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.