂bt+J₃cl₁)

Распространение континентальных  бат-келловейских отложений контролируется доюрским рельефом, некоторое представление  о котором дает гипсометрическая карта поверхности палеозоя. На этой карте хорошо выделяется несколько  доюрских долин, врезанных на 40-50 м в каменноугольные породы; к ним и приурочены в основном континентальные бат-келловейские отложения, мощность которых в отдельных случаях достигает 30 м и более, а подошва опускается до абсолютной высоты 50 м. Вне пределов доюрских долин бат-келловейские отложения развиты на небольших по площади участках, мощность которых не превышает 8-10 м, а чаще составляет всего 2-3 м. Перекрываются они в большинстве случаев морскими осадками нижнего или среднего келловея, а местами лежат непосредственно под четвертичными или неогеновыми осадками. Бат-келловейские отложения представлены глинами и песками, в основном имеющими, очевидно аллювиальное и озерное происхождение. Пески обычно серые, иногда с желтоватым оттенком, мелкозернистые, реже средне- и крупнозернистые, в основном чистые, хорошо отсортированные, реже глинистые. Часто пески содержат значительную примесь гумусового вещества, придающего им темно-серую окраску.

Содержание легкой фракции  в песках колеблется от 96,5 до 99,9%; состоит  она в основном из кварца со значительной (в среднем 12,8%) примесью полевых  шпатов. В составе тяжелой фракции  из нерудных минералов преобладают  гранат, циркон и эпидот (в среднем  по 18-20%), в меньшем количестве присутствуют циозит (в среднем-12%), а также рутил, турмалин, ставролит и дистен (по 5-6%). Рудные минералы представлены преимущественно магнетитом и ильменитом.

Глины в бат-келловейской толще имеют подчиненное значение и приурочены к верхней части  разреза, причем мощность их в большинстве случаев не превышает 5 м. Глины обычно темно-серые (до черных), сажистые, пластичные, местами песчаные, с линзочками и прослоями светло-серого песка. В глинах часто наблюдаются обуглившиеся растительные остатки (обрывки растительной ткани), а в южной части района, в г. Пронске и у д. Киндяково, скважинами вскрыты прослои бурого угля (лигнита) мощностью до 0,4 м. Как в песках, так и в глинах часто встречаются стяжения пирита, а также обломки обуглившейся и пиритизированной древесины.

В доюрских долинах в основании  бат-келловейских отложений иногда наблюдается довольно крупная (до 10 см) плохо окатанная галька кремня, известняка и доломита. На контакте бат-келловейских отложений с каширским горизонтом среднего карбона местами (особенно в восточной части территории листа) наблюдаются прослои бурого железняка мощностью 0,3-0,4 м (в отдельных случаях – до 0,7 м), иногда почти целиком сложенные лимонитом, чаще представляющие собой ожелезненную глинистую породу с отдельными жеодами и стяжениями гидроокислов железа. Выходы на поверхность этих железных руд наблюдается у с. Высокое на р. Плетенке, у д. Риски на р. Проне и в окрестностях с. Старожилово на р. Истье.