Н.А. Шполянская1

Подземные льды - свидетели плейстоценовой истории Российской Арктики

Скачать *pdf

1 Географический факультет Московского государственного университета (МГУ), Москва, Россия

 

Трактовка геологических данных о плейстоценовой истории Арктики и Субарктики разными авторами весьма противоречива. Поэтому имеет смысл привлечь к анализу новые аргументы, например, залежные подземные льды, широко распространенные в отложениях равнин севера России. Эти льды, время «жизни» которых соизмеримо с геологическим временем, являются «прямыми свидетелями» палеогеографических условий региона.

Залежные льды генетически неоднородны, и мы предлагаем разделить их на пять генетических типов [Шполянская и Стрелецкая, 2004]: сингенетические - субмаринные; прибрежно-морские и полигонально-жильные, эпигенетические - инъекционные и погребенные первично-наземные льды. Преобладание в районе того или иного типа льдов говорит о характере развития района.

Субмаринные льды. На равнинах Западной Сибири, северо-востока Европейской России и Чукотки широко распространены пластовые льды, приуроченные к дислоцированным морским отложениям. Обычно они представлены ледогрунтовыми образованиями с тонким сопряженным переслаиванием грунтовых и ледяных слоев нередко очень сложной конфигурации. Текстурные и микроструктурные особенности таких образований свидетельствуют о седиментационном типе осадконакопления и указывают на их формирование в достаточно глубоководных субмаринных условиях при одновременном (сингенетическом) накоплении и промерзании донных осадков. Наличие таких льдов указывает на морской режим в районе во время их формирования.

Возможность и механизм субаквального льдообразования в Арктических морях были предложены ранее [Шполянская, 1991]. При глубине моря примерно от 40-50 до 200 м температура придонной воды равна -1,6 -1,8°С, и это создает условия для промерзания донных грунтов. Соленость воды, препятствующая промерзанию, по имеющимся данным, обычно закономерно уменьшается от поверхности дна в глубь отложений. На некоторой глубине от поверхности дна соотношение температуры и солености оказывается таковым, что поровые воды промерзают. По мере накопления осадков интервал, где создаются условия для промерзания, перемещается вверх. И снизу вверх нарастает мерзлая льдистая толща. При замерзании поровой воды кристаллы льда разрастаются вдоль седиментационных слоев и складок, поэтому ледяные слои всегда сопряжены с грунтовыми слоями при любой их конфигурации. При кристаллизации соли выталкиваются к внешним границам кристаллов, и лед растет пресный. Если вмещающие породы глинистые, то выталкиваемые изо льда соли ими адсорбируются. Песчаные отложения соли не адсорбируют, и они скапливаются в замкнутых линзах с очень высокой минерализацией, образуя криопэги. Фактический материал подтверждает этот механизм - в разрезе отложений с пластовым льдом Центрального Ямала видно, что в глинах криопэги отсутствуют, в песках - имеются в большом количестве. Химический состав этой же толщи тоже показывает, что глины засолены, соленость песков заметно снижена, лед пресный. Грануло-минералогический анализ вмещающих отложений [Шполянская и др., 2006] говорит о сортировке, свойственной отложениям морского генезиса.

Пластовые льды прибрежно-морского генезиса встречаются в краевых частях древних морских бассейнов. Их текстура представлена более толстыми субгоризонтальными малодислоцированными слоями льда и грунта. Ледяные пласты в этом случае формируются в результате замерзания надмерзлотного водоносного горизонта, образующегося в основании сезонно-талого слоя в периоды нагонного затопления береговой зоны. По мере накопления осадков сезонно-талый слой перемещается вверх, а вместе с ним и надмерзлотный водоносный горизонт. Так сингенетически снизу вверх нарастает ритмично слоистая ледяная толща.

Льды субмаринного и прибрежно-морского генезиса встречаются только в морских (ледово-морских) и прибрежно-морских отложениях в пределах низменных равнин, трактуемых А.И. Поповым, Г.И. Лазуковым, И.Д. Даниловым и некоторыми другими авторами как морские равнины. Наличие описываемых льдов подтверждает их взгляды. На Чукотке такие льды развиты в пределах участков, где А.А. Величко показывает казанцевскую трансгрессию.

Наиболее часто эти льды встречаются в казанцевских отложениях, а это значит, что они формировались заведомо в отсутствие оледенения, а потому не являются показателем существования в прошлом ледникового покрова. Формировались в морском бассейне глубиной не менее 50 м и подтверждают существование морского бассейна в эту эпоху. Эти льды развиты и в зырянских отложениях, часто перекрытых каргинскими, - на западном Ямале, Ямальском и Приуральском побережьях Байдарацкой губы, на Таймыре в пределах Северо-Сибирской низменности, на Чукотке. Их присутствие указывает на сохранявшийся в эти эпохи в этих районах морской режим при меняющейся глубине моря.

В среднеплейстоценовой толще морских и ледово-морских отложений севера Западной Сибири и Чукотки пластовые льды не встречаются. Но имеет место сингенетическая криогенная текстура с равномерной ледяной решеткой [Кузнецова, 1973], что указывает на субаквальный режим накопления осадков и существование субмаринной криолитозоны в это время. Возможно, в морском бассейне существовали особые условия осадконакопления. Но отсутствие залежных льдов указывает и на отсутствие в эту эпоху в этих районах покровного оледенения, остатки которого неизбежно были бы захоронены в столь мощной толще отложений.

Полигонально-жильные льды - это жилы льда, имеющие в разрезе клинообразную или столбообразную форму, а в плане образующие полигональную систему. Основные условия образования ледяных жил - возможность многократного морозобойного растрескивания поверхности грунтов и образования полигональной системы трещин, и возможность многократного проникновения воды в возникшие трещины с ее последующим замерзанием. Морозобойное растрескивание - результат реализации напряжений в грунтах, возникающих при больших зимних температурных градиентах в системе воздух-грунт. Оно возможно только в континентальных условиях при отсутствии ледникового покрова. Вода, многократно проникающая в трещины на периодически заливаемых поверхностях, формирует ледяные жилы, которые растут сингенетически (т.е. вместе с накапливаемым осадком, снизу вверх) в условиях озерно-аллювиального или лайдово-морского осадконакопления. Присутствие таких льдов в отложениях свидетельствует об отсутствии ледникового покрова во время их формирования. Районы наиболее широкого распространения этих льдов - равнины Восточной Сибири: Яно-Индигирская и Колымская низменности, Новосибирские острова, Центрально-Якутская низменность. Полигонально-жильные льды встречены в отложениях всех этапов плейстоцена [Архангелов и др., 1989], что указывает на континентальное развитие региона в течение всего плейстоцена в условиях непрерывно сурового климата при отсутствии ледникового покрова. На современном Азиатском шельфе тоже прослеживается сохранившийся древний ледовый комплекс, формировавшийся с первых этапов регрессии моря, с зырянского времени, и затопленный только во время послеледниковой трансгрессии [Романовский и др., 1997]. Это полностью снимает вопрос о шельфовом оледенении Восточно-Арктических морей.

На севере Западной Сибири полигонально-жильные льды широко развиты в сартанских, а нередко и в зырянских отложениях Ямала и Гыдана [Дубиков, 2002], что указывает на отсутствие там покровного оледенения в эти эпохи. Ледовый комплекс на восточном побережье Ямала развит в сартанских и подстилающих их каргинских отложениях, явно континентальных [Васильчук, 2006]. В низовьях Енисея [Тумель и Шполянская, 1983] зырянские отложения отличаются очень высокой льдистостью, но не содержат залежных льдов никакого типа. Лед представлен сетчатой криогенной текстурой. Возможно, зырянские отложения здесь формировались в мелководных условиях и промерзали эпигенетически уже в субаэральных условиях.

Инъекционные льды всегда несут на себе следы напорного внедрения воды. Встречаются преимущественно в районах с наиболее благоприятными гидрогеологическими условиями - в местах разгрузки напорных подземных вод и в замкнутых озерных котловинах. Формируются эпигенетически в субаэральных условиях. Тоже антагонисты покровного оледенения. Широкое их распространение в Субарктике свидетельствует об ограниченном оледенении региона.

Погребенные глетчерные льды имеют характерную крупноблоковую слоистость, представленную чередованием слоев прозрачного льда и слоев уплотненного грунта. Микростроение льда характеризуется отсутствием слоистости в расположении кристаллов. Химический состав устойчиво гидрокарбонатный. Грануло-минералогический анализ указывает на сортировку, характерную для морен. Погребенные льды приурочены к отложениям холодных эпох позднего плейстоцена и встречаются преимущественно в горных районах. Имеют ограниченное распространение что само по себе указывает на небольшие размеры древних оледенений на Российском севере.

Общий вывод. Генетические типы подземных льдов, содержащиеся в четвертичных отложениях, слагающих равнины Российской Субарктики, склоняют к выводу о весьма ограниченном распространении в регионе древнего оледенения. Покровных ледниковых щитов, скорее всего, в плейстоцене не было нигде к востоку от Печоры. В горных районах севера России, по-видимому, преобладало горно-долинное оледенение.

 

Литература

1. Архангелов А.А., Конищев В.Н., Розенбаум Г.Э. Приморско-Новосибирский район // Региональная криолитология. М: Изд-во МГУ, 1989. С. 128-151.

2. Васильчук Ю.К. Повторно-жильные льды: гетероцикличность, гетерохронность, гетерогенность. М: Изд-во МГУ, 2006. 404 с.

3. Дубиков Г.И. Состав и криогенное строение мерзлых толщ Западной Сибири. М.: ГЕОС, 2002. 245 с.

4. Кузнецова Т.П. Особенности криогенного строения среднеплейстоценовых отложений в районе мыса Салемал (нижнее течение р. Оби) // Природные условия Западной Сибири. Вып. 3. М: Изд-во МГУ, 1973. С. 170-174.

5. Романовский Н.Н., Гаврилов А.В., Холодов А.Л. и др. Реконструкция палеогеографических условий шельфа моря Лаптевых для позднеплейстоцен-голоценового гляциоэвстатического цикла // Криосфера Земли. 1997. Т. I, № 2. С. 42-49.

6. Тумель Н.В., Шполянская Н.А. Криолитогенез плейстоценовых отложений в низовьях Енисея (на примере Селякина мыса) // Пробл. криолитологии. 1983. Вып. 11. С. 116-136.

7. Шполянская Н.А. Субмаринный криолитогенез в Арктике // Материалы гляциологических исследований. Хроника, обсуждения. 1991. Вып. 71. С. 65-70.

8. Шполянская Н.А., Стрелецкая И.Д. Генетические типы пластовых льдов и характер их распространения в Российской Субарктике // Криосфера Земли. 2004. Т. 8, №4. С. 56-71.

9. Шполянская Н.А., Стрелецкая И.Д., Сурков А.В. Криолитогенез в пределах Арктического шельфа (современного и древнего) // Криосфера Земли. 2006. Т. 10, №3. С. 49-60.

    

 

Ссылка на статью:

Шполянская Н.А. Подземные льды - свидетели плейстоценовой истории Российской Арктики. Геология полярных областей Земли. Материалы XLII Тектонич. совещ. Том 2, 2009, с. 320-324.

 



вернуться на главную


eXTReMe Tracker

 
Яндекс.Метрика

Hosted by uCoz