Сингенетические мерзлые породы

Сингенетические мерзлые породы формируются в ходе накопления осадков на подстилающие мерзлые отложения, т. е. в геологическом смысле и накопление осадка, и его переход в многолетнемерзлое состояние осуществляются одновременно1. При этом основание слоя сезонного протаивания постепенно переходит в мерзлое состояние, наращивая таким образом многолетнемерзлую толщу сверху. Поверхностный слой свежеотложенного осадка по мере его погребения новыми слоями по прошествии некоторого времени становится вечномерзлым[1] [2].

Чем меньше мощность слоя сезонного протаивания при сингенезе (например, в случае аллювиального или иного осадкона- копления) и чем быстрее накопление осадков, тем скорее свежеотложенный осадок перейдет в вечномерзлое состояние и тем, следовательно, меньшему числу циклов сезонного промерзания — протаиваяния он подвергнется[3].

В общем виде процесс синкриогенеза можно представить следующим образом. В течении весенне-летнего сезона происходит накопление осадка определенной мощности. Зимой осадок и подстилающие его отложения сезонноталого слоя промерзают. При постоянной мощности сезонно-талого слоя в последующий год кровля многолетнемерзлых пород поднимется, очевидно, на величину мощности накопившегося слоя осадков (рис. 2.2). Ежегодное повторение этого процесса приводит к образованию мощных син- криогенных толщ.

Промерзание деятельного слоя происходит в сходных условиях, для пород разного генезиса, что обусловливает формирование в них близких типов криогенного строения (рис. 2.3).

Сингенетическое промерзание характерно для аллювиальных, мелководно-озерных, торфяно-болотных, прибрежных морских, со- лифлюкционных и делювиальных отложений[4]. Часто встречаются малольдистые сингенетические многолетнемерзлые толщи с массивной или микросетчатой текстурой. Механизм их образования следующий. Миграция влаги к фронту промерзания оставляет основание деятельного слоя довольно обезвоженным, т. е. малольдистым, каким оно и перейдет в сезонномерзлое состояние. При накоплении осадка сверху и при одинаковой глубине деятельного слоя протаива- ние следующего года не достигает этого обезвоженного слоя грунта, и он перейдет в вечномерзлое состояние. Повторяясь из года в год, такое приращение кровли мерзлоты приведет к образованию сингенетической мерзлой толщи, лишенной или почти лишенной льда.

Схема сингенетического накопления и промерзания осадков при периодических изменениях глубин сезонного оттаиваниия

Рис. 2.2. Схема сингенетического накопления и промерзания осадков при периодических изменениях глубин сезонного оттаиваниия1:

--суммарное изменение уровня земной поверхности вследствие

накопления осадков и сегрегационного льдообразования;

  • — изменение уровня земли за счет осадконакопления;
  • --начальный уровень земной поверхности;
  • — глубина сезонного оттаивания, отсчитывающаяся от изменяющегося уровня земной поверхности;

Д/z — мощность слоя, накапливающегося за 40 лет

Отличительным признаком криогенного строения сингенетических отложений является ритмичность[5] [6]. Текстурные ритмы — результат промерзания в сочетании с осадконакоплением. Ритмы отражают особенности накопления осадков и колебания климата. Обычно в основании такого горизонта (ритма) мерзлой породы залегает или выдержанный прослой сегрегационного льда, или льдистый поясок. Они образуются в результате многократного наращивания не полностью оттаявших прослоев сегрегационного льда у подошвы сезонно-талого слоя. Выше порода имеет различные льдистость и криотекстуру: сетчатую, слоисто-сетчатую, линзо- видно-слоистую, линзовидную или массивную. Сформировавшись в элементарном ритме и перейдя в многолетнемерзлое состояние, осадки в дальнейшем сохраняют в целом криогенное строение. Тиличным примером сингенетического промерзания являются мощные повторно-жильные льды[7], выделяемые в так называемый ледовый комплекс, или ёдому1 2 3.

Основные (руководящие) виды криотекстур, образующихся при сингенетическом промерзании отложений сезонноталого слоя снизу (А, Б) и водных осадков (В)

Рис. 2.3. Основные (руководящие) виды криотекстур, образующихся при сингенетическом промерзании отложений сезонноталого слоя снизу (А, Б) и водных осадков (В)3:

А — слоистые (1 — горизонтальные, 2 — вогнутые, 3 — волнистые);

Б — поисковые (1 — горизонтальные, 2 — вогнутые, 3 — волнистые);

В — решетчатые и сетчатые (1 — косые, 2 — вертикальные)

Е. М. Катасоновым на примере изучения закономерностей сингенетического промерзания аллювиальных отложений был разработан метод генетического анализа многолетнемерзлых пород (ММП) в совокупности с их криогенным строением, определенный автором как мерзлотно-фациальный анализ1. Сущность его состоит в том, что при изучении мерзлых осадочных толщ выделяются фации, которые характеризуются не только определенными условиями накопления осадков, но и особенностями их промерзания[8] [9]. Метод основывается на изучении как фациальных признаков (органоминеральный состав, слоистость, включения), так и криогенного строения (тип текстуры, морфология ледяных включений). С его помощью можно исследовать историю развития мерзлых толщ, условия их осадконакопления и промерзания.

  • [1] Harris S., Brouchkov A., Cheng G. Geocryology: characteristics and use of frozenground and permafrost landforms.
  • [2] Попов А. И., Розенбаум Г. Э, Тумелъ Н. В. Криолитология.
  • [3] Там же.
  • [4] Катасонов Е. М. Криогенные текстуры, ледяные и земляные жилы как генетические признаки многолетнемерзлых четвертичных отложений.
  • [5] Попов А. И. Мерзлотные явления в земной коре (криолитология). М. :Изд-во МГУ, 1967, с дополнениями.
  • [6] Общее мерзлотоведение (геокриология) / под ред. В. А. Кудрявцева М. :Изд-во МГУ, 1978.
  • [7] Shur Y. et al. Syngenetic permafrost growth: cryostratigraphic observations fromthe CRREL tunnel near Fairbanks, Alaska // Permafrost and Periglacial Processes. 2004.Vol. 16. P. 5—18. 2 Murton J. B. et al. Palaeoenvironmental interpretation of yedoma silt (ice complex)deposition as cold-climate loess, Duvanny Yar, Northeast Siberia // Permafrost andPeriglacial Processes. 2015. Vol. 26. № 3. P. 208—288. 3 Катасонов E. M. Криогенные текстуры, ледяные и земляные жилы как генетические признаки многолетнемерзлых четвертичных отложений // Вопросы криологии при изучении четвертичных отложений. М. : Изд-во АН СССР, 1962.
  • [8] Катасонов Е. М. Литология мерзлых четвертичных отложений (криолитология) Янской приморской низменности. М. : ПНИИИС, 2009.
  • [9] French Н., Shur Y. The principles of cryostratigraphy // Earth-Sci. Revs. 2010. Vol.101. P. 190—206.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >