Основы криогенеза литосферы - Романовский Н.Н.
ISBN 5—211—02379—X
Скачать (прямая ссылка):
181
ном чехле платформ и межгорных впадин сохраняться многие тысячи лет, свидетельствуя о том, что они сформировались в более суровую эпоху, а также о последующем потеплении.
В последние годы к криогенным или субкриогенным образованиям стали относить и гидраты природных газов, возникающие при определенных термобарических и гидрогеохимических условиях в осадочном чехле нефтегазоносных провинций и областей Северной Евразии и Северной Америки при глубоком охлаждении литосферы (Царев, 1976; Черский, Царев, Никитин, 1983). Причиной включения гидратов газов (ГГ) в комплекс криогенных образований является то, что при их образовании и разрушении в породах происходят процессы и явления, сходные с промерзанием и оттаиванием содержащих воду отложений. Существенно, что в разрезах осадочного чехла вертикальная зона гидратообразования (ЗГО) может включать как нижнюю часть криолитозоны, так и находиться ниже нее в области с положительными температурами пород. Поэтому в нефтегазоносных структурах предложено выделять криогазогидратный этаж чехла, включающий яруса многолетнемерзлых пород со льдом, льдом и ГГ, а также пород, содержащих ГГ и воды. При многолетнем промерзании и протаивании возникает взаимодействие мерзлых толщ и образующихся (разрушающихся) скоплений ГГ, влияющее на динамику температурного поля и конфигурацию подошвы мерзлых пород (V.6).
Формирование мерзлой зоны литосферы происходит под воздействием многих региональных и зональных факторов и условий, а также геоисторических событий, таких, как потепления и похолодания, трансгрессии и регрессии моря, оледенения и де-гляциация. Региональными условиями определяются состав, условия залегания и теплофизические свойства мерзлых и талых пород, обводненность последних, а следовательно, и значения теплот фазовых переходов, потоки тепла из недр Земли и геотермические градиенты.
Образование и динамика субаэральной криолитозоны континентов, как это было показано В. А. Кудрявцевым, происходит главным образом под влиянием периодических колебаний температур на поверхности земли. Колебания характеризуются различными периодами, амплитудами и происходят при разных средних за период температурах на поверхности пород или у подошвы слоя годовых теплооборотов. Эти колебания сложно накладываются друг на друга, формируя температурное поле верхней части литосферы и обусловливая динамику криолитозоны. Общие принципиальные закономерности влияния перечисленных выше параметров рассматриваются в курсе общей геокриологии (Общее мерзлотоведение, 1978; Ершов, 1990). Основываясь на них, ниже изложены основные региональные и зональные закономерности формирования, строения и динамики криолитозоны в различных геоструктурах (V.3), гидрогеологических (V.5) и геоморфологических (V.4) обстановках.
182
История развития природного процесса в позднем кайнозое обусловила существенное различие в мощностях и строении криолитозоны северной и южной геокриологических зон (рис. V.l). В северной геокриологической зоне мощности криолитозо-
Рис. V.l. Мощности криолитозоны России и сопредельных государств
(по К. А. Кондратьевой). Мощность криолитозоны, м: jf — 1—/5 субаэральной и субгляциальиой; 16 — реликтовой (вторая цифра — глубина залегания от поверхности, м): а-— 100-—200 и до 100; б — 100—200 и 100—200; в — до 100 и более 200; 17—19 — субмарин-ной. Границы различной мощности криолитозоны: 20 — субаэральной; 21 — субмаринной; 22 — реликтовой; 23 — южная граница криолито-тозоны; 24 — южная граница распространения реликтовых мерзлых толщ (а) и мерзлых толщ в плейстоцене (б)
ны преимущественно превышают 300 м, достигая 1500 м. По криогенному возрасту — это плейстоценовые мерзлые толщи* на динамику мощностей которых оказывали влияние длиннопе-риодные температурные колебания (с периодами 40, 100 тыс. лет и более). Средние температуры за эти периоды лежат в отрицательном диапазоне и зонально понижаются к северу. Большая мощность вертикальной зоны охлаждения и проник
183
новения длиннопериодных колебаний (до 2—3 км) обусловливает в нефтегазоносных провинциях возможность формирования ГГ и их взаимодействия с мерзлыми толщами (V.6). Колебания с более короткими периодами (10 тыс., 1800 лет и менее) в северной зоне происходят также при отрицательных значениях средних температур на поверхности земли. Они изменяют температурное поле верхней части криолитозоны, не влияя на динамику мощностей, но обусловливая пространственно-временные особенности развития многих криогенных процессов и явлений (см. III). Оговоримся, что колебания с Г= 10 тыс. лет могут приводить к небольшим изменениям положения подошвы мерзлых толщ мощностью 200—300 м. Только на южной периферии северной геокриологической зоны суммарное влияние длинно- и среднепериодных колебаний вызывало частичное протаивание с поверхности мерзлых толщ в среднем голоцене (климатический оптимум), сменившееся затем их повторным промерзанием в позднем голоцене. Поэтому мерзлым толщам в этой геокриологической зоне характерно преимущественно непрерывное по вертикали строение.
