Вечная мерзлота Средней Сибири.
Вечнаямерзлота — мерзлые горные породы, характеризующиеся температурой от 0 и ниже,содержащие в своем составе лед и находящиеся в таком состоянии в течение длительноговремени — от нескольких лет до многих тысячелетий.
Зонамноголетней мерзлоты простирается до южных пределов Средней Сибири и уходит заее границы, что существенно отличает среднюю Сибирь от Западной Сибири.Мерзлота как бы несет далеко на юг, в умеренные широты, полярные условия формирования микрорельефа, ростарастений, почвообразования и водного режима. В результате создаютсяпротиворечивые условия развития органического мира при холодных грунтах с холоднымигрунтовыми водами и высокими температурами почв и воздуха летом.
В Средней Сибири наблюдается вечная мерзлота за исключениемюжной ее оконечности. Граница спускается от 60 параллели реки Енисей доВосточного Саяна, огибает его и спускается почти доистока Ангары, далее поднимается по Предбайкальскойвпадине, северной части Северо-Байкальского нагорья, Патомскогонагорья к низовью реки Оленька, вдоль Алданскогонагорья до среднего течения реки Алдан поднимается до 60 гр. с.ш. и уходит по границе Средней Сибири на север (вдольустья реки Лена по западной оконечности Верхоянскогохребта.)
По характеру распространения вечная мерзлота может бытьразделена на три зоны по Сумгину 1937 г. 1) сплошная
2)мерзлота с островами талых грунтов
3)островная — острова мерзлоты среди талых пород
Каждая изтрех зон характеризуется различными мощностями и температурами мерзлотных толщ.При этом внутри зон мощности и температуры изменяются в направлении с севера наюг — мощности уменьшаются, температуры повышаются.
Зонасплошной вечной мерзлоты характеризуется наибольшими мощностями мерзлотныхтолщь — от 500 и более до 300 м. И самыми низкими температурами- от -10 и нижедо -2 градусов. Сплошная вечная мерзлота на Средне-Сибирскомплоскогорье располагается к северу от Нижней Тунгуски, на всем Таймырскомполуострове, островах архипелага Северная Земля.
Взоне, где среди вечной мерзлоты встречаются острова талых пород, мощности вечномерзлотных толщ иногда достигают 250-300 м., но чащеот 100-150 до 10-12 м. Температуры от -2 до 0 гр. Этот тип вечной мерзлотыимеется на Средне-Сибирском плоскогорье между рекамиНижняя и Подкаменная Тунгусками, в южной части Лено-Алданского плато с мерзлотными грунтами мощностью до60 м. Островная вечная мерзлотахарактеризуется малыми мощностями вечно-мерзлотных толщ от нескольких десятковметров до нескольких метров и температурами, близкими к 0 гр.
Мерзлотно — геологические районы вечноймерзлоты.
Северо-Таймырский район охватываетвсю область нагорья Бырранга, вплоть до побережьяКарского моря и моря Лаптевых. Находится в подзонеарктической тундры. Сложена палеозойскими метаморфическими осадочными имассивно-кристаллическими (граниты, траппы) горными породами интенсивнодислоцированными. В геотектоническом отношении представляет собой складчатоеподнятие, осложненное надвиговыми дислокациями. Область преимущественного поднятияв четвертичный период.
Четвертичныеобразования представлены морскими, ледово — иледниково-морскими галечниками, песками, супесями и суглинками (не выше 300 м.Над современным уровнем моря), моренными суглинками (главным образом в долинахверхних частей гор), маломощным аллювием разных фаций в речных долинах,маломощными озерными и болотными отл
ожениями, широко распространеннымисолифлюкционными образованиями на обширных пологихсклонах и различными грубообломочными гравитационными — на более крутых.
Ввечномерзлотном состоянии находятся все типыуказанных горных пород. В немерзлотном состояниигорные породы находятся лишь под дном глубоких обширных озер и под русломглубоких рек (Пясина, Нижняя Таймыра).
Географическоеположение района между 73 и 78 гр. с.ш. обуславливаютповсеместность развития вечной мерзлоты, низкую температуру и большую мощность(более 400 — 500 м.) вечномерзлотных толщ.
Вечномерзлое состояние коренных пород фиксируется наличием льда в тектоническихтрещинах. В четвертичных пойменных, озерных, болотных, солифлюкционных отложенияхнаблюдается сингенетический тип криогенного состояния. В торфяно-иловатых исуглинистых пойменных отложениях обычны массивные решетки полигонально-жильногольда, мощностью до 5-7-10 м. И более в зависимости от мощности пойменногоаллювия, свидетельствующие о сингенетичности накопленияосадков и льда.
Моренныесуглинки местами могут заключать погребенный глетчерный лед. Морские и ледово-ледниково-морские суглинки и глины характеризуютсяледяной решеткой эпигенетического типа. Плохая выраженность решетки отчастиобусловлена малой мощностью отложений (в случае озерных осадков), отчасти — интенсивным промерзанием морских отложений по мере спада морских вод,установления низкой температуры порядка -8 -10 гр. и ниже, исключавшейдальнейшую миграцию воды в мерзлой породе.
Температуравечномерзлотных толщ от -10 до -13 гр., возможно,ниже. Все мерзлые породы весьма плотные. Возраст наиболее древних вечномерзлотных тощ (морена, отчасти морские и ледово-ледниково-морские отложения) — средне- иверхнеплейстоценовый; более молодых (аллювий в долинах, озерные и болотные, атакже солифлюкционные отложени) — позднеплейстоценовый или голоценовый.
Южно-Таймырский районсовпадаетс зоной лесотундры и тундры, охватывает территорию Таймырской низменности,которая в геотектоническом отношении представляет собой депрессию — областьпреимущественного опускания в течение мезо-кайнозоя.Район сложен мощной толщей четвертичных песчано-глинистых, торфяно-иловатыхосадков (морских, ледово — и ледниково-морских,аллювиальных, озерных и болотных), подстилаемых мощной толщей песчано-глинистыхтретичных и мезозойских отложений. В восточной части района (Ноардвик, Хатанга) отложения соленосны.
Районотличается суровым климатом, тундровым ландшафтом и относительно однороднымимерзлотными условиями, так как вытянут сравнительно узкой полосой в широтномнаправлении (отсутствие существенных зональных изменений). Распространениевечной мерзлоты практически сплошное, талики — лишь под дном глубоких озер ипод руслом глубоких рек, например Хатанги, Пясины. Мощностьее достигает 400-500 м. и более.
Вечномерзлыеморские, ледово — и ледниково-морские глины и суглинки, а также некоторые озерные суглинкихарактеризуются криогенным строением эпигенетического типа и с не столь четким разреживанием ледяных шлиров, вследствие интенсивного промерзанияих по мере спада вод и осушения (миграция воды быстро прерывалась замерзанием;установившаяся низкая температура замерзших толщ порядка -7, -9 гр. исключаладальнейшую миграцию воды в мерзлотных толщах).
Широкораспространенные на низменности аллювиальные, особенно пойменные, мелководныеозерные и болотные торфяно-иловатые, суглинистые и супесчаные мерзлые отложенияповсеместно характеризуются сингенетическим типом строения, т.е. равномернымраспределением по глубине мелкой льдистой сетки. В торфяно-иловатых и суглинистыхпойменных образованиях надпойменных и современныхпойменных террас обычны массивные решетки полигонально-жильногольда, достигающие мощности 10м. и более. В восточной части района, в низовьяхр. Хатанги, полигонально-жильный лед в пойменныхотложениях с фауной мамонта достигает мощности 40 м.
Температуравечнопмерзлотных толщ -8, -10 гр… Возраст мерзлых, ледово — и ледниково-морских суглинков позднеплейстоценовый.Мерзлые аллювиальные, озерные и болотные отложения с полигонально-жильнымльдом имеют голоценовый возраст. Мощные аллювиальныеобразования с полигонально-жильным льдом (до 40 м.) ввосточной части района, по-видимому, имеют более древний средне- иверхнеплейстоценовый возраст.
Северо-Тунгусский районохватываетсеверную часть Средне-Сибирского плоскогорья (ксеверу от долины реки Подкаменной Тунгуски). Районнаходится в пределах разреженной тайги, а также характеризуется обширнымиучастками тундры на возвышенных плато. В геотектоническом отношениипредставляет собой северную часть Сибирской платформы, область преобладавшегоподнятия в четвертичный период. Район представлен в основе своей метаморфизированными осадочными свитами палеозоя, слабонарушенными, прорванными пластовыми интрузиямитраппов.
Четвертичныеотложения представлены чаще маломощными (в несколько метров), реже мощными (внесколько десятков метров) ледниковыми моренами к северу от долины НижнейТунгуски, солифлюкционными и делювиальными суглино-супесямис щебнем и глыбами коренных пород на склонах, элювиальными, в основномглыбовыми россыпями коренных пород на плато и террасовым русловымпесчано-галечным и пойменным мелкопесчано-иловатым исуглинистым аллювием — в долинах. Аллювий иногда достигает несколько десятковметров мощности. Озерные и болотные иловатые суглинки и торф занимают подчиненноеместо.
Вечномерзлоесостояние свойственно всем типам четвертичных и дочетвертичныхгорных пород. В коренных породах оно фиксируется присутствием льда втектонических трещинах. Валунные суглинки содержат мелкие шлиры и гнезда льда,а также крупные остаточные глыбы погребенного глетчерного льда (Норильскиегоры). Солифлюкционные и делювиальные суглино-супесисо щебнем коренных пород на склонах нередко характеризуется сингенетическимтипом строения — тонкими горизонтальными и вертикальными шлирами льда впределах всего пласта.
Мерзлыйпесчаный аллювий в речных долинах представляет собой породу с массивнойкриогенной текстурой; пойменные супесчаные и иловато суглинистые разности аллювиальныхотложений характеризуются мелкослоистой и мелкосетчатой криогенной текстурой. Присутствие в пойменномаллювии мощного полигонально-жильного льда указываетна сингенетичность накопления осадков и мерзлоты.
Озерныеи болотные иловатые и торфянистые отложения, ограниченные в своемраспространении, обычно характеризуются сингенетическим типом строения, т.е. мелкослоистой и мелкосетчатойкриогенной текстурой, выраженной по глубине. В некоторых озерных суглинкахнаблюдается разреживающаяся с глубиной решетка изльда, возникшая в следствии промерзания осадков, ранее формировавшихся вглубоком озере, долго не промерзавшем до дна (эпигенетический тип).
Температуравечномерзлых горных пород меняется от -2 на юге района, до 6, -7 гр. ниже ноляна севере. Все мерзлые породы плотные. Мощность вечномерзлых почв меняется сюга на север от 200-250 до 400 м. и более.
Возраствечномерзлотных толщ на плато и высоких надпойменныхтеррасах в речных долинах — плейстоценовый; на низких террасах и современнойпойме — голоценовый. Вечномерзлые моренныеобразования с погребенным глетчерным льдом — наследие ледникового времени.
Лено-Вилюйскийрайон охватывает Ленскую иВилюйскую аллювиальные равнины. В основе сложенглавным образом кембрийскими и юрскимипесчано-глинистыми, известняковыми и песчано-глинистыми, известняковыми ипесчаниковыми отложениями платформенного типа. Третичные песчано-глинистыеотложения миоцена или плиоцена встречаются эпизодически.
Четвертичныеотложения представлены аллювием разных фаций, от русловой песчано-галечной до пойменной-суглинистой и глинистой с растительными осадкамии полигонально-жильным льдом. Аллювий слагает какдревние террасы, обычно с цоколем из дочетвертичныхпород, превышающие современный уровень Лены и Вилюя на 120 м. и более и имеющиенесомненно плейстоценовый возраст, так и более низкие, позднеплейстоценовые и голоценовые, вплоть до современной поймы.
Крометого, имеются маломощные делювиальные суглинистые отложения на склонах ималомощные иловатые аласные вторичные образования,т.е. пойменный аллювий, переотложенный в следствие термокарста. Торфянистые болотные отложения очень маломощныи весьма ограничены в своем распространении.
Весьрайон характеризуется суровым, резко континентальным климатом с очень суровоймалоснежной зимой, вследствие чего распространение вечной мерзлоты повсеместное(кроме подрусловых полос и днищ глубоких озер),мощность вечномерзлых толщ превышает 250-300 м., температура в пределах от -2до -6 гр. В вечномерзлом состоянии находятся все типы отложений. Все они весьмаплотны вследствие низкой температуры.
Наиболеехарактерным является присутствие широко распространенного мощного, до 20 м. иболее, полигонально-жильного льда в суглинкахпойменной фации в составе всех террас, за исключением первой надпойменной исовременной поймы.
Мощностьсингенетического полигонально-жильного льдасоответствует мощности пойменного аллювия. Криогенная текстура пойменногосуглинка является или массивной, или мелкослоистой и мелкосетчатой (сингенетический тип).
Делювиальные,аласные и озерно-болотные отложения такжехарактеризуются криогенной текстурой сингенетического типа. Иногдаозерно-болотные, а отчасти аласные отложенияхарактеризуются разреживающейся льдистой решеткойэпигенетического типа. Обычны ледяные ядра в многолетних (бугуняхи)и сезонных буграх пучения, чаще всего приуроченных к аласам.
Возраствечномерзлых толщ наиболее высоких террас равнины -плейстоценовый, болеенизких террас — средне- и верхнеплейстоценовый и самой низкой надпойменной террасыи современной поймы — гоглоценовый. Присутствие полигонально-жильного льда, синхронного террасовымосадкам, позволяет считать возраст вечной мерзлоты Центральной Якутии, вопрекичасто высказываемым мнениям, достаточно древним — раннеплейстоценовым.Чем моложе терраса, тем моложе вечная мерзлота.
Южно-Тунгусский районохватываетюжную часть Средне-Сибирского плоскогорья. Районтаежный. В геотектоническом отношении относится к Среднесибирской платформе.Северной границей района условно считается долина реки ПодкаменнаяТунгуска. Район представлен в основе своей плотными метаморфическими осадочнымисвитами палеозоя, слабо нарушенными, прорванными пластовыми интрузиямитраппов.
Четвертичныеотложения представлены маломощными делювиальными образованиямина склонах и террасовым русловым песчано-галечным и пойменным суглинистымлессовидным аллювием — в долинах. Иногда мощность аллювия достигает несколькихдесятков метров. Поверхность плоских или пологоволнистых водоразделовплоскогорья часто перекрыта маломощным суглинисто-щебнистымэлювиально-делювиальным чехлом.
Ввечномерзлом состоянии находятся как четвертичные, так и дочетвертичныеобразования. Распространение вечномерзлых толщ островное, сугубо локальное.Вечномерзлое состояние коренных дочетвертичных породопределяется присутствием льда в трещинах. Мерзлые четвертичные аллювиальные ипрочие отложения характеризуются сравнительно малой льдистостью, отчасти попричине преимущественно песчаного их состава. В немногих местах, где развитыбугристые торфяники, наблюдается разреживающаяся эпигенетическаярешетка из льда в подстилающих торф озерных суглинках, если они достаточномощны.
Понаправлению с запада на восток увеличивается сплошностьраспространения вечномерзлых пород, понижается их температура. Мощностьвечномерзлых толщ на западе района не превышает 100 м., на востоке — возможна ибольшая. Температура мерзлых пород от0 до -1, -1,5 гр.
Возраствечной мерзлоты в отдельных местах на плато, на высоких надпойменных террасахрек возможно плейстоценовый; на низких террасах — голоценовый.
Литература:
А.И.Попов. Мерзлотные явления в земной коре (Криолитология).Из-во Московского Университета, 1967.