Геологическое строение

Четверг, 22 мая 2008

Территория Москвы расположена на юго-западной окраине Московской синеклизы, в центральной части Русской платформы, мощный кристаллический фундамент которой сформировался 1,6 млрд. лет назад. В южной части города в рельефе фундамента выделяется узкая впадина — Подмосковный авлакоген (глубиной более 2000 м). Фундамент перекрыт мощным чехлом (до 1650 м) осадочных рифейских, вендских, кембрийских, девонских, каменноугольных, юрских, меловых и четвертичных отложений. С отложениями осадочного чехла связаны издавна используемые месторождения нерудных полезных ископаемых и подземных вод. Наиболее развиты каменноугольные (свыше 300 млн. лет назад) осадочные отложения, мячковские и подольские известняки которых служили строительным материалом для сооружения белокаменных храмов и Кремля. В мячковских известняках и верхнекаменноугольных глинисто-карбонатных толщах находятся тоннели и станции метро глубокого залегания. Эти породы служат основанием Крымского, Москворецкого, Устьинского и Краснохолмского мостов, гостиницы «Россия», подземного комплекса Манежной площади и др. В каменноугольных отложениях имеются пласты напорных вод, используемых в хозяйственных и бальнеологических целях. На поверхности размыва каменноугольных отложений залегают юрские (около 200 млн. лет назад) тёмные глины и пески, перекрытые песчано-глинистыми отложениями мелового возраста (свыше 100 млн. лет назад); последние сохранились от размыва только на водоразделах (например, кварцевые пески на Воробьёвых горах). Наибольшее практическое значение имеют залежи фосфоритных конкреций в волжских глинах и песках, которые используются для производства минеральных удобрений, а также кварцевые пески, служащие сырьём для получения высококачественного стекла. В прошлом конкреции «Татаровских» кварцевых песчаников перерабатывались на жернова. С меловыми песками в Крылатском и в парке Битцевский лес связаны родники качественных питьевых вод. Почти сплошным чехлом покрывают территорию Москвы четвертичные (антропогеновые) континентальные песчано-глинистые породы, связанные с деятельностью древних ледников и последующим перемывом и переотложением этих накоплений талыми, дождевыми и речными водами. На территории современной Москвы встречаются отложения (морена) трёх крупных ледниковых периодов: окского, днепровского и московского. Наиболее полно представлены отложения максимального днепровского (около 300 тыс. лет назад) и московского (около 130 тыс. лет назад) оледенений. С ними связаны месторождения кирпичных глин, разнообразных песков (Мневниковское, Сабурово-Братеевское, Люберецкое, Битцевское и др.), а также залежи гравия и песка в Кунцеве и др. С последним на Европейской равнине оледенением связано формирование аллювия террас Москвы-реки. Наиболее молодые четвертичные (голоценовые) отложения слагают её пойму. Для территории Москвы типичны малая активность движений земной коры, преобладание суши в её геологической истории. Значительное прогибание и морское осадконакопление проявлялись в вендское, девонское, каменноугольное и отчасти в юрское и меловое время. Северо-восточная часть Москвы опущена примерно на 10 м относительно западной. Имеются признаки малых подвижек северного края Подмосковного авлакогена (в полосе шириной 5 км), которые возобновились около 200 млн. лет назад, что влияет на трещиноватость горных пород, но не является причиной слабых землетрясений. Наиболее сильно (до 5 баллов) в Москве ощущаются землетрясения, являющиеся «эхом» глубоких землетрясений в Карпатах. Антропогенные или техногенные отложения, накопившиеся за последние 300—400 лет, занимают около 70% территории Москвы — сплошь внутри Садового кольца (4—12 м мощности) и прерываясь на периферии. Они включают перемещённые, разрыхлённые и изменённые породы в насыпях и намытых площадях, вокруг поверхностных и подземных выработок, погребённые мостовые и остатки сооружений; скопления бытовых, строительных и промышленных отходов; золоотвалы ТЭЦ, отвалы песков, глин и карбонатных пород из шахт метро; органические продукты городских очистных сооружений и др. При мощности свыше 4 м техногенные отложения служат основанием наземных построек и вместилищем коммуникаций. С техногенными отложениями на территории Москвы связаны негативные процессы оседания поверхности, что приводит к деформации зданий, их отклонению и др. (например, часовня Василия Блаженного заметно отклонилась от вертикали, так как Покровский собор, к которому она пристроена, возведён на песчаной насыпи мощностью до 18 м). Опасные повреждения колонн в ГУМе были вызваны воздушной пазухой (высотой до 40 см под их основанием), образовавшейся за 100 лет над засыпанным колодцем. Стены некоторых домов, построенных на насыпях на Хорошёвском и Варшавском шоссе, были частично повреждены опасными сквозными трещинами и снесены. Намывные отложения (Лужники, Нагатино) более однородны, но склонны к разжижению при вибрациях. Техногенные отложения, включая свалки бытовых отходов, относятся к так называемым слабым грунтам; поэтому в случае строительства на них (Митино, Бибирево) возникает необходимость проведения мелиорационных работ (искусственное уплотнение трамбованием, силикатизацией или цементацией). Застройка и использование городской территории нарушают течение природных геологических процессов и вызывают широкое распространение разнообразных антропогенных (или техногенных) изменений, в том числе постоянное обводнение покровных суглинков за счёт подъёма уровня грунтовых вод, затруднённого поверхностного стока, верховодки, конденсации водяных паров под асфальтовым покрытием и фундаментами сооружений, утечек воды из водопроводных сетей, подтопления подвалов и т.д. Антропогенное подтопление развито на участках распространения морен, главным образом на севере, в междуречье Москвы-реки и Яузы, а также на юге, на высоком правобережье Москвы-реки. Вертикальные, преимущественно антропогенные, смещения земной поверхности на 1—3 мм в год установлены на всей территории Москвы, особенно в центральной части. Местные оседания на 10—20 см в год вызваны уплотнением пород в основании высотных зданий или высокой сжимаемостью техногенных отложений. Значительные оседания происходят над строящимися тоннелями и станциями метро глубокого залегания. Глубокие оползни особенно интенсивно развиваются на высоких склонах долины Москвы-реки в районе Воробьёвых гор, в Филях, Хорошёве, Коломенском и др. На незакреплённых участках оползни смещаются на 10—20 см в год. Для уменьшения оползневых процессов сооружаются насыпи в основании склона, многорядные свайные стенки, набережные, для закрепления склонов также используются зелёные насаждения. Карстово-суффозионные процессы (разрушение и размыв обнажённых горных пород, растворение карбонатных толщ подземными и поверхностными водами с образованием полостей) проявляются в виде провалов и воронок (особенно в рельефе Ходынского поля), где имеются воронки диаметром до 240 м и глубиной до 6 м. С 1960-х гг. возникло более 10 воронок значительных размеров, разрушены стены зданий и дома. Крупные провалы изредка образуются в местах утечки воды и повреждённых труб. Подземное строительство нередко затруднено закарстованными породами и водонасыщенными плывунами. В южной части города активно развивается овражно-балочная сеть. Всё это создаёт необходимость дополнит. инженерно-геологических изысканий и инженерной подготовки территории.