 |
|
Тема: МЕРЗЛОТНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ИХ РЕЛЬЕФООБРАЗУЮЩЕЕ ЗНАЧЕНИЕ
Рельефообразование в областях распространения вечной мерзлоты. Особенности рельефообразования в условиях вечной мерзлоты. Группировки мерзлотных форм рельефа по генезису и физическим процессам: наледные образования и формы пучения; формы, обусловленные морозобойными трещинами; формы, связанные с сортировкой материала. Морозное выветривание и альтипланадия. Термокарст. Мерзлотные комплексы в областях преобладающей денудации, транзита, преобладающей аккумуляции. Особенности хозяйственной деятельности в областях распространения вечномерзлых грунтов.
В области распространения многолетней (постоянной) мерзлотыобразование элювия связано с многократным промерзанием и оттаиванием грунта.
Возникает обломочный элювий,
причем раздробление достигает местами состояния физической пыли (до 0,05 мм);
образуются суглинки, смешанные со щебнем и глыбами.
Поверхностный покров полярных тундр формируется под действием
· морозного выветривания и
· мерзлотных деформаций
· в активном (деятельном) слое сезонного протаивания, расположенном над многолетней мерзлотой.
С мерзлотными процессами связаны
· морозобойные трещины,
· ледяные жилы,
· каменные и трещинные полигоны
и другие «структурные грунты»,
· бугры пучения,
· наледи,
· термокарст*
· солифлюкция *.
* - Будут рассмотрены позже.
Полигональные образования
· возникают на основе развития морозобойных трещин
· из-за неравномерного изменения объема поверхностной части грунта при сильном и быстром охлаждении или усыхании его поверхности.
Трещинные полигоны.
· Трещины разбивают грунты на полигоны (правильные четырех-, пяти- или шестиугольники) размером от десятка сантиметров до 25-50 м.
· Глубина трещин от 1 до 3-5 и более метров, ширина у поверхности 1-5 м
· Трещины заполнены водой или торфом, нередко зарастают мхом;
· центральная часть полигона слабо выпуклая либо представляет собой плоское заболоченное понижение.
· Осенью при замерзании воды в трещинах образуются ледяные клинья (жилы)
· Ледяные клинья, увеличиваясь в объеме и нарастая в стороны, давят на стенки трещин, отжимают грунт вверх и вызывают образование продольных валиков по краям полигонов высотой до 1 м и шириной 1-3 м
(полигонально-валиковый рельеф).
· При этом нередко отмечается смятие грунта на границе с ледяными клиньями.
· При вытаивании льда образуются рвы, которые заполняются минеральным грунтом
· Такие грунты могут сохраняться в ископаемом состоянии и свидетельствовать о мерзлотных процессах в условиях холодного субполярного климата прошлых времен.
Каменные полигоны
· представляют собой каменные валики высотой до 0,3 м,
· валики состоят из щебня, гальки, валунов, бордюром окружают в виде многоугольников или колец плоские или слабовыпуклые участки (размером 0,5 до 3-7 м), сложенные мелкозернистым материалом.
· Образование их связано с морозной сортировкой неоднородного по составу активного (сезонно-талого) слоя.
· В результате неоднократного промерзания и оттаивания по полигональным трещинам этого слоя происходит перемещение крупных обломков вверх под давлением мелкозернистых участков грунта, более пористых, более увлажненных и интенсивнее увеличивающихся в объеме при замерзании.
· Плоские обломки в каменных бордюрах обычно поставлены на ребро.
· Каменные многоугольники образуются на горизонтальных поверхностях,
· на пологих склонах наблюдаются вытянутые в направлении их уклона каменные овалы, полосы, гирлянды среди мелкоземистых участков.
· Морозная сортировка материала наиболее активна в верхней части деятельного слоя (до 0,5-0,8 м) и постепенно затухает с глубиной в зависимости от глубины активного промерзания — протаивания и положения поверхности многолетней мерзлоты.
Пятна-медальоны или медальонная тундра
· широко распространены в субполярных областях
· представляют собой округлые или овальные, размером 0,2-0,3 до 2-5 м плоские или слабовыпуклые пятна непокрытого грунта, сложенные мелкоземистым материалом (рис. 9).
· Пятна разделены трещинами, отмеченными бордюром из растительности.
· в центральной и верхней частях пятна концентрируются глина и мелкая пыль, в периферийной и нижней частях — мелкий песок и крупная пыль.
Кипящие почвы, или кипуны
· наблюдаются в тонких и однородных грунтах
· образуются за счет неоднородного промерзания деятельного слоя вследствие различной трещиноватости.
· Наиболее промерзшие участки грунта (центры кристаллизации льда) давят на пластичный незамерзший грунт, который деформируется, оттекая между центрами давления.
· При неоднократном повторении этого процесса образуются беспорядочные смятия, разрывы и внедрения одного слоя в другой; в ясно слоистых грунтах могут образоваться «фестончатые» складки.
· Деформации в «кипунах» называются криотурбациями.
Бугристый рельеф
· характерен для многих районов распространения многолетнемерзлых грунтов.
· Представлен либо небольшими (высотой 0,5-1,0 м и до 3-5 м в поперечнике) буграми-могильниками, сложенными мелкоземистыми, щебнистыми грунтами или торфом на плоских заболоченных участках,
· либо крупными буграми, размеры которых достигают нескольких десятков и сотен метров в поперечнике, а высота 8-10 м и более.
· Крупные бугры могут быть целиком сложены торфом, либо под слоем торфа залегает минеральный грунт, пронизанный линзами и жилами льда, слагающего ядро бугра.
· Такие формы получили название гидролакколиты, или булгунняхи.
· Приурочены к пониженным участкам, богатым водой, к берегам рек и озер.
· Образуются
· при неравномерном промерзании деятельного слоя,
· в слое остаются участки талого грунта и воды,
· эти участки испытывают со всех сторон давление промерзающего грунта,
· воды и талый грунт выжимаются вверх и приподнимают в виде бугра замерзший выше расположенный грунт.
Наледи различают:
1. речные наледи (или наземные)
образуются в результате выхода на поверхность речных вод, которые прорывают под напором замерзающее суженное русло реки.
2. наледи подземных вод, или грунтовые наледи
образуются
при изливании на поверхность незамерзающих подземных вод под напором многолетней мерзлоты и промерзающей верхней части деятельного слоя или замерзания воды у источника подземных вод.
Находясь под большим давлением в ядре гидролакколита,
вода может выливаться на поверхность, после взламывания и даже взрыва слоя сезонной мерзлоты.
По площади наледи могут достигать нескольких десятков квадратных километров.
Значение Всё рассмотренные явления, связанные с морозным выветриванием, сортировкой и мерзлотными деформациями мерзлых грунтов, имеют большое значение в развитии рельефа, формировании четвертичных отложений и тщательно учитываются при инженерно-геологических изысканиях в областях распространения многолетней мерзлоты.