Мерзлотние явища в земній корі (кріолітологія). Іркутська область

Реферат виконала Н. Власова

ярмо, 1997

Вічна мерзлота Середньої Сибіру.

Вічна мерзлота - Мерзлі гірські породи, що характеризуються температурою від 0 і нижче, що містять у своєму складі лід і що знаходяться в такому стані протягом тривалого часу - від декількох років до багатьох тисячоліть.

Зона багаторічної мерзлоти тягнеться до південних меж Середнього Сибіру і йде за її межі, що істотно відрізняє середню Сибір від Західного Сибіру. Мерзлота як би несе далеко на південь, у помірні широти, полярні умови формування мікрорельєфу, зростання рослин, грунтоутворення і водного режиму. У результаті створюються суперечливі умови розвитку органічного світу при холодних грунтах з холодними грунтовими водами і високими температурами грунтів і повітря влітку.

У Середній Сибіру спостерігається вічна мерзлота за винятком південної її краю. Кордон спускається від 60 паралелі ріки Єнісей до Східного Саяна, огинає його і спускається майже до витоку Ангари, далі підіймається Предбайкальской западині, північній частині Північно-Байкальського нагір'я, Патомского нагір'я до пониззі річки Оленька, уздовж Алданське нагір'я до середньої течії річки Алдан піднімається до 60 гр. пн.ш. і йде по межі Середньої Сибіру на північ (уздовж гирла річки Лена по західному краю Верхоянського хребта.)

За характером розповсюдження вічна мерзлота може бути розділена на три зони по Сумгіну 1937 1) суцільна

2) мерзлота з островами талих грунтів

3) острівна -- острови мерзлоти серед талих порід

Кожна з трьох зон характеризується різними потужностями і температурами мерзлотних товщ. При цьому усередині зон потужності та температури змінюються в напрямку з півночі на південь - Потужності зменшуються, температури підвищуються.

Зона суцільний вічної мерзлоти характеризується найбільшими потужностями мерзлотних товщі - від 500 і більше до 300 м. І самими низькими температурами-від -10 і нижче до -2 градусів. Суцільна вічна мерзлота на Середньо-Сибірському плоскогір'я розташовується на північ від Нижньої Тунгуски, на всьому Таймирським півострові, островах архіпелагу Північна Земля.

У зоні, де серед вічної мерзлоти зустрічаються острови талих порід, потужності вечномерзлотних товщ іноді досягають 250-300 м., але частіше від 100-150 до 10-12 м. Температури від -2 До 0 гр. Цей тип вічної мерзлоти мається на Середньо-Сибірському плоскогір'я між річками Нижня і Подкаменна Тунгуска, у південній частині Лено-Алданське плато з мерзлотнимі грунтами потужністю до 60 м.

Острівна вічна мерзлота характеризується малими потужностями вічно-мерзлотних товщ від декількох десятків метрів до декількох метрів і температурами, близькими до 0 гр.

Мерзлотно -- геологічні райони вічної мерзлоти.

Північно-Таймирський район охоплює всю область нагір'я Бирранга, аж до узбережжя Карського моря і моря Лаптєвих. Знаходиться в підзоні арктичної тундри. Складена палеозойськими метаморфічними осадовими і масивно-кристалічними (граніти, Трапп) гірськими породами інтенсивно дислокованими. У геотектонічної відношенні являє собою складчасте підняття, ускладнене надвіговимі дислокаціями. Область переважного підняття в четвертинний період.

Четвертинні утворення представлені морськими, льодовий-і льодовиково-морськими галечником, пісками, супісками і суглинками (не вище 300 м. Над сучасним рівнем моря), моренними суглинками (головним чином у долинах верхніх частин гір), малопотужним алювієм різних фацій в річкових долинах, малопотужними озерними і болотними відкладеннями, широко поширеними соліфлюкціоннимі утвореннями на обширних пологих схилах і різними грубоуламкові гравітаційними - на більш крутих.

В вечномерзлотном стані знаходяться всі типи зазначених гірських порід. У немерзлотном стані гірські породи знаходяться лише під дном глибоких обширних озер і під руслом глибоких річок (Пясіна, Нижня Таймира).

Географічне положення району між 73 і 78 гр. пн.ш. обумовлюють повсюдність розвитку вічної мерзлоти, низьку температуру і велику потужність (більше 400 - 500 м.) вечномерзлотних товщ.

Вічно мерзле стан корінних порід фіксується наявністю льоду в тектонічних тріщинах. У четвертинних заплавних, озерних, болотних, соліфлюкціонних відкладеннях спостерігається сінгенетіческій тип криогенного стану. У торф'яно-іловатих і суглинних заплавних відкладеннях звичайні масивні решітки полігональної-жильного льоду, потужністю до 5-7-10 м. І більше в залежності від потужності заплавного алювію, що свідчать про сінгенетічності накопичення опадів і льоду.

Моренні суглинки місцями можуть укладати похований глетчерний лід. Морські і льодовий-льодовиково-морські суглинки і глини характеризуються крижаний гратами епігенетичного типу. Погана вираженість решітки почасти обумовлена малою потужністю відкладів (у разі озерних опадів), частково - інтенсивним промерзанням морських відкладень у міру спаду морських вод, встановлення низької температури порядку -8 -10 гр. і нижче, що виключає подальшу міграцію води в мерзлій породу.

Температура вечномерзлотних товщ від -10 до -13 гр., можливо, нижче. Всі мерзлі породи досить щільні. Вік найдавніших вечномерзлотних худий (морена, почасти морські і льодовий-льодовиково-морські відкладення) - середньо-і верхнеплейстоценовий; більш молодих (Алювій в долинах, озерні і болотні, а також соліфлюкціонние відкладення) - позднеплейстоценовий або голоценових.

Південно-Таймирський район збігається із зоною лісотундри та тундри, охоплює територію Таймирський низовини, яка в геотектонічної відношенні являє собою депресію - Область переважного опускання протягом мезо-кайнозою. Район складний потужною товщею четвертинних піщано-глинистих, торф'яно-іловатих опадів (морських, льодовий-і льодовиково-морських, алювіальних, озерних та болотних), підстилаються потужною товщею піщано-глинистих теоретичних і мезозойських відкладень. У східній частині району (Ноардвік, Хатанга) відкладення соленосних.

Район відрізняється суворим кліматом, тундрові ландшафтом і відносно однорідними мерзлотнимі умовами, так як витягнуть порівняно вузькою смугою в широтному напрямку (відсутність істотних зональних змін). Розповсюдження вічної мерзлоти практично суцільне, Талік - лише під дном глибоких озер і під руслом глибоких річок, наприклад Хатанга, Пясіни. Потужність її досягає 400-500 м. і більше.

вічній морські, льодовий-і льодовиково-морські глини і суглинки, а також деякі озерні суглинки характеризуються криогенні будовою епігенетичного типу і з не настільки чітким розрідження крижаних шліров, внаслідок інтенсивного промерзання їх у міру спаду вод і осушення (міграція води швидко переривалася замерзанням; встановлена низька температура замерзлих товщ порядку -7, -9 гр. виключала подальшу міграцію води в мерзлотних товщах).

Широко поширені на низовини алювіальні, особливо заплавні, мілководні озерні і болотні торф'яно-іловатие, суглинні і супіщані мерзлі відкладення повсюдно характеризуються сінгенетіческім типом будови, тобто рівномірним розподілом за глибиною дрібної льодистого сітки. У торф'яно-іловатих і суглинних заплавних утвореннях надзаплавних і сучасних заплавних терас звичайні масивні решітки полігональної-жильного льоду, що досягають потужності 10м. і більше. У східній частині району, в пониззі р.. Хатанга, полігональної-жильний лід у заплавних відкладеннях з фауною мамонта досягає потужності 40 м.

Температура вечнопмерзлотних товщ -8, -10 гр .. Вік мерзлих, льодовий-і льодовиково-морських суглинків позднеплейстоценовий. Мерзлі алювіальні, озерні і болотні відклади з полігональної-жильним льодом мають голоценових вік. Потужні алювіальні освіти з полігональної-жильним льодом (до 40 м.) в східній частині району, мабуть, мають більш давній середньо-і верхнеплейстоценовий вік.

Північно-Тунгуський район охоплює північну частину Середньо-Сибірського плоскогір'я (на північ від долини річки Підкам'яної Тунгуски). Район знаходиться в межах розрідженої тайги, а також характеризується великими ділянками тундри на підвищених плато. У геотектонічної відношенні являє собою північну частину Сибірської платформи, області переважають підняття в четвертинний період. Район представлений у основі своїй метаморфізованих осадовими свитами палеозою, слабо порушеними, прорваними пластовими інтрузіями Трапп.

Четвертинні відклади представлені частіше малопотужними (в кілька метрів), рідше потужними (в кілька десятків метрів) льодовиковими моренами на північ від долини Нижньої Тунгуски, соліфлюкціоннимі і делювіальнимі сугліно-супісками з щебенем і брилами корінних порід на схилах, елювіальний, в основному брилові розсипами корінних порід на плато і терасовий руслових піщано-гальковим і заплавних мелкопесчано-іловатим і суглинних алювієм - в долинах. Алювій іноді досягає кілька десятків метрів потужності. Озерні і болотні іловатие суглинки і торф займають підпорядковане місце.

вічній стан властиво всім типами четвертинних і дочетвертинного гірських порід. У корінних породах воно фіксується присутністю льоду в тектонічних тріщинах. Валунні суглинки містять дрібні шліри та гнізда льоду, а також великі залишкові брили похованого глетчерного льоду (Норільський гори). Соліфлюкціонние і делювіальні сугліно-супіски зі щебенем корінних порід на схилах нерідко характеризується сінгенетіческім типом будови - тонкими горизонтальними і вертикальними шлірамі льоду в межах усього пласта.

мерзлий піщаний Алювій в річкових долинах являє собою породу з масивною кріогенної текстурою; заплавні супіщані і іловато суглинні різниці алювіальних відкладів характеризуються мелкослоістой і мелкосетчатой кріогенної текстурою. Присутність в заплавній алювію потужного полігональної-жильного льоду вказує на сінгенетічность накопичення опадів і мерзлоти.

Озерні і болотні іловатие і торф'янисті відкладення, обмежені у своєму поширенні, як правило характеризуються сінгенетіческім типом будови, тобто мелкослоістой і мелкосетчатой кріогенної текстурою, висловленої по глибині. У деяких озерних суглинках спостерігається розріджують з глибиною решітка з льоду, що виникла внаслідок промерзання опадів, раніше формувалися в глибокому озері, довго не промерзає до дна (епігенетичні тип).

Температура вічній гірських порід змінюється від -2 на півдні району, до 6, -7 гр. нижче нуля на півночі. Всі мерзлі породи щільні. Потужність вічній грунтів змінюється з півдня на північ від 200-250 до 400 м. і більше.

Вік вечномерзлотних товщ на плато і високих надзаплавних терасах в річкових долинах - Плейстоценової; на низьких терасах і сучасної заплаві - голоценових. Вічній моренні освіти з похованим глетчерним льодом - спадщина льодовикового часу.

Лено-вілюйський район охоплює Ленського і Вілюйськ алювіальні рівнини. В основі складний головним чином кембрійських і юрськими піщано-глинистими, вапняковими і піщано-глинистими, вапняковими і песчаниковимі відкладеннями платформеного типу. Третинні піщано-глинисті відклади міоцену або пліоцену зустрічаються епізодично.

Четвертинні відклади представлені алювієм різних фацій, від руслової піщано-гальковий до заплавній-суглинної і глинистої з рослинними опадами і полігональної-жильним льодом. Алювій складає як давні тераси, звичайно з цоколем з дочетвертинного порід, що перевищують сучасний рівень Лени і Вілю на 120 м. і більше і мають безсумнівно плейстоценової вік, так і більш низькі, позднеплейстоценовие і голоценових, аж до сучасної заплави.

Крім того, є малопотужні делювіальні суглинні відкладення на схилах і малопотужні іловатие аласние вторинні освіти, тобто заплавний алювію, перевідкладеного в наслідок термокарст. Торф'янисті болотні відкладення дуже малопотужні і досить обмежені у своєму поширенні.

Весь район характеризується суворим, різко континентальним кліматом з дуже суворою малосніжною взимку, внаслідок чого поширення вічної мерзлоти повсюдне (крім подруслових смуг і днищ глибоких озер), потужність вічній товщ перевищує 250-300 м., температура в межах від -2 до -6 гр. У вічній стані знаходяться всі типи відкладень. Всі вони досить щільні внаслідок низької температури.

Найбільш характерним є присутність широко розповсюдженого потужного, до 20 м. і більше, полігональної-жильного льоду в суглинках заплавній фації у складі всіх терас, за винятком першої надзаплавної і сучасної заплави.

Потужність сінгенетіческого полігональної-жильного льоду відповідає потужності заплавного алювію. Кріогенна текстура заплавного суглинку є або масивної, або мелкослоістой і мелкосетчатой (сінгенетіческій тип).

делювіальні, аласние і озерно-болотні відкладення також характеризуються кріогенної текстурою сінгенетіческого типу. Іноді озерно-болотні, а почасти аласние відкладення характеризуються розріджують льодистого гратами епігенетичного типу. Звичайні крижані ядра в багаторічних (бугуняхі) і сезонних горбах обдимання, найчастіше приурочених до Алас.

Вік вічній товщ найбільш високих терас рівнини-плейстоценової, більш низьких терас - середньо-і верхнеплейстоценовий і найнижчою надзаплавної тераси і сучасної заплави - гоглоценовий. Присутність полігональної-жильного льоду, синхронного терасовий опадів, дозволяє вважати вік вічної мерзлоти Центральної Якутії, всупереч часто висловлюються думки, досить древнім -- раннеплейстоценовим. Чим молодший тераса, тим молодше вічна мерзлота.

Южно-Тунгуський район охоплює південну частину Середньо-Сибірського плоскогір'я. Район тайговий. У геотектонічної відношенні відноситься до Середньосибірське платформі. Північної кордоном району умовно вважається долина ріки Подкаменна Тунгуска. Район представлений в основі своїй щільними метаморфічними осадовими свитами палеозою, слабо порушеними, прорваними пластовими інтрузіями Трапп.

Четвертинні відклади представлені малопотужними делювіальнимі утвореннями на схилах і терасовий руслових піщано-гальковим і заплавних суглинних лесовидних алювієм - в долинах. Іноді потужність алювію досягає декількох десятків метрів. Поверхня плоских або пологий вододілів плоскогір'я часто перекрита малопотужним суглинному-щебнисті елювіальний-делювіальні чохлом.

У вічній стані знаходяться як четвертинні, так і дочетвертинного освіти. Поширення вічній товщ острівна, суто локальне. Вічній стан корінних дочетвертинного порід визначається присутністю льоду в тріщинах. Мерзлі четвертинні алювіальні та інші відкладення характеризуються порівняно малої льдістостью, почасти через переважно піщаного їх складу. У небагатьох місцях, де розвинені горбисті торфовища, спостерігається розріджують Епігенетична грати з льоду в підстилаючих торф озерних суглинках, якщо вони досить потужні.

За направленням із заходу на схід збільшується суцільності розповсюдження вічній порід, знижується їх температура. Потужність вічній товщ на заході району не перевищує 100 м., на сході - можлива й велика. Температура мерзлих порід от0 до -1, -1,5 гр.

Вік вічної мерзлоти в окремих місцях на плато, на високих надзаплавних терасах річок можливо плейстоценової; на низьких терасах - Голоценових.

Список літератури

А.І. Попов. Мерзлотние явища в земній корі (Кріолітологія). Из-во Московського Університету, 1967.