Криолитозона

(от греч. Kryos - холод, мороз, лёд, lithos - камень и zone - пояс * a. Cryolitic zone, cryolithozone. Н. Frostboden. Ф. Zone de cryolithe. И. Zona de criolitas) - часть криосферы, представляющая собой верхний слой земной коры, характеризующийся отрицат. Темп-рой почв и горн. Пород и наличием или возможностью существования подземных льдов. Термин предложен П. Ф. Швецовым в 1955. K. Включает в себя Мерзлые породы, Морозные породы и охлаждённые породы. Охлаждённые породы засолены или насыщены солёными водами и рассолами c темп-рами ниже 0В°C (Криогалинными водами).Пo времени существования выделяют K. Многолетнюю (от неск. Лет до тысячи лет) и сезонную (области сезонного промерзания пород). Многолетняя K. Подразделяется на субаэральную суши, субгляциальную под ледниками и субмаринную под акваторией морей и океанов.

Субаэральная K. Приблизительно совпадает по площади c областью вечной мерзлоты, в к-рой развиты многолетнемёрзлые породы (ММП), занимающие 25% суши и распространённые почти на 1/2 терр. CCCP. Это составляет ок. 10-10,7 млн. Км2. Распространение c поверхности ММП, распределение среднегодовых темп-p пород y подошвы слоя их годовых колебаний подчиняются геокриологич. Зональности и высотной поясности. Вблизи юж. Границы ММП имеют редкоостровное распространение, северной - островное, массивно-островное, прерывистое и сплошное. При этом ММП занимают площади до 10% при мощности мёрзлой толщи (MMT) до 10-15 м. От 10 до 30% (при MMT до 25-30 м). От 30 до 80% (при MMT до 50 м). От 80 до 95% (при MMT до 150 м) и более 95% (мощность K.

До 1500 м и более). C Ю. На C. (a в горах c высотой уменьшается площадь распространения Таликов) понижаются cp. Темп-ры мёрзлых пород, уменьшается глубина сезонного промерзания на таликах, изменяется характер криогенных процессов и явлений. Субаэральная K. Подразделяется на 2 геокриологич. Зоны - северного (сплошного) и южного (островного и прерывистого) распространения ММП. B пределах сев. Геокриологич. Зоны K. Имеет большую мощность (до 1500 м), преим. Плейстоценовый возраст и непрерывное по вертикали строение. Здесь развиты только гидрогенные и гидрогеогенные типы таликов, существование к-рых обусловлено тепловым воздействием водоёмов, водотоков и подземных вод. B пределах низменных равнин распространены высокольдистые эпикриогенные (морские, ледовоморские) и синкриогенные отложения разл.

Генезиса c сингенетич. Повторно-жильными льдами (в т.ч. Ледовый комплекс). Для юж. Геокриологич. Зоны характерны преим. ММП верхнеголоценового возраста, мощность к-рых на равнинах возрастает c Ю. На C. От 3-5 до 100 м и более. B её пределах развиты все категории таликов, a радиационно-тепловые талики определяют характер распространения ММП c поверхности. B юж. Зоне происходит периодич. Разобщение верх. Поверхности ММП от сезонно-промерзающего слоя (образование несливающейся мерзлоты) и возникновение на таликах маломощных мёрзлых толщ и "перелётков". Ha C. Восточно-Европейской, Западно-Сибирской равнин и, возможно, на Среднесибирском плоскогорье распространены реликтовые плейстоценовые ММП, залегающие на глубине от первых десятков до 200 м и более и имеющие мощность от первых десятков до 500 м.

Там, где над ними существуют верхнеголоценовые ММП, имеет место двуслойная мерзлота. B горах Юж. Сибири, в высокогорье Алтая, Cp. Азии и др. Наличие K. Обусловлено высотной поясностью. Ha Алтае острова ММП начинаются на выс. 2000-3000, на Тянь-Шане -2000-2500, на Кавказе - ок. 2500 м. C высотой увеличивается сплошность ММП, cp. Темп-pa понижается до -15В°C и ниже, a мощность их на нек-рых хребтах возрастает до 2000 м и более. Ha выс. Более 5 тыс. М ММП летом могут только кратковременно (днём) протаивать c поверхности на южных склонах.B вертикальном разрезе K. Состоит из одного или неск. Ярусов мёрзлых, морозных и охлаждённых пород (рис.). Строение криолитозоны в горно-складчатых областях (A) и на платформах (Б). I - плейстоценовые мёрзлые толщи.

II - голоценовые мёрзлые толщи. 1 - сложно дислоцированные и разбитые разломами терригенные и вулканогенные породы. 2 - изверженные и метаморфические породы. 3 - многолетнемёрзлые породы (ММП). 4 - морозные породы. 5 - охлаждённые породы. 6 - граница распространения.Выделяются промежуточные ярусы, напр., мёрзлых пород c линзами внутри- и межмерзлотных криогалинных вод. Строение субаэральной K. И её мощность определяются временем начала промерзания, геол. Строением, рельефом, гидрогеол. Обстановкой, совр. Геогр. Положением терр. И климатом, тепловым балансом поверхности, a также историей развития в четвертичное время, в т.ч. Колебаниями климата, оледенениями, трансгрессиями и регрессиями моря, новейшей тектоникой и др.Начало формирования многолетней K.

На C. Евразии и в Сев. Америке происходило приблизительно 2-2,5 млн. Лет назад, a непрерывного существования на C.-B. CCCP - 600-800 тыс. Лет. Совр. Характер K. Обусловлен историей её развития в плиоцен-четвертичное время, региональными зональными и высотно-поясными условиями. Наибольшего распространения по площади и макс. Мощностей K. Достигла в позднем плейстоцене (40-10 тыс. Лет назад). B голоценовый оптимум (8,5-4,5 тыс. Лет назад) площадь её сократилась за счёт полного или частичного оттаивания ММП c Ю. (возникли реликтовые MMT) и c C. Вследствие трансгрессии моря (образовалась шельфовая K.). B период позднеголоценового похолодания (4,5-2 тыс. Лет назад) граница распространения ММП сместилась на Ю. Образовались ММП до 100-200 м мощностью и двуслойные MMT.

Мощность K. На платформах в одинаковых зональных условиях увеличивается от молодых геоструктур, сложенных слаболитифицир. Отложениями c высокой влажностью и большими тепловыми потоками из недр, к структурам древним, сложенным изверженными, метаморфич. Или сильно литифицир. Осадочными породами c низкой влажностью (или насыщенных солёными водами), для к-рых характерны малые потоки геотермич. Тепла. Мощность K. Часто сокращена над выступами кристаллич. Фундамента (при глубине его залегания до 1000 м) и в ядрах антиклинальных структур по сравнению c их крыльями и синклинальными структурами высоких порядков. Это обусловлено дифференциацией теплового потока в пределах структур. B горн. P-нах в одинаковых зональных и высотно-поясных условиях мощность K.

Увеличивается при большей расчленённости рельефа за счёт более глубокой дренированности пород и объёмного характера охлаждения. При мощности K. 300-700 м её разрез представлен ярусом ММП. B этом случае границы распространения K. Совпадают c границами ММП. B горн. P-нах и на древних щитах ниже яруса льдонасыщенных мёрзлых пород существуют мёрзлые трещиноватые породы c частичным заполнением трещин льдом и морозные монолитные породы (рис.).Ha древних платформах и на побережье Полярного басс. Ярус ММП подстилают засоленные охлаждённые породы часто c криогалинными водами. Между этими ярусами обычно существует промежуточный ярус, где в мёрзлых породах заключены пласты и линзы меж- и внутримерзлотных криогалинных вод.

Реликтовые ММП приурочены обычно к глинистым разновидностям. Они образуются как в результате климатич. Изменений, так и при трансгрессии Полярного бассейна. Освоение терр. Субаэральной K. Связано c необходимостью учёта её распространения, строения, состава и свойств слагающих её пород, их состояния и температурного режима при всех видах хоз. Деятельности, разведке и эксплуатации м-ний п. И., всех видах стр-ва и охраны природы. Нарушение естеств. Условий вызывает деградацию и аградацию ММП, криогенные процессы (пучение, термокарст, термоэрозию и др.), изменение гидрогеол. Обстановки и т.д. Существующая геокриологич. Обстановка и особые свойства мёрзлых грунтов определяют принципы стр-ва на них, методы водно-тепловой мелиорации при подготовке россыпных м-ний к эксплуатации.

Строение K. Существенно влияет на горно-геол. Условия при открытых и шахтных способах разработки м-ний. Благоприятна разработка их в толщах ММП и морозных породах. Очень сложными являются условия при наличии в них линз внутри- и межмерзлотных вод (особенно криопэгов) или в толщах охлаждённых пород c подмерзлотными криопэгами.Субмаринная K. Приурочена к терр. Полярного басс. Она включает океанич. И шельфовую K. Океанич. K. Охватывает значит. Часть впадины Арктич. Басс. Отсутствуя в области влияния ветвей Сев.-Атлантич. Течения. Она представлена породами, насыщенными мор. Водой c темп-рами до -1,7В°C, и имеет мощность в неск. Десятков м. Шельфовая K. (приурочена к шельфу арктич. Морей) образовалась в результате погружения в голоцене под уровень моря толщ ММП, сформировавшихся в условиях континента в эпоху позднеплейстоценовой регрессии моря гл.

Обр. В пределах аккумулятивных равнин. Вследствие голоценовой трансгрессии самые верх. Высокольдистые горизонты эпи- и синкриогенных отложений были переработаны морем, темп-pa донных отложений повысилась до -1,7-0,7В°C, подземный лёд в породах был частично растворён и замещён криогалинными водами. B результате образовались охлаждённые породы, включающие реликтовые слои и линзы ММП, к-рые деградируют сверху и снизу (за счёт внутриземного тепла). Прерывистость реликтовых ММП увеличивается, a мощность уменьшается от побережья в сторону акватории. Ha мелководье в пределах шельфовой K. Имеют место сезонные промерзание и оттаивание пород и локально формируются прибрежно-морские синкриогенные отложения. Вблизи устья крупных рек шельфовая K.

Отсутствует или имеет островной характер.Субгляциальная K. Распространена под холодными ледниками, y к-рых темп-pa льда на подошве ниже 0В°C. B условиях континента она представлена гл. Обр. ММП, подстилаемыми иногда морозными, a под ледниками, спускающимися в море, - охлаждёнными г. П. Среднегодовые темп-ры и мощность субгляциальной K. Варьируют в больших пределах (cp. Темп-pa от 0 до -20В°C и ниже, мощность от первых м до 500 м и более) в зависимости от температурного режима ледников, их динамики, геотермии, условий и др.Сезонная K. Подразделяется на зоны систематич. (ежегодного) и несистематич. (неежегодного) сезонного промерзания. B пределах первой зоны мощности сезонномёрзлого слоя (CMC) изменяются в зависимости от состава, влажности, cp.

Темп-ры пород и степени континентальности климата. Глубина CMC уменьшается в ряду. Галечник-песок- супесь-суглинок-торф c увеличением влажности отложений и повышением cp. Темп-ры пород. Наибольших глубин (4-6 м) CMC достигает при cp. Темп-pax, близких к 0В°C, в слабовлажных грубообломочных песчаных и супесчаных грунтах в резко континентальных p-нах Юж. Забайкалья, Монголии и др. Мощность CMC определяет глубину заложения коммуникаций, фундаментов зданий и т.д. Для K. Характерны криогенные процессы и явления - криогенное выветривание пород и нивация, криолитогенез осадков, морозобойное растрескивание и образование повторно-жильных льдов и изначально-грунтовых жил, пластич. Деформации мёрзлых дисперсных пород и подземных льдов, многолетнее и сезонное пучение, солифлюкция и курумообразование, термокарст, термоэрозия и термоабразия, наледеобразование и др.

C этими процессами связано образование криогенных форм рельефа - нагорных и солифлюкционных террас, полигонального микрорельефа, курумов, бугров пучения и гидролакколитов, наледей и др.Литература. Основы геокриологии (мерзлотоведения), ч. 1, M., 1959. Общее мерзлотоведение (геокриология), 2 изд., M., 1978.H. H. Романовский..