Файл: Физические свойства пород Балтийской синеклизы..pdf

При изучении распределения во фравских отложениях раз­ новидностей доломитов исходя из физических свойств проводи­ лось подразделение проб на Труппы в зависимости от установ­ ленных величин минералогической плотности. Гистограммы рас­ пределения пород по соответствующим группам в пределах раз­ резов отдельных месторождений и для карбонатных отложений саргаевского, семилукского и бурегского горизонтов в делом были составлены для всей территории Латвии.

При графических построениях использовали данные опреде­ лений по тем разрезам, где опробование пород проводилось че­ рез равные интервалы и охватывало всю исследуемую толщу, что обеспечило соблюдение необходимого «условия случайно­ сти» (Вистелиус, 1957).

На рис. 3 приведена гистограмма распределения значений минералогической плотности 1159 образцов доломита из 32

^у Предел^прочности,

1—-----------------------------------------------------------

Рис. 3. Распределение в карбонатной толще франских отложений Латвии доломитов различной ми­ нералогической плотности и максимальные пределы их прочности при сжатии.

/ — гистограмма распределения проб с б. г/см5: I — 2,78— 2,79; 2 — 2,80—2,81; 3 — 2,82—2,83; 4 — 2,84-2,86; 5 - 2,87—2,88. II — график максимальных значений пределов прочности при сжатии у доломитов различной минерало­ гической плотности.

25

Рис. 4. Распределение доломитов различной минера­ логической плотности в отложениях семилукско-бу- регского (1) и саргаевского (2) горизонтов.

Условные обозначения интервалов минералогической плот* ностн см. на рис. 3.

месторождений, находящихся на территории Латвии. По частоте встречаемости в разрезах выделяются пять групп доломитов: с

6=2,78—2,79; 2,80—2,81; 2,82—2,83; 2,84—2,86; 2,86—2J8 г/см3.

Наиболее четко выделяются доломиты, имеющие 6=2,82— 2,83 г/см3, характерные для месторождений, относящихся к семилукскому и бурегскому горизонтам (рис. 4). Содержание таких доломитов во всех опробованных разрезах, сложенных семилукскими и бурегскими породами, в среднем равно 61 %• Менее часто доломиты этой группы встречаются в карбонатных поро­ дах саргаевского горизонта, где на их долю приходится в сред­ нем около 7%, максимум по отдельным месторождениям дости­ гает 17—18%.

Вторую группу образуют доломиты, минералогическая плот­ ность которых равна 2,80—2,81 г/см3, характерные лишь для кар­ бонатной толщи семилукского и бурегского горизонтов. Из всех изученных проб 26,59% представлено такими доломитами. Коле­ бания их содержания в разрезах отдельных месторождений со­ ставляют от 20,84 до 41,06%. В месторождениях, сложенных породами capraeiBCKoro горизонта, доломиты этой группы не встречены.

Менее распространены, хотя достаточно четко выделяются, доломиты с 6= 2,84—2,86 г/см3. Они характерны для отложений

1 26

саргаевского горизонта, где в среднем составляют 90,42%, по отдельным месторождениям — от 72 до 100%. В разрезах семилукского и бурегского горизонтов эти долом1иты встречаются

редко, составляя в среднем 7,59%, максимум их по отдельным месторождениям не превышает 20,87%.

Незначительное распространение имеют доломиты с 6< <2,80 г/см3 в^отложениях семилукского и бурегского горизонтов

(2,93%) и с б>2,86 г/см3 в отложениях семилукско-бурегского (1,24%) и саргаевского (2,4%) горизонтов.

Выделенные по величине минералогической плотности группы доломитов характеризуются некоторыми особенностями физико-механических свойств, химического состава и приурочен­ ностью к определенным стратиграфическим горизонтам. Мак­ симальные значения предела прочности при сжатии у доломи­

тов с 6= 2,78—2,79 г/см3 не превосходят 900 кг/см2, у доломитов

с 6= 2,80—2,81. г/см3 — 1600 кг/см2, а у доломитов с 6=2,82— 2,83 г/см3 достигают 2100 кг/см2. К последней группе близки по

прочности доломиты с 6 = 2,84—2,86 г/см3 (в отдельных пробах временное сопротивление сжатию достигает 2900 кг/.см2).

Сравнительно небольшой фактический материал по группе доломитов с 6 = 2,87 г/см3 и более не позволяет достаточно

' SiOe+ Fea03 +А1г 03,

Рис. 5. Средний химический состав доломитов различной минералогической плотности.

27

уверенно судить об их прочностных свойствах. По отдельным

отражено на рис. 5. Доломиты с 6= 2,78—2,79 г/см3 характери­ зуются наличием глинистой примеси, как правило, в количестве более 10%, а содержание в них окиси магния и кальция состав­

ляет соответственно менее 19 и 28%. Доломиты с 6=2,82— 2,83 г/см3 являются наиболее однородными разновидностями. Содержание глинистой примеси в них обычно не более 6%, а МоО и СаО — соответственно более 20 и 29%. Промежуточное

положение занимают доломиты с 6= 2,84—2,86 г/см3., При сопоставлении разновозрастных пород — доломитов

саргаевского горизонта с доломитами семилукского и бурегского горизонтов четко выявляется ихразличие по минерало­ гической плотности. В саргаевских отложениях наиболее широ­

ко развиты доломиты с 6= 2,84—2,86 г/см3, в семилукских и бу~

регских отложениях — с 6= 2,82—2,83 и 2,80—2,81 г/см3. Осталь­ ные группы доломитов, выделяемые по величине показателя минералогической .плотности, имеют подчиненное значение.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОРОД ПЕРМСКО-МЕЗОЗОЙСКОГО СТРУКТУРНОГО ЯРУСА И ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

После длительного перерыва в осадконаколлении на размы­ той поверхности девонских и нижнекаменноугольных отложений образовалась толща осадков пермского, триасового, юрского и мелового возраста. Первоначально ареал этих отложений был шире устанавливаемого в настоящее время и, вероятно, охва­ тывал всю синеклизу. Впоследствии в результа+е размыва перм­ ско-мезозойских 'пород в северной части синеклизы на территории Латвии сохранились лишь маломощная, измеряемая десятками метров, толща пермских отложений и отдельные останцы мезозойских пород. В пределах южной и средней При­

и общий структурный план, сформировавшийся в течение аль­ пийского тектонического цикла.

П е р м с к а я с и с т е ма , представленная нижним и верхним отделами, по литологическому составу разделяется .на три ком­ плекса.

Нижний комплекс включает нижнепермские терригенные от­ ложения и карбонатные породы науяакмянской, калварийской и саснавской свит. Нижнепермские отложения достигают мак­

28

симальной мощности 54 м лишь в юго-западной и южной Литве. Карбонатная часть комплекса сложена доломитизированными мергелями, органогенно-детритовыми глинистыми известняками и кавернозными доломитами.

Средний, главный пермский комплекс представлен прегольской свитой, сложенной ангидритами и каменной солью с про­ слоями глинистых алевролитов и доломитов.

Увеличенная мощность (до 370 м) галогенных и сульфат­ ных отложений наблюдается лишь в Неманской зоне и южнее ее. В пределах Литвы прегольская свита представлена мало­ мощными (до 70 м), преимущественно карбонатными отложе­ ниями.

Верхний комплекс пермских отложений составляют жальгиряйская, айстмарская и галиндасская свиты общей мощностью около 50 м, состоящие в Литве из песчаников, карбонатных конгломератов, прослоев гипса и селенита, глин, алевролитов на карбонатном цементе. В Калининградской обл. в составе айстмарской свиты присутствует также соль. Физические пара­ метры указанных свит и закономерности их распределения близки к выявленным для описанного комплекса сульфатно-га­ логенных отложений прегольекой свиты.

Физические 'параметры пород перми (табл. 20) .изменяются в широких пределах. Наименьшей плотностью (а=1,70 г/см3) и повышенной пористостью (и = 33%) отличаются рыхлые извест­ няки. Наибольшую плотность (о=2,87 г/см3) в пределах оса­ дочного чехла имеют ангидриты.

Отложения триасовой системы расчленяются на два литоло­ гических комплекса. Нижний, представленный паланпской и нямунекой свитами нижнего триаса, сложен преимущественно доломитовыми глинами и аргиллитами с мелкими включениями гипса. Отложения комплекса распространены лишь в южной Литве и в Калининградской обл. Мощность их увеличивается от 50— 100 м на севере площади распространения до 350 м на юге ее.

Верхняя часть разреза триасовых отложений, представлен­ ная таурагской, шаркуской и дейменской свитами нижнего три­ аса и нерингской свитой верхнего триаса, по литологической характеристике и физическим свойствам может быть объеди­ нена с нижне—среднеюрскими отложениями. Этот комплекс об­ разований представлен терригенными отложениями глин, алев­ ритов, песчаников и доломитизированных глин.

Ареал распространения терригенных отложений средней ча­ сти мезозойской группы совпадает с областью распространения нижнетриасового глинистого комплекса. Мощность отложений изменяется в широком диапазоне: от 25—100 м в пределах Ли­ товской ССР до 300 м и более на юге Калининградской обл.

Разрез коренных отложений осадочного чехла Балтийской синеклизы венчают терригенно-карбонатные верхнеюрские,

29

меловые и палеогеновые отложения. Мощность этой части раз­ реза на юге Калининградской обл. достигает 400 м.

Юрские отложения представлены глинистыми известнякамиракушечниками, карбонатными глинами и глинистыми алевро­ литами. Отложения меловой системы, подразделяемые на ниж­ ний и верхний отделы, состоят из мелоподобных алевритистых и песчанистых мергелей и карбонатных глин, а также из крем­ неземного мела и глинистых опок.

Физические параметры мезозойских отложений Балтийской синеклизы представлены в табл. 21—23. Плотность мезозойских пород значительно меньше (пористость — выше), чем пород па­ леозойского возраста. Анализ плотности и пористости пород ме­ зозоя показывает, что величина этих параметров в значитель­ ной степени зависит от фактора гравитационного уплотнения. Углистые юрские отложения отличаются пониженной минерало­ гической плотностью.

Триасовые алевролиты, глины и известняки по величинам физических параметров ближе к пермским образованиям сход­ ного литологического состава, чем к вышележащим юрским и меловым породам. Разница в плотности пермских и триасовых карбонатных глин равна 0,05 г/ем3, триасовых и юрских карбо­ натных глин — 0,36 г/см3.

На всей территории Балтийской синеклизы коренные породы перекрываются толщей ч е т в е р т и ч н ых о т л о ж е н и й , раз­ личных по составу и строению, мощности и условиям образова­ ния.

Общая мощность четвертичных отложений колеблется от 10—20 м на равнинах до 100 м и более на возвышенностях.

К плейстоценовому комплексу относятся ледниковые, флювиогляциальные и лимногляциальные отложения. Ледниковые отложения представлены глинами, суглинками и супесями с гравием, галькой и валунами карбонатных и кристаллических пород с линзами и прослоями песков различной зернистости. Флювиогляциальные отложения сложены в основном песками различной крупности и степени сортированности, а также гра­ вием и галькой. Лимногляциальные отложения представлены валунными, часто ленточными глинами, суглинками и песками, довольно хорошо сортированными. Плейстоценовый комплекс образован несколькими оледенениями. Физические свойства лед­ никовых, флювиогляциальных и лимногляциальных отложений рассматриваются по отдельным генетическим типам.

Нижняя граница голоцена четко не определена, условно к голоцену относят все позднеипослеледниковые отложения. Наи­ более древними голоценовыми отложениями являются ленточ­ ные глины приледниковых озер, например Балтийского ледни­ кового озера, образованные талыми ледниковыми водами в позд­ неледниковое время. Физические свойства этих образований и озерно-ледниковых отложений рассматриваются совместно. К

30