Delist.ru

Нивальный литогенез и ледовый комплекс на территории Якутии (20.02.2007)

Автор: Куницкий Виктор Владимирович

Куницкий Виктор Владимирович

НИВАЛЬНЫЙ ЛИТОГЕНЕЗ И ЛЕДОВЫЙ КОМПЛЕКС

НА ТЕРРИТОРИИ ЯКУТИИ

25.00.08 – инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора географических наук

Якутск–2007

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность

Изучение нивального литогенеза как части криогенеза является одной из основных проблем геокриологии. Нивальные цирки, ниши и лестницы (St-Onge, 1969; Washburn, 1979), криопланационные террасы (Demek, 1968, 1969), криопедименты (Czudek, Demek, 1970) и нивально-эоловые отложения (Rochette, Cailleux, 1971; French, 1996) широко распространены в криосфере Земли.

Производные нивально-эоловых отложений, представленные толщами экстранивитов (Куницкий, 1989, 2006), принимают участие в формировании криогенного рельефа и мерзлотных почв, служат грунтовыми основаниями действующих и возводимых инженерных сооружений. Информация о таких толщах позволяет понять закономерности распределения неодинаковых по своему составу, строению и содержанию ископаемого льда осадочных пород в границах промерзшей суши, занимающей только в России 60% площади (Ершов, 2002; Куницкий, 2004). Все это, а также слабая изученность продуктов и процессов нивального породообразования, часто проявляющегося независимо от литогенеза ледового типа (Страхов, 1962), обусловливает актуальность затронутой проблемы.

Теоретический аспект данной проблемы определяется протекающим в криосфере взаимодействием эмбриональных (Григорьев, 1932) или пассивных (Большиянов, 2006) форм оледенения, имеющих характер снежников, с другими элементами ландшафтной оболочки Земли. В настоящей работе рассматривается значение холодных навеянных снежников для образования льдистых толщ четвертичных отложений. Выявляется генетическая связь между накоплением таких толщ, содержащих сегрегационный и повторно-жильный лед, и развитием гляциальной части нивальных мерзлотных ландшафтов, представленной снегом, фирном, льдом и талыми водами холодных навеянных снежников.

Объект исследования – породы ледового комплекса (ЛК) Якутии. По определению П.А. Соловьева (1959, 1989а, б), этот комплекс понимается как весьма льдистый горизонт четвертичных отложений, насыщенный жилами льда и неоднородный в отношении состава, строения, генезиса и возраста слагающих слоев.

Предмет исследования состоит в изучении структуры и распространения отложений ЛК с установлением их абсолютного возраста.

Цель работы – оценка роли продуктов и процессов нивального литогенеза в строении и формировании пород ЛК.

Поставленная цель потребовала решить следующие задачи:

Рассмотреть новейшую историю изучения пород ЛК с позиций нивальной гипотезы их происхождения.

Определить место отложений ЛК в современной классификации генетических типов континентальных осадочных образований.

Исследовать структуру нивального мерзлотного ландшафта, в котором образуются льдистые осадки, подобные отложениям ЛК.

Провести геоморфологический анализ территории с близким к дневной поверхности залеганием пород ЛК.

Представить разрезы пород ЛК арктической, субарктической и таежной зон Якутии.

Осуществить мерзлотно-фациальный анализ исследуемых отложений, обеспечить их данными абсолютной геохронологии.

Методика

Работа базируется на исследовании структуры и распространения пород ЛК широким набором современных методов геокриологии, грунтоведения, геологии и геоморфологии. В работе используются данные гранулометрического, минералогического и гидрохимического анализов таких пород. Их толщи и разрезы образований, подстилающих и перекрывающих породы ЛК, расчленяются при помощи мерзлотно-фациального анализа. Выделяются геокриологические фации (Катасонов, 1954), а также их пачки, или сервии (букеты), по Д.В. Наливкину (1956), в строении которых отражаются условия накопления и промерзания рассматриваемых пород. Применение данной методики в сочетании с методами абсолютной геохронологии четвертичных отложений (IR-OSL метод, конвенциональный вариант и AMS вариант 14C – метода) позволяет судить о генезисе пород ЛК.

Научная новизна работы заключается в следующем:

впервые выдвинута и обоснована гипотеза нивального генезиса пород ледового комплекса, установлена их связь с образованием криопланационных террас.

разработана новая схема формирования насыщенных сегрегационным и повторно-жильным льдом континентальных отложений, составленная с учетом взаимодействия сезоннопротаивающего слоя нивального мерзлотного ландшафта с фирном, снегом, льдом и талыми водами навеянных холодных снежников.

в разрезах едомы и нивального мерзлотного ландшафта выделен новый генетический тип континентальных четвертичных отложений – экстранивиты.

проведен фациальный анализ разрезов экстранивитов с подразделением их на геокриологические фации.

впервые получены данные о породах субнивального элювия, сформировавшегося на скальном и дисперсном грунте.

рассмотрены быларные фации с повторно-жильным льдом и показано, что их наличие в отдельных разрезах едомы позволяет проводить верхнюю границу пород ледового комплекса среди отложений голоцена.

впервые выделены области фрагментарного распространения пород ледового комплекса, связанных с образованием криопедиментов и криопланационных террас.

Защищаемые положения

Продукты нивального литогенеза (экстранивиты) и субнивальный элювий доминируют среди пород ледового комплекса. Нивальная гипотеза их генезиса позволяет объяснить неравномерное распределение насыщенных повторно-жильным льдом толщ пылеватого грунта в рельефе междуречий Якутии.

Экстранивиты – особый тип льдистых отложений. Они занимают самостоятельное место в коллювиальном ряду выделенных ранее Е.В.Шанцером (1966) генетических типов континентальных осадочных образований. Ведущий фактор накопления экстранивитов – процессы плоскостного стока талых вод от нижнего края одного или нескольких холодных навеянных снежников.

Ископаемый лед в объеме экстранивитов был образован большей частью из талых вод холодных навеянных снежников в результате захоронения и замерзания массы таких вод в морозобойных трещинах деятельного слоя нивальных мерзлотных ландшафтов.

Развитие термокарстовых форм на разновысотных уровнях рельефа – следствие сохранившихся толщ экстранивитов и горизонта субнивального элювия в покрове неактивных криопланационных террас Якутии.

Вещественный состав экстранивитов определяют измененные криогенезом массы хионоконита (обломочные и органогенные компоненты нивально-эоловых осадков) и нивального мелкозема. Они преобладают в обломочных фациях отложений ледового комплекса и накопились на протяжении последних 60-50 тыс. лет.

Достоверность

загрузка...