Повна версія

Головна arrow Екологія arrow ГЕОЕКОЛОГІЯ КРІОЛІТОЗОНИ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

КРІОГЕННА БУДОВА БАГАТОЛІТНИХ МЕРЗЛИХ ПОРІД - ОСНОВА ВИВЧЕННЯ ГЕОЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ

Кріогенне будова ММП займає особливе місце в ряду мерзлоти характеристик при геоекологічних оцінках. Кількість льоду і його види є найважливішими факторами, що визначають ставлення ММП до техногенезу. Незалежно від температури, площі і потужності ММП при будь-яких видах антропогенних впливів реакція мерзлоти залежить перш за все від

льдосодержанія. На крайній півночі при низькій температурі мерзлих порід в регіонах з підвищеною льдістостио порушення теплообміну на поверхні супроводжується активним розвитком термокарста, термоерозіі, термоабразией, солифлюкции тільки тому, що відразу під шаром сезонного протягнемо ван ія залягають насичені льодом породи, та й сам сезонно-талий шар характеризується великим вмістом льоду. Прикладом цього є Приморські низовини північного сходу Сибіру, складені сингенетичні мерзлими товщами з потужними крижаними жилами. На крайньому півдні криолитозони навіть рідкісні острова мерзлоти, протаівая, є місцями активного розвитку термокарста, якщо вони представлені сильнольодистих озерно-болотними породами. У будь-яких регіонах криолитозони ландшафти, в яких літогенні основа представлена сильнольодистих породами, відносяться до небезпечних для освоєння територій.

У Кріолітология розроблено чимало класифікацій підземних льодів і мерзлих порід, існують концепції їх кількісної та просторової диференціації (А. І. Попов, П. А. шум-ський, Е. М. Катасонов, Б. І. Втюрін, Е. А. Втюрін , Н. Н. Романовський та ін.). Огляд і аналіз кріогенної будови мерзлих порід представлений в навчальному посібнику Ю. Б. Баду (2010 г).

Для геоекологічних цілей важливі такі позиції: генетичні типи підземних льодів і мерзлих порід в цілому, кількість льоду в породі, вік ММП, тип кріолігогенза.

Найбільш поширеним типом підземних льодів є текстурообразующіе льоди (рис. 3.1). Їх кількість оце

ється ставленням обсягу (або ваги) льоду до обсягу (або ваги) всієї породи. Саме узагальнене розділення порід по льдистости дозволяє виділити малольдістис (льоду менше 20%), срсднсльді- стие (20-40) і сильнольодистих (більше 40). Є варіант виділення 40-60% (сильнольодистих) і більше 60% (ультральдістие) порід. У регіональних дослідженнях автори користуються місцевими варіантами льдистости, нс збігаються з канонічними, наведеними в Сніпах.

Інший тип підземних льодів представлений мономинеральной крижаними породами (кріоліту): генетично різноманітними льодами - полигонально-жильними, пластовими і ядрами горбів обдимання (рис. 3.2, 3.3).

Їх присутність в породах різко збільшує екологічну небезпеку, г. к. При протаивания саме цих льодів утворюються найбільш глибокі термокарстові і термоерозіонние форми. Пластові льоди, а також поховані стародавні крижані жили найбільш небезпечні при освоєнні території. Вони не виражені в рельєфі і не маркуються ландшафтними індикаторами (рослинністю, заболоченностью).

Максимальні значення льдистости за рахунок потужних покладів льоду характерні для плейстоценових мерзлих товщ в межах акумулятивних рівнин півночі Євразії. Голоценових мерзлі товщі характеризуються меншими показниками льдонасищенно- сті. Переважно гстсрохроннис, в тому числі і плейстоценові, мерзлі товщі, розвинені в межах зони суцільної мерзлоти, оцінюються як потенційно дуже нестійкі в силу їх великий льдистости. В ареалі переривчастої і острівної мерзлоти принаймні верхні горизонти мерзлих товщ мають переважно голоценових вік, в них майже відсутні релікти минулого - потужні поклади льоду, а термодинамічні умови голоцену несприятливі для формування потужних повторно-жильних льодів і великих покладів пластових льодів. Це властивість, яке можна умовно назвати реліктових мерзлих товщ або їх гетерохронностио (В. І. Соломатін), природно повинно враховуватися в прогнозних оцінках стійкості ландшафтів криолитозони.

В даний час є досить надійні дані (Ю. А. Шур, 1988; С. А. Константинов, 1991), що свідчать, що льдіс- тость і взагалі кріогенне будова мерзлих товщ не настільки консервативна характеристика, яка відображає лише етап формування мерзлої товщі. У верхніх горизонтах мерзлих товщ як в даний час, так і на протязі всього голопена, в певних умовах виникає так званий проміжний горизонт, який характеризується дуже високою льдістостио. У Західному Сибіру вивчені проміжні шари, що досягають 1,5-2 м потужності, льодистість яких дорівнює 60-70%. Проміжні шари формуються за рахунок міграції води з шару сезонного відтавання в верхні горизонти мерзлих товщ влітку і на початку осені, коли є сприятливі умови зволоження. Порушення природних умов (наприклад, зменшення глибини протаивания за рахунок теплоізоляції влітку) може привести до техногенному утворення проміжного шару за 2-3 роки. Екологічні наслідки очевидні. Той же техногенез є причиною глибокого прота- ивания, захоплюючого льодистий горизонт, що може призводити до катастрофічних соліфлюкціонние-опливін переміщень на схилах.

Тип кріолітогенеза, т. Е. Син- або епігенетичні промерзання, визначає потужність горизонту мерзлих порід з високою льдістостио і характер розподілу льоду але розрізу.

Сингенетичні мерзлі породи потенційно більш небезпечні, ніж епігенетичні, т. К. Вони до глибини в кілька десятків метрів складені сильнольодистих породами. У епігенетичних породах максимальна льодистість спостерігається у верхніх 5-10 м розрізу. Ця обставина дуже важливо при глибокої вскришкі мерзлих порід в шахтах і кар'єрах.

Ряд убування екологічної небезпеки в залежності від льдо- змісту порід різного складу, генезису і типу промерзання можна уявити такий узагальненої послідовністю: кріоліту (полигонально-жильні льоди і ін.) - торф - сингенетичні озерно-алювіальні, делювіальні, соліфлюкціонние, морські відкладення будь-якого складу - епігенетичні суглинисто-супіщані відкладення того ж генезису - піски - великоуламкові і корінні породи.

Об'ємна льодистість в межах рівнин криолитозони за рахунок текстурообразующіх льодів змінюється в дуже великих межах. Вона особливо велика (більш 40%) в сингенетичні промерзлих відкладеннях рівнин Західного і Східного Сибіру, Далекого Сходу. Помірна кількість льоду (20-40%) міститься в морських і гляциально-морських епігенетично промерзлих відкладеннях Європейського Півночі, Західного Сибіру і Північно-Таймирської низовини. Малольдістие мінеральні породи (менше 20%) зустрічаються головним чином в південних регіонах криолитозони. У гірських країнах льодистість оцінюється одночасно для власне гірських ландшафтів з малопотужним грубоуламкові пухким чохлом (схили, вододіли, хребти) та в гірських долинах. В горах льодистість малопотужного елювії, делювия і інших типів схилових відкладень не більше 10, а в долинах 20-40%. Однак в гірських долинах Північного Сходу в сингенетичні промер-

зшем аллювии льодистість може бути порівнянна з льдосо- триманням озерно-алювіальних відкладень Приморських рівнин, до 60% і більше. В межах менш розчленованого рельєфу Середньо-Сибірського плоскогір'я і низкогорья півдня і сходу Сибіру льодистість пухкого чохла зростає до 10-20, а в долинах дорівнює 40-60%.

Полигонально-жильні льоди (пжл), горби обдимання і пластові льоди складаються переважно з льоду. У Кріолітология їх називають кріоліту. Приморська і Вилюйская низовини є регіонами з найпотужнішими (до 60 м) пжл, що утворюють часту грати. Менше за потужністю сингенетичні пжл широко поширені в Західному Сибіру, в межах Анадирською низовини, в гірських долинах Східної Сибіру. Епігенетичні пжл типові для західного сектора криолитозони.

Byipbi пучения в залежності від механізму утворення їх крижаного ядра поділяються на три основних типи - міграційні горби, булгунняхі (рис. 3.4), гидролакколіти.

Такі типи горбів мають вельми певний географічний ареал поширення, і умови їх утворення залежать від ландшафтних, геологічних, гідрогеологічних, кліматичних і, зрозуміло, мерзлоти умов. Міграційні горби обдимання утворюються в результаті підтягування води до фронту промерзання, їх ядра представлені текстурообразующімі льодами. Вони типові для зон переривчастої і острівної мерзлоти в Західному Сибіру і на Європейському Півночі. До них відносяться знамениті горбисті торфовища, з розповсюдження яких проведена південний кордон кріолітозони в Західному Сибіру (Попов, 1967). Булгунняхі утворюються за счег замерзання вільної води в замкнутих системах подозерних таликов, які починають промерзати. Ядро булгунняхі представлено поєднанням монолітного ін'єкційного і текстурообразующего льоду. Ці горби найчастіше зустрічаються на рівнинах півночі криолитозони на схід від Уралу, які рясніють стародавніми термокарстовими озерами, обміліла або мелеющіх. Гидролакколіти виникають при промерзанні напірних підземних вод. Їх ядра представлені чистим ін'єкційним льодом. Основним регіоном їх поширення є Східний Сибір з переривчастою і масивно-острівної мерзлотою і складними гідрогеологічними умовами.

Знання регіональних оеобснностсй освіти горбів обдимання в природних умовах є орієнтиром щодо основних причин одного з найнебезпечніших кріогенних процесів, а отже, і боротьби з ним при освоєнні території. Однак втручання людини нерідко створює умови для утворення горбів обдимання, нетипових в даній природній обстановці. Наприклад, при швидкому штучному спуску озер в тайговій зоні у південній межі області вічної мерзлоти в Західному Сибіру утворюються булгунняхі, хогя в природних умовах тут типові міграційні горби обдимання. Промерзання побутових або техногенних вод при їх незарегульованих скиданні в населених пунктах в будь-якому районі криолитозони може бути причиною утворення «рукотворних» гідролакколітов.

Пластові льоди - термін, який використовується для льодів самого різного генезису - внутрігрунтового (ін'єкційного, ін'єкційно-сегрегаційного) і був похований (льодовикові, морські, озерні, річкові, наледние льоди). Найбільша кількість підземних льодів виявлено і досліджено в Західному Сибіру і, особливо, на півострові Ямал. З екологічних позицій найбільш небезпечні плас товие льоди, що залягають на невеликих глибинах (до 10-20 м).

Подання про регіональний поширенні основних типів підземних льодів є базовим для оцінки термокарста, термоерозіі, термоабразией, а також пучения в двох його варіантах - випинання і освіти горбів, в першу чергу, бул- гунняхов і гідролакколітов.

 
<<   ЗМІСТ   >>