Основы криогенеза литосферы - Романовский Н.Н.
ISBN 5—211—02379—X
Скачать (прямая ссылка):
Промерзание пород, слагающих гидрогеологические структуры, является одновременно процессом формирования криогенных водоупоров. Последние, образуясь по иным законам, чем диалогические, начинают не совпадать с ними уже при массивно-островном распространении ММП (см. II.2). Образование криогенных водоупоров трансформирует обычные гидрогеологические структуры в криогидрогеологические. Для последних характерны питание и разгрузка вод через талики, уменьшение гидравлической емкости, разделение вод криогенными водоупорами на такие категории, как воды СТС, таликов и та-ликовых зон, над-, меж-, внутри- и подмерзлотные воды. Подземный сток в таких структурах локализуется по таликам, под мерзлыми толщами, реже по межмерзлотным горизонтам. Влияние подземных вод на мерзлотные условия неодинаково в разных типах гидрогеологических структур: артезианских и адар-тезианских бассейнах, гидрогеологических массивах и адмасси-вах, вулканогенных супербассейнах и бассейнах карстовых вод. Имеется ряд наиболее общих черт такого влияния, проявляющихся на региональном и зональном уровнях, которые и будут рассмотрены в настоящем разделе.
I. Положение уровня подземных вод играет важную роль в характере криогенного строения эпигенетически промерзших пород в массивах. Полная льдонасыщеиность характерна только для пород, залегавших ниже уровня грунтовых вод. Для пород, входивших в зону аэрации и периодического обводнения, присущи, как правило, неполно выраженные криотекстуры в скальных массивах, контактный лед-цемент — в песках и гравийно-галечниковых отложениях, массивные с редкими невыдержанными шлирами в глинистых отложениях. Обычно пористость (пустотность) пород выше их объемной льдистости. В массивах таких пород могут осуществляться воздухообмен, перенос воды в парообразной фазе, сублимация и аблимация льда. Положение зон аэрации и периодического обводнения в массивах существенно определяется рельефом (V.4) и различ-
ие?
но в платформенных (VI) и орогенных областях (VII). Это обусловливает различия в криогенном строении ММП в массивах. Положение уровней подземных вод, зон аэрации, периодического и постоянного обводнения изменяется в процессе многолетнего промерзания и протаивания пород.
В зоне постоянного обводнения для породы характерно полное заполнение пустот льдом. Для скальных пород типичны полно выраженные трещинные или расширенные трещинные криотекстуры зон криогенной дезинтеграции (см. Ш.2, IV.4). В дисперсных отложениях формируются типы криогенного строения, описанные выше (IV.3). Отложения глинистого состава, залегающие над водоносными слоями, при промерзании приобретают повышенную льдистость. Над горизонтами, в которых воды имеют высокие напоры, формирование сегрегационных и инъекционных льдов возможно, видимо, и на больших глубинах. Об этом свидетельствуют результаты лабораторных опытов по льдовыделению в недоуплотненных отложениях при высоких давлениях (Ершов и др., 1989). Находит объяснение наличие льдистых горизонтов в эпикриогенных песчано-глииистых толщах аккумулятивных равнин, вскрываемых скважинами на 200—300 м от поверхности.
II. Влияние вертикальной гидрогеохимической зональности подземных вод на строение криолитозоны наиболее полно проявляется на платформах — в артезианских бассейнах платформенного типа. В артезианских бассейнах древней Восточно-Сибирской артезианской области (Сибирская платформа) вертикальная гидрогеохимическая зональность проявляется в наличии зоны пресных гидрокарбонатных вод до глубины 200—250 м на междуречьях и от 20 до 150 м в днищах долин; маломощной не выдержанной зоны солоноватых сульфатных вод и мощной зоны хлоридных соленых вод и рассолов. В молодой Западно-Сибирской артезианской области зона пресных вод характеризуется мощностью в несколько сотен метров. Она постепенно переходит в зону солоноватых, а затем соленых вод. Только на северной периферии Западной Сибири зона пресных вод сокращена вследствие распространения здесь морских, ледово-морских отложений и наличия в них соленых вод морского генезиса.
В разрезе криолитозоны вертикальной зоне пресных вод всегда соответствует ярус ММП. Зона солоноватых и слабосоленых вод обычно в разрезах криолитозоны представлена мерзлыми породами, включающими линзы и прослои внутри- и межмерзлотных вод с высокой минерализацией в результате криогенного концентрирования. Ниже мерзлых пород существует обычно ярус охлажденных пород мощностью от нескольких метров до нескольких десятков метров, Наконец, зоне сильносоленых вод и рассолов соответствует ярус охлажденных пород, в том числе содержащих криопэги. В этом ярусе скальные нетрещиноватые породы находятся в морозном состоянии. Гра
214
ницы между ярусами не являются фиксированными, соответствующими, например, определенной исходной минерализации. Они существенно изменяются в связи с конкретным характером исходного гидрогеологического разреза и палеомерзлотными условиями. Чем суровее были эти условия, тем на большую глубину происходило промерзание пород, содержавших соленые воды, и тем значительнее была криогенная метаморфизация этих вод. Поэтому существует тенденция зонального увеличения глубины положения границ между названными выше ярусами пород, подвергшихся криогенезу. Однако их положение контролируется и многими другими условиями, в частности строением разреза. Например, в мощных толщах пород с однородной пус-тотностью, насыщенных высокоминерализированными водами, при промерзании в верхней части разреза образуются монолитные мерзлые породы со слабосолоиоватым или пресным льдом, а в нижней — горизонт пород с криопэгами. В слоистой толще при тех же условиях промерзания возникнут прослои мерзлых пород, чередующиеся с прослоями, включающими криопэги.
