Подземные льды не раз описывались исследователями Западной Сибири, часть которых [Лопатин, 1897; Городков, 1932; Андреев, 1938; Пьявченко, 1955 и др.] прямо отмечала их жильное происхождение. П.А. Шумский и Б.И. Втюрин в изданной в 1959 г . книге «Основы геокриологии...», основываясь на общих закономерностях развития мерзлых пород, выделили на помещенной там схематической карте распространения повторно-жильных льдов в Западной Сибири две области: область развития ископаемых и современных и область развития ископаемых льдов. В это же время А.И. Попов [1959, 1962] на мелкомасштабных картах отнес заполярную часть Западной Сибири к области современного осадконакопления, сопровождающегося сингенетическим промерзанием и ростом ледяных жил. В последние годы появились данные о строении и условиях формирования повторно-жильных льдов в низовьях Оби [Данилова, 1962; Попов и Смирнова, 1964; Белопухова, 1965], на Ямале [Дубиков, 1962], Тазовском полуострове [Соломатин, 1963], в бассейне рек Надым и Ярудей [Белопухова, 1963]. Все эти исследователи справедливо отмечали, что повторно-жильные льды в большинстве случаев проявляются в рельефе, образуя правильные полигоны диаметром от нескольких до сотни метров.

В данной работе используются имеющиеся сведения о жильных льдах Западной Сибири. Основу статьи составляют материалы, собранные автором в 1960-1964 гг. за время его работы в составе экспедиции Института мерзлотоведения им. В.А. Обручева АН СССР.

Полевые исследования и дешифрирование аэрофотоснимков свидетельствуют о широком распространении повторно-жильных льдов в заполярной части низменности. Они существуют и развиваются в четвертичных отложениях различного генезиса и на всех геоморфологических уровнях.

По условиям образования на территории Западной Сибири выделяются сингенетические и эпигенетические ледяные жилы, формирующиеся соответственно в процессе и после осадконакопления. По возрасту жилы делятся на современные (растущие) и древние (реликтовые). Конкретная характеристика этих типов повторно-жильных образований для краткости сведена в таблицу.

Сингенетические повторно-жильные льды приурочены к аллювиальным и озерно-болотным отложениям крайнего севера низменности.

Граница зоны распространения сингенетических ледяных жил в аллювии рек проходит несколько севернее 68-69 параллели (рис. 1).

Растущие сингенетические жилы льда в минеральных грунтах отмечаются в самой северной части низменности (зона 1 на рис. 1). Южная граница этой зоны на п-ове Ямал следует примерно между 69-70° с.ш. и совпадает с изолинией среднегодовой температуры горных пород в -6°. В восточной части низменности с более континентальным климатом южная граница зоны 1 смещается к северу в сторону более низких геоизотерм -7-8°.

Наиболее широко современные сингенетические ледяные жилы развиты в поймах, особенно в их центральной части, замшенной и наиболее увлажненной. На поверхности им, как правило, соответствует полигонально-валиковый рельеф. Форма жил чаще всего клиновидная, боковые контакты ступенчатые, неровные. Вертикальная слоистость льда тонкая. Основная часть примесей грунта и торфяных частиц сосредоточена в нижней и средней частях жилы.

По условиям залегания в разрезе и стадиям роста сингенетические ледяные жилы в осадках высокой поймы делятся на три типа:

а) жилы, расширяющиеся кверху до границы сезонноталого слоя;

б) жилы с молодыми ростками и ступенчатыми боковыми контактами; и

в) жилы, лежащие на 0,3- 0,5 м ниже границы сезонного протаивания грунтов. Жилы первых двух типов относятся к растущим и морфологически выражаются в виде полигонально-валикового рельефа. Жилы третьего типа находятся в стадии захоронения (консервации) и в рельефе не проявляются.

В торфяниках, покрывающих почти полностью водораздельные пространства II-III зон, условия для формирования повторно-жильных льдов самые благоприятные (высокая льдистость и низкие среднегодовые температуры пород). Поэтому граница распространения сингенетических жил льда в торфяниках смещается намного южнее - до 67-68 параллели.

Поскольку основная масса торфяников на севере Западной Сибири накапливалась в период климатического оптимума, когда отмечалась деградация мерзлых пород, возраст жильных льдов в них не может быть древнее этого времени.

Сингенетические жилы в торфяниках встречены на южном Ямале, в устьевой части р. Хуты-Яха (левый приток Юрибея). Здесь в обрыве первой террасы вскрывается трехметровый слой автохтонного плохо разложившегося торфа, покрытый и подстилаемый песками. Ледяные жилы со всеми признаками сингенетического формирования пронизывают верхний песчаный горизонт и торф и упираются в подстилающие пески. Высота жил больше 6 м , ширина от 0,2 до 2 м , расстояние между ними 4- 6 м . Продолжающийся сейчас рост сингенетических ледяных жил с валиковыми полигонами на поверхности наблюдается в низинных торфяниках на п-ове Ямал на широте Нового Порта [Пьявченко, 1955].

Древние сингенетические ледяные жилы сосредоточены в аллювиальных отложениях первой, второй и третьей террас (Q₃^2-4), а также характерны для сильно льдонасыщенных озерно-болотных отложений конца казанцевского - начала зырянского времени (Q₃^1-2). Они образуют самые крупные скопления повторно-жильного льда (табл.).

Южная граница распространения древних сингенетических жил опускается до 68°30' с.ш. на п-ове Ямал и до 70° с.ш. в восточной части Гыданского п-ова. Граница зоны развития древних сингенетических жил (II) располагается примерно на 100 км южнее I зоны.

В отличие от растущих, древние сингенетические жилы принадлежат к числу реликтовых и на поверхности, как правило, не проявляются. Сверху они покрыты пачкой горизонтально-слоистых осадков мощностью 1- 4 м и лежат значительно ниже границы сезонного протаивания. Исключение составляют только прибровочные участки террас, где на месте вытаивающих льдов образуются глубокие короткие овраги и байджарахи, служащие надежным дешифровочным признаком наличия жильных льдов в теле террас.

По составу и строению реликтовые сингенетические жилы в верхнеплейстоценовых отложениях делятся на ледяные, льдо-грунтовые и смешанные. Жилы первого типа - это обычные повторно-жильные льды, в литературе уже неоднократно описанные для разных районов СССР. Ледогрунтовые жилы генетически представляют собой те же повторно-жильные образования, но с тем отличием, что морозобойные трещины здесь заполняются не чистой водой, а разжиженным грунтом. При его замерзании формируются тонкие (несколько сантиметров) ледяные жилки, параллельные стенкам трещин, и льдистый грунт. Жилы, состоящие из ледо-грунта, встречаются редко и только в песчаных отложениях террас.

Смешанные жилы развиты шире. В большинстве случаев верхняя их часть состоит из чистого льда и приурочена обычно к льдонасыщенным супесям и суглинкам пойменной фации. Нижняя часть - ледогрунтовая - и расположена всегда в более грубодисперсных разностях аллювия. Описание жил приведено в таблице.

Самые мощные сингенетические жилы отмечены в суглинках и супесях второй террасы р. Нурма-Яха (центральный Ямал). Высота жил 12 м , ширина выхода вверху 3- 4 м , иногда 6 м ; расстояние между ними 5- 6 м (рис. 2). Размеры жил генераций более высокого порядка значительно меньше: высота 1,0- 1,5 м , ширина 0,5- 1,0 м . Ледяные жилы покрыты слоем (1,5- 3,0 м ) ненарушенных слабоожелезненных суглинков. В отложениях третьей террасы параметры ледяных и ледогрунтовых жил меняются в пространстве. Так, высота жил составляет на юге Ямала в среднем 3- 4 м (зона II) и до 10- 12 м на севере (I зона).

Характерно, что на Гыданском п-ове сингенетические жилы в аллювии всех террас развиты слабее, чем на Ямале. Это обстоятельство связано, скорее всего, с более однородным песчанистым составом аллювия на Гыданском п-ове и, следовательно, с меньшей влажностью пород во время промерзания.

Крупные и часто встречающиеся древние сингенетические жилы (табл.) установлены в озерно-болотных отложениях на северо-западе Гыданского п-ова. Здесь максимальная высота ледяных жил достигает 12 м и примерно соответствует мощности льдонасыщенных супесей и суглинков. Ширина жил в верхней части до 3 м . На п-ове Ямал ледяные жилы в отложениях этого возраста вскрыты только в долине р. Юрибей в цоколе второй и третьей террас. Таким образом, основная масса древних сингенетических жильных льдов в отложениях верхнего плейстоцена покрыта слоистыми супесями и суглинками. Никаких следов современного льдообразования не наблюдается, а на поверхности древние жилы выражены очень редко.

В распространении древних повторно-жильных сингенетических льдов устанавливается четкая закономерность. Во-первых, ископаемые сингенетические жилы развиты в северной части низменности (зоны I и II). В III зоне возможны единичные находки такого рода частично вытаявших жил на большой глубине [Шмелев, 1965]. Во-вторых, с продвижением на восток, где климат более континентален, количество сингенетических ледяных и льдогрунтовых жил в аллювии террас уменьшается, а граница их распространения передвигается к северу (рис. 1). В-третьих, на севере Гыданского п-ова особенно широко развиты озерно-болотные отложения, накопление которых сопровождалось одновременным промерзанием и жильным льдообразованием. На п-ове Ямал подобные отложения встречаются эпизодически в центральной части.

Эпигенетические ледяные и ледогрунтовые жилы в минеральных грунтах (растущие и погребенные) в I, II и III зонах характерны для всех элементов рельефа (рис. 1). Основная масса погребенных и продолжающих рост эпигенетических жил размещена в суглинистых морских и озерно-болотных отложениях I и II зон.

Растущие эпигенетические жилы в морских суглинистых отложениях наблюдались нами в северной части п-ова Ямал (I-II зоны). У фактории Морды-Яха, в долине р. Се-Яха и в районе оз. Ней-то ледяные жилы в виде узких клиньев высотой 2,5- 4 м при ширине в верхней части 0,5- 1,5 м вскрываются под сезонноталым слоем на глубине 0,4- 0,5 м . На главном Ямальском водоразделе эпигенетические жилы в морских отложениях достигают 3- 5 м по высоте и 1- 2 м по ширине в верхней части. Крупные эпигенетические жилы льда в северной части Гыданского п-ова развиты сверху в слегка заторфованных морских и озерно-болотных суглинках. В низовьях р. Юрибей нам приходилось видеть ледяные жилы высотой в 4- 6 м и шириной в верхней части до 0,5- 1,0 м . Для всех эпигенетических жил в морских глинах и суглинках характерны: правильная клиновидная форма, четкий ожелезненный контакт с вмещающей породой и равномерное распределение примесей песчаных и торфяных частиц.

В третьей зоне растущие эпигенетические ледяные жилы приурочены к торфяникам. Так, в долинах рек Щучья и Лонгот-Юган в торфяниках на высокой пойме и первой надпойменной террасе установлено современное образование эпигенетических жил, высота которых составляет 2- 3 м при ширине выхода до 1,0- 1,5 м . В районе г. Салехард [Белопухова,. 1965] и пос. Лабытнанги [Данилова, 1962], на юге Тазовского п-ова [Соломатин, 1963] в торфяниках также обнаружены близкие по размерам эпигенетические ледяные жилы. На рост эпигенетических жил льда в торфяниках р-на оз. Советское указывает Б.И. Втюрин (устное сообщение). Только А.И. Попов и Т.И. Смирнова [1964] по реликтовым жилам в торфянике на мысе Салемал (низовье Оби) делают предположение, что «...жильное льдообразование происходило сингенетично торфонакоплению».

Реликтовые эпигенетические жилы (ледяные и ледогрунтовые) широко развиты в аллювии террас на п-ове Ямал (зоны I, II). Часто они встречаются в обнажениях вместе с сингенетическими жилами. В песчаном аллювии размеры жил небольшие - высота 1,5- 3 м , ширина в верхней части 0,5- 1,0 м . В торфяниках реликтовые эпигенетические жилы обнаружены южнее Полярного круга в четвертичной зоне [Белопухова, 1963]. Можно предполагать, что южная граница их распространения проходит между 64-65° с.ш. Современные мерзлотные условия в IV зоне (высокие среднегодовые температуры пород и небольшие температурные градиенты) не благоприятствуют росту жил. Здесь широкое развитие получили термокарстовые процессы по жильным льдам, образование остаточно-полигонального рельефа и псевдоморфоз на месте вытаявших жильных льдов [Попов, 1958; Баулин и Шмелев, 1962: Дубиков, 1962; Белопухова, 1963].

Анализ строения и распространения генетических типов повторно- жильных льдов в Западной Сибири позволил нам на схематической карте выделить четыре зоны с наиболее характерными для них типами жильных льдов (табл. 1). Однако границы зон не имеют характера строгой линии. Их нужно понимать как постепенные переходы от одной зоны к другой. Так, ископаемые сингенетические жилы I и II зон в некоторых случаях встречаются в III зоне, а растущие сингенетические жилы в пойменном аллювии, типичные для I зоны, можно обнаружить и во II зоне. Это связано с неоднородностью геолого-географической обстановки в выделенных зонах, которая и обусловливает отклонения в мерзлотных условиях зон.

Из рассмотрения карты и таблицы ясно, что в распространении повторно-жильных льдов на территории Западной Сибири существует четкая закономерность. Современные и древние сингенетические жилы развиты в самой северной части низменности (севернее 68-70° с.ш.). Южнее этой широты в период деградации мерзлых пород во время климатического оптимума древние сингенетические жилы вытаяли с образованием на их месте псевдоморфоз. Последовавшее затем похолодание обусловило формирование жильных льдов в торфяниках, накопившихся за время потепления. Таким образом, в I и II зонах жильные льды размещены в льдистых минеральных грунтах, а в III и IV - в основном в льдистых голоценовых торфяниках. С продвижением на восток в область более континентального климата границы всех зон смещаются на север в сторону более низких геоизотерм, следуя в общем за растительными зонами. Такое же смещение границ распространения повторно-жильных льдов показывают на своей карте П.А. Шумский и Б.И. Втюрин [Основы геокриологии, 1959].

Осадконакопление с конца казанцевского времени до голоцена сопровождалось одновременным промерзанием и ростом сингенетических повторно-жильных льдов, но, благодаря климатическим изменениям, возможности сохранения их в разных зонах низменности были неодинаковы.

ЛИТЕРАТУРА

Андреев В.Н. Обследование тундровых оленьих пастбищ с помощью самолета. Тр. Ин-та полярн. земледелия, вып. 1. Серия оленеводства, 1938.

Баулин В.В., Шмелев Л.М. О следах древних криогенных процессов а верхнеплейстоценовых отложениях нижнего течения р. Оби. Сб. Вопросы криологии при изучении четвертичных отложений. М., Изд-во АН СССР, 1963.

Белопухова Е.Б. К вопросу об особенностях развития многолетнемерзлых пород на северо-западе Западной Сибири в позднем голоцене. Сб. Многолетнемерзлые горные породы различных районов СССР. М., Изд-во АН СССР, 1963.

Белопухова Е.Б. Особенности развития жильно-полигонального рельефа на севере Западной Сибири. Изв. АН СССР, серия геогр., 1965, № 4,

Городков Б.Н. Почвы Гыданской тундры. Тр. Геол. Ком. АН СССР, вып. 37, 1932.

Данилова Н.С. Жильные льды и бугристые торфяники района г. Салехарда. Тр. Ин-та мерзлотоведения им. В.А. Обручева, т. XIX. Изд-во АН СССР, М., 1962.

Дубиков Г.И. Некоторые данные по климату верхнего плейстоцена на севере Западной Сибири. Изв. АН СССР, серия геогр., 1962, № 6.

Лопатин И.А. Дневник Туруханской экспедиции 1866 г . Записки РГО, т. 28, вып. 2, 1897.

Основы геокриологии (мерзлотоведения). Часть 1. М ., Изд-во АН СССР, 1959.

Попов А.И. Блочный рельеф на севере Западной Сибири и в Большеземельской тундре. Вопросы физ. геогр. полярн. стран, вып. 1, МГУ, М., 1958.

Попов А.И. Карта мерзлотно-геоморфологических (перигляциальных) образований на территории СССР. Сб. Вопросы физ. геогр. полярных стран. МГУ, 1959, вып. 2.

Попов А.И. Карта подземного оледенения (вечной мерзлоты) на территории севера Европейской части СССР и Сибири. Сб. Вопросы географ. мерзлотоведения и перигляциальн. морфологии, МГУ, М., 1962.

Попов А.И., Смирнова Т.И. Подземный лед в озерно-болотных отложениях на севере Западной Сибири. Вестн. Моск. гос. ун-та, серия V, география, 1964, № 2.

Пьявченко Н.И. Бугристые торфянники. М., Изд-во АН СССР, 1955.

Соломатин В.И. Подземные льды в торфяниках приполярных районов Обско-Тазовского междуречья. Сб. Многолетнемерзлые горные породы различных районов СССР. Изд-во АН СССР, М., 1963.

Шмелев Л.М. Следы криогенных явлений в четвертичных отложениях Западной Сибири и их палеогеографическое значение. Тр. Всес. совещ. по изучению четвертичного периода. Новосибирск, 1965.