2. Геологическое строение района

Участок земной коры, на котором располагается Екатеринбург, характеризуется высокой степенью неоднородности строения. Данный участок сложен неглубоко залегающими консолидированными (коренными) палеозойскими породами, представленными вулканогенно-осадочными породами раннепалеозойского возраста (возраст около 400 - 450 млн лет), вмещающими интрузивные тела гранитов, габбро, перидотитов, серпентинитов (змеевиков), даек гранит-аплитов, кварцевых жил.

Коренные породы смяты в складки и нарушены зонами деформаций. Различные виды коренных палеозойских пород, развитых на территории Екатеринбурга, обладают различными физико-механическими свойствами.

В верхней части земной коры палеозойские породы в мезозойское и кайнозойское время (в последние 250 - 300 млн лет) подверглись выветриванию. В результате образовался чехол коры выветривания средней мощности 2-5 м, покрывающий коренные невыветрелые консолидированные палеозойские породы, сложенный менее консолидированными, чем коренные палеозойские породы грунтами. По палеозойским зонам деформации земной коры и по зонам контактов пород разного состава развились карманы выветривания глубиной более 25 м.

С поверхности грунты чехла коры выветривания перекрыты чехлом четвертичных неконсолидированных отложений неравномерной мощности возрастом около 1 млн лет. Наибольшей мощности (более 10 м) эти отложения развиты в новейших заболоченных впадинах– во впадине Верх-Исетского пруда, в Широкореченской, Патрушихинской, Чистовской, Карасьеозерской, Шувакишской, Уралмашевской и заболоченных участках пойм рек.

2.1. Стратиграфия и литология

На территории описываемого района развиты вулканогенные, осадочные и связанные с ними метаморфические образования ордовикского, силурийского и девонского возрастов

Повсеместно распространены мезокайнозойская кора выветривания и четвертичные отложения.

Верхний ордовик (О₃)

По стратиграфическому положению к этому возрасту принадлежит значительная по мощности вулканогенная толща под названием Нейвинская свита. Она вмещает гранитоиды Шарташского массива в восточной части города.

Нейвинская свита представлена основными эффузивами с подчинёнными им вулканическими брекчиями и туфами того же состава. Редко встречаются прослои (15-20м) углисто-кремнистых сланцев и известняков. Среди эффузивов нередко встречаются порфировые разности (микро порфирит-афирит), реже диабазы и пироксеновые порфириты. Видимая мощность свиты 550-600м.

Нижний силур ( S ₁)

Лландоверийский ярус (S₁ln). К нему относится Невьянская свита мощностью от 100 до 500м (т.е.350-400м). Свита представлена вулканогенно-осадочными и связанными с ними метаморфическими породами, состоящими из филлитизированных глинистых, глинисто-кремнистых, углисто-глинисто-кремнистых, филлитовых графито-кварцевых, хлорит- и слюдисто-кварцевых сланцев и подчинённых им кварцито-песчаников, зелёных сланцев, порфиритов и порфиритоидов базальтового состава,реже диабазов. Все перечисленные породы переслаиваются между собой.

На территории города выделяются три зоны развития пород Невьянской свиты: восточную, центральную и западную. В западной зоне свита простирается вдоль Верх-Исетского гранитного массива. Центральная представляет собой две антиклинальные структуры, которые переходят в одну крупную антиклиналь (в районе Уралмаша). Восточная зона прослеживается в северо-восточном направлении от центра города (район Пионерский и Эльмаш).

Венлокский ярус (S₁w). Он представлен Кировоградской свитой диабазов, порфиритов базальтового состава, кварцевыми альбитофирами, их вулканическими брекчиями и туфами. Перечисленные вулканиты чаще в разной степени изменены и превращены в зеленые сланцы и порфиритоиды, кварц-хлорит-серицитовые сланцы. Породы этой свиты имеют широкое распространение на территории города. Мощность Кировоградской свиты от 400 до 1000м.

Мезо-кайнозойские отложения ( еМZ - КZ )

Представлены древней корой выветривания. Для профилей выветривания пород Кировоградской и Невьянской свит выделяются глинистый и суглинистый горизонты средней мощностью 3.0-18.0м, в контактовых зонах и зонах тектонических нарушений (разломов) они достигают 55.0м и более.

Для профилей выветривания гранитов выделены песчаный и супесчаный горизонт мощностью от 0.0 до 5.0м.

Обломочная зона выветривания включает в себя два горизонта: щебенистый и дресвяный. Первый горизонт развит в профиле выветривания метаморфических пород, мощность горизонта 0.5-15.0м. Второй горизонт характерен для гранитов и достигает мощности 40.0м.

Четвертичные отложения (Q)

В пределах описываемого района наблюдается некоторое разнообразие в фациях и литологии пород четвертичного возраста.

Делювиальные нерасчлененные отложения (Q_Ш-1У)

Наблюдаются повсеместно, где достаточно расчлененный рельеф. Они представлены суглинками, реже супесями бурого, серовато-бурого цветов с включениями дресвы, гравия, реже полуокатанного щебня коренных пород. Мощность менее 1.5м.

Аллювиальные отложения (аQ)

Отложения (аQ_1-2) прослеживаются в северной части района от озера Шувакиш и далее. Они представлены серовато-бурыми глинами, песками и галечниками мощностью от 0.5 до 4.5м.

Отложения (аQ_2-3) связаны со второй аккумулятивной террасой р.Исеть и наблюдаются на ее правом берегу. Представлены суглинками с галькой и гравием.

Отложения (аQ_3-4) слагают первую надпойменную террасу и пойму р.Исеть и всех небольших рек. Они представлены песками, суглинками, супесями и гравийно-галечниковыми отложениями. Мощность от 0.4 до 8.0м.

Озерные, озерно-болотные и органогенно-болотные отложения современного отдела четвертичной системы (l Q₄, l-b Q₄ , bQ₄) представлены торфами, илами, глинистыми песками и глинами. Размещены неравномерно. Наиболее широко распространены в северо-восточных районах Свердловской области, в бассейнах рек Тура, Тавда, Лозьва и Пелым. Между реками Тура и Тагил эти отложения прерывисты и далее на юг уступают покровным осадкам проблемного генезиса и другим отложениям, располагаясь среди них полосами и пятнами различной величины.

В Екатеринбурге, на северо-востоке и в южных заболоченных водоемах много торфа. Разработки его ведутся в торфяниках: Карасье-Озерском, Широкореченским.

Искусственные (техногенные) отложения (tQ₄) представлены щебнем, дресвой, суглинками, битым кирпичом и другим строительным мусором. Эти отложения сплошным чехлом покрывают центральную часть территории города. Их мощность колеблется от 0.1 до 3.0м, иногда до 6.0м.