Основы криогенеза литосферы - Романовский Н.Н.
ISBN 5—211—02379—X
Скачать (прямая ссылка):
В горных сооружениях Байкальской горной области и Станового нагорья <7вз и их влияние на мощности ММП изучены недостаточно. Становая складчатая область имеет тепловые потоки ниже 40 мВт/м2 и в этом отношении не отличается от юго-восточной окраины Сибирской платформы. Величины теплопо-токов резко дифференцируются в пределах Байкальского риф
199
та и имеют тенденцию увеличения по мере активизации структур. В первом приближении величины двз монолитно поднима-. ющихся гор, сложенных изверженными и метаморфическими породами байкальского комплекса, составляют 30—50 мВт/м2. Близкие значения qB3 могут иметь и опускающиеся блоки, в том числе погруженные под впадинами байкальского типа, где по шовным зонам, в пределах их горного обрамления с резко дифференцированными движениями блоков диапазон вариаций qVj, существенно возрастает. Наряду с указанными фоновыми значениями могут существовать qB3 от 100 до 400 мВт/м2. Все это сказывается на большом диапазоне изменений мощности мерзлых толщ.
Влияние локальных тектонических структур на мощность мерзлых толщ широко и многообразно проявляется на платформах и в орогенных областях, особенно ярко в суровых геокриологических условиях. Причины такого явления различны: это перераспределение потока внутриземного тепла в верхней части литосферы вследствие различий теплофизических свойств геологических тел в массивах, влияние потоков подземных вод подмеозлотного стока и др.
В осадочном чехле платформ влияние локальных пликатив-ных структур на мощность мерзлых толщ впервые было установлено Д. И. Дьяковым, рассматривал его и В. А. Кудрявцев (1954, 1959). Затем оно получило многочисленные подтверждения при изучении мерзлых толщ Западно-Сибирской плиты Г. Б. Острым, А. Ф. Черкашиным, В. В. Баулиным и другими; Вил ю й с ко й с и и е к л и з ы и Всрхоя н с ко го крае в о го п р о г и б а В. Т. Балобаевым, П. И. Мельниковым, В. В. Баулиным и др. Сходные закономерности выявлены Л. М. Демидюк в чехле тектонических впадин забайкальского типа и В. В. Ловчуком в угленосных структурах Верхояно-Колымской области. На первых этапах геотермических исследований были получены многочисленные факты, свидетельствующие о том, что мощности мерзлых толщ в сводовой части антиклинальных структур с поперечником от первых до нескольких десятков километров меньше, чем на их крыльях, а в синклинальных структурах мерзлые толщи в их осевой части больше, чем на крыльях структур (рис. V.8).
Рис. V.8. Схема залегания многолетнемерзлых пород в антиклинальных (I) н синклинальных (II) структурах
200
Превышение мощностей ММП в центре антиклинальных структур высоких (V—VI) порядков над мощностями на их крыльях в чехле Западно-Сибирской плиты достигает 30—40% и составляет от нескольких десятков до 250 м. Это явление объясняется многими исследователями перераспределением qB3 в слоистом осадочном чехле. Причинами являются неодинаковая теплопроводность пород ниже подошвы мерзлой толщи (большая в сводовой части структур и меньшая на крыльях), а также анизотропная теплопроводность по нормали к напластованию и по пластам. Теплопроводность пород по напластованию (Ли) обычно больше, чем по нормали к поверхности пластов (A-IIAJJ . Коэффициент анизотропии теплопроводности (Х|ДХ) возрастает в толщах с отчетливо проявляющейся слоистостью и внутрипластовой трещиноватостью. По данным Д. И. Дьяконова, он может достигать 1,32. В пликативных антиклинальных структурах в осадочном чехле платформ углы падения слоев на крыльях не более 4—6°. Это делает невысоким влияние анизотропии теплопроводности в слоистых структурах на искажения нормального температурного поля, на различия в значениях g и в мощностях мерзлых толщ в их осевой части и на крыльях.
Следует подчеркнуть, что над антиклинальными локальными структурами в чехле платформ широко известны и другие вариации изменения мощностей ММП и положения изотермических поверхностей, в том числе и с нулевой температурой (подошва криолитозоны). Над рядом структур мощность криолитозоны практически не изменяется, над другими — увеличивается. Последнее широко отмечается над газоносными структурами Западной Сибири (Баулин, 1985). Глубина залегания газовых залежей здесь колеблется от 600 до 1500 м при мощностях ММП соответственно от 200 до 500 м и геотермических градиентах от 5 до 2°С/100 м. Вместе с тем на ряде других газоносных площадей мощности мерзлых толщ меньше над сводами структур, чем над крыльями. Примерами могут служить Уренгойская структура в Западной Сибири; Средневилюйская и другие структуры Якутии.
В., В. Баулин и А. Л. Чеховский подчеркивают различную природу отрицательных температурных аномалий над газоносными структурами и положительных над локальными антиклинальными структурами, где не обнаружено промышленного содержания газа. Они объясняют наличие отрицательных температурных аномалий эффектом адиабатического расширения газа, проникающего по трещинам в перекрывающие породы. Известно, что такой эффект характерен для структур (вне области многолетней мерзлоты), в сводовой части которых существуют разрывные нарушения и зоны повышенной трещииоватости, по которым происходят утечки газа. По оценкам В. Ф. Борзасе-кова, понижение температур над газовыми залежами в Туркмении достигает 3—5°С. Оценивая влияние эффекта адиабатиче
