Вечная мерзлота Средней Сибири.
Вечная мерзлота - мерзлые горные породы, характеризующиеся температурой от 0 и ниже, содержащие в своем составе лед и находящиеся в таком состоянии в течение длительного времени - от нескольких лет до многих тысячелетий. Зона многолетней мерзлоты простирается до южных пределов Средней Сибири и уходит за ее границы, что существенно отличает среднюю Сибирь от Западной Сибири. Мерзлота как бы несет далеко на юг, в умеренные широты, полярные условия формирования микрорельефа, роста растений, почвообразования и водного режима. В результате создаются противоречивые условия развития органического мира при холодных грунтах с холодными грунтовыми водами и высокими температурами почв и воздуха летом.
В Средней Сибири наблюдается вечная мерзлота за исключением южной ее оконечности. Граница спускается от 60 параллели реки Енисей до Восточного Саяна, огибает его и спускается почти до истока Ангары, далее поднимается по Предбайкальской впадине, северной части Северо-Байкальского нагорья, Патомского нагорья к низовью реки Оленька, вдоль Алданского нагорья до среднего течения реки Алдан поднимается до 60 гр. с. ш. и уходит по границе Средней Сибири на север (вдоль устья реки Лена по западной оконечности Верхоянского хребта. ) По характеру распространения вечная мерзлота может быть разделена на три зоны по Сумгину 1937 г. 1) сплошная 2) мерзлота с островами талых грунтов 3) островная - острова мерзлоты среди талых пород
Каждая из трех зон характеризуется различными мощностями и температурами мерзлотных толщ. При этом внутри зон мощности и температуры изменяются в направлении с севера на юг - мощности уменьшаются , температуры повышаются.
Зона сплошной вечной мерзлоты характеризуется наибольшими мощностями мерзлотных толщь - от 500 и более до 300 м. И самыми низкими температурами- от -10 и ниже до -2 градусов. Сплошная вечная мерзлота на Средне-Сибирском плоскогорье располагается к северу от Нижней Тунгуски, на всем Таймырском полуострове, островах архипелага Северная Земля.
В зоне, где среди вечной мерзлоты встречаются острова талых пород, мощности вечномерзлотных толщ иногда достигают 250-300 м. , но чаще от 100-150 до 10-12 м. Температуры от -2 до 0 гр. Этот тип вечной мерзлоты имеется на Средне-Сибирском плоскогорье между реками Нижняя и Подкаменная Тунгусками, в южной части Лено-Алданского плато с мерзлотными грунтами мощностью до 60 м. Островная вечная мерзлота характеризуется малыми мощностями вечно-мерзлотных толщ от нескольких десятков метров до нескольких метров и температурами, близкими к 0 гр. Мерзлотно - геологические районы вечной мерзлоты.
Северо-Таймырский район охватывает всю область нагорья Бырранга, вплоть до побережья Карского моря и моря Лаптевых. Находится в подзоне арктической тундры. Сложена палеозойскими метаморфическими осадочными и массивно-кристаллическими (граниты, траппы) горными породами интенсивно дислоцированными. В геотектоническом отношении представляет собой складчатое поднятие, осложненное надвиговыми дислокациями. Область преимущественного поднятия в четвертичный период.
Четвертичные образования представлены морскими, ледово- и ледниково-морскими галечниками, песками, супесями и суглинками (не выше 300 м. Над современным уровнем моря), моренными суглинками (главным образом в долинах верхних частей гор), маломощным аллювием разных фаций в речных долинах, маломощными озерными и болотными отл
ожениями, широко распространенными солифлюкционными образованиями на обширных пологих склонах и различными грубообломочными гравитационными - на более крутых.
В вечномерзлотном состоянии находятся все типы указанных горных пород. В немерзлотном состоянии горные породы находятся лишь под дном глубоких обширных озер и под руслом глубоких рек (Пясина, Нижняя Таймыра).
Географическое положение района между 73 и 78 гр. с. ш. обуславливают повсеместность развития вечной мерзлоты, низкую температуру и большую мощность (более 400 - 500 м. ) вечномерзлотных толщ.
Вечно мерзлое состояние коренных пород фиксируется наличием льда в тектонических трещинах. В четвертичных пойменных, озерных, болотных, солифлюкционных отложениях наблюдается сингенетический тип криогенного состояния. В торфяно-иловатых и суглинистых пойменных отложениях обычны массивные решетки полигонально-жильного льда, мощностью до 5-7-10 м. И более в зависимости от мощности пойменного аллювия, свидетельствующие о сингенетичности накопления осадков и льда.
Моренные суглинки местами могут заключать погребенный глетчерный лед. Морские и ледово-ледниково-морские суглинки и глины характеризуются ледяной решеткой эпигенетического типа. Плохая выраженность решетки отчасти обусловлена 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, исключавшей дальнейшую миграцию воды в мерзлой породе.
Температура вечномерзлотных 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- и верхнеплейстоценовый; более молодых (аллювий в долинах, озерные и болотные, а также солифлюкционные отложени) - позднеплейстоценовый или голоценовый.
Южно-Таймырский районсовпадает с зоной лесотундры и тундры, охватывает территорию Таймырской низменности, которая в геотектоническом отношении представляет собой депрессию - область преимущественного опускания в течение мезо-кайнозоя. Район сложен мощной толщей четвертичных песчано-глинистых, торфяно-иловатых осадков (морских, ледово- и ледниково-морских, аллювиальных, озерных и болотных), подстилаемых мощной толщей песчано-глинистых третичных и мезозойских отложений. В восточной части района (Ноардвик, Хатанга) отложения соленосны. Район отличается суровым климатом, тундровым ландшафтом и относительно однородными мерзлотными условиями, так как вытянут сравнительно узкой полосой в широтном направлении (отсутствие существенных зональных изменений). Распространение вечной мерзлоты практически сплошное, талики - лишь под дном глубоких озер и под руслом глубоких рек, например Хатанги, Пясины. Мощность ее достигает 400-500 м. и более.
Вечномерзлые морские, ледово- и ледниково-морские глины и суглинки, а также некоторые озерные суглинки характеризуются криогенным строением эпигенетического типа и с не столь четким разреживанием ледяных шлиров, вследствие интенсивного промерзания их по мере спада вод и осушения (миграция воды быстро прерывалась замерзанием; установившаяся низкая температура замерзших толщ порядка -7, -9 гр. исключала дальнейшую миграцию воды в мерзлотных толщах).
Широко распространенные на низменности аллювиальные, особенно пойменные, мелководные озерные и болотные торфяно-иловатые, суглинистые и супесчаные мерзлые отложения повсеместно характеризуются сингенетическим типом строения, т. е. равномерным распределением по глубине мелкой льдистой сетки. В торфяно-иловатых и суглинистых пойменных образованиях надпойменных и современных пойменных террас обычны массивные решетки полигонально-жильного льда, достигающие мощности 10м. и более. В восточной части района, в низовьях р. Хатанги, полигонально-жильный лед в пойменных отложениях с фауной мамонта достигает мощности 40 м.
Температура вечнопмерзлотных толщ -8, -10 гр... Возраст мерзлых, ледово- и ледниково-морских суглинков позднеплейстоценовый. Мерзлые аллювиальные, озерные и болотные отложения с полигонально-жильным льдом имеют голоценовый возраст. Мощные аллювиальные образования с полигонально-жильным льдом (до 40 м. ) в восточной части района, по-видимому, имеют более древний средне- и верхнеплейстоценовый возраст.
Северо-Тунгусский районохватывает северную часть Средне-Сибирского плоскогорья (к северу от долины реки Подкаменной Тунгуски). Район находится в пределах разреженной тайги, а также характеризуется обширными участками тундры на возвышенных плато. В геотектоническом отношении представляет собой северную часть Сибирской платформы, область преобладавшего поднятия в четвертичный период. Район представлен в основе своей метаморфизированными осадочными свитами палеозоя, слабо нарушенными, прорванными пластовыми интрузиями траппов. Четвертичные отложения представлены чаще маломощными (в несколько метров), реже мощными (в несколько десятков метров) ледниковыми моренами к северу от долины Нижней Тунгуски, солифлюкционными и делювиальными суглино-супесями с щебнем и глыбами коренных пород на склонах, элювиальными, в основном глыбовыми россыпями коренных пород на плато и террасовым русловым песчано-галечным и пойменным мелкопесчано-иловатым и суглинистым аллювием - в долинах. Аллювий иногда достигает несколько десятков метров мощности. Озерные и болотные иловатые суглинки и торф занимают подчиненное место.
Вечномерзлое состояние свойственно всем типам четвертичных и дочетвертичных горных пород. В коренных породах оно фиксируется присутствием льда в тектонических трещинах. Валунные суглинки содержат мелкие шлиры и гнезда льда, а также крупные остаточные глыбы погребенного глетчерного льда (Норильские горы). Солифлюкционные и делювиальные суглино-супеси со щебнем коренных пород на склонах нередко характеризуется сингенетическим типом строения - тонкими горизонтальными и вертикальными шлирами льда в пределах всего пласта. Мерзлый песчаный аллювий в речных долинах представляет собой породу с массивной криогенной текстурой; пойменные супесчаные и иловато суглинистые разности аллювиальных отложений характеризуются мелкослоистой и мелкосетчатой криогенной текстурой. Присутствие в пойменном аллювии мощного полигонально-жильного льда указывает на сингенетичность накопления осадков и мерзлоты. Озерные и болотные иловатые и торфянистые отложения, ограниченные в своем распространении, обычно характеризуются сингенетическим типом строения, т. е. мелкослоистой и мелкосетчатой криогенной текстурой, выраженной по глубине. В некоторых озерных суглинках наблюдается разреживающаяся с глубиной решетка из льда, возникшая в следствии промерзания осадков, ранее формировавшихся в глубоком озере, долго не промерзавшем до дна (эпигенетический тип). Температура вечномерзлых горных пород меняется от -2 на юге района, до 6, -7 гр. ниже ноля на севере. Все мерзлые породы плотные. Мощность вечномерзлых почв меняется с юга на север от 200-250 до 400 м. и более.
Возраст вечномерзлотных толщ на плато и высоких надпойменных террасах в речных долинах - плейстоценовый; на низких террасах и современной пойме - голоценовый. Вечномерзлые моренные образования с погребенным глетчерным льдом - наследие ледникового времени.
Лено-Вилюйский район охватывает Ленскую и Вилюйскую аллювиальные равнины. В основе сложен главным образом кембрийскими и юрскими песчано-глинистыми, известняковыми и песчано-глинистыми, известняковыми и песчаниковыми отложениями платформенного типа. Третичные песчано-глинистые отложения миоцена или плиоцена встречаются эпизодически. Четвертичные отложения представлены аллювием разных фаций, от русловой песчано-галечной до пойменной-суглинистой и глинистой с растительными осадками и полигонально-жильным льдом. Аллювий слагает как древние террасы, обычно с цоколем из дочетвертичных пород, превышающие современный уровень Лены и Вилюя на 120 м. и более и имеющие несомненно плейстоценовый возраст, так и более низкие, позднеплейстоценовые и голоценовые, вплоть до современной поймы. Кроме того, имеются маломощные делювиальные суглинистые отложения на склонах и маломощные иловатые аласные вторичные образования, т. е. пойменный аллювий, переотложенный в следствие термокарста. Торфянистые болотные отложения очень маломощны и весьма ограничены в своем распространении.
Весь район характеризуется суровым, резко континентальным климатом с очень суровой малоснежной 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 -2 до -6 гр. В вечномерзлом состоянии находятся все типы отложений. Все они весьма плотны вследствие низкой температуры.
Наиболее характерным является присутствие широко распространенного мощного, до 20 м. и более, полигонально-жильного льда в суглинках пойменной фации в составе всех террас, за исключением первой надпойменной и современной поймы. Мощность сингенетического полигонально-жильного льда соответствует мощности пойменного аллювия. Криогенная текстура пойменного суглинка является или массивной, или мелкослоистой и мелкосетчатой (сингенетический тип). Делювиальные, аласные и озерно-болотные отложения также характеризуются криогенной текстурой сингенетического типа. Иногда озерно-болотные, а отчасти аласные отложения характеризуются разреживающейся льдистой решеткой эпигенетического типа. Обычны ледяные ядра в многолетних (бугуняхи) и сезонных буграх пучения, чаще всего приуроченных к аласам.
Возраст вечномерзлых толщ наиболее высоких террас равнины -плейстоценовый, более низких террас - средне- и верхнеплейстоценовый и самой низкой надпойменной террасы и современной поймы - гоглоценовый. Присутствие полигонально-жильного льда, синхронного террасовым осадкам, позволяет считать возраст вечной мерзлоты Центральной Якутии, вопреки часто высказываемым мнениям, достаточно древним - раннеплейстоценовым. Чем моложе терраса, тем моложе вечная мерзлота.
Южно-Тунгусский районохватывает южную часть Средне-Сибирского плоскогорья. Район таежный. В геотектоническом отношении относится к Среднесибирской платформе. Северной границей района условно считается долина реки Подкаменная Тунгуска. Район представлен в основе своей плотными метаморфическими осадочными свитами палеозоя, слабо нарушенными, прорванными пластовыми интрузиями траппов. Четвертичные отложения представлены маломощными делювиальными образованиями на склонах и террасовым русловым песчано-галечным и пойменным суглинистым лессовидным аллювием - в долинах. Иногда мощность аллювия достигает нескольких десятков метров. Поверхность плоских или пологоволнистых водоразделов плоскогорья часто перекрыта маломощным суглинисто-щебнистым элювиально-делювиальным чехлом.
В вечномерзлом состоянии находятся как четвертичные, так и дочетвертичные образования. Распространение вечномерзлых толщ островное, сугубо локальное. Вечномерзлое состояние коренных дочетвертичных пород определяется присутствием льда в трещинах. Мерзлые четвертичные аллювиальные и прочие отложения характеризуются сравнительно малой льдистостью, отчасти по причине преимущественно песчаного их состава. В немногих местах, где развиты бугристые торфяники, наблюдается разреживающаяся эпигенетическая решетка из льда в подстилающих торф озерных суглинках, если они достаточно мощны. По направлению с запада на восток увеличивается сплошность распространения вечномерзлых пород, понижается их температура. Мощность вечномерзлых толщ на западе района не превышает 100 м. , на востоке - возможна и большая. Температура мерзлых пород от0 до -1, -1, 5 гр.
Возраст вечной мерзлоты в отдельных местах на плато, на высоких надпойменных террасах рек возможно плейстоценовый; на низких террасах - голоценовый. Литература:
А. И. Попов. Мерзлотные явления в земной коре (Криолитология). Из-во Московского Университета, 1967.