Выше 'неоднократно указывалось, что особенности питания, стожа и разгрузки подземных вод ГСО зависят от степени про-мороженности входящих в них структур, их сочетания и новейшей тектоники.
В условиях островного и прерывистого промер-зания (южная геокриологическая зона) сохраняются все характерные особенности водообмена, свойственные ГСО вне тсри-олитозоны. Напомним, что распространение мерзлых и талых пород в ГМ (ГАМ) таких горных областей существенно зависит от состава приповерхностных отложений и от экспозиции склонов. Криогенные водоупоры шире развиты и имеют большую мощность на склонах северных экспозиций и в затененных частях днищ долин. В литологическом отношении они тяготеют к участкам аккумуляции глинистых разновидностей пород, а также к местам распространения грубообломочных отложений на крутых склонах, особенно северной экспозиции. Здесь образование мерзлых толщ часто связано с зимним охлаждением глыбо1вых развалов холодным воздухо(м, с гольцовым льдообразованием (см. III. 2) и т. д. Существенное влияние имеет и ветровое перераспределение снега.
Экспозиционная асимметрия мерзлотных и гидрогеологических условий особенно ярко проявляется в горах Средней Азии, юга Сибири, Забайкалья, Прибайкалья и Монголии.
Питание подземных вод в ГМ, ГАМ и АдАБ, выраженных в рельефе плато с глубоким расчленением (Чульманский АдАБ), происходит на большей части площади этих структур. Поэтому площадь распространения трещинных грунтовых вод в целом совпадает с областью их питания. Исключение составляют нижние части склонов и днища долин, где появляются напорные трещинные подмерзлотные воды. В радиационно-тепловых таликах сохраняются зоны аэрации и временного обводнения (см. IV.3). Водообмен интенсивный, воды имеют низкую минерализацию.
Перелив подземных вод из ГМ прерывистого промерзания в межгорные АБ происходит практически по всему контуру последних. Крупные скопления хороших по качеству грунтовых вод существуют в грубообломочных пролювиальных, аллювиальных, ледниковых и водно-ледниковых отложениях. В АБ (АдАБ) запасы грунтовых вод сокращаются по мере увеличения сплошности мерзлых толщ под влиянием зональности и высотной поясности и локализуются в различных категориях таликов. Питание и разгрузка артезианских вод приурочены к таликам, которые располагаются: 1) по периферии АБ (АдАБ), особенно в местах сочленения с ГМ по системам разломо>в; 2) под долинами рек и под озерами; 3) в местах выходов на поверхность пластов хорошо проницаемых пород; 4) на плоских <меж-дуречных плато, сложенных трещиноватыми высокопроницаемыми породами; 5) в осевых частях пликативных структур по трещиноватым зонам и по разломам. Здесь же может происходить и разгрузка напорных вод. Заметим, что распространение и мощности мерзлых толщ существенно зависят от состава и условий залегания пород. Криогенные Бодоупюры обычно совпадают с литологичеокими, а их мощности контролируются структурами осадочного чехла. Например, оз АБ (АдАБ) мезо1кайно-зойских впадин забайкальского типа, представляющих в целом грабенсинклинали, наибольшей мощности мерзлые толщи достигают в структурах синклинальных. Однако часто в их осевой части по разломам и трещиноватым зонам существуют напорно-фильтрационные талики (рис. 48).
Наледообразование в ГСО при островном и прерывистом распространении ММП происходит по южному и. реже по умеренному, типу (см. V. 4).
В условиях сплошного неглубокого промерз а-/Ния КГМ и АБ, входящих в ГСО, появляются следующие специфические особенности. Питание и разгрузка подземных вод локализуются под долинами рек, и речные воды долин контролируют положение уровенной поверхности подземных вод в ГМ. В придолинной части эти воды становятся напорными подмерз-лотными (см. VI. 2). Питание из КГМ в АБ происходит по большей части их контура, хотя основные очаги перелива приурочены к разломам. В местах перелива идет частичная разгрузка вод и образование наледей. В предгорных конусах выноса, ело-
Н. Н. Романовский 201
женных пролювиальными грубообломочными отложениями, в толщах флювиоотшциальных и аллювиальных песков и галечников в долинах горных рек и в межгорных впадинах существуют скопления грунтовых вод, образующих зимой крупные наледи. Например, наличие таких вод со значительными запасами и высокого качества на Северо-Востоке СССР в бассейне р. Колымы было установлено А. И. Калабиным.
Рис. 48, Схема распределения мерзлых пород и таликов в некоторых впадинах Забайкальского типа: 1 — изверженные и метаморфические породы протерозоя и палеозоя и трещиноватость в них, 2 — неогеновые четвертичные щебнисто-дресвяные (а), песчано-галечные (б) и суглинистые (в) отложения, 3 — юрские и меловые песчаники и конгломераты (а), бурые угли (б), аргиллиты и алевролиты (в), 4 — тектонические нарушения и зоны трещиноватости, 5 — ММП и их граница, 6 — обводненность пород периодическая (а) и постоянная (б), 7 — места фильтрации атмосферных осадков, 8 — направление движения подземных вод
Положение сквозных таликов в межгорных АБ (АдАБ) контролируется водотоками, озерами и разрывной тектоникой. В распределении мощностей мерзлых толщ большое значение приобретают геоструктурные условия: пликативные структуры чехла и разрывные нарушения.
Наледообразование происходит преимущественно по уме» ренному типу.
Сплошное глубокое промерзание ГГС, входящих в ГСО, приводит к .коренным преобразованиям изначальных гидрогеологических условий. Важнейшей характерной особенностью является обособление друг от друга ряда криогидро-геюлогических структур, сопряженных между собой, утрата между ними гидравлических связей. В состав ГСО при их глубоком
промерзании входят такие структуры, как КГМ сверхглубокого промерзания, КПАБ и КНБ (см. VI. 2,3). В ряде КГМ и КГАМ при их сплошном глубоком промерзании появляются застойные подмерзлотные, редко внутри- и межмерзлотные воды, имеющие повышенную минерализацию. Например, в Депутатском КГМ на глубине 269—271 м были вскрыты сульфатные кальциево-магниевые воды с минерализацией 2,59 г/л. Эти воды не связаны с аллювиальными водами несквозных таликов. Перелив подземных вод из Депутатского КГМ в сопряженный с ним Уян-динский КПАБ отсутствует. Вообще отсутствие перелива вод из закрытых КГМ глубокого промерзания в криогидрогеологи-ческие структуры межгорных впадин (КНБ, АБ глубокого промерзания, КПАБ) является характерной особенностью ГСО в тех их частях, которые не подвержены контрастными новейшим движениям.
В (пределах КГМ, КНБ, АБ и КПАБ часто под реками распространены системы несквозных грунтово-фильтрационных таликов, разобщающиеся зимой на систему замкнутых «ванн», воды которых образуют небольшие и средние наледи. Другими словами, в таких условиях имеет место только сезонный приповерхностный сток грунтовых вод, или сток ниже ММП и приповерхностный разобщены. Вместе с тем характерным является совладение «поверхностных и подземных водоразделов и соответствие подземных и поверхностных бассейнов стока.
На периферии некоторых криогидрогеологических структур межгорны! тектонических впадин развиты сквозные инфильтра-ционные талики, по которым происходит питание подземных вод подмерзлотного стока. Такой талик в Верхояно-Колымской ГСО встречен, например, в северной части Уяндинского КПАБ в месте его сочленения с Депутатским КГМ. Талик приурочен к конусу выноса р. Уяндины в месте ее выхода из гор во впадину, под которым существует разлом, разделяющий обе структуры. Ниже по течению подрусловой талик несквозной, разобщающийся зимой на систему «ванн» (рис. 49).
Другой важной особенностью ГСО является активное влияние новейших и омоложенных разрывов в образовании единых водообменных систем в КГМ и АБ глубокого промерзания, КНБ и КПАБ. Разломы являются основными местами питания, путями движения и очагами разгрузки вод глубокого стока и происходящими по схеме, описанной выше (см. VIII. 3). Питание вод глубокого стока по инфильтрационным таликам, приуроченным к открытым разломам в двух верхних поясах, происходит под горными греками, сток по которым осуществляется только летом, и в результате этого носит резко сезонный характер (см. рис. 47). Зимой в таких таликах уровень вод падает на большие щуфины, исчисляемые от нескольких десятков до первых сотен метров (см. IV. 3). Глубины падения уровней вод в таких таликах "уменьшаются вниз по долинам, где весной и в
13* 203
йачале лета ряд из них функционирует в режиме поглощения, а с середины лета — в режиме напорной фильтрации. Они питают наледи, формирование которых продолжается только часть зимы. Период роста таких наледей увеличивается с понижением гипсометрического положения таликов у подножия КГМ, и
Рис. 49. Схема питания подземных вод глубокого стока через инфильтра-ционный талик на сочленении Депутатского КГМ и Уяндинского КЛАВ: 1 — сложно дислоцированные терригенные породы триаса и юры, 2 — неогеновые и четвертичные пески; 3 — конгломераты и галечники; 4 — суглинки и алевролиты; 5 — лигниты, 6 — современные и верхнечетвертичные аллювиальные отложения с сингенетическими повторно-жильными льдами, 7 — ММП и их граница, 8 — разрывные нарушения и зоны трещиноватос-ти, 9 — зона криогенной дезинтеграции, 10 — обводненность пород (постоянная), 11 — направление движения подземных вод, 12 — скважина, стрелкой показаны появившийся и установившийся уровни подземных вод
в межгорных АдАБ и КПАБ большинство источников (вод глубокого стока имеют характерный режим (рис. 50). Максимум расхода таких источников падает на лето. С началом водно-критического периода идет его снижение, продолжающееся до начала снеготаяния, когда расходы резко увеличиваются, что является следствием быстрого заполнения подрусло>вых инфиль-трационных таликов в горах водами весеннего паводка. Заполнение больших объемов сдренированных пород талыми снеговыми водами с очень низкой минерализацией способствует фор-
мированию пресных и сверхпресных подмерзлотных вод в зонах, где происходит интенсивный сток, а также высокому насыщению вод газами атмосферного происхождения. В то же время вне этих зон воды часто имеют повышенную минерализацию и затрудненный водообмен.
1 II 1/1 IV V VI VII VIIIIX X XI XI! время
Рис. 50., Изменение во времени расходов источников подземных вод подмерзлотного стока в Верхояно-Колымской гидрогеологической складчатой области: 1 — «Сакынд-жа» — бассейн р. Уяндины, 2 — «Анмангында» бассейн р. Колымы, 3—4 — «Тарынг— Юрях» и «Ейемю» — бассейн р. Момы, 5 — «Иерюча» — бассейн р. Индигирки (по данным В. Е. Афанасенко, Н. А. Букаева, Н. Н. Рома-швского, О. Н. Талсшхиш, И. Ф. Швецова)
Значительные гидравлические уклоны, небольшие расстояния между очагами питания подземных вqд и их разгрузки и большие скорости движения являются причиной очень коротких циклов водообмена. По определениям, сделанным в Се-ленняхском КГМиКГМ хребта Тас-Хаяхтах Верхояно-Колымскрй ГСО, циклы водообмена изменяются от 30—40 до 8—10 лет. Это делает необходимым создание природоохранных зон (в районах, где происходит питание этих вод (см. IX. 5).
При высотно-поясном увеличении сплошности ММП в высокогорных сооружениях Средней Азии и юга Сибири условия питания и стока подземных вод становятся лучше от наиболее приподнятых и глубоко промороженных ГГС к структурам, расположенным гипсометрически ниже, где мощности ММП уменьшаются, а сплошность их распространения нарушается таликами. В сложи опостроенных горных системах следует ожидать существования нескольких высотных этажей, для каждого из которых характерны закономерности, описанные выше для ГГС сплошного сверхглубокого и глубокого промерзания, а также сплошного неглубокого, прерывистого и островного промерзания. Улучшение условий стока от вершин к подножиям горных сооружений предопределяет смену типов наледообразования от северных к южным. Следствием этого является уменьшение числа и размеров наледей с понижением абсолютных высот местности в ГГС оплошного неглубокого, прерывистого и островного промерзания. Большое значение в питании подземных вод и наледообразовании в этих горных областях играют современные ледники. Под большинством из них существуют гляциоген-яые талики, которые служат постоянными очагами наполнения шодземных вод глубокого стока (см. VIII.3).