Основы криогенеза литосферы - Романовский Н.Н.
ISBN 5—211—02379—X
Скачать (прямая ссылка):
В южной геокриологической зоне мощность толщ, подвергшихся криогенезу, как правило, меньше вертикального яруса пресных вод, поэтому здесь развиты только ММП. В северной геокриологической зоне криолитозоне свойственно разнообразное строение по вертикали. Оно определяется мощностями вертикальных гидрогеохимических зон и глубиной криогенного преобразования пород и подземных вод в настоящее время и в криохроны плейстоцена. Мощной многосотметровой вертикальной зоне пресных вод соответствует одноярусный разрез ММП (часть Вилюйской синеклизы в пределах Центральиоякутской низменности). Если криогеиезом затронута зона солоноватых вод, в нижней части разреза криолитозоны может появляться маломощный ярус пород с криопэгами, а подошва ММП на несколько десятков метров не совпадает с нулевой геоизотермой (север Западно-Сибирской артезианской области). При относительно маломощных (первые сотни метров) зонах пресных и солоноватых вод верхняя часть криолитозоны представлена ярусом непрерывных по вертикали ММП, сменяющимся ярусом мерзлых пород с линзами внутримерзлотных криопэгов, а ниже мощным ярусом плотных морозных пород (литологиче-екие водоупоры), чередующихся с горизонтами, содержащими криопэги (север Восточно-Сибирской артезианской области). Суммарная мощность криолитозоны здесь изменяется от 600 до 1500 м. В целом наибольшая мощность мерзлых толщ или яруса ММП криолитозоны характерна для периферийных частей артезианских бассейнов платформы, где вертикальная зона пресных вод самая большая вследствие промытости разреза. Она меньше в древних артезианских бассейнах (по. сравнению с молодыми), а также на северной периферии артезианских областей платформ, затапливавшихся в позднем кайнозое водами Арктического бассейна.
215
III. Тепловое взаимодействие мерзлых толщ горных пород и подземных вод существенно различается в разных типах гидрогеологических структур, а также в южной и северной геокриологических зонах. Большее влияние на мерзлые толщи оказывают подземные воды открытых гидрогеологических структур с интенсивным водообменом, чем структур закрытых со слабым водообменом. Поэтому тепловое взаимодействие больше в гидрогеологических структурах горно-складчатых областей по сравнению с артезианскими бассейнами платформ В последних водообмен сильнее в структурах южной геокриологической зоны с островными и прерывистыми криогенными водоупора ми по сравнению со структурами северной — со сплошными мощными криогенными водоупорами.
Тепловое воздействие подземных вод на мерзлотные 'условия в южной геокриологической зоне многообразно. Оно начинается на этапе питания подземных вод, которое осуществляется при инфильтрации атмосферных осадков, во-первых, через дождевально-радиационные талики на междуречьях, пологих склонах, на речных террасах и конусах выноса, сложенных хорошо фильтрующими породами, во-вторых, через гидрогенные талики под водотоками и водоемами. Питание через дождевально-радиационные талики имеет отчетливо выраженный сезонный характер. Зимой породы этих таликов сезоино промерзают, а в весенне-летний период часть тепла, привносимая в породу дождевыми водами, тратится на протаиваиие и обогрев, пород CMC. Поэтому инфильтрующиеся воды охлаждаются, причем это охлаждение возрастает с юга на север, а в горах — с высотой, и в пределе воды ниже CMC могут иметь температуру около O0C Просачивание в массивы пород в направлении, противоположном потоку внутриземного тепла, приводит к нагреву вод и охлаждению пород. Нисходящее движение таких вод ниже маломощных мерзлых толщ уменьшает тепловой поток к подошве последних, в результате чего увеличивается их мощность. Поэтому питание подземных вод через дождевально-радиационные инфильтрационные талики, с одной стороны, способствует их устойчивому существованию и повышению t-п, tb tcp; с другой — ниже подошвы CTC создают охлаждающий эффект. Подземные воды в таких случаях являются коллектором внутриземного тепла на больших площадях как в талых массивах, так и под маломощными мерзлыми толщами, где они обычно обладают напором. Эти воды частично разгружаются в долинах рек и под озерами, частично идут на пополнение вод глубокого стока. Их температура в источниках обычно достигает 20C и выше. Это выше температуры пород в таликах, через которые они инфильтруются. Воды глубокого стока в основном питаются за счет поверхностных вод водоемов и водотоков, часто в течение круглого года.
Средние температуры подземных вод «на входе» примерно равны среднегодовым температурам вод водотоков и водоемов
216
(от 2 до 5—7°С), т. е. существенно выше температур инфиль-трующихся дождевых вод. Их влияние на мерзлые толщи в •основном отепляющее. Воды, опускающиеся по разрывным нарушениям до глубин на 100—200 м, превышающих мощности мерзлых толщ, могут отбирать и выносить внутриземное тепло, выхолаживая недры структур, уменьшая теплопотоки и увеличивая мощности ММП. Вместе с тем восходящие подземные воды оказывают на геокриологические условия локальное отепляющее воздействие, приводя или к резкому сокращению мощности мерзлых толщ, или существованию таликов.
