Содержание к диссертации
Введение
Глава I. ПУТИ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ МОРЕН И РАЗВИТИЕ
ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О МЕХАНИЗМАХ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ -12
1.1. Взгляды на процессы формирования поверхностных морен в начальный период гляциологических исследований - 12
1.2. Исследования поверхностных морен в первой половине XX века - 16
1.3. Изучение поверхностных морен на современном этапе 18
1.3.1. Изучение абляции льда под слоем морены - 19
1.3.2. Исследование закономерностей распределения каменного материала на поверхности ледников - 21
1.3.3. Наблюдения морфологии поверхностных морен . 25
1.3.4. Исследования вещественного состава и строения морен - 31
Глава 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ - 36
2.1. Методы изучения вещественного состава морен . -39
2.1.1. Петрографический анализ крупнообломочного материала - 40
2.1.2. Минералогический анализ моренного мелкозема - 42
2.2. Методы изучения структуры морен - 45
2.2.1. Гранулометрический анализ мелкозема - 46
2.2.2. Анализ формы и характера поверхности крупных обломков - 52
2.3. Методы изучения текстуры морен - 56
2.3.1. Ориентировка удлиненных обломков - 57
Глава 3. ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ И СТРОЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ МОРЕН -62
3.1. Вещественный состав поверхностных морен . -63
3.1.1. Срединные морены и сплошные моренные плащи -64
3.1.2. Боковые морены -85
3.2. Гранулометрический анализ моренного мелкозема -90
3.2.1. Срединные морены и сплошные моренные плащи -90
3.2.2. Боковые морены - 112
3.3. Форма и характер поверхности крупнообломочного материала - 124
3.3.1. Срединные морены и сплошные моренные чехлы - 125
3.3.2. Боковые морены - 137
Глава 4. МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ РАЗНОТИПНЫХ ПОВЕРХНОСТ НЫХ МОРЕН - 155
4.1. Формирование срединных морен и чехла поверхностной морены - 156
4.2. Механизмы образования боковых морен - 200
ЗАКЛЮЧЕНИЕ - 214
ЛИТЕРАТУРА - 217
- Взгляды на процессы формирования поверхностных морен в начальный период гляциологических исследований -
- Методы изучения вещественного состава морен .
- Вещественный состав поверхностных морен .
- Формирование срединных морен и чехла поверхностной морены -
class1 ПУТИ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ МОРЕН И РАЗВИТИЕ
ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О МЕХАНИЗМАХ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ class1
Взгляды на процессы формирования поверхностных морен в начальный период гляциологических исследований
Еще на самых ранних этапах изучения горных ледников обломочный материал, засорявший их поверхность, привлекал внимание исследователей. "Поверхность ледника недолго сохраняет блестящую белизну. Он охвачен горами, которые размывает снег, крошит мороз, бороздят лавины, потрясают бури. Более легкие обломки далеко рассыпаются по леднику и грязнят белизну его поверхности" - писал Тин-даль (1866, с.208) в своей известной монографии.
В этот период, проводя наблюдения над таянием ледников, их строением, динамикой, исследователи уделяли немалое внимание каменному материалу, транспортируемому на их поверхности. Таким образом, формирование морен как важная сторона жизнедеятельности ледников анализировалось в тесной связи с гляциологическими процессами.
Попытки исследования поверхностных морен с целью объяснения механизмов их образования первым предпринял Кун еще в 1787 г.(см.
Chariesworth. , 1957, т.І, с.406-407). Однако, детальное изучение рассматриваемых морен было проведено значительно позднее, в первой половине XIX столетия, такими учеными, как Агассиз, Шерпантье, а позднее Форбсом и Тиндалем ( Agassiz 9 1840; Forbes , 1856; Тин-даль, 1866 и др.). Изучая различные аспекты жизнедеятельности ледников, они рассматривали ледник как многокомпонентную сложновзаимо-действующую систему, в которой определенное место отводилось каменному материалу морен. Морфологические особенности поверхностных морен тесно связывались с такими гляциологическими факторами, как динамика ледниковых потоков, положение границы питания ледника, различие в скорости таяния чистого и заморененого льда и целым рядом других.
Такой подход дал возможность внести некоторую ясность в вопросы, связанные с присутствием обломочного материала на поверхности ледников. Исследователями первой половины XIX века создается первая классификация морен, в которой, учитывая различия в положении на поверхности ледника и морфологические особенности морен, проводится их дифференциация на боковые, срединные и сплошной моренный чехол, покрывающий концы некоторых ледников. Создаются первые модели, объясняющие формирование различных типов поверхностных морен. Образование боковых морен объясняется концентрацией продуктов скального обрамления в прибортовых частях ледниковых языков, а возникновение срединных морен, берущих начало непосредственно у подножий скальных выступов, расположенных в местах сочленения ледников-притоков, слиянием боковых морен этих ледников.
Не остаются без внимания формы микрорельефа ледниковой поверхности, образование которых также связано с присутствием обломочного материала. Исследователи изучают особенности морфологии грязевых конусов ("муравьиные кучи"), ледниковых столов, стаканчиков и других форм. Б их работах мы находим подробнейшие описания механизмов образования этих форм рельефа.
Однако, несмотря на всю плодотворность ранних гляциологических работ, многие аспекты формирования поверхностных морен продолжали оставаться неясными. Существующие модели, объясняющие образование срединных и боковых морен результатом осыпания продуктов выветривания на поверхность ледника, не могли дать ответа на вопрос: каким образом формируется сплошной моренный плащ, целиком покрывающий языки многих ледников? Все предлагаемые объяснения остались мало приемлемыми. Трудно было предположить, особенно для широких ледников, что чехол состоит из обломков, попавших со скло - 14 -нов долины на середину ледника. Происхождение моренного чехла путем слияния множестве, полос срединных морен также оставалось маловероятным. Не вызывало сомнения то, что генезис моренного чехла гораздо сложнее. Оставался неясным также механизм формирования срединных морен, внезапно появляющихся на поверхности ледникового языка и не имеющих видимой связи с каким-либо источником питания каменного материала.
Методы изучения вещественного состава морен
Определение вещественного состава морен содействует выявлению областей сноса каменного материала, способов и особенностей механизмов поступления обломков в ледники и путей его транспортировки. Выяснение состава обломочного материала дает возможность провести фациальное расчленение разнотипных морен, а также показать основные закономерности геологической деятельности ледников и их динамики. Состав морен используется для диагностики их как генетического типа отложений, а та.кже в целях стратиграфического расчленения.
Сочетание в ледниковых отложениях частиц разной размерности от крупных валунов до глины - предопределило различия в методике исследования их вещественного состава. Для изучения крупнообломочного материала использовался петрографический анализ. Исследование песчаных, алевритовых и глинистых частиц проводилось различными методами минералогического анализа.
Б отличие от текстурных и структурных характеристик, вещественный состав морен практически целиком предопределяют исходные коренные породы. Различия в геологическом строении крупных горных районов и даже в пределах каждого из них не позволяют сопоставлять данные о составе морен. Сравнение результатов изучения вещественного состава морен оказывается возможным только в пределах одной ледниковой долины, либо соседних долин, шлеющих сходное геологическое строение. При интерпретации результатов изучения вещественного состава нами привлекались материалы геологических съемок Центрального Кавказа, Тянь-Шаня и Шпицбергена. В отдельных случаях были выполнены самостоятельные исследования геологического строения бортов ледосборов и трогов.
2.І.І. Петрографический анализ крупнообломочного материала.
Основной чертой строения всех и особенно поверхностных морен современных горных ледников является высокое содержание крупнообломочного материала. Это выдвигает петрографический анализ в ряд ведущих методов исследования вещественного состава морен и определяет его большую информативность.
Петрографические исследования морен проводились в 27 ледниковых долинах: в десяти на Центральном Кавказе, в семи на Шпицбергене и в десяти на Тянь-Шане. Общее количество определенных обломков превышает 49 тысяч.
Отбор образцов в поле осуществляется двумя путями. На срединных моренах и сплошных моренных чехлах, покрывающих значительные площади ледниковых языков, обломки отбирались площадным способом с участков размером 2x2 м. На моренах с однообразным составом разбивалась лишь одна такая площадка. В случае обнаружения неод-нородностей в составе обломочного чехла на поверхности ледника устраивалось несколько площадок по продольным и поперечным профи - 41 -лям. При исследовании придонных и отложенных морен в обнажениях и шурфах образны отбирались бороздовым методом с соблюдением вертикального интервала 0,5 м.
Вещественный состав поверхностных морен
Возможности проведения исследований вещественного состава морен и уровень последующей интерпреташи полученных результатов определяются двумя факторами - геологическим строением конкретной территории и степенью детальности его изученности. В соответствии с этими факторами в одних районах изучение петрографического и минералогического состава морен не приносит ощутимых результатов, тогда как в других вещественный состав поверхностных морен позволяет с высокой точностью идентифицировать их источники и проследить закономерности переноса обломочного материала ледниками.
Наиболее эффективны исследования вещественного состава морен оказываются в тех случаях, когда ледники ориентированы вкрест простирания нескольких детально изученных петрографических зон. Такая ситуация наблюдается во внутренних частях острова Западный Шпицберген - Земля Улафа У и Ню-Фрислан. Эта территория сложена преимущественно докембрийскими магматическими и метаморфическими породами формации Гекла Хук. На юго-западе Земли Улафа У эти породы перекрываются верхнєпалеозойским комплексом осадочных пород.
Изученная нами территория характеризуется развитием полупокровного (сетчатого) оледенения, особенностью которого является наличие обширной общей области питания с выступающими ну-натаками и серии выводных языков. Нами исследовались несколько выводных ледников, которые спускаются в западном направлении к Вейдефьорду (ледники Трюгве, Зандр и Стубендорф) и к Билле-фьор-ду (ледник Норденшельда) и последовательно пересекают несколько отличных петрографических зон.
Результаты изучения вещественного состава поверхностных морен вышеупомянутых ледников освещаются наиболее полно. Вместе с тем, в целях выяснения наиболее общих закономерностей поступления обломочного материала в морены, мы привлекли данные по другим горноледниковым районам. При этом срединные морены и сплошные моренные чехлы рассматриваются отдельно от боковых морен.
Формирование срединных морен и чехла поверхностной морены
До сих пор при исследовании поверхностных морен, как правило, предпочтение отдавалось изучению их морфологии, характера распределения обломочного материала на ледниках, его влияния на абляцию подстилающего льда и некоторых других особенностей, при этом глубокого анализа состава и строения самого каменного материала, их слагающего, не проводилось. Такой подход позволял осветить лишь некоторые аспекты развития срединных и боковых морен, а также сплошных моренных плащей, оставляя нерешенным вопрос о генезисе этих образований.
Исследователи, опираясь на визуальные наблюдения и не имея более строгого фактического обоснования, по-разному объясняли происхождение материала морен, что привело к возникновению целого ряда разных, в том числе и противоречивых, гипотез формирования поверхностных морен. Отсутствие общепринятой теории возникновения и развития морфологически различных морен на ледниках объясняется еще и тем, что, как правило, представления о процессах морено образования создавались на основе наблюдений, проведенных на одном или нескольких соседних ледниках, и не исключалась возможность восприятия чисто региональных особенностей в качестве универсальных. Однако, попытки изучения морен на поверхности ледников с использованием единого набора методов, но в условиях разных горных районов, отличающихся характером оледенения и его геолого-геоморфологическим фоном, с целью проведения сравнительного анализа никем не предпринимались.
Создание обоснованной теории процессов формирования поверхностных морен горных ледников становится возможным лишь благодаря проведению в нескольких районах комплекса исследований, включающих изучение количественно-аналитических характеристик состава и строения их каменного материала; анализ гляшодинамических обстановок поступления обломочного материала на ледник, его последующего транспорта и отложения; учет геолого-геоморфологических факторов. Первый опыт проведения подобных. исследований на ледниках Кавказа, Шпицбергена и Тянь-Шаня освещается в настоящей главе.
Похожие диссертации на Процессы формирования поверхностных морен горных ледников
