Файл: Втюрина, Е. А. Криогенное строение пород сезонно протаивающего слоя.pdf

99

нистый по составу СТС всегда имеет простое криогенное сложение. В верхнем геокриологическом поясе СТС простого массивного криогенно­ го сложения, видимо, преобладает.

Роль торфа в составе СТС, а следовательно, и свойственных ему типов простого криогенного сложения особенно велика в крайней север­ ной и южной частях области СТС.

Шлировый тип простого криогенного сложения также возможен в лю­ бой зоне СТС на участках, где СТС сложен сильно заиленным торфом или сильно оторфованными супесями и суглинками, трещиноватыми ко­ ренными породами, а также на участках развития верховодки, обеспечи­ вающей подток воды к фронту промерзания тонкодисперсных пород-

Поскольку в природных условиях образование того или иного типа простого криогенного сложения СТС определяется почти исключительно

'пример, слабовлажные грубообломочные породы любого генезиса без мелкозема в любой подзоне имеют только массивное криогенное сложе­ ние, трещиноватые коренные - только шлировое и т. д.

Следовательно, типы простого криогенного сложения СТС азональны и изучение их не дает возможности установить какие-либо закономер­ ности криогенного строения СТС. Оно позволяет говорить лишь о пло­ щадном распространении СТС с тем или иным типом простого сложения.

Сложное криогенное сложение

В зависимости от причины, обусловившей возникновение сложного криогенного сложения, его можно подразделить на два подкласса: закономерно-чередуюишйся, если он обусловлен только различиями в режиме промерзания пород и незакономерно-чередуюишйся, обусловлен­ ный различиями не столько в режиме промерзания, сколько в составе пород по профилю СТС.

3 а к он о мерн о-ч ер ед ую щий с я п о д к л а с с представляет наибольший интерес. Изучение его доказывает строгую закономерность криогенного строения СТС. Этот подкласс доминирует на большей части области СТС. Даже в тех регионах, где он не является преобладающим по пло­ щади, он остается основным по значению. Криогенное строение СТС, на всю мощность сложенного незаторфованными суглинками и супесями с влажностью в среднем по слою выше ММВ, является эталоном для оп­ ределения основного типа криогенного сложения СТС в данной зоне или подзоне.

В зависимости от характера чередования горизонтов с разным клас­ сом криотекстуры закономерно-чередуюишйся подкласс криогенного сло­ жения подразделяется на четыре основных типа: 1) шлирово-массивный (двучленный); 2) шлирово-массивно-шлировый (трехчленный); 3) шли- рово-массивно-шлирово-атакситовый ( четырехчленный), 4) шлировоатакситовый ( двучленный). Образование того или иного типа зависит исключительно от режима промерзания СТС, предопределяющего осо­ бенности сегрегационного и возможность сегрегационно-цементного

100

льдообразования в нем. Поэтому изменение типов данного подкласса сложного криогенного сложения подчиняется тем же закономерностям, что и режим промерзания СТС: широтной зональности и высотной по­ ясности. Особенно важны наличие и интенсивность промерзания снизу. По имеющимся данным, криотекстура верхнего и среднего горизонтов СТС мало меняется с изменением широты места. Как в зоне островно­ го, так и в зоне сплошного распространения СТС верхний горизонт его,

сложенный суглинками, обычно имеет тонко-, реже микрошлировую часто- и микрослоистую или сетчато-слоистую криотекстуру. Встречается так­ же мелкосетчатая, реже микросетчатая криотекстура. В среднем гори­ зонте во всех подзонах доминирует массивная криотекстура. Реже наблю­ дается микрошлировая частослоистая или сетчато-слоистая крийтекстура, местами неполношлировая неполносетчатая и гнездовая. Характер крио­ текстуры в этих горизонтах больше зависит от влажности и степени оторфованности суглинков СТС, чем от режима их промерзания. Даже толщина ледяных шлиров и интервал между ними в верхнем горизонте слоя меняются в небольшом диапазоне: от 0,1-0,5 мм до 1-1,5 см, обычно менее 1 см. Исключение составляют единичные, как правило, шлиры сегрегационно-сублимационного льда. Наиболее существенные из­ менения с возрастанием широты и высоты места претерпевает криотекс­ тура нижнего горизонта СТС. Изменение ее определяет многообразие типов сложного закономерно-чередующегося криогенного сложения СТС и закономерности их смены с изменением широты и высоты места. Отсюда ясна важнейшая роль промерзания СТС снизу в формировании его криогенного строения. Его наличие и интенсивность определяют криотекструру нижнего горизонта СТС, а значит и тип сложного закономер­ но-чередующегося криогенного сложения. Выше указывалось, что про­

ся в верхнем горизонте СТС. Средний и нижний горизонты имеют мас­ сивную криотекстуру. Таким образом, изотерма ММП -0,5 служит северной границей зоны СТС с двучленным шлирово-массивным основ­ ным типом криогенного сложения.

При температуре ММП от -0,5 до -5 в нижнем горизонте СТС формируется криотекстура другого класса - шлировая. Согласно имею­ щимся данным, это почти исключительно сегрегашонно-шлировая крио­ текстура, обычно частослоистая или сетчато-слоистая; тонкошлировая. С продвижением к северу и северо-востоку в пределах СССР, с пони­

жением температуры ММП от -0,5 _до -5 она не претерпевает сущест­ венных изменений. Тип ее сохраняется, несколько возрастает толщина ледяных прослоек, частота их расположения и общая мощность нижнего шлирового горизонта. Появление шлировых криотекстур в нижнем гори­ зонте СТС предопределяет смену основного типа криогенного сложения слоя с двучленного шлирово-массивного в зоне к югу от изотермы

зонте СТС меняется характер шлировой криотекстуры: она сохраняется

101

в верхней части этого горизонта, но не слоистая или сетчато-слоистая, доминирующая в предыдущей зоне, а мелко- и среднесетчатая тонко-, реже срецнешлировая. В нижней части нижнего горизонта появляется атакситовая криотекстура. Появление ее обусловливает смену основно­ го типа криогенного сложения с трехчленного в зоне, ограниченной изотермами ММП -0,5 и -5°, на четырехчленное шлирово-массивно-шли- рово-етакситовое в зоне севернее изотермы -5 .

Таким образом, учет типа сложного закономерно-чередующегося криогенного сложения позволяет разделить область СТС на три зоны, в каждой из которых основным является СТС со строго определенным его типом. Естественно, что граница между этими зонами - не линия, а некоторая переходная зона, как и граница между температурными зо­ нами ММП. В северной части каждой из зон, на отдельных участках

с наиболее низкотемпературными для нее ММП, характерными для более северной зоны, может появляться СТС с несвойственным ей основным типом сложного криогенного сложения. Правда, в большинстве районов это наиболее заторфованные участки, а заторфованность, как указыва­ лось, весьма существенно меняет тип и даже класс криогенного сложения слоя. Поэтому, хотя, например, в северной части зоны с трехчленным основным типом сложения на отдельных участках и создаются условия для возникновения четырехчленного типа закономерно-чередующегося криогенного сложения, реализуются они далеко не всегда из-за отор— фованности пород по всему СТС.

Исследования криогенного строения СТС в долине-р. Волчьей пока­ зали, что в северных районах СТС, сложенный суглинком, не всегда имеет четырехчленное криогенное сложение. На многих участках в среднем горизонте была не массивная, а микрошлировая микро- и тонко­ слоистая криотекстура, т. е. слой имел своеобразное двучленное шлиро- во-атакситовое криогенное сложение. Учитывая небольшую мощность СТС в северных районах и переувлажненность его грунтов, есть осно­ вания рассматривать двучленное шлирово-атакситовое криогенное сложе­ ние, как один из типов сложного закономерно-чередующегося криоген­ ного сложения СТС. Образование его обусловлено не только интенсив­ ным промерзанием снизу, но и переувлажнением суглинков в очень маломощном СТС. Южной границей зоны его распространения можно считать границу зоны СТС преобладающей мощностью менее 50 см.

Формирование закономерно-чередующегося сложного криогенного сложения СТС , как и простого, не зависит от генезиса пород СТС, каково бы ни было происхождение супесчано-суглинистых пород СТС, при достаточной влажности и одностороннем промерзании сверху они всегда будут иметь двучленное шлирово-массивное сложение, если нет дополнительного подтока влаги. При двухстороннем промерзании в зави­ симости от его интенсивности, но также независимо от генезиса, они

будут иметь трехчленное, четырехчленное и двучленное шлирово-атаксито­ вое сложение.

В зоне и на участках двухстороннего промерзания СТС с более ран­ ним началом его снизу не только тонкодисперсные, но и грубодисперс­ ные породы, слагающие СТС, имеют сложное закономерно-чередуюше-

102