Основы криогенеза литосферы - Романовский Н.Н.
ISBN 5—211—02379—X
Скачать (прямая ссылка):
При криогенном растрескивании по переходному и особенно по северному варианту проявляется зависимость увеличения глубины проникновения открытых криогенных трещин ниже CTC по мере понижения tcx> (рис. II 1.4). Размеры трещинных
Рис. .111.4. Характер изменения глубин проникновения .«раскрытых» морозобойных трещин ниже подошвы CTC при понижении /Ср (при прочих равных условиях): 1 — огибающие температурных кривых; 2 — верхняя поверхность мерзлой толщи; 3 — наибольшая глубина проникновения «зияющих» трещин; 4 — подошва слоя годовых колебаний температур; At — отклонения температуры от /ср, при которой трещина считается «зияющей» "
полигонов, изменяющиеся в пределах от 6—8 до 20—25 мг обусловлены составом и льдистостью пород. Тенденция уменьшения их размеров при увеличении А0г хотя и прослеживается, но в ослабленном виде.
Важной особенностью проявления криогенного растрескиваний в естественных условиях является закрепление мест возникновения трещин при периодически повторяющемся процессе. Это явлется следствием образования ослабленных участков («дефектов») в места! их первоначального появления, а также развития на их основе полигонально-жильных структур. «Жесткость» закрепления увеличивается в результате заполнения трещин материалом с существенно более низким сопротивлением на разрыв, чем у вмещающих отложений. В современном влажном климате криогенные трещины чаще всего заполняются водой, -переходящей в лед. При положительных и высоких отрицательных tcp в породах образуются изначально-грунтовые жилы, а при более низких отрицательных — повторно-жильные льды (Романовский,' 1977). Ледяные жилы являются
90
наиболее ослабленными местами мерзлых массивов, так как сопротивление льда на разрыв существенно ниже, чем у минеральной части. Повторно-жильные льды — структуры двухъярусные. В верхней грунтовой части структуры так же, как и в изначально-грунтовых жилах, элементарные ледяные жилки оттаивают и заполняются вмещающими отложениями, оплывающими со стенок трещины. Осенью, замерзая, порода цементируется льдом, в результате чего уменьшается «дефектность» мерзлого массива. Сокращение мощности CTC к северу при понижении tGV приводит к уменьшению грунтового яруса и более близкому залеганию к поверхности «головы» ледяной жилы. Результатом этого является зональное увеличение закрепления мест повторяющегося криогенного растрескивания.
Ненарушенные ранее криогенным растрескиванием, т. е. лишенные такого рода дефектов, массивы в современных условиях встречаются редко, в основном в днищах спущенных термокарстовых озер, характерных для аккумулятивных равнин севера (III.9). Осушение озер происходит главным образом вследствие развития эрозионной сети. При этом температура поверхности пород на их днище скачком понижается до значений, близких к зональным. Талые отложения начинают промерзать и подвергаться криогенному растрескиванию. Р. Маккей указывает на появление уже в первую зиму после спуска озера единичных широких (до 4—6 см) криогенных трещин. В последующие годы появляются новые трещины и происходят постепенное формирование замкнутой полигональной сети, сокращение глубины СТС, рост повторно-жильных льдов.
Важной особенностью является форма полигональной сети на днищах спущенных озер (аласах, хасыреях) и на поймах рек. Одна генерация трещин повторяет контуры береговой линии (и подозерного или подруслового талика), а вторая перпендикулярна к ним. В результате образуются сегменты пойм (и террас), полигональная сеть на которых отражает процесс ландшафтообразования или фуркации русла. Полигональные сети на междуречьях и высоких террасах, сложенных достаточно древними отложениями, имеют беспорядочный рисунок. Он отражает как неоднородность субстрата, так и сложность и неоднократность формирования криогенного трещинного микрорельефа, появлявшегося в криохроны и деградировавшегося в термохроны.
Первичные полигонально-жильные структуры, образующиеся на основе криогенного растрескивания, многообразны (см. рис. Ш.З). Основные типы таких структур отличаются, во-первых, по веществу, периодически заполняющему криогенные трещины, во-вторых, по положению трещин (и структур) в системе CTC — мерзлая толща (Романовский, 1977; Общее мерзлотоведение, 1978). Положение трещин, зависящее от tcp пород, определяет трансформацию или накопление заполнявшего их материала, деформации вмещающих их отложений и другие
91
особенности полигонально-жильных систем, включающих как сами структуры, так и вмещающие их отложения. Известны два основных способа заполнения криогенных трещин, происходящих в разной природной обстановке. Первый — это заполнение их водой, замерзающей в трещинах и образующей элементарные ледяные жилки. Такое заполнение происходит в условиях/когда на поверхности появляется вода, талая снеговая или поверхностная речная. Последняя попадает в трещины в редких случаях. Таким образом, указанный способ заполнения возникает при наличии снежного покрова, тающего весной. Когда трещины не выходят из СТС, образуются изначально-грунтовые жилы, если трещины проникают в мерзлую толщу — повторно-жильные льды. Первые являются высокотемпературным, вторые — низкотемпературным типом полигонально-жильных структур, вертикальные размеры которых зонально возрастают при понижении tcp. Второй способ — заполнение трещин воздушно-сухим песком в условиях низкой влажности, отсутствия снега и наличия сильных ветров, переносящих песок, т. е. в холодной аридной обстановке. Необходимо также наличие песчаных массивов или пород, при выветривании которых образуется песок и развиваются процессы дефляции. Формируются при этом дефляционные поверхности с ветрогранниками и первично-песчаные жилы, среди которых выделяются высоко-и низкотемпературные типы.
