Основы криогенеза литосферы - Романовский Н.Н.
ISBN 5—211—02379—X
Скачать (прямая ссылка):
При криогенезе пород зоны пресных вод образуются одноярусные мерзлые толщи пород. Верхиеголоценовые толщи (мощностью до 100—150 м) южной геокриологической зоны всегда одноярусиы. При мощности криолитозоны 300—400 м ниже ММП обычно существует ярус (горизонт или слои) охлажденных пород с отрицательно температурными (близкими к O0C) водами. Их повышенная минерализация — результат промерзания и криогенного концентрирования солоноватых или слабосолеиых вод. В толще, содержавшей такие воды, возможно сочетание линз меж- и внутримерзлых вод с ММП. При мощностях криолитозоны от 300—400 до 1500 м присутствуют три яруса: верхний — ярус ММП, промежуточный — мерзлых пород с линзами криопэгов и нижний — охлажденных пород с криопэгами.
В чехле АБ платформенного типа нижний ярус состоит, как правило, из водоупорных горизонтов «морозных» пород, представленных массивными известняками, галитом, ангидритом и гипсом, алевролитами и сланцами, и горизонтов водоносных пород с криопэгами. Это кавернозные известняки, мергели, песчаники и трещиноватые изверженные породы. В кайнозойских, отложениях роль немерзлых отрицательно температурных горизонтов выполняют глины, засоленные пылеватые суглинки и супеси, а водоносных — галечники, пески, слабосцементирован-ные песчаники и конгломераты.
Таким образом, в пределах артезианских областей платформ в северной геокриологической зоне, где мощности криолитозоны колеблются от 300 до 1500 м, в вертикальном строении ее разреза присутствуют все три яруса, причем нижний ярус ох-
255
лажденных пород и вод (криопэгов) может даже превалировать. Его мощность на севере Восточно-Сибирской артезианской области достигает 1000—1200 м.
Для артезианских областей и артезианских платформенных бассейнов характерным является сокращение мощности яруса мерзлых пород и увеличение яруса охл а ладейных, во-первых, от их горного обрамления (внешних областей питания) к центральным частям, во-вторых, к северной периферии структур, открытых в сторону Полярного бассейна. В строении криолитозоны наследуются черты исходной вертикальной гидрогеохимической зональности этих структур.
Питание, сток и разгрузка подземных вод артезианских областей платформ, преобразованных криогенезом, различны в верхней зоне грунтовых вод и в артезианских водах. Распространение, глубина залегания и сток грунтовых вод зависят от особенностей рельефа и зонально меняются. Их питание везде происходит за счет атмосферных и поверхностных вод ручьев и озер. В зоне островных и прерывистых ММП, где широко распространены дождевально-радиационные талики на поверхности и склонах междуречий и в днищах долин, питание происходит на повышенных участках, а сток идет в сторону долин ручьев и рек. При равнинном рельефе зеркало грунтовых вод в таликах повсеместно залегает близко к поверхности. Это обусловливает важнейшую криогенную особенность пород чехла — полную льдонасыщенность в многолетнемерзлом состоянии.
В северной геокриологической зоне платформ, где отсутствуют радиационно-тепловые талики, грунтовые воды локализуются в подозерных и подрусловых таликах. Обычно для таких таликов характерна совершенная гидравлическая связь грунтовых и поверхностных вод. При равнинном рельефе в подрусловых таликах уровень грунтовых вод даже зимой близок к поверхности, хотя сток замедляется. Поверхностный сток сохраняется только в крупных и средних реках. В подрусловые талики часто происходит разгрузка артезианских вод, сильно влияющих на состав грунтовых вод в аллювии, особенно зимой.
При наличии рельефа плато и плоскогорий с глубоковрезаи-ными долинами рек, высокими уступами террас уровень грунтовых вод в прибортовой (придолинной) части имеет форму депрессионной поверхности, повышающейся от бровки к водоразделу. В результате массивы хорошо проницаемых пород в прибортовой части террас и придолинных частей плато оказываются дренированными. При их многолетнем промерзании они сохраняют в мерзлом состоянии открытую пустотность (тре-щиноватость, пористость, кавернозность); для них характерны льдистость меньшая, чем открытая пустотность, и неполно выраженные криогенные текстуры (рис. VI.2). В таких массивах ММП, сложенных кавернозными раскарстованными известня-
256
Рис. V 1.2. Схема строения придолинной части массива ММП в чехле Сибирской клатформы (южная часть северной геокриологической
зоны):
I — переслаивание известняков, мергелей и доломитов; 2 — траппы; 3 — аллювиальные отложения (галечники, пески, супеси с повторно-жильными льдами); 4 — трещиноватость пород зоны экзогенной трещиноватости в мерзлом состоянии с полно выраженными трещинными криотекстурами; 5 — карстовые пустоты с неполно выраженными (а) и полно выраженными (б) криотекстурами; ? — трещины отрыва в оползнях «ангарского» типа с неполным заполнением льдом; 7 — границы ММП (а) и подошвы CTC (б), охлажденных пород (в); 8 — граница дренированной части массива; 9 — воздухообмен с мерзлой частью массива; 10 — направление движения криогалинных вод ками, мергелями, трещиноватыми диабазами, галечниками и промытыми песками, возможны воздухообмен, возгонка и образование «сублимационного» льда. Эти массивы проницаемы для соленых вод и рассолов. Эта особенность имеет большое значение при строительстве гидротехнических сооружений. Пустоты трудно обнаружить при изысканиях и изучать обычными методами, которыми исследуется проницаемость пород. Поэтому в "долинах рек и ручьев опасным является возникновение обходной фильтрации вокруг плотин и дамб, построенных с мерзлым ядром и примыкающих к ММП бортов.
