Закономерности формирования криогенного строения четвертичных отложений Северной Якутии

Каневский, Михаил Зиновьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Закономерности формирования криогенного строения четвертичных отложений Северной Якутии
ВАК РФ 25.00.08, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации по теме "Закономерности формирования криогенного строения четвертичных отложений Северной Якутии"

Ш правах рукописи

Каневский Михаил Зиновьевич

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ КРИОГЕННОГО СТРОЕНИЯ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ СЕВЕРНОЙ ЯКУТИИ

Специальность 25.00.08 - инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата 1еолою-минералогическнх наук

Москва - 2004

Работа выполнена в Московском отделении Института криосферы Земли СО РАН, г. Тюмень

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

профессор Е. С. Мельников

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук.

профессор Н. Н. Романовский

доктор географических наук, профессор Н. А. Шполянская

Ведущая организация:

Институт мерзлотоведения СО РАН,

г.Якутск

Защита состоится 19 марта 2004 года в 1630 ч на заседании диссертационного совета Д 501.001.30 в Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова по адресу." 119992, Москва, Ленинские горы, МГУ, геологический факультет, аудитория № 415.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета МГУ - зона «А» главного здания, 6 этаж.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 119992. Москва, Ленинские горы, МГУ. геологический факультет, ученому секретарю диссертационного совета, профессору Л. С. Гарагуле.

Автореферат разослан 19 февраля 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор геолого-минералогических наук,

профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы и постановка проблемы. Изучение криогенного строения четвертичных отложений представляет собой важнейший элемент научных и практических инженерно-геокриологических исследований в районах распространения высокольдистых многолетнемерзлых пород (ММП). Это связано с тем. что именно особенности криогенного строения определяют величину содержания льда в мерзлой породе и, соответственно, зависящие от нее инженерно-геологические свойства - объемный вес, осадку при оттаивании, прочностные свойства и др. Без правильной оценки характера залегания подземных льдов и общей льдистости мерзлой толши невозможно прогнозировать развитие таких опасных деструктивных процессов,,как термокарст, термоэрозия, термоденудация.

Одна из сложнейших проблем при изучении синкриогенных толщ - выявление закономерностей формирования криогенных текстур, их связи с условиями осадконакопления и промерзания. Многие исследователи обращали внимание на существование двух типов криогенного строения сингенетически промерзших тонкодисперсных отложений - сильнольдистый и малольдистый, - однако объяснения их происхождения у разных авторов существенно различаются. Изучение причин формирования, характера залегания и особенностей строения высокольдистых горизонтов (которые мы относим к синкриогенньш отложениям 2-го подтипа), встречающихся в разрезах синкриогенных отложений на различных глубинах, представляет собой важную и при этом практически неисследованную задачу.

Цели и задачи исследования. Цель работы - изучить основные закономерности формирования криогенного строения четвертичных отложений различного генезиса на территории Северной Якутии. Для достижения этой цели решались следующие задачи: 1) выделить и охарактеризовать основные подтипы сингенетического типа криолитогенеза; 2) установить важнейшие факторы, определяющие криогенное строение и льдистость отложений, относящихся к различным подтипам сингенеза; 3) изучить особенности криогенного строения четвертичных отложений различного генезиса; 4) составить морфогенетиче-скую классификацию криогенных текстур; 5) изучить распределение синкрио-генных отложений второго подтипа в разрезах четвертичных отложений, а также закономерности изменения влажности по разрезу; 6) рассмотреть методические аспекты изучения криогенного строения и свойств синкриогенных отложений второго подтипа, охарактеризовать инженерно-геологическое значение этих отложений; 7) изучить криогенное

1 БИБЛИОТЕКА [ !

ний россыпных месторождений, составить их классификацию.

Исходные материалы и методика исследований. Работа базируется на материалах полевых исследований автора, проводившихся начиная с 1983 г. в Северной Якутии и других районах криолитозоны. В процессе полевых работ изучалось криогенное строение плейстоценовых и голоценовых отложений различного генезиса: озерно-аллювиальных, делювиально-солифлюкционных, аласных и др. Полевые работы включали описание и опробование обнажений, керна скважин, шурфов и подземных горных выработок, маршрутные работы, наблюдения на стационарных площадках. Наиболее детальные исследования осуществлялись на территории Куларского золотоносного района (Яно-Омолойское междуречье), а также в долинах рек Яны, Омолоя и Индигирки, в предгорьях Селенняхского хребта и в Верхне-Селенняхской впадине. Помимо этого, работы проводились в устье р. Печора и на западном побережье п-ва Ямал.

При написании работы осуществлялись анализ и обобщение литературных и фондовых материалов, посвященных механизмам формирования криогенных текстур, криогенному строению и льдистости четвертичных отложений на севере Якутии и в других районах криолитозоны.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Выделены и охарактеризованы подтипы сингенетического типа крио-литогенеза, проведен их сравнительный анализ.

2. Установлены особенности сингенетического промерзания и важнейшие факторы, определяющие криогенное строение и льдистость отложений, относящихся к различным подтипахМ сингенеза, выявлены механизмы формирования синкриогенных отложений второго подтипа.

3. Изучены особенности криогенного строения ММП Северной Якутии, при этом получены и проанализированы новые данные о криогенном строении и льдистости четвертичных отложений различного генезиса (отложений ледового комплекса, склоновых отложений, современного аллювия, аласных отложений).

4. Составлена морфогенетическая классификация основных криогенных текстур \4МП Северной Якутии, включающая данные о составе и генезисе отложений, типе (подтипе) криолитогенеза, преобладающих значениях суммарной влажности, параметрах криогенной текстуры.

5. Изучено распределение синкриогенных отложений второго подтипа в разрезах -четвертичных отложений различного генезиса, а также связанное с ним распределение влажности по разрезу.

6. Разработана методика определения суммарной влажности синкриоген-ных отложений второго подтипа, охарактеризовано инженерно-геологическое значение этих отложений.

7. Изучено криогенное строение техногенных отложений россыпных месторождений, составлена их классификация.

Научное и практическое значение работы. Научное значение работы определяется выявлением закономерностей формирования криогенного строения сингенетически промерзших отложений. Характеристика криогенного строения и льдистости четвертичных отложений различного генезиса на территории Северной Якутии имеет как научное, так и практическое значение, связанное с тем, что свойства этих оаложений необходимо учитывать при хозяйственном освоении территорий. Полученные результаты могут быть использованы при проведении инженерно-геокриологических и геоэкологических исследований на севере Якутии в целях детального расчленения разрезов син-криогенных отложений; для оценки льдистости; при изучении деструктивных криогенных процессов.

Научное значение работы связано также с определением условий формирования, характера залегания и особенностей строения синкриогенных отложений 2-го подтипа (СКО-2). Такие данные имеют важное палеогеографическое значение, так как наличие в разрезе горизонтов СКО-2 свидетельствует о замедлении или прекращении осадконакопления, либо о существенном изменении фациальных условий в период их формирования.

Практическое значение исследования СКО-2 обусловлено тем влиянием, которое оказывает наличие высокольдистых горизонтов (как современного промежуточного слоя, так и погребенных горизонтов) на инженерно-геологические характеристики всего разреза четвертичных отложений. Эти горизонты могут самым существенным образом повлиять на характер развития таких деструктивных процессов, как термокарст, термоэрозия, термоабразия, термоденудация, а также на устойчивость мерзлой толши к техногенным воздействиям.

Апробация работы. Результаты исследований автора докладывались на конференциях молодых ученых ВСЕГИНГЕО в 1987 и 1989 гг.; на научном семинаре секции «Криолитогенеза» Междуведомственного Литологического комитета АН СССР (Ухта, 1988); на Международных конференциях «Экстремальные криосферные явления: фундаментальные и прикладные аспекты» и «Криосфера Земли как среда жизнеобеспечения» (Пущино, 2002, 2003); на Восьмой международной конференции по мерзлотоведению (Цюрих, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 статей. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 178 страниц текста, включающих 10 таблиц, 24 рисунка и список литературы из 131 наименования.

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю профессору, доктору геолого-минералогических наук Е.С. Мельникову за . большую помощь и постоянную поддержку. Написание работы оказалось возможным благодаря помощи и ценным советам д.г.-м.н. Ю.Л. Шура и к.г.-м.н. А.А. Васильева, которым автор также выражает глубокую признательность. Автор искренне признателен к.г.-м.н. Г.Ф. Гравису, к.г.н. Н.В. Давидович, Т.Б. Крупиной, к.г.н. И.Д. Стрелецкой, д.г.-м.н. СМ. Фотиеву, прочитавшим работу И сделавшим ценные замечания. Автор благодарит за дружескую поддержку и помощь в проведении полевых и камеральных исследований к.г.н. М.Н. Григорьева, к.г.-м.н. Д.С Дроздова, к.г.-м.н. В.Г. Заиканова,В.Е. Катасонова, Ю.В. Коростелева, к.г.-м.н. В.В. Максимова, к.г.-м.н. Г.В. Малкову, О.Е. Пономареву, И.А. Самылина, к.г.-м.н. В.Б. Славина-Боровского и многих других коллег по работе во ВСЕГИНГЕО и ИКЗ СО РАН.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ГЛАВА 1. Особенности формирования синкриогенных отложений Вопросам формирования синкриогенных отложений посвящены публикации А.И. Попова, Е.М. Катасонова, П.А. Шумского, Б.И. Втюрина, Н.Н. Романовского, А.А. Архангелова, Г.Ф. Грависа, Ш.Ш. Гасанова, И.Д. Данилова, Т.Н. Жестковой. В.Г. Заиканова, Т.Н, Каплиной, К.А. Кондратьевой, В.Н. Ко-нищева, А.Н. Котова, В.А. Кудрявцева, В.В. Куницкого, Г.Э. Розенбаум, В.И. Соломатина, Ю.Л. Шура и др. Благодаря исследованиям, проведенным этими и многими другими учеными, к настоящему времени удалось понять основные закономерности сингенетического промерзания отложений, определить условия, при которых формируются синкриогенные отложения,-получить большой объем данных об их криогенном строении и льдистости.

Механизмы формирования синкриогенных отложений достаточно сложны, а их криогенное строение отличается значительным разнообразием. Поэтому нам представляется целесообразным выделение нескольких подтипов сингенетического типа криолитогенеза, что позволит более точно интерпретировать строение различных разрезов синкриогенных отложений. Сингенетический тип криолитогенеза мы предлагаем разделить на 3 подтипа, существенно различающихся по условиям формирования отложений и их криогенному

строению: 1) первый подтип (собственно сингенез); 2) второй подтип (условно называемый «квазисингенезом»); 3) третий подтип (парасингенез).

Первый подтип сингенеза (собственно сингенез) представляет собой достаточно хорошо изученный процесс перехода осадка в многолетнемерзлое состояние, происходящий одновременно с седиментацией, при котором фациаль-ные условия в период накопления и в период промерзания осадка совпадают. Тонкодисперсные синкриогенные отложения 1-го подтипа (СКО-1) на севере Якутии характеризуются сравнительно небольшой льдистостью (суммарная влажность не превышает 60-80%), ритмичным строением, преобладанием мик-рошлировой частослоистой криотекстуры, маломощными и относительно редкими поясками.

Характер криогенного строения СКО-1 определяется тремя основными процессами: льдообразованием в сезонно-талом слое (СТС); льдообразованием в верхних горизонтах ММП; формированием криотекстурных ритмов. На эти процессы влияют многочисленные геологические, тектонические, геоморфологические, климатические, геокриологические факторы. Температура ММП, мощность, влажность и состав грунтов СТС воздействуют на криогенное строение и льдистость синкриогенных пород прежде всего в той степени, в которой они определяют продолжительность миграции влаги, интенсивность льдообразования и мощность части СТС, промерзающей снизу. Воздействие этих факторов не может рассматриваться без учета соотношения скорости осадконакопления и динамики мощности СТС.

Второй подтип сингенеза имеет с первым подтипом много общего, но есть и существенные различия, связанные с условиями промерзания отложений и их криогенным строением. Синкриогенные отложения 2-ю подтипа (СКО-2) характеризуются: 1) несовпадением фациальных условий в период накопления и в период промерзания осадка, 2) промерзанием отложений после завершения (или замедления) седиментации; 3) сравнительно небольшой мощностью; 4) отсутствием четкой ритмичности в строении отложений; 5) исключительно высокой льдистостью. Для СКО-2 характерно преобладание поясковой криотекстуры в комбинации с атакситовой, сетчатой, реже - линзовидно-слоистой криотекстурами; суммарная влажность этих отложений обычно существенно превышает 100%.

В качестве основного (но не единственного) механизма формирования СКО-2 мы рассматриваем квазисингенез. Согласно Ю.Л. Шуру, впервые применившему этот термин, квазисингенез представляет собой процесс формирования в верхней части толщи ММП высокольдистого промежуточного слоя

мощностью до 1-1,5 м. Образование этого слоя происходит в результате постепенного уменьшения мощности СТС (прежде всего, вследствие сукцессии растительного покрова после завершения осадконакопления) и перехода значительной его части в многолетнемерзлое состояние за счет промерзания снизу.

Помимо современного промежуточного слоя, отделяющего СТС от ММП, СКО-2 встречаются в виде линз и горизонтов мощностью до 2-3 м, залегающих в синкриогенных толщах на различных глубинах. Эти горизонты чаще всего соответствуют периодам прекращения или замедления осадконакопления в связи со сменой фациалъных условий; во многих случаях они приурочены к погребенным почвам, нередко залегают над погребенными ПЖЛ.

На рисунке 1 сопоставляются механизмы развития во времени процессов собственно сингенетического и квазисингенетического промерзания. Рисунок 1А, представляющий собой классическую схему А.И. Попова с небольшими изменениями, иллюстрирует процесс формирования криотекстурных ритмов при собственно сингенетическом промерзании, связанный с цикличными изменениями глубины сезонного оттаивания. Очевидно, что чем продолжительнее циклы и чем больше скорость осадконакопления, тем крупнее будут пачки, переходящие в многолетнемерзлое состояние.

На рис. 1 Б мы показали в схематичном виде, как происходит формирование криогенного строения при квазисингенетическом промерзании. Осадко-накопление прекратилось, идет постепенное сокращение мощности СТС (на фоне короткопериодньтх колебаний мощности СТС, вызванных, прежде всего, климатическими колебаниями) вследствие сукцессии растительного покрова и других факторов. По мере перехода части СТС в многолетнемерзлое состояние осуществляется (в результате льдонакопления в промерзающем слое) постепенное повышение поверхности.

Чем медленнее происходит сокращение мощности СТС, тем чаще и мощнее будут пояски; периодичность их появления в разрезе определяется (как и при сингенетическом промерзании) цикличностью изменения мощности СТС, связанной с колебаниями климата либо иными факторами. Вместе с тем, эта цикличность чаще всего не имеет такого "регулярного" характера, как при сингенезе: уменьшение глубины сезонного оттаивания в природе происходит не равномерно, как на приведенной схеме (рис. 1 Б), а скачкообразно, вследствие чего в разрезе промежуточного слоя часто наблюдаются сравнительно малольдистые прослои, целиком перешедшие в многолетнемерзлое состояние за один цикл промерзания СТС, а частота и мощность поясков изменяется по разрезу в весьма широких пределах.

Несмотря на широкое распространение квазисингенеза в криолитозоне, мы не можем считать его единственным механизмом образования СКО-2, так как формирование высокольдистых отложений с подобным криогенным строением может происходить и без прекращения седиментации. В этом случае образование СКО-2 связано с существенными изменениями фациальных условий, вызванными различными факторами: климатическими, тектоническими, локальными. Импульсами к формированию СКО-2 могут послужить переход от субаквальных условий к субаэральным, переход от одного уровня поймы к другому, восстановление растительности после завершения эрозионных про-

цессов, пожаров и т.д.

Третий подтип сингенеза, или парасингенез (термин Е.М. Катасонова), представляет собой процесс трехстороннего (сбоку, снизу и сверху) промерзания сравнительно глубоководных субаквальных отложений, происходящий до (или непосррдственно после) завершения осадконакопления. Формирующиеся при этом мерзлые породы по условиям промерзания и криогенному строению близки к эпикриогенным. Шлиры сегрегационного льда обычно параллельны фронту (фронтам) промерзания, поэтому для парасинкриогенных отложений наиболее характерны косослоистые, решетчатые и плетенчатые криотекстуры с преобладанием сравнительно толстых наклонных ледяных шлиров, разделенных плотными минеральными прослоями. Наименее льдистые породы обычно формируются в центральной части парасинкриогенных геологических тел, что связано с миграцией влаги к фронтам промерзания. В работе приведены разрезы парасинкриогенных отложений, изучавшиеся нами на западном побережье Ямала и на Яно-Омолойском междуречье.

ГЛАВА 2. Характеристика криогенного строения и льдистости син-криогенных четвертичных отложений Северной Якутии

Территория Северной-Якутии характеризуется практически повсеместным распространением высокольдистых синкриогенных отложений разного генезиса, близких но составу и криогенному строению, включающих мощные повторно-жильные льды (ПЖЛ). Доминирующее значение имеют четыре комплекса синкриогенных четвертичных отложений: верхнеплейстоценовые отложения ледового комплекса; верхнеплейстоцен-голоценовые склоновые отложения; верхнеплейстоцен-голоценовые отложения аласного комплекса; современные аллювиальные отложения.

Полигенетические отложения ледового комплекса мощностью до 40-50 м характеризуются чередованием в разрезе СКО-1 и СКО-2; широким распространением в верхней части разреза современного промежуточного слоя; заметным преобладанием (встречаемость в разрезе не менее 50%) микрошлиро-вой частослоистой криотекстуры, наиболее типичной для СКО-1. Суммарная влажность отложений ледового комплекса колеблется в очень широких пределах (от 30 до 200% и более), при этом средние по разрезу значения обычно составляют 70-80%. В некоторых разрезах ледового комплекса встречаются линзы парасинкриогенных озерных и таберальных отложений, мощность которых может достигать 15-20 м.

Суммарная влажность отложений с микрошлировой частослоистой крио-текстурой колеблется от 40 до 90%, что позволяет предположить наличие ряда разновидностей криотекстур, близких к микрошлировой частослоистой, постепенно переходящих одна в другую и далеко не всегда диагностируемых при изучении разреза. Мы выделяем следующую последовательность таких крио-текстур (в порядке увеличения льдистости): скрытошлировая частослоистая -микропорфировидная - микролишовидная частослоистая - собственно мик-рошлировая частослоистая - микроячеистая - микроатакситовая.

В СКО-1 из всех перечисленных разновидное i ей чаще всего встречается собственно микрошлировая частослоистая криотекстура, существенно реже -скрытошлировая частослоистая. Для горизонтов СКО-2 более характерны микроячеистая и микроатакситовая, а также собственно микрошлировая частос-лоистая криотекстуры (при том, что преобладающими для этих горизонтов являются атакситовая и сетчатая криотекстуры в сочетании с поясковой).

Склоновые отложения, в составе которых преобладают делювиальные, солифлюкционные и пролювиальные фации, характеризуются (как и отложения ледового комплекса) переслаиванием СКО-1 и СКО-2. Последние залегают в виде линз мощностью 0,5-1,5 м, нередко косо срезающих нижележащие отложения. В верхней части разреза склоновых отложений практически повсеместно встречается современный промежуточный слой.

Наиболее распространенной криотекстурой делювиально-солифлюкционных отложений является микрошлировая частослоистая. ПЖЛ, развитые в склоновых отложениях, отличаются рядом особенностей: ледяные жилы, перпендикулярные падению склона, имеют резко асимметричное строение, большинство таких жил отклонены от вертикали в сторону падения склона (вплоть до субгоризонтального залегания). В склоновых отложениях нередко отмечаются ледяные тела термокарстово-пещерного генезиса. На рисунке 2 показан фрагмент разреза склоновых отложений, расположенного в предгорьях Селенняхского хребта.

Отложения гласного комплекса включают таберальные, озерные и собственно аласные отложения. В пределах изучаемой территории аласные котловины, вложенные в отложения ледового комплекса, занимают до 50-70% площади. Мы выделяем три типа аласов: 1) эрозионно-термокарстовые; 2) термо-карстово-эрозионные; 3) эрозионно-термоденудационные. В работе приводится сравнительная характеристика этих типов аласов, рассматриваются процессы их формирования.

ШП-^УШ-ъ

430-

420-

Рис. 2. Фрагмент разреза через конус выноса, сформированный переслаивающимися делювиально-солифлюкционными и пролювиальными отложениями (предгорья Селенняхского хребта, месторождение "Тирехтях").

Условные обозначения: 1 - номер шурфа (24) или скважины (52); 2 - повторно-жильный лед, Криотекстуры: 3 - атакситовая; 4 - сетчатая; 5 - линзо-видно-слоистая; 6 - массивная; 7 - корковая. Литология: 8 - суглинки; 9 - супеси; 10 - гравийно-галечные отложения; 11 - дресвяно-щебнистые отложения; 12 - палеоген-неогеновая кора выветривания; 13 - триасовые песчаники, аргиллиты, алевролиты; 14 - значения суммарной влажности, %.

В разрезе отложений эрозионно-термокарстовых аласов доминируют сравнительно малольдистые парасинкриогенные таберальные и озерные отложения; в верхней части разреза залегают синкриогенные (СКО-1 и СКО-2) озерно-болотные отложения, отличающиеся очень высокой льдистостью. Тер-мокарстово-эрозионные аласы характеризуются сравнительно небольшой-мощностью парасинкриогенных отложений, а в разрезе эрозионно-термоденудационных аласов таберальные и озерные отложения могут отсутствовать вообще.

Формирование криогенных текстур современных аллювиальных отложений теснейшим образом связано с изменением фациальных условий в процессе эволюции пойменных ландшафтов. Современный аллювий характеризуется преобладанием в разрезе СКО-1, значительным увеличением льдистости и утяжелением грансостава вверх по разрезу. Если для отложений низких и средних пойм, отличающихся максимальными темпами седиментации, характерны массивная и микрошлировая часюслоистая криотекстуры, то на высоких поймах вследствие замедления осадконакопления, сукцессии растительности (появления иохового покрова) и уменьшения мощности СТС начинается формирование высокольдистого промежуточного слоя (СКО-2).

Изучение криогенного строения отложений различного возраста и генезиса позволило нам составить обобщенную морфогенетическую классификацию основных криогенных текстур, наиболее характерных для ММП Северной Якутии (табл. 1). Классификация содержит данные о составе и генезисе отложений, типе (подтипе) криолитогенеза, преобладающих значениях суммарной влажности, параметрах криогенной текстуры (толщина шлиров, расстояние между ними, размер минеральных блоков, параметры ледяных поясков). Анализ полученных данных показывает, что характер криогенного строения зависит в большей степени от состава и условий промерзания отложений, нежели от их генезиса и возраста.

В криогенном строении ММП Северной Якутии основную роль играют криотекстуры, характерные для СКО-1, реже - для СКО-2 и парасинкриоген-ных отложений. В большинстве изученных разрезов ледового комплекса и склоновых отложений доминирующую роль играют СКО-1 с микрошлировой частослоистой криотекстурой в сочетании со сравнительно редкими и маломощными поясками.

Таблица I (фрагмент). Морфогенетнческая классификация преобладающих криогенных текстур

миоголетнемерзлых пород Северной Якутии

Тип криогенных текстур Вид криогенных текстур Ра шовид-ность криогенных 1СК-сгур Тип (подтип) крно-литогенеза 1 Состав отложении Генезис отложений Суммарная влажность, % Параметры* крио-текстуры, см 1 Параметры* поясков, см

Массивная Массивная Эпигенез, сингенез-I, парасингенез Пески, крупнообломочные породы, реже супеси и суглинки Аллювиальные, озерные, таберальиые, реже делювиально-солифлюкционные 15-40 ... --

Слоистая Лш/зо- ВИДНО- слонстая Средне- и тонко шли-ровая Сингенез-2, сингенез-1 Пылеватые супеси и суглинки Аллювиальные, делювиально- солифлюкционные 50-120 0,2-0,7 / 0,2-0,6 2-5/7-15

Микрошли-ровая часто-слоистая Сингенез-1, реже сингенез-2 Пылеватые супеси и суглинки, реже пески Аллювиальные, делювиально-солифлюкционные, реже озерные 40-80 до 0,1/ до 0,1 0,5-1,5/ 20-60

Микро- шлировая слоистая Сингенез тт Аллювиальные, Пылеватые супеси ' .делювиально-и суглинки, пески , ' солифлюкционные. 30-60 до 0,1/ 0,2-1,0 Редко

Эпигенез, парасингенез Пылеватые супеси и суглинки, пески Таберальные, озерные 25-50 до 0,1 / 0,2-3,0 —

Скрытошли-ровая часто-слоистая Сингенез Пылеватые супеси и суглинки Аллювиальные, делювиально-солиф-люкционные, озерные 30-60 0,02-0,04 / до 0,1 до 0,5 / 30-60

Слоистая Средне- и тонкошли- ровая Парасингенез, эпигенез Супеси, суглинки, пески Озерные, аллювиальные 30-70 0,1-5,0/ 1-20 —

Эпигенез Лигниты Биогенные 60-300 0,1-0,2/ 20-50 —

1} числителе - толщина шлиров (поясков), в знаменателе - расстояние между шлирами (поясками) или размер минеральных блоков, см.

ГЛАВА 3. Роль синкриогенных отложений второго подтипа в формировании четвертичных голщ Северной Якутии

Синкриогенные отложения 2-го подтипа играют существенную роль в формировании криогенного строения и инженерно-геологических свойств четвертичных отложений различного генезиса. Горизонты СКО-2, обычно образующие современный промежуточный слой, а также залегающие на разных глубинах в виде линз и горизонтов в толще менее льдистых отложений, были встречены в большей части разрезов. Эти горизонты маркируют периоды прекращения или резкого замедления осадконакопления и формируются при изменении фациальных условий.

Наши исследования криогенного строения отложений ледового комплекса показали, что суммарная доля горизонтов СКО-2 в разрезе составляет 2030% от общей мощности синкриогениой толщи. Наиболее детальное изучение криогенною сгроения ледового комплекса проводилось нами в подземных горных выработках в верховьях р. Иэкийээс (бассейн р. Омолой), приблизительно в 15 км к северо-востоку от пос. Кулар (рис. 3)

Отложения ледового комплекса мощностью до 30-40 м преде гавлены 1дссь буровато-серыми пылевашми супесями с включениями растительных остатков, ожелезненными, местами о торфованными. Отложения пронизаны повгорно-жильными льдами; ширина жил поверху составляет 2-4 м и более, расстояние между жилами колеблется от 5-6 до 10-12 м.

В разрезе преобладают сравни 1ельно малольдистые отложения (СКО-1) с микрошлировой (реже - скрытошлировой) частослоистой криотекстурой, толщина поясков достигав 1-2 см. расстояние между ними колеблется от 30 до 60 см: суммарная влажность составляет 40-80%. Практически повсеместно над отложениями ледового комплекса залегает современный промежуточный слой, в котором отмечаются небольшие ПЖЛ шириной до 15-20 см.

Максимальная мощность погребенных юризонтов СКО-2 достигает 3 м, они встречаются в разрезах на разных глубинах, нередко залегая над погребенными ледяными жилами (рис. 3, врезка А) Для юризонтов СКО-2 характерна поясковая криотекстура в комбинации с сетчатой, атакситовой, реже - линзо-яидно-слоистой; толщина поясков достигает 3-5 см, расстояние между ними колеблется от 1-3 до 10-15 см; суммарная влажность достигает 100-150% и более.

Рис. 3. Строение мерзлых верхнечетвертичных отложений по ре$льтатам документации наклонного ствопа шахты №14 (участок "Иэкийээс"). Условные обозначения 1 - аляювиально-дедюииальные супесчаные отложения ледового комплекса, 2 - озерные супесчаные отложения, 3 - аллювиальные гравиГшо-галечные отложения с линзами супесей, с псевдоморфозами по ПЖЛ, 4 - повторно-жильные льды Криотекстуры 5 - поясковая (в сочетании с атакситовон, сетчатой, линзовидно-слоистой), 6 - микрошлировая частос-лоистая, 7 - решетча гая, 8 плстенчатая, 9 - линзовидно-слоистая, 10 - корковая. 11 - индекс криоли голо! нческого горизонта, 12 - местонахождение п номер марки Геологические границы 13 - достоверные, 14 - предполагаемые Криолитологические границы 15 -достоверные, 16 - предполагаемые, 17 - предполагаемые |ранпцы ледяных жил, 18 - верхняя граница ММП

В ряде разрезов (в том числе и в разрезе, приведенном на рис. 3) в толще ледового комплекса была встречена линза парасинкриогенных озерных отложений мощностью около 20 м. Для этих отложений характерна горизонтальная слоистость, местами близкая к ленточной; толщина слойков не превышает 0,2 см. Суммарная влажность колеблется от 35% до 120%, наибольшая льдистость отмечается в верхней части озерной толщи, увеличение льдистости фиксируется также вблизи подошвы.

Озерные отложения подстилаются таберированными русловыми галечниками, включающими псевдоморфозы по ПЖЛ (рис. 3, врезка С). На контакте озерных отложений с перекрывающими их отложениями ледового комплекса встречен горизонт СКО-2 (рис. 3, врезка В), сформировавшийся после осушения озера. Всего в разрезе, приведенном на рис. 3, отмечены 4 горизонта СКО-2, суммарная мощность которых превышает 3 мв

Для делювиально-солифлюкционных отложений также характерно переслаивание горизонтов СКО-1 и СКО-2. Доля горизонтов СКО-2 составляет, как и для ледового комплекса, примерно 20-30% от.мощности всей синкриогенной толщи. Для проведения количественной оценки характера распределения в разрезе горизонтов СКО-2 (включающей определение встречаемости в различных интервалах глубин синкриогенных отложений 1-го и 2-го типов, значений суммарной влажности, видов криогенных текстур и т.д.) был выбран наиболее детально описанный и опробованный (общий объем бурения - более 250 м) разрез склоновых отложений в долине р. Бургуаат (бассейн р. Омолой) в районе пос. Кулар Для сопоставления разрезов (рис. 4) были отобраны разрезы тех скважин, в которых ПЖЛ занимают наименьшую долю.

В этом разрезе почти повсеместно отмечается современный промежуточный слой мощностью от 0,1 до 1,5-2 м; преобладающие мощности погребенных горизонтов СКО-2, встречающихся на разных глубинах (наиболее часто - в интервале глубин 3-5 м), составляют 0,3-1,5 м. Распределение относительной мощности СКО-2 по глубине показано на рис. 5 А (с учетом доли, занимаемой ПЖЛ) и рис. 5 Б (без учета ПЖЛ). В среднем по разрезу доля СКО-2 составляет 14,8%, а доля ПЖЛ - 43% (эта величина, судя по всему, приблизительно соответствует объемной макрольдистости пород). Если не учитывать доли ПЖЛ, то на СКО-2 в разрезе приходится в среднем 25,9%. Как видно на рис. 5, наибольшая встречаемость СКО-2 отмечается в интервалах 0,5-1,5 м (промежуточный слой), где она превышает 60%, и 3-5 м (около 40%), ниже их доля заметно уменьшается.

м 17

Рис. 4. Криогенное строение делювиально-солифлюкционных отложений (но данным бурения в долине р. Бургуаат, бассейн р. Омолой).

А - схема расположения скважин на профиле; Б-В - схемы сопоставления разрезов средней (Б) и нижней (В) частей склона. 1 -синкриогенные отложения 2-го подтипа; 2 - повторно-жильный лед. Криогенные текстуры: 3 - атакситовая; 4 - сетчатая; 5 - тонкошлировая линзовидно-слоистая; 6 - микрошлировая частослоистая; 7 -скрытошлировая частослоистая; 8 - массивная; 9 - литология (1 - супеси; 2 - дресвя-но-шебнистые отложения; 3 - элювий коренных пород); 10 - подошва СТС.

Самой распространенной криотекстурой является микрошлировая частослои-стая, для нее же характерны наибольшие мощности однородных криотекстурных горизонтов (в ряде случаев до 3,5 м). Встречаемость в разрезе микро- и скрытошлиро-вой частослоистых криотекстур составляет более 56%. Встречаемость атакситовой и сетчатой криотекстур (наиболее характерных для СКО-2) в сумме превышает 15%. Как показала обработка данных бурения и результатов опробования, характер распределения горизонтов СКО-2 в разрезе определяет характер изменения влажности отложений по глубине. Наибольшие значения суммарной влажности характерны для интервала 0,5-5,0 м, в котором отмечается максимальная встречаемость СКО-2.

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100%

Рис. 5. Гистограммы распределения в разрезе делювиально-солифлюкционных отложений относительной мощности синкриогенных отложений 2-го подтипа по глубине (А - с учетом ПЖЛ, Б - без учета ПЖЛ). Условные обозначения: 1 - сезонно-талый слой; 2 - СКО-2; 3 - СКО-1; 4 - повторно-жильный лед; 5 - средние значения.

Особенности криогенного строения СКО-2 не позволяют проводить их инженерно-геологическое изучение и опробование традиционными методами. В частности, следует признать неприемлемой практику применения точечного опробования, так как этим способом невозможно получить объективные характеристики влажности высокольдистых отложений. Для определения среднего значения суммарной влажности для всего горизонта СКО-2 предпочтительно использовать метод средней пробы, либо комбинированный метод. Последний включает определение объемной льдистости за счет поясков, определение суммарной влажности криотекстурных горизонтов, заключенных между поясками, весовым способом (с отбором проб массой не менее 0,3-0,5 кг) и последующий расчет по предложенной нами формуле:

где Лв (для данного случая) - объемная льдистость за счет поясков, в долях единицы; WMn - средневзвешенное значение суммарной влажности разделенных поясками криотекстурных горизонтов, в долях единицы.

Достоверное определение суммарной влажности СКО-2 позволяет достаточно точно оценить такие важные характеристики мерзлых пород, как объемный вес и осадка при оттаивании.

Наличие в разрезе СКО-2, отличающихся исключительно высокой льди-стостью, существенным образом меняет общую инженерно-геокриологическую характеристику изучаемой толщи, влияет на развитие деструктивных криогенных процессов и на устойчивость толщи ММГТ в целом. Если суммарная влажность СКО-1 редко превышает 70-80%, то для СКО-2 она часто достигает 150-200%. Поэтому увеличение среднего по разрезу значения суммарной влажности при наличии СКО-2 обычно составляет не менее, чем на 15-20% (без учета льдистости за счет залежеобразующих льдов).

Современный промежуточный слой обычно играет бронирующую роль, предотвращая или существенно замедляя вытаивание залежеобразующего льда на участках развития термокарстовых процессов. Это связано с тем, что промежуточный слой содержит лишь небольшие ПЖЛ, при этом он отделяет от СТС нижележащие отложения, включающие мощные ледяные жилы. Наличие в разрезе погребенных горизонтов СКО-2 во многих случаях увеличивает интенсивность термоэрозии, термоабразии, термоденудации.

ГЛАВА 4. Криогенное строение техногенных отложений россыпных месторождений Северной Якутии

Техногенные отложения россыпных месторождений Северной Якутии отличаются различным составом, генезисом, криогенным строением и льди-стостью. Наиболее широко распространены отложения вскрышных отвалов и отложения отстойников; эти тонко дисперсные отложения обладают большей льдистостью, чем другие виды техногенных отложений, среди которых преобладают грубообломочные.

Отложения вскрышных отвалов, занимающих основную площадь в структуре нарушенных земель отработанных россыпных месторождений, обычно представляют собой ледогрунтовую брекчию с суммарной влажностью 90-120%. В процессе разрушения вскрышных отвалов за счет развития термоденудационных и оползневых процессов происходит выполаживание отвалов и формирование у их подножья шлейфов растекания. Процесс стабилизации и зарастания отвалов сопровождается постепенным сокращением мощности СТС, приводящим к образованию промежуточного слоя. Наблюдение за этим процессом и сопоставление разрезов разновозрастных отвалов позволят лучше понять механизм формирования СКО-2.

В разрезе отстойников выделяются субаквальные и субаэральные отложения, которые отличаются неравномерным распределением льдистости. Верхний горизонт, сложенный субаэральными аллювиально-техногенными отложениями, промерзшими сингенетически, характеризуется преобладанием массивной и микрошлировой слоистой криотекстур, сравнительно небольшими значениями суммарной влажности (30-50%).

В большинстве разрезов на глубине 2-3 м были встречены пластовые льды мощностью до 0,5-0,7 м. Максимальные значения суммарной влажности, достигающие 80-100%, отмечены в слое мощностью до 0,8 м, залегающем непосредственно под пластовыми льдами; этот слой характеризуется атакситовой и сетчатой криотекстурами и рассматривается нами как горизонт СКО-2. Формирование пластовых льдов и высокольдистого горизонта происходит при переходе от субаквальных условий к субаэральным.

В основании разреза залегают субаквальные озерно-техногеюше отложения, промерзающие в условиях высоких темпов седиментации сингенетически и, возможно, парасингенетически. Эти отложения характеризуются мик-рошлировой линзовидно-слоистой, местами сетчатой криотекстурами, книзу переходящими в массивную; средние значения суммарной влажности составляют 30-40%, при этом отмечаются отдельные сильнольдистые прослои с сет-

чатой криотекстурой (суммарная влажность 60-70%) Отложения отстойников, в разрезе которых можно выделить все 3 подтипа синкриогенных отложений, могут рассматриваться как модель сингенетического промерзания. Изучение криогенного строения грунтов отстойников, условий их накопления и промерзания позволит прояснить некоторые вопросы, связанные с механизмами формирования синкриогенных отложений.

ВЫВОДЫ

Анализ результатов изучения криогенного строения и льдистости четвертичных отложений различного генезиса, проводившегося на территории Северной Якутии и в других районах криолитозоны, позволил сделать следующие выводы:

1. В зависимости от условий формирования отложений и особенностей их криогенного строения в составе сингенетического типа криолитогенеза выделено и охарактеризовано 3 подтипа: первый подтип (собственно сингенез), второй подтип (условно называемый «квазисингенез») и третий подтип (пара-сингенез)

2. Показано, что характер криогенного строения собственно синкриогенных отложений определяется тремя основными процессами: льдообразованием в СТС; льдообразованием в верхних горизонтах ММП; формированием крио-текстурных ритмов На эти процессы влияют многочисленные геологические, тектонические, геоморфологические, климатические, геокриологические факторы, воздействие которых должно рассматриваться с учетом соотношения скорости осадконакопления и динамики мощности СТС.

3. Установлено, что существуют различные механизмы формирования высокольдистых синкриогенных отложений 2-го подтипа (СКО-2) Основной из них - квазисингенез (термин Ю Л. Шура), представляющий собой процесс образования в верхней части толщи ММП высокольдистого промежуточного слоя. Этот процесс начинается после завершения осадконакопления и связан с постепенным сокращением мощности СТС. Выявлены другие механизмы образования СКО-2, не связанные с прекращением седиментации; их действие происходит при существенном изменении фациальных условий.

4. На основе результатов изучения криогенного строении и льдистости отложений разработана морфогенетическая классификация основных криогенных текстур ММП Северной Якутии, включающая данные о составе и генезисе отложений, типе (подтипе) криолитогенеза, преобладающих значениях сум-

марной влажности, параметрах криогенной текстуры. Показано, что в криогенном строении четвертичных отложений Северной Якутии доминирующую роль играют криотекстуры, характерные для СКО-1, реже - для СКО-2 и парасин-криогенньгх отложений.

5. Установлено, что в большинстве изученных разрезов преобладают СКО-1 с микрошлировой частосло истой криотекстурой в сочетании со сравнительно редкими и маломощными поясками. Линзы и горизонты СКО-2, мощность которых колеблется от 0,3 до 3 м, встречаются на разных глубинах в преобладающей части разрезов отложений различного генезиса и возраста. Суммарная мощность СКО-2 составляет 20-30% мощности всей синкриогенной толщи. Наличие горизонтов СКО-2, для которых характерна поясковая крио-текстура в сочетанииЛ сетчатой и атакситовой, увеличивает среднее по разрезу значение суммарной влажности на 15-20% и более (без учета залежеобразую-щих льдов).

6. Показано, что инженерно-геологическое изучение и опробование СКО-2 нельзя проводить традиционными методами. Разработана методика, позволяющая достаточно точно определять суммарную влажность СКО-2. Охарактеризовано инженерно-геокриологическое значение СКО-2, наличие которых в разрезе влияет на развитие деструктивных криогенных процессов.

7. Изучено криогенное строение техногенных отложений россыпных месторождений Северной Якутии. Показано, что наиболее широко распространены отложения вскрышных отвалов и отстойников. Разработана классификация техногенных отложений, отражающая их генезис, состав, криогенное строение и суммарную влажность. Показано, что отложения отстойников, в разрезе которых выделяются все 3 подтипа синкриогенных отложений, могут рассматриваться как модель для изучения различных механизмов сингенетического промерзания.

Основные положения диссертации отражены в работах:

1. Генезис и строение аласов Северной Якутии // Актуальные вопросы гидрогеологии, инженерной геологии и геокриологии: Сб. науч. тр. / ВСЕГИНГЕО. - М., 1987. - Деп. в ВИНИТИ.

2. Особенности криолитогенеза пойм крупных рек Северной Якутии // Криолитогенез в области прибрежных аккумулятивных равнин в связи с их нефтегазоносностью (Тезисы научного семинара секции «Криолитогенеза» Междуведомственного .Цитологического комитета АН СССР, г.Ухта, 4-7 апреля 1988 г). - М, 1988. - С. 16-17 (в соавторстве с В.Г. Заикановым).

3. Методические рекомендации по учету состава и структурно-текстурного строения мерзлых пород при прогнозе развития криогенных физико-геологических процессов. - М.: ВСЕГИНГЕО, 1990. - 79 с. (п. 1.2. Разделение мерзлой толщи на геологические тела, С. 13-16; п. 1.3. Оценка содержания льда включений в мерзлой породе (в соавторстве с Ю.Л. Шуром, В.Б. Славиным-Боровским), С. 17-30).

4. Особенности инженерно-геокриологических исследований в районах развития высокольдистых синкриогенных мерзлых пород // Методы инженерно-геокриологической съемки: Сб. науч. тр. / ВСЕГИНГЕО. - М., 1990. - С.94-100 (в соавторстве с В.В. Максимовым).

5. Роль квазисингенеза в формировании криогенного строения четвертичных отложений Северной Якутии // Верхний горизонт толщи мерзлых пород: Сб. науч. тр. - М.: Наука, 1991. - С.47-63.

6. Криогенное строение и свойства техногенных грунтов на россыпных месторождениях Северной Якутии // Верхний горизонт толщи мерзлых пород: Сб. науч. тр. - М.: Наука, 1991. - С. 76-87 (в соавторстве с И.А Самылиным и В.В. Максимовым).

7. Геоэкологическое картографирование нарушенных земель при горнопромышленном освоении территорий на севере Якутии // Геоэкология: проблемы и решения. Ч.Ш. Инженерно-геологические и геокриологические проблемы экологии. Тезисы докладов и сообщений Всесоюзной научно-технической конференции. ВСЕГИНГЕО. - М., 1991. - С. 140-142 (в соавторстве с В.Г. Заикановым и ИА Самылиным).

8. Береговые процессы в долинах крупных рек Северной Якутии // Методы изучения криогенных физико-геологических процессов: Сб. науч. тр. / ВСЕГИНГЕО. - М., 1992. - С. 16-29. (в соавторстве с В.Г. Заикановым).

9. Причины загрязнения Яны и Омолоя // Природа. - М.,1992, N 9. - С. 90-94 (в соавторстве с В.Г. Заикановым).

10. Крайний Север: цена «освоения» // Сила тяготения. Издание представительства Всемирного Союза Охраны Природы для стран СНГ, №5. - М., 2000.-С.10-15.

11. Квазисингенез и особенности формирования криогенного строения четвертичных отложений Северной Якутии // Материалы Международной конференции «Экстремальные криосферные явления: фундаментальные и прикладные аспекты». - Пущино, 2002. - С.98-99.

12. Криогенное строение четвертичных отложений и процессы разрушения берегов в районе мыса Болванский Нос // Материалы Международной

конференции «Экстремальные криосферные явления: фундаментальные и прикладные аспекты». - Пущино, 2002. - С.76-77.

13. Криогенное строение четвертичных отложений и процессы разрушения морских берегов в районе' полярной станции «Марре-Сале», Западный Ямал // Материалы Международной конференции «Криосфера Земли как среда жизнеобеспечения». - Пущино, 2003. - С.236-237 (в соавторстве с АА. Васильевым).

14. The mechanism of the sea coast destruction in Mane-Sale, Western Yamal // Report of the 3-rd International Workshop on Arctic Coastal Dynamics, University of Oslo (Norway), 2-5 December 2002. - Reports on Polar and Marine Research, # 443/2003. - Bremerhaven, 2003. - pp.110-113 (соавторы - Vasiliev A., Firsov Yu.).

15. The coastal research in the area of geocryological station "Cape Bolvan-skiy", the estuary of Pechora River // Report of the 3-rd International Workshop on Arctic Coastal Dynamics, University of Oslo (Norway), 2-5 December 2002. - Reports on Polar and Marine Research, # 443/2003. - Bremerhaven, 2003. - pp.64-65 (соавторы - Malkova (Ananjeva) G.V., Drozdov D.S., Korostelev Yu.V.).

16. Kanevskiy M. Cryogenic structure of mountain slope deposits, northeast Russia // Proceedings of the Eight International Conference on Permafrost, 21-25 July 2003, Zurich, Switzerland. - Lisse: AA Balkema Publishers, 2003. - Volume l.-pp.5l3-518.

Отпечатано в отделе оперативной печати Геологического ф-та МГУ Тираж (00экз. Заказ № Л?

€-3034

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Каневский, Михаил Зиновьевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СИНКРИОГЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ.

1.1. Типы и подтипы криолитогенеза.

1.2. Первый подтип сингенеза (собственно сингенез).

1.2.1. Понятие сингенеза и особенности формирования собственно синкриогенных отложений.

1.2.2. Основные факторы, определяющие криогенное строение и льдистость отложений при сингенетическом промерзании.

1.3. Второй подтип сингенеза (квазисингенез).

1.3.1. Понятие квазисингенеза, криогенное строение промежуточного слоя.

1.3.2. Основные механизмы формирования синкриогенных отложений второго подтипа.

1.4. Третий подтип сингенеза (парасингенез).

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА КРИОГЕННОГО СТРОЕНИЯ И ЛЬДИСТОСТИ СИНКРИОГЕННЫХ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ СЕВЕРНОЙ ЯКУТИИ.

2.1. Отложения ледового комплекса.

2.2. Склоновые отложения.

2.2.1. Делювиально-солифлюкционные отложения.

2.2.2. Делювиально-пролювиальные отложения.

2.3. Аласные отложения.

2.4. Современные аллювиальные отложения.

2.5. Морфогенетическая классификация криогенных текстур многолетнемерзлых пород северной якутии.

ГЛАВА 3. РОЛЬ СИНКРИОГЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВТОРОГО ПОДТИПА В ФОРМИРОВАНИИ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ

ТОЛЩ СЕВЕРНОЙ ЯКУТИИ.

3.1. Особенности залегания синкриогенных отложений второго подтипа в разрезах четвертичных отложений Северной Якутии.

3.1.1. Синкриогенные отложения второго подтипа в разрезах ледового комплекса.

3.1.2. Синкриогенные отложения второго подтипа в разрезах делювиально-солифлюкционных отложениях.

3.2. Особенности изучения и инженерно-геологическое значение синкриогенных отложений второго подтипа.

3.2.1. Особенности изучения криогенного строения и свойств

3.2.2. Инженерно-геологическое значение.

ГЛАВА 4. КРИОГЕННОЕ СТРОЕНИЕ ТЕХНОГЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СЕВЕРНОЙ ЯКУТИИ.

4.1. Классификация техногенных отложений.

4.2. Отложения вскрышных отвалов.

4.3. Отложения отстойников.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Закономерности формирования криогенного строения четвертичных отложений Северной Якутии"

Актуальность темы и постановка проблемы. Изучение криогенного строения четвертичных отложений является важнейшим элементом научных и практических инженерно-геокриологических исследований в районах распространения высокольдистых многолетнемерзлых пород (ММП). Это связано с тем, что именно особенности криогенного строения определяют величину содержания льда в мерзлой породе и, соответственно, все связанные с ней инженерно-геологические свойства — объемный вес, осадку при оттаивании, прочностные свойства и др. Без правильной оценки характера залегания подземных льдов и общей льдистости мерзлой толщи невозможно прогнозировать развитие таких опасных деструктивных процессов как термокарст, термоэрозия, термоденудация.

Исследование закономерностей формирования подземных льдов с давних пор привлекало внимание ученых. Еще в начале XIX века А.Е. Фигурин (1823), путешествуя по р. Яне, описал ледяные жилы и впервые обратил внимание на связь между морозобойным растрескиванием и их формированием. Тем не менее, происхождение высокольдистых пылеватых отложений мощностью до 5060 м, включающих мощные повторно-жильные льды (ПЖЛ) и известных в современной литературе под названием «ледовый комплекс», долгое время оставалось загадкой для ученых. Доминировали представления о том, что эти льды являются погребенными и своим происхождением обязаны древнему покровному оледенению (Толль, 1897; Воллосович, 1930; Григорьев, 1932). Начало изучению процесса сингенетического промерзания отложений положили исследования А.И. Попова на Таймыре в 1949 г., перевернувшие представления о генезисе наиболее распространенного типа залежеобразующих льдов. Значительный вклад в изучение синкриогенных отложений ледового комплекса внесла работавшая на севере Якутии в 1951-53 гг. экспедиция Института мерзлотоведения АН СССР, давшая мощный импульс развитию мерзлотоведения.

Условиям формирования и особенностям криогенного строения сингенетически промерзших четвертичных отложений на севере Якутии посвящено огромное количество публикаций (Архангелов и др., 1983; Втюрин, 1966, 1975; Гра-вис, 1966, 1969, 1981; Заиканов, 1991; Зимов, 1981; Каплина, 1978, 1981, 1987; Катасонов, 1960, 1972, 1973; Кондратьева и др., 1975; Конищев, 1975, 1983; Куницкий, 1989; Попов, 1953, 1975, 1985; Розенбаум, 1973, 1981; Романовский, 1958, 1961, 1977, 1993; Соломатин, 1974; Томирдиаро, 1975, 1987; Труш, Нистратова, 1974; и др.). Вместе с тем, далеко не все вопросы, связанные с особенностями криогенного строения четвертичных отложений Северной Якутии можно считать решенными.

Одна из сложнейших проблем при изучении синкриогенных толщ - выявление закономерностей формирования криогенных текстур, их связи с условиями осадконакопления и промерзания. На решение этой проблемы нацелен, в частности, широко известный метод мерзлотно-фациального анализа, разработанный Е.М. Катасоновом (1973) применительно к синкриогенным отложениям. Метод основан на выявлении «руководящих» криотекстур, характерных для определенных фациальных условий. Е.М. Катасонов рассматривает криогенное строение как надежный генетический признак, по которому можно судить об условиях накопления и промерзания осадка.

Многие исследователи обращали внимание на существование двух типов криогенного строения сингенетически промерзших тонкодисперсных отложений - сильнольдистый и малольдистый, - однако объяснения их происхождения у разных авторов существенно различаются. Чаще всего тип криогенного строения ставится в зависимость от температурных условий в период формирования синкриогенных отложений (Втюрина, 1974; Каплина, 1987), либо от влажности грунтов сезонно-талого слоя (СТС) (Катасонов, 1972).

Новый взгляд на возможные причины и условия формирования сильнольдистых отложений был предложен Ю.Л. Шуром (1988), который провел детальные исследования криогенного строения верхнего горизонта толщи ММП в различных регионах криолитозоны. Идеи Ю.Л. Шура о квазисингенезе (процессе формирования в верхней части толщи ММП высокольдистого промежуточного слоя, происходящим в результате последовательного уменьшения мощности СТС после завершения осадконакопления) послужили для автора своего рода отправной точкой при написании диссертационной работы.

Изучение причин формирования, характера залегания и особенностей строения высокольдистых горизонтов (которые мы относим к синкриогенным отложениям 2-го подтипа), залегающих на различных глубинах в разрезах синкриогенных отложений, представляет собой важную (и при этом практически неисследованную) задачу, так как наличие таких горизонтов существенным образом влияет на строение и свойства всей толщи ММП.

Цели и задачи исследования. Цель работы - изучить основные закономерности формирования криогенного строения четвертичных отложений различного генезиса на территории Северной Якутии. Для достижения этой цели решались следующие задачи: 1) выделить и охарактеризовать основные подтипы сингенетического типа криолитогенеза; 2) установить важнейшие факторы, определяющие криогенное строение и льдистость отложений, относящихся к различным подтипам сингенеза; 3) изучить особенности криогенного строения четвертичных отложений различного генезиса; 4) составить морфогенетическую классификацию криогенных текстур ММП; 5) изучить распределение синкриогенных отложений второго подтипа в разрезах четвертичных отложений, а также закономерности изменения влажности по разрезу; 6) рассмотреть методические аспекты изучения криогенного строения и свойств синкриогенных отложений второго подтипа, охарактеризовать инженерно-геологическое значение этих отложений; 7) изучить криогенное строение техногенных отложений россыпных месторождений, составить их классификацию.

Исходные материалы и методика исследований. Работа базируется на материалах полевых исследований автора, проводившихся начиная с 1983 г. в различных районах Северной Якутии, на северо-востоке Европейской части России и на севере Западной Сибири. При написании работы проводилось изучение и обобщение литературных и фондовых данных о криогенном строении и льдисто-сти четвертичных отложений на севере Якутии и в других районах криолитозоны. Список литературных источников приведен в конце работы.

В процессе полевых работ изучалось криогенное строение плейстоценовых и голоценовых отложений различного генезиса: озерно-аллювиальных, де-лювиально-солифлюкционных, аласных и др. Полевые работы включали описание и опробование обнажений, керна скважин, шурфов и подземных горных выработок, маршрутные работы, наблюдения на стационарных площадках. Наиболее детальные исследования осуществлялись на территории Куларского золотоносного района (Яно-Омолойское междуречье). Работы проводились также в долинах рек Яны, Омолоя и Индигирки, в предгорьях Селенняхского хребта и в Верхне-Селенняхской впадине.

Личный вклад автора заключается в проведении полевых исследований и анализе их результатов, полученных в различных районах Северной Якутии (1983-1991 гг.), в устье р.Печора (2001 г.) и на западном побережье п-ва Ямал (2002-2003 гг.). Основные положения диссертации были разработаны автором в рамках тем "Разработка требований и методических рекомендаций по инженерно-геологическому изучению территорий при разведке нефти и газа в криолитозоне"; "Разработать и внедрить методы прогноза развития криогенных физико-геологических процессов на основе изучения вещественного состава и структурно-текстурных особенностей мерзлых грунтов"; "Разработать методику и исследовать инженерно-геокриологические свойства рыхлых отложений погребенных полигенетических россыпей олова Северо-Янского района ЯАССР (на примере россыпи Тирехтях)"; "Изучить закономерности развития термоденудационных процессов при разработке россыпных месторождений и разработать комплекс эффективных мероприятий по их регулированию для целей охраны окружающей среды" и др., отчеты по которым хранятся в фондах ВСЕГИНГЕО (пос.Зеленый Ногинского района Московской области).

Научная новизна работы состоит в следующем:

2. Установлены особенности сингенетического промерзания и важнейшие факторы, определяющие криогенное строение и льдистость отложений, относящихся к различным подтипам сингенеза; выявлены механизмы формирования синкриогенных отложений второго подтипа.

4. Составлена морфогенетическая классификация основных криогенных текстур ММП Северной Якутии, включающая данные о составе и генезисе отложений, типе (подтипе) криолитогенеза, преобладающих значениях суммарной влажности, параметрах криогенной текстуры.

5. Изучено распределение синкриогенных отложений второго подтипа в разрезах четвертичных отложений различного генезиса, а также связанное с ним распределение влажности по разрезу.

6. Разработана методика определения суммарной влажности синкриогенных отложений второго подтипа, охарактеризовано инженерно-геологическое значение этих отложений.

7. Изучено криогенное строение техногенных отложений россыпных месторождений, составлена их классификация.

Научное и практическое значение работы. Научное значение работы определяется выявлением закономерностей формирования криогенного строения сингенетически промерзших отложений. Характеристика криогенного строения и льдистости четвертичных отложений различного генезиса на территории Северной Якутии имеет как научное, так и практическое значение, связанное с тем, что свойства этих отложений необходимо учитывать при хозяйственном освоении территорий. Полученные результаты могут быть использованы при проведении инженерно-геокриологических и геоэкологических исследований на севере Якутии в целях детального расчленения разрезов синкриогенных отложений; для оценки льдистости; при изучении деструктивных криогенных процессов.

Научное значение работы связано также с определением условий формирования, характера залегания и особенностей строения синкриогенных отложений 2-го подтипа (СКО-2). Такие данные имеют важное палеогеографическое значение, так как наличие в разрезе горизонтов СКО-2 свидетельствует о замедлении или прекращении осадконакопления, либо о существенном изменении фа-циальных условий в период их формирования.

Практическое значение исследования СКО-2 обусловлено тем влиянием, которое оказывает наличие высокольдистых горизонтов (как современного промежуточного слоя, так и погребенных горизонтов) на инженерно-геологические характеристики всего разреза четвертичных отложений. Эти горизонты могут самым существенным образом повлиять на характер развития таких деструктивных процессов, как термокарст, термоэрозия, термоабразия, термоденудация, а также на устойчивость мерзлой толщи к техногенным воздействиям.

Основные защищаемые положения:

2. Показано, что характер криогенного строения собственно синкриоген-ных отложений определяется тремя основными процессами: льдообразованием в СТС; льдообразованием в верхних горизонтах ММП; формированием криотек-стурных ритмов. На эти процессы влияют многочисленные геологические, тектонические, геоморфологические, климатические, геокриологические факторы, воздействие которых должно рассматриваться с учетом соотношения скорости осад-конакопления и динамики мощности СТС.

3. Установлено, что существуют различные механизмы формирования высокольдистых синкриогенных отложений 2-го подтипа (СКО-2). Основной из них - квазисингенез (термин Ю.Л. Шура), представляющий собой процесс формирования в верхней части толщи ММП высокольдистого промежуточного слоя. Этот процесс начинается после завершения осадконакопления и связан с постепенным сокращением мощности СТС. Выявлены другие механизмы образования СКО-2, не связанные с прекращением седиментации; их действие происходит при существенном изменении фациальных условий.

4. На основе результатов изучения криогенного строении и льдистости отложений составлена морфогенетическая классификация основных криогенных текстур ММП Северной Якутии, включающая данные о составе и генезисе отложений, типе (подтипе) криолитогенеза, преобладающих значениях суммарной влажности, параметрах криогенной текстуры. Показано, что в криогенном строении четвертичных отложений Северной Якутии доминирующую роль играют криотекстуры, характерные для СКО-1, реже - для СКО-2 и парасинкриогенных отложений.

5. Установлено, что в большинстве изученных разрезов преобладают СКО-1 с микрошлировой частослоистой криотекстурой в сочетании со сравнительно редкими и маломощными поясками. Линзы и горизонты СКО-2, мощность которых колеблется от 0,3 до 3 м, встречаются на разных глубинах в преобладающей части разрезов отложений различного генезиса и возраста. Суммарная мощность СКО-2 составляет 20-30% мощности всей синкриогенной толщи. Наличие горизонтов СКО-2 увеличивает среднее по разрезу значение суммарной влажности на 15-20% и более (без учета залежеобразующих льдов).

Апробация работы. Результаты исследований автора докладывались на конференциях молодых ученых ВСЕГИНГЕО в 1987 и 1989 гг.; на научном семинаре секции «Криолитогенеза» Междуведомственного Литологического комитета АН СССР (Ухта, 1988); на научно-практической конференции «Инженерно-геологические изыскания в области вечной мерзлоты» (Магадан, 1989); на Международных конференциях «Экстремальные криосферные явления: фундаментальные и прикладные аспекты» и «Криосфера Земли как среда жизнеобеспечения» (Пущино, 2002, 2003); на Восьмой международной конференции по мерзлотоведению (Цюрих, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 статей. Основными из них являются: 1) Генезис и строение аласов Северной Якутии - М.: ВСЕГИНГЕО, 1987; 2) Особенности инженерно-геокриологических исследований в районах развития высокольдистых синкриогенных мерзлых пород (в соавторстве с В.В.Максимовым) - М.: ВСЕГИНГЕО, 1990; 3) Роль квазисингенеза в формировании криогенного строения четвертичных отложений Северной Якутии - М.: Наука, 1991; 4) Криогенное строение и свойства техногенных грунтов на россыпных месторождениях Северной Якутии (в соавторстве с И.А.Самылиным и В.В.Максимовым) - М.: Наука, 1991; 5) Береговые процессы в долинах крупных рек Северной Якутии (в соавторстве с В.Г.Заикановым) - М.: ВСЕГИНГЕО, 1992; 6) Cryogenic structure of mountain slope deposits, northeast Russia // Proceedings of the Eight International Conference on Permafrost, 21-25 July 2003, Zurich, Switzerland. - Lisse: A.A. Balkema Publishers, 2003.

Некоторые результаты исследований автора вошли в «Методические рекомендации по учету состава и структурно-текстурного строения мерзлых пород при прогнозе развития криогенных физико-геологических процессов» (М.: ВСЕГИНГЕО, 1990).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы. Работа содержит 178 страниц текста, включающих 10 таблиц, 24 рисунка и список литературы из 134 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение", Каневский, Михаил Зиновьевич

Выводы

1. Техногенные отложения россыпных месторождений Северной Якутии отличаются различным составом, генезисом, криогенным строением и льдистостью. Наиболее широко распространены отложения вскрышных отвалов и отложения отстойников; эти тонкодисперсные отложения обладают наибольшей льдистостью по сравнению с другими видами техногенных отложений.

2. Отложения вскрышных отвалов представляют собой ледогрунтовую брекчию с суммарной влажностью 90-120%. Процесс стабилизации и зарастания отвалов сопровождается постепенным сокращением мощности СТС, приводящим к формированию промежуточного слоя. Наблюдение за этим процессом и сопоставление разрезов разновозрастных отвалов позволит лучше понять механизм формирования СКО-2.

3. Субаквальные и субаэральные отложения отстойников промерзают в условиях высоких темпов седиментации и характеризуются неравномерным распределением льдистости. В большинстве разрезов на глубине 2-3 м были встречены пластовые льды мощностью до 0,5-0,7 м. Максимальные значения суммарной влажности, достигающие 80-100%, отмечены в слое мощностью до 0,8 м, залегающем непосредственно под пластовыми льдами; этот слой характеризуется атакситовой и сетчатой криотекстурами и рассматривается нами как горизонт СКО-2. Отложения отстойников, в разрезе которых можно выделить все 3 подтипа синкриогенных отложений, могут рассматриваться как своего рода модель сингенетического промерзания. Изучение криогенного строения и условий формирования этих отложений позволит ответить на некоторые вопросы, связанные с различными механизмами сингенеза.

Заключение

2. Первый подтип сингенеза (собственно сингенез) представляет собой достаточно хорошо изученный процесс перехода осадка в многолетнемерзлое состояние, происходящий одновременно с седиментацией, при котором фациальные условия в период накопления и в период промерзания осадка совпадают. Характер криогенного строения собственно синкриогенных отложений определяется тремя основными процессами: льдообразованием в СТС; льдообразованием в верхних горизонтах ММП; формированием криотекстурных ритмов.

На эти процессы влияют многочисленные геологические, тектонические, геоморфологические, климатические, геокриологические факторы. Температура ММП, мощность, влажность и состав грунтов СТС воздействуют на криогенное строение и льдистость синкриогенных пород прежде всего в той степени, в которой они определяют продолжительность миграции влаги, интенсивность льдообразования и мощность части СТС, промерзающей снизу. Воздействие этих факторов должно рассматриваться с учетом соотношения скорости осадконакопления и динамики мощности СТС.

3. Второй подтип сингенеза имеет с первым подтипом много общего, но есть и существенные различия, связанные с условиями промерзания отложений и их криогенным строением. Синкриогенные отложения 2-го подтипа (СКО-2) характеризуются: 1) несовпадением фациальных условий в период накопления и в период промерзания осадка; 2) промерзанием отложений после завершения (или замедления) седиментации; 3) исключительно высокой льдистостью; 4) отсутствием четкой ритмичности в строении отложений; 5) сравнительно небольшой мощностью.

Установлено, что существуют различные механизмы формирования высокольдистых СКО-2. Основной из них - квазисингенез (термин Ю.Л. Шура), представляющий собой процесс формирования в верхней части толщи ММП высокольдистого промежуточного слоя. Этот процесс начинается после завершения осадконакопления и связан с постепенным сокращением мощности СТС. Выявлены другие механизмы образования СКО-2, не связанные с прекращением седиментации; их действие происходит при существенном изменении фациальных условий. Импульсами к формированию СКО-2 могут послужить переход от субак-вальных условий к субаэральным, переход от одного уровня поймы к другому, переход поверхности поймы в режим надпойменной террасы, восстановление растительности после завершения эрозионных процессов, пожаров и т.д.

4. Третий подтип сингенеза, или парасингенез (термин Е.М. Катасонова), представляет собой процесс трехстороннего (сбоку, снизу и сверху) промерзания относительно глубоководных субаквальных отложений, происходящий до (или непосредственно после) завершения осадконакопления. При парасингенезе формируется криогенное строение «эпигенетического» типа. Шлиры сегрегационного льда обычно параллельны фронту (фронтам) промерзания, поэтому наибольшее распространение получили косослоистые, решетчатые и плетенчатые криотекстуры.

5. Территория Северной Якутии хараетеризуется практически повсеместным распространением высокольдистых синкриогенных отложений разного генезиса, близких по составу и криогенному строению, включающих мощные ПЖЛ. Доминирующее значение имеют четыре комплекса синкриогенных четвертичных отложений: отложения ледового комплекса; склоновые отложения; отложения аласного комплекса; современные аллювиальные отложения. На основе результатов изучения криогенного строении и льдистости отложений разработана морфогенетическая классификация основных криогенных текстур ММП Северной Якутии, включающая данные о составе и генезисе отложений, типе (подтипе) криолитогенеза, преобладающих значениях суммарной влажности, параметрах криогенной текстуры. В криогенном строении четвертичных отложений Северной Якутии доминирующую роль играют криотекстуры, характерные для СКО-1, реже - для СКО-2 и парасинкриогенных отложений.

6. Установлено, что в большинстве изученных разрезов преобладают СКО-1 с микрошлировой частослоистой криотекстурой в сочетании со сравнительно редкими и маломощными поясками. Линзы и горизонты СКО-2, мощность которых колеблется от 0,3 до 3 м, встречаются на разных глубинах в преобладающей части разрезов отложений различного генезиса и возраста. Во многих случаях эти горизонты приурочены к погребенным почвам, нередко они залегают над погребенными ПЖЛ, а также маркируют переход от субаквальных условий к суб-аэральным.

Для СКО-2 характерна поясковая криотекстура в сочетании с атакситовой и сетчатой. Совокупная мощность горизонтов СКО-2 составляет 20-30% мощности всей синкриогенной толщи. Суммарная влажность СКО-1 редко превышает 7080%, тогда как для СКО-2 она часто достигает 150-200%, поэтому увеличение среднего по разрезу значения суммарной влажности при наличии СКО-2 обычно составяет не менее, чем 15-20% (без учета льдистости за счет залежеобразующих льдов).

7. Инженерно-геологическое изучение и опробование СКО-2 нельзя проводить традиционными методами. Разработана методика, позволяющая достаточно точно определять суммарную влажность СКО-2. Наличие в разрезе горизонтов СКО-2, отличающихся исключительно высокой льдистостью, существенным образом изменяет общую инженерно-геокриологическую характеристику изучаемой толщи, влияет на развитие деструктивных криогенных процессов - термокарста, термоэрозии, термоабразии, термоденудации.

8. Из всех видов техногенных отложений россыпных месторождений Северной Якутии наиболее широко распространены отложения вскрышных отвалов и отложения отстойников. Разработана классификация техногенных отложений, отражающая их генезис, состав, криогенное строение и суммарную влажность. Отложения отстойников, в разрезе которых выделяются все 3 подтипа синкриогенных отложений, могут рассматриваться как модель для изучения различных механизмов сингенетического промерзания.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Каневский, Михаил Зиновьевич, Москва

1. Архангелов А.А. Криолитогенез аласных отложений (на примере мыса Чукочий) // Проблемы криолитологии. Выпуск IX. М.: Изд-во МГУ, 1981. -С.125-138.

2. Архангелов А.А., Кузнецова Т.П., Попов А.И., Розенбаум Г.Э. К вопросу о генезисе едомного комплекса приморских равнин Северной Якутии // Проблемы криолитологии. Выпуск XI. М.: Изд-во МГУ, 1983. - С.87-98.

3. Баранов И.Я. Принципы геокриологического (мерзлотного) районирования области многолетнемерзлых горных пород. М.: Наука, 1965. -149 с.

4. Бискэ С.Ф. К вопросу о процессе развития термокарста // Геология и геофизика, №6. Новосибирск, 1969.

5. Бойцов М.Н. Об эволюции котловин термокарстовых озер // Антропогеновый период в Арктике и Субарктике. М.: Недра, 1965. - С.327-340.

6. Борозинец В.Е., Фельдман Г.М. Вакуумно-фильтрационный механизм образования мощных шлиров льда//Проблемы криолитологии. Выпуск IX. -М.: Изд-во МГУ, 1981. С. 165-178.

7. Васильев А.А. Инженерно-геокриологические свойства отложений криогенных кор выветривания Северной Якутии // Верхний горизонт толщи мерзлых пород: Сб. науч. тр. М.: Наука, 1991. - С. 63-76.

8. Великоцкий М.А. Связь термокарстовых процессов с неоструктурами и интенсивностью новейших тектонических движений на территории Яно-Омолойского междуречья // Проблемы криолитологии. Выпуск II. М.: Изд-во МГУ, 1972. - С.54-64.

9. Великоцкий М.А. Роль сегрегационных льдов в образовании валиковых полигонов на аласах Яно-Индигирской низменности // Проблемы криолитологии. Выпуск XI. М.: Изд-во МГУ, 1983. - С.99-109.

10. Вельмина Н.А. К вопросу о происхождении замкнутых (аласных) впадин Центральной Якутии // Изв. АН СССР, сер. геогр., №2. М., 1957.

11. Воллосович К.А. Геологические наблюдения в тундре между нижними течениями рек лены и Колымы // Труды Комиссии по изучению Якутской АССР. Л.: Изд-во АН СССР, 1930, т. 15. - С.299-357.

12. Втюрин Б.И. Подземные льды и криогенный рельеф в долине р.Яны // Материалы VIII Всес. междувед. совещ. по геокриологии", Якутск, 1966, вып.6. -С. 14-23.

13. Втюрин Б.И. Генезис и классификация озер в бассейне р.Яны // Озера криолитозоны Сибири. Новосибирск: Наука, 1974. - С.7-17.

14. Втюрин Б.И. Подземные льды СССР. Новосибирск: Наука, 1975.214 с.

15. Втюрина Е.А. Криогенное строение пород сезоннопротаивающего слоя. М.: Наука, 1974. - 126 с.

16. Втюрина Е.А. Подземные льды сезоннокриогенных горных пород. Автореферат диссертации . доктора географических наук. М., 1985. - 44 с.

17. Втюрина Е.А., Втюрин Б.И. Льдообразование в горных породах. -М.: Наука, 1970.-279 с.

18. Гаврилов А.В., Тумской В.Е. Эволюция температуры пород приморских низменностей Якутии в среднем и позднем плейстоцене // Криосфера Земли, 2001, t.V, №3 С.3-16.

19. Гасанов Ш.Ш. Криолитологический анализ. М.: Наука, 1981.196с.

20. Геология СССР. Т.ЗО, кн.2. М.: Недра, 1980.

21. Гордеев В.П. Древний и современный термокарст на Яно-Омолойском междуречье // Геокриологические исследования. Якутск, 1971. -С.135-140.

22. Гравис Г.Ф. Изучение склоновых отложений методом мерзлотно-фациального анализа // Четвертичный период Сибири. М.: Наука, 1966. - С.418-421.

23. Гравис Г.Ф. Склоновые отложения Якутии. М.: Наука, 1969.128с.

24. Гравис Г.Ф. Проблема корреляции изменений климата и криогенных геологических процессов // Материалы Международной конференции «Экстремальные криосферные явления: фундаментальные и прикладные аспекты». Пущино, 2002. - С.34-35.

25. Гречищев С.Е., Чистотинов Л.В., Шур Ю.Л. Основы моделирования криогенных физико-геологических процессов. М.: Наука, 1984. - 230 с.

26. Григорьев А.А. Об оледенении территории Якутии в четвертичный период // Труды комисс. по изуч. четвертич. периода АН СССР, вып. 1. М., 1932.

27. Григорьев М.Н., Зобачев В.А. Особенности криоморфогенеза в районе деятельности Куларского ГОКа // Климат. Почвы. Мерзлота: Комплексные исследования в районах Сибири и Дальнего Востока. -Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1991. С. 152-157.

28. Губин С.В. Педогенез составная часть механизма формирования отложений позднеплейстоценового ледового комплекса // Криосфера Земли, 2002. -Т. VI, №3. - С.82-91.

29. Данилов И.Д. Полярный литогенез. М.: Недра, 1978. - 238 с.

30. Данилов И.Д. Подземные льды. М.: Недра, 1990. - 140 с.

31. Демидюк JI.M., Рыжов Б.В., Шеко А.И. О генезисе замкнутых котловин Ингодино-Читинской депрессии и их инженерно-геологическая оценка // Вопросы инженерной геологии и грунтоведения. М.: Изд-во МГУ, 1963, вып.1.-С.116-123.

32. Ермолаев М.М. Геологический и геоморфологический очерк о-ва БЛяховского // Труды СОПС, ч.1. JI., 1932.

33. Ершов Э.Д. Влагоперенос и криогенные текстуры в дисперсных породах. М.: Изд-во МГУ, 1979. - 201 с.

34. Ершов Э.Д. Криолитогенез. М.: Изд-во МГУ, 1982. - 211 с.

35. Ершов Э.Д., Данилов И.Д., Чеверев В.Г. Петрография мерзлых пород. М.: Изд-во МГУ, 1987. - 311 с.

36. Жесткова Т.Н. Формирование криогенного строения грунтов. М.: Наука, 1982.-215 с.

37. Жесткова Т.Н., Заболотская М.И., Рогов В.В. Криогенное строение мерзлых пород. М.: Изд-во МГУ, 1980. - 137 с.

38. Жигарев JI.A. Причины и механизм развития солифлюкции. М.: Наука, 1967.- 158 с.

39. Заиканов В.Г. Динамика геокриологических условий пойменных геосистем крупных рек Северо-Востока СССР: автореферат дис. . канд. геол.-минерал. наук. М., 1987. - 26 с.

40. Заиканов В.Г. Формирование строения и свойств пойменных отложений крупных рек Северной Якутии // Верхний горизонт толщи мерзлых пород: Сб. науч. тр. / Отв. ред. П.И. Мельников, Ю.Л. Шур. М.: Наука, 1991. — С. 31-47.

41. Заиканов В.Г., Каневский М.З. Береговые процессы в долинах крупных рек Северной Якутии // Методы изучения криогенных физико-геологических процессов: Сб. науч. тр. / ВСЕГИНГЕО. М., 1992. - С. 16-29.

42. Заиканов В.Г., Каневский М.З. Причины загрязнения Яны и Омолоя // Природа. М., 1992, № 9. - С. 90-94.

43. Зайцев В.Н. Яно-Колымский регион // Геокриология СССР. Восточная Сибирь и Дальний Восток. М.: Недра, 1989. - С.240-280.

44. Зимов С.А. К проблеме происхождения ледового комплекса Яно-Колымской низменности // Проблемы криолитологии. Выпуск IX. М.: Изд-во МГУ, 1981. - С.101-106.

45. Иванов М.С. Типы и фации термокарстовых отложений Центральной Якутии // Проблемы изучения четвертичного периода. М.: Наука, 1972. -С.83-89.

46. Иванов О.А. Стратиграфия и корреляция неогеновых и четвертичных отложений субарктических равнин Восточной Якутии // Проблемы изучения четвертичного периода. М.: Наука, 1972. - С.202-211.

47. Кайялайнен В.И., Кулаков Ю.Н. Основные черты истории геологического развития Яно-Индигирской (Приморской) низменности в неоген-четвертичное время // Антропогеновый период в Арктике и Субарктике. М.: Недра, 1965. -С.56-64.

48. Каневский М.З. Генезис и строение аласов Северной Якутии // Актуальные вопросы гидрогеологии, инженерной геологии и геокриологии: Сб. науч. тр. / ВСЕГИНГЕО. М., 1987. - Деп. в ВИНИТИ.

49. Каневский М.З., Максимов В.В. Особенности инженерно-геокриологических исследований в районах развития высокольдистых синкриогенных мерзлых пород // Методы инженерно-геокриологической съемки: Сб. науч. тр. / ВСЕГИНГЕО. М., 1990. - С. 94-100.

50. Каневский М.З. Роль квазисингенеза в формировании криогенного строения четвертичных отложений Северной Якутии // Верхний горизонт толщи мерзлых пород: Сб. науч. тр. / Отв. ред. П.И.Мельников, Ю.Л.Шур. М.: Наука, 1991.-С. 47-63.

51. Каневский М.З. Крайний Север: цена «освоения» // Сила тяготения. Издание представительства Всемирного Союза Охраны Природы для стран СНГ, №5 М., 2000. - С.10-15.

52. Каплина Т.Н. Скорости накопления и возраст ледового комплекса Приморских низменностей Якутии // Мерзлотные исследования. Вып.ХУП. М.: Изд-во МГУ, 1978. - С.142-148.

53. Каплина Т.Н. История мерзлых толщ Северной Якутии в позднем кайнозое // История развития многолетнемерзлых пород Евразии (на примере отдельных регионов). — М.: Наука, 1981. — С.153-181.

54. Каплина Т.Н. Закономерности развития криолитогенеза в позднем кайнозое на аккумулятивных равнинах Северо-Востока Азии. Автореферат дис. докт. геол.-минерал. наук. Якутск, 1987.-41 с.

55. Катасонов Е.М. Об аласных отложениях Янской приморской низменности // Геология и геофизика, 1960, №2. — С. 103-112.

56. Катасонов Е.М. Типы мерзлых толщ и проблемы криолитологии // Геокриологические и гидрогеологические исследования Сибири. Якутск: Кн.изд-во, 1972.-С.5-16.

57. Катасонов Е.М. Палеомерзлотные исследования, их задачи, методы и некоторые результаты // Палеокриология в четвертичной стратиграфии и палеогеографии. М.: Наука, 1973. - С.10-22.

58. Качурин С.П. Термокарст на территории СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1961.-292 с.

59. Колесников С.Ф. Особенности состава отложений ледового комплекса Северо-Востока СССР // Проблемы криолитологии. Выпуск XI. М.: Изд-во МГУ, 1983. - С.81-86.

60. Кондратьева К.А. Новые данные об обнажении Мус-Хая на р.Яне // Мерзлотные исследования. Bbin.XIV. М.: Изд-во МГУ, 1974.

61. Кондратьева К.А., Труш Н.И., Чижова Н.И., Рыбакова Н.О. К характеристике плейстоценовых отложений в обнажении Мус-Хая на р.Яне // Мерзлотные исследования. Вып.ХУ. -М.: Изд-во МГУ, 1975. С.64-76.

62. Конищев В.Н. О происхождении льдистых алевритов Северной Якутии // II Международная конференция по мерзлотоведению. Доклады и выступления, вып.8. Якутск, 1975. - С.226-228.

63. Конищев В.Н. Формирование состава дисперсных пород в криолитосфере. Новосибирск: Наука. - 1981. - 197 с.

64. Конищев В.Н., Колесников С.Ф. Особенности строения и состава позднекайнозойских отложений в обнажении Ойогосский Яр // Проблемы криолитологии. Выпуск IX. М.: Изд-во МГУ, 1981. - С. 107-117.

65. Конищев В.Н. Криолитологические доказательства гетерогенного строения отложений «ледового комплекса» в обнажении Дуванный Яр // Проблемы криолитологии. Выпуск XI. М.: Изд-во МГУ, 1983. - С.56-80.

66. Котов А.Н. Аласный и ледовый комплексы отложений северозападной Чукотки (побережье Восточно-Сибирского моря) // Криосфера Земли, 1998.-Т.Н,№1.-С.11-18.

67. Котов А.Н. Обстановки криолитогенеза пород ледового комплекса Чукотки в позднем плейстоцене // Криосфера Земли, 2002. Т.VI, №3. - С. 11-14.

68. Кудрявцев В.А. Значение мерзлотно-температурной зональности в образовании сингенетических мерзлых толщ со слоистой криогенной текстурой // Мерзлотные исследования. -М.: Изд-во МГУ, 1961, вып.1, С.21-25.

69. Кузнецова Т.П. О криотекстурных ритмах // Криогенные процессы. — М., 1987. С.82-93.

70. Куницкий В.В. Криолитология низовья Лены. Якутск: ИМЗ СО АН СССР, 1989.- 163 с.

71. Лаврушин Ю.А. Аллювий равнинных рек субарктического пояса и перигляциальных областей материковых оледенений. М.: Изд-во АН СССР, 1963.-265 с.

72. Ломаченков B.C. Новейшие тектонические структуры в современном рельефе Яно-Индигирской низменности и прилегающего шельфа // Антропогеновый период в Арктике и Субарктике. М.: Недра, 1965. - С.346-349.

73. Мельников В.П., Спесивцев В.И. Криогенные образования в литосфере Земли (изобразительная версия). Новосибирск: НИЦ ОИГГМ СО РАН, Изд-во СО РАН, 2000. - 343 с.

74. Методические рекомендации по учету состава и структурно-текстурного строения мерзлых пород при прогнозе развития криогенных физико-геологических процессов. М.: ВСЕГИНГЕО, 1990. - 79 с.

75. Методы региональных инженерно-геокриологических исследований для равнинных территорий. М.: Недра, 1986. - 207 с.

76. Мухин Н.И. Особенности возникновения и развития термокарстовых озер на территории Яно-Индигирской низменности // Озера криолитозоны Сибири. Новосибирск: Наука, 1974. - С. 18-26.

77. Некрасов И.А., Девяткин В.Н. Морфология криолитозоны бассейна реки Яны и сопредельных районов. Новосибирск: Наука, 1977. - 71 с.

78. Оспенников Е.Н., Труш Н.И. Льдистость аласных и озерно-аллювиальных отложений Яно-Омолойского междуречья и методика ее полевогоопределения // Мерзлотные исследования. Bbin.XIV. М.: Изд-во МГУ, 1974. -С.35-42.

79. Пармузина О.Ю. К вопросу о перераспределении влаги в мерзлых грунтах (по натурным наблюдениям) // Проблемы криолитологии — М.: Изд-во МГУ, 1979. вып.8, С.194-197.

80. Попов А.И. Особенности литогенеза аллювиальных равнин в условиях сурового климата // Известия АН СССР, сер.геогр., №2. М, 1953.

81. Попов А.И. О происхождении отложений едомной свиты на приморской равнине Северной Якутии // II Международная конференция по мерзлотоведению. Доклады и выступления, вып.8. Якутск, 1975. - С.228-230.

82. Попов А.И., Розенбаум Г.Э., Тумель Н.В. Криолитология. М.: Изд-во МГУ, 1985.-239 с.

83. Розенбаум Г.Э. Современный аллювий равнинных рек Восточной Субарктики (на примере рек Яны и Омолоя) // Проблемы криолитологии. Выпуск III. М.: Изд-во МГУ, 1973. - С.7-62.

84. Розенбаум Г.Э. Криогенные рельефообразующие процессы в долинах рек Яно-Индигирской низменности // Проблемы криолитологии. Выпуск V. М.: Изд-во МГУ, 1976. - С.73-78.

85. Розенбаум Г.Э. Особенности литогенеза аллювиальных равнин Восточной Субарктики в связи с проблемой ледового (едомного) комплекса // Проблемы криолитологии. Выпуск IX. -М.: Изд-во МГУ, 1981. С.87-100.

86. Романовский Н.Н. Четвертичные отложения острова Б.Ляховского и северной части Яно-Индигирской низменности (стратиграфия и мерзлотно-фациальный анализ). Диссертация на соискание ученой степени к.г.-м.н. М., 1958.

87. Романовский Н.Н. Эрозионно-термокарстовые котловины на севере приморских низменностей Якутии и Новосибирских островах // Мерзлотные исследования. Вып.1. М.: Изд-во МГУ, 1961. - С.124-144.

88. Романовский Н.Н. Формирование полигонально-жильных структур. Новосибирск: Наука, 1977. - 215 с.

89. Романовский Н.Н. Основы криогенеза литосферы: Учебное пособие. -М.: Изд-во Моск. ун-та, 1993.-336 с.

90. Соловьев П.А. Аласные долины Якутии // Условия и особенности развития мерзлых толщ в Сибири и на Северо-Востоке. М.: Изд-во АН СССР, 1963. - С.80-90.

91. ЮЗ.Соломатин В.И. Строение и генезис полигонально-жильного льда в плейстоценовых отложениях Северной Якутии // Проблемы криолитологии. Выпуск IV. М.: Изд-во МГУ, 1974. - С.7-99.

92. Ю4.Соломатин В.И. Петрогенез подземных льдов. Новосибирск: Наука, 1986.-215 с.

93. Соломатин В.И., Кузьмин P.O. Термокарст по жильным льдам и связанные с ним структуры проседания // Проблемы криолитологии. Выпуск II. -М.: Изд-во МГУ, 1972. С.65-71.

94. Строение и абсолютная геохронология аласных отложений Центральной Якутии. Под ред. Е.М.Катасонова. Новосибирск: Наука, 1979. -95с.

95. Ю7.Сумгин М.И., Качурин С.П., Толстихин Н.И., Тумель В.Ф. Общее мерзлотоведение. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1940. - 347 с.

96. Суходровский В.Л. Экзогенное рельефообразование в криолитозоне. -М.: Наука, 1979.-280 с.

97. Ю9.Толль Э.В. Ископаемые ледники Новосибирских островов, их отношение к трупам мамонтов и ледниковому периоду. СПб.: Зап. Имп. Русск. геогр. о-ва, т. XXXII, №1, 1897.

98. Ю.Томирдиаро С.В. Вечная мерзлота и освоение горных стран и низменностей. Магадан, 1972.

99. Томирдиаро С.В. О криогенно-эоловом генезисе едомных отложений // II Международная конференция по мерзлотоведению. Доклады и выступления, вып.8.-Якутск, 1975. С.217-219.

100. Томирдиаро С.В., Черненький Б.И. Криогенно-эоловые отложения Восточной Арктики и Субарктики. М.: Наука, 1987. - 198 с.

101. ПЗ.Труш Н.И., Нистратова Т.А. Состав.и свойства аласных отложений Яно-Индигирского междуречья // Мерзлотные исследования. Bbin.XIV. М.: Изд-во МГУ, 1974. - С.43-55.

102. Н.Усов В.А. Криогенная фация как инженерно-геологический элемент // Вестн. ЛГУ. Геология, География. Л., 1982, №18. - С.64-68.

103. Фигурин А.Е. Извлечение из записок медико-хирурга Фигурина, веденных во время описи берегов Северо-Восточной Сибири // Зап. Государств. Адмиралт. Департ. СПб, 1823, №5. - С.259-328.

104. Пб.Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов. М.: «Высшая школа», 1973.-446 с.

105. Чижов А.Б. Вопросы формирования подозерных таликов Яно-Индигирской низменности и смежных с ней территорий // Мерзлотные исследования. Вып.ХН. М.: Изд-во МГУ, 1972. - С.85-90.

106. Чижов А.Б., Чижова Н.Н., Романов В.В., Морковкина И.К., Боярский О.Г. Применение тритиевого анализа при геокриологических исследованиях // Инженерная геология. -М., 1985, №4.-С. 106-114.

107. Шаманова И.И. Современный термокарст на приморских низменностях Якутии и Чукотки // Мерзлые породы и криогенные процессы: Сб. науч. тр. / Отв. ред. Г.И.Дубиков. -М.: Наука, 1991. С. 102-107.

108. Шумский П.А. Основы структурного ледоведения. М.: Издательство Академии наук СССР, 1955.-492 с.

109. Шур Ю.Л. Термокарст (к теплофизическим основам учения о закономерностях развития процесса). М.: Недра, 1977. - 80 с.

110. Шур Ю.Л. Верхний горизонт толщи мерзлых пород и термокарст. -Новосибирск: Наука, 1988.-213 с.

111. Юрцев Б.А. Реликтовые степные комплексы Северо-Восточной Азии. Новосибирск: Наука, 1981.

112. Яновский В.К. Экспедиция на р. Печору по определению южной границы вечной мерзлоты // Тр. Комиссии по изучению вечной мерзлоты. Т.2. -Л., 1933. С.65-149.

113. Bennett, L.P., French, Н.М. Solifluction and the role of permafrost creep, Eastern Melville Island, N.W.T., Canada // Permafrost and Periglacial Processes, Vol. 2 No. 2, Apr-Jun 1991. pp.95-102.

114. Hyatt, J.A. Cavity development in ice-rich permafrost, Pangnirtung, Baffin Island, Northwest Territories // Permafrost and Periglacial Processes, Vol. 3 No. 4, Oct-Dec 1992.-pp.293-313.

115. Jorgenson, M.T., Shur, Y.L., Walker, H.J. Evolution of a permafrost-dominated landscape on the Collville river delta, Northern Alaska // Proceedings 7th International Conference On Permafrost, Yellowknife, Canada, 1998. -pp.523-529.

116. Kanevskiy M. Cryogenic structure of mountain slope deposits, northeast Russia // Proceedings of the Eight International Conference on Permafrost, 21-25 July 2003, Zurich, Switzerland. Lisse: A.A. Balkema Publishers, 2003. - Volume 1. -pp.513-518.

117. Lewkowicz, A.G. Ice-wedge rejuvenation, Fosheim Peninsula, Ellesmere Island, Canada // Permafrost and Periglacial Processes, Vol. 5, No. 4, Oct-Dec 1994. -pp.251-268.

118. Murton, J.B, French, H.M. Thermokarst involutions, Summer Island, Pleistocene Mackenzie Delta, Western Canadian Arctic // Permafrost and Periglacial Processes, Vol. 4 No. 3, Jul-Sept 1993. pp.217-229.

119. Murton, J.B, French, H.M. Cryostructures in permafrost, Tuktoyaktuk coastlands, Western Arctic Canada // Canadian Journal of Earth Sciences, 1994, № 31. pp.737-747.

120. Shur, Y.L., Jorgenson, M.T. Cryostructure development on the floodplain of the Collville river delta, Northern Alaska // Proceedings 7th International Conference on Permafrost, Yellowknife, Canada, 1998. pp.993-999.

121. Список публикаций автора по теме диссертации

122. Генезис и строение аласов Северной Якутии // Актуальные вопросы гидрогеологии, инженерной геологии и геокриологии: Сб. науч. тр. / ВСЕГИНГЕО. М., 1987. - Деп. в ВИНИТИ.

123. Особенности инженерно-геокриологических исследований в районах развития высокольдистых синкриогенных мерзлых пород // Методы инженерно-геокриологической съемки: Сб. науч. тр. / ВСЕГИНГЕО. М., 1990. - С.94-100 (в соавторстве с В.В. Максимовым).

124. Роль квазисингенеза в формировании криогенного строения четвертичных отложений Северной Якутии // Верхний горизонт толщи мерзлых пород: Сб. науч. тр. М.: Наука, 1991. - С.47-63.

125. Криогенное строение и свойства техногенных грунтов на россыпных месторождениях Северной Якутии // Верхний горизонт толщи мерзлых пород: Сб. науч. тр. М.: Наука, 1991. - С. 76-87 (в соавторстве с И.А. Самылиным и1. B.В. Максимовым).

126. Береговые процессы в долинах крупных рек Северной Якутии // Методы изучения криогенных физико-геологических процессов: Сб. науч. тр. / ВСЕГИНГЕО. М., 1992. - С. 16-29. (в соавторстве с В.Г. Заикановым).

127. Причины загрязнения Яны и Омолоя // Природа. М.,1992, № 9. - С. 90-94 (в соавторстве с В.Г. Заикановым).

128. Крайний Север: цена «освоения» // Сила тяготения. Издание представительства Всемирного Союза Охраны Природы для стран СНГ, №5. -М., 2000.1. C.10-15.

129. Квазисингенез и особенности формирования криогенного строения четвертичных отложений Северной Якутии // Материалы Международной конференции «Экстремальные криосферные явления: фундаментальные и прикладные аспекты». Пущино, 2002. - С.98-99.

130. Криогенное строение четвертичных отложений и процессы разрушения берегов в районе мыса Болванский Нос // Материалы Международной конференции «Экстремальные криосферные явления: фундаментальные и прикладные аспекты». Пущино, 2002. - С.76-77.

131. Kanevskiy M. Cryogenic structure of mountain slope deposits, northeast Russia // Proceedings of the Eight International Conference on Permafrost, 21-25 July 2003, Zurich, Switzerland. Lisse: A.A. Balkema Publishers, 2003. - Volume 1. - pp. 513-518.

Информация о работе

Каневский, Михаил Зиновьевич
кандидата геолого-минералогических наук
Москва, 2004
ВАК 25.00.08

Диссертация

Закономерности формирования криогенного строения четвертичных отложений Северной Якутии - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы