Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. История исследования шжтнемерзлых морских отложений 9
Глава 2. Природные факторы, определяющие фондирование жюголегнемерзлых морских отложений 13
2.1. Морской седиментогенез 13
2.1.1. Осадконакоплейие в арктических морях 13
2.1.2. Вещественный состав 15
2.1.3. Влашюсть 17
2.1.4. Засоленность 18
2.1.5. Диагенез морских осадков 21
2.2. Климат 24
2.3. Тектоника 30
Глава 3. Экспериментальное изучение криогенного строения грунтов при моделировании эшйжетшеского промерзания
3.1. Методика исследования 36
3.2. Результаты исследований 40
3.2.1. Криогенное строение образцов каолина 41
3.2.2. Криогенное строение образцов современных илов 51
3.2.3. Криогенное строение образцов среднеилеисто-ценовых морских глин 55
3.2.4. Влияние скорости расслоения переувлажненных грунтов на формирование криогенного строения 60
Глава 4. Формирование криогенного строения морских отложений
4.1. Современные морские отложения 66
4.1.1. Особенности осадконакопления в прибрежной части моря 67
4.1.2. Формирование температурного режима современных субаквальних отложений 72
4.1.3. Закономерности формирования криогенного строения современных морских отложений 81
4.1.4. Условия сохранения реликтовых мерзлых отложений, залегающих в субаквальном состоянии 8S
4.2. Плейстоценовые морские отложения 93
4.2.1. Формирование криогенного строения однородных глинистых толщ. (оз.Ней-то, центральный Ямал). 94
4.2.2. Формирование криогенного строения песчано-глинистых толщ.(мыс.Харасавей, западное побережье Ямала) 116
4.2.3. Формирование криогенного строения осадков, сформировавшихся в зоне действия рек.(мыс. Селякин, низовья Енисея) 142
4.3. Особенности эпигенетического формирования много-летнемерзлых морских отложений 154
4.4. Формирование пластовых залежей подземных льдов.. 160
Глава 5. Палеогеографические аспекты фондирования много летнемерзлых морских отложений 170
Глава 6. Особенности ршижрно-геокриолопмесйе исследований морских отлошш 180
Заключение 190
Литература 193
- История исследования шжтнемерзлых морских отложений
- Осадконакоплейие в арктических морях
- Влияние скорости расслоения переувлажненных грунтов на формирование криогенного строения
- Закономерности формирования криогенного строения современных морских отложений
Введение к работе
Актуальность темы. В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года" отмечается необходимость расширения и углубления работ по изучению шельфа с целью рационального использования его-ресурсов. Прибрежная зона арктических морей характеризуется активными динамическими процессами. Здесь постоянно происходят мощные подвижки морских льдов, волновые процессы, действия приливов, нагонов, интенсивные процессы аккумуляции и размыва осадков и др. Все это приводит к чрезвычайно сложным геокриологическим условиям. Одновременно могут идти процессы активного новообразования многолет-немерзлых пород, а также разрушение и переработка уже яформировав-шихся мерзлых толщ. Проблема криолитогенезн в условиях Арктического шельфа еще далека от своего разрешения, поэтому особую актуальность приобретает всестороннее изучение закономерностей развития мерзлых пород в прибрежных районах Арктики, а также разработка научно обоснованной методики проведения инженерно-геокриологических изысканий в этих условиях. Строительство на шельфе может привести к нежелательным процессам, таким как промерзание и пучение грунтов, изменение аккумулятивной и эрозионной деятельности в прибрежных районах, что может затруднить долговременную эксплуатацию сооружений. Научно обоснованный прогноз взаимодействия инженерных сооружений с окружающей средой для условий арктического шельфа связан с необходимостью изучения особенностей морского седиментогенеза и криолитогенеза.
В последние десятилетия наблюдается быстрое хозяйственное освоение территорий арктического шельфа и прилегающих побережий. На равнинах Западной Сибири и Северно-Сибирской низменности морские отложения занимают площадь около І млн.юіг (Троицкий, 1969).
Строительство линейных сооружений (газопроводы, линии электропередач, дороги), разведка и добыча газа потребовали улучшения качества инженерно-геокриологического обеспечения изыскательских и строительных работ, что можно сделать для территории, занятых морскими осадками, лишь на основе более глубокого изучения связи морского осадконакопления и криогенного строения.
Значительную остроту приобрела в последнее время дискуссия о генезисе пластовых залежей подземных льдов в морских, осадках Западной Сибири. В работах некоторых геологов четвертичников, географов и мерзлотоведов их формирование связывается с захоронением плейстоценовых ледников. Эта проблема имеет большое значение, поскольку в зависимости от ее решения коренным образом меняются взгляды на истории) формирования четвертичных отложений Западной Сибири.
Разрабатываемая тема имеет важное народнохозяйственное значение, является своевременной и актуальной в научно-теоретическом плане.
Цели и задачи. Целью работы является выяснение общих закономерностей формирования мерзлых современных и плейстоценовых морских отложений при эпигенетическом промерзании* Основные задачи диссертационной работы состоят в следующем:
провести анализ природных факторов морского криолитогенеза;
провести исследование влияния вещественного состава морских отложений на льдовыделение;
провести анализ особенностей современного осадконакопления в прибрежной зоне арктических морей и его влияние на криолитоге-нез;
рассмотреть особенности формирования криогенного строения в морских плейстоценовых отложениях в зависимости от фациальных
условий при эпигенетическом промерзании;
разработать методические приемы изучения мерзлых морских толщ;
провести анализ пространственно-временных изменений морс-, кого осадконакопления на территории Западной Сибири в плейстоцене и оценку влияния этих изменений на формирование мерзлых морских толщ;
проанализировать особенности формирования пластовых залежей подземных льдов в морских отложениях;
Научная новизна работы. I* На большом фактическом материале рассмотрена связь криогенного строения эпигенетически промерзших морских осадков с фациальными условиями их формирования. Установлено, что каждая фация при эпигенетическом промерзании характеризуется определенным набором сменяющихся процессов перераспределения грунтовых вод и льдообразования, что в конечном итоге и определяет формирование криогенного строения толщи. 2. Показано, что закономерности криогенного строения морских осадков, в конечном итоге определяются спецификой морского осадконакопления в различных фациальных условиях. 3. Для условий арктического шельфа показано влияние фациальных условий и особенности развития побережий на распределение температур в осадках и характера распространения МЖІ. 4. На основе анализа лабораторных и полевых исследований, а также обобщения опубликованных материалов показаны особенности эпигенетического формирования многолетнемерзлых морских отложений. 5. Арктический шельф рассмотрен, как единая система,состоящая из нескольких соподчиненных уровней, каждому из которых соответствуют определенные факторы морского осадконакопления. Разработана схема соотношения факторов морского осадконакопления и соответст-
вувдих им параметров криогенных толщ. 6. Разработана схема формирования пластовых залежей подземного льда и связанных с ними криотекстур в зависимости от соотношения следующих параметров грунтовой толщи: гидростатического давления в водоносном горизонте, прочности кровли и геостатического давления кровли., 7. Показана возможность течения льда при внутригрунтовых динамических процессах.
Практическое значение. Содержащиеся в диссертации выводы были использованы при составлении "Рекомендации по лабораторному изучению строения мерзлых грунтов" (В печати). Разработанные положения об особенностях эпигенетического формирования многолетне-мерзлых морских отложений, где увязываются фациальные условия осадконакопления, процессы перераспределения внутригрунтовых вод и процессы льдообразования, повышают эффективность инженерно-геокриологических работ.
Выявленные особенности криолитогенеза в пределах арктического шельфа, а также разработка схемы, увязывающей факторы морского осадконакопления и параметры криогенных толщ, имеют существенное значение для разработки методики проведения инженерно-геокриологических работ в этих условиях.
Результаты анализа морфологических особенностей пластовых залежей подземного льда, сформировавшихся при динамических процессах, имеют существенное палеогеографическое значение и должны применяться при генетической интерпретации многолетнемерзлых толщ.
Исходные материалы и личный вклад автора, диссертация базируется на многолетних (1976-1983) теоретических, лабораторных и полевых исследованиях автора по северной части Западной Сибири, где он работал в составе Западно-Сибирской и Харасавейской экспе-
диции ПНИИИС. В результате проведения лабораторных исследований и полевых работ автором собран большой материал по составу и криогенному строению современных и плейстоценовых морских отложений, температурному режиму современных морских осадков, по морфологии и структуре и химическому составу подземных льдов.
Основные теоретические положения и выводы, перечисленные в разделе "научная новизна" разработаны автором лично при выполнении плановых и хоздоговорных тем "04-09 Провести научные исследования и разработать методику .определения взаимосвязей условий промерзания и строения мерзлого грунта (I976-I98I)", "Исследование и разработка конструкции ледяных платформ для освоения нефтегазоносных месторождений в условиях Арктического шельфа (I98I-I983)", "Формирование состава, строения и свойств мерзлых грунтов и подземных льдов Западной Сибири (1982-1983)" и при обобщении результатов этих работ. Использовались также результаты других исследователей, что отмечено надлежшцишг ссылками.
Апробация работ и публикация. Основные положения диссертации докладывались на конференциях молодых специалистов ПНИИИС (1978, 1981), Всесоюзном гляциологическом симпозиуме в Томске (1980), семинаре отдела гляциологии Института географии АН СССР (1980), Совете по геокриологии (1980, 1982), на Всесоюзном семинаре по изучению мерзлых пород, организованного МГУ (1981).
По теме диссертации сдано в печать 12 работ, из них $ опубликовано.
Объем и структура работы. Общий объем диссертации составляет 2/3 страниц, текстовая часть изложена на 139 страницах, иллюстрирована 57 рисунками и 15 таблицами. Работа состоит из введения, 6 глав и заключения. Список использованной литературы
включает в себя 10 наименований.
Автор искренне признателен за помощь, оказанную при написании работы, сотрудникам., отделения инженерно-геокриологических исследований ЇЇНИЙИС д.г.-м.н. Б.А.Савельеву, к.т.н. И.В.Шейкину, к.т.н. И.Е.Духину, ст.инж. А.Н.Минаеву, к.г.-м.н. Г.И.Дубикову.
За постоянное внимание, руководство, ценные советы автор глубоко благодарен научному руководителю д.г.-м.н. В.В.Баулину, научному консультанту к.г.н. М.М.Корейше.
История исследования шжтнемерзлых морских отложений
В конце XIX - начале XX века появляются первые сведения о существовании отрицательных температур, формировании донного льда, наличии мерзлых пород на дне гшлярных морей. Эти данные были получены, в основном, в результате океанографических работ (Лаптев, 173S Петерсон,1897; Норценшельд,1922; Сведруп,І93і; Кальянов,1934 и др). В 1938 г. выходит капитальная монография Н.Н.Зубова "Морские воды и льды", в которой на основании большого фактического материала показаны закономерности формирования льдов в морях.-Северного Ледовитого океана. В данной работе было показано, что формирование отрицательных температур на дне полярного бассейна является закономерншл следствием взашлодействия климата и соленых морских вод. В ней также были рассмотрены некоторые особенности захоронения морских льдов. В том же 1938 г. А.И.Дзен-Литовский на примере минеральных озер показал, как происходит формирование и оттаивание мерзлых пород в засоленных водоемах. Он впервые высказывает мысль, что одно изменение засоленности вод без изменения климата может привести к образованию или деградации мерзлоты под водоемом. К началу 40-х годов были пробурены первые скважины в прибрежной части шельфа, которые показали наличие мерзлых пород под морским дном (Пономарев,1940; Жуков, Салтыков,1953). Позднее В.М.Пономаревым была предложена схема формирования сезонных и мно-голетнемерзлых пород на мелководье северных морей (Пономарев 1961). Основная роль в формировании мерзлых пород при этом отводится высокоминерализованным низкотемпературным рассолам, образующимся при замерзании морской воды и проникающим в толщу осадков. К концу 30-х годов относится начало планомерных исследований мерзлых пород севера Западной Сибири, проводившихся экспедициями Института Мерзлотоведения АН СССР. Эти исследования позволили А.Й.Попову (1947) сделать вывод о синхронности максимального плейстоценового оледенения и морской трансгрессии. В работе 1953г. им выделены типы мерзлых пород Западной Сибири и дана их характеристика, в ней также отмечалось, что на севере низменности мерзлота начинает форшроваться по мере регрессии моря. С середины 40-х годов получают развитие представления о широком распространении на севере Западной Сибири морских отложений. Большое значение в этом вопросе имеют работы В.Н.Сакса (1948-1953). В.Н.Сакс на базе анализа геологических и геоморфологических материалов осуществляет обстоятельные палеогеографические реконструкции плейстоцена Советской Арктики для разных компонентов природной среды (моря, оледенения, климат, вечная мерзлота). Начало промерзания пород в Арктике, по его мнению, относится к концу третичного периода. Во время трансгрессии породы протаивали, а в периоды оледенения промерзали. Значительный вклад в изучение закономерностей формирования и преобразования морских осадков внесли работы Н.М.Страхова (I960) и др.
В начале 60-х годов выходят в свет ряд крупных работ, посвященных особенностям развития береговой зоны морей. Среди них "Основы геоморфологии морских берегов" О.К.Леонтьева (1961), "Основы учения о развитии морских берегов" В.Н.Зен-ковича (1962) и др. Изучение строения, состава и свойств морских льдов было проведено Б.А.Савельевым (1963). Эти работы послужили хорошей основой для изучения закономерностей формирования мерзлых морских толщ. С середины 60-х годов представления о морском плейстоцене Западной Сибири получают дальнейшее развитие. На эту проблему существует несколько точек зрения: а) гипотеза о формировании непрерывного плейстоценового мор ского разреза, сложенного двумя ледниково-морскими свитами, раз деленными межледниковой морской (ЛазуковДЭбО; 1970; 1972; Рей- нинДЭбЗ); б) концепция единой плейстоценовой шельфо-ледниковой форма ции (ЗубаковД968; 1974); в) гипотеза о формировании непрерывного плио-плейстоценово- го морского разреза (Кузин, ЧочиаД965); г) гипотеза формирования морских толщ, разделенных пачкой континентальных отложений (Слободин и др.,1967; Загорская и др., 1965; АрхиповД960; 1969; I97E). Для рассматриваемого в диссертации района (территория Западной Сибири севернее полярного круга) автор придерживается представлений о преимущественно морском и ледниково морском генезисе плейстоценовых отложений. При стратиграфическом расчленении плейстоцена использовались схема разработанная Г.Й.Лазу;ко вым (І970Д972). С 60-х годов получают широкое развитие исследования, посвященные изучению условий формирования современных меноголетне- мерзлых морских отложений. Н.Ф.Григорьевым ввделяются типы форми- . рования мерзлых пород в прибрежно-морских условиях, им же уточняются условия развития и распространения мерзлых отложений в суб-аквальных осадках (1962, 1965, 1966, 1971), рассматриваются особенности развития мерзлых пород в зависимости от принадлежности к тому или иному типу побережий. Публикуются многочисленные данные о температурном режиме и криогенном строении в различных фаци-альных условиях. В.А.Усовым (1966, 1967, 19693 по-новому рассматриваются особенности формирования криогенного строения в современных морских отложениях. Указывается, что для данного типа отложений не подходят существующие представления об эпигенезе.
Осадконакоплейие в- арктических морях
Динамические условия осадконакопления в прибрежных частях арктических морей весьма разнородны. Это объясняется многочисленностью источников поступления материала, разнообразием способов его транспортировки, а также разнородными условиями форлирования осадков. В таблице I приведены типы морских осадков шельфа в зависимости от гидродинамической обстановки. В целом для каждой эпохи представленный в таблице набор типов морских отложений будет одинаков. Однако для разных районов побережий и для разных временных срезов соотношение между различными типами морских отложений будет сильно отличаться. Если для формирующихся на Западном побережье Ямала обширных лагун в районах Шараповых и Маресальских "кошек" характерен будет халистадный тип осадков, то для открытых побережий ведущим будут волновой и потоковый типы. Большое влияние на распределение генетических типов морских осадков имеет палеогеографическая обстановка. Для современных условий Карского моря преобладающим будет ледово-морской разнос крупнообломочного материала, а для Санчуговского времени ледниково-морской. Следует помнить, что тенденции в изменении уровня моря не всегда совпадают с определенными палеогеографическими условиями. Санчуговская трансгрессия совпадала с оледенением. Каргинская и современная совпадают с межледниковьем (Лазуков,1972; Зубаков,1972; Кинд,1974 и др.). Пространственные закономерности распределения генетических типов морских осадков во многом предопределяют строение криогенной толщи, форауирующийся при их промерзании,
Одним из основных факторов осадконакопления, влияющих на формирование гранулометрического состава отложений арктических морей, является наличие на поверхности моря ледового покрова. Ледовый покров препятствует развитию на поверхности моря волнения, благодаря чему даже в мелководной прибрежной. зоне возможно отложение тонких илов. С другой стороны для современных морских осадков характерно наличие валунного материала, который выносится припайными льдами из пляжевой зоны и доставляется речными льдами. Насыщенность каменным материалом современных осадков ледово-морского типа колеблется, по данным А.П.Лисицина (1961), от 0,5 - 1,0 до 1000 -- 2000 кг/.м На поверхности морского дна повсеместно распространены голо-ценовые отложения. Они представлены,в основном, песчаными, алевритовыми и глинистыми осадками в зависимости от глубины бассейна; рельефа дна и удаления ат берега. Мощность голоценовых отложений меняется от десятков сантиметров до 30 м (Инженерная геология СССР, 1976). Ниже, как правило, залегают плотные глинистые породы более древнего возраста. В таблице 2 приведены обобщенные данные по гранулометрическому составу голоценовых шгов района Карского моря.
Широко распространенные осадки глинието-алевритного состава слабо сортированы. Графики гранулометрического состава для Карского моря отличаются четкой двухвершиниостькЕ-.; наибольший пик приходится на крупные глинистые частицы, второй,менее выраженный, пик - на фракцию крупной пыли (Данилов, 1978).
Гранулометрический состав современных морских и ледниково--морских осадков (Данилов, 1978; Жамойда, 1982) не отличается от состава соответствующих плейстоценовых морских отложений. Это свидетельствует об идентичности условий осадконакопления.
Среди глинистых минералов современных морских осадков в целом преобладают гидрослюда и монтмориллонит. Но для прибрежных условий отмечается увеличение содержания каолинита вблизи областей сноса и увеличение содержания монтмориллонита при удалении от них (Лапина, Белов,I961). Следовательно, будет наблюдаться изменение минералогического состава в толще осадков при колебаниях уровня моря. При увеличении доли монтмориллонита отжатие седимен-тавдонных вод ухудшается, что приводит к возникновению аномально высоких давлений грунтовых вод в толще осадков (Назаркин,1979). Учитывая, что по степени миграции связанной воды в грунте минералы располагаются в следующей последовательности: каолинит гидрослюда монтмориллонит, преобладание той или иной группы из них может оказать заметную роль при формировании криогенного строения морских осадков (см. гл.З). Это приведет к тому, что в ходе эпигенетического промерзания в неоднородных глинистых горизонтах будут меняться процессы льдообразования, и,как следствие, меняться облик криогенного строения.
Влияние скорости расслоения переувлажненных грунтов на формирование криогенного строения
В ходе экспериментальных исследований мы столкнулись с тем фактом, что при влажностях, превышающих предел текучести, большую роль начинают играть соотношения скоростей промерзания и выделение воды при расслоении грунтов. Это побудило нас заняться проблемой расслоения переувлажненных грунтов отдельно. Этот вопрос также требует внимания в связи с анализом процессов, происходящих при форілировании пластовых залежей подземного льда инъекционного генезиса. Внедряющимся матеріалом не обязательно будет вода. Скорее, это будет переувлажненный грунт. Строение пластовой валежи, сформировавшейся из него во много будет зависеть от соотношения скоростей промерзания и расслоения грунта. В проведенных опытах расслоение переувлаженных грунтов приводило к формированию горизонтальных прослоев относительно чистого льда в промораживаемых образцах. Рассмотрим этот процесс на прішере формирования ледяного слоя в образце современного ила с начальной влажностью 128$ (рис.Иг). В начале скорость промерзания была больше скорости расслоения, поэтому формировался ледогрунтовый горизонт толщиной 1-2 см, затем скорость промерзания становится меньше скорости расслоения грунта, начинается образование первых небольших гнезд воды (рис. 15а), которые в последствии сливаются, образуя единую полость (рис. 156). Уже на первой стадии в верхней части полостей, заполненных водой, наблюдалось формирование ледяных кристаллов. Отдельные грунтовые агрегаты захватываются растущими кристаллами. Вначале лед имеет неровную поверхность и не имеет сплошного распространения. После того как сформировалась единая полость воды граница льда также выровнилась и стала сплошной. Некоторое время скорость расслоения превышала скорость льдообразования, при этом происходило увеличение слоя воды подо льдом. Распределение льда, воды и грунта показано на рис. 16. Во время роста льда шло интенсивное выделение газа из нижней части грунта. Пузырьки воздуха, чаще всего изошетричные, диаметром до 2 мм. Хорошо видно как всплывая пузырьки прилипают ко льду и постепенно врастают в него. После того, как скорость льдообразования стала больше скорости отделения воды, формирование слоя льда завершилось. В результате сформировался слой толщиной 2-2,5 см. Лед имеет 2-х членное строение. В верхней части наблюдается большое количество воздуха. Поэтому лед имеет белый цвет. В нижней части содержание воздуха уменьшается, лед становится более темным. Структура льда показана на рис.17. Хотя нижний контакт между льдом и ледогрунтом довольно резкий, кристаллы не выклиниваются, а переходят из зоны льда в ледогрунтовую зону, распределяя грунтовые частицы согласно своему внутреннему строению.
Рассмотренные процессы происходили и в других видах грунта -- каолине при влажности более 200$, морской глине - при влашюсти ISTfo и выше. При образовании ледяного слоя в образце салехардской глины с начальной влажностью ІЗТ напрмер, соотношение скоростей выделения воды и скоростей льдообразования менялось несколько раз, что привело к захвату льдом грунтовых частиц и формирования в слое льда горизонта, насыщенного грунтом. В этом случае грунтовые частицы как бы плавают во льду (рис. / ).
Нам проводилось изучение скорости расслоения суспензий современных илов. Удалось установить, что расслоение происходит по крайней мере до влажности, равной пределу текучести. Скорость расслоения при этом составляла 0,03 мм/час (около 30 см/год). В наших опытах различие скорости промерзания и расслоения грунтов обусловило формирование крупных слоев льда. Несомненно, что в природе данные соотношения будут изменяться в более широкой гамме и могут привести к фррмированию различных типов текстурообразу-ющих льдов. И совершенно необходимо учитывать рассмотренные процессы при анализе условий формирования пластовых залежей подземного льда инъекционного генезиса. Их строение часто характеризуется чередованием слоев чистого льда и ледогрунта. В зависимости от того, чем определяется динный тип строения пластовых залежей во многом зависит решение вопроса о процессах, происходящих в грунтовом массиве при эпигенетическом промерзании.
Закономерности формирования криогенного строения современных морских отложений
Криогенное строение современных морских отложений рассматривается в .работах Н.Ф.Григорьева (1952, 1962, 1965, 1966, І97Г), Г.И.Дубикова (1966, 1967), И.Д.Данилова (1978), В.А.Усова (1966, ІІ67, 1969), Л.А.Жигарева (1974, 1981), В.Т.Трофимова (1975, 1980) и др.
Следуя общей схеме рассмотрения условий формирования криогенных толщ прибрежной части арктических морей, формирование криогенного строения также будем рассматривать по принадлежности к фациальным зонам.
Во внешней фациальной зоне морские осадки отлагаются в среду, потенциально приспособленную к формированию льда. Она имеет отрицательную температуру и большую влажность, но промерзания осадков не происходит, они находятся в охлажденном состоянии. Ледяные включения могут формироваться лишь локально, образуя отдельные кристаллы или гнезда только при распреснении засоленных охлажденных осадков. Процессы,соответствующие льдообразованию при уменьшении засоленности морских осадков,можно разбить на три группы: I)перемешивание морских вод, при котором более пресные воды поступают в::придонные низкотемпературные слои; 2) инфильтрация пресных вод в толщу несцементированных охлажденных морских илов; 3) локальное уменьшение солености в ходе диагенетических процессов в толще морских осадков. Кратко рассмотрим их.
Осадконакопление в прибрежных участках арктических морей несет в себе следы морских и континентальных условий. Для первых характерна большая засоленность, отрицательные температуры осадков, влияние вторых сказываются в выносе минеральных и органических веществ, а также большого количества пресных вод. Они поступают в виде поверхностных и внутригрунтовых потоков. Перемешивание внутриводных потоков приводит к формированию донных льдов. Донные льды формируются на глубинах до 30 м (Владимиров, 1925. J Кленова, 1948; Лисицын 1966 и др.). В данном случае важно не то, насколько крупные ледяные тела образуются при этом. Главное в том, что в морских осадках существуют условия, прі которых с самого начала образования осадка в нем в качестве минерала уже присутствует лед.
На участках морских побережий в толще морских осадков существуют потоки инфидтътрационных пресных вод прослеживающиеся на десятки километров от берега (CotVin and otkjLS&b, КолОЛj 1966, Глазовская, .... 1978). Пресные воды, стекающие с коренного берега и насыщающие субаквальные отложения, по-разному влияют на их промерзание. Попадая в зону отрицательнотемпературных осадков, они /повышают их температуру, частично замерзают, особенно на большом удалении от берегов. При достаточной мощности грунтового потока, функционирующего круглый год, создаются условия, препятствующие многолетнему промерзанию морских осадков. В случае, когда мощность грунтового потока недостаточна для формирования талика, пресные воды, понижая концентрацию морских вод, насыщающих отложения, способствуют более интенсивному льдовыделению в них (Стремяков,І966). В неконсолидированных уплотняющих морских осадках всегда существует поток седиментационных вод, направленный вверх. При чередовании песчаных и глинистых прослоев создаются резкие аномалии давления и солености поровых вод. В условиях отрицательных температур это приведет к локальному льдовыделению.
Рассмотренные факторы льдообразования связаны с особыми условиями промерзания морских осадков. Лед может формироваться в начале отложения илов и предшествовать диагенетическим преобразованиям в осадке. Льдовыделение может происходить и в ходе диагене-тических преобразований. Таким образом, морские осадки являются особым типом пород, в котором с самого начала могут параллельно идти льдовыделение и диагєнетические процессы. Ни в одном генетическом типе пресноводных субаквальних осадков это невозможно.
Для фациальной зоны подводных валов и ложбин характерно формирование лагун, заполненных глинистыми отложениями и окруженных участками, сложенными более грубозернистым материалом. В мелких лагунах осадки промерзают в субаквальних условиях и, прежде чем стать тверцомерзлыш, претерпевают диагєнетические изменения. Для мерзлых осадков характерны ломанные, прерывистые, утоньчающиеся и разветвляющиеся на концах линзы и прослойки льда. Они залегают с наклоном, косо или почти вертикально (Катасонов,1965).
В.А.Усов (1967) приводит следующие данные по криогенному строению современных лагунных отложений о.Вилькицкого. Вблизи уреза воды были вскрыты две линзы лагунных отложений; в верхней, мощностью 0,2 м, лед образует неправильные овальные гнезда размером до 10-15 см. Данный вид ледяных включений составляет от 40-50 до 70$ объема всей породы, текстура близка к атакситовой. Встречается также горизонтально-слоистый лед толщиной до 0,15 см и более. Слоистость образована фирнообразными и загрязненными минеральной примесью прослоями льда, в которых встречаются включения ила размером до 10 мм. В нижней линзе отмечаются колонии мелких ледяных зерен: гнезда диаметром до 4,5 см и ветвистые прослои, ориентированные большей частью наклонно. Криогенное строение лагунных отложений в линзах обусловлено инъекционными процессами. Причем источником воды могли быть не только вмещающие пески, но и сами водонасыщенные илы (Усов,1967). Илистые пески субфации подводного склона характеризуются наклонно-слоистой криогенной текстурой. Как правило, наклонную или вертикальную ориентировку ледяных элементов считают показателем бокового фронта промерзания. Данный вид криогенного строения был получен в ходе лабораторных исследований при промерзании илов сверху при различных начальных влаж-ностях (гл. 3). Интересным: является то обстоятельство, что в лагунных отложениях при температуре -5 породы не содержали льда и сохраняли вид пластичного осадка (Усов,1967). В засоленных современных илах Ванвкиной губы включения льда наблюдались в виде цепочек ледяных зерен. Зерна льда обычно покрыты налетом соли (Григорьев,1966). Формирование рассмотренных видов криотекстур связано со спецификой льдообразования в засоленных глинистых грунтах (см. гл. 2, 3).
