Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

V. 2. ПРИЧИНЫ И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ



НАЛЕДЕЙ

Наледи образуются на поверхности земли, на речном, озер­ном и морском льде, в пещерах, а также в искусственных гор­ных выработках, в водопропускных трубах и т. д. Процесс их развития включает периодически повторяющиеся прорывы во­ды на поверхность, ее растекание и послойное замерзание. Причиной излияния вод на поверхность обычно служат, во-пер­вых, повышение гидродинамического напора в результате зим­него промерзания и сужения трактов, по которым движутся подземные или речные воды, во-вторых, возрастание гидроста­тического давления воды при промерзании озер, подозерных и других несквозных водоносных таликов. Сезонное промерзание, сужающее живое сечение потоков поверхностных и подземных вод, приводит к тому, что эти воды приобретают напор, про­рывают кровлю из мерзлого грунта или льда, вырываются на поверхность, где, растекаясь, образуют слой наледного льда. Прорыв воды на поверхность уменьшает давление в водной системе. В результате излияние воды прекращается до тех пор, пока продолжающийся подток вод и сезонное промерзание вновь не приведут к нарастанию давления до величины, превы­шающей прочность кровли. Снова происходит прорыв воды на поверхность и образуется новый слой льда. Количество та­ких циклов бывает различным и достигает десятков и сотен за зиму. Места выходов — прорывов воды на поверхность на пло­щади наледообразования — постоянно меняются в течение зи-


Рис. 15. Канал в теле наледи. На первом плане видна слоистость налед­ного льда; на втором. плане — понижение на месте осевшего наледного

::: бугра

Рис. 16. Наледь и наледныи бугор высотой около 3 м (фото Ю. Н. Мур-

зина)


мы. Количество воды, прорывающееся каждый раз на поверх­ность, неодинаково. В зависимости от температуры воздуха, количества и температуры изливающейся воды меняются мощ­ность и размеры единичных слоев — линз наледного льда. Мощность их составляет от 2—5 до 80—100 см, а протяжен­ность — от первых метров до 200—300 м.

Вода по площади, где идет развитие наледи, распределяет­ся по таликам, по непромерзающей части СТС, по каналам в основании или в теле наледи (рис. 15). При движении воды по таким каналам в процессе нарастания давления кровля из наледного льда может изгибаться и на поверхности наледи образуется наледный бугор (рис. 16). На его вершине возни­кает ряд радиальных, а иногда и концентрических трещин, через которые вода и прорывается на поверхность. Иногда та­кие бугры взрываются, куски и глыбы льда разлетаются на десятки метров в сторону, а из купола вырывается столб воды. Фонтанирование может продолжаться от нескольких минут до нескольких часов. Объем отброшенных такими взрывами глыб льда достигает нескольких кубических метров. Иногда в центре наледных бугров сосредоточены вмороженные в лед и выбро­шенные вместе с ним на поверхность гравийно-галечные отло­жения из основания наледи. Весной многие наледные бугры, в ядре которых сохранились линзы воды, оседают, образуя в теле наледей чаши, поверхность которых разбита системой концентрических и радиальных трещин. Вода из них отфильт­ровывается вниз и уходит под наледью. Размеры наледных буг­ров весьма различны: их высота достигает 5—6 м, а протя­женность по длинной оси 100 м и более.

Периодичность излияния воды на поверхность приводит к тому, что наледный натечный лед приобретает отчетливую слоистость и линзовидно-слоистое сложение. В него бывают включены прослои снега, обычно подтаявшего за счет пропи­тывания водой, часто превратившегося в матово-белый лед, на­сыщенный многочисленными мелкими пузырьками воздуха. Встречаются линзы инъекционного льда, представляющие собой ядра наледных бугров. Лед в таких линзах обычно прозрач­ный с малым количеством воздушных включений.

Наледный лед обычно имеет характерную столбчатую структуру. Размеры кристаллов льда по длинной оси изменяют­ся от 1—2 до 60—80 см, а иногда и более. В поперечнике длин­ные кристаллы достигают 10—15 см.

В процессе образования наледей подземные воды часто внедряются между верхней поверхностью мерзлой толщи и про­мерзшей частью СТС. Они приподнимают последний и, не вы­ходя на поверхность, замерзают. Такой процесс может быть одиночным актом или повторяться в течение зимы многократ­но. В результате образуются так называемые подземные нале­ди и гидролакколиты. Принципиальной разницы в генезисе


Рис. 17. Гидролакколит. На поверхности и в трещине лед. (Фото

В. Р. Алексеева)

Рис. 18. Остатки «подземной наледи» (на заднем плане) и наледный

аллювий


между этими образованиями нет. Гидролакколиты обычно имеют хорошо выраженную форму продолговатых и округлых бугров различной высоты и размеров в основании (рис. 17). Поверхность их разбита системой трещин, в которых обна­жается слагающий их ядро инъекционный лед. Подземные наледи проявляются в рельефе плохо, так как их высота мала по сравнению с площадью. Мощность инъекционного льда ред­ко превышает 1 м (рис. 18).

Гидролакколиты и подземные наледи тяготеют к перифе­рии наледей или находятся в их обрамлении. Они парагенети-чески связаны с наледями подземных вод и являются формами переходными от поверхностных наледей к подземным инъек­ционным льдам, возникающим при промерзании замкнутых во­доносных систем. Однако следует заметить, что гидролакколи­ты образуются иногда независимо от наледей вблизи мест выхода вод глубокого стока на поверхность в районах с пре­рывистым или массивно-островным распространением мерзлых толщ. Такие гидролакколиты характерны для Забайкалья, где они были детально обследованы иописаны Н. И. Толстихиным и Н. И. Обидиным.

И гидролакколиты, и «подземные наледи» являются обра­зованиями или однолетними или неустойчивыми многолетними. Слой грунта, мощность которого меньше или равна мощности СТС, разбитый к тому же трещинами, плохо предохраняет залегающий под ним инъекционный лед от летнего протаива-ния. Даже при значительной мощности лед протаивает в тече­ние ряда лет, а гидролакколит или подземная наледь разру­шаются.

Условия, способствующие образованию наледей подзем­ных вод.Развитию наледей благоприятствует суровый резко континентальный климат с холодными малоснежными зимами. При таком климате сезонное промерзание рек, ручьев, озер, а самое главное горных пород происходит быстро, CMC дости­гает большой глубины, а это вызывает сужение сечения вод­ных потоков и развитие гидродинамического или гидростатиче­ского давления. Прорывающаяся наружу вода замерзает, пере­ходя в наледный лед, а не стекает свободно, как это бывает в районах с теплыми многоснежными зимами.

Широкому распространению наледей способствуют высо­кая обводненность гидрогеологических структур, близкое зале­гание к поверхности земли подземных вод и многочисленные очаги ,их разгрузки. Поэтому наледи образуются наиболее ча­сто в гидрогеологических складчатых областях, особенно в тех районах, которые испытывают контрастные новейшие тектони­ческие движения (см. VIII.3). Именно в этих районах имеют место наиболее интенсивный водообмен между поверхностными и подземными водами, многочисленные источники трещинно-жильных, карстовых и других типов вод, широко распростра-


ненные грубообломочные аллювиальные, пролювиальные, а ча­сто также флювиогляциальные ледниковые отложения, являю­щиеся хорошими коллекторами грунтовых вод. Это обусловли­вает существование грунтово-фильтрационных таликов даже в самой суровой мерзлотной обстановке. Для образования на­ледей подземных вод положительным фактором является также отсутствие поверхностного стока в реках и ручьях зимой.

Наличие многолетнемерзлых толщ не является условием, необходимым для формирования наледей. Однако их распро­странение оказывает сильное влияние на процессы наледообра-зования. Как указывалось выше (см. гл. IV и V.1), многолет­нее глубокое промерзание пород локализует потоки подземных вод в грунтово-фильтрационных и напорно-фильтрационных таликах, приводит к формированию сосредоточенных очагов разгрузки и т. д. Все это приведет к зональному изменению количества, положения, размеров и типов наледей. В силу этого для южной геокриологической зоны характерны многочислен­ные, небольшие по размерам наледи, имеющие часто смешан­ные (поверхностные и подземные) источники питания. Север­ной геокриологической зоне свойственны крупные и гигантские наледи подземных вод глубокого стока и более мелкие наледи аллювиальных и других вод, приуроченных к грунтово-фильт-рационным таликам.




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.