VIII.3.3. Влияние тектонических нарушений на состояние осадочных пород
Если кристаллический фундамент не имеет выхода на дневную поверхность, то никакими из известных методов надежно откартировать тектоническое нарушение нельзя. За неимением возможности изучать в таких условиях тектонические нарушения, мнения об их свойствах возникали чисто умозрительно и, как оказалось, в большинстве своем они не соответствуют действительности.
Так, например, считается, что тектонические нарушения оказывают влияние на инженерные сооружения только в сейсмоактивных зонах. Поэтому при строительстве в несейсмоактивных зонах принимают во внимание прочностные характеристики грунта не более чем 10-15-метровой толщины независимо от наличия тектонических нарушений.
Мнение о том, что при строительстве практически любых объектов следует учитывать прочностные свойства грунта на глубину, не превышающую 10-15 метров, возникло следующим образом. Если считать горные породы вообще, и грунт в частности, средой, обладающей упругими свойствами, то породное основание под фундаментом сооружения можно рассматривать как упругую плиту, которая под влиянием сооружения прогибается. Прогиб этот будет тем меньше, чем больше мощность (толщина) этой плиты. Расчеты показывают, что при мощности ее, превышающей 10-15 м, прогибом можно пренебречь. То есть влияния на более глубоко залегающие породы не будет. По той же логике, влияние разрывного нарушения на грунт прекращается при мощности осадочного чехла, превышающей 20 - 30 м.
Эти расчеты основаны на лабораторном моделировании, и лежат в основе всей строительной науки. Моделирование осуществляется на материалах, действительно обладающих упругостью. Горные же породы, особенно, осадочные, как показано в разделе III.7, упругостью не обладают. А следовательно, при воздействии на грунт, идет не прогиб какой-то там плиты, а разрушение материала.
На самом деле, влияние тектонического разрывного нарушения пород кристаллического фундамента на покрывающие его осадочные породы происходит следующим образом.
В общем случае, нарушенность пород кристаллического фундамента в пределах разрывного нарушения имеет блочный характер. Слой осадочных пород, непосредственно покрывающий разрывное нарушение начнет разрушаться и "залечивать" собой неизбежно существующие в зоне блочной нарушенности пустόты под воздействием давления со стороны вышележащих пород. Возникающая при этом область микронарушенности и микроперемещений в осадочных породах, находящихся над тектоническим нарушением, по мере увеличения мощности осадочного чехла будет также распространяться снизу вверх.
То есть осадочные породы над тектоническим нарушением за счет постоянных микроперемещений, направленных на залечивание пустот блочной нарушенности кристаллических пород, обладают повышенной микротрещиноватостью. Исключение составляет верхняя часть осадочных пород, находящихся в пределах этой зоны, поскольку на этот поверхностный слой нет никакого воздействия (нечем надавить). Мощность этого ненарушенного породного слоя, находящегося в зоне тектонического нарушения, составляет от 10 до 30 м, в зависимости от его прочностных свойств.
При ведении строительных работ, в результате воздействия строительной техники, а затем и самого сооружения, область повышенной микронарушенности продолжает распространяться снизу вверх, достигая, в конце концов, дневной поверхности. В результате, грунт, который перед строительством мог быть достаточно прочным, теряет в результате ведения строительных работ свою несущую способность.
Это достаточно распространенное явление, когда при анализе причин внезапно разрушившегося сооружения прочность грунта оказывается существенно меньше, чем в том же месте, но при исследованиях, предшествовавших строительству ([26]). И только сейчас нам стало понятно, что это явление имеет глубинные корни, определяется наличием разрывного тектонического нарушения, и не зависит от мощности осадочного чехла.
Воронкообразный объект или одна из его образующих, прорисованные на ССП-разрезах, отражают область, в пределах которой осадочные породы имеют повышенную микронарушенность. Геологов обычно смущает то, что по глубине воронкообразные объекты на ССП-разрезе, как правило, имеют границы примерно от 50 до 150 м. Эти границы определяются спецификой спектрального преобразования сейсмосигнала, и это не означает того, что выше 50 и ниже 150 м породы не имеют повышенной микронарушенности.
При наличии тектонического нарушения весь столб осадочных пород над ним обладает повышенной микронарушенностью, и воронкообразный объект на ССП-разрезе является признаком того, что грунт в этой зоне обладает (или будет обладать под воздействием инженерного сооружения) пониженной несущей способностью.
Пониженная несущая способность определяется не просто повышенной податливостью грунта, но тем, что воздействие на грунт в этой зоне вызывает микроперемещения по всей длине столба - до самого кристаллического фундамента.
Весь этот столб пород, обладающий повышенной микронарушенностью, вследствие этого, обладает повышенной проницаемостью. Именно поэтому глубинные газы из тектонических нарушений без труда достигают поверхности. По той же причине в этих зонах проявляют себя месторождения воды в виде ключей.
Повышенная проницаемость пород в зонах тектонических нарушений приводит к тому, что расположенные там захоронения токсичных веществ могут заражать грунтовые воды и водоносные горизонты на очень больших площадях, что и произошло на полигоне "Красный Бор" [27].
Повышенная проницаемость пород в зонах тектонических нарушений обеспечивает беспрепятственный выход на поверхность глубинных газообразных субстанций, что, по всей видимости, должно быть причиной возникновения геопатогенныйх зон.
На основании работы, выполненной нами с помощью метода ССП, в продолжение работы [28], сейчас можно утверждать ([29]), что в общем случае, тектонические нарушения действительно являются геопатогенными зонами.
