пользователей: 30398
предметов: 12406
вопросов: 234839
Конспект-online
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ

70. Геолог. деят-ть в областях распространения многомерзлотных горных пород.

Зоан распр. МН.В.М. носит название криолитозона. Соответственно и наука, изучающая криолитозону и процессы, связанные с ней, называется геокриологией или мерзлотоведением Мерзлыми г.п. называют такие породы, характерными признаками которых явл-ся нулевая или низкая температура и присутствие в этих породах льда, заключается в порах и трещинах. В СССР они занимают свыше 47-48% площади, а в странах СНГ 25%. В условиях потепления климата юж.граница В.М. постепенно продвигается на север В.М., как правило, имеет реликтовое происхождение. Доказательством является нахождение в В.М. останки древних животных.

Под многолетнемерзлыми горными породами подразумевают толщи горных пород, постоянно находящиеся в условиях отрицательных температур. Многолетняя мерзлота распространена весьма широко. Многолетнемерзлые горные породы занимает 25% поверхности мировой суши – это территории Сибири, Урала, Монголии, Канады, Аляски, Гренландии и Антарктиды и островов Северного Ледовитого океана. В России площадь многолетнемерзлых горных пород необычайно велика и составляет около 56% всей территории страны. Мощность криолитозоны достигает 900 м, а в некоторых районах глубина многолетнего промерзания составляет 1500 м.

Геологическая наука, изучающая толщу многолетнемерзлых пород, ее свойства, закономерности строения и распространения, называется мерзлотоведениемили геокриологией(от греч. kryos — холод, лед).

 

Лед в многолетнемерзлых породах присутствует в разных формах. Выделяют лед погребенный – образуется при захоронении снежников и подземных льдов; повторно-жильный – образуется при неоднократном заполнении водой или снегом трещин, проникающих на различные глубины; инъекционный - возникает в результате замерзания подземной воды, внедряющейся под напором в толщу мерзлых пород; конституционный лед – образуется при промерзании влажных дисперсных горных пород 

Верхняя граница многолетнемерзлой толщи ограничена так называемым деятельным горизонтом — ежегодно оттаивающим в теплое время поверхностным слоем, который вновь замерзает зимой. Слой сезонного оттаивания имеет мощность от 20-30 см до 2-3 м. Нижняя граница мерзлой толщи располагается на разной глубине — от нескольких метров до 500 м и более. Так, мощность многолетней мерзлоты в Якутии и полярных районах Канады достигает 1500 м. На этом основании ученые выделяют в литосфере особую зону мерзлых пород, или криолитозону.

Многолетняя мерзлота не везде образует сплошную толщу. По периферии площади распространения мерзлоты происходит уменьшение ее мощности до 25-50 м, что сопровождается перемещением мерзлых участков и таликов — участков с температурой выше 0°С.

Географическое распространение многолетней мерзлоты на территории Евразии своеобразно. В пределах европейской части России южная граница мерзлоты, которая представлена отдельными островами многолетнемерзлых пород, примерно совпадает с Северным полярным кругом. За Уралом эта граница спускается до 62-63° с.ш., причем за Полярным кругом существует сплошная мерзлота. Долина Енисея играет роль природного рубежа, вдоль которого граница многолетней мерзлоты спускается к югу и затем уходит за пределы России. Таким образом, огромная территория Центральной Сибири, Северо-Востока и северной части Дальнего Востока попадает в область распространения многолетней мерзлоты.

Несовпадение площади распространения многолетней мерзлоты с современными природно-географическими зонами позволяет предполагать, что многолетняя мерзлота — наследие ледниковых эпох, а многолетнемерзлая толща может рассматриваться как подземное оледенение.

Великое плейстоценовое похолодание сопровождалось не только несколькими наземными оледенениями, но также подземным льдообразованием. При этом масса льда, содержащегося в мерзлой толще, несмотря на огромную площадь ее распространения, сильно уступает массе воды, которая была связана в материковых наземных ледниках. Объем одного лишь Европейского ледникового щита составлял 7,6 млн км3, в то время как объем льда, содержащегося во всей многолетнемерзлой толще, равен 0,84 млн км3. Таким образом, количество атмосферных осадков является столь же важным фактором формирования наземного оледенения, как и отрицательная температура. По этой причине уменьшение годового количества атмосферных осадков с запада на восток в бореальной зоне Евразии и соответственное нарастание аридности сыграли важную роль в ограничении распространения покровных ледников в самой холодной части этого суперматерика — в Центральной Сибири и на Северо-Востоке. Противоположная ситуация имеет место для многолетнемерзлой толщи, мощность которой достигает максимума именно в указанных регионах.

Вместе с тем некоторые современные климатические процессы способствуют сохранению и поддержанию «вечной» мерзлоты. Главные из них — господство холодного антициклонального воздуха над областью распространения многолетней мерзлоты, очень длительный морозный период (почти две трети года), небольшое количество осадков в результате существующей циркуляции воздушных масс.

Многолетняя мерзлота в сочетании с холодными климатическими условиями способствует развитию специфических мерзлотных геологических процессов, отражающихся на особенностях строения поверхностных отложений и рельефа местности.

Распространение подземных вод тесно связано с пространственным положением многолетнемерзлых пород, которые являются водоупором. Выделяют надмерзлотные воды сезонно-талого слоянадмерзлотные воды несквозных таликов(талики – слой или массив горной породы, имеющий температуру выше 0оС в течение всего года, окруженный мерзлой толщей); воды сквозных таликов и подмерзлотные воды.

Ледяные жилы могут быть эпигенетическими, т.е. образующимися в уже сформированных мерзлых породах, и сингенетическими, т.е. сформированными одновременно с накоплением осадков

Процессы сезонного замерзания-размерзания вызывают характерные изменения сложения рыхлых поверхностных отложений. Во-первых, это проявляется в возникновении характерной криотурбационной текстуры (от лат. turbatio — смятение, беспорядок) отложений, обусловленной беспорядочным смятием пропластков деятельного слоя.

Во-вторых, низкие зимние температуры способствуют образованию многочисленных морозобойных трещин, рассекающих влажные сезонно оттаивающие рыхлые отложения, образующие в плане полигональную сеть 

Крупные полигоны, ограниченные относительно протяженными трещинами, имеют размеры 10-20 м в поперечнике. Внутри них присутствуют полигоны меньших размеров, образованные более короткими трещинами. Трещины в холодное время заполняются льдом и превращаются в ледяные клинья, а в теплый сезон остаются открытыми и могут зарастать травянистой растительностью (так называемые «пятна-медальоны» (рис. 1.42) на полигонах глинистых грунтов) или заполняться обломочным материалом.Морозобойные клинья и криотурбационная текстура поверхностных отложений хорошо сохраняются и служат свидетелями существования их мерзлого состояния даже спустя многие тысячи лет после изменения климатических условий.

 

В-третьих, в процессе оттаивания и замерзания деятельного слоя происходит своеобразная криогенная дифференциация обломочного материала. Крупные обломки постепенно выжимаются из переувлажненного при оттаивании грунта в полости трещин или на поверхность при наступлении сезонного замерзания. В результате образуются так называемые «каменные полигоны»На участках, испытывающих сезонное переувлажнение (например, у основания склонов), прямые очертания морозобойных полигонов округляются, и тогда образуются «каменные кольца».

Если же морозобойные трещины не заполняются грунтовым обломочным материалом, в них возникают ледяные жилы, причем лед постепенно нарастает вверх, и над жилой образуются торфяные кочки с ледяным ядром, так как оторфованная моховая масса предохраняет лед от таяния на протяжении короткого летнего сезона. В том случае, когда по тем или иным причинам имеет место прогрессирующее нарастание относительно большого количества льда в приповерхностной части многолетнемерзлой толщи, то это приводит к морозному пучению грунта и образованию бугров высотой до 10 м и выше. Такие бугры морозного пучения в Якутии называют булгунняхи, а в Северной Америке — пинго (рис. 1.43). Известны случаи, когда сопротивление почвы нарастающему давлению постепенно увеличивающейся массе льда достигало критического предела, и происходил криогенный взрыв, разрушавший грунтовое покрытие.

Криогенные просадки и морозное пучение грунтов создают сложные проблемы для строительства на территории распространения многолетней мерзлоты.

На отдельных участках поверхностный слой может протаивать немного глубже, чем на окружающей площади. В этих местах поверхность многолетней мерзлоты располагается соответственно глубже, и происходит проседание оттаявшего грунта с образованием округлых в плане просадочных депрессий. Это явление получило название термокарста. Термокарстовые просадочные западины имеют блюдцеобразную форму, размеры в десятки и первые сотни метров в поперечнике и в теплое время заполняются водой (рис. 1.44). В дальнейшем вода такого термокарстового озера оказывает отепляющее воздействие на мерзлые породы и лед, что приводит к дальнейшему развитию термокарстового процесса. Небольшие мелкие термокарстовые озера являются характерным элементом мерзлотных ландшафтов.

Талая вода местами скапливается в большом количестве на поверхности многолетнемерзлой почвы. Эти надмерзлотные воды, зажатые между поверхностью мерзлоты и постепенно замерзающим с началом холодного сезона деятельным слоем, могут его прорвать и образовывать обширные наледи. При прорыве подмерзлотных вод, особенно на тех участках, где есть выход вод на поверхность, формируются наледи (рис. 1.45) мощностью до 10 м и площадью до 100 км2 (например, Мамская наледь).

Местами находящаяся между многолетнемерзлой толщей и промерзшей частью сезонно-талого слоя вода не прорывается на поверхность, а замерзая, только приподнимает кровлю, образуя бугры пучения с ледяным ядром в центре, так называемые гидролакколиты

Для территории распространения многолетней мерзлоты весьма характерны процессы солифлюкции(от лат. solum —почва; fluctio — истечение). Солифлюкцией называется медленное течение, сползание насыщенного водой грунта по склонам. При этом образуются солифлюкционные наплывы и даже плохо выраженные ступенчатые площадки. Поверхность солифлюкционных отложений неровная, они несортированны и имеют неясную текстуру течения

В горных районах на территории распространения многолетней мерзлоты, где активно протекают процессы морозного разрушения и десквамации плотных горных пород, но отсутствуют значительные массы наземного льда, образуются россыпи щебня. Некоторые глыбы и более мелкие обломки пород, в безморозный период не спаянные льдом, съезжают по увлажненной горной поверхности склонов, а в ложбинах на склонах образуют скопления, которые соскальзывают вниз, образуя «каменные моря», или курумы, в основании горных склонов.


05.07.2014; 17:47
хиты: 89
рейтинг:0
Естественные науки
науки о земле
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2024. All Rights Reserved. помощь