- •1. Энергообмен на земной поверхности, роль структуры радиационно-теплового баланса в формировании температуры горных пород. Широтная зональность и высотная поясность геокриологических условий.
- •2. Влияние природных факторов и условий на температурный режим и глубину сезонного оттаивания пород.
- •3. Классификация типов сезонного оттаивания и промерзания пород в.А.Кудрявцева как основа изучения закономерностей пространственной и временной изменчивости глубины сезонного оттаивания пород.
- •4. Формирование мощности многолетнемерзлых пород под влиянием колебаний климата. Аградация и деградация мерзлых толщ и их роль в формировании разрезов мерзлых толщ.
- •5. Влияние рельефа, геологического строения, состава и влажности пород на мощность многолетнемерзлых толщ.
- •6. Талики, их генезис, классификация, закономерности распространения.
- •7. Подземные воды криолитозоны, их подразделение и характеристика. Проявления взаимодействия многолетнемерзлых толщ с подземными водами.
- •8. Подземные льды, их генезис и залегание в мерзлых толщах.
- •9. Миграция влаги в промерзающих дисперсных породах. Влияние состава, влажности и температуры на процессы миграции и текстурообразования. Классификация криогенных текстур.
- •10. Криогенное строение и льдистость сингенетических и эпигенетических мерзлых толщ.
- •11. Физические и механические свойства мерзлых пород и льда.
- •12. Криогенные процессы и явления, их систематизация.
- •13. Процесс морозобойного растрескивания мерзлых пород и его проявление в отложениях и рельефе.
- •14. Морозное пучение дисперсных пород в открытых и закрытых системах промерзания. Сезонные и многолетние бугры пучения.
- •15. Термокарст: условия возникновения и развития процесса. Формы проявления в рельефе и отложениях.
- •16. Геокриологическая съемка и картирование - основа изучения геокриологических закономерностей. Задачи геокриологической съемки.
- •17. Геокриологический прогноз и его роль при освоении территории криолитозоны. Виды, задачи и методы прогноза.
- •1. Методы моделирования
- •18. Способы управления температурным режимом, процессами промерзания и оттаивания пород. Принципы строительства на многолетнемерзлых породах.
13. Процесс морозобойного растрескивания мерзлых пород и его проявление в отложениях и рельефе.
Морозобойное растрескивание представляет собой процесс температурной деформации мерзлых пород в изменяющемся градиентном температурном поле. При изменении температуры пород в слое годовых колебаний температур возникают объемно-градиентные напряжения, которые могут привести к морозобойному растрескиванию массива пород. Трещины возникают на поверхности и проникают в глубь массива. В плане они образуют полигоны. Многократное повторение процесса морозобойного трешинообразования приводит к формированию криогенных образований и специфических форм рельефа. Явления, связанные с процессом морозобойного растрескивания, характеризуются по размеру полигонов, ширине раскрытия и глубине проникновения трещин в породу, виду и составу их заполнения, соотношению времени их формирования и времени осадконакопления.
Установлено, что амплитуда колебаний температуры на поверхности оказывает наибольшее влияние на размеры полигональной решетки и плане, а среднегодовая температура мерзлых пород, являющаяся показателем их суровости, - на глубину проникновения морозобойных трещин в мерзлую порочу. Чем больше амплитуда колебаний температуры, тем меньше расстояние между трещинами, тем мельче полигоны. Поэтому в условиях резкого и глубокого охлаждения массива пород зимой, которое свойственно районам с резко континентальным климатом, возникают частые морозобойные трещины с расстоянием между ними от 0,5-2 до 10—12 м. В менее континентальных условиях образуются морозобойные полигоны с расстоянием между трещинами до 20-40 и даже 50—80 м. В однородных по составу (и механическим свойствам) массивах горных пород образуются прямоугольные сети трещин, а в неоднородных — сложной конфигурации с четырьмя, а иногда с пятью и большим числом сторон.
Морозобойные трещины достаточно глубоко проникают в мерзлые породы. При сезонном промерзании пород их глубина ограничивается мощностью промерзшею слоя, а в многолетнемерзлых породах элементарная трещина (одного зимнего сезона) может проникать на глубину 3-4 м и более. Чем ниже температура многолетнемерзлых порол, тем глубже может проникать элементарная трещина. Ширина морозобойных трещин на поверхности грунтвою массива может достигать 5—10 см. Морозобойное растрескивание, как правило, сопровождается заполнением трещин водой, мелкоземом, песком, торфом и образованием полигонально-жильных структур, которые подразделяются на четыре типа: повторно-жильные льды, изначально-грунтовые жилы, первично-песчаные жилы и псевдоморфозы по повторно-жильным льдам.
Повгорно-жильные льды. Образование морозобойных трещин происходит зимой. Весной в эти трещины заливается и замерзает талая снеговая вода и в мерзлой породе образуются ледяные жилки. В слое сезонного оттаивания верхняя часть жилки летом оттаивает, а в подстилающих многолетнемерзлых породах ледяная жилка сохраняется. Это возможно при условии, когда глубина проникновения трещины больше глубины сезонного оттаивания пород. Из года в год морозобойное растрескивание повторяется на одном и том же месте, образующиеся трещины каждый раз вновь заполняются водой, которая в последующем замерзает. Так формируются элементарные ледяные жилки, вложенные одна в другую, что и приводит к росту ледяной жилы в ширину. По их числу можно подсчитать, сколько лет «росла» (формировалась) ледяная жила. Обычно это время исчисляется тысячами лет.
Повторно-жильные льды могут образовываться как в сформировавшихся ранее породах в результате увеличения суровости мерзлотных условии, так и одновременно с накоплением отложений. Первые являются эпигенетическими, вторые — сингенетическими. Последние — самые мощные полигонально-жильные образования и могут достигать в высоту40—60 м и более, а в ширину — 6—8 м. Эпигенетические жилы, как правило, не превышают глубины годовых колебании температур.
Растущие ледяные жилы по стенкам льда выжимают вверх вмещающую породу. Поэтому над морозобойными трещинами на поверхности земли образуются валики, а над самой жилой (между валиками) формируются канавообразные понижения в результате вытаивания жилок льда в слое сезонного оттаивания. В результате формируется так называемый полигонально-валиковый микрорельеф.
Морозобойное трещинообразовапие в условиях недостаточного увлажнения может привести к формированию не ледяных, а изначально грунтовых жил, которые образуются в слое сезонного oттаиваиия и промерзания пород. Весной в морозобойные трещины затекает не талая пода, а разжиженный грунт. На севере такие жилы встречаются, в южном направлении частота их развития существенно возрастает. Встречаются они и за пределами криолитозоны.
Песчаные жилы. В условиях сурового и очень сухою климата с сильными ветрами зимой, когда образуются морозобойные трещины, песок засыпается в них и образуются песчаные жилки. Многократное повторение процесса пршзошт к формированию песчаных жил. В определенных условиях могут формироваться песчано-ледяные жилы.
Псевдоморфозы по ледяным жилам - это вторичные образования, являющиеся результатом вытаивания ледяных жил и заполнения (по мере их вытаивания) образовавшегося пространства.