9

Мерзлотоведение Конспект № 2

3. Распространение и строение мерзлых пород

По длительности существования в мерзлом состоянии горные породы принято разделять на три категории.

1) Кратковременномерзлые породы, которые находятся в мерзлом состоянии часы или первые сутки.

2)Сезонномерзлые породы - находящиеся в мерзлом состоянии несколько месяцев.

3) Многолетнемерзлые породы - находящиеся в мерзлом состоянии от трех лет до нескольких тысяч лет.

Между этими разновидностями мерзлых горных пород могут существовать промежуточные формы, например “перелетки”, т.е. сезонномерзлые породы которые могут просуществовать несколько холодных лет.

Трем типам мерзлого состояния пород соответствуют три зоны их распространения:

1) зона кратковременномерзлых пород;

2) зона сезонномерзлых пород и

3) зона многолетнемерзлых пород.

Обычно первая зона накладывается на вторую и третью, вторая на третью, но эти зоны могут существовать и отдельно друг от друга.

Глубина промерзания пород по вертикали зависит от ряда природных факторов, таких как климат, геологическое строение, широтное и высотное положение участка и ряда других. В первую очередь она зависит от длительности охлаждения горных пород и динамики его во времени.

При кратковременном промерзании, мощность мерзлого слоя составляет первые сантиметры, при сезонном она изменяется от одного до нескольких метров, а при многолетнем промерзании мощность слоя может достигать десятков и сотен метров. Кратковременные и сезонномерзлые горные породы образуются непосредственно на поверхности Земли, а многолетнемерзлые - могут залегать и на значительной глубине.

По вертикали многолетнемерзлые толщи могут быть сливающимися со слоем сезонного оттаивания и несливающимися – разобщенными. Они возникают тогда, года между слоем сезонного промерзания и многолетнемерзлыми породами существует слой талых пород.

По залеганию в разрезе мерзлые толщи горных пород подразделяются на: 1) непрерывные по вертикали многолетнемерзлые толщи, подстилаемые талыми породами№ 2) многолетнемерзлые толщи, подстилаемые морозными, охлажденными ниже 0⁰С породами содержащими соленые и рассольные воды; 3) многолетнемерзлые толщи, разделенные между собой водонепроницаемыми талыми породами.

Залегание многолетнемерзлых толщ по разрезу с юга на север схематично показано на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Схема вертикального разреза мерзлых толщ при движении с юга на север:

1 – слой сезонного промерзания (а) и протаивания (б); 2 – современные сливающиеся мерзлые толщи; 3 – современные несливающие мерзлые толщи; 4 – древние сливающиеся и несливающиеся мерзлые толщи; 5 – сквозные талики; 6 – несквозные или «ложные» талики; 7 – современная южная граница многолетнемерзлых пород; 8 – немерзлые толщи горных пород.

Распространение мерзлых толщ на площади. Карта распространения многолетнемерзлых пород на территории России приведена на рис. 3.2.

Ю жная граница распространения зоны многолетнемерзлых пород подчиняется высотной и широтной зональности. Она нанесена на геокриологических, гидрогеологических и инженерно-геологических картах России, мелких масштабов. Под высотной зональностью, понимается распространение мерзлых толщ в пределах горных стран (массивов).

Рис. 3.2 Схема распространения многолетнемерзлых пород в России (по К.А.Кондратьевой)[4]:

1-зона редкоостровного, островного и массивно-островного распространения ММП со среднегодовыми теппературами от +3 до -1^оС и мощностью мерзлой толщи (М) от 0 до 100м; 2-5-зона сплошного распространения ММП (2-от -1 до -3^оС, М-от 50 до 300м; 3-от -3 до -5^оС, М-от 100 до 400м; 4-от -5 до -9^оС, М-от 200 до 600м; 5-ниже -9^оС, М-от 400 до 900м и более); 6-граница зон ММП; 7-южная граниза криолитозоны

В условиях горных стран сплошность распространения многолетнемерзлых толщ и их мощность увеличивается с повышением абсолютных отметок рельефа. Среднегодовая температура пород в этих районах понижается в среднем на 0,5-1,0⁰ на каждые 100 м высоты. Таким образом, все горные сооружения России, и других стран, характеризуются широким распространением многолетнемерзлых толщ. Площадь распространения мерзлых пород в России составляет более 55% ее площади, занимая примерно 10 млн. км². Южная граница распространения мерзлой зоны начинается на Кольском полуострове, протягивается к устью р. Мезень, затем к широтному колену р. Печоры и опускается вдоль западного склона Урала южнее 64⁰ с.ш. В Западной Сибири она проходит по южному отрезку р. Обь, и опускаясь к югу к р. Енисей. Ниже устья р. Подкаменная Тунгуска (Восточная Сибирь) граница резко поворачивает на юг, уходя по правому берегу Енисея за пределы России в горные районы Монголии и Китая. На Востоке России южная граница распространения мерзлых толщ оконтуривает горные хребты вдоль реки Амура и на Камчатке (Рис. 3.2).

В Северной Америке область распространения многолетнемерзлых толщ охватывает значительную часть Аляски и Канады. В Северном Ледовитом океане многолетнемерзлыми породами сложены все острова, в том числе Гренландия.

В Южном полушарии область распространения многолетней мерзлоты включает Антарктиду, прилегающие к ней острова, и высокогорные участки Южной Америки и Африки – единственным континентом, где нет многолетнемерзлых горных пород, является Австралия. Общая площадь распространения многолетнемерзлых пород на Земном шаре превышает 25% территории суши.

Таким образом, проблема изучения многолетнемерзлых пород в связи с их хозяйственным освоением является весьма актуальной и злободневной для целого ряда стран.