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 |   ...   | 5 | 6 ||

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

-- [ Страница 7 ] --

Особенностью криогенного строения практически всех исследованных бугров, является смещение и изломы линз льда. Некоторые деформации едва заметны, другие имеют вид сбросов со смещениями фрагментов линзы друг относительно друга до нескольких сантиметров. В области сбросов и плоскостей разломов в выпуклом бугре пучения встречены небольшие ледяные жилы – вертикальные шлиры. При этом ширина жилы, как правило, равна ширине линзы, которую она пересекает (Allard, Rousseau, 1999). Ф.Калмелс отмечал, что в исследованных им минеральных буграх в интервале глубин 1,5 2,5 м линзы льда горизонтальны, трещин и сбросов почти не наблюдается.

Сбросы встречены с глубины 2,5 м, при этом линзы льда также пересечены многочисленными трещинами, заполненными льдом. Углы наклона этих трещин составляет от 50 до 90о. Причина такого строения линз до конца не выяснена, и М.Аллард и Л.Руссо предложили несколько гипотез их формирования. 1) изменение направления теплового потока в зависимости от мощности снега и его распределения по поверхности бугра;

2) дифференцированное поле напряжений на склонах и в центре бугра в процессе роста бугра;

3) влияние стратиграфических контактов и осадочных структур;

4) давление снизу в результате увеличения объема мерзлых пород и формирования новых линз льда;

5) первичное образование сбросов в процессе сегрегационного льдообразования в результате неравномерного поступления влаги к фронту промерзания. Происхождение жил, секущих ледяные линзы, Ф.Калмелс объяснил морозобойным растрескиванием бугров или образованием трещины усыхания в процессе криогенного иссушения грунта (Calmels, 2005).

Площадь пучения, исследованная в районе Манитоунук Саунд (Manitounuk Sound) имеет вид прямоугольника, длиной около 180 м и шириной около 150 м. Поверхность массива почти плоская, средняя высота 5 м. Северо западная сторона, обращенная к берегу залива, является термоэрозионным утесом, северный склон пологий, в то время как южный склон более крутой и изрезан термокарстовыми понижениями. Восточная половина площади неровная, на ее слегка залесенной поверхности чередуются остатки бугров и термокарстовые водоемы, встречены также широкие и мелкие борозды, скорее всего, термоэрозионного происхождения. В пределах площади было пробурено несколько скважин, по которым были описаны стратиграфия, криогенное строение и льдистость отложений (рис. 4.38, 4.39).

Рис. 4.38. Форма площади пучения в плане и расположение скважин, по которым было проведено исследование криогенного строения и льдистости. Район Манитоунук Саунд, восточное побережье Гудзонова залива, Канада (по М.Allard et al., 1996) Слой торфа на поверхности имеет незначительную мощность – 5-20 см.

Он подстилается суглинком, переходящим в глину, либо глиной, подстилаемой суглинком. Иногда в суглинисто-глинистой толще встречены тонкие прослои песка.

Вариации льдистости по разрезу позволило М.Алларду с соавторами выделить четыре криостратиграфических горизонта (см. рис. 4.39). Мощность сезонно-талого слоя (горизонт I) составляла в среднем 0,8 м. В ряде скважин было проведено разделение этого слоя на под-горизонт, расположенный между поверхностью и фронтом протаивания (горизонт I, средняя мощность 0,65 м), и под-горизонт, расположенный между фронтом протаивания и кровлей многолетнемёрзлых пород предыдущих лет (горизонт I*, средняя мощность 0,15 м). В последнем горизонте встречены тонкие линзы и прослои льда.

Контакт с горизонтом II четкий и маркируется резким увеличением льдосодержания.

Льдонасыщенный горизонт II имеет разную мощность;

средняя глубина его кровли 0,8 м, средняя глубина основания 2,3 м. Объемная льдистость этого горизонта составляет 50-80%.

В верхней части отмечена атакситовая криотекстура, в остальной части горизонта преобладает крупношлировая криотекстура с мощностью слоев льда 1-3 см.

Горизонт III выделен в интервале глубин 2-3,5 м, он характеризуется низким льдосодержанием (10-30%) и тонкосетчатой криотекстурой.

По скважине 9 в краевой части площади (см. рис.4.39, б) выделен горизонт IV, который, возможно распространен по всей территории площади пучения. Он залегает с глубины от 2,5 м на склонах и в понижениях до 4 м на вершине площади. Здесь встречены крупные (толщиной до 8 см), равномерно распределенные линзы льда.

Суммарная льдистость изменяется от 50 до 80% (значения 100% могут рассматриваться для отдельных крупных линз льда). В противоположность горизонту II, в горизонте IV присутствуют пустоты, он более рыхлый и хрупкий, т.к. керн при извлечении ломается, а ледяные линзы могут сжиматься, когда в процессе бурения применяется сильное давление (Allard et al., 1996).

В скважине 25 глубиной 15 м (см. рис. 4.38) горизонт II был пройден в интервале глубин 0,8-2,25 м (льдистость достигала 85%). Ниже располагался горизонт III до глубины 4,1 м (льдистость 10%).

Горизонт IV выделен в интервале глубин 4,1-6,2 м, здесь встречены равномерно расположенные шлиры льда мощностью 1-4 см. Вблизи подошвы многолетнемёрзлых пород на глубине 14-15 м вскрыты линзы льда мощностью от 5 см до 20 см и более. Средняя льдистость грунтов этого слоя составила 40%. Исходя из этого, М.Аллард с соавторами предположили, что горизонт IV является льдистым “ядром” и содержит основную массу льда многолетнемёрзлой толщи.

Рис. 4.39. Объемная льдистость отложений, слагающих площадь пучения в районе Манитоунук Саунд, восточное побережье Гудзонова залива, Канада (по М.Allard et al., 1996):

а – скв.2, б - скв.9, в - скв.18;

1 – торф, 2 – суглинок, 3 – песок, 4 – глина, 5 – шлиры льда мощностью 2-3 см, 6 – кровля многолетнемёрзлых пород, 7 – лёд На основании дендрохронологических данных М.Аллард с соавторами пришли к выводу, что многолетнее промерзание исследуемого участка началось вскоре после выхода территории из-под уровня моря около 1830 г.

Температурные градиенты в первые годы промерзания были высокими, что пока подошва многолетнемёрзлых пород достигла глубины 4 м, вертикальные температурные градиенты составляли более 4-5оC/м. В таких условиях часть инситной подземной воды замерзает в пустотах, другая часть мигрирует к трещинам усыхания по граням блоков грунта, формируя сетчатую криотекстуру.

Такие процессы были характерны для горизонта III. Так как мощность многолетнемёрзлых пород с годами увеличивается, температурный градиент у подошвы сокращается и формируются отдельные линзы льда, что характерно для горизонта IV, который образовался в течение около 120 лет (примерно с 1830 г., основываясь на возрасте деревьев, до 1949 г. – первого года, когда были сделаны аэрофотоснимки).

Температурные данные, начиная с 1987 г., не показывают никаких изменений в подошве многолетнемёрзлых пород;

температурное равновесие, скорее всего, было достигнуто несколько лет или десятилетий назад.

Температурные градиенты в 4-х метровой толще над подошвой многолетнемёрзлых пород составляют сейчас около 0,12-0,15оC/м. Наряду с этим происходила миграция небольшого количества влаги из сезонно-талого слоя к верхним слоям многолетнемёрзлых пород в те годы, когда наблюдалась сезонная инверсия температурного градиента. В результате сформировался горизонт II;

в настоящее время этот процесс происходит на тех участках площади, где идет наращивание мерзлых толщ.

Было подсчитано, что общая высота площади, составляющая 5,6 м, на 15% обусловлена мощностью льда в горизонте II, и на 85% - за счет льдистости горизонта IV. Это согласуется с данными, полученными по другим районам, показывающими, что ледяные линзы становятся более мощными и более многочисленными по мере приближения к подошве многолетнемёрзлых пород (Allard et al., 1996).

Таким образом, исследование криогенного строения выпуклых бугров пучения, плато и площадей пучения показало, что они образовались в результате пучения грунтов, а первичная причина различий формы и размера состоит в различной мощности и пучинистости подстилающих торф отложений. Сходство криогенного строения выпуклого и плосковершинного бугров не подтверждает иногда высказываемую позицию об образовании последних в результате эрозионного распада обширных торфяных площадей (Allard et al., 1996;

Allard, Rousseau, 1999;

Calmels, 2005).

Шпицберген В процессе детальных исследований перигляциальных форм во внешней части фьорда Исфьёрден и в долине Адвентален на Шпицбергене Й.Экерманом были изучены типичные пальза, т.е. торфяные бугры пучения. Они приурочены к небольшим болотам на плоской прибрежной территории к югу от Кап Линне (Kapp Linne). Также они встречены в пределах болот на возвышенных береговых валах.

Высота бугров, как правило, не превышает 1,3 м, диаметр не более 10 м, в плане они более или менее округлые. Внутреннее строение бугров довольно однообразно, судя по строению восьми бугров, в которых были заложены шурфы длиной поперек всего бугра и глубиной до подстилающего пляжного гравийного материала.

Верхняя часть бугров сложена торфом с небольшим количеством минеральных частиц, количество которых возрастает сверху-вниз по мере приближения к подстилающим отложениям, и линзами сегрегационного льда мощностью 2-15 см.

В подстилающих минеральных отложениях крупных включений льда не встречено, поэтому эти бугры относятся к типичным пальза с льдистым торфяным ядром. Об этом также свидетельствуют встреченные деградационные формы бугров, представленные небольшими круглыми озерами на поверхности торфа или озерами, окруженными торфяным бордюром (kerman, 1982).

Выводы 1) Выпуклые бугры пучения типа пальза высотой более 3 м встречаются преимущественно на суглинистых грунтах.

2) Мощность торфа на буграх высотой более 5 м обычно варьирует от нескольких сантиметров до 3-5 м;

на буграх высотой 3-5 м – от 0,1 до 4,5 м, на буграх высотой 1-3 м – от 1 до 3 м. Следует отметить, что при высоте бугров от 1 до 5 м нередко мощность торфа превышает высоту бугра в 1,5- раза. Также встречаются бугры пучения различной высоты, лишенные торфяного покрова.

3) Льдистость торфа при его мощности более 2 м варьирует от 25 до 95%, нередко при мощности торфа более 3 м отмечается увеличение его льдистости с глубиной. При мощности торфа 1-2 м льдистость варьирует до 80%, при мощности торфа менее 1 м – от 10 до 70%.

4) В молодых плавающих буграх льдистое ядро расположено заметно выше, чем у бугров, слившихся воедино.

5) Льдистость минерального супесчано-суглинистого грунта при высоте бугра более 5 м варьирует от 30 до 90%, при высоте 3-5 м – от 30 до 80%, при высоте 1-3 м – от 20 до 60%.

6) Криогенное строение ядра бугров при высоте бугров более 5 м характеризуется линзовидной, шлировой, крупносетчатой, базаьной криотекстурами, при высоте 3-5 м – линзовидно-слоистая, среднешлировая, плетенчатая, при высоте 1-3 м – тонкошлировая слоистая, линзовидно слоистая, порфировидная.

7) В ядрах бугров пучения типа пальза встречаются линзы льда мощность более 2 м. Эти линзы могут иметь сегрегационно-инъекционный генезис.

8) Высота бугров часто не связана напрямую с его льдистостью вследствие существования пустот и полостей в минеральном ядре и перекрывающем торфе, а также из-за эрозии, которой обычно подвержены бугры вследствие их морфологии и возвышения над базисом эрозии.



Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 ||
 





 
© 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.