Основы криогенеза литосферы - Романовский Н.Н.
ISBN 5—211—02379—X
Скачать (прямая ссылка):
Особенности криогенного строения синкриогениых субаэральных отложений обусловлены совокупностью происходящих в них криогенных процессов и осадконакопления. Важнейшими
142
особенностями формирования таких отложений являются: 1) отсутствие постоянного водного покрова; 2) осадок накапливается на поверхности земли, в многолетиемерзлое состояние переходят отложения нижней части СТС; 3) переход осуществляется не ежегодно, а ритмами; 4) в строении синкриогенных отложений принимают участие органо-минеральная составляющая и подземный лед (сегрегационный, конжеляционный, инъекционный), количество которого может существенно превышать естественную пористость породы в талом состоянии; 5) дифференциация влажности (льдистости) и образование криотекстур происходит в CTC в период его осенне-зимнего промерзания. Поэтому криогенное строение ритмов зависит от строения нижней части СТС, существенно связано с температурными условиями и подчиняется геокриологической зональности.
Темпы субаэрального осадконакопления неодинаковы. В целом они ниже на обширных низменностях по сравнению с межгорными тектоническими впадинами, где формируются гра-вийно-галечные, песчаные и в меньшей степени пылевато-гли-нистые отложения. На приморских арктических низменностях (Анабаро-Оленекской, Яно-Колымской) превалируют пылевато-глинистые отложения и мелкозернистые пылеватые пески. На виутриконтинентальных равнинах (Центральноякутской, Абый-ской, Ольджойской) общий темп осадконакопления и состав отложений носят промежуточный характер.
Мощности CTC при одинаковом составе отложений уменьшаются с понижением tcp, снижением континентальности типов CTC и возрастанием его влажности (см. 11.6). На территориях с высокой степенью континентальности (и большими |т) тпа больше, чем в районах морского климата с малыми A0 и ?т. Влияние tcp однозначно оценить невозможно, так как в тонко-дисперсных отложениях с понижением tcp не только уменьшается |т, но возрастает их влажность (льдистость). Это ведет к уменьшению темпа поступления из CTC органо-минеральной составляющей в образующуюся синкриогенную породу, в результате чего увеличивается тПп.
Криогенное строение тонкодисперсных (пылевато-глинистых) и грубодисперсных (песков, гравийно-галечных) синкриогенных отложений формируется неодинаково: в первых происходит, а у вторых отсутствует сегрегационное льдообразование в СТС; различно в них и образование полигонально-жильных структур (см. II 1.4) и других явлений.
Влияние геокриологической зональности на льдистость и криогенное строение субаэральных синкриогенных пылевато-глинистых отложений подмечено давно и изучалось многими исследователями. Е. М. Катасонов в 50-х годах установил, что их криогенные текстуры формируются за счет промерзания пород CTC снизу, со стороны мерзлой толщи, а выдержанные ледяные шлиры и изогнутые «пояски»— слои высокольдистой ' породы с атакситовой: криотекстурой —
143
повторяют конфигурацию подошвы этого слоя. В. А. Кудрявцев (1961) показал, что полугодовые теплообороты Qb проходящие через подошву СТС, за счет которых осуществляется промерзание снизу, прямо, пропорциональны /ср : = |^ср| X 1 ' 2XTC
Xj/—-^- При характерных для тонкодисперсных отложении
значениях коэффициента теплопроводности (К) и теплоемкости (С) выражение под корнем превышает 6000 кДж/м2. Такое количество тепла, отводимое в мерзлую толщу при промерзании СТС, обеспечивает формирование прослоя чистого льда около 2 см. Напомним, что при tCp=0°C промерзание CTC снизу отсутствует и ледяной прослой не образуется. В случае полного расходования Qt на образование ледяного прослоя в основании CTC его мощность будет возрастать при понижении tcp. Так, при top=—1° ледяной прослой не будет превышать 1,5—2 см; а при tcp=—10° может достигнуть 15—20 см. Однако в реальных условиях не все теплообороты идут на фазовые превращения воды и образование таких ледяных шлиров. Этому препятствует ряд обстоятельств. Наиболее существенно, что CTC успевает промерзнуть сверху до полной реализации потенциально возможного промерзания снизу за счет Q5. Промерзание сверху происходит тем быстрее, чем меньше мощность CTC и конти-нентальнее климат. Этому способствует отсутствие снега в начале промерзания, что характерно для внутриконтинентальных районов Сибири. В условиях морских типов CTC и при /ср, близких к 0°С, отложения в CTC замерзают сверху медленно, а их промерзание снизу реализуется более полно. У подошвы CTC часто образуются не прослои чистого льда, а слои породы с атакситовой криотекстурой и объемной льдистостью 50—90%. В силу этого снизу могут при благоприятных условиях промерзать слои отложений большей мощности, чем если бы образовывался чистый лед.
В разрезах строение синкриогениых отложений отличается криогенной ритмичностью, т. е. чередованием слоев с высокой и пониженной льдистостью, различающихся криотекстурами. А. И. Попов (1967) объяснил это явление тем, что при монотонном осадконакопления на поверхности земли сиикриогенные субаэральные отложения переходят в многолетнемерзлое состояние не ежегодно тонкими слоями, а скачком, когда за один год (одноразово) образуется криогенный ритм. Причину перехода в многолетнемерзлое состояние ритмами А. И. Попов видит в динамике глубины сезонного оттаивания, обусловленной колебаниями климата с различными периодами (4—6, 11—13, 40 лет и др.). Полностью соглашаясь с тем, что криогенная ритмичность связана с изменениями |т, уточним причины и особенности таких изменений.
