Географическое распространение и районирование многолетнемерзлых горных пород

03.07.2018
Зона распространения многолетнемерзлых пород (ММП) называется криолитозоной (от греч. криос — холод) или мерзлой зоной литосферы. Наука, занимающаяся изучением криолитозоны и процессов в ней происходящих, называется геокриологией или мерзлотоведением. Основным объектом изучения геокриологии являются мерзлые горные породы, характерными признаками которых служат нулевая или отрицательная температура и присутствие в них льда, заключенного в порах и трещинах.

Выше криолитозоны поверхностные слои почв и грунты испытывают сезонное промерзание зимой и оттаивание в весенне-летнее время. Эти процессы определяются климатическими особенностями региона, составом пород и характером водообмена. Верхний слой сезонного промерзания отличается большой динамичностью и называется деятельным слоем.

Существование криолитозоны в земной коре обусловливается сочетанием следующих обстоятельств: непрерывностью и большой длительностью процессов промерзания и зависит от целого ряда факторов как экзогенного (географическое положение, климатические особенности), так и эндогенного (геотермический градиент, структурно-тектонические деформации и др.) характера.

Максимальная мощность криолитозоны составляет более 3 км (Антарктида), 1,5 км (Таймыр, Северная Земля, Гренландия), 500—800 м (Сибирь), 240 м (Западный Шпицберген), 120 м (Аляска). В разных регионах России мощность ММП колеблется от 10 до 800 м (Чита — 8—20; Воркута —40—130; Восточные Саяны (на высоте 1700—1800 м) — 170—180; на Алтае на высоте 3300 м — 170; Верхоянск — 180; Якутск — 230—250; р. Вилюй — 800).

Площадь распространения многолетнемерзлых пород на территории бывшего СССР составляет 1 111 500 км2, или 49,7 %, всей территории. Как видно на схематической карте, в пределах Кольского п-ва и севера европейской части России граница распространения ММП оконтуривает относительно узкую полосу, постепенно расширяющуюся к Уралу (рис. 18.1). После резкого изгиба к югу вдоль Уральского хребта она несколько отклоняется к северу и проходит на огромных пространствах Западной Сибири почти в широтном направлении, пересекая р. Обь около г. Березова, а р. Енисей южнее Верещагино.

Далее граница протягивается вдоль правого берега р. Енисей и, огибая Алтай, уходит за пределы России в Монголию и Китай, откуда вновь появляется уже на юго-востоке нашей страны, проходя севернее Благовещенска и Хабаровска по левобережью Амура. Затем она появляется на Камчатском п-ве, где оконтуривает южные оконечности хребтов Срединного и Восточного.

За южную границу распространения ММП принята граница, где горные породы имеют нулевую температуру на подошве слоя годовых колебаний.

В основу составления карты географического распространения и районирования ММП, выполненной под редакцией Э.Д. Ершова, положено выделение типов криолитозоны по условиям среды: субаэральная и субмаринная криолитозоны. Выделение этих зон в качестве единиц районирования обусловлено их резкими отличиями. Как отмечает Э.Д. Ершов, в формировании субмаринной криолитозоны участвуют соленые воды морского происхождения с отрицательными температурами. Поэтому в субмаринной зоне присутствует ярус охлажденных пород, слагающий ее целиком или залегающий над ярусом мерзлых отложений.

На этой карте субмаринная зона охватывает шельфовые области Северных морей и Северного Ледовитого океана (см. рис. 18.1). Субаэральная (субконтинентальная) зона охватывает север европейской части России, Западную и Среднюю Сибирь, Северо-Восток и Дальний Восток, Прибайкалье и Забайкалье, а также высокогорные районы.

Далее приводится описание геокриологических зон, данное Н.А. Короновским и А.Ф. Якушевой. Самая южная часть представляет зону редкоостровного распространения ММП, занимающих от 5 до 30 % площади выделенного участка. К северу за ней следует зона островного расположения, где острова ММП занимают уже от 40 до 60 % площади. Далее она переходит в зону массивноостровного и прерывистого распространения ММП, занимающих до 70—80% площади с островами талых пород (таликов).

Севернее островной зоны располагается зона сплошного распространения ММП, занимающая наибольшие площади и характеризующаяся увеличенной мощностью от 100—200 до 700—900 м, а местами до 1000—1500 м. В этой зоне сквозные и несквозные талики наблюдаются только под крупными реками и водоемами. Как видно на схеме, на юге Западно-Сибирской низменности и на крайнем Северо-Востоке европейской части России выделяется реликтовая криолитозона на глубинах 100—200 м и мощностью 100—200 м и более.

В горных районах распространение ММП подчиняется вертикальной зональности и характеризуется увеличением мощности с высотой гор (от 100 до 1000 м и более). В субмаринной криолитозоне наибольшее распространение имеет островная и прерывистая мерзлота мощностью 0—100 м, в меньшей мере — сплошная мощностью 100—400 м.