VI. 4. КРИОГЕННОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ВУЛКАНОГЕННЫХ БАССЕЙНОВ

Вулканогенные бассейны (ВБ) образуют бассейны стока, приуроченные к конусам вулканов, вулканическим плато или потокам застывших лав. Они содержат трещинные, порово-трещинные и трещинно-жильные подземные воды в лавах и со­путствующих им породах, туфах и других пирокластах. Этими породами сложены вулканогенные напластования, перекрываю­щие ГМ и АБ.

Нижняя поверхность вулканогенного этажа ВБ неровная,, с крупными понижениями, приуроченными к депрессиям исход­ного эрозионно-тектонического рельефа, и поднятиями над меж­дуречьями, перекрытыми лавами. Рельеф верхней поверхности вулканогенного этажа представляет собой в основном плато-образные возвышенности и горы, конусы потухших и действую­щих вулканов с кальдерами, лавовые плато и т. д. Сток в ВБ зависит от характера рельефа и строения вулканогенного эта­жа, но в большей части структур имеет в целом центробежную направленность.

На территории криолитозоны ВБ развиты на Северо-Вос­токе СССР в пределах Охотско-Чукотского вулканогенного пояса, в Корякской горной области и на Камчатке, на Сихотэ-Алине, в горах Дальнего Востока и Забайкалья. В целом эти структуры, а особенно их преобразования многолетним промер­занием изучены слабо. Поэтому в настоящее время можно го­ворить только о возможных криогенных преобразованиях ВБ„ исходя из общих черт их геологического строения и гидрогео­логических особенностей, установленных в пределах других регионов, и известных закономерностей многолетнего промер­зания.

По геологическому строению и морфологии рельефа по­верхности ВБ разнообразны. Они представлены нагорьями, ба­зальтовыми плато (Камчатка), вулканическими поднятиями (Сихотэ-Алинь и Приохотье), вулканическими долинами, деп­рессиями и грабенами (Забайкалье, юг Камчатки), вулканиче­скими платообразными возвышенностями и горами (Охотско-Чукотский пояс), вулканическими кальдерами в районах совре­менной вулканической активности (Камчатка). Вулканические образования покрова ВБ представляют собой субгоризонтально и наклонно залегающие пласты, потоки, покровы эффузивов и туфов, иногда сложно переслаивающиеся с туфогенными и нормальными осадочными породами, прорванными интрузив­ными телами. В одних разрезах преобладают лавы, в других — пирокласты. Пласты и линзы пород имеют различный характер и неодинаковое содержание пустот; фильтрационные свойства и водообильность их изменяются в очень большом диапазоне. Особым разнообразием состава, формы тел, условий залегания

и распределения в них пустотности отличаются эффузивные породы. Все это создает сложный в разрезе и по простиранию характер обводнения чехла ВБ.

Следует подчеркнуть, что вулканогенные образования, под«> верженные интенсивным процессам прогрессивного катагенеза, легко поддаются выветриванию, а в районах продолжающейся вулканической активности они испытывают влияние магмати­ческой деятельности. На них почти повсеместно воздействуют тектонические процессы. Все указанные эндогенные и экзоген­ные процессы приводят к снижению пустотности и, как след­ствие, водопроницаемости эффузивов. Известно, что с увели­чением возраста эффузивы ухудшают фильтрационные свой­ства, утрачивают пластовый характер скопления вод и прибли­жаются по своим гидрогеохимическим характеристикам к мета­морфическим и интрузивным породам. Таким образом, возраст эффузивных пород и характер скопления в них вод связаны между собой. Поэтому по характеру обводненности в ВБ вы­деляются (Толстихин, Кирюхин, 1978) следующие группы эф­фузивов: 1) неоген-четвертичного возраста, отличающиеся наи­более высокой проницаемостью, водоносностью и содержащие преимущественно пластовые, поровые, трещинно-поровые, поро-во-трещинные воды, а также трещинные воды региональных зон выветривания тектонической и литогенетической трещино-ватости и локально распространенные трещинно-жильные ©оды зон тектонических нарушений; 2) палеогенового возраста, со­держащие в одинаковом соотношении указанные выше катего­рии пластовых и трещинных вод; 3) верхнемелового возраста, в которых преобладающее распространение имеют трещинные воды зоны региональной тектонической и литогенетической тре-щиноватости при подчиненной роли пластовых вод; 4) нижне­мелового возраста, содержащие главным образом трещинные категории вод при спорадическом распространении пластовых. В эффузивных породах юрского и более древнего возраста пластовые воды, как правило, не встречаются, а характер водо­носности эффузивов и метаморфических пород сходен между собой.

Исходя из описанных особенностей можно утверждать, что в сходных климатических и орографических условиях разные по возрасту и водно-фильтрационным свойствам пород ВБ про­мерзают неодинаково. Эти различия будут особенно существен­ными в пределах южной геокриологической зоны, а также юж­ной части северной геокриологической зоны (см. 1.5). Здесь влияние инфильтрации дождевых вод на температурное поле пород приводит в оптимальных условиях к формированию дождевально-радиационных таликов. На плоских вулканичес­ких плато, на вершинах и пологих склонах вулканических гор, сложенных кайнозойскими эффузивами и туфами, условия ин­фильтрации будут существенно лучше, чем на вулканогенных

образованиях мелового или юрского возраста. На первых ост­ровные мерзлые толщи будут приурочены только к участкам, сложенным с поверхности слабопроницаемыми разновидностя­ми пород с низкой пористостью, слаботрещиноватыми или сильновыветрелыми, пустоты в которых закольматированы гли­ноземом. На вторых, где породы более плотные и менее про­ницаемые, многолетнее промерзание возможно на широких площадях. Оптимальные условия для инфильтрации дождевых вод и формирования таликов будут только на участках повы­шенной экзогенной или тектонической трещиноватости. В раз­витии и распространении таликов с увеличением возраста эф­фузивного чехла все более будет проявляться влияние новей­ших и омоложенных разрывов. Эта же тенденция влияния раз­ломов, создающих резкую фильтрационную неоднородность по­род в массивах, на распределение таликов ВБ будет прослежи­ваться также по мере увеличения суровости климатических и мерзлотных условий. Например, ее следует ожидать на севере Камчатки и в Корякской горной области.

В условиях островного и прерывистого распространения мерзлых толщ питание подземных вод ВБ происходит преиму­щественно за счет инфильтрации атмосферных осадков и кон­денсации водных паров на междуречьях, а разгрузка осущест­вляется у основания склонов и в долинах рек. Развитие сплош­ных мерзлых толщ приводит к локализации питания и разгруз­ке вод водотоками в долинах. Уровни подземных вод в чехле ВБ при этом контролируются реками и ручьями долинной сети этих структур. Породы междуречных массивов, находящиеся в талом состоянии, будут сдренированы, а при промерзании перейдут в морозное состояние или будут обладать неполно выраженными типами унаследованных криотекстур и, видимо, часто сохранять проницаемость. В ВБ кайнозойского и мело­вого возраста при неполном многолетнем промерзании вулка­ногенного этажа следует ожидать перетекания вод из одних систем долин в другие и несовпадения поверхностного и под­земного стока. При этом дебиты источников и наледообразо-вание в долинах, где происходит разгрузка, могут быть весьма значительными.

В геологической истории ВБ намечаются этапы развиваю­щихся и отмирающих структур (Толстихин, Кирюхин, 1978). На первом этапе для ВБ характерно наличие холодных прес­ных инфильтрационных вод атмосферного происхождения, ло­кальных скоплений горячих и сверхгорячих вод, парогидротерм разнообразного состава и минерализации, достигающей 3—-5 г/л. Часть из них приурочена к путям движения вулканиче­ских эксгаляций и выходам их на поверхность. В таких усло­виях при развитии многолетнего промерзания в ВБ существуют вулканогенные напорно-фильтрационные талики. В стареющих ВБ такие талики отсутствуют. На обеих стадиях для ВБ ха-

рактерны мощные зоны пресных вод, хотя и различающиеся по составу. Наличие пресных вод обусловливает формирование мерзлых толщ в чехле ВБ и отсутствие криогалинных вод.

Степень криогенного преобразования В Б оценивается по сплошности мерзлых толщ и соотношению их мощностей с мощностью вул­каногенного этажа. Можно выделить: 1) ВБ островного и прерывистого неглубокого промерзания; 2) ВБ или криовул-каногенные бассейны (КВБ) сплошного неглубокого промерза­ния, в которых мощности мерзлых толщ на междуречьях мень­ше глубины эрозионного вреза, в долинах существуют сквозные водоносные талики, а в породах, слагающих междуречья, под­земные воды подмерзлотного стока имеют преимущественно свободный уровень; водообмен в таких КВБ интенсивный. 3) ВБ или КВБ сплошного глубокого промерзания. Мощности мерзлых толщ в целом меньше мощности вулканогенного по­крова, но больше глубины эрозионного вреза долин. В долинах развиты как сквозные, так и несквозные подрусловые талики. Подземные воды подмерзлотного стока в междуречных масси­вах имеют напорный характер. Водообмен локально-интенсив­ный, но в целом затрудненный.

ВБ, у которых чехол полностью проморожен, а подземные воды сохранились только в АБ или ГМ, на которые наложен вулканогенный покров, полностью теряют черты исходной гид­рогеологической структуры. Вместе с тем они приобретают чер­ты соответствующего АБ (КАБ) или ГМ (КГМ). Собственного названия такие структуры не имеют. О. Н. Толстихин предло­жил при их картировании показывать подземные воды АБ (КАБ) или КГМ, слагающего нижний ярус вулканогенной структуры, а контуром наносить границы распространения про­мороженного вулканогенного покрова.

Поиск по сайту: