Подземные льды криолитозоны

Одним из определяющих факторов существования многолетнемерзлых горных пород является присутствие в них различных генетических типов подземных льдов. Подземными льдами называют все виды льда в ММП вне зависимости от их образования, размеров и условий залегания. Поданным В.А. Кудрявцева, Н.Н. Романовского, Б.И. Втюрина, выделяются следующие генетические типы льдов.

1. Конституционные льды — льды, образующиеся за счет подземных вод. Они подразделяются на следующие виды:

— лед-цемент, образующийся при промерзании увлажненной горной породы с образованием мелких кристаллов льда, заполняющего поры и небольшие трещины. Лед-цемент является наиболее распространенным, свойственным любым по составу породам в очень широком диапазоне их влажности и скорости промерзания. Одно из условий его образования — отсутствие миграции влаги к фронту промерзания (рис. 18.2);

— лед сегрегационный, или миграционный (от лат. сегрегаре — отделять), образующийся при безнапорной миграции воды к фронту промерзания. Благоприятные условия для сегрегационного льдообразования создаются в породах с равномерной пористостью. Лед представлен тонкими шлирами, толщина которых измеряется миллиметрами и сантиметрами и может достигать нескольких метров, ледяными прослойками, образующимися при слиянии шлиров, линзообразных прослоев мощностью до 0,3—0,5 м и пластовых залежей (рис. 18.3). Все крупные пластовые залежи формируются очень медленно и встречаются не менее чем в 3 м от поверхности;

— лед инъекционный — лед, образующийся за счет воды, внедрившейся под напором в ММП. Результатом напора воды является образование полостей и трещин, заполняющихся напорной водой и превращающейся в лед. При этом образуются линзы и жилы инъекционного льда, во много раз превосходящие по размерам основные массы сегрегационных шлиров и полостей. Размеры и форма полостей, выполненных инъекционным льдом, различна: иногда это толстые шлиры или плоские интрузивные пласты, в других — плоско-выпуклые линзы — лакколиты.

2. Полигональные жильные льды — льды, возникающие за счет морозобойного растрескивания пород. Морозобойные трещины, образующиеся зимой в поверхностном слое сезонного промерзания, могут проникать на некоторую глубину и в ММП. Весной вода, попадая в трещины, замерзает, так как температура в них продолжает оставаться низкой: происходит цементация толщи и превращение ее в сплошной массив. Чередующиеся в одном и том же месте морозобойные растрескивания и цементация трещин льдом, многократно повторяющиеся в течение сотен и тысяч лет, приводят к развитию полигональных систем ледяных жил (рис. 18.4), высота которых может достигать 50 м, а ширина — 5 м.

Погребенные льды — льды, образующиеся на поверхности и захороняющиеся впоследствии осадками разного происхождения. Это могут быть льды промерзающих до дна небольших озер. Отличительный признак озерного льда — ограниченная мощность, не превышающая 2 м. Погребение льда может произойти в результате катастрофических процессов типа обвалов, оползней, сплывов. Возможно образование погребенного речного льда при полном промерзании рек, с последующим захоронением в результате катастрофических процессов, например погребение льда под обвалами на крутых подмываемых берегах.

Существуют и морские погребенные льды. Для них свойственны два вида захоронения: систематическое, которое происходит за счет накопления поверх льда отложений морского генезиса. Оно возможно лишь на мелководных участках шельфа северных морей, где под дном сохраняются ММП; катастрофическое погребение под действием сплывов, оползней, обвалов, например в результате солифлюкции.

Пещерные льды — льды, образующиеся в подземных полостях, пещерах и имеющие различную форму и строение.