Геологические и гидрогеологические условия территории

Территория г. Коломны расположена на южном крыле Московской синеклизы в зоне ее сочленения с СВ частью Пачелмского прогиба. Она находится на стыке двух крупных структур – южного склона Токмаковского свода (Тумско-Шатурский выступ) и наиболее погруженной части - Пачелмского авлакогена. Граница между двумя этими крупными структурами проходит по системе крупных суперпараллельных сбросов северо-восточного простирания с амплитудами до 1, 4 км. В пределах авлакогена выделятся также поперечная система разломов, разбивающая его на горстообразные выступы и грабены (Коломенский грабен, Зарайский горст).

Для палеозойских отложений характерно погружение на северо-восток (кристаллический фундамент имеет обратный наклон).

Каменноугольные отложения представлены, в основном, карбонатными и глинисто-мергелистыми породами среднего отдела каменноугольной системы. Отложений верхнего отдела каменноугольной системы в пределах города не наблюдается.

Разрез пород среднего отдела каменноугольной системы начинается снизу слоем верейских глин мощностью в среднем 9 – 14 (до 30) м, являющихся региональным водоупором.

Выше верейских глин залегают породы каширского горизонта. Они имеют преимущественно карбонатный состав: известняки, реже доломиты. Внутри разделены многочисленными прослоями мергелей, глин и глинистых алевритов. Мощность отложений в пределах 40 м. Этот горизонт развит на территории повсеместно, но выходит на поверхность лишь на юге района, по долине реки Оки, а также вскрывается древней долиной пра-Оки в районе г. Коломны. Абсолютные отметки кровли горизонта снижаются на северо-востоке от 110 до 25 м. Она залегает на глубинах от 60 до 30 м, на высоких водоразделах – на 100 м. Каширские известняки – органогенные, местами окремненные, в верхней части кавернозные. В минералогическом отношении особенностью пород каширского горизонта является наличие в них минералов фтора: флюорита и ратовкита. Для каширских пород характерна и стронцианитовая, а также целестиновая минерализация. Вследствие чего в подземные воды попадают фтор и стронций, содержание которых нормируется.

В кровле карбонатных пород каширского горизонта залегает ростиславльская толща, которая представлена глинами, переслаивающимися с глинистыми алевритами мощностью 6 – 12 м. Эти водоупорные отложения распространены по всей территории района за исключением двух участков в долине р. Оки на юге. Кровля отложений погружается на северо-восток, ее абсолютные отметки снижаются о 123 м до 32 м. Красные и зеленовато-серые слюдистые алевритовые и карбонатные глины отделяют каширские водовмещающие породы от вышележащих.

Рис. 2. Геологическая карта дочетвертичных отложений

Условные обозначения

Породы смедвинской толщи, которые выходят на поверхность по реке Оке (на юге) и представлены доломитами мощностью 10 – 15 м. С вышележащей водоносной толщей пород подольского и мячковского горизонта она составляет единый водоносный комплекс.

Подольский горизонт, карбонатные отложения которого залегают на смедвинской толще, развит повсеместно, за исключением современных и древних долин рек Москвы и Оки. Горизонт сложен, преимущественно, органогенными известняками с прослоями доломитов, мергелей и глин. У дневной поверхности известняки сильно трещиноваты и закарстованы. Их общая мощность составляет 28 – 32 м.

Непосредственно на подольском горизонте залегает мячковский горизонт, имеющий повсеместное распространение. Он вскрывается долинами рек Оки, Москвы и ее почти всеми правыми притоками. Отложения этого горизонта общей мощностью 20 м, представлены, преимущественно, известняками, грубозернистыми органогенными, иногда окремненными, трещиноватыми, в верхних частях разреза – разрушенными. В пределах развития долинного комплекса породы мячковского горизонта сильно закарстованы. Степень закарстованности падает от долины реки к водоразделам.

Верхнекаменноугольные отложения на территории города Коломны не представлены. Разрез мезозойских отложений в пределах территории района начинается с бат-келловейских терригенных песчано-глинистых нерасчлененных отложений средне-верхней юры, которые распространены ограничено, в пределах древних доюрских долин и на склонах в восточной части территории. Мощность отложений выдержана от 1 до 15 м. Залегают повсеместно на отложениях среднего карбона. Представлены песками, кварцево-слюдистыми, мелко-зернистыми.

Выше по разрезу залегает толща келловейского и оксфордского ярусов юрской системы, представленная, в основном, глинами, являющимися для рассматриваемой территории региональным водоупором, перекрывающим водовмещающие каменноугольные отложения и имеющим практически повсеместное распространение. Они выполняют понижения доюрского рельефа, за исключения южных участков, а также участков размыва по долинам рек Москвы, Оки, Коломенки и притоков последних. Мощность этой глинистой толщи колеблется в широком диапазоне от 1 до 20-30 м, достигая 40 м в древних доюрских долинах. Юрские глины накапливают большое количество микроэлементов, являются источником органики, фтора и несколько повышенной относительно фона радиоактивности.

Выше келловей-оксфордских, преимущественно глинистых отложений, лежат породы верхневолжского яруса юрской системы, распространенные на СЗ и ЮВ территории. Они представлены песками, песчаниками с прослоями глин и желваками фосфоритов, общей мощностью до 5 м.

Над юрскими отложениями лишь на отдельных участках залегают нижнемеловые породы, датируемые преимущественно как барремские и валанжинские.

Верхнемеловые породы представлены кварцевыми, слюдистыми тонкозернистыми песками общей мощностью до 10 м.

Неогеновые отложения на территории г. Коломны не представлены.

Описание четвертичных отложений приводится по данным инженерно-геологических изысканий до изученной глубины в 18 м. Они представлены нижнее- и среднечетвертичными озерными отложениями (l QI-II), среднечетвертичными флювиогляциально-аллювиальными отложениями (f, a QII) и покровными отложениями (pr QIII). Отложения перекрыты почвенным слоем и насыпными грунтами. С поверхности в пределах большей части площадки развит почвенно-растительный слой мощностью 0, 2 м. По региональным данным общая мощность четвертичных отложений в среднем составляет 15 – 20 м, возрастая в пределах погребенных долин различного возраста.

Нижне- среднечетвертичные озерные отложения представлены серыми полутвердыми глинами, в кровле тугопластичными, редко с прослоями полутвердых суглинков. Максимальная вскрытая мощность отложений составляет 7, 5 – 8, 0 м.

Среднечетвертичные флювиогляциально-аллювиальные отложения, представленные коричневыми мягко- и тугопластичными глинами с тонкими прослоями песка, иногда с прослоями текучепластичных суглинков, пластичных супесей, а также с прослоями текучих и текучепластичных суглинков. Отложения залегают до глубин 9, 5 – 11, 5 м. Мощность слоя изменяется в пределах 7, 3 – 10, 0 м.

Верхнечетвертичные покровные отложения распространены повсеместно, залегают под почвенно-растительным слоем и насыпными грунтами, представлены преимущественно глинами, иногда суглинками, серовато-коричневыми от тугопластичных до полутвердой консистенции, с гнездами пылеватого песка. Мощность слоя варьируется в пределах 1, 2 – 3, 0 м, но в большинстве случаев не превышает 2, 0 м.

В пределах г. Коломны разрез четвертичных отложений заканчивается техногенными отложениями мощностью до 10 м. Насыпные грунты - преимущественно пески различной крупности с включением дресвы и щебня до 20%. На рассматриваемой территории максимальной мощности техногенные отложения достигают в юго-западной части города в районе засыпанных оврагов. Состав техногенных отложений следующий: суглинок, песок, щебень, гравий и строительный мусор.

Неравномерная плотность, пестрый состав, наличие легкорастворимых органических веществ определяют участки распространения антропогенных грунтов значительной мощности как неблагоприятные для застройки.

По степени подтопляемости территория относится к потенциально подтопляемой и на момент изысканий находилась в состоянии критического подтопления.

Также, из инженерно-геологических процессов следует отметить морозное пучение глинистых грунтов.

Рис. 3. Геологический разрез четвертичных отложений