Основы криогенеза литосферы - Романовский Н.Н.
ISBN 5—211—02379—X
Скачать (прямая ссылка):
В результате двустороннего промерзания с верхней и нижней поверхностей «ядер» глинистых пятен-медальонов образуются зоны с повышенной льдистостью, в которых при сезонном оттаивании порода переходит в разжиженное состояние, дает осадки и способна течь. Напротив, центральная часть «ядра» при промерзании обезвоживается и гидростатическое давление влаги в ней имеет отрицательное значение, она малольдиста. При протаивании, происходящем сверху, грунт в этой части ядра впитывает влагу, набухает и медленно поднимается вверх.
Сезонное протаивание отложений пятен-медальонов происходит неравномерно. При этом в них возникает медленное конвекционное движение дисперсной сильновлажной породы периферической части «ядра», направленное у поверхности от центра к периферии вниз и далее у подошвы CTC к центру, где сменяется на восходящее, к поверхности пятна (рис. III.9). В результате порода основания CTC постепенно перемещается к поверхности, препятствуя зарастанию пятен-медальонов.
В песках и грубодисперсных грунтах, лишенных тонкодисперсного заполнителя, образование пятен-медальонов иное.
100
Зимнее промерзание
Результат
Верх
Середина
Низ
усадка 4 4пучениек д~
подошва \
Летнее immau?aHue
Реэультап
ОШзаб&ние
линз 'мда . поступление
ооды Пучение Таяние льда} потеря Шы
T + Потеря Усадка Поступление
бодыу \ А t ОбраШанае
линз льда j постмление воды Пучение Таяние льда, потеря Шы
нa Sу хание осадка
Осадка
T
А
Рис. II 1.9. Pаиштесная модель формирования глинистых пятен-медальонов
(Маскау, 1979)
При этом изложенные выше условия (чашеобразный характер подошвы CTC и двустороннее его промерзание) являются обязательными. Необходима также высокая обводненность отложений CTC Двустороннее промерзание CTC приводит к отжатию избыточной влаги в центральную иеиромерзшую часть «ядра» пятна-медальона. Здесь развивается мощное криогенное гидростатическое давление воды» которое ведет к изгибу и растрескиванию кровли и, как следствие, к прорыву разжиженной грунтовой массы на поверхность пятна (Общее мерзлотоведение, 1978).
Наличие в отложениях CTC крупнообломочиой составляющей приводит к криогенному выпучиванию обломков на поверхность, т. е. дифференциации отложений по их составу и свойствам. Фронт сезонного промерзания пятен-медальонов со стороны поверхности обычно изогнут вверх за счет промерзания с боков. В результате обломки выпучиваются вверх и в стороны. Действие стебелькового льда приводит к их дополнительному смещению к периферии и концентрации или в межполигональных понижениях, или в виде выпуклых бордюров. В разрезах таких «сортированных» пятен-медальонов отчетливо выделяется более грубый состав их периферийной (и верхней) и более тонкий, сортированный — их центральной (и нижней) части.
Wl
Выше были кратко охарактеризованы процессы, возникающие при' наличии мелкополигональной сети трещин, исходно предопределяющих наличие регулярной сети выпуклых мелкополигональных форм, в центральной части которых и развиваются пятна-медальоны. Образуются они при однородном строении CTC и достаточно низких tcp. Вместе с тем известны формы, морфологически сходные с сортированными пятнами-медальонами, однако образующиеся в иных условиях: при высоких tfcp, больших (обычно более 1 м) глубинах сезонного оттаивания пород, а иногда и в сезонномерзлом слое. При этом CTC (CMC) имеют исходно в разрезе двухслойное строение. В одних случаях с поверхности залегает слой глинистых пород, подстилаемых крупнообломочными, в других — наоборот.
Сортированные пятна-медальоны, которые описаны ниже, образуют как группы, так и единичные формы. Они широко распространены в приледниковой зоне, например на Шпицбергене, а также в районах недавнего материкового оледенения для которых характерно двухслойное строение верхних 1—2 м разреза. Встречены как современные, так и реликтовые формы. Исследования, проведенные Б. Ван Влие-Лано (1988) по изучению условий возникновения и этапов развития этих форм, включая морфологию, строение в разрезах и ведущие процессы, обобщены на схеме (рис. ШЛО). Она рассматривает образование различных форм «каменных колец» и сортированных пятен-медальонов в условиях одностороннего промерзания сверху двухслойного разреза, когда ниже промерзшего слоя развивается криогенное гидростатическое давление, обусловленное отжатием влаги вниз. Слагающие поверхностный слой породы оцениваются по степени пучинистости. Когда тонко дисперсные отложения подстилаются грубообломочными, градиент пучинистости называется положительным, при обратном залегании — отрицательным. Неоднородности в составе или залегании слоев, наличие трещин или других нарушений являются обязательным для возникновения условий, благоприятных для образования пятен-медальонов на поверхности и криотурбаций в разрезе. Их наличие обусловливает неравномерность сезонного промерзания сверху и появление ослабленных зон, по которым может происходить прорыв вверх разжиженной породы, находящейся под криостатическим давлением. Неоднородности могут иметь регулярный и нерегулярный характер. Регулярный характер имеют мелкополигональные формы, возникающие при образовании трещин усыхания или криогенных; нерегулярный — создают вариации в мощности верхнего слоя, наличие микро-неоднородностей рельефа поверхности и др. Условием, благоприятствующим развитию описываемых образований, является высокая обводненность разреза. Дренирование отложений ослабляет или приостанавливает процесс развития пятен-медальонов и криотурбаций. В случае исходного залегания с поверхности глинистых отложений, подстилаемых грубообломочными
