Основы криогенеза литосферы - Романовский Н.Н.
ISBN 5—211—02379—X
Скачать (прямая ссылка):
История образования «закрытого» многолетним промерзанием АБ выглядит следующим образом. На первом этапе происходит формирование мерзлых толщ на площади бассейна, их сплошность и мощность возрастают к северу. При этом в области питания, имеющей внутриструктурное положение, сохраняются сквозные инфильтрациоиные талики (рис. VI.3,Л).
Второй этап характеризуется аградацией мерзлоты, в том числе промерзанием инфильтрационных таликов на юге, прекращением питания и созданием криогенного напора. Возникновение последнего является причиной продолжающейся и даже интенсифицирующейся разгрузки подземных вод через на-порно-фильтрационные талики в северных районах с очень суровым температурным режимом и аградирующими мерзлыми толщами. Большие расходы воды, разгружающейся через на-порно-фильтрационные талики и наледи, приуроченные к выходам вод на поверхность, препятствуют промерзанию таликов. Увеличение мощности мерзлых толщ в пределах бывшей области питания составляло сантиметры в год, т. е. происходило достаточно медленно. B результате значительная часть подземных вод успевала выливаться из пластов на поверхность по таликам (рис. VI.3, Б).
260
Рис. VI.3. Схема формирования аномально низкого пластового давления в артезианском водоносном горизонте вследствие динамики мерзлых толщ: 1 — породы кристаллического фундамента; 2 — литологические водоупо-ры; 3 — хорошо проницаемые в талом состоянии породы; 4 — многолет-немерзлые породы; 5 — обводненные породы; 6 — граница многолетне-мерзлых пород; 7 — восходящие источники; 8 — очаги питания подземных вод; 9 — направление движения подземных вод; 10 — направление движения границы ММП; 11 — скважина, стрелками показан появившийся и установившийся уровень подземных вод
Третий этап связан с потеплением климата и началом деградации мерзлых толщ, особенно с уменьшением их мощности за счет оттаивания снизу (рис. VI.3, В), С началом протаивания сплошных мерзлых толщ снизу, мощность которых даже на юге составляла 200—400 м, а подошва находилась ниже уровня моря, криогенное давление стало уменьшаться и, наконец, исчезло. Прекратилась напорная разгрузка артезианских вод; напорно-фильтрационные талики, существовавшие на севере еще в суровых геокриологических условиях, перемерзли, как бы запечатав артезианские водоносные пласты. Продолжающаяся деградация мерзлых толщ снизу привела к образованию свободных объемов, дефицитов напоров в водоносных слоях, к подтягиванию в них влаги через слабопроницаемые породы таликов и подстилающие пласты, т. е. к современному состоянию системы.
261
Водоносный комплекс пород кембрия, воды которого обладают нормальными пластовыми давлениями, имеет область питания на Алданском склоне Якутского АБ, где широко развит карст, что в геокриологических условиях, существенно более суровых, чем в настоящее время, обеспечивает сохранение ин-флюационных таликов под реками и питание подземных вод.
Аномально низкое пластовое давление в артезианских водоносных горизонтах встречается и в других бассейнах северной геокриологической зоны. Например, по данным А. И. Косо-лапова, в Хатангском АБ дефициты давлений в пермском водоносном комплексе достигают 8,11 МПа. Такое сильное падение напоров связано, видимо, с происходящей в настоящее время деградацией мерзлых толщ в местах выхода пород перми на поверхность шельфа под уровнем моря Лаптевых (см. VIII.1).
VI.4. ЗОНА ГИДРАТООБРАЗОВАНИЯ
НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ ОБЛАСТЕЙ ПЛАТФОРМ МЕРЗЛОЙ ЗОНЫ
Газы подземной гидросферы платформ являются важным фактором в формировании их геокриологических условий. Взаимодействуя с подземными водами, природные газы при охлаждении литосферы образуют гидраты (см. VI.6). В вертикальном разрезе чехла платформ в северных широтах существует термобарическая область — зона гидратообразова-ния (ЗГО), где газы находятся в гидратной форме. Криолитозона платформ и ЗГО сочетаются и взаимодействуют между собой при длительных климатических изменениях, вызывая возникновение ряда геологических эффектов. Среди них важным является концентрация газов в ЗГО. Большинство рассмотренных выше АБ представляют собой нефтегазоносные структуры, в недрах которых сосредоточены скопления природных газов метанового ряда. Кроме того, в водах растворены азот, кислород и другие газы. По термобарическим условиям северные части Восточно-Европейской, Западно-Сибирской и Восточно-Сибирской артезианских (и нефтегазоносных) областей должны содержать природные газы в форме гидратов (см. VI.6). Поэтому в вертикальном разрезе этих структур криолитозона сочетается с ЗГО.
По анализам геотермических условий, мощностей ММП, вертикальной гидрогеохимической зональности, особенностей состава, свойств и распределения газов Н.В.Черским, В.П.Царевым и С. П. Никитиным (1983) проведена оценка глубин залегания подошвы ЗГО и ее мощностей для Тимано-Печорской провинции Восточно-Европейской платформы, Западно-Сибирской плиты и Сибирской платформы.
В Тимано-Печорской провинции южная граница распространения ЗГО примерно совпадает с границей мощных, в том чис
262
