Формирование криогенного строения морских отложений

- 2 -
ОГЛАВЛЕНИЕ
стр.
ВВЕДЕНИЕ......................................................... 4
ГЛАВА I. ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ШОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ МОРСКИХ
ОТЛОЖЕНИЙ.............................................. 9
ГЛАВА 2. ПРИРОДНЫЕ ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ФОШФОВАНИЕ
Ш0Г0ЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ МОРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ..................... 13
2.1. Морской седиглентогенез ............................. 13
2.1.1. Осадконакопление в арктических морях.............. 13
2.1.2. Вещественный!состав’ .;........................... 15
2.1.3. Влажность ........................................ 17
2.1.4. Засоленность ..................................... 18
2.1.5. Диагенез морских осадков ....................... 21
2.2. Климат ............................................ 24
2.3. Тектоника .......................................... 30
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ КРИОГЕННОГО СТРОЕНИЯ
ГРУНТОВ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИЙ ЭПИГЕНЕТИЧЕСКОГО ПРОМЕРЗАНИЯ
3.1. Методика исследования............................... 38
3.2. Результаты исследований ............................ 40
3.2.1. Криогенное строение образцов каолина .......... 41
3.2.2. Криогенное строение образцов современных
илов ............................................. 51
3.2.3. Криогенное строение образцов среднеплейстоценовых морских глин .................................... 55
3.2.4. Влияние скорости расслоения переувлажненных грунтов на Формирование криогенного строения ..................................................... 60
- 3 -
стр.
ГЛАВА 4. ФОРМИРОВАНИЕ КРИОГЕННОГО СТРОЕНИЯ МОРСКИХ ОТЛО-
женин
4.1. Современные морские отложения......................... G6
4.1.1. Особенности осадконакопления в прибрежной
части моря.......................................... 67
4.1.2. Формирование тешературного режима современных субаквальных отложений...................................... 72
4.1.3. Закономерности формирования криогенного строения современных морских отложении........................... 81
4.1.4. Условия сохранения реликтовых мерзлых отложений, залегающих в субаквалъном состоянии ................... 89
4.2. Плейстоценовые морские отложения ..................... 93
4.2.1. Формирование криогенного строения однородных глинистых толщ. (оз.Ней-то, центральный Ямал). 94
4.2.2. Формирование криогенного строения песчано-глшшсгых толщ. (мыс.Харасавей, западное побережье Ямала) ............................................ 116
4.2.3. Формирование криогешюго строения осадков, сфорлировавшихся в зоне действия рек. (мыс.
Селякин, низовья Енисея) .......................... 142
4.3. Особенности эпигенетического формирования многолетнемерзлых морских отложений............................ 154
4.4. Формирование пластовых залежей подземных льдов.. 160 ГЛАВА о. ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФОРМИРОВАНИЯ МН0Г0-
летнемерзлых морских отложений ........................ 170
ГЛАВА 6. ОСОБЕННОСТИ 1ШОЗШРНО-ГЕОКРИОЛОП1ЧЕСК13Х ИССЛЕДОВАНИЙ МОРСКИХ ОТЛОШШ................................ 180
ЗАКЛЮЧЕНИЕ....................................................... 190
ЛИТЕРАТУРА....................................................... IS3
- 20 -
Таблица 4
Содержание незамерзшей воды (\л/н.£)в суглинистом грунте различной засоленности при влажности 425» (Велли, 1973)
Температура, вС 3 а СОЛ е н н (в %) ость
0,0 0,15 0,5 1,0
-2,8 33,5 40,7 53,0 84,3
-4,0 26,8 35,7 47,1 80,0
-6,5 24,3 30,0 39,0 49,7
-11,1 14,4 22,9 24,7 26,1
\л/ні. выражено в процентах от суммарной влажности мерзлого
грунта.
Содержание незамерзшей воды, как и понижение температуры замерзания незасоленных мерзлых грунтов, в значительной мере определяется их механическим составом: чем дисперснеє грунт, тем больше в нем незамерзшей воды и тем ниже температура замерзания. В отличие от этого в засоленных грунтах механический состав (начиная с некоторой концентрации данной соли) не влияет на эти показатели, т.е. мерзлые засоленные песчаные и глинистые грунты могут характеризоваться одинаковым фазовым составом и температурой замерзания (Карпунина,1972; Пекарская, Чапаев,1979). По данным М.М.Дербеневой (1961) такие разные грунты, как кварцевый песок и высокодисперсные различные по механическому составу глины - каолинитовые и монтмориллонитовые при одинаковой концентрации солей обладают практически одинаковой температурой замерзания, составляющей при солености 5% от -3,4 до -3,6; а при солености 11% от -12,2 до -12,7°С. Данных о засоленности поровых растворов, необходимых для полной дезориентации "оболочки" рыхлосвязанной воды, в литературе
21 -
очень мало. По материала!.! В.Г.Григорьевой (1957) для разных глин эта концентрация может меняться от 0,1 А/ до 0,4 N . Важно, что такая бы малая концентрация поровых растворов не была, в начале в ходе промерзания она будет увеличиваться за счет криогенной концентрации, что приведет к усилению дезориентации рыхлосвязанной воды. Поэтому даже при незначительной влажности в промерзающих засоленных глинистых морских осадках ведущим процессом является не миграция связанной воды, соответствующая безнапорным условиям, а напорная миграция засоленных поровых растворов. При этом формируются специфические криотекстуры (Усов, 1967). По данным Е.Чемберлена влияние засоленности приводит к образованию активной зоны замерзания с множеством отдельных участков льдообразования с локальной концентрацией солей (Мельников, Граве,1983). По характеру процессов , происходящих в промерзающих засоленных грунтах, глинистые осадки будут близки к песчаным. В результате замерзания водонасыщенных засоленных морских отложений происходит сепарация подземных вод на пресный или минерализованный лед и сильноминерализован-ные отрицательнотемпературные рассолы - криопэги.
2.1.5. Диагенез морских осадков.
Морские осадки после отложения претерпевают значительные диагенетические изменения. Рассмотрим характер этих изменений и их влияние на формирование криогенного строения при промерзании. "Важнейшим процессом, регулирующим все геохимические процессы при диагенезе глинистых осадков, является дегидратация. Дегидратация глинистых осадков начинается обычно с момента их отложения в высвобождении (миграции) сначала свободной, а затем и физически связанной воды (водный раствор), в переходе ее в воду свободную, в непрерывном движении воды со все возрастающей скоростью в общем из области повышенного уплотняющего давления на глубине к области