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

тов при формировании верхнего шлирового горизонта, промерзающего сверху и при формировании нижнего, промерзающего снизу.

Если в разрезе наблюдается горизонт с атакситовой криотекстурой, обращается внимание на форму, расположение грунтовых включений, замеряется их размер (преобладающий, максимальный, минимальный), расстояние между ними по горизонтали и вертикали. Весьма интерес­ но сравнить величину пучения грунтов, обусловленную формированием этого горизонта с величиной пучения при формировании шлировых гори­ зонтов.

Характер криотекстуры пород изображается на чертеже рядом с литологической колонкой. Это удобно, поскольку позволяет видеть за­ висимость вида или типа криотекстуры грунтов от их состава.

Из каждого горизонта с разными типами, подтипами и видами крио­ текстуры отбирают образцы мерзлого грунта для определения влажно­ сти пород, объемного веса, гранулометрического, микроагрегатного и минералогического состава, состава обменных катионов, содержания органических примесей, определения влажностных характеристик (ги­ гроскопическая влажность и максимальная молекулярная влагоемкость), пластических свойств пород (предел раскатывания, предел текучести, число пластичности), удельного веса. В полевых условиях обычно оп­ ределяются две характеристики - влажность и объемный вес мерзлого грунта. Целесообразно определять суммарную влажность (цементную и шлировую) и цементную влажность грунтовых прослоек между шлирами льда в горизонтах со шлировой и атакситовой криотекстурой,-а также цементную влажность при разных типах массивной криотекстуры. Для того чтобы судить, есть подток влаги извне в промерзающие породы СТС или нет, следует определить среднюю по слою влажность методом бороздки и сравнить ее со средней влажностью его грунтов до начала промерзания. Объемный вес мерзлого грунта определяется методом гидростатического взвешивания, прибором Крохиной и методом кольца. Все остальные анализы грунтов производятся в специальных лаборато­ риях.

Наряду с изучением криогенного сложения и криотекстуры пород СТС исследуются наблюдающиеся в нем подземные льды. Изучение их обычно ведется комбинированным методом: полевым и лабораторным

вполевой лаборатории или специально оборудованной холодильной камере. Нередко исследователи ограничиваются полевыми методами изуче­

ния подземных льдов) особенно при маршрутных работах в теплый се­ зон. Они включают, прежде'всего, детальное описание условий залега­ ния данного класса, подкласса, типа и т.д. подземного льда: элемент рельефа, к которому они приурочены, поверхностные условия, характер вмещающих пород, глубина залегания, приуроченность к определенному

горизонту СТС.

Детально изучается морфология (форма выхода, характер контактов и т.д.) и морфометрия льда, его текстура (наличие и характер слои­ стости, причина ее возникновения, наличие и особенности распределе­ ния грунтовых и газообразных включений во льду, их форма, размеры, относительное содержание, направление вытянутости или сплющенности

119

пузырьков газа, наличие сортировки минеральных включени. и т.д.). Все это помогает установить генезис подземного льда.

Структура подземных льдов СТС изучается как в полевых, так и в лабораторных условиях с помощью поляроидов, поляризационного микроскопа и столика Федорова.

Методика изготовления шлифа, изучения структуры льда и обработ­ ки полученных данных изложены П.А.Шумским (1955) и Б.А.Савельевым (1963). Следует лишь помнить, что при изготовлении шлифов на­ правления "а", "Ь", " с " - текстурные, а не структурные и далеко не всегда совпадают с последними. Поэтому целесообразно начинать с определения ориентировки кристаллов, чтобы в дальнейшем более точ­ но определять размеры их по трем основным структурным направлениям.

В летний период при отсутствии холодильной камеры определение структуры льда весьма затруднительно. Изготовление шлифов толщи­ ной менее 1 мм возможно только из льдов, имеющих достаточную мощ­ ность (хотя бы более 1 см ). При просмотре шлифа в поляроидах опре­ деляют форму и размеры зерен льда ( максимальный, минимальный, средний, преобладающий), интенсивность их интерференционной окрас­ ки, особенно наличие и количество серых и черных зерен, размер, расположение (внутри зерен льда, по их границам) включение грунта и пузырьков газа, наличие изменений размеров и окраски зерен льда

близ включений, к верхней и нижней поверхности шлиров. Шлиф в поля­ роидах фотографируют, лучше на цветную пленку или зарисовывают структуру льда, наложив на поляроид кальку. Об ориентировке кристал­ лов и ее упорядоченности судят приближенно, по интерференционной окраске. Точное определение ее в летний период возможно по "цветам Тиндаля", но это явление не всегда наблюдается. Без знания кристалло­ графической ориентировки льда нельзя судить о его структуре и форме роста кристаллов. Поэтому исследования льда с помощью поляроидов дают представление лишь о его зернистости в наиболее крупных шли­ рах. Из-за небольшой толщины преобладающей части ледяных шлиров изучение структуры основной массы подземных льдов СТС возможно только при наличии холодильной камеры и в зимний период.

Изучение текстуры и структуры подземных льдов, наряду с их мор­ фологией и морфометрией позволит уточнить представления об их генети­ ческой принадлежности, установить роль разных по генезису льдов в крио­ генном строении СТС. Используя полученные данные, можно составить представление также о влиянии направления и интенсивности промерзания, начальной влажности и состава пород на структуру и текстуру льда. Эти данные помогут более детально разобраться в механизме формиро­ вания подземных льдов. Пока сведений о строении подземных льдов СТС очень мало. Поэтому сейчас трудно предугадать полностью их значение. По-видимому, текстура и структура льда в дальнейшем бу­ дут одними из основных показателей генезиса подземных льдов.

Сопоставление всего комплекса данных, полученных на опытных стационарных площадках, позволяет дать детальную характеристику криогенного строения пород СТС, отразив зависимость его от ряда природных факторов, составить детальную карту районирования СТС на изучаемом участке, отражающую особенности его криогенного строения.

120

З А К Л Ю Ч Е Н И Е

Проблема литокриологии СТС обширна, сложна и еше недостаточно изучена. Нами сделана лишь первая попытка разобраться в особенно­ стях криогенного строения пород СТС. Обобшение и систематизация имеющихся материалов, многолетняя работа автора позволили сделать вывод, что криогенное строение СТС подчиняется строгим закономер­ ностям, вскрыть характер этих закономерностей и показать научную и практическую актуальность изучения данной проблемы. Однако остает­ ся ряд весьма важных вопросов, требующих дальнейшего изучения. Так, совершенно не изучено криогенное строение субаквального СТС и его закономерности.

Необходимо дальнейшее изучение типов льдообразования в СТС, их зависимости от ряда природных факторов. Особое внимание должно быть обращено на сегрегационное, сегрегационно-цементное и инъекционное льдообразование, вопрос о механизме которых еще нельзя считать ре­ шенным.

Почти нет данных о строении разных генетических типов подземно­ го льда СТС, о текстурных и структурных признаках, позволяющих распознавать каждый из них и отличать их от аналогичных по генези­ су льдов ММП. Для этого необходимы не только детальные полевые наблюдения, но и лабораторные исследования.

Требуют дальнейшего изучения особенности криогенного сложения пород СТС, криогенная текстура разных его горизонтов, зависимость

еехарактеристик от природных факторов.

Необходима более детальная разработка криотекстурного метода

определения мощности СТС в разных широтных зонах и высотных поясах.

Познание особенностей криогенного строения СТС позволит в основ­ ных чертах разработать криотекстурный метод изучения ММП - основ­ ной метод познания палеогеографических условий их формирования и развития, а также обосновать и развить мерзлотно-фациальный метод их изучения как дополнительный метод определения фациальной принад­ лежности мерзлых пород.

121

ЛИТЕРАТУРА

ласти многолетнемерзлых горных пород. М., "Наука", 1965.

Бе л о п у х о в а Е.Б. Особенности льдовыделения в сезонно-мерзлом слое долины р.Ирелях. - В сб.: Мерзлотные исследования, вып. 1. Изд. МГУ, 1961.

В кн.: Полевые геокриологические (мерзлотные) исследования. М., Изд-во АН

СССР, 1961.

Бр а х и н а Н.Ф. Криогенное строение многолетне- и сезонномерзлых пород южной части Алданского района. В сб.: Мерзлотные исследования, вып. 6. Изд-во МГУ, 1966.

В е л ь м и н а Н.А., У з е м б л о В.В. Гидрогеология центральной части Южной Яку­ тии. М., Изд-во АН СССР, 1959.

Материалы к научн.^гехн. конференции 1966 г. Производственный и научно-ис- следоват. ин-т по инж. изыск, в стр-ве (ПНИИИС), М., 1966.

Втюрин Б.И. Криогенное строение мерзлых толщ и их инженерно-геологическая оценка. Инженерные изыскания для стр-ва, серия 5, информац. вып. 4. М.,

Изд. ПНИИИС, 1967.

Втюрин Б.И. Рекомендации по методике изучения подземных, льдов и крио­ генного строения многолетнемерзлых грунтов. Ротапринт, М., Изд-во ПНИИИС, 1969.

122

бойной трещины в ледяной жиле. - Труды Ин-та мерзлотоведения им. В.А.Обру­ чева, т. 16 М., Изц-во АН СССР, 1960.

род Нижне-Анадырской низменности. - Труды Ин-та мерзлотоведения им. В.А.Об­ ручева, т. 18. М., Изд-во АН СССР, 1962а.

ределения суммарной влажности многолетнемерзлых пород. - Материалы к науч- но-технич. конференции по инженерным изысканиям 11-15 мая 1967. Тезисы доклада. Изд-во ПНИИИС, М., 1967.

мощности. - В сб.: Многолетнемерзлые горные породы различных районов СССР,

М., Изд-во АН СССР, 1963а.

Вт юр и н а Е.А. Структура сегрегационного льда в мерзлых породах в районе по­ селка Анадырь. - В сб.: Многолетнемерзлые горные породы различных районов

СССР. М., Изд-во АН СССР, 19636.

Вт юр и н а Е.А. Криогенное строение сеэонноталого слоя в пределах жильных по­ лигонов на Чукотке. - Бюлл. комисс. по изучению четвертичного периода, 1966, N? 31.

Вт юр ина Е Л . К вопросу об основной причине миграции влаги в промерзающих тонкодисперсных породах. - Материалы к научно-технической конференции по инженерным изысканиям 11-15 мая 1967 г. Тезисы доклада. М . Изд-во ПНИИИС, 1967.

Вт ю р и н а Е Л . Типы криогенного сложения сезоннопротаивающего слоя. Мате­ риалы к научно-технической конференции ПНИИИС 21-24 мая 1968 г. М., 1968а.

Вт юр и н а Е.А. Классификация криогенных текстур сезоннопротаивающего слоя. - Материалы к научно-технической конференции ПНИИИС 21-24 мая 1968. М.,

Вт юр и н а Е.А. Типы льдообразования в сезоннопротаиваюшем слое. В сб.: Мерз­ лотные исследования, вып. 9. Изд-во МГУ, 19696.

Вт юр и н а Е.А,. Роль пленки на кристаллах льда в процессе миграции влаги при

промерзании тонкодисперсных пород. - Труды ПНИИИС, т. XI, 1971.

123