Введение к работе
Актуальность темы. Освоение Центральноякутского региона, связанное с открытием и эксплуатацией здесь месторождений газа, строительством газопроводов и дорог, а также с сельскохозяйственным использованием земель, требует всестороннего изучения . многолетнемерзлых пород (ММЛ),с заключенными в них текстуро- и залежеобраэуюшими подземными льдами. Крайне неравномерное, порой мозаичное распределение льда в породах сушественно затрудняет хозяйственную деятельность. Оптимальное размещение инженерных сооружений и сельскохозяйственных угодий возможно только при условии,' когда распределение подземных льдов известно. Для того чтобы его выявить, нужно установить условия формирования криогенного строения и особенности распределения льдистости много-иетнемерзлых пород, разработать их типизацию по криогенному їтроению и льдистости для создания на этой основе типовой леген-зы инженерно-геологических карт. Подобного рода работы до на-тощего времени были сосредоточены в основном в восточной частя эегиона, на Лено-Амгинском междуречье, тогда.как его западная шсть, значительно отличающаяся от восточной, до сих пор остава-гаеь в инженерно-геологическом отношении мало изученной.
Цель работы - установить закономерности формирования крио-енного строения и льдистости многолетнемерзлых дисперсных отло-.ений аккумулятивных равнин Центральной Якутии и на этой основе совершенствовать методы регионального инженерно-геологического зучения горных пород в криолитозоне.
Задачи исследований состоят в следующем.
-
Расчленить аккумулятивную толоку западной части равнин внтральной Якутии на геологические тела разного ранга на основе чёта генетических, стратиграфических и литологичееких признаков.
-
Выявить закономерности изменения криогенного, строения и ьдистости обособленных геологических тел, на этой основе усталость критерии выделения и по ним выделить криолитологические те-і, отличающиеся криогенным строением и льдистостыз.
'3. Усовершенствовать методы определения различных видов >дистости выделенных криолитологических тел.
Исходные материалы и объект исследований. В работе проана-" лизированы материалы опытных средне- и крупномасштабных инженерно-геологических съемок, выполненных ВСЕГИНГЕО при непосредственном участии автора в бассейнах средней Лены и нижнего Вилюя в Ї9Ь4-І9Ш гг. Обобщены данные по геологическому и криогенному строению, льдистости дисперсных пород аккумулятивных равнин Центральной Якутии. Лично автором изучено и задокументировано около 3,5 тыс.пог.м керна инженерно-геологических скважин, значительная часть которого была сфотографирована; изучены обнажения ММП, отобраны пробы на минералогический, химический, гранулометрический, палинологический, радиоуглеродный анализы; определены различные виды льдистости (влажности) и плотность пород. Для выявления закономерностей распределения льда в породах, использовался мерзлотно-фациальный анализ и метод оптико-структурного машинного анализа фотоизображений мерзлых грунтов. Статистический анализ проводился на ЭВМ ЬС.
Научная новизна работы.
I. Получены новые данные об инженерно-геологических условиях аккумулятивных равнин Центральной Якутии:
а) установлено, что ведущая роль в строении толщи дисперс
ных отложений аккумулятивных равнин Центральной Якутии принадле
жит полигенетическим покровным отложениям мощностью 10-50 м, пе
рекрывающим, а нередко частично или полностью замещающим перво
начальную аллювиальную толщу; значительная часть их представлена
породами ледового комплекса: льдистыми супесчано-суглинистыми и
песчаными породами с повторно-жильным льдом (ИМ), в разной сте
пени переработанными эрозионными и термокарстовыми процессами;
б) определены критерии выделения и выделены геологические
тела многолетнемерзлых отложений разного ранга: генетические ти
пы и их комплексы, стратиграфо-генетические и фодиальные комплек
сы, криолитологические фации, составлена схема их типизации;
в) выявлено, что в составе покровных отложений, в том числе
и в составе ледового комплекса широко развиты пески, образовав
шиеся за счет флювиального переотложения песчаных толщ мелового
возраста, выполнявших Билюйскую синеклизу;
г) макрольдистость покровных отложений за счет ІІЖЛ увеличи
вается сі центра равнины к её периферии; в центральной, наиболее
пониженной части равнины, где имеются многочисленные озера, условия для повторно-жильного льдообразования били неблагоприятными в отличие от слабонаклонных поверхностей по периферии равнин;
д) установлено, что на межаласьях между подошвой сезоннота-лого слоя и льдистыми породами верхнеплейстоценового возраста залегает слой наложенно-синкриогенных отложений, образовавшихся. при оттаивании и повторном промерзании покровных отложений.
-
Разработана легенда средне- и крупномасштабных инженерно-геологических карт, типовая для Центральной Якутии, позволяющая наиболее полно отразить пространственную изменчивость криогенного строения и льдистости мерзлых пород.
-
Предложена модификация оптико-структурного метода дяя определения льдистости за счет текстурообразущего льда в грунтах с мелкими и частыми ледяными шлирами.
-
Для супесчано-суглинистых отложений аккумулятивных равнин Центральной Якутии получены уравнения связи, позволяющие по значениям суммарной влажности с учетом гранулометрических' характеристик и параметров криогенных текстур определять различные виды льдистости за счет текстурообразушего льда.
Предметом защиты являются:
- схема типизации многолетнемерзлых дисперсных пород акку
мулятивных равнин Центральной Якутии по их криогенному строению
и льдистости;
- модификация оптико-структурного метода для определения
льдистости за счет текстурообразувтего льда в грунтах с мелкими
и частыми ледяньли шлирами.
Практическая значимость и реализация работь..
Схема типизации многолетнемерзлых пород по их криогенному строению и льдистости и созданная на её основе типовая легенда средне- и крупномасштабных инженерно^геологических карт, разработанные автором для региона Центральной Якутии, позволяют при проведении инженерно-геокриологических съемок и изысканий более
- б -
полно отражать пространственную изменчивость криогенного строения и льдистости отложений.
Результаты выполненных работ используются в практике опытно-производственных работ Комплексной гидрогеологической экспедиции ВСЕГИНГБО, по проведенным исследованиям составлены отчета с комплектом инженерно-геологических карт, переданные ПГС "Якутскгеология" и "Ленанефтегазгеология".
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на расширенном заседании Научного совета по криологии Земли (Москва, 1985), конференциях молодых ученых ВСЕГИНГЕО (1985, 1987), I Всесоюзной конференции "Экология нефтегазового комплекса" (Надым, 1988), научно-практической конференции "Проблемы инженерно-геологических изысканий в криолитозоне" (Магадан, 1989).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных статей (три из них в соавторстве) и одна статья находится в печати.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения. Она содержит 145 с. машинописного текста, 43 рис., 31 табл. и приложение; список использованной литературы содержит 138 наименований.
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю доктору геолого-минералогических наук Е.С.Мельникову, а также искреннюю признательность за советы и помошь в работе д-ругеогр. наук А.С.Викторову, канд. геол.-мин. наук Г.Ф.Гравису, канд. физ.-мат. наук Л.Г.Козлову, канд. геол.-мин. наук А.И.Сташенко, д-ру геол.-мин. наук Ю.Л.Шуру, д-ру техн. наук К.А.Яновскому, Т.Г.Голубенко, Т.И.Гусевой, О.Е.Пономаревой, М.Е.Поповойі В.И. Пыркину, Л.Н.Свиридовой, О.В.Спиридоновой.
