Мерзлотнi явища в земнiй корi (кpиолитология) — Иpкутськая область

Вiчна мерзлота Середнього Сибiру
Вiчна мерзлота — мерзлi гiрськi породи, що характеризуються
температурою вiд 0 i нижче, що мiстять у своєму ськладi лiд i, що
перебувають у такому станi в плин тривалого часу — вiд декiлькох
рокiв до багатьох тисячорiч.
Зона багаторiчноï мерзлоти простирається до пiвденних меж
Середнього Сибiру й iде за ïï границi, що iстотно
вiдрiзняє середнiй Сибiр вiд Захiдного Сибiру. Мерзлота як би несе
далеко на пiвдень, у помiрнi широти, полярнi умови формування
мiкрорельєфу, росту рослин , ґрунтоутворення й водного
режиму. У результатi створюються суперечливi умови розвитку органiчного
миру при холодних ґрунтах з холодними ґрунтовими водами й
високими температурами ґрунтiв i повiтря влiтку.
У Середньому Сибiрi спостерiгається вiчна мерзлота за винятком
пiвденного ïï краю. Границя спуськається вiд 60 паралелi
рiки Єнiсей до Схiдного Саяна, обгинає його й
спуськається майже до джерела Ангари, далi пiднiмається по
Предбайкальськой западинi, пiвнiчнiй частинi Пiвнiчно-Байкальського
нагiр'я, Патомського нагiр'я до низов'я рiки Оленька, уздовж Алданського
нагiр'я до середнього плину рiки Алдан пiднiмається до 60 гр. с.
ш. i йде по границi Середнього Сибiру на пiвнiч (уздовж устя рiки Лена
по захiдному краï Верхоянського хребта.) По характерi поширення
вiчна мерзлота може бути роздiлена на три зони по Сумгину 1937 р. 1)
суцiльна 2) мерзлота з островами поталих ґрунтiв 3) острiвна
— острови мерзлоти серед поталих порiд Кожна iз трьох зон
характеризується рiзними потужностями й температурами мерзлотних
товщ. При цьому усерединi зон потужностi й температури змiнюються в
напрямку з пiвночi на пiвдень — потужностi зменшуються,
температури пiдвищуються.
Зона суцiльноï вiчноï мерзлоти характеризується
найбiльшими потужностями мерзлотних толщь — вiд 500 i бiльше до
300 м. И найнижчими температурами — вiд -10 i нижче до -2
градусiв. Суцiльна вiчна мерзлота на Середньо-Сибiрському
плоськогiр'ï розташовується до пiвночi вiд Нижньоï
Тунгуськи, на всьому Таймирському пiвостровi, островах архiпелагу
Пiвнiчна Земля.
У зонi, де серед вiчноï мерзлоти зустрiчаються острови поталих
порiд, потужностi вечномерзлотних товщ iнодi досягають 250-300 м., але
частiше вiд 100-150 до 10-12 м. Температури вiд -2 до 0 гр. Цей тип
вiчноï мерзлоти є на Середньо-Сибiрському плоськогiр'ï
мiж рiками Нижня й Подкаменная Тунгуськами, у пiвденнiй частинi Лено-
Алданського плато з мерзлотними ґрунтами потужнiстю до 60 м.
Острiвна вiчна мерзлота характеризується малими потужностями вiчно-
мерзлотних товщ вiд декiлькох десяткiв метрiв до декiлькох метрiв i
температурами, близькими до 0 гр.
Мерзлотно — геологiчнi райони вiчноï мерзлоти
Таймирський^-Таймирський-пiвнiчно-таймирський район Охоплює
всю область нагiр'я Бирранга, аж до узбережжя Карського моря й моря
Лаптєвих. Перебуває в подзоне арктичноï тундри.
Ськладена палеозойськими метаморфiчними осадовими й масивно-
кристалiчними (гранiти, траппи) гiрськими породами iнтенсивно
дислокованими. У геотектоничеськом вiдношеннi являє собою
ськладчасте пiдняття, уськладнене надвиговими дислокацiями. Область
переважного пiдняття в четвертинний перiод.
Четвертиннi утворення представленi морськими, ледово — i льодовиково-
морськими галечниками, пiськами, супесями й суглинками (не вище 300 м.
Над сучасним рiвнем моря) , моренними суглинками (головним чином у
долинах верхнiх частин гiр) , малопотужним аллювием рiзних фацiй у
рiчкових долинах, малопотужними озерними й болотними вiдкладеннями,
широко розповсюдженими солифлюкционними утвореннями на великих пологих
схилах i рiзними грубообломочними гравiтацiйними — на бiльше
крутi. У вечномерзлотном станi перебувають всi типи зазначених гiрських
порiд. У немерзлотному станi гiрськi породи перебувають лише пiд дном
глибоких великих озер i пiд руслом глибоких рiк (Пясина, Нижня Таймиру)
.
Географiчне положення району мiж 73 i 78 гр. с. ш. спричиняються
повсеместность розвитку вiчноï мерзлоти, низьку температуру й
бiльшу потужнiсть (бiльше 400 — 500 м.) вечномерзлотних товщ.
Вiчно мерзлий стан корiнних порiд фiксується наявнiстю льоду в
тектонiчних трiщинах. У четвертинних заплавних, озерних, болотних,
солифлюкционних вiдкладеннях спостерiгається сингенетичеський тип
криогенного стану. У мулкуватий^-мулкуватiм-торф'яно-мулкуватому й
суглинному заплавному вiдкладеннях звичайнi масивнi ґрати полигонально-
жильного льоду, потужнiстю до 5-7-10 м. И бiльше залежно вiд потужностi
заплавного аллювия, що свiдчать про сингенетичности нагромадження опадiв
i льоду.
Мореннi суглинки мiсцями можуть мiстити похований глетчерний лiд.
Морськi й морський^-морськi-льодово-льодовиково-морськi суглинки й глини
характеризуються крижаними ґратами епигенетичеського типу. Погана
виразнiсть ґрат почасти обумовленi малою потужнiстю вiдкладень (у
випадку озерних опадiв) , почасти — iнтенсивним промерзанням
морських вiдкладень у мiру спаду морських вод, установлення низькоï
температури порядку -8 -10 гр. i нижче, що виключала подальшу мiграцiю
води в мерзлiй породi.
Температура вечномерзлотних товщ вiд -10 до -13 гр., можливо, нижче. Всi
мерзлi породи досить щiльнi. Вiк найбiльш древнiх вечномерзлотних товщ
(морена, почасти морськi й морський^-морськi-льодово-льодовиково-морськi
вiдкладення) — середньо — i верхнеплейстоценовий; бiльше
молодих (аллювий у долинах, озернi й болотнi, а також солифлюкционние
отложени) — позднеплейстоценовий або голоценовий.
Таймирський^-Таймирський-пiвденно-таймирський район
збiгається iз зоною лiсотундри й тундри, охоплює
територiю Таймирськоï низовини, що у геотектоничеськом
вiдношеннi являє собою депресiю — область переважного
опуськання протягом мезо-кайнозоя. Район ськладний потужною товщею
четвертинних пiщано-глинистих, торф'яно-мулкуватих опадiв (морських,
ледово — i морськ, алювiальних, озерною й болотних) , що
пiдстилаються потужною товщею пiщано-глинистих третинних i
мезозойських вiдкладень. У схiднiй частинi району (Ноардвик, Хатанга)
вiдкладення соленосни.
Район вiдрiзняється суворим клiматом, тундровим ландшафтом i
вiдносно однорiдними мерзлотними умовами, тому що витягнуть порiвняно
вузькою смугою в широтному напрямку (вiдсутнiсть iстотних зональних
змiн) . Поширення вiчноï мерзлоти практично суцiльне, талики
— лише пiд дном глибоких озер i пiд руслом глибоких рiк, наприклад
Хатанги, Пясини. Потужнiсть ïï досягає 400-500 м. i
бiльше.
Вечномерзлие морськi, ледово — i морський^-морськi-льодовиково-
морськi глини й суглинки, а також деякi озернi суглинки характеризуються
криогенною будовою епигенетичеського типу й з не настiльки чiтким
розрiджуванням крижаних шлiрiв, внаслiдок iнтенсивного промерзання
ïх у мiру спаду вод i осушення (мiграцiя води швидко переривалася
замерзанням; стала низька температура замерзлих товщ порядку -7, -9 гр.
виключала подальшу мiграцiю води в мерзлотних товщах) .
Широко розповсюдженi на низовинi алювiальнi, особливо заплавнi,
мiлководнi озернi й болотнi мулкуватий^-мулкуватi-торф'яно-мулкуватi,
суглиннi й супiщанi мерзлi вiдкладення повсюдно характеризуються
сингенетичеським типом будови, тобто рiвномiрним розподiлом по глибинi
дрiбноï льодистоï сiтки. У мулкуватий^-мулкуватiм-торф'яно-
мулкуватому й суглинному заплавному утвореннях надзаплавних i сучасних
заплавних терас звичайнi масивнi ґрати полигонально-жильного
льоду, що досягають потужностi 10м. i бiльше. У схiднiй частинi району,
у низов'ях р. Хатанги, полигонально-жильний лiд у заплавних вiдкладеннях
з фауною мамонта досягає потужностi 40 м.
Температура вечнопмерзлотних товщ -8, -10 гр.. Вiк мерзлих, ледово
— i льодовиково-морських суглинкiв позднеплейстоценовий. Мерзлi
алювiальнi, озернi й болотнi вiдкладення з полигонально-жильним льодом
мають голоценовий вiк. Потужнi алювiальнi утворення з полигонально-
жильним льодом (до 40 м.) у схiднiй частинi району, очевидно, мають
бiльше древнiй середньо — i верхнеплейстоценовий вiк.
Северо-Тунгусський район охоплює пiвнiчну частину
Середньо-Сибiрського плоськогiр'я (до пiвночi вiд долини рiки
Подкаменной Тунгуськи) . Район перебуває в межах
розрiдженоï тайги, а також характеризується великими
дiлянками тундри на пiднесенi плато. У геотектоничеськом вiдношеннi
являє собою пiвнiчну частину Сибiрськоï платформи, область
пiдняття, що переважало, у четвертинний перiод. Район представлений в
основi своєï метаморфизированними осадовими свитами
палеозою, слабко порушеними, прорваними пластовими iнтрузiями
траппов.
Четвертиннi вiдкладення представленi частiше малопотужними (у кiлька
метрiв) , рiдше потужними (у кiлька десяткiв метрiв) льодовиковими
моренами до пiвночi вiд долини Нижньоï Тунгуськи, солифлюкционними
й делювiальними суглино-супесями iз щебенями й брилами корiнних порiд на
схилах, елювiальними, в основному глибовими розсипами корiнних порiд на
плато й террасовим русловим гальковий^-гальковим-пiщано-гальковим i
заплавним мелкопесчано-мулкуватим i суглинним аллювием — у
долинах. Аллювий iнодi досягає кiлька десяткiв метрiв потужностi.
Озернi й болотнi мулкуватi суглинки й торф займають пiдпорядковане
мiсце.
Вечномерзлое стан властиво всiм типам четвертинних i дочетвертичних
гiрських порiд. У корiнних породах воно фiксується присутнiстю
льоду в тектонiчних трiщинах. Валуннi суглинки мiстять дрiбнi шлiри й
гнiзда льоду, а також великоï залишковоï брили похованого
глетчерного льоду (Норильськие гори) . Солифлюкционние й делювiальнi суглино-
супеси iз щебенями корiнних порiд на схилах нерiдко
характеризується сингенетичеським типом будови — тонкими
горизонтальними й вертикальними шлiрами льоду в межах усього шару.
Мерзлий пiщаний аллювий у рiчкових долинах являє собою породу з
масивною криогенною текстурою; заплавнi супiщанi й иловато суглиннi
рiзницi алювiальних вiдкладень характеризуються мелкослоистой i
мелкосетчатой криогенною текстурою. Присутнiсть у заплавному аллювии
потужного полигонально-жильного льоду вказує на сингенетичность
нагромадження опадiв i мерзлоти.
Озернi й болотнi мулкуватi й торф'янистi вiдкладення, обмеженi у
своєму поширеннi, звичайно характеризуються сингенетичеським типом
будови, тобто мелкослоистой i мелкосетчатой криогенною текстурою,
вираженоï по глибинi. У деяких озерних суглинках
спостерiгається разреживающаяся iз глибиною ґрати з льоду,
що виникла внаслiдок промерзання опадiв, що ранiше формувалися в
глибокому озерi, що довго не промерзало до дна (епигенетичеський тип) .
Температура вечномерзлих гiрських порiд мiняється вiд -2 на пiвднi
району, до 6, -7 гр. нижче нуля на пiвночi. Всi мерзлi породи щiльнi.
Потужнiсть вечномерзлих ґрунтiв мiняється з пiвдня на пiвнiч
вiд 200-250 до 400 м. i бiльше.
Вiк вечномерзлотних товщ на плато й високих надзаплавних терасах у
рiчкових долинах — плейстоценовий; на низьких терасах i сучаснiй
заплавi — голоценовий. Вечномерзлие мореннi утворення з похованим
глетчерним льодом — спадщина льодовикового часу.
Лено-вiлюйський район Охоплює Ленськую й Вiлюйську
алювiальнi рiвнини. В основi ськладний, головним чином кембрiйськими
i юрськими пiщано-глинистими, вапняковими й пiщано-глинистими,
вапняковими й пiськовиковими вiдкладеннями платформного типу.
Третиннi глинистий^-глинистi-пiщано-глинистi вiдкладення мiоцену або
плiоцену зустрiчаються епiзодично.
Четвертиннi вiдкладення представленi аллювием рiзних фацiй, вiд
русловоï пiщано-гальковоï до заплавноï-суглинноï й
глинистоï з рослинними опадами й полигонально-жильним льодом.
Аллювий ськладає як древнi тераси, звичайно iз цоколем з
дочетвертичних порiд, що перевищують сучасний рiвень Лени й Вiлюя на 120
м. i бiльше, i имеющие безсумнiвно плейстоценовий вiк, так i бiльше
низькi, позднеплейстоценовие й голоценовие, аж до сучасноï заплави.
Крiм того, є малопотужнi делювiальнi суглиннi вiдкладення на
схилах i малопотужнi мулкуватi аласние вториннi утворення, тобто
заплавний аллювий, перевiдкладений у наслiдок термокарсту. Торф'янистi
болотнi вiдкладення дуже малопотужнi й досить обмеженi у своєму
поширеннi.
Весь район характеризується суворим, рiзко континентальним
клiматом з дуже суворою малоснiжною зимою, внаслiдок чого поширення
вiчноï мерзлоти повсюдне (крiм подруслових смуг i днищ глибоких
озер) , потужнiсть вечномерзлих товщ перевищує 250-300 м.,
температура в межах вiд -2 до -6 гр. У вечномерзлом станi перебувають
всi типи вiдкладень. Всi вони досить щiльнi внаслiдок низькоï
температури. Найбiльш характерним є присутнiсть широка
розповсюдженого потужного, до 20 м. i бiльше, полигонально-жильного
льоду в суглинках заплавноï фацiï в ськладi всiх терас, за
винятком першоï надзаплавноï й сучасноï заплави.
Потужнiсть сингенетичеського полигонально-жильного льоду
вiдповiдає потужностi заплавного аллювия. Криогенна текстура
заплавного суглинку є або масивноï, або мелкослоистой i
мелкосетчатой (сингенетичеський тип) .
Делювiальнi, аласние й озерно-болотнi вiдкладення також характеризуються
криогенною текстурою сингенетичеського типу. Iнодi болотний-болотну-болотне-болотна-озерно^-
болотнi, а почасти аласние вiдкладення характеризуються разреживающейся
льодистими ґратами епигенетичеського типу. Звичайнi крижанi ядра в
багаторiчнi (бугуняхи) i сезонних буграх обдимання, найчастiше
присвячених до аласам.
Вiк вечномерзлих товщ найбiльш високих терас рiвнини —
плейстоценовий, бiльше низьких терас — середньо — i
верхнеплейстоценовий i самою низкою надзаплавноï тераси й
сучасноï заплави — гоглоценовий. Присутнiсть полигонально-
жильного льоду, синхронного террасовим опадам, дозволяє вважати
вiк вiчноï мерзлоти Центральноï Якутiï, всупереч часто
висловлюваним думкам, досить древнiм — раннеплейстоценовим. Нiж
моложе тераса, тим моложе вiчна мерзлота.
Южно-Тунгусський район охоплює пiвденну частину Середньо-
Сибiрського плоськогiр'я. Район тайговий. У геотектоничеськом
вiдношеннi ставиться до Среднесибирськой платформи. Пiвнiчною
границею району умовно вважається долина рiки Подкаменная
Тунгуська. Район представлений в основi своєï щiльними
метаморфiчними осадовими свитами палеозою, слабко порушеними,
прорваними пластовими iнтрузiями траппов.
Четвертиннi вiдкладення представленi малопотужними делювiальними
утвореннями на схилах i террасовим русловим пiщано-гальковим i заплавним
суглинним лессовидним аллювием — у долинах. Iнодi потужнiсть
аллювия досягає декiлькох десяткiв метрiв. Поверхня плоських або
пологоволнистих вододiлiв плоськогiр'я часто перекрита малопотужним суглинисто-
щебнистим елювиально-делювiальним чохлом.
У вечномерзлом станi перебувають як четвертиннi, так i дочетвертичние
утворення. Поширення вечномерзлих товщ острiвне, сугубо локальне.
Вечномерзлое стан корiнних дочетвертичних порiд визначається
присутнiстю льоду в трiщинах. Мерзлi четвертиннi алювiальнi та iншi
вiдкладення характеризуються порiвняно малоï льдистостью, почасти
через переважно пiщаний ïхнiй ськлад. У деяких мiсцях, де розвиненi
горбистi торфовища, спостерiгається разреживающаяся
епигенетичеськая ґрати з льоду в озерних суглинках, що пiдстилають
торф, якщо вони досить потужнi.
По напрямку iз заходу на схiд збiльшується сплошность поширення
вечномерзлих порiд, знижується ïхня температура. Потужнiсть
вечномерзлих товщ на заходi району не перевищує 100 м., на сходi
— можлива й бiльша. Температура мерзлих порiд вiд0 до -1, -1,5 гр.
Вiк вiчноï мерзлоти в окремих мiсцях на плато, на високих
надзаплавних терасах рiк можливо плейстоценовий; на низьких терасах
— голоценовий.
Лiтература:
А. И. Попов. Мерзлотнi явища в земнiй корi (Криолитология) . З-У
Моськовського Унiверситету, 1967.