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

НА МЕРЗЛОТНО-ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ



Влияние динамики мерзлотных условий. Динамика разви­тия ММП неодинаково влияет на гидрогеологические условия

■188


в гидрогеологических массивах и артезианских бассейнах, вхо­дящих в ГСО. В ГМ, ГАМ а иногда и АдАБ динамика мерзлот­ных условий в прошлом и их современное состояние сказывают­ся в первую очередь на наличии зон криогенной дезинтеграции, их мощности и положении в разрезе. В указанных ГГС, сложен­ных сильно литифицированным^и породами, инерционность мерз­лых толщ, обладающих в целом невысокой льдистостью, неве­лика по сравнению с АБ, чехол которых сложен кайнозойскими отложениями. Поэтому мощности ММП, их температуры в ГМ находятся (в относительном соответствии между собой. Здесь отсутствуют реликтовые (и двухслойные ММП и поэтому редко встречаются надмерзлотные воды радиационно-тепловых тали­ков и межмерзлотные воды. В соответствии с зональностью и высотной поясностью с юга на север и от подножий гор к их вершинам возрастают сплошность распространения и мощности мерзлых толщ. В этих же направлениях уменьшаются число и мощность обводненных зон криогенной дезинтеграции. В преде­лах северной геокриологической зоны в КГМ и КНБ обычно су­ществует только одна обводненная зона непосредственно у по­дошвы ММП. Остальные находятся в разрезе мерзлых толщ. Около южной границы криолитозоны и вне ее пределов неред­ко существует несколько водоносных зон криогенной дезинте­грации (до 3—5).

В межгорных АБ и АдАБ влияние истории развития и дина­мики мерзлых толщ на современные гидрогеологические условия проявляется в целом сходно с АБ платформенного типа (см. VII. 4). В связи с высокой инерционностью льдистых кай­нозойских отложений, входящих в состав чехла многих межгор­ных АБ, здесь часто наблюдается несоответствие современных температурных условий ;и мощностей мерзлых толщ, особенно в пределах северной зоны. Однако более высокие тепловые пото­ки в межгорных областях (особенно в рифтовых областях, где мощность осадочного чехла впадин наибольшая) по сравнению с платформами делают эти несоответствия менее выразительны­ми. Реликтовые и двухслойные мерзлые толщи и межмерзлот­ные воды в межгорных АБ (АдАБ) достоверно не известны и не изучены, хотя имеется много непроверенных данных о том, что они встречаются во впадинах байкальского типа (в Прибайкаль­ской ГСО) и северных впадинах ГСО Дальнего Востока.

Следы криогенной метаморфизации вод и явления, связан­ные с высокой степенью изоляции горизонтов и линз подзем­ных вод в результате динамики мерзлых толщ, в межгорных АБ (АдАБ) не встречены. Скорее всего для их появления и со­хранения обстановка мало благоприятна в связи с достаточно интенсивным водообменом, особенно на этапах деграда­ции ММП.

Влияние новейшей тектоники. При изучении подземных вод и ММП горных областей Северо-Востока СССР П. Ф. Швецов


(1951) и А. И. Калабин (1960) обратили внимание на роль раз-рьивной тектоники в формировании шдрогеологических условий этой территории. Они подчеркивали, что наиболее активными .в гидрогеологическом отношении являются новейшие и омоло­женные разломы. В силу вызванной новейшими движениями вы­сокой трещиноватости и водопроницаемости пород эти разло­мы контролируют местоположение подрусловых и пойменных инфильтрационных таликов. В условиях сплошного распростра­нения ММП по ним под реками идет питание подземных вод глубокого стока (см. IV. 3). Эти разломы служат важными пу­тями движения подмерзлотных вод; с ними связаны очаги раз­грузки .последних. Таким образом они существенно влияют на местоположение напорно-фильтрационных таликов и связан­ных с ними наледей подземных вод. iB суровых мерзлотных ус­ловиях наледи часто располагаются вдоль новейших и омоло­женных разломов, образуя так называемые наледные линии. На­пример, гигантская наледная линия протягивается вдоль Момо-Селенняхской тектонической впадины.

Выделяются также наледные узлы — места наибольшего сосредоточения наледей, 'приуроченные к периферии горных массивов и межгорным тектоническим впадинам. Ана­лиз наледных узлов в пределах межгорных АдАБ сплошного глубокого промерзания и КПАБ показывает, что напорно-филь^ трационные талики и наледи располагаются как бы по углам решетки, образуемой пересечением продольных и поперечных разломов, ограничивающих структуры и разрывающих их чехол. Таким образом расположены наледи в наледных узлах Кыра-Нехаранском (Селенняхский КПАБ) (см. рис. 28) и рек Сакын-джа-Тарынг-Юрях (Уяндинский КПАБ), а также в Нахатском наледном узле, находящемся в районе сочленения Селеннях-ской и Момской структур. Характерно, что в местах разрывных нарушений мощность ММП сокращена по сравнению с ограни­ченными ими блоками. В этом проявляется контроль разрывной тектоникой мощностей ММП и путей движения вод подмерзлот-ного стока. В напорно-фильтрационных таликах, приуроченных к разрывам в кайнозойском песчано-глииистом чехле указанных АдАБ и КПАБ, восходящие подземные воды двигаются, пере­секая пласты, в узких щелеобразных таликах. Они приобрета­ют специфический порово-жилыный характер. Происходящие сей­час но'вейшие подвижки обусловливают миграцию таликов и на­ледей (см. IV. 3, V. 7), их исчезновение и новообразование — явления, типичные для ГСО, испытывающих новейшие движе­ния и сейсмически активных.

Очень протяженные наледные линии, пересекающие доли­ны многих рек или расположенные у подножий хребтов, суще­ствуют в Байкальской ГСО. Исследованиями К. А. Чернявской установлено, что наибольшее количество наледей концентриру­ется в рифтовой зоне на участках пересечения северо-восточных


рифтообразующих разломов с разломами субширотными, конт­ролирующими эпицентры землетрясений.

О. Н. Толстихин, анализировавший распределение нале­дей подземных вод на Северо-Востоке СССР, установил, что ин­тенсивность водообмена в криогидрогеологических структурах этого региона и развитие наледей находятся в прямой зависимо­сти от активности и контрастности новейших движений. При глубоком многолетнем промерзании различия в составе пород водоносных горизонтов, комплексов и трещинных зон отодвига­ются на второй план по (Сравнению с влиянием степени распро­странения и активности но:вейших дислокаций. Наибольшая ин­тенсивность водообмена свойственна районам с резко диффе­ренцированными новейшими движениями. Аналогичные законо­мерности влияния новейших движений на наледи характерны и для других районов. Например, К. А. Чернявской установлено, что в Байкальской рифтовой зоне самые крупные наледи приу­рочены к глубоким тектоническим впадинам и к поднятиям, для которых характерны максимальные амплитуды новейших дви­жений.

В ГСО СеверонВостока СССР при одинаковой новейшей ак­тивности породы по водообильности располагаются в ряд: пале­озойские известняки, кайнозойские и верхнемезозойские эффу-зивы, терригенные и вулканогенно-осадочные отложения мезо­зоя !и палеозоя. Наименее водоносны метаморфические и интру­зивные породы.

Наибольшая интенсивность водообмена и широкое развитие больших и гигантских наледей в горных районах Северо-Восто­ка характерны для районов новейшей тектонической активиза­ции, сложенных карбонатными закарстованными породами па­леозоя (Афанасенко, Неймарк, 1977). В такой обстановке соз­даются наиболее благоприятные условия для существования подрусловых инфильтрационных таликов в КГМ и БКВ с мощ­ными низкотемпературными ММП и для развития карста по этим таликам и в подмерзлотных горизонтах (см. VI. 5).

В районах с интенсивными новейшими движениями часто наблюдается несовпадение поверхностных и подземных водо­разделов и перетекание подземных вод из криотадрогеологиче-ских структур, принадлежащих одной системе рек, в структу­ры, относящиеся к другой системе (рис. 44). Основными путя­ми, по которым происходит перетекание вод, служат раскры­тые разломы. Следствием этого являются повышенная налед-ность структур, в 'которые направлен подземный сток, и низкая наледность структур, из которых происходит перетекание под­земных вод. В последних обычно отсутствуют напорно-фильтра-ционные талики и крупные наледи подземных вод. Особенно яр­ко это проявляется, если перераспределение происходит в сис­темах, включающих КГМ и межгорные АБ. В гипсометрически выше расположенном АБ и на обращенном к нему склоне КГМ


распространены только небольшие наледи грунтовых вод, В то же время в параллельном ему, но гипсометрически ниже распо­ложенном межгорном АБ и в основании склона КГМ, обращен­ного к последнему, развиты многочисленные большие и гигант­ские наледи вод глубокого стока.

Рис. 44. Схема несовпадения поверхностных и подземных бассейнов стока в ГСО в условиях дифференцированных новейших движений: / — аллювиальные галечники (а) и пески (б); 2 — озерные и болотные гли­нистые отложения; 3 — сложно дислоцированные и закарстованные кар­бонатные породы; 4 — разрывные нарушения подвижные (а) и стаби­лизировавшиеся (б); 5 — зоны периодического (а) и постоянного (б) обводнения пород и их границы; 6 — ММП и их границы; 7 — направ­ления движения подземных вод в зонах периодического (а) и постоян­ного. (б) обводнения; 8 — восходящий источник и граница гидрогеоген-ного напорно-фильтрационного талика на поверхности; 9 — наледь; 10 —■ направления движения тектонических блоков (размер стрелок отражает относительную величину подвижек)

Перераспределение подземного стока характерно для крио*' гидрогеологических структур Байкальской рифтовой зоны. На Северо-Востоке СССР усиленное поступление подземных вод, происходит со стороны группы КГМ и криогенных ГГС межгор­ных впадин горной области Черского в сторону Момо-Селениях-ской тектонической впадины. Последняя представляет сложное сочетание межгорных АБ глубокого промерзания и КПАБ. Боль­шинство исследователей (П. Ф. Швецов, А. И. Калабин^ О. Н. Толстихин, В. Е. Афанасенко и др.), изучавших наледи: этой территории (см. V. 6, 7), указывают, что объем подземной воды, расходующейся зимой на их образование, не может быть-


обеспечен за счет водосборных площадей стекающих в нее рек и очаги питания подземных вод находятся вне их бассейнов.

Таким образом, роль новейшей тектоники особенно сущест­венна в распространении инфильтрационных и напорно-филь-трационных таликов, в контроле'подземного стока, © негавпаде* нии бассейнов поверхностного и подземного стока и перерас­пределении подземных вод между криогидрогеологическими структурами. Она наиболее ярко проявляется в условиях рас­пространения сплошных низкотемпературных мощных ММП, когда подчас новейшие и омоложенные разломы являются един­ственными водоносными трактами, контролирующими питание, сток и разгрузку подземных вод.

Уменьшение суровости мерзлотных условий приводит к ос­лаблению влияния новейших дислокаций на формирование спе­цифических черт криогидрогеологических структур в ГСО. Про­исходит это из-за того, что при уменьшении мощности и сплош­ности ММП ниже последних в КГМ (КГАМ) появляются тре­щиноватые водоносные зоны экзогенного происхождения (см. VI. 1,2), сток по которым приобретает важное значение. Та­лики в межгорных АБ (АдАБ) бывают приурочены к выходам пластов водопроницаемых пород и т. д. Все это не ликвидирует, но затушевывает гидрогеологическую роль новейшей тектоники.

Влияние оледенений. Значительная часть горных сооруже­ний несет следы крупных плейстоценовых оледений. Во многих горных районах ледники развиты и в настоящее время. Ледни­ки как подвижные скопления поверхностных льдо'в, чутко реа­гирующие на изменения климата, оказывают существенное вли­яние на гидрогеологические условия ГСО. Влияние это много­образно и еще недостаточно изучено, поэтому ниже будут крат­ко изложены только его главные аспекты.

Ледники аккумулируют большое количество твердых ат­мосферных осадко;в, которые превращаются в фирн и лед, сме­щаются вниз по уклону. Попадая в зону абляции, льды тают, увеличивая летом речной сток и способствуя тем самым форми­рованию грунтово-фильтрационных таликов. Осенью талые во­ды частично идут на наледообразование, но с прекращением по­верхностного таяния их поступление прекращается. Ниже «хо­лодных» ледников, в ложе которых залегают многолетнемерз-лые породы, в грунтово-фильтрационных таликах, лишенных питания, осенью, и зимой происходят постепенная сработка грун­товых вод и прекращение наледообразования. При этом период роста наледей грунтовых вод, очень короткий (1—1,5 мес) для-приледниковых наледей, постепенно увеличивается вниз по лед­никовым долинам. В этом же направлении возрастают и разме­ры наледей. Такая картина характерна, например, для ледни­ковых районов Северо-Востока СССР (гор Сунтар-Хаята, хреб­та Черского, Буордахской горной группы).

В «теплых» ледниках, породы ложа которых находятся в та-


лом состоянии, происходит донное таяние льда. В отличие or сезонного таяния с поверхности донное таяние ледников идет непрерывно в течение года. Талые воды в гляциогенных таликах, ((см. IV. 2) могут инфильтроваться ib трещиноватые породы ГМ по разрывным нарушениям, обеспечивая постоянное питание вод глубокого подмерзлотного стока, двигаться по подледным каналам или фильтроваться по донной морене и флювиюгляци-альным отложениям. Зимой талые поверхностные и грунтовые воды ниже ледников образуют приледниковые наледи, описан­ные А. П. Горбуновым, Л. Г. Бондаревым и другими на Тянь-Шане и Памире. Часть талых вод питает в водно-критический период грунтово-фильтрационные талики в аллювиальных <п флювиогляциальных отложениях ледниковых долин, обеспечи­вая наледообразование в течение всей зимы.

Таким образом, ледники выполняют роль источника и регу­лятора питания подземных вод, влияя на режим наледообразо-вания.

Динамика горных ледников (увеличение или сокращение размеров оледенения, стадийность этих процессов) .воздейству­ют на (рельеф горных районов, особенно ледниковых долин. Они обусловливают аккумуляцию в них ледниковых и флювиогляци­альных отложений преимущественно грубообломочного состава. В ледниковых долинах в результате экзарационной (и аккуму­лятивной деятельности ледников образуются переуглубленные участки, разделенные между собой 'выступами коренного ло­жа — ригелями. Грубообломочные отложения, заполняющие эти переуглубления, — хорошие коллекторы вод. Благодаря вы­соким фильтрационным свойствам и большому 'количеству филь­трующихся через них вод они сохраняются в талом состоянии даже в весьма суровых мерзлотных и 'климатических условиях. Этому же часто способствует специфический режим наледооб-разования. Выступы коренного ложа создают подпор потоку грунтовых вод. Летом эти воды в нижнем конце переуглублен­ного участка долины трансформируются в поверхностный водо­ток, а зимой они образуют наледь, перекрывающую грубообло­мочные отложения и препятствующую их промерзанию (см. V. 4)..

В плейстоцене площадь горных оледенений была 'сущест­венно больше современной. В период деградаци/и оледенения от­ступающие ледники оставляли за собой в долинах систему пере углублений, выполненных грубообломочньими отложениями ъ представляющих собой цепочку бассейнов грунтовых вой. С эти­ми бассейнами связана система наледей, образующих как бы «лестницу» за отступающим ледником. При сокращении разме­ров ледников сильно уменьшалось, а ири полном исчезновении прекращалось ледниковое питание рек и грунтовых вод в доли­нах. Наиболее удаленные от ледника бассейны этих вод, лишен­ные осенью и зимой питания, перемерзали, оставляя как свиде­тельство своего былого существования древние наледные поля-


ны. Такие реликтовые наледные поляны распространены по пе­риферии Буордахского горного массива в Верхояно-Колымской ГСО. Вверх по долинам они сменяются «лестницей» наледных полян, частично и полностью покрываемых наледями грунто­вых вод.

Весьма вороятно, что под многими из описанных бассеино1в по разломам существуют сквозные инфильтрационные талики, по (которым происходит питание вод глубокого подмерзлотнога, стока. В таких условиях грубо-обломочные ледниковые, водно-ледниковые и аллювиальные от* ложения в ледниковых переуг­лублениях выполняют роль про­межуточных коллекторов подзем­ных вод. У подножия горных со­оружений эти же отложения яв­ляются промежуточными коллек­торами при разгрузке напорных вод глубокого стока.

Рис. 45. Схематический разрез области питания Анадырского АБ (по В. Е. Глотову, 1972): 1 — сильно дислоцированные от­ ложения фундамента бассейна; 2 — слабо литифицированные отложения осадочного чехла: а — глины, б — песчаники; 3 — крупнообломочные ледниковые отложения; 4 — тонкообломоч­ ные озерно-аллювиальные и флювиогляциальные отложения;   5 — стратиграфические границы; 6 — границы ММП; 7 — текто­ нические разломы; 8 — направ-^ ление движения подземных вол.

Флювиогляциальные отложе­ния в днищах межгорных впа­дин служат иногда хорошими коллекторами грунтовых вод. В Чарском АдАБ Прибайкаль­ской ГСО известен массив песча­ных флювиогляциалшых отло­жений под названием урочище «Пески», где существует сис­тема дождевально-радиационных таликов и происходит накопление грунтовых вод. Эти воды раз­гружаются по периферии масси­ва, образуя наледи. По своему характеру и происхождению этот бассейн грунтовых вод, види­мо, похож на криогенные бассейны-потоки в долинах Лены и Вилюя, описанные выше (см. VI. 4).

Ледниковые озера нередко являются очагами питания под­земных вод. Как установлено В. Е. Глотовым, питание в Ана­дырском АБ сплошного промерзания на Чукотке происходит по южной периферии бассейна, где под глубокими ледниковыми озерами существуют инфильтрационные талики (рис. 45). Су­ществование в недавнем геологическом прошлом ледников, по­ставлявших большое количество пресных вод, накопление ими грубообломочных отложений с высокими фильтрационными свойствами, образование глубоких ледников озер с инфильтра-ционными таликами — всё это способствует формированию в межгорных АБ мощной зоны пресных вод, даже в тех случа-


ях, когда последние находятся на небольших высотах вблизи -морских побережий, и в периоды трансгрессий затапливались частично морем.

Влияние морских трансгрессий и регрессий на криогидро-гео логические структуры ГСО прослеживается в относительно узкой полосе вдоль побережья Полярного бассейна, Берингова •и Охотского морей. В ряде КГМ и ВБ ниже мерзлых толщ раз­вита зона криогалинных вод. Мощность ее изменяется от первых десятков до нескольких сот метров. По данным Н. Г. Обермана, на севере Пайхойского КГМ ее мощность составляет 800 м, а нижняя граница примерно в 40 км от пролива Югорский Шар находится на глубине 900 м. Вблизи моря в Хараелахском КГМ (северная оконечность Верхоянского хребта) мощность яруса криогалинных вод достигает 300—400 м при мощности криоли-тозоиы 600—700 м. На Чукотке эти мощности сокращаются со­ответственно до 100—200 и 200—300 м и менее.

Состав криогалинных вод обычно близок к морской воде, хотя вблизи контакта с мерзлыми породами иногда сохраняют­ся следы криогенной метаморфизации (см.Л1. 4). В мерзлой зоне таких КГМ трещины в породах заполнены пресным и со­лоноватым льдом и кристаллами мирабилита. С практической точки зрения важно, что при проходке шахт до контакта мерз­лых пород и криогалинных вод просачивание последних в гор­ные выработки вызывает растворение подземного льда и мира­билита в трещинах и постоянное увеличение водопритоков до ве­личин, характерных для талых массивов. В разломных зонах притоки бывают катастрофическими, так как обычно юрйога -линмые воды -в КГМ гидравлически связаны с морскими, поэто­му запасы их неограничены. Это осложняет борьбу с ними при проходке в шахтах, находящихся ©близи морского побережья.

В условиях высокотемпературных (выше —3°) сплошных и прерывистых мерзлых толщ на морских террасах, примыка­ющих к КГМ и сложенных крупнообломочными отложениями, происходит 'иногда накопление линз пресных вод, подстилаемых солеными морскими водами. Питание пресных грунтовых вод в морских песчано-гравийно-галечных отложениях происходит за счет надмерзлотных вод СТС, поверхностных и аллювиальных вод, стекающих со стороны горного массива. Линзы таких вод мощностью до нескольких метров были обнаружены А. Я. Стре-мяковым на побережье Чукотки.

Влияние морских трансгрессий и регрессий моря на меж­горные АБ в целом очень сходно с описанным для платформ (см. VI. 4). Сейчас во многих АБ Чукотской ГСО вблизи моря ниже мерзлых толщ развиты кроиогалинные воды. Вместе с тем мерзлотно-геологические условия этих структур часто благопри­ятствуют замещению криогалинных артезианских вод лресны-. ми. Поступление последних происходит за счет перелива из со­пряженных КГМ и ВБ, питания по подозерным и подрусловым

196


таликам. Как следует из работ В. Г. Глотова, этот процесс ак­тивнее протекает в АБ, которые в прошлом подвергались оле­денениям, в силу чего на их периферии распространены ледни-■новые озера, а в чехле много грубообломочных пород с высоки­ми фильтрационными свойствами. Разгрузка подмерзлотных вод таких АБ осуществляется обычно под морем.




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