В.Д. Тарноградский

О ПРОИСХОЖДЕНИИ ПЛАСТОВЫХ ЗАЛЕЖЕЙ ПОДЗЕМНЫХ ЛЬДОВ НА КАРСКОМ ПОБЕРЕЖЬЕ П-ВА ЯМАЛ

Скачать *pdf

УДК 551.328.2.001.32(571.121)

 

В статье приведена характеристика геологического строения западного побережья п-ова Ямал (к СВ от м. Бурунного и у пос. Марресале). Здесь выявлены ледниковые образования, включающие реликтовые глетчерные льды. Описаны текстуры морены и льдов, связанные с пластическим течением, складчатые и разрывные гляциодислокации, гляциодиапиры. В составе морены большую роль играют в той или иной степени ассимилированные местные породы. Ледниковые образования предположительно отнесены к максимальной стадии позднеплейстоценового оледенения.

 


Тематические работы, проведенные в 1979 г. автором совместно с Ф.А. Каплянской на западном побережье п-ова Ямал, ставили своей задачей уточнение генезиса четвертичных отложений и охватили три участка. Материалы изучения первого из них - у пос. Харасавэй изложены в статье Ф.А. Каплянской [1982] в данном сборнике. Ниже излагаются предварительные результаты исследования двух других - северо-восточнее м. Бурунного и у полярной станции Марресале.

Северо-восточнее м. Бурунного был обследован береговой обрыв на протяжении 1,7 км (от юго-западного конца обнаженного берега до морского маяка). Он здесь имеет высоту 25 м и очень сложный разрез, главной особенностью которого является неоднократная смена пород в латеральном направлении. Здесь более или менее равномерно чередуются выходы пород двух разновидностей, которые граничат между собой по наклонным, иногда почти вертикальным контактам.

Первой разновидностью пород являются темно-серые и серые неслоистые глины и суглинки с оскольчатой отдельностью, содержащие заметное количество эрратического каменного материала (гравий, гальку, реже - валуны размером до 0,5 м). Они образуют сплошные крупные массивы (250-300 м в поперечнике), разделенные существенно песчаными участками обычно меньших размеров.

Породы в этих массивах отличаются значительной однородностью, но в них можно различить более светлоокрашенные супесчаные разности крупнооскольчатого сложения и темные суглинистые и глинистые с более мелкой отдельностью; изредка встречается неоскольчатая мягкая суглинистая порода землистого сложения.

Эти породы, как правило, не имеют видимых элементов текстуры. Лишь иногда они обнаруживают расслоенность на отдельные пласты, отличающиеся по размеру отдельности и слоеватости - за счет наличия опесчаненных пропластков, большей частью линзовидных. Встречаются также включения инородных пород (мелкозернистых песков, супесей и желтых глин) различного размера и формы. Эти элементы текстуры обычно тяготеют к приконтактовой зоне и вблизи нее конформны ей. Слоистости, свойственной субаквальным отложениям, в глинистых породах не отмечено, а перечисленные текстурные особенности являются характерными гляциодинамическими текстурами, свидетельствующими о ледниковом происхождении этих пород, принадлежавших к фациям монолитной и плитчатой морен.

Льдистость глин и суглинков невелика и равномерна. Их криогенная текстура образована тонкими (редко до 1 см) ломаными прожилками льда, образующими неправильный неполносетчатый рисунок, в ориентировке которого не наблюдается явной связи с текстурными элементами. Эта криотекстура и обусловливает оскольчатую отдельность породы, проявляющуюся при протаивании. Следует заметить, что глинистые породы и в мерзлом состоянии при расчистке на 0,5 м ниже подошвы сезонно-талого, слоя обнаруживают заметную пластичность.

Вторая разновидность пород, встреченная на обследованном участке, - это преимущественно мелкопесчаные и супесчаные отложения. Они образуют тела, залегающие в промежутках между массивами глинистой морены, и обладает признаками первоначального субаквального осаждения и спокойного констративного наслоения. В них отмечаются остатки седиментационных текстур: знаки мелководной ряби, прослои заиления, пропластки растительного детрита и шлиховые прослойки. Следов внутренних эрозионных врезов не отмечено; иногда наблюдаются лишь небольшие линзы косослоистых песков. В этих породах присутствуют многоярусные горизонты инволюций без признаков почвообразования, свидетельствующие о неоднократном захоронении сезонно-талого слоя на участках мелководий. Видимая мощность этих отложений 10-15 м, первичное происхождение этих пород скорее всего озерное или озерно-аллювиальное.

Песчаные породы отличаются значительным, хотя и неравномерным льдосодержанием, и во всех обследованных выходах обнаруживают сильную дислоцированность. Они подверглись разного рода интенсивным пластическим деформациям (вплоть до приобретения всей породой флюидального строения) и реже - разрывам; те и другие виды дислокаций встречаются совместно.

Породы с флюидальными текстурами имеют по большей части крутые углы наклона вплоть до вертикального залегания. Во множестве наблюдаемые мелкие дисгармоничные складки часто разорваны, среди них отмечены опрокинутые и лежащие, они иногда образуют целые серии. Видимые размеры складок (или их частей) - несколько метров в высоту и ширину (за пределами данного участка отмечены складчатые деформации высотой более 25 м).

Кроме мелких разрывов, осложняющих складчатость, наблюдаются участки дробления озерно-аллювиальных осадков на крупные (15-20 в длину и 5-6 м в высоту) блоки с ненарушенной внутри слоистостью. Швы между блоками заключают либо пропластки льда, либо брекчию трения. Судя по составу и текстурам пород, дроблению подвергались верхние горизонты толщи, отличавшиеся относительно малой льдистостью.

Пластически дислоцированные песчаные породы в изобилии включают залежи подземного льда и ледогрунта пластового типа. Наиболее заметные скопления льдов обнаруживаются у боковых контактов песчаных тел с глинистой мореной. Они представляют собой залегающие в соответствии с формой контакта слоистые пачки льда и ледогрунта видимой мощностью 3-4 м. Прослои толщиной 0,2-0,4 м представлены чистым и мутным желтоватым льдом с рассеянной в нем песчаной взвесью; они соседствуют со слоями песка с массивной и слоистой криотекстурой и брекчией из обломков слоистых глинистых пород в ледяном цементе.

Слоистость пачки льда и ледогрунта не вполне правильная, наблюдаются срезания слоев и волнистые смятия, что свидетельствует о течении ледогрунта в приконтактовой зоне.

В глинистой морене, в зоне непосредственно примыкающей к контакту, также наблюдаются следы течения вдоль последнего в виде неясного струйчатого строения породы, которое подчеркивается криотекстурой, переходящей здесь в разорвано-слоистую, параллельную контакту. Такой контакт, очевидно, свидетельствует об относительном пластическом смещении обоих типов пород, находившихся в мерзлом состоянии.

Внутри песчаных пород также наблюдаются значительные скопления льда то в виде слоев, залегающих часто в ядрах складок, то в виде ледогрунта с признаками пластического течения. Слои льда и породы в складках часто залегают согласно; при этом в пластах мелкозернистого песка, участвующих в складчатости, можно видеть безусловные признаки седиментационной слоистости.

В верхней части песчаных тел характер залеганий иной: здесь также наблюдается слоисто-линзовидная флюидальная текстура пластического течения с участием льда, ориентированная в основном субгоризонтально, и появляются прослои моренного суглинка с каменным материалом.

Объяснение явлений, встреченных северо-восточнее м. Бурунного, сталкивается с определенными трудностями. Они связаны с необычными соотношениями разнородных пород, формой контактов между ними, характером и распределением льдистости, сложностью дислокаций и так далее и усугубляются неполной и неравномерной обнаженностью участка и как следствие этого - фрагментарностью наблюдений.

Поэтому приводимую ниже интерпретацию его геологического строения и схему развития следует рассматривать как предварительные, нуждающиеся в подтверждении и уточнении.

Подземные льды, встреченные на данном участке побережья, с одном стороны, имеют признаки интенсивного пластического течения и смятия, свойственного ледниковым динамическим обстановкам, а с другой - находятся в явной связи с дислоцированными и переработанными породами озерно-аллювиального типа, иногда обнаруживая залегание, согласное с реликтами осадочной слоистости этих пород. Это заставляет предполагать их первоначальное внутригрунтовое происхождение, а совместную с вмещающими породами дислоцированность и динамическую переработку связывать с последующим воздействием ледникового покрова и частичным вовлечением в его движение.

Залегание песчаных льдистых тел флюидального строения между монолитными массивами глинистых пород с круто наклонными динамическими контактами притирания можно интерпретировать как серию диапировых структур, возникших под давлением ледника, осложненных дополнительными складками течения. В них выдавленные вверх и смятые льдонасыщенные породы озерно-аллювиальной толщи прорвали некогда единый мощный пласт глинистых отложений. Протрузии выше пласта отложенной неподвижной морены достигали зоны, где ее движения эпизодически возобновлялись, и здесь их верхушки вовлекались в субгоризонтальное течение с образованием соответствующих текстур и смешиванием с транзитным материалом.

Данных для решения вопроса о формах и происхождении льдистости озерно-аллювиальной толщи до ее деформации мало. Судя по наблюдениям в отдельных пунктах, где в дисклокациях можно видеть согласное залегание слоев льда и пород, это могли быть залежи горизонтально-слоистого ледогрунта и отдельные, довольно мощные пластовые тела скорее всего сегрегационного генезиса. Такого рода льдистость не обычна для подобных отложений, и это заставляет думать об особых условиях ее возникновения. Можно предположить, что она является результатом сегрегационного льдовыделения в условиях напорной миграции при очень медленном эпигенетическом промерзании под толщей ледника.

Стадиальные изменения мощности ледникового покрова могли вызывать колебания нижней границы мерзлоты в подстилающих слоях и породы ложа испытывать оттаивание и промерзание. Под ледниковыми покровами могут возникать бассейны подледно-подмерзлотных вод с высоким напором [Клаткова, Романовский, 1973; Романовский, 1972]. Такой бассейн мог и в данном случае обеспечивать в существенно песчаных породах непрерывный подток больших объемов влаги к фронту промерзания. Воды могли быть в большей или меньшей степени минерализованными, и это помогает объяснять, почему на западном побережье и в других районах Ямала льды и вмещающие их грунты бывают засоленными [Кузин, Астафьев, 1975].

Таким образом, описанные к северо-востоку от м. Бурунного залежи льдов и ледогрунтов надо рассматривать как часть комплекса ледниковых образований и поэтому их также можно отнести к реликтовым глетчерным. Фациально они принадлежат к основной морене, в состав которой обычно включают и гляциопротрузивные образования [Лаврушин, 1976].

Не исключено, что и на участке у пос. Харасавэй динамометаморфические льды в какой-то своей части тоже могут иметь не атмосферное, а первоначальное внутригрунтовое происхождение, так как там развиты сходные тонкопесчаные льдонасыщенные породы также с признаками субвертикального движения.

На третьем из посещенных участков - у полярной станции Марре-сале в береговом обрыве также вскрывается разрез сложно построенного ледникового комплекса, в котором, наряду с суглинистой мореной усредненного состава и аллохтонного происхождения (с эрратическим каменным материалом), участвуют разнообразные местные породы четвертичного возраста в большей или меньшей степени дислоцированные, раздробленные или преобразованные пластическим течением и дизъюнктивными нарушениями. Присутствие среди них и участков относительно слабо нарушенных пород явилось причиной интерпретации этого разреза некоторыми исследователями как состоящего из автохтонных осадочных образований [Гуртовая, Троицкий, 1968; Зубиков, 1972].

По нашим наблюдениям сложность разреза у Марресале в основном определяется соседством крупных массивов, различных по составу пород, граничащих по дизъюнктивным контактам. При этом в распределении и формах дислокаций не было отмечено описанного ранее диапирового строения [Кузин, Астафьев, 1975]. Здесь, по-видимому, имеет место серия крупных надвиговых чешуи наряду с зонами складчатого строения.

Одни чешуи (или их серии) сложены в основном породами суглинистого состава, другие - песчаного, а некоторые состоят из крупноглыбовой брекчии песков и суглинков и обрывков складок. Породы в чешуях местами содержат обособленные скопления льда или отличаются повышенной льдистостью. В 1979 г. одно из ледяных тел обнажалось в 1,5 км южнее полярной станции Марресале. Оно представляло собой s-образно изогнутый, круто залегающий пласт мореносодержащего льда слоистого строения. Высота выхода льда около 8 м (в интервале глубин 7-15 м от бровки обрыва), максимальная ширина - немногим более 1 м. В пласте различаются две разновидности льда. Первая из них (вверху пласта) состоит из слоев прозрачного чистого льда толщиной от нескольких миллиметров до. 5-10 см, разделенных тонкими (1-3 мм до 2 см) темно-серыми и желтыми песчаными пропластками. Текстура льда - тонколинзовидная (до гнейсовидной) благодаря множественным срезаниям одних слоев другими под изменяющимися небольшими углами (рис. 2, верхняя часть); местами наблюдаются гофрированные пачки слоев.

Во льду встречены многочисленные кусочки очень плотной тонкослоистой глины (1-3 мм до 2 см) по большей части остроугольные. Они либо взвешены внутри слоев чистого льда, либо находятся в грунтовых прослоях, но при этом окружены тонкой оболочкой прозрачного льда. На границе ледяных и грунтовых прослоев обломки глины бывают срезаны.

Рисунок 1

Лед второй разновидности, слагающей нижнюю часть пласта, почти не имеет грунтовых прослоев (за исключением одного довольно выдержанного пропластка глиняной крошки), является более тонкослоистым и состоит из таких же, как первая, слоев прозрачного льда, но чередующихся со сдоями (до 20 см толщиной) льда мутного, пузырчатого, серовато-желтоватого (рис. 1). В последнем значительна примесь взвешенных грунтовых частиц, иногда сгущающихся в подобие прослоек, и еще больше остроугольной щебенки глин (рис. 2, нижняя часть) - более крупной (до 12 см). На обтаивающей поверхности пласта вокруг обломков глины образуются ледяные стаканы.

Рисунок 2

Лед первой разновидности залегает то согласно со льдом второй, то срезает его и выклинивается в нижней части выхода, где появляются две другие небольшие линзы неслоистого льда прозрачного и белого (пузырчатого), отделенные от основного пласта ледогрунтом.

Ледяное тело залегает среди смятых (частично совместно со льдом) и раздробленных пород - песков с прослоями растительного детрита, перистослоистых песков со знаками ряби, т.е. явно первоначально водноосадочных отложений, иногда имеющих вертикальное и опрокинутое залегание. Сверху ледяное тело несогласно перекрыто породами пестрого состава (пески и суглинки с отдельными валунчиками, пакетами песков и др.) с субгоризонтально ориентированной флюидальной текстурой.

В других пунктах обнажения, главным образом в верхней части разреза, наблюдались выходы слоистого ледогрунта с флюидальной текстурой полого наклонного залегания и пластов льда (до 1,5 м видимой мощности), сходного с описанным, находящимся среди суглинистых отложений.

Породы, включающие льды у полярной станции Марресале, так же как и на других участках западного побережья Ямала, следует относить к основной морене (по-видимому, к ее чешуйчатой фации). В то же время не исключено, что некоторые участки этого обнажения представляют собой выходы несмещенных гляциодислоцированных осадочных пород.

Ледниковые образования у Марресале местами перекрыты маломощными, вероятно, субаэральными и отчасти озерными слоями, вмещающими ледяные жилы, которые проникают и в подстилающие породы - изначально мерзлые морены, придавая их дислокациям еще большую сложность.

Таким образом, залежи пластовых льдов на западном побережье Ямала входят в состав сложнопостроенных гляциотектонических комплексов и обладают чертами, присущими глетчерным льдам. Судя, по имеющимся в литературе описаниям, можно думать, что подобные льды и в других районах п-ова Ямал залегают в сходных геологических условиях и имеют такое же происхождение.

Материал по ограниченным участкам не позволяет пока судить о геологическом возрасте развитых здесь ледниковых образований, а тем более - дислоцированных и смещенных пород. Это может быть сделано только после анализа сведений для более обширной территории. Отметим лишь, что распространенные здесь ледниковые образования, очевидно, принадлежат к последнему для этой территории покровному оледенению. На основании большого числа радиоуглеродных датировок и, в частности, - для территории южного Ямала, теперь преобладает взгляд о принадлежности этого комплекса к позднеплейстоценовому оледенению с максимумом в 18-20 тыс.л.н. [Астахов, 1977]. Соответственно более молодые образования должны относиться к позднеледниковому времени и голоцену.

 

Литература

 

Астахов В.И. Реконструкция Карского центра плейстоценового оледенения по древним моренам Западной Сибири. - Материалы гляциологических исследования. Хроника, обсуждения, 1977, № 30, с.60-69.

Гуртовая Е.Е., Троицкий С.Л. К палинологической характеристике сангомпанских отложений Западного Ямала. - В кн.: Неогеновые и четвертичные отложения Западной Сибири. М.: Наука, 1968, с.131-139.

Зубаков В.А. Новейшие отложения Западно-Сибирской низменности. - Труды ВСЕГЕИ. Нов.сер., 1972, .т. 184. 310 с.

Каплянская Ф.А. Пластовые залежи подземных льдов в ледниковых отложениях на западном побережье п-ова Ямал у пос. Харасавэй // Пластовые льды криолитозоны. Якутск: ИМ СО АН СССР, 1982, с. 71-80.

Клаткова Г., Романовский Н.Н. Влияние  покровных оледенений на мерзлотно-гидрогеологические условия перигляциальной зоны Европы. - В кн.: II Междунар. конф. по мерзлотоведению. Докл. и сообщ. Якутск: Кн.изд-во, 1973, вып.5, с. 29-35.

Кузин И.Л., Астафьев Н.Ф. Криогенные дислокации на западном побережье полуострова Ямал. - Изв. ВГО. 1975, т. 107, № 6, с. 510-515.

Лаврушин Ю.А. Строение и формирование основных морен материковых оледенений. - Труды ГИН АН СССР. 1976, т. 288. 240 с.

Романовский Н.Н. О влиянии наледей на формирование рельефа прадолин Польши в перигляциальных условиях плейстоценового оледенения. - Изв. АН СССР. Сер.геогр., 1972, № 4, с. 106-113.

 

 

Ссылка на статью:

Тарноградский В.Д. О происхождении пластовых залежей подземных льдов на Карском побережье п-ва Ямал // Пластовые льды криолитозоны. Якутск: ИМ СО АН СССР, 1982, с. 80-89.

 





eXTReMe Tracker


Flag Counter

Яндекс.Метрика

Hosted by uCoz