авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |

«Ю.К.Васильчук, А.К.Васильчук Н.А.Буданцева, Ю.Н.Чижова Выпуклые бугры пучения многолетнемёрзлых торфяных массивов LOMONOSOV’S MOSCOW STATE UNIVERSITY ...»

-- [ Страница 3 ] --

Предполагаемый Г.И.Дубиковым и Л.М.Шмелёвым вариант этой границы базируется на исследованиях в бассейнах рек Малая Сосьва, Пунга, Сыскосынья, Пелым. Она проведена от района пос.Полуночное, пересекает верховья р.Пелым, истоки рр. Конды и Малой Сосьвы и выходит к Оби немного севернее пос.Октябрьское.

Были детально исследованы несколько массивов с буграми пучения.

Бугры пучения на высокой пойме рек Колы-Хулюма и Малой Сосьвы в районе их слияния (рис. 3.4, а), характеризовались высотой от 1,5 до 3 м, они сложены торфом мощностью от 1,5 до 4,5 м, влажным (суммарная влажность 50-60%), подстилаемым глинами и суглинками. Высота бугров, исследованных на первой надпойменной террасы p.Пунги (см. рис. 3.4, б) варьировала от 1 до 2, м, мощность перекрывающего их торфа, как правило, составляла около 1 м, подстилающие породы – суглинки с линзами песков. Некоторые бугры полностью сложены минеральным грунтом. Суммарная влажность торфа около 65%, суглинка – 45-50%. На высокой пойме р.Пелым (60о29' с.ш., 62о40' в.д.), встречены как крупные бугры пучения, так и площадь пучения диаметром м (см. рис. 3.4, в). Высота пучинистых форм здесь 1-1,5 м, мощность торфа достигает 4-5 м, его суммарная влажность варьирует от 50 до 120%.

Многолетнемёрзлые породы встречены только в пределах исследуемых бугров, их температура не ниже –0,5оС. Основными причинами развития бугров пучения в этих районах, по мнению Г.И.Дубикова и Л.М.Шмелёва (1976), является сочетание природных условий, главными из которых являются следующие: 1) отрицательная многолетняя среднегодовая температура воздуха (–2,6оС в пос.Игрим, –3,2оС в пос. Октябрьское, –2,7оС в пос.Сартынья, –2,4оС в пос. Хонгокурт, –1,8оС в пос. Шухтуркурт);

2) глинистый и торфяной состав и большая увлажненность грунтов верхнего горизонта;

3) темнохвойные густые леса, затеняющие поверхность грунта и снижающие температуру поверхности до температуры приземного слоя воздуха (примерно на 2-4оС);

4) мохово лишайниковый напочвенный покров мощностью до 30 см, охлаждающий грунт в темнохвойном лесу на 2оС.

Скважиной, заложенной на вершине одного из бугров пучения высотой м, расположенного в долине р.Пунга, вскрыт торф мощностью немногим более 1 м (рис. 3.5). Кровля многолетнемёрзлых пород, как в пределах бугра пучения, так и на окружающем бугор участке расположена на глубине 0,3 м.

Только вблизи подножия бугра, где проходит газопровод, в течение 7 лет его эксплуатации образовалась чаша оттаивания глубиной около 6 м. Под торфом вскрыто чередование суглинка, песка и глины. Суммарная влажность торфа на вершине бугра – 45%, суммарная влажность подстилающих минеральных грунтов варьирует от 30 до 80%, максимальные значение характерны для глины, минимальные – для песка. В грунтах у подножия бугра и на некотором расстоянии от него (скв. 2, 6, см. рис. 3.5) отмечен другой характер распределения влажности: вблизи бугра максимальные значения (80%) отмечены в суглинке, грунты, вскрытые скв. 6, имели влажность не более 30%.

Рис. 3.4. Мерзлотно-геологические разрезы и графики распределения суммарной влажности и температуры многолетнемёрзлых грунтов в ядрах бугров пучения у южной границы их распространения в Западной Сибири, между Уралом и Обью (по Г.И.Дубикову, Л.М.Шмелёву, 1976): а – высокой поймы рек Колы-Хулюма и Малой Сосьвы (у слияния рек);

б – первой надпойменной террасы p.Пунги (у пос. Светлый);

в – высокой поймы р.Пелыма (у пос. Пелым, 60о29' с.ш., 62о40' в.д.): 1 – торф;

2 – глина;

3 – суглинки;

4 – песок;

5 – переслаивание песка и суглинка;

6 – лед;

7 – границы многолетнемёрзлыx грунтов;

8 – скважина и её номер.

Рис. 3.5. Разрез краевой части бугра пучения, в котором уложен газопровод, долина р.Пунга (по Г.И.Дубикову, Л.М.Шмелёву, 1976): 1 – торф;

2 – глина;

3 – суглинок;

4 – песок;

5 – скважина, ее номер;

6 – установленные границы многолетнемёрзлых пород;

7 – предполагаемые границы многолетнемёрзлых пород;

8 – газопровод.

Учитывая эти данные, а также изгиб слоев песка и суглинка параллельно профилю бугра, можно утверждать, что льдистое ядро бугра приурочено к глине.

Многочисленные бугры пучения были изучены вблизи их южной границы экспедицией ПНИИИС в середине 70-х гг. XX века. Один из бугров пучения на II надпойменной террасе р.Пур высотой 2,5 м и диаметром 10 м характеризовался отсутствием торфа на поверхности (рис. 3.6).

Рис. 3.6. Cкважина № 31-Т на вершине торфяного бугра пучения на II надпойменной террасе р.Пур. Пробурена экспедицией ПНИИИС 2-3 августа 1976 г. Литология: 1 – сфагнум;

2 – суглинок. Криотекстуры: 3 – микрошлировая линзовидная;

4 – частослоистая (ледогрунт);

– толстошлировая редкослоистая;

6 – кровля многолетнемёрзлых пород.

Под слоем неразложившегося сфагнума мощностью 30 см залегал суглинок вскрытой мощностью около 7 м. Температура пород по всей глубине скважины была около –0,5, 0оС, мощность мерзлой толщи в теле бугра не превышала 6 м. Максимальное льдосодержание отмечено в интервале глубин 3,5-4,5 м, что, вероятно, представляет льдистое ядро бугра.

Тогда же в районе р.Вынгапур был исследован другой бугор пучения размером в перечнике 100х80 м, высотой около 5 м, на его вершине была заложена скважина 43-О. Глубина скважины составила 10 м, при этом нижняя граница многолетнемёрзлых пород располагалась ниже. Мощность торфа в разрезе бугра составляла около 1 м, он подстилался суглинком, оторфованным в верхней части (рис. 3.7).

Рис. 3.7. Литологический и температурный разрез по скважине № 43-О, пробуренной экспедицией ПНИИИС в августе 1976 г, в районе р.Вынгапур. Литология: 1 – сфагнум;

2 – торф;

3 – оторфованный суглинок;

4 – суглинок. Криотекстуры: 5 – микрошлировая среднесетчатая;

6 – слоисто-сетчатая;

7 – кровля многолетнемёрзлых пород.

В разрезе вскрывается:

0,0-0,2 м - мохово-растительный покров, талый.

0,2-1,2 м - торф темно-коричневый, мало разложившийся, мёрзлый.

1,2-1,7 м - суглинок темно-серый, с коричневатым оттенком, тяжелый, оторфованный, мёрзлый. Криотекстура микрошлировая, частослоистая, шлиры льда до 0,1 см через 0,2-0,5 см.

1,7-10,0 м - суглинок серый, с единичными включениями гравия, мёрзлый, до глубины 2,6 м криотекстура среднесетчатая, микрошлировая. Шлиры льда до мм, ячейки 2х5 см.

В интервале 2,6-3,0 м криотекстура та же, толщина шлиров величивается до 6-7 мм. С глубины 5,0 м до 6,8 м криотекстура слоисто-сетчатая. Толщина горизонтальных прослоек 1 - 2 см, расстояние между ними 1 - 5 см: между крупными шлирами отмечается сетка тонких шлиров толщиной до 1 - 2 мм. В интервале 6,8-7,6 м. Криотекстура толстошлировая (5-6 см) среднеслоистая.

Шлиры льда через 2 – 10 см. Наиболее крупная линза льда (10 см) встречена на глубине 6,9 м. С глубины 7,6 м криотекстура толстошлировая, среднеслоистая.

Среднегодовая температура грунта составляла от –0,5 до –1оС, а суммарная влажность варьировала в широком диапазоне от 30 до 130%, преобладающими криотекстурами были неполносетчатая и слоистая.

Выразительные выпуклые бугры пучения описаны на многлетнемёрзлых торфяниках в бассейне р.Корылькы (прил. 9) и близ г.Ноябрьска (прил. 10).

Приенисейский Север О распространении бугров пучения на территории, расположенной между гг.Дудинка и Игарка, и вдоль р. Хантайка сообщали многие исследователи – Д.А.Драницын (1914), Н.И.Кузнецов (1932), Н.С.Шевелева и Л.С.Хомичевская (1967) – хотя некоторые ошибочно относили их к остаточным формам расчленения плоских торфяников. Г.С.Константинова (1963) исследовала бугры пучения в районе Большого Хантайского порога. Среди бугров пучения ею выделены торфяные и минеральные.

Минеральные бугры пучения встречаются в районе редко и приурочены к окраинным частям озерно-болотных понижений. Высота бугров 5-10 м, форма выпуклая, близкая к круглой, склоны крутые. На склонах деревья нередко наклонены, а стволы их часто имеют саблевидную форму. Бугры сложены мёрзлым суглинком, содержащим очень большое количество льда. Молодых минеральных бугров пучения Г.С.Константинова (1963) не наблюдала.

Торфяные бугры широко распространены на обширных заболоченных понижениях. Высота бугров достигает 9-10 м, длина варьирует от 5-6 до 50- м. Они сложены сверху торфом, мощностью от 1-2 до 6-8 м, который подстилается очень льдистыми суглинками или супесями. Бугры имеют различный возраст – “старые”, почти полностью разрушенные, “средние” и “молодые”, образующиеся в настоящее время.

Старые торфяные бугры встречаются только на водоразделах и древних террасах;

на I надпойменной террасе р.Хантайки их нет. Очевидно, торф образовался до формирования I террасы. Они характеризуются следующими особенностями (Константинова, 1963):

а) крупные торфяные бугры часто расчленены на отдельные останцы в результате интенсивного разрушения термокарстовым процессом, как в прошлом, так и в настоящее время (рис. 3.8);

б) торф, слагающий бугры, представляет собою однородную темно коричневую землистую массу;

степень разложения торфа более 80%, в ряде случаев зольных веществ в почве становится достаточно для произрастания древесных пород. На вершинах старых бугров часто встречается лиственница;

в) северные и западные склоны этих бугров часто имеют тонкий слой торфа, так как в процессе длительного воздействия термокарста торф обвалился в прилегающие понижения (обычно водоемы). Эти склоны обрывисты и покрыты большим количеством трещин;

г) мощность торфа на вершинах бугров обычно не превышает 1-2 м.

Pиc. 3.8. Разрушающиеся торфяные бугры в пределах заболоченной одряхлевшей «полосы стока» в районе Игарки (по Л.С.Хомичевской, 1962):

1 – пониженные пространства;

2 – бугры.

Торфяные бугры среднего возраста встречаются на I надпойменной террасе р.Хантайки. Очевидно, возраст их ограничивается возрастом I надпойменной террасы. Такие бугры отличаются от старых бугров следующими особенностями:

а) торфяные массивы их недостаточно четко расчленены на отдельные бугристые останцы;

местами, преимущественно у северных склонов, наблюдается термокарстовый процесс;

б) верхние слои торфа имеют среднюю степень разложения (около 40 50%) и состоят преимущественно из гипновых, травяных и хвощево-гипновых низинных мхов;

в) мощность торфа на вершинах бугров достигает 4-5 м;

г) на буграх нет деревьев;

д) на торфяных массивах иногда наблюдается накопление торфа за счёт отмирания сфагновых мхов.

Разрез миграционного бугра на I надпойменной террасе р.Хантайки приведен на рис. 3.9.

Рис. 3.9. Выпуклый миграционный бугор пучения типа пальза на I надпойменной террасе р.

Хантайки (по Г.С.Константиновой, 1963): 1 – торф темно-коричневый;

2 – песок с включением гальки;

3 – суглинок сизый, слоистый;

4 – глина;

5 – гнезда льда;

6 – прослойки льда мощностью до 20-25 м;

7 – верхняя граница многолетнемёрзлых пород.

Молодые и вновь образующиеся торфяные бугры пучения встречаются на заболоченных пространствах, сверху до глубины 2-5 м сложенных сильно разложившимся торфом.

Г.С.Константинова (1963) указывает на то, что молодые бугры могут вырастать до высоты 1,5-2 м в течение нескольких сезонов за счет перевевавания снега и неравномерного промерзания, но такие бугры существуют недолго вследствие поселения на вершине бугра березы, которая меняет условия снегозаносимости и приводит к протаиванию и разрушению бугра.

Другим механизмом возникновения молодых бугров Г.С.Константинова считает неравномерное нарастание растительности в процессе заторфовывания болот. Эти бугры формируются чуть дольше, и когда высота бугорков достигает 60-70 см, а диаметр их основания 3-4 м, под ними формируется многолетнемёрзлое ядро мощностью 0,5-1,0 м (Константинова, 1963).

На торфяных массивах и буграх надпойменной террасы в большом количестве встречаются термокарстовые воронки, западины, эрозионно термокарстовые ложбины и, реже, озерки. Воронки имеют диаметр 3-5 м и глубину от 0,5 до 1-1,5 м. Одной из скважин, пробуренных в термокарстовом понижении, был вскрыт мёрзлый грунт. Термокарстовые процессы наблюдаются преимущественно у северных и северо-западных склонов, а не у южных, что объясняется тем, что северные склоны сильно заносятся снегом, мало охлаждаются и поэтому на них более благоприятны условия для глубокого протаивания.

На торфяных массивах и буграх Г.С.Константиновой (1963) встречены морозобойные трещины, находящиеся в различных стадиях развития. Кроме свежих (с тенденцией к дальнейшему развитию), есть зарастающие и старые трещины, имеющие вид ложбин с пологими заросшими склонами.

Участки бугристых образований южнее р.Хантайки охарактеризованы сотрудниками Игарской научно-исследовательской мерзлотной станции (Орлов, 1962;

Хомичевская, 1962;

Пчелинцев, 1964 и др.). На отрезке от р.Хантайки до г.Игарки участки крупнобугристых образований прослеживаются с небольшими перерывами на надпойменной террасе полосой от одного до нескольких километров (рис. 3.10).

На поверхности участков с аапа-комплексами могут образовываться небольшие пучинистые формы, которые многие исследователи принимают за начальную стадию развития плоских и выпуклобугристых торфяников, факт образования таких бугров приводится в качестве доказательства пучинистого происхождения торфянистых бугров-останцов.

Восточнее Оби, по заключению Н.Я.Каца (1948) южная граница крупнобугристых болот, отклоняется далеко на юг. На водоразделе рр.Чуня и Подкаменная Тунгуска водораздельные крупнобугристые торфяники распространены на 6-7°С южнее северной границы лесной зоны.

По описаниям Н.Я.Каца (1948) крупные бугры под Игаркой достигают рекордной высоты, иногда свыше 10 м (интересно, что температуры воздуха и пород здесь весьма низкие – табл. 3.5, что не поддерживает версию об увеличении высоты бугров с севера на юг вследствие смягчения геокриологической ситуации). В других местах близ Игарки они меньше – до м, а в среднем 4 м. Менее крупные бугры обычно округлых очертаний, большие бугры нередко вытянуты. В районе Игарки бугры в основном торфяные, торф покрывает весь бугор или его часть. Мощность торфа варьирует от 0,8 м до 2, м. В ядре бугров чаще залегают глины или суглинки.

В высоких буграх минеральное ядро составляет основную массу бугра, на долю же торфяного плаща приходится значительно меньшая часть. Бугры почти полностью сложены осоковыми, гипново- и сфагново-осоковыми торфами, материнские фитоценозы которых занимали пониженные участки болота. Положение торфа, наличие минеральных льдистых пород в основе бугров указывает на миграционный механизм образования бугров. В толще бугров, как в торфе, так и в минеральном грунте обычны прослойки, а иногда линзы льда, встречаются пни и минеральные прослойки, видимо интрузивные.

Наблюдается и перекрытие торфа минеральным грунтом. Бугры оттаивают летом на глубину от 20 до 67 см, а в среднем на 36 см (среднее из 15 измерений, сделанных в конце июня и в начале июля).

На приенисейских торфяных буграх, в отличие от европейских, произрастают деревья. В окрестностях Игарки на буграх растут лиственица, ель и береза, а немного южнее также и кедр. Рост деревьев сравнительно хороший, часто лишь немного хуже, чем в окружающем лесу.

Рис. 3.10. Схематический разрез торфяного бугра с плоской (а) и с выпуклой (б) вершинами (по В.И.Орлову, 1962): 1 – торфяной бугор;

2 – разрушенные пласты торфа;

3 – верхняя граница многолетнемёрзлых пород;

4 – сильно увлажненные (льдистые) части торфяного бугра;

5 – уровень воды в термокарстовых озерках.

Таблица 3. Температура воздуха на метеостанции г.Игарка (Справочник по климату…, 1967) Среднемесячная температура, оС Сумма температур Среднегодовая температура, о С января июля зимних летних –28,6 14,8 –4351 1195 –8, Лиственица достигает высоты 15 м, кедр – 12 м. Деревья растут, главным образом, по склонам бугров.

На вершинах высоких бугров древостой либо очень разреженный, или вообще отсутствует. В подлеске преобладает багульник высотой в среднем 20 30 см с надпочвенным покровом из лишайников.

Рельеф бугров часто волнистый и, кроме того, обычно мелкокочковатый.

Иногда на поверхности бугра образуются мелкие морозные трещины глубиной до 25 см, ограничивающие полигоны, диаметром до 25 см, иногда до 1 м.

Мочажины между крупными буграми обычно весьма обширные, иногда в несколько тысяч квадратных метров, сильно обводнены и имеют плоскую поверхность. Здесь доминируют, главным образом, Сагех rostrata и Carex limosa, реже вахта. Сплошной моховой покров здесь чаще сфагновый.

Мерзлотный режим мочажин резко отличен от бугров, тем, что торф мочажин, как правило, оттаивает до дна.

Кроме комплексов крупных бугров и мочажин в районе Игарки встречаются другие комплексы, где бугры сочетаются с умеренно влажными межбугровыми пространствами описанного типа. Третий тип – комплексы крупных бугров и озер. Бугры здесь не выпуклые, а столообразные, обычно не выше 2 м над уровнем озер. Площадь их измеряется нередко тысячами квадратных метров. Они, как обычно, с зарослями багульника и мелкокочковатым лишайниковым покровом. Вершины бугров часто одной высоты.

Крупнобугристые болотные массивы Игарки часто имеют сложное строение. Исследования озер близ Игарки с торфяным дном показали, что озера могут быть полностью окружены буграми. Комплексы крупных бугров и мочажин расположены по периферии массива, образуя иногда полное кольцо, причем бугры располагаются в несколько рядов. Часто периферические бугры самые высокие, по мере приближения к центру их высота снижается.

«Бугристая лайда» по определению Н.И.Кузнецова (1932) на р.Дудинка представляет хорошо выраженные крупнобугристые торфяники, хотя здесь температуры воздуха и пород (табл. 3.6) еще ниже, чем в Игарке. Бугры высотой иногда до 8 м имеют поперечное сечение основания до 20-25 м и чаще вытянутую форму.

Таблица 3. Температура воздуха на метеостанции г.Дудинка (Справочник по климату…, 1967) Среднемесячная температура, оС Сумма температур Среднегодовая температура, о С января июля зимних летних –28,0 12,8 –4667 965 –10, Таковы обычно высокие, крутобокие бугры;

более низкие бугры имеют широкое основание и пологие склоны. Понижения между буграми то замкнуты, то образуют извилистый лабиринт. Здесь располагаются или мочажины, нередко с водою, или зарастающие озерки. Торф бугров сложен внизу из остатков мхов (Drepanocladus), осок и хвоща, выше – остатки пушиц и кустарничков. Иногда последние образуют главную массу торфа. В основе бугров залегает выпуклое минеральное ядро (Драницын, 1914). В торфе – мелкие прослойки льда и береста довольно крупных деревьев. Н.И.Кузнецов также отмечает сложность комплексов «бугристых лайд», так как они комбинируются обычно с лайдами других типов.

Вершины бугров – без цветковых растений и покрыты лишь лишайниками и мхами. Среди обычных в подобных условиях видов, как Cladonia amaurocrea, rangiferina, alpestris, Cefcraria cucullata, Dicranum elongatum, Polyfcrichum strictum, присутствуют другие виды лишайников и мхов, такие как Ceratodon purpureus, Pholia nutans, Dicranella cerviculata.

Присутствие этих мхов указывает на сильную деградацию вершин бугров, а может быть, и на пожары (Кузнецов, 1932).

Ниже на буграх появляются багульник, ерник, брусника, морошка голубика, а мхи и лишайники нарушенных местообитании выпадают. Еще ниже кустарнички образуют заросли высотой в 40-50 см. Между буграми преобладают уже влаголюбивые мхи – Aulacomnium, Drepanocladus и отчасти сфагны (Sphagnum Warnstorfii), а из цветковых обычны багульник, ерник, голубика и еще морошка, подбел, Кассандра. Крупнобугристые болота Дудинки характеризуются резким преобладанием в растительном покрове бугров, как это правильно отметил Н.И.Кузнецов, обычных компонентов болотных сообществ средних и северных широт, проникающих здесь далеко в область типичной тундры. Добавим, что бореальные виды и гипоарктики составляют основную массу видов также и в мочажинах, причем и здесь, и на буграх виды обеих групп доминируют.

Крупнобугристые болота Игарки и Дудинки относятся к одному географическому варианту, для которого характерно преобладание и по числу видов, и по их роли в растительном покрове бореальных видов и отчасти гипоарктиков. Отличие игарских, более южных болот от болот Дудинки – их более бореальный характер: наличие на буграх деревьев (бугры у Дудинки безлесны) и незначительная роль тундровых лишайников Cladonia amaurocrea, Celraria cucullata, nivalis, которые присутствуют на буграх района Дудинки.

Восточнее крупнобугристые торфяники описаны в районе правых притоков Енисея. Они располагаются в понижениях между горами на склоне коренного берега, обращенного к речным долинам. Бугры округлые или причудливых контуров, имеют плоскую вершину и местами микрорельеф из больших сфагновых подушек. Высота их 1-3 м, диаметр достигает сотен метров;

бугры сильно преобладают над депрессиями овальной, округлой, реже долинной, формы. Ширина депрессий от 5 до 60-70 м.

На буграх произрастают деревья, главным образом, сосна с примесью березы Сосны встречаются как прямые, высотой 10-12 м, так и искривленные, высотой в 2-3 м. Береза высотой 3-4 м. Наибольшее покрытие на буграх дает багульник – 21,8% всей площади, или половину всего покрытия кустарничков.

Слои торфа параллельны поверхности бугров. Минеральный грунт в основании бугра на 2 м выше дна мочажины. Все это показывает, что бугры возникли в результате вспучивания. Торф мочажин, глубиной в 2,5 м, сфагновый и сфагново-гипновый и, как правило, талый. Также были описаны болота другого типа с широкими плоскими буграми, высотой 1,5-2,0 м, диаметром до 100 м.

Мочажины занимают 40-50 % всей площади.

На буграх произрастают сосна, береза, ель и лиственница. Размер деревьев от 10 до 1 м. На буграх – заросли Betula exilis и сплошной покров Cladonia и Cetraria, сфагнов мало. В депрессиях – эутрофные болота.

Особенности крупнобугристых торфяников проявляются достаточно четко и на торфяниках южной части Туруханского края, а именно облесенность бугров и бореальный характер растительности.

Наблюдения за пучением болотных почв проводилось А.П.Тыртиковым в 1950 г. и 1957-1959 гг. в Игарском районе (67о26’ с.ш., 86о в.д.), в 1959 г. – в низовьях р.Хантайки (680о с.ш., 87о в.д.), в 1961 г. – на Обь-Надымском водоразделе и в низовьях р.Надым (66о с.ш., 72о в.д.). Этими наблюдениями установлено, что в ходе развития водно-болотной растительности при зарастании водоемов создаются условия для формирования бугров пучения, которые образуются даже при небольшом поднятии поверхности вследствие локального изменения мощности снежного покрова. С приподнятой поверхности легче сносится снег и сильнее охлаждаются и промерзают грунты, что приводит к значительному пучению.

Бугры пучения типа булгунняхов, образующихся при промерзании замкнутого контура водоносных пород в районе Усть-Енисейского порта наблюдал В.Н.Сакс (1940, 1953). Эти бугры приурочены к плоским депрессиям на водораздельных плато, изобилующих озерами. Они представляют собой холмы округлой или продолговатой формы, возвышаются над окружающей местностью на 10-15 м (в отдельных случаях до 25 м). В непосредственной близости к булгунняхам расположены озера, разобщающиеся заболоченными и заторфованными участками тундры.

Наблюдения В.Н.Сакса нескольких таких бугров севернее фактории Малышевка (правобережье Енисея) показали отсутствие торфяного покрова на вершинах подавляющего большинства булгунняхов. Они сложены песками и суглинками озерного и озерно-ледникового происхождения. На поверхности бугров имеются углубления;

некоторые из них заполнены водой. Наряду с хорошо сохранившимися, встречаются почти полностью разрушенные булгунняхи. Остатки их, представляющие собой валы высотой иногда в несколько метров, окружают небольшие озерки (Сакс, 1940).

Кроме того, в районе Усть-Порта на вершинах увалов и холмов В.Н.Сакс наблюдал чрезвычайно характерные холмики небольших размеров, высотой как правило, от 0,5 до 2,5 м. Местами встречаются группы таких холмиков, причем некоторые располагаются также в пределах верхних частей песчаных возвышенностей. Формирование таких холмиков В.Н.Сакс связывает с динамикой плывунных песков, обусловливаемой процессом сезонного промерзания в границах замкнутых систем. Это сезонные бугры пучения без ледяного ядра.

Также В.Н.Саксом описаны торфяные бугры, распространенные в границах торфяников на водораздельных плато и террасах Енисея. Высота бугров колеблется от 0,5 до 2-3 м. Сложены они сверху торфом, протаивающим на глубину 0,3-0,5 м. В.Н.Сакс не объясняет способа их образования. Они широко распространены в южной части региона и, в частности, в Дудинской лесотундре.

На северо-западной окраине Центрально-Сибирского плато, у г.Норильска, в долине р.Норильской были отмечены крупные бугры, разделенные заросшими лесом понижениями, а иногда озерами. По составу растительности эти бугры весьма напоминают торфяные бугры Игарки. Однако они или минеральные, или содержат лишь отдельные линзы торфа.

В Норильском районе В.Н.Сакс (1945) описал группу торфяных бугров высотой до 6-7 м. Они сложены торфом до глубины 0,8 м, ниже – мёрзлыми суглинками и супесями. Иногда они вытянуты в виде гряд, иногда имеют округлую форму, но всегда встречаются значительными группами, приуроченными к озерным и речным террасам. В.Н.Сакс относит такие площади к мелкобугристым ландшафтам и считает бугры «зарождающимися булгунняхами», которые в настоящее время уже не могут возникать в тундровых районах вследствие небольшой мощности слоя сезонного протаивания. По его мнению, только надмерзлотные воды, связанные с мощными слоями сезонного протаивания, способны питать булгунняхи высотой до 20 м и более.

Красноярский край Вблизи пос.Таёжный Богучанского района на значительной части территории отмечены условия, благоприятные для морозного пучения. Бугры пучения встречены на левобережном пологом склоне долин рек Карабула и Кунчет (58о36 с.ш.), а также на склонах северо-западной и северо-восточной экспозиции в устье р.Кунчет. Средняя годовая температура воздуха здесь составляет –2,5С. Продолжительность периода с отрицательными средними месячными температурами 150-170 дней. Самый холодный месяц январь, средняя многолетняя температура января –24,4С, средняя температура июля +17,2С, среднегодовая сумма осадков составляет 400-450 мм, высота снежного покрова зимой достигает 100 мм. Основной тип растительности – сосновые сообщества. Постоянными спутниками сосновых сообществ являются кустарники и кустарнички: кустарная ольха, кедровый стланик, различные березки, багульник, голубика, толокнянка, брусника и некоторые другие. При этом во многих случаях напочвенный ярус из мхов или лишайников бывает выражен слабо и не определяет характеристики сообществ.

Забайкалье Процессы пучения широко развиты на территории Алтае-Саянской страны, образующиеся при этом бугры описаны в Алтае (Азарий, 1966), в Кузнецком Алатау (Шостакович, 1928), в Саянах (Петров, 1952) и в Туве (Белостоцкий, 1958).

Геоморфологические поверхности, на которых зафиксированы бугры пучения, разнообразны: днища котловин и межгорных депрессий, поверхности речных террас и водоразделов, пологие участки склонов, перевальные седловины.

В пределах южного Забайкалья наиболее широко бугры пучения наблюдаются в днищах падей и долин впадающих притоков в суглинистых, влажных, заторфованных грунтах. Кроме того, бугры пучения отмечаются на заболоченных и замшелых участках террас, а также на пологих склонах террас и водоразделов. Отмеченные бугры пучения связаны в основном с надмерзлотными водами. Не исключается, конечно, что в верховьях падей, у подножий склонов южных и западных экспозиций, где происходит питание надмерзлотных вод трещинными водами, бугры пучения связаны именно с последними. У подножия многих многолетних бугров зимой образуются наледи.

Е.А.Втюрина (1962) отмечает, что глубокое летнее протаивание грунтов района благоприятно для сезонного пучения, многолетние же бугры встречаются редко. Сезонные и многолетние бугры пучения и термокарст, связанный здесь с инъекционными льдами, развиты слабо в Нерчинском районе.

А в Верхне-Аргунском подрайоне многолетние бугры пучения особенно многочисленны в верховьях р.Урулюнгуя. К югу количество и размеры их заметно сокращаются. На крайнем юге, близ пос.Абагайтуй, встречаются лишь редкие грязевые бугры небольших размеров. Сезонные бугры пучения немногочисленны и распределены по территории подрайона более равномерно.

Сезонные бугры пучения распространены на всей территории Юго Восточного Забайкалья, особенно в его центральной части. Диаметр их колеблется от 2-3 до 20-30 м, высота – от 0,5-1 до 2-3 м. Длина продолговатых бугров, как установлено И.Я.Барановым (1940), иногда достигает 100 м, а ширина их в 1,5-2.

Строение сезонных бугров также различно: среди них встречаются и бугры с ледяным ядром, и бугры с ядром из чередующихся ледяных и грунтовых прослоек. Последние наблюдались близ с.Удыча, около рудника Абагайтуй. Сезонные бугры обычно приурочены к днищам долин, падей и котловин и к подножиям склонов преимущественно южной экспозиции (Втюрина, 1962).

На полигоне, расположенном в Южном Забайкалье на территории Ивано Арахлейского заказника в 300 м южнее с.Преображенка (52о с.ш., 113о в.д.) О.Е.Максимова при содействии Д.М.Шестернева исследовала систему бугров пучения (прил. 11).

Детально были описаны два бугра, один высотой 2,5 м, другой высотой чуть более метра. Шурфы были заложены в самом крупном и самом маленьком буграх. В крупном бугре было заложено три шурфа: в верхней, средней и нижней части. С поверхности бугор перекрыт пылеватой слабо оторфованной супесью, подстилаемый суглинком (рис. 3.11, 3.12, 3.13). Характерно, что весь грунт отличается очень низкой влажностью.

В маленьком бугре было заложено два шурфа, грунт в разрезе бугра влажный и сильно оторфованный. В разрезе с поверхности также залегает супесь, ниже переходящая в суглинок.

В течение 2005-2006 гг. Д.М.Шестернёвым с коллегами ведутся термометрические наблюдения в пределах системы бугров у д.Преображенка.

Для температурных наблюдений была пробурена скважина на вершине наиболее крупного бугра пучения (табл. 3.7, рис. 3.14).

Рис. 3.11. Профиль самого крупного бугра в системе бугров пучения рядом с д.Преображенка, Забайкалье (по О.Е.Максимовой, 2007).

Таблица 3. Термометрия в скважинах: в бугре пучения, район д.Преображенка, Читинская область (из О.Е.Максимовой, 2007) а) Термометрия С1 (ртутные термометры) 30.06.04 05.07.05 15.07. h, м t, C h, м t, C h, м t, C 0,4 5,8 0 32 0,6 4, 1,3 –0,2 1 1,6 1,6 –0, 2,2 0 2 0,6 2,6 –0, 3,1 –0,8 3 –2,4 3,6 –1, 4 –1 4 –1,6 4,6 –1, б) Термометрия С2 (термометры сопротивления) 09.11.05 03.05. h, м t, C h, м t, C T воздуха –8,7 t воздуха 8, 0,3 –5,5 0,3 –0, 0,8 –0,02 0,8 –1, 1,8 0,1 1,8 –1, 2,8 0,4 2,8 –0, 3,8 0,7 3,8 –0, 5,8 0,7 5,8 –0, 7,8 0,8 7,8 –0, 9,8 0,7 9,8 0, Рис. 3.12. Шурф на вершине крупно д.Преображенка, Забайкалье О.Е.Максимовой, 2007):

0 – 2 см – дернина;

2 – 25 см – серо-бурая пылеватая сла оторфованная супесь с большим количеством корней;

25 – 41 см – серо-бурая пылеватая сл оторфованная супесь с небольши количеством корней;

41 – 63 см – плотный бурый пылеват суглинок с включением корней;

63 – 93 см – очень плотный бурый су 93 – 100 см – очень плотный серо-бе суглинок.

Весь грунт очень сухой Рис. 3.13. Шурф у подножья крупног д.Преображенка, Забайкалье (по О.Е.Максимовой, 2007):

0–2 см – осока, тростник 2–6 см– слаборазложившиеся растен 6–35 см – черный торф с супесью и п линзой рыжего окатанного разноразмерного песка 35–45 см– черный торф с черным пы суглинком 45–50 см – бежевый и серый разнора песок с супесью Рис. 3.14. График распределения температур в бугре пучения расположенном рядом с д.Преображенка, Забайкалье (из О.Е.Максимовой, 2007).

В целом сейчас на территории Южного Забайкалья наблюдается общее потепление среднегодовой температуры воздуха и грунтов. За последние 50 лет температура воздуха поднялась на 1,4оС, а температура грунтов на 0,6оС (Шестернев, 2007).

Камчатка Впервые описания торфяных бугров пучения Камчатки встречаются в работе К.Ф.Дитмара (1901), который ошибочно считал их образование результатом вулканогенных процессов. Позднее В.Н.Тюшов, уделив этим буграм некоторое внимание, не обнаружил признаков пучения. В этих работах описан лишь внешний вид бугров, они не связываются с развитием многолетнемёрзлых пород.

Н.Г.Бобов (1960а) выпуклые бугры Северной Камчатки разделил на следующие две группы: 1) собственно торфяные бугры, т.е. бугры, сложенные только торфом;

2) торфяно-минеральные бугры, т.е. бугры, сложенные минеральными породами с торфяным покровом.

Торфяные бугры пучения на Камчатке распространены широко (рис.

3.15). Они изучались Н.Г.Бобовым (1960а) на севере Западно-Камчатской низменности (самое южное их местонахождение в Усть-Камчатском районе около 56о с.ш., самое северное - около 61о с.ш.).

Рис. 3.15.

Схематическая карта распространения собственно торфяных и торфяно-минеральных бугров и термокарстовых форм рельефа на Камчатке (по Н.Г.Бобову, 1960а):

1 – торфяно минеральные бугры;

2 – собственно торфяные бугры;

3 – термокарстовые западины, часто озера, образовавшиеся на месте разрушившихся бугров;

4 – горы;

белый фон – низменности.

Бугры развиты на 18-22-метровой террасе реки, в центре заболоченного неглубокого понижения, где находится мощный торфяник. Это понижение, дренируемое небольшим ручьем, вытянуто вдоль долины. Ширина его около 120 м, длина – не менее 500 м. Мощность торфа между буграми достигает 3 м, а в пределах самих бугров мёрзлый торф имеет мощность более 4 м.

Бугры характеризуются плоскими вершинами, иногда с неглубокими западинами в центре, овальной формой в плане, вытянутой вдоль понижения, и крутыми склонами. Переход от плоской вершины к крутому склону выражается резкой бровкой. Размеры бугров по длинной оси – 7-12 м, по короткой – 3,5-7 м, высота их не превышает 1,6 м, в большинстве случаев составляя 1,2 м. Бугры разделены почти горизонтальными заболоченными понижениями и находятся на расстоянии 10-20 м друг от друга (Бобов, 1960а).

Бугры четко выделяются на местности в виде темных пятен из-за разреженного растительного покрова не полностью закрывающего темно коричневый торф бугра. В растительном покрове на поверхности бугров преобладают морошка, брусника, а также ягель и зеленые мхи. Между буграми более густой растительный покров состоит преимущественно из пушицы, карликовой березки, карликовой ивы, багульника и водяники.

На одном из таких бугров 28 июля 1952 г. Н.Г.Бобовым был заложен шурф, который на глубине 0,40-0,55 м достиг мерзлого торфа. У основания бугра зондирование почвенным буром до глубины 2,6 м показало наличие талого торфа.

При зондировании под углом 45° под основание бугра, до глубины 1-1,3 м отмечалось скольжение бура по твердому телу – мерзлому торфу. Основываясь на этих данных, Н.Г.Бобов (1960а) предположил, что мерзлое ядро торфяного бугра имело мощность около 3 м.

Описанные Н.Г.Бобовым торфяно-минеральные бугры имеют выпуклую форму, более округлые очертания и большие размеры, чем собственно торфяные бугры. На Камчатском перешейке они достигают 5 м в высоту при поперечном сечении в 20 м. Южнее, на Западно-Камчатской низменности, высота их не превышает 2,5 м при поперечном сечении до 15 м.

На Камчатском перешейке и на севере Западно-Камчатской низменности (где среднегодовая температура воздуха заметно варьирует от –3,6оС до –6,5оС - табл. 3.8) торфяно-минеральные бугры развиты в понижениях рельефа, выполненных рыхлыми дисперсными отложениями. Мощность торфяного покрова на участках с такими буграми не превышает 1 м.

Таблица 3. Температура воздуха на метеостанциях Каменская и Чимурнаут на Камчатском перешейке (Справочник по климату…, 1967) Среднемесячная температура, оС Сумма температур Среднегодовая температура, оС января июля зимних летних Каменская –21,3 13,1 –3617 1275 –6, Чемурнаут –15,4 11,1 –2404 1172 –3, Шурфы, заложенные в сентябре на буграх в районе Камчатского перешейка, вскрыли мёрзлый торф на глубине менее 1 м, а между буграми на такой же глубине мёрзлый торф в это же время не был обнаружен.

Поверхность бугров нередко разбита на полигоны относительно прямолинейными трещинами. Особенно крупные трещины характерны для больших бугров Камчатского перешейка, где они достигают глубины 1 м.

Весьма вероятно, что они проникают глубже 1 м, частично заполняясь мелкоземом, торфом и льдом. Отдельные трещины простираются через весь бугор. Отчлененные ими глыбы торфа иногда оползают по склону.

Растительный покров торфяно-минеральных бугров состоит из кустарничковой березы, багульника, жимолости, водяники, рододендрона, морошки, брусники, альпийской толокнянки, зеленых мхов и лишайников. Там, где торфяной покров очень тонкий или отсутствует, в растительном покрове значительное развитие получают кустарники березы, ивы, жимолости, шиповника, а также водяника, княженика, голубика и брусника. В таких местах встречаются свежевырытые норки сусликов. Между буграми в растительном покрове преобладает осока, зеленые мхи, редкие кустики карликовой ивы и ирис. Растительный покров на участках развития торфяно-минеральных бугров довольно равномерный, поэтому такие бугры выделяются на местности по тону окраски менее резко, чем собственно торфяные бугры.

Большое количество торфяно-минеральных бугров в долинах рек на Западно-Камчатской низменности, в радиусе до 20 км от с.Тигиль (где среднегодовая температура воздуха –2,8оС - табл. 3.9), описано К.Ф.Дитмаром (1901) и В.Н.Тюшовым (1906).

Таблица 3. Температура воздуха на метеостанции с.Тигиль (Справочник по климату…, 1967) Сумма температур Среднегодовая температура, оС Среднемесячная температура, оС января июля зимних летних –18,9 12,9 –2396 1420 –2, Эти бугры именовались ими «кучегурами». Названные бугры отличались округлыми формами. Вершины некоторых из них не имели торфяного покрова.

По описаниям Н.Г.Бобова на вершинах торфяно-минеральных бугров слой торфяного покрова сильно истончен, а местами также отсутствует, будучи уничтоженным после формирования бугров, в результате ветровой эрозии или при пожарах. В таких местах обнажаются песчано-глинистые отложения, иногда со щебнем. По данным В.Н.Тюшова, бугры не превышают 2 м в высоту и 10,5 м в диаметре. Он заметил, что бугры располагаются группами и имеют различную величину. Наиболее крупные бугры расположены в центре таких групп.

В крупнобугристых болотах окрестностей с.Тигиль, по данным Б.Н.Городкова (1946), наблюдается «вечная мерзлота». Б.Н.Городков сообщает, что южнее отмеченного района торфяные болота характеризуются относительно более ровной поверхностью.

На севере Центральной Камчатской депрессии С.Л.Кушевым наблюдались выпуклые минеральные бугры высотой до 2 м и до 15 м в поперечнике. В отличие от западнокамчатских эти бугры находятся на окраинах больших заболоченных понижений и озер. На этих буграх растут лиственницы и березы, стволы которых имеют наклонное положение. Трещин на поверхности бугров не видно. Мёрзлый мелкий песок с прослойками льда толщиной до 1 см залегал на глубине 1,05 м (в сентябре 1936 г.).

Максимальная мощность мерзлой толщи, определенная в торфяном бугре в то же время, равнялась 1 м. Мёрзлый торф в это время залегал под метровым слоем талого торфа с примесью пылеватого песка. По мнению С.Л.Кушева, эти породы относятся к «вечной мерзлоте», так как наличие ее обусловило развитие торфяно-минеральных бугров со специфическим растительным покровом.

В районе дер.Эссо на Центральной Камчатке (55°56' с.ш., 158°40' в.д.) у южной границы распространения многолетнемёрзлых пород в таежной зоне японскими исследователями также отмечено развитие бугров пучения (Sone et al., 2006). Среднегодовая температура воздуха здесь в разные годы существенно изменяется от –2оС, до –3,8оС (табл. 3.10).

Таблица 3. Температура воздуха на метеостанции Эссо (Справочник по климату…, 1967) Среднемесячная температура, оС Сумма Среднегодовая температура, оС температур января июля зимних летних –20,1 13,0 –2651 1308 –3, Высота бугров 60-80 см, диаметр 2-10 м. Эти бугры сложены торфом, они имеют овальную или круглую форму. По периметру бугров слой торфа имеет меньшую толщину, а мощность сезонно-талого слоя здесь увеличивается. Слой торфа подстилается гумусовым горизонтом и вулканическими почвами. Бугры пучения находятся на стадии деградации. Температурные профили показывают, что мощность многолетнемёрзлых пород составляет здесь всего лишь несколько метров (Sone et al., 2006).

Рассматривая торфяные и торфяно-минеральные бугры Камчатки следует подчеркнуть разнообразие их видов. Это разнообразие определено весьма большой неоднородностью природных условий, в которых формировался тот или иной вид бугров. Большая сложность происхождения таких бугров, по-видимому, предполагалась Е.Л.Любимовой (1940) и С.Л.Кушевым (1950), которые, связывая их формирование с криогенными процессами, при объяснении их происхождения не отдавали предпочтения какому-либо одному процессу, например, пучению или просадкам (термокарсту) окружающих бугор понижений.

В.А.Бакалин и В.П.Ветрова (2004) выполнили анализ растительных остатков торфяной залежи бугра пучения в долине р.Уксичан на территории Быстринского природного парка. Ими были отобраны пробы в двух разрезах глубиной до 70 см через каждые 5-10 см. Результаты анализа показали, что в обоих спектрах сфагновые мхи присутствуют постоянно, но их видовой состав и процентное содержание значительно колеблется. Периодически происходит смена растительности на более ксерофитную, с участием кустарничков: шикши и брусники. Эта часть спектра характеризуется также значительным участием осок, кустарниковой березы (предположительно Betula middendorfii). Четко выделяются слои, в формировании которых принимают участие лесные мхи:

Dicranum, Polytrichum, Pleurozium schreberi. Почти постоянно в спектрах присутствуют остатки Pinus pumila, часто обугленные. Растительность, восстановленная по разрезу, в целом сходна с описанным нами сукцессионным циклом со сменой растительности от кустарничковой стадии через зеленомошную к сфагновой.

Полученные результаты полевых наблюдений и аналитические данные свидетельствуют о том, что развитие растительного покрова в изученном районе имеет двустороннюю связь с глубиной залегания многолетнемёрзлых пород. Смены растительного покрова проходят в несколько стадий, в течение которых граница многолетнемёрзлых пород отступает вглубь или вновь поднимается к поверхности. Пожары приводят к смене растительности и к увеличению глубины оттаивания мерзлых почв. При восстановлении мохового покрова и подъема к дневной поверхности горизонта мерзлых толщ происходит смена пирогенных сообществ коренными.

Остров Хоккайдо, Япония На о.Хоккайдо (43о37’ с.ш., 142о в.д.) описаны бугры пучения, расположенные на торфянике в горах Дайсетцю, в интервале высот от 1700 до 1750 м (рис. 3.16, 3.17). Площадь распространения бугров имеет длину более 600 м и ширину более 200 м (Sone, Takahashi, 1993;

Sone et al., 1998;

Sone, 1992, 2002).

Рис. 3.16. Область распространения бугров пучения на о.Хоккайдо (по T.Sone, 2002) Рис. 3.17. Бугор пучения, о.Хоккайдо, Япония. Фото Го Ивахана, 2006.

Среднегодовая температура воздуха здесь варьирует в разные годы от –2, до –3,8оС. Среденянварская температура на г.Куродаке (1984 м над уровнем моря) составила в 1990 г. –21,8оС, а среднеиюльская 18,7оС.

Бурение одного из бугров вскрыло 1 м торфа, ниже – мёрзлый песок и суглинок (до 5 м). Основание многолетнемёрзлых пород находилось на глубине около 5 м. Бугры пучения, описанные на о.Хоккайдо, являются типичными пальза, высота их как правило не превышает 2 м, диаметр до 20 м, в межбугровых понижениях стоит вода (см. рис. 3.17).

Наличие торфяного покрова и низкие среднегодовые температуры воздуха позволили сформироваться буграм пучения даже в таком необычно южном районе. Пучение было обеспено относительно широким распространением тонкодиперсных сильноувлажненных пород, повсеместно развитых в этой межгорной котловине.

Дальний Восток Бугры пучения миграционного типа встречены вдоль всей долины Амура, однако они распространены лишь в благоприятных условиях для их роста и сохранения.

Верхнее Приамурье. Бугры пучения встречены в верховьях Амура в ходе работ Амурской экспедиции кафедры инженерной геологии геологического факультета МГУ.

Большинство бугров имеет вытянутую форму, они параллельны руслу реки или ручья. Обращенный к ручью склон бугра обычно крутой, противоположный – более пологий. Бугры чаще имеют куполообразную форму, поверхность их покрыта густой и высокой травянистой растительностью, среди которой доминируют осоки и вейник. Размеры бугров варьируют в небольших пределах, их максимальная высота составляет 1,7-2,0 м, длина не более 10-15 м, лишь иногда достигая 20-25 м, ширина редко превышает 5-8 м. Наиболее часты бугры высотой 1-1,2 м и длиной 6-8 м.

Бугры можно разделить на две группы: 1) инъекционно-сегрегационные и 2) сегрегационные (миграционные).

В инъекционно-сегрегационных буграх часто отмечаются пустоты трех видов: пустоты по напластованию, пустоты неправильной формы (от 2-3 до 7 12 см в диаметре) и пустоты-каналы. Пустоты по напластованию частично заполнены кристаллами льда в форме шестигранных пластинок, стенки пустот неправильной формы покрыты друзами льда.

Встреченные бугры многолетние, возрастом по крайней мере, более 2 лет.

В верховьях Амура, низовьях Шилки и Аргуни бугры пучения имеют сравнительно небольшие размеры. Высота их достигает 0,8-1,2 м, реже 1,5 м.

Наиболее типичны однолетние (но возникающие периодически на одном и том же месте) небольшие бугры до 0,5-0,8 м высотой и около 2-3, до 5 м, в поперечнике. Такие бугорки образуют специфический микрорельеф днищ многих крупных падей. При высоте более метра диаметр бугров достигает 5- м, иногда до 12 м и более. Очень часто небольшие бугры обусловливают выпучивание деревьев и образование так называемого пьяного леса.

Ниже по течению, начиная примерно от с.Толбузина бугры пучения приурочены в основном к прирусловой полосе. Обычно бугры имеют вытянутую форму и расположены параллельно руслу реки или ручья.

Большинство бугров имеют куполообразную форму, поверхность их, в отличие от окружающей, покрыта густой, высокой травой. Максимальная высота бугров 1,7-2,0 м, длина не более 5-6 м. Наиболее часто встречаются бугры высотой 1,0-1,2 м, длиной 6-8 м, шириной 2-4 м.

Выделяются две группы бугров: с подтоком воды и без подтока воды.

В буграх с подтоком воды и инъекционным льдом присутствуют пустоты, частично заполненные льдом, а также прослои чистого льда (до 20-30 см).

Наличие пустот, а также защемленной воды, указывает на то, что вода в бугры данного типа поступала под большим давлением. Очевидно, это происходит осенью – в начале зимы, когда надмерзлотные воды и вода в ручье оказываются между многолетнемёрзлыми породами и промерзающим сверху слоем. Общая влажность пород в бугре (с учетом всего льда) составляет 70-80%. Встреченные пустоты по напластованию (в суглинках) и пустоты неправильной формы (в заторфованных суглинках и торфах) образовались, очевидно, при растяжении грунта в процессе роста линз льда. Кристаллы льда в пустотах образуются за счет конденсации паров воды.

Бугры без подтока воды со стороны сложены миграционным (сегрегационным) льдом. В днище пади в районе села Кузнецово (где среднегодовая температура воздуха около –3оС - табл. 3.11), был описан бугор пучения, который развивался не менее двух лет, о чем свидетельствуют два горизонта льда, сообщающиеся рукавами-каналами с надмерзлотными водами и водами ручьев (рис. 3.18).

Рис. 3.18. Инъекционно-сегрегационные бугры пучения на Амуре, в днище пади у с.Кузнецово (из Геология и инженерная геология Верхнего Амура, 1962): 1 – дернина в слое торфа;

2 – подошва слоя сезонного оттаивания;

3 – суглинок, 4 – супесчано-суглинистый слой;

5 – торф;

6 – пустоты по напластованию в суглинках с кристаллами льда, 7 – пустоты неправильной формы. Во льду пустоты-каналы правильной формы.

Таблица 3. Температура воздуха на метеостанции Черняево, расположенной между с.Кузнецово и с.Толбузино (Справочник по климату…, 1966) Среднемесячная температура, оС Сумма температур Среднегодовая температура, оС января июля зимних летних –27,9 19,6 –3263 2244 –2, Образование двух линз льда в один год маловероятно. Расчеты теплооборотов через поверхность показали, что на участке с.Толбузино, в падях, при влажности грунта в бугре, не превышающей 40-50%, за один год возможно образование бугра высотой не более 1,0-1,2 м. При большей влажности или большей высоте бугра для его образования нужно несколько лет (Геологическое строение…., 1962).

Примечателен тот факт, что почти повсеместно описанные бугры пучения расположены на торфяниках и на них произрастают либо мхи, либо кустарниково-древесная растительность. А система бугров пучения, описанная близ пади у с.Кузнецово почти лишена торфяного покрова, там произрастает злаково-осоково-разнотравная растительность.

Образование бугров пучения отмечено в районе Березитового месторождения в северо-западной части Верхнего Приамурья (54о с.ш., 122о в.д.) в бассейне верхнего течения рек Бол. Ольдой и Уруши, левых притоков реки Амур. С запада и севера территория района ограничивается горными сооружениями Урушинским хребтом и хребтом Джелтулинский Становик.


Среднегодовая температура воздуха здесь около –3оС, среднеянварская температура воздуха около –30С. Высота снежного покрова различна в зависимости от характера рельефа местности. Максимальная высота снежного покрова достигает 100 см. Средняя высота снежного покрова в лесу составляет 30-50 см. На территории района повсеместно распространены многолетнемёрзлые породы. Встречаются площади, покрытые торфом мощностью от 0,5 до 3,1 м. Обычно торф темно-коричневый, местами черный, мёрзлый, сильнольдистый (льдистость до 50%). В зимнее время в местах разгрузки «верховодки» в долине р. Хайкта идет образование бугров пучения.

Нижнее Приамурье. В пределах нижнеамурских низменностей многолетнемёрзлые породы чаще всего приурочены к бугристым торфяникам.

Они сосредоточены главным образом на Амуро-Амгуньской и Удыль Кизинской низменностях.

Амуро-Амгуньская низменность. Многолетнемёрзлые выпуклые бугры пучения в пределах Нижнеамурских низменностей обнаружены на торфяниках.

Они сосредоточены главным образом на Амуро-Амгуньской низменности (49 51о с.ш. 136о в.д.). Бугры отличаются большим разнообразием размеров и формы. Конфигурация их в плане округлая или продолговатая, часто с отростками, очертание границ извилистое, с выпуклостями и вогнутостями различной величины (рис. 3.19).

Встречаются маленькие по площади бугры, поперечник которых составляет несколько десятков метров. Однако преобладают бугры длиной 300 500 м. Длина наиболее крупных бугров достигает 600-750 м. Большие размеры бугров типичны для равнин Дальнего Востока: Эворон-Чукчагирской и Верхне Зейской (Прозоров, 1974).

Многолетнемёрзлые породы на большинстве бугров смыкаются с сезонными, но на отдельных участках они разделяются талым слоем. Так, на низком осевшем бугре сезонные многолетнемёрзлые породы зафиксированы с глубины 40 до 47 см, а многолетние – лишь со 125 см. Аналогичная картина наблюдается и на отдельных проседающих окраинах бугров.

Рис. 3.19. Очертания и расположение бугров, термокарстовых воронок на буграх и вторичных озер – бугристые торфяники Амуро-Амгуньской низменности в масштабе 1: (по Ю.С.Прозорову, 1974): 1 – бугры;

2 – термокарстовые воронки на буграх;

3 – озера.

Глубина сезонного протаивания бугров составляет 35-65 см. В термокарстовых воронках и на окружающих бугры болотах многолетнемёрзлых пород, как правило, нет.

В отдельных случаях проседание поверхности бугров происходит за счет оттаивания многолетнемёрзлых пород только снизу. Верхний слой многолетнемёрзлых пород смыкается здесь с сезонномёрзлыми породами (Прозоров, 1974). В настоящее время на месте протаявших бугров возникают озера и топи. На рис. 3.19 хорошо видно сходство по размерам и конфигурации бугров, озер и грядово-мочажинно-озерковых болот, образующих единые массивы бугристых торфяников.

На территории Амуро-Амгуньской низменности бугры пучения приурочены в основном к заторфованным заболоченным участкам. Многие бугры нижнеамурских низменностей значительно разрушены термокарстовыми и эрозионными процессами. Вершины их возвышаются над уровнем окружающих болот на 2,5-3,5 м. Склоны крутые, возле них иногда встречаются трещины, мелкие неровности бугров с обилием микрозападинок продолговатой и округлой формы, обусловленные эрозионными процессами и начальными стадиями термокарста.

Бугры покрыты слоем торфа толщиной от 0,3 до 1,8 м. В термокарстовых воронках мощность залежей достигает 3,7 м. Поверхность подстилающих торф пород выпуклая и в значительной степени повторяет рельеф поверхности бугров (рис. 3.20).

Удыль-Кизинская низменность. Удыль-Кизинская низменность простирается вдоль Амура в северо-восточном направлении. Максимальная ширина ее 50 км. На востоке и юге она ограничивается предгорьями Сихотэ Алиня. Снежный покров образуется здесь в конце октября, а исчезает в конце апреля – начале мая, удерживаясь 180-200 дней.

Наибольшей мощности (50-70 см, а в отдельные годы до 155 см) снежный покров достигает в конце марта. В первые месяцы зимы, в ноябре-декабре, снега выпадает очень мало, что приводит к сильному промерзанию почв.

Низменность расположена в подзоне южной тайги, более 50% ее территории заняты болотами. Больше всего заболочена поверхность первой надпойменной террасы.

Рис. 3.20. Нивелировочный профиль бугристого торфяника с двумя небольшими буграми и одной термокарстовой воронкой. Амуро-Амгуньская низменность (по Ю.С.Прозорову, 1974): 1 – торф древесно-осоковый, 2 – торф сфагновый, 3 – торф древесный, 4 – торф древесно-сфагновый, 5 – вода, 6 – минеральное дно болота, 7 – граница многолетнемёрзлых пород.

На нескольких участках в мочажинах обнаружены бугры пучения, занимающие, как правило, небольшую площадь. Бугры пучения имеют высоту 40-50 см при длине 4-6 м и ширине 2-3 м. Они выделяются почти полным отсутствием растительного покрова. Определение видового состава мхов по отмершим остаткам дает основание считать, что раньше здесь росли типичные для мочажин гидрофильные виды. При выпучивании поверхности растения из условий сильного увлажнения попали в условия относительной сухости, что и привело к их отмиранию.

Бурение показало, что бугры образованы льдом с торфом. Мёрзлый торф под грядами начинается с глубины 60 см и простирается до глубины более см (в начале августа). В мочажине прослойка мерзлого торфа толщиной 10 см отмечена на глубинах с 45 до 55 см. Бугор пучения имеет следующее строение:

0-25 см – относительно сухой слабо разложившийся торф;

25-49 см – слабо разложившийся сфагновый торф с большим количеством порового льда, книзу количество льда увеличивается;

49-105 см – чистый лёд;

105-123 см – лёд с торфом;

123-180 см и далее – слабо разложившийся осоково-сфагновый торф, немёрзлый.

Участок с интенсивным развитием бугров пучения закартирован в излучине Амура в районе с.Сухановки, где среднегодовая температура воздуха близка к нулю (табл. 3.12).

Мёрзлые бугры на северной окраине Удыль-Кизинской низменности в бассейне р.Майя возвышаются над окружающими болотами на 2-4 м.

Очертания бугров в плане неправильные и довольно разнообразные. Длина их – 500-700 см. На буграх встречаются термокарстовые воронки круглой формы, в которых находятся грядово-мочажинные болота. Питание болот происходит за счет атмосферных осадков. В настоящее время наблюдается протаивание не только окраин бугров, но и полное проседание всей поверхности мелких бугров. Развитию термокарста иногда способствуют пожары (Прозоров, 1974).

Таблица 3. Температура воздуха на метеостанции с.Сухановки (Справочник по климату…, 1966) Среднемесячная температура, оС Сумма температур Среднегодовая температура, о С января июля зимних летних –22,7 18,4 –2486 2245 –0, Среди факторов, способствующих заболачиванию низменности, Ю.С.Прозоров выделяет следующие: длительное сохранение сезонных, а местами и многолетнемёрзлых пород, расположенных вблизи от поверхности и служащих водоупором;

широкое распространение на низменностях торфяных залежей, а также обилие в растительном покрове сфагновых мхов, поглощающих и удерживающих большое количество воды.

В регионе широко развито локальное пучение с образованием миграционных и инъекционных бугров. Сезонные бугры пучения (диаметром 1- м, высотой 0,5-2 м) встречаются в долинах рек, межгорных впадинах и нижних частях склонов, сложенных глинистыми сильно увлажненными отложениями.

Пучение грунтов начинается в ноябре - начале декабря и продолжается до марта-апреля;

в конце лета бугры обычно разрушаются.

Многолетние бугры пучения (диаметром до 30 м, высотой 1,5-4 м) встречаются в основном на низменном побережье Охотского моря. Особенно многочисленны они на побережье Тугурского, Ульбанского заливов и залива Николая, но встречаются также и вдали от побережья. Ядра миграционных бугров сложены сильнольдистыми суглинками, торфом с прослоями льда, ядра инъекционных бугров – чистым льдом.

На дельтовых аллювиально-морских равнинах отмечается существование бугристых торфяников. Высота торфяных бугров в долине р.Псю составляет 0,5-2,0 м. Между буграми обычно расположены кочковатые болота, а также встречаются термокарстовые западины, часто имеющие топяной характер.

Предположительно, многолетние выпуклые миграционые бугры пучения распространены и на о.Сахалин, в западной части острова описан бугор высотой 5 м на поверхности морской террасы высокого уровня.

Буреинское нагорье. В пределах урочища Авлая, расположенном на Буреинском нагорье на Дальнем Востоке (53о24 с.ш., 134о44 в.д.), в истоках р.Селиткан C.В.Осипов, А.М.Короткий и А.М.Сазыкин (2000) описали многолетнемёрзлые торфяные бугры.

В пределах бугристого торфяника, в верхней части р.Cелиткан на седловине, на высоте 1350 м над уровнем моря торфяные бугры достигают 2 м высотой и первых десятков метров в поперечнике. Они покрыты сфагновыми болотами, тундрами, ерниками. Единично растет лиственница. Между буграми – травяные и моховые болота и аласные озера. Фрагменты бугристых торфяников расположены в этой же авлае ниже по течению (на высотах 1310 1340 м). Время появления многолетнемёрзлых толщ в днищах долин высокогорий Ям-Алиня определено на рубеже 5,2-5,3 тыс. лет назад.

Формирование многолетнемёрзлых толщ способствовало развитию верховых болот и образованию крупных торфяных бугров, развитых в речных долинах центрального Ям-Алиня (Осипов и др., 2000).

Алтай Бугры пучения на Алтае описаны в работах Б.М.Кривоносова, А.Н.Рудого, Н.А.Цехановской.

В Горном Алтае криогенным рельефом выделяется Юго-Восточный Алтай. Бугры пучения здесь распространены в межгорных впадинах. Одним из районов, где они встречены (рис. 3.21) яваляется урочище Уландрык (49°41'07'' с.ш., 89°05'42'' в.д.), в долине ручья Уландрык, мелкого левого притока р. Чуи (в её среднем течении), бассейна р.Катунь. Абсолютная высота гидрометеостанции "Уландрык" 2155 м.


Все межгорные впадины являются замкнутыми депрессиями, в них застаивается переохлажденный зимний воздух, что определяет континентальность и суровость климата. М.В.Тронов утверждал, что все впадины Юго-Восточного Алтая оказываются в зимний период под влиянием центральной зоны азиатского антициклона;

этие черты климата проявляются и в летний период, когда возникает сухость при годовом количестве осадков 110 130 мм с господством безоблачной ясной погоды и зимой, и летом.

Чаще всего на Алтае описывают четыре группы бугров пучения:

тебелеры (местное название наледных бугров пучения), миграционные бугры пучения с льдистым ядром, гидролакколиты и туфуры.

Наиболее крупные бугры куполообразной формы выделяются среди относительно ровного рельефа высотой от 1-1,2 (см. рис. 3.21) до 3-5 м, редко 8-10 м. Куполообразным строением сильнольдистого ядра характеризуются миграционные бугры на Ештыкколе (50о с.ш., 87о в.д.) в Курайской впадине, возраст их оценивается А.П.Горбуновым (1986) в 2 тыс.лет.

Рис. 3.21. Сегрегационные бугры пучения на Алтае, в урочище Уландрык (http://geo.metodist.ru/altai/) Цепочкой тянущиеся тебелеры встречаются по долине р.Кокури, это бугры – останцы среди термокарстовых озер высотой от 0,5 до 5,5 м.

Тебелеры со следами деградации и разрушения наблюдались в бассейне р.Башкаус, по долине р.Анаяк на высоте 1800-1850 м, по правому берегу р.

Ярлу на высоте 1900 м, по ручью Карамеш, по берегам озера Чейбокколь, в поймах рек Онулу и Саратан. Гидролакколиты - типичное явление для наледных болот Курайской впадины, расположены по ручью Карамеш.

Южная Якутия Выпуклобугристые торфяники на юге Якутии встречаются на старичных участках террас, по периферии термокарстовых озер. В большинстве случаев они занимают небольшую площадь и представляют собой массивы из отдельных или нескольких куполообразных торфяных бугров высотой 3-5 м и диаметром 5-20 м (Хруцкий, 1968).

Е.Н.Оспенников (1987) и Ю.В. Станиловская (2007) исследовали торфяной массив Горбыллах с многолетними буграми пучения, расположенный в Верхнегорбыллахской тектонической депрессии (рис. 3.22), в верхней части долины одноименной реки (абсолютная высота 800 м), южнее г. Нерюнгри (56о с.ш.).

Рис. 3.22. Многолетний бугор пучения на участке Горбыллах, Южная Якутия: а – зима г., б - август 2006 г. Фото Ю.В.Станиловской Растительный покров на территории участка Горбыллах представлен угнетёнными лиственничными лесами с подлеском из березки Миддендорфа и кедрового стланника. По периферии одного из озер расположено шесть бугров пучения высотой от 2 до 6 м. Самый высокий 6-метровый бугор пучения овальной формы, вытянутый с востока на запад имеет куполообразную форму с плоской слабо выпуклой вершиной, по которой проходит продольная трещина, длиной 14 м и шириной 5 см и глубиной 10 см (рис. 3.22).

В морфологии бугра достаточно четко выражен приподнятый (0,5-1 м) пьедестал вытянутой формы. Пьедестал повторяет форму основания бугра, он ограничен невысокой выраженной ступенькой, которая, однако, не выдерживается по всему периметру. Крутизна склонов бугра пучения различна: на пьедестале 8°, на пологих склонах 15°, на крутых 35°.

Распространение растительности на поверхности бугра неоднородно: на склоне южной экспозиции произрастает карликовая березка Миддендорфа высотой до 0,7 м и голубика, на склоне северной экспозиции – моховой покров с отдельными кустарничками багульника.

Е.Н.Оспенниковым изучены три болотных массива с буграми пучения в южной Якутии. Два из них образовались при заторфовывании озёр и расположены на Чульманском плато («Дерпут» и «Суоллах»), а третий, возникший при заболачивании минеральных почв – на Алданском плоскогорье («Алексеевские болота»).

Болотный массив «Дерпут» приурочен к неотектоническому блоковому понижению в верхней части долины одноимённой реки (абс. отм. около 700 м), сложенному сверху озёрно-болотными отложениями мощностью 20-25 м.

Многолетнемёрзлые породы имеют прерывистое и островное распространение со среднегодовыми температурами от 0 до –2оС. В болотном массиве, на поверхности которого существует верховое древесное (лиственнично кустарничково-сфагновое) болото, среднегодовая температура пород составляет –1,4, –2°С. Под термокарстовыми озёрами развиты талики со среднегодовой температурой до +2,5 °С (Оспенников, 2005).

Болотный массив «Суоллах» находится примерно в 15 км от массива «Дерпут» и располагается в приводораздельной седловинной части долины одноимённого ручья (абс. отм. около 750 м). Водораздельная седловина выполнена 20-25–метровой толщей песка с включениями мелкой гальки, гравия, щебня, супесью и суглинком (рис. 3.23). Сверху залегает торфяной горизонт мощностью до 4,5 м. На бугристой поверхности массива развито кустарниково-сфагновое болото. Среднегодовая температура пород по данным режимных геотермических наблюдений составляет здесь –1,8, –2°С (Оспенников, 2005).

Монголия Согласно данным программы CALM, в 1998 г. на территории Монголии в Налайхинской котловине (47o46 с.ш., 107o20 в.д.) описан бугор пучения высотой 5 м и диаметром около 50 м.

Рис. 3.23. Геологический разрез через болотный массив Суоллах (по Е.Н.Оспенникову, 1987): 1 – торф;

2 – торф низинный гипновый;

3 – торф низинный осоковый;

4 – торф низинный сфагновый;

5 – суглинок;

6 – супесь;

7 – песок с включениями гальки, гравия и щебня;

8 – коренные пород;

9 – ледяное ядро с атакситовой криогенной структурой.

Бугор располагался на дне термокарстового озера глубиной 1-3 м (диаметром 180 м). На вершине бугра была пробурена скважина глубиной 8 м, которая вскрыла: 0-1,3 м – озерный ил;

1,3-8,0 м – сильнольдистый озерный ил.

На глубине 7 м была измерена температура грунта, составившая –1,6o С.

В рамках программ CALM и GTN–P с 1969 ведутся наблюдения за многолетним бугром пучения в долине р.Чулуут (48°03 с.ш., 100°24 в.д), на вершине которого пробурена скважина М7А глубиной 36 м. Скважина вскрывает: 0-1,8 м – суглинок;

1,8-5,2 м – сильнольдистая озерная глина;

5,2- м – ледяное ядро с включениями ила;

26-32 м – озерные глины с содержанием льда 35%;

32-36 м – аллювиальный гравелистый песок.

Мощность мерзлой толщи около 36 м. За период наблюдений с 1969 по 2002 гг. наблюдалось закономерное повышение среднегодовой температуры грунта на глубине нулевых годовых колебаний (10 м) от –0,72о до –0,47о (рис.

3.24) и увеличение мощности деятельного слоя от 125 см до 142 см (рис. 3.25).

Средняя скорость повышения температуры составила 0,011оС/год, средняя скорость увеличения мощности сезонно-талого слоя – 0,5 см/год.

В исследуемом регионе температура почти повсеместно повышается, однако по-прежнему в регионе можно наблюдать не только деградирующие, но и развивающиеся бугры пучения.

Недавно во внутренней Моголии в горах Хангай описаны типичные пальза в долинах Чулуут Гол (47 °с.ш.,100 ° в.д., абс. выс. 2283 м) и Царанг Сайрин Гол (47 ° с.ш., 100 ° в.д., абс. выс. 2446 м) на высотах более 2000 м.

Среднегодовое количество осадков здесь составляет 300-400 мм, среднегодовая температура января в долинах достигает –30, –34оС.

повышение температуры грунта год 1969 -0, -0, -0, Чулуут -0, -0, -0, -0, -0, град. С Рис. 3.24. Повышение температуры грунта на глубине нулевых годовых колебаний (10 м) в бугре пучения на пойме р.Чулуут (Монголия) с 1969 по 2002 гг. (по данным GTN-P).

увеличение мощности СТС см 130 Чулуут год 1969 1999 2000 2001 Рис. 3.25. Изменение мощности СТС в бугре пучения на пойме р.Чулуут (Монголия) с по 2002 гг. (по данным CALM).

Низкие зимние температуры способствуют формированию форм с льдистым ядром, а также крупномасштабным перигляциальным формам. Здесь изучены пальза от 15 до 20 м в диаметре и высотой до 2 м, содержащие линзы льда и торфяной покров мощностью более 60 см.

В долине Чулуут Гол встречено четыре активно растущих пальза. В долине Царанг Сайрин Гол исследованы как деградирующие грядообразные бугры пучения с морозобойными трещинами на поверхности, так и множество зрелых и один растущий бугры пучения (Skyles, Vanchig, 2007).

Памир, Тянь-Шань Исследованиями А.П.Горбунова (1967, 1970) показано, что в высокогорье внутреннего Тянь-Шаня бугры пучения развиваются в основном в области распространения многолетнемёрзлых пород на горизонтальных или пологпх участках. Особенно благоприятствует этому близкое залегание коренных пород, которые служат водоупором. Например, в долине р.Ак-Шийрак, на высотах 2800-3000 м на заболоченных и вообще достаточно увлажненных участках повсеместно развиты небольшие бугры пучения. Мощность рыхлых пород обычно составляет всего 2-3 м, под ними залегают массивные граниты.

Глубина сезонного промерзания по данным метеорологической станции Ак-Шийрак несколько больше 3,2 м, так что при достаточном увлажнении грунтов создаются условия для активного пучения, возникновния и роста бугров. Мелкобугристые комплексы в отдельных случаях отмечаются на высотах 2600-2500 м. Верхняя граница распространения бугров пучения находится на высоте 3800-3900 м. Выше, как правило, рыхлые отложения маломощные и грубые по составу, что не благоприятствует образованию бугров.

Сезонные бугры пучения с ледяными линзами большей частью бывают приурочены к выходам подземных вод у подножья склонов южной экспозиции.

Размеры их колеблются от 4-5 м до 30 м, а высота – от 1 до 2,5 м. Бугры куполовидные, часто с плоской вершиной. Поверхность их разбита напорными трещинами. Глубина трещин 60-70 см, ширина до 40 см.

Внутреннее строение бугров различно. В этом отношении выделяется два типа. Для первого характерен ледяной свод, расположенный под осоково кобрезиевой дерниной, на глубине 40-80 см. У одного из таких бугров в долине Кумтор мощность ледяного свода оказалась около 40 см. Под ним была обнаружена небольшая сводчатая пещерка высотой в 130 см. Дно ее было выстлано талой разжиженной суглинисто-щебнистой массой. Общая площадь пещерки оказалась около 5 м2.

Образование этого бугра по А.П.Горбунову происходило таким образом.

Осенью, когда началось промерзание почвы с поверхности, подземные воды, стекавшие по кровле мерзлого слоя, оказались между многолетнемёрзлыми породами и сезоннопромерзавшим слоем. Промерзание на незадернованной поверхности у подножья склона происходило быстрее, чем в том месте, где возник бугор. Поэтому слияние сезонных и многолетнемёрзлых пород произошло у подножья склона раньше, чем на задернованном и оторфованном участке. На пути подземного потока оказалось препятствие. Вода частично замерзла по контакту с мёрзлым грунтом;

одновременно происходило выгибание образовавшегося ледяного слоя под напором подтекающей воды.

Это привело к возникновению бугра и напорных трещин;

через них;

вода излилась на поверхность, образовав небольшую наледь, исчезнувшую к середине августа 1957 г (Горбунов, 1967).

Бугры второго типа не содержат пустот. В них ледяная линза покоится непосредственно на мерзлом грунте. Иногда она бывает покрыта сверху мёрзлым торфом мощностью до 20-30 см. Но большей частью лёд обнаруживается сразу же под оттаявшим летом грунтом. Обычно толщина ледяных линз не более 50 см.

На наледях, образованных подмерзлотными водами, развиваются наледные бугры пучения. Внутреннее строение одного из них показано на рис.

3.26. А.П.Горбунов отмечает, что в этом бугре был обнаружен довольно глубокий вакуум: через отверстие, пробитое ломом, на вершине бугра, в течение 8 минут сначала с рёвом, а затем с шипением всасывался воздух. Шум этот был отчетливо слышен в 50 м от бугра. Листки бумаги, брошенные к отверстию, стремительно были втянуты внутрь бугра. Частичное излияние воды из бугра уже после смерзания осевой трещины привело к понижению уровня воды и образованию вакуума.

Во внутреннем Тянь-Шане многолетние сегрегационные бугры пучения, как правило, встречаются на высотах от 3300-3800 м и образуются на заболоченных участках у подножий склонов северной экспозиции. Наиболее распространены они на оторфованных грунтах. Диаметр основания подобных форм 1,5-2 м (редко больше), высота – 0,5-1,0 м.

На заболоченных берегах рек и озер, а также на озерных отмелях зимой часто формируются цепочки и гряды (длиной в несколько десятков метров) небольших бугров пучения (высотой до 1-1,5 м) параллельно берегу.

Рис. 3.26. Строение наледного бугра пучения во внутреннем Тянь-Шане (по А.П.Горбунову, 1967): 1 – наледный лед;

2 – речной лед;

3 – вакуум;

4 – незамерзшая вода;

5 – пойменная терраска.

Мёрзлое ядро таких образований состоит из ледогрунта. В ядрах некоторых пальза А.П.Горбуновым отмечены звездообразные ветвящиеся ледяные штоки (рис. 3.27), при этом общий объем льда может достигать нескольких кубических метров.

Рис. 3.27. Форма и положение звездоподобного ледяного тела внутри выпуклого бугра пучения, залегающего на торфянике во внутреннем Тянь-Шане (по А.П.Горбунову, 1967): 1 – торф;

2 – поверхность мерзлого слоя;

3 – мёрзлый суглинок;

4 – мёрзлый песок;

5 – лёд.

Молодые выпуклые миграционные бугры пучения были исследованы А.П.Горбуновым на восточном берегу озера Четыркуль во внутреннем Тянь Шане, на абсолютной высоте 3530 м (рис. 3.28).

Рис. 3.28. Миграционный выпуклый бугор пучения на восточном берегу озера Четыркуль, Внутренний Тянь-Шане, абсолютная отметка 3530 м. Фото А.П.Горбунова Судя по их местонахождению на самом берегу озера, озерная вода, возможно, также частично участвовала в подпитке ядра бугра. Разрез озёрной поймы с поверхности представлен слоем водорослей мощностью до 0,5 м, подстилаемым илистым озёрным суглинком с многочисленными остатками разложившихся водорослей.

Некоторые миграционные бугры в Чатыркульской котловине могут достигать высоты 3 м. Е.Д.Ермолин приводит строение и состав толщи, слагающей бугор с шурфе, заложенном на вершине одного из таких крупных бугров, диаметром до 8 м: 0-0,3 м – сухие слежавшиеся водоросли;

0,3—0,4 м – влажные водоросли;

0,4-0,45 м – мёрзлые водоросли со льдом-цементом, с сильным болотным запахом (влажность 35%);

0,45-0,6 м – мёрзлые озёрные заиленные суглинки. Криогенная текстура слоисто-линзовидная, шлиры мощностью до 0,5 см (влажность 40%);

0,6-0,75 м – мёрзлые озёрные заиленные суглинки сизого цвета с вкраплениями чёрных озёрных илов. Криогенная текстура горизонтально-тонкослоистая, шлиры мощностью до 1,5 см (влажность 42%);

0,75-1,2 м – мёрзлые озёрные суглинки сизого цвета с редкими вкраплениями чёрных озёрных илов. Криогенная текстура слоисто сетчатая, шлиры и слои льда мощностью до 10-15 см, мощность минеральных прослоев до 4 см (влажность 80%);

1,2-1,45 м – мёрзлые озёрные суглинки сизого цвета со слабым болотным запахом. Криогенная текстура слоисто сетчатая, шлиры льда мощностью до 3 см, мощность минеральных прослоев 4- см (влажность 50%). Это типичный миграционный бугор, типа пальза, но торф в нём заменён слоем водорослей. Е.Д.Ермолин (1978) фиксирует, что на озёрной пойме в Чатыркульской котловине отмечаются все стадии миграционных бугров: зарождающиеся, зрелые, и разрушающиеся.

Китай Исследование бугров пучения на плато Квингхай-Ксизанг выполнили Ч.Гуодонг и К.Гуокинг (Guodong, Guoqing, 1984). Они показали, что бугры здесь формируются как за счет инъекционного льда, так и за счет сегрегационного льда. Они предположили, что условия для роста бугров за счет инъекционного льда более холодные, чем для роста пальза за счет сегрегации.

Для формирования инъекционного льда необходимо наличие линз воды под ледяным ядром для обеспечения постоянного источника воды. Если скорость внедрения воды выше, чем промерзание, давление возрастает, и на бугре образуются трещины. Если скорость внедрения воды ниже, чем скорость промерзания, то водяные линзы превращаются в лёд и рост инъекционного льда прекращается.

Условия для роста сегрегационного льда не такие жесткие. Таким образом, в разрезе бугра может формироваться чередование линз инъекционного и сегрегационного льда. С другой стороны, когда водонасыщенные или очень водонасыщенные грунты проникают под давлением в промерзающие или мёрзлые породы и в результате промерзания разделяются на ледяные линзы и прослои грунта, образующийся лёд является типичным сегрегационным льдом. Поскольку сначала образуется инъекционный лёд, а потом сегрегационный, образуется смешанный тип инъекционного и сегрегационного льда (Guodong, Guoqing, 1984).

С.Н.Титковым (2006) показано, что с миграционным пучением в высокогорье Памира и Тянь-Шаня связано формирование задернованных кочек с минеральным ядром, или туфуров. Здесь же формируются торфяно минеральные бугры или пальза, которые приурочены к озерным котловинам или к заболоченным участкам троговых долин. В случаях, когда бугры пучения развиваются на наклонных поверхностях, может происходить медленное смещение ледяных ядер вниз по склону.

Подобная картина наблюдалась С.Н.Титковым на северном склоне хребта Богдо-Ула в китайской части Тянь-Шаня на высоте 3200 м (рис. 3.29), где на заболоченном днище троговой долины с уклоном 6-8° на участке выхода подземных вод развиваются сегрегационные бугры пучения с льдистым торфяно-суглинистым ядром (объемная льдистость 70-80%) и атакситовой криогенной текстурой.

Уклон поверхности и подпитка грунтовыми водами приводит к перемещению бугров вниз по склону и образованию разрывов поверхностной дернины.

Рис. 3.29. Строение торфяного бугра пучения на хр. Богдо-Ула (по С.Н.Титкову, 2006):

1 - льдистое торфяно-суглинистое ядро, 2 – песчано-гравийный водонасыщенный горизонт;

– мёрзлый валунный суглинок;

4 – вертикальная фильтрация воды;

5 – фильтрация воды по склону.

Канада Самое южное местонахождение бугров пучения в Канаде находится в районе Шарлеву на п-ове Лабрадор (рис. 3.30), на вершине горы Лак де Синь (47о41с.ш., 70о36 в.д.). Бугры пучения там были впервые описаны С.Пайеттом в 1982 г, а затем К.Циммерман и К.Лавои в 2001 г. (Zimmermann, Lavoie, 2001).

Многолетнемёрзлые породы мощностью 2 м приурочены здесь к небольшому (0,3 га) торфяному болоту, окруженному субальпийской растительностью. Температура многолетнемёрзлых пород, вероятно, в течение большей части года близка к нулю.

По анализу стратиграфии торфа С.Пайетт предположил, что развитие многолетнемёрзлых пород началось в течение минимума Маундера – около 1570-1880 гг. н.э. (Payette, 1984).

Гора Лак де Синь входит в состав провинциального парка Гранд-Жардэн и является одной из нескольких средневысотных (700-1000 м) гор района Шарлеву, образующих высокое плато, разделенное многочисленными глубокими долинами.

Рис. 3.30. Местоположение пальза в одном из южных местонахождений Канады, на п-ове Лабрадор в Квебеке на вершине горы Лак де Синь в Шарлеву (по C.Zimmermann, C.Lavoie, 2001) В 1986-1987 гг. были измерены температуры на вершине горы Лак де Синь непосредственно в районе мерзлого торфяника. С мая 1986 г. по апрель 1987 г. среднегодовая температура составила –1,3оС, средняя температура самого холодного месяца (февраля) составила –15оС, самого теплого месяца (июля) +10оС. Многолетнемёрзлый торфяник находится на высоте 960 м.

Основная часть болота занята торфяным плато, слегка приподнятым (50- см) над уровнем воды. В мае 1998 г. на вершине плато было выполнено бурение, которое показало, что мощность торфа достигает 2 м, максимальная глубина слоя сезонного оттаивания составила 10 см, при этом мощность мерзлых пород составляла, по крайней мере, 217 см (Zimmermann, Lavoie, 2001).



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.