/
Автор: Мельников В.П. Спесивцев В.И.
Теги: строение земли в целом геофизические науки география геофизика науки о земле физическая география криогенные системы
ISBN: 5-7692-0267-X
Год: 2000
Текст
Formations
in the Earth’s
Lithosphere
образования
влитоссЬеое
Мельников, ВУиГСпесивцёв
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК
СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
ИНСТИТУТ КРИОСФЕРЫ ЗЕМЛИ
В.П. Мельников, В.И. Спесивцев
КРИОГЕННЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ
В ЛИТОСФЕРЕ ЗЕМЛИ
(изобразительная версия)
Ответственный редактор
доктор географических наук, профессор
В.И. Конигцев
Новосибирск
НИЦ ОИГГМ СО РАН
Издательство СО РАН
2000
УДК 551.14
ББК 26.21
В.П. Мельников, В.И. Спесивцев. Криогенные образования в литосфере Земли
(изобразительная версия). Новосибирск: НИЦ ОИГГМ СО РАН, Изд-во СО РАН,
2000, 343 с.
ISBN 5-7692-0267-Х
В работе на основе многолетних полевых геокриологических исследований в различ-
ных регионах России, в том числе и на шельфе арктических морей (Баренцево, Карское и
Лаптевых), приведены данные о криогенном строении осадочных толщ верхней части ли-
тосферы, о мерзлотных физико-геологических процессах и явлениях и их зависимости от
геолого-геоморфологических, криогенных, климатических и др. факторов. Большое внима-
ние уделяется криогенному строению элювия (поверхностного, глубинного и донного), а
также особенностям строения прибрежно-шельфовой криолитозоны, в том числе островов и
побережья моря Лаптевых.
Книга, несомненно, будет полезна студентам, аспирантам и преподавателям факульте-
тов геологе-географического профиля, а также морским геологам, океанологам, проекти-
ровщикам и практикам, работающим в области распространения многолетнемерзлых пород.
ISBN 5-7692-0267-Х
© В.П. Мельников, В.И. Спесивцев, 2000
ISBN 5-7692-0267-Х
© Макет - НИЦ ОИГГМ СО РАН, 2000
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение >
ГЛАВА 1
Основные понятия о криогенном строении грунтов,
криогенных процессах и образованиях ..... 7
1.1. Типы текстур мерзлых пород . . ...... 8
1.2. Типы промерзания. ...... 8
ГЛАВА 2
Классификация криогенных текстур различных
генетических типов отложений в зависимости от их положения
в рельефе и условий промерзания ю
2.1. Схемы классификации криотекстур по Е.М. Катасонову,
Ш.Ш. Гасанову и Т.Н. Жестковой . . 10
2.2. Результаты экспериментальных исследований процессов
формирования криогенного строения мерзлых грунтов . 17
ГЛАВА 3
Фактические данные о криогенном строении грунтов ...................... 22
3.1. Криогенное строение различных генетпчЛких типов грунтов,
сформировавшихся в субаэральных условиях .... 22
3.1.1. Криогенное строение элювиальных образований............. 54
3.2. Криогенное строение прибрежно-морских отложений 63
3.2.1. Криогенное строение пород на Побережье Западного Ямала
и прибрежно-шельфовой криолитозоны моря Лаптевых............... 63
3.2.2. Криогенное строение пород Харасавэйского мелководья . . 75
3.2.3. Криогенные породы Байдарацкой губы и прилегающей суши вклейка
3.2.4. Криолитозона южной части Печорского моря .... 99
ГЛАВА 4
Мерзлотные физико-геологические процессы и явления 102
4.1. Полигональные образования . . 102
4.2. Структурные формы микрорельефа . . . . 116
4.3. Бугры пучения и выпучивание (вымораживание) твердых тел ЙЗ ГГыхлого влажного
грунта при многократном промерзании-протаивании.....t ... . .124
4.4. Подземные пластовые льды .............. ... 134
4.5. Термокарст .... ......139
4.6. Солифлюкция, оползни и оплывины............................. 151
4.7. Термоабразия, термоэрозия и термоденудация .'. .... .157
4.8. Гляциодислокапии и криотурбации ... 164
Заключение . 167
Литература ............................................................170
CONTENTS
Introduction 177
CHAPTER 1
Basic Concepts of the Cryogenic Structure of Grounds,
Cryogenic Processes and Formations . 179
1.1. Types of frozen deposit textures 180
1.2. Types of ground freezing 180
CHAPTER 2
Classification of Cryogenic Textures of Different Genetic Types
of Deposits as a Function of Their Position in the Relief
and Freezing Conditions 182
2.1. Schematic classifications of cryotextures after
E.M. Katasonov, Sh.Sh. Gasanov, and T. N. Zhestkova 182
2.2. Results of experimental studies on formation processes
of cryogenic 'structure of frozen grounds............................. ... 189
CHAPTER 3
Factual Data on the Cryogenic Structure of Grounds ...... 194
3.1. Cryogenic structure of different genetic types
of grounds formed under subaerial conditions 194
3.1.1. Cryogenic structure of eluvial formations . 226
3.2. Cryogenic structure of coastal and marine deposits . .... 235
3.2.1. Cryogenic structure of deposits on the West Yamal coast and
the coastal-shelf cryolithozonc of the Laptev Sea . ................ 235
3.2.2. Cryogenic struc ture of deposits of the Kharasaway shoal . 247
3.2.3. Cryogenic deposits of the Baidaratsk Inlet and adjoining land inset
3.2.4. Cryolithozone of the southern part of Pechora Sea. ... 271
CHAPTER 4
Cryotic Physicogeological Processes and Phenomena 274
4.1. Polygonal formations ... 274
4.2. Structural forms of microrelief . . . . 288
4.3. Frost mounds and bulging (freeze-out) of solid bodies from a moist
ground upon repeated freeze-thaw cycles.......... . . 296
4.4. Ground massive ices . ........... ...........................306
4.5. Thermokarst ........................................................ 311
4.6. Solifluction, landslides and earthflows . . ... 323
4.7. Thermoabrasion, thermoerosion and thermodenudation 329
4.8. Glaciodislocations and cryoturbations ................... . 336
Conclusion 339
References ......................................................................341
ВВЕДЕНИЕ
Вопросы формирования многолетнемерзлых пород, образования первичного и
вторичного признаков, включающих тенвгурно-структурные особенности, их про-
странственное положение в мерзлом массиве, являются важнейшей проблемой мерз-
ло говедения.
Изучение строения мерзлых иород одно из основных интенсивно развиваю-
щихся направлений мерзлотоведения.
Широкое изучение криогенного строения пород началось в 50-е гг. За относи-
тельно короткий срок благодаря работам А.И. Попова [1967], А.М. Пчелинцева,
И.А. Тютюнова, П.А. Шумского, В.Г. Бакулина, Б.И. Втюрина, Е.М. Катасонова,
Ш.Ш.-Гасанова, Н.Н. Романовского 11977] и др. были созданы методы описания п
комплексного изучения мерзлых пород, разработана терминология и составлены
морфологические и генетические классификации криогенных текстур.
Формирование криогенных текстур мерзлых пород зависит от состава пород,
их генезиса, фациальных особенностей, от характера процессов диагенеза и вывет-
ривания, от различных физических, физико-химических процессов, распределения
напряжений и деформаций в породах, их растрескивания, изменения температур-
ного и влажностного режимов и пр. Эти факторы определяют унаследованные осо-
бенности состава структур и текстур эпигенетических мерзлых толщ, а условия
промерзания определяют их криогенное строение. Для сингенетических толщ со-
став, структуры и текстуры мерзлых пород определяются соотношением осадкона-
копления и условий промерзания.
Изучение состава, структур и текстур мерзлых пород является основой мерз-
лотно-фациального анализа, впервые разработанного Е.М. Катасоновым [1959, 1960,
1962, 1965[. Мерзлотно-фациальный анализ даст возможность реконструировать
обетановки условий и процессов образования мерзлых пород. Фациальный анализ
мерзлых пород в сочетании с методами исторической геологии, палеогеографии и
теплового моделирования позволяет развивать историческое мерзлотоведение, ана-
логичное исторической геологии.
Следует заметить, что криофициальный анализ не даст ответа на вопрос как,
каким образом, в результате каких процессов происходило формирование криоген-
ного строения; он характеризует явления и взаимосвязь в целом. Эта разработка
представляет конкретное олицетворение научного метода.
Большой вклад в изучение криогенного строения грунтов на основе экспери-
ментальных исследований внесли А.А. Ананян [ Z960J, Т.Н. Жесткова [1966, 1982],
З.А. Нерсесова [1961], Э.Д. Ершов 1/979, 1990], Л.В. Чистотинов [1973],
А.М. Пчелинцев [1961, 1964], П.А. Тютюнов [ 1960, 1974], Б.И. Втюрина [1970,
1975], П.А. Шумский 11955, 1975], Ш.Ш. Гасанов [1981] и др.
5
Следует отметить, что впервые “Альбом криогенных образований в земной
коре и рельефе” был создан А.И. Поповым 11973] как учебное пособие для наилуч-
шего усвоения материала студентами географических и геологических факультетов
университетов.
Результаты многолетних исследований в различных регионах распространения
криолитозоны авторы попытались представить в наглядной форме, где криогенные
образования в литосфере подаются в виде иллюстраций (фотографий, криолитоло-
гических разрезов, схем, зарисовок и пр.).
В основу работы положены результаты полевых исследований, проведенных
авторами в различное время в Западной, Северо-Западной, Центральной Якутии,
на Таймыре, на юге и северо-востоке Восточной Сибири. Проводились также мерз-
лотные исследования на Ямале и в прибрежно-шельфовой зоне Баренцева и Карс-
кого морей. В работе использованы материалы о строении прибрежно-шельфовой
криолитозоны моря Лаптевых, полученные А.И. Фартышевым.
Авторы глубоко признательны доктору географических наук, профессору
В.Н. Конищеву за научное руководство и редактирование работы.
6
ГЛАВА 1
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ,
КРИОГЕННЫХ ПРОЦЕССАХ И ОБРАЗОВАНИЯХ
Главной особенностью многолетнемерзлых пород является наличие в них по-
родообразующего минерала льда. Все виды льда в горных породах, которые
могут залегать в толще мерзлых пород в виде крупных мономинералытых залежей
различной формы и генезиса, а также находиться в отложениях в виде линзочек,
прослоек, вкраплений и шлиров, называются подземными. Форма и размер ледя-
ных включений в породах, их сочетание друг с другом и с минеральной составляю-
щей породы, распределение в плане и разрезе создает особенности строения и сло-
жения мпоголетнемерзлых пород — криогенную текстуру мерзлых пород.
Многолетнемерзлые толщи могут состоять из пород одинакового происхожде-
ния или из сочетания пород разного генезиса и литологического состава. В мерзлые
толщи часто включены крупные ледяные залежи, различные по генезису и форме
залегания. Все эти особенности определяют макрооблик мерзлых толщ и криоген-
ное состояние в целом.
Лед, распределенный в мерзлой породе в виде линз, пропластков, прослоек,
гнезд, корок, шлиров, зерен и других форм определяет криотекстуру и называется
текстурообразующим.
Криотекстура — строение мерзлой породы, обусловленное взаимным располо-
жением, величиной и формой минеральных частиц и их агрегатов, а также наличи-
ем и характером связей между ними, в первую очередь льда-цемента
Типы подземных льдов, характер криогенного строения мерзлых толщ, крио-
генная текстура и криогенная структура мерзлых пород зависят от состава, генези-
са, начальной влажности промерзания (сингенетического или эпигенетического)
[Общее мерзлотоведение, 1978, с. 300- 301].
Криогенные геологические процессы и явления — специфические экзогенные
образования. Их развитие обусловлено сезонным и многолетним промерзанием и
оттаиванием рыхлых отложений, а также замерзанием и оттаиванием подземных
вод в верхних горизонтах пород или на их поверхности. Криогенные процессы и
образования влияют на литогенез мерзлых отложений, на особенности рельефа и
микрорельефа в области многолетнемерзлых пород. Благодаря динамичности их
развития они существенно воздействуют на инженерные сооружения и в целом на
природную среду. Разнообразие криогенных явлений, связанных с одними и теми
же процессами, обусловлено тем, что они проявляются в различной ландшафтно-
7
ГЛ. 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
климатической и мерзлотно-фациальной обстановке и могут быть связаны как с
многолетним, так и сезонным промерзанием и оттаиванием отложений. В этом и
состоит сложность и условность нх систематизации.
1.1. Типы текстур мерзлых пород
Общепринятой классификации текстур мерзлых пород еще нет.
Текстурообразующими льдами в рыхлых породах является лед-цемент, сегре-
гационные и, реже, инъекционные и жильные льды, образующие шлиры мощнос-
тью 0,3-0,5 м.
В целом криотекстуры рыхлых отложений можно разделить на две группы:
массивные и шлировые. Группа массивных криотскстур объединяет массивную (с
контактным и пленочным льдом-цементом), порово-массивную и базальную крио-
текстуры.
В группу шлировых входит большое число разнообразных криотекстур, основ-
ные из которых показаны ниже. Базально-слоистые и порфировидные криотексту-
ры занимают промежуточное положение.
Образование шлировых криотскстур связано с сегрегацией льда в процессе
промерзания дисперсных пород. В сильно уплотненных породах, разбитых диаге-
нетическими трещинами, может образовываться жильный лсд, а крнотекстура но-
сит унаследованный характер.
По особенностям залегания слоев и линз льда выделяются горизонтальные,
наклонные, косые и др. криотекстуры, а по форме шлиров волнистые, плойча-
тыс, слоистые, сетчатые и др.
Криотекстуры по толщине ледяных шлиров (по Б.И. Втюрину) могут быть
мпкрошлировые (до 0,1 см), тонкошлпривые (0,1-0,5 см), среднешлировые (0,5—
-2 см), толстошлировые (более 2 см).
В мерзлых толщах часто наблюдаются сложные формы криогенных текстур,
когда шлиры разной толщины и формы создают разного вида текстуры: более круп-
ные первого порядка, более мелкие — второго. Например, толстошлировая блоко-
вая криотекстура первого порядка сочетается с тонкошлировой криотекстурой вто-
рого порядка, свойственной ленточным глинам и плотным суглинкам морского ге-
незиса.
1.2. Типы промерзания
По характеру промерзания многолетнемерзлые породы разделяются на два
основных типа: сингенетические и эпигенетические.
Сингенетический процесс заключается в льдообразовании в деятельном слое с
последовательным переходом его из сезонномерзлого, обычно очень льдистого ос-
нования, в многолетнемерзлое состояние по мерс накопления осадков. Сингенети-
ческие мерзлые толщи развиваются в пойменных условиях, в днищах озерных кот-
ловин в нижних частях склонов, где существуют благоприятные условия для на-
копления делювиальных и делювнально-солпфлтокциотшых отложений. Их льдис-
тость часто достигает 60-80 %.
Эпигенетические промерзшие породы переходят в мпоголегнемерзлое состоя-
ние после того, как процесс их накопления завершился.
8
1.2. Типы промерзания
А.И. Попов [1973] в мерзлых толщах эпигенетического типа, представленных
осадочными породами, не достигшими стадии катагенеза, выделяет по вертикали
три отличных друг от друга по морфоструктурным признакам горизонта: 1 — пре-
рывистого (сезонного) криогипергенеза; 2 — активного криодиагенеза; 3 — пас-
сивного криодиагенеза.
Горизонт активного криодиагенеза, по мнению А.И. Попова, соответствует верх-
ней части вечномерзлой толщи, где происходит резкое зимнее выхолаживание. В
его пределах возникают большие зимние температурные градиенты, вызывающие
интенсивную миграцию воды и формирование тонкодисперсных криолититов с мел-
косетчатой и мелкослоистой криогенной текстурой, а также высокольдистых инъ-
екционных криолитов и криолитов в виде крупных ядер бугров пучения (первая
стадия криодиагенеза). Большими температурными градиентами обусловлено и
развитие значительных механических напряжений, при определенных условиях
разрешающихся морозобойными трещинами (вторая стадия криодиагенеза). Пос-
ледние проходят через мерзлый деятельный слой и разверзают горизонт активного
криодиагенеза до глубины 3—5 м от дневной поверхности.
Морозобойные трещины предопределяют образование решеток полигонально-
жильных льдов (криолитов), которые “просвечивают” сквозь деятельный слой в
виде валиковых полигональных систем в рельефе.
Процессы, свойственные горизонту активного криодиагенеза, как современ-
ные, так и имевшие место в прошлом, обычно обнаруживаются на земной поверх-
ности в виде многолетних форм рельефа. Это горизонт высокой динамичности гор-
ных пород при их промерзании, высокой активности мерзлотных процессов, обус-
ловленной импульсами ежегодного зимнего охлаждения. Структурные черты этого
горизонта связаны как с современными процессами (главным образом во второй
стадии криодиагенеза), зависящими от систематических сезонных температурных
изменений, так и высокоактивными процессами обеих стадий криодиагенеза еще в
период формирования эпигенетической мерзлой толщи. Мощность горизонта ак-
тивного криодиагенеза 6-12 м.
Горизонт пассивного криодиагенеза, расположенный ниже предыдущего, по
мощности часто превосходит его во много раз. В нем, вследствие весьма малого
изменения температуры в году, структурные черты определяются еще в процессе
длительного эпигенетического формирования вечной мерзлоты, замедленного про-
мерзания. Здесь вялы процессы миграции воды, относительно слабы инъекцион-
ные процессы, полностью отсутствует морозобойное трещинообразование.
Таким образом, криогенная литификация тут соответствует лишь первой ста-
дии криодиагенеза. Протекающие здесь процессы не проявляются в рельефе зем-
ной поверхности. Итак, это горизонт слабой динамичности, пассивного промерза-
ния, обусловленного общим уровнем теплообмена в земной коре, но непосредствен-
но не связанного с ежегодными импульсами зимнего выхолаживания.
В заключение отметим, что с эпигенетическим промерзанием связано формиро-
вание криогенного элювия и его разновидностей (поверхностного, глубинного и
донного), полигональных образований, структурных форм микрорельефа, пучение
и другие криогенные явления.
9
ГЛАВА 2
КЛАССИФИКАЦИЯ КРИОГЕННЫХ ТЕКСТУР РАЗЛИЧНЫХ
ГЕНЕТИЧЕСКИХ ТИПОВ ОТЛОЖЕНИЙ В ЗАВИСИМОСТИ
ОТ ИХ ПОЛОЖЕНИЯ В РЕЛЬЕФЕ И УСЛОВИЙ ПРОМЕРЗАНИЯ
2.1. Схемы классификации криотекстур
по Е.М. Катасонову, Ш.Ш. Гасанову и Т.Н. Жестковой
№ п/п Схематическая зарисовка криогенных текстур Мощность ледяных включений, мм Название криогенных текстур В каких породах, при каких усло- виях образуется данная текстура Г енетичес- кий тип породы Название фа- ций, для ко- торых харак- терна данная текстура Влаж- ность, % к сухой навеске
1 ДО 1-1,5 Волнистая унаследованная В пылеватых тонкослоистых мало увлажнен- ных супесях Русловой аллювий Фация прирусловых отмелей 20-30
2 ДО 5-8 Косолинзовидная В пылеватых, иногда гравийно- галечных песках То же Пристрежневая фация 40-60
3 ДО 1,0 Косолинзовидная В заиленных суг- линках, супесях (донные отложения) Старичный аллювий Фация постоян- но обводненных стариц 60-80
4 до 20-25 Косослоистая То же То же То же 70-80
5 до 15 Смешанная (перистая) В суглинках и супе- сях промерзавших как донные осадки и как сезонноталый слой Фация периодически обсыхающих пойменных ложбин 45-80
6 — — — — — “Л- ДО 10 Г оризонтально- параллелвно- ся ои стая, линзовидная В малозаторфован- ных лессовидных суглинках деятель- ного слоя Пойменный аллювий Фация средней поймы 35-55
“ — — —
7 / //'/// U[\ | /11111tn \ । ilium''' Hillllll Li1, ж до 20 Вогнуто-парал- л ел ьн осл ои стая, линзовидная В заторфованных суглинках, супесях деятельного слоя То же Фация высокой поймы с поли- гональным мик- рорельефом 50-70
8 ДО 20 Вогнуто-парал- лельнослоистая, сетчатая В незаторфованных суглинках, супесях, пылеватых песках деятельного слоя снизу То же Фация мокрого луга и вторич- ных водоемов 70-100 и более
Рис. 2.1. Криогенные текстуры многолетнемерзлых аллювиальных отложений (гост. Е.М. Ка-
тасонов) [Достовалов, Кудрявцев, 1967}.
10
2.1. Схемы клоссификоиии криотекстур
№ п/п Схематическая зарисовка криогенных текстур Толщина ледяных включений, мм Название криогенных текстур В каких породах, при каких условиях образуется данная текстура Название фаций, для которых характерна данная текстура Влажность, % к сухой навеске
1 UIU иии ти иии UUI ДО 1 Тонкая, линзовидная В мало увлажненных и равномерно увлажнен- ных суглинках Фация крутых, мало обводненных, задерно- ванных склонов 20-40
2 (iii rm Wr до 5-6 Крупная, линзовидная В достаточно увлаж- ненных суглинках и супесях Фации пологих, мало обводненных, задерно- ванных склонов 30-60
3 1 В до 30-35 Пологовол- нистая, сетчатая В незаторфованных переувлажненных суглинках, супесях, пылеватых песках фации пологих, сильно обводненных, незадер- нованных и задернован- ных склонов 60 140
4 до 60 Поясковая (полосчатая) В сильно переувлаж- ненных щебнистых суглинках фация заболоченных склонов 100-500 и более
5 до 20 Корковая В продуктах разруше- ния коренных пород (ледяные чехлы) Фация крутых и пологих склонов, сложенных скальными породами 15-40
Рис. 2.3. Основные (руководящие) виды крио-
текстур, образующиеся при сингенетическом
промерзании отложений сезонноталого слоя
снизу {А, Б) и водных осадков (В):
А — слоистые (/ горизонтальные, 2 вогнутые,
3 волнистые); Б - поясковые (/ горизонталь-
ные, 2 вогнутые, 3 волнистые); В решетча-
тые и сетчатые (/ косые, 2 - вертикальные).
Рис. 2.2. Криогенные текстуры делювиальных отложений (сост. Е.М. Катасонов) [Досто
валов, Кудрявцев, 1967].
Рис. 2.4. Схема промерзания мелководных и “глубоководных” озерных осадков [Катасо-
нов, 1962]\
1 породы, в которых было выработано ложе водоема, 2 донные осадки первой генерации, 3
дойные осадки второй генерации, 7 сезонноталып слой, 5 дно водоема на разных стадиях
заполнения его осадками, 6 верхняя граница вечномерзлых пород на разных стадиях заполнения
водоема осадками, 7 донные осадки с густой сетью мелких ломаных ледяных линз и прослоек, 8
донные осадки с разреженной сетью крупных ломаных ледяных прослоек и линз (накапливались в
более глубоких местах водоема), 9 — уровень воды в водоеме на разных стадиях его развития.
I
II
III
7 [5227
2 ЕБ35 И«
з ЕЗ6 ЕЗ9
11
ГЛ. 2. КЛАССИФИКАЦИЯ КРИОГЕННЫХ ТЕКСТУР
Тип криогенных текстур Г ранулометрический состав грунта Вид криогенной текстуры Схематическая зарисовка криогенной текстуры Отложения, для которых характерна данная криогенная текстура
Массивные Частиц размером менее 0,1 мм меньше 22% или частиц размером менее 0,02 мм меньше 3% Контактово- массивная Водно-ледниковые, коллюви- альные, делювиальные, элю- виальные
Пленочно- массивная
Порово- массивная [ЛлСд 1 Я ммзм Прибрежноморские, дельто- вые, русловые, озерные, водно-ледниковые
Базально- массивная
Атакситовая Делювиальные, пойменные, старичные, озерные, сезонно-талый слой
Сетчатая
Т акситовые (шлировые) Частиц размером менее 0,1 мм больше 22% или Пойменные, старичные, делю-виальные, морские, озерные, озерно-ледниковые, слой сезонного протаивания и промерзания v
Слоисто- сетчатая
, 1
Сетчато- слоистая г' /
1
-- 1 . ,
Слоистая
Аллювиальные, делювиаль- ные, делювиально-солифлюк-
частиц размером менее 0,02 мм больше 3% Волнистая
- — ционные, озерные
Плойчатая Озерные, болотные, старич- ные, зона снятия вмещающей породы на контакте с повтор- но-жильным льдом
Неполно сетчатая Ледниковые, ледниково-мор- ские, морские, делювиальные, делювиально-солифлюкцион-
Неполно- слоистая
Порфировидная 9 л Озерные, озерно-аллювиаль- ные
Рис. 2.5. Морфогенетическая классификация основных видов криогенных текстур мерзлых
пород [Гасанов, 1963].
Рис. 2.6. Типы птлпровых криогенных текстур рыхлых отложений [Жесткова, 1982].
1 линзовидная, 2 — полосчатая, 3 - волнистая, 1 косая, 5 плойчатая, 6 прожилковая, 7 -
сложнослоистая (поясковая), 8 - слоисто-сетчатая, 9 - ячеистая, 10 - плетенчатая, 11 — чешуйча-
тая, 12 плитчатая, 13 — блоковая, 14 - сложпосетчатая, /5 - корковая, 16 — пятнистая (порфи-
ровидная), 17 — базальная, 18 — атакситовая, 19 — массивная.
12
2.1. Схемы к/тассификоыии криотекстур
№ п/п Тип криогенной текстуры Группа криогенных текстур Виды криогенных текстур Разновидности криогенных текстур в зависимости от Условия промерзания и состав отложений
Условные обозначения криогенных текстур толщины включений льда, см расстояния между включениями льда распределения включений льда по глубине простирания, ори- ентации включений льда в массиве состав отложений способ промерзания
1 Мас- сивная Прос- тая Мас- сивная • • • • • • • • - - - - Тонкодисперсные Крупнозернистые Эпигенетический Сингенетический
2 Слоистая Простая Линзо- видная 1Л 1П,_ ф л-порядка Равномерно-слоистые Неравномерно-слоистые Горизонтальное Т онкодисперсные То же
3 Полос- чатая То же Эпигенетический
4 Волнистая » Эпигенетический Сингенетический
D I d in 1
тые 0,1- стые 0,! истые 1 гые бол!
5 Слоистая Сложная Косая Нак- лон- ное Тонкодисперсные Пылеватые пески Сингенетический
6 Плойчатая в J S ° О s о c; s 3S>- > Вертикальное То же
7 Прожил- ковая ж » То же
8 Поясковая ~ Тонкодисперсные »
г—
——- —
9 Сложная слоистая То же »
10 Сетчатая Простая Ячеистая Тонкосетчатые 0,1-0,5 Мелкосетчатые 0,5-1 Толстосетчатые 1-5 Крупносетчатые больше 5 Равномерно-сетчатые Неравномерно-сетчатые Тонкодисперсные Эпигенетический Сингенетический
11 Плетен- чатая Эпигенетический
12 Чешуй- чатая
13 Плитчатая
Г] L
г
14 Блоковая / / /
15 Слож- ная Сложная сетчатая й ж То же То же
16 Корковая Простая Корковая и U и, 1/ Ориенти- рованное Беспоря- дочное Гравийно- галечные Эпигенетический Сингенетический
17 Порфи- ровая, пятнистая Порфи- ровидная, пятнистая Тонкодисперсные Торф Эпи- и сингене- тический
18 19 Базаль- ная Атакой- товая Сложная Баз ал ь - ная Ата кс и - товая Гравийно- галечные Тонкодисперсные Эпигенетический Сингенетический
Рис. 2.7. Наиболее распространенные криогенные текстуры в многолетнемерзлых отложе-
ниях сингенетического и эпигенетического типов [Методика..., 1979].
13
ГЛ. 2. КЛАССИФИКАЦИЯ КРИОГЕННЫХ ТЕКСТУР
№ п/п Систематическая зарисовка криогенных текстур Наименование криогенной текстуры Для каких пород характерна
1 м Трещинная Для всех скальных и полускальных пород
и 1 - о ж» я ТА
2 V 1 - 2- Трещинная расширенная Го же
3 Трещинно-жильная Для всех скальных и полу- скальных пород в зонах разрывных нарушений
1 -
4 0- 1 - Пластово-трещинная Для осадочных скальных и метаморфических пород
и ~ j л I 1
5 1 - Пластово-трещинно- карстовая Для карбонатных пород
'т 32 -—
0 1 Карстово-трещинно- Для карбонатных пород в зонах разрывных нарушений
жильная
Рис. 2.8. Некоторые виды криогенных текстур скальных и полускальных пород [Методи
ка..., /979].
Рис. 2.9. Некоторые виды криоген-
ного строения эпигенетически про-
мерзших мпоголетнемерзлых толщ
[Методика.... 1979].
1 однородная толща пылева тых суг-
линков, 2 - пески с массивной криотек-
стурой, 3 — залежь подземного льда.
14
2.1. Схемы клоссификоиии криотекстур
№ п/п Криогенная структура Схема криогенной структуры Форма включений льда-цемента* Состав отложений Способ промерзания
1 2 3 Обрастания Ячеистая Игольчатая У / T онкодисперсные То же Т онкодисперсные, песчаные, крупнообломочные Преимущественно эпигенетический Преимущественно сингенетический Эпигенетический, сингенетический
• t «•, f * * *•
x= z <7«t
4 5 Контактная Корковая (пленочная) >rfn 1 - ll k 1 1 ’ll" k' Песчаные, крупнообломочные То же То же
6 Поровая 1 ~ - M xX » »
<i> 1th
7 Базальная j ш 4 ш <иь » »
* Обозначен сплошным черным цветом
Рис. 2.10. Наиболее распространенные криогенные структуры мерзлых грунтов с льдом-
цементом [Жесткова, 1982].
15
ГЛ. 2. КЛАССИФИКАЦИЯ КРИОГЕННЫХ TEKCTVP
Рис. 2.11. Распределение льдистости в
зоне контакта суглинков с водонасыщен-
ными прослойками крупноскелетного ма-
териала [Жесткова, 1966].
1 суглинки, 2 - грубозернистый материал,
? схематическое изображение криогенной
текстуры, 4 массивная криогенная тексту-
ра.
Рис. 2.12. Схемы криогенного строе-
ния отложений, промерзающих по эпи-
генетическому типу [Жесткова, /966].
а без водоносных горизонтов; б, в
при наличии водоносных горизонтов в про-
мерзающем массиве; / суглинки, 2 —
водоносные горизонты, 3 — уплотненные
глины, 4 различные типы криогенных
текстур.
16
2.2. Результаты экспериментальных исследований
процессов формирования криогенного строения мерзлых
грунтов
Рис. 2.13. Схемы моделей на промораживание грунта в
условиях открытой системы.
а промерзание снизу при подтоке воды сверху, б про-
мерзание сверху при подтоке воды снизу; 1 песок, 2
глина, 3 гравий, 1 - шлировая криогенная текстура, 5
массивная текстура. 6 — вода. 7 - штамп.
[ШИ5 ЕШ6
Рис. 2.14. Криогенное строение и льдистость отложений,
промерзающих в условиях открытой системы [Жесткова,
1982].
1 - суглинок, 2 — водонасыщенные гравийно-галечниковые отло-
жения, 3 коренные породы, 4~6 - криогенная текстура: /
базальная, 5 — массивная, 6 — шлировая.
® Щз
S34 ЕЮ5
17
ГЛ. 2. КЛАССИФИКАЦИЯ КРИОГЕННЫХ ТЕКСТУР
Рис. 2.15. Криогенное строение глин после промораживания снизу [Жесткова, 1982].
а — грунтовая колонка до промерзания, б — положение грунтовых слоев и их мощность после
промерзания, в криогенное строение; 1 - глина, 2 песок, 3 - вода. 1 - лед, 5 тепловой
штамп, 6-9 - криогенная текстура:. 6 атакситовая, 7 - сетчатая, 8 — массивная, 9 - слоистая;
10 - граница промерзания.
Рис. 2.16. Основные схемы развития криогенных текстур, их перестройки и роста ледяного
шлира в тонкодисперсных грунтах [Жесткова, 1982].
А, Б, Г сетчатая, слоистая и сложная криогенная текстуры соответственно, В развитие ледяного
шлира; 1 — полые трещины в талом грунте, 2 трещины в мерзлом грунте, 3 — граница промерза-
ния; а~д — стадии развития криогенных текстур.
18
Рис. 2.17. Формирование криогенных текстур в процессе промерзания образца [Жесткова, 1982].
10, 50 ч и т. д. — время от начала опыта на промораживание.
2,2. Результаты экспериментальных исследований
О
ГЛ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ КРИОГЕННЫХ ТЕКСТУР
б
Рис. 2.18. Схемы криогенного строе-
ния глин {а, 6), промороженных свер-
ху при наличии водоносного горизонта
снизу, и зона контакта лед-грунт (е).
Рис. 2.19. Различные схемы распределения льдистости в отложениях однородного состава,
промерзающих по типу “открытой” системы [Жесткова, 1966].
I — суглинки, 2 — ледяные включения.
20
ГЛАВА 3
ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
3.1. Криогенное строение различных генетических типов
грунтов, сформировавшихся в субаэральных условиях
Рис. 3.1. Крупная линзовидная криотек-
стура голубовато-серых озерно-болотных
суглинков, подстилаемых сингенетическим
пластовым льдом (Западное побережье Бай-
дарацкой губы, 1-я морская терраса на уча-
стке 2-й трассы газопровода Ямал- Евро
па).
Рис. 3.2. Криогенное строение сезонно-
мерзлых суглинков на первой морской тер-
расе (Приуральское побережье Байдарац-
кон губы в р-не трассы газопровода Ямал-
Европа)
22
3.1. Криогенное строение розличных генетических типов грунтов
Рис. 3.3. Строение берегово-
го уступа к началу протаива-
ния.
1 — почвенно-дерновый слой,
2 - суглинки лессовидные, 3 —
суглинки прибрежной отмели,
4 — ледяной покров, 5 — вода;
криотекстуры: 6 базальная,
7 - крупная косая линзовидная,
8 — тонкая линзовидная, 9
слоисто-сетчатая, К) — массив-
ная, 11 — граница сезонномерз-
лых пород; IV — весовая льдис-
тость (%).
Скв 1 Скв. 2
Рис. 3.4. Косая слоисто-линзовидная криотекстура лессо-
видных сезонномерзлых суглинков в береговом уступе
Иркутского водохранилища {Лещиков, Спесивцев, 1984].
Субвертикальные шлиры льда формируются за счет промерза-
ния сбоку и капиллярного подтягивания влаги к фронту про-
мерзания. В верхней части обнажения криотекстура суглинка
массивная.
23
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Рис. 3.5. Криогенное строение дон-
ных суглинистых осадков, промерз-
ших через ледяной покров при зим-
нем снижении уровня Иркутского во-
дохранилища.
Рис. 3.6. Сильно льдистые суглинки
СТС на контакте с ММП (светлый
слой) как следствие миграции влаги
к фронту промерзания.
Над льдистой прослойкой суглинки ис-
сушены.
Рис. 3.7. Наиболее ха-
рактерные криотексту-
ры суглинистых сезон-
номерзлых отложений,
залегающих на пологих
сильно увлажненных
замшелых склонах За-
падной Якутии.
24
3,1. Криогенное строение розличных генетических типов грунтов
Рис. 3.8. Сетчатая криотекстура озерно-болотных
голубовато-серых суглинков (а), сформировавших-
ся на первой морской террасе Приуральского бере-
га Байдарацкой губы в районе проектируемого га-
зопровода Ямал-Европа.
Отложения промерзли сингенетически и подстилаются
эпикриогеппыми гравийно-галечными и песчаными осад-
ками с массивной криотекстурой (б).
Рис. 3.9. Слоистая криотекстура супесча-
но-суглинистых осадков, сформировавших-
ся на периодически затапливаемой лайде.
Светлые слойки мелкий песок в виде взвеси
во льду (Западное побережье Байдарацкой губы,
6-я трасса газопровода Ямал—Европа).
Рис. 3.10. Атакситовая криотекстура делю-
виальных суглинков на пологих сильно
увлажненных склонах с хорошо развитым
моховым покровом (СТС 0,3-0,5 м) (За-
падная Якутия, правобережье р. Моркока).
25
171, 3, ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Рис. 3.11. Криотекстура суглинков, которые сформировались в деятель-
ном слое и впоследствии перешли в многолетнемерзлое состояние.
Суглинки с подобными криотекстурами широко представлены на пологих скло-
нах с мощным моховым покровом в подзоне редкостойной лиственничной тайги
Западной Якутии.
Рис. 3.12. Криотекстура де-
лювиально-солифлюкцион-
ных суглинков на пологой
террасе (Ямал, м. Хараса-
вэй).
26
3.1, Криогенное строение розличных генетических типов грунтов
Рис. 3.13. Частослои&тая криогенная текстура в делю-
виально-солифлюкциоиных отложениях.
Рис. 3.14. Криогенное строение торфяников, залегающих в верхней части разреза озерных
котловин, плоских заболоченных днищ логов и мелких водотоков (Западная Якутия, Мор-
кокинско-Олгуйдахское междуречье).
27
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Рис. 3.15. Криогенное строение торфяни-
ка, обусловленное горизонтальным пересла-
иванием льда и льдистого торфа (темный
цвет) (о. Муостах, фото А.И. Фартыше-
ва).
Рис. 3.16. Наклонно-слоистая криотексту-
ра озерно-болотных суглинков, залегающих
под торфяником мощностью более 4 м
(Л-71, Ш-1533, участок № 3, Западная Яку-
тия).
Рис. 3.17. Атакситовая криотекстура голу-
бовато-серых озерных суглинков, промерз-
ших вследствие деградации оз. Куба-Тюес-
тээх (Западная Якутия, 60 км севернее пос.
Черны шевский).
28
3,1. Криогенное строение розличных генетических типов грунтов
Рис. 3.18. Криогенное строение оторфовапных суглинков, вскры-
тых под руслом промерзающего ручья, дренирующего широкую
плоскую заболоченную марь с мощным мохово-торфяным слоем
и чахлой древесной растительностью.
Отложения промерзали сингенетически в условиях сильного обводне-
ния, поэтому обладают большой льдистостыо, включают крупные шли-
ры льда (Западная Якутия, руч. Больдамо. Л-69, Ш-1533, 3-3,7 м)
Рис. 3.19. Сложная слоисто-сетчатая криогенная текстура в ал-
лювиальных отложениях пойменной фации (обнажение на
р. Енисей; фото Л.М. Шмелева).
29
ГЛ, 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Рис. 3.20. Криогенное строение голу-
бовато-серых озерных суглинков, про-
мерзших парасингенетически при бо-
ковом промерзании, вследствие дегра-
дации озера Куба-Тюестээх (Западная
Якутия, в 60 км от пос. Чернышев-
ский) .
Рис. 3.21. Неполно-сетчатая крио-
текстура аласных (таберальных) от-
ложений (фото А.И. Фартышева).
Рис. 3.22. Косослоистая тонкошли-
ровая криотекстура в мелкозернис-
тых аллювиальных песках, просло-
ями оторфованных (фото Г.И. Ду-
бикова) [Общее мерзлотоведение,
1978].
30
3.1. Криогенное строение различных генетических типов грунтов
Рис. 3.23. Типичное криогенное строение озерных голубовато-се-
рых суглинков, промерзших сбоку (Западная Якутия, озерная кот-
ловина Куба-Тюестээх, в 60 км севернее пос. Чернышевский).
Рис. 3.24. Типичное криогенное строение суг-
линков, заполняющих плоские заболоченные и
заторфованные днища озерных котловин, марей,
участки выположенных нижних частей сильно
увлажненных склонов, широких водораздельных
пространств, долин мелких водотоков с плохо
выраженным комплексом надпойменных террас
и других форм рельефа, характерных для За-
падной и Северо-Западной Якутии.
Объемное содержание льда в отложениях часто пре-
вышает 50 60 %. Криотекстура как правило атакси-
товая.(Разрез шурфа на участке № 3 см. на рис. 3.29.)
31
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Рис. 3.25. Криогенное строение суглинков ледового комплекса, промерзших син-
генетически (Центральная Якутия, межаласье в р-не пос. Хоробут).
32
3.1. Криогенное строение различных генетических типов грунтов
Рис. 3.26. Криогенное строение пойменных
отложений р. Балыктах (фото А.И. Фар-
тышева).
<"
Рис. 3.27. Крупноблоковая криотекстура ленточных глин
В блоках порода имеет тоикбшлировую слоистую крно1ексгуру [Общее мерз-
лотоведение.
33
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ САННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Рис. 3.28. Слоистая криотекстура ленточных глин.
s
§
оз. Еленег
оз.-Бэрэ
Рис. 3.29. Обзорная схема местоположе-
ния участков детальных геокриологичес-
ких исследований в Западной Якутии.
/ - озерные котловины Куба-Тюестээх, 2 -
Моркоко-Алымдьинское заозеренное между-
речье, 3 — участок, характеризующий забо-
лоченные долины.
34
3,1. Криогенное строение различных
генетических типов грунтов
Рис. 3.30. Схематический план расположения скважин в котловине Куба-Тюестээх.
1 — днище котловины, 2 трапповые склоны, 3 береговой уступ, 4 сплавина, 5 — скважина,
се помер и места отбора проб с помощью жидкостного замораживающего устройства (ЖЗУ). Ниже-
приведенные криолптологические разрезы и скважины расположены на участке № 1.
Рис. 3.31. См. вклейку.
18 ---------------------1-------------------г-
500 550
600
650
700 м
Рис. 3.32. Криолитологический разрез “сухой” (без озера) озерной котловины, располо-
женной в 1 км восточнее оз. Куба-Тюестээх {Спесивцев, 1978].
Длина котловины 3 км. ширина 1.5 км. Микрорельеф представлен выпукло-бугристыми торфяника-
ми высотой 0,5-0,8 м, разделенными заболоченными понижениями округлой формы шириной 30-40 м.
Бортовые склоны пологие, сложены долеритамн и залесены густым тонкоствольным замшелым ли-
ственничным лесом (уел. обозн. см. на рис. 3.31).
35
Описание пород
111=111=41=
=т=ш=ш
111=111=111=
=111=111=111
111=111=111=
=111=111=111
Торф сфагновый, слабо разложившийся, включает корни и веточки
кустарничков. Криотекстура тонкая линзовидная
Суглинок зел/серый с синеватым оттенком с гнездами торфа.
Криотекстура в интервалах: 1,6-1,8 м - тонкая линзовидная;
1,8-3,5 м - базальная
Песок м/з, желтый со щебнем и дресвой песчаника.
Криотекстура базальная
Щебень и дресва песчаника св/желтого с супесчано-песчаным
заполнителем. Лед в виде горизонтальных извилистых линзочек
толщиной 3 мм и длиной 3 4 мм через 0,5-1,0см
Туфы выветрелые т/зеленые. Ледяные включения в интервалах:
6,0-7,3 м косые (215°) прослойки толщиной 2-3 мм через 3-5 см;
7,3-9,Ом единичные горизонтальные прослойки толщиной 2-3 мм
Влажность (% к сухой навеске)
Рис. 3.33. Криолитологический разрез по скв. 2.
Марь с крупнобугристым микрорельефом в 4,2 км к северу от оз. Куба-Тюестээх.
ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
l-^xl 4
Ш9
E2Z"
BSD12
EZ375
I "с-вою | 16
К/|?7
Рис. 3.31. Криолитологический разрез озерной котловины Куба-Тюестээх.
1 торф, 2 суглинки водные, 3 щсбнисгыс склоновые суглинки, 4 - туфы разрушенные (донный криогенный ээлювий), 5 - туфы менее выветрелые, 6
криогенная гекстура торфа, 11 крупная косая линзовидная криотскстура водных суглинков, 12
юрных пород, 16 — место отбора торфа и его возраст по "С, 17 — трещинная криотекстура.
долериты, 7 — озерный лед, обогащенный торфом, 8 - озерный лед, 9 — вода, 10 базальная
базальная криотекстуvpa донного элювия, 13 - корки и прослойки льда, 14 — корково-гнездовидная криотекстура, 15 - граница сезоппоталых и многолетнемерзлых
Ш-1203
Ш-1211
Ш-1207
Рис. 3.53. Криолитологический разрез по линии 27 на участке № 2.
Глубина, м
Описание пород
Влажность
(% к сухой
навеске)
Торф т/коричневый, хорошо разложившийся. Криотекстура тонкая
линзовидная
Суглинок голубовато-синий, до глубины 3,0 м слегка оторфован.
Криотекстура крупная косая линзовидная
Щебень и дресва туфов с супесчаным заполнителем (элювий туфов).
Ледяные включения - косые (60°) прослойки толщиной 2-3 мм через
2-3 см
Температура, °C
Рис. 3.34. Криолитологический разрез по скв. 75-2.
Марь в северной части озерной котловины Куба-Тюсстээх, в 80 м от уреза воды в озере.
3.1. Криогенное строение различных генетических типов грунтов
CD
Глубина, м ё 2 О - Sis ГО L- S Ф О^о. ГО Описание пород Влажность (% к сухой навеске) 20 40 60 80 Температура, °C
от ДО 3° 2° 5 и и о о й Ф т Cl L_ ф 1- -8 -6 -4 -2 0
1 2 0,0 3,0 3,0 l/l=ll/=HI= =/11=111=111 1/1=111=111 = =/11=111=11/ //1=111=111= =1/1=1/1=111 1/1=111=1/1= =111=111=111 //1=1/1=111= =1/1=111=111 111=111=111= -ui^-vv-V-v-iz VVWWV •W-WV-W 'VV-Azvn^W-1 -V-V-W-VA-V VWWW WVWW Торф т/коричневый, сфагновый, включает веточки и корни кустарничков, очень льдистый /
4 51 3,0 5,7 27 ‘4. Суглинок св/серый, с глубины 4мс голубоватым оттенком, с глубины 5,5 м черный (за счет угля) включает щебень и дресву туфов и кремня. Лед в виде косых линз толщиной 3-4 см и ветвистых прожилок г / г / л с/
6 1 5,7 6,8 1,1 Песок м/з зел/серый с голубоватым оттенком с единичными обломками окремненных пород /
7 4 — Т 1
8 1 9 1 _ioj 6,6 10,0 3,2 ё Алеврит черный тонкослойный с решетчатой криотекстурой ? 9
Рис. 3.35. Криолитологический разрез по скв. 75-3.
Марь в 1,5 км восточнее озера Куба-Тюестээх. Микрорельеф крупно-бугристо-западинный.
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Глубина, м ность я, м о § со ф ГО 1 О. О Описание пород Влажность (% к сухой Температура, °C
ОТ ДО 3° °о S о О ф ф J- 1— го ГО ф 1- навеске) 20 40 60 80 -8 -6 -4 -2 0
1 - 2 - 0,0 2,4 2,4 1)1=111=111= =111=111=11) 111=111=111= =111=111=111 И) =111=111= =111=111=111 111=111=111 = =1))= 111=111 Торф сфагновый т/коричневый, очень льдистый. В интервале 1,2 1,5 м прослойка льда
3 п 4 2,4 4,0 1,6 Суглинок голубовато-серый, с органикой в виде точек. В интервале 2,4-2,7 м криотекстура крупная косая линзовидная, ниже - решетчатая
51 6 п 7 4,0 7,5 3 5 WWW Песок м/з св/серый, кварцевополе-вошпатовый. Лед в виде единич- ных слегка наклонных прослоек толщиной до 1 мм ?' 1 $ \ \
8 1 9 - 10 - 7 5 10,0 2,5 ж Алеврит зел/серый, тонкослоистый. Криотекстура решетчатая \
Рис. 3.36. Криолитологпческий разрез, влажность и температура горных пород по скв. 75-4.
3.1. Криогенное строение различных генетических типов грунтов
о
Глубина, м
Описание пород
Торф т/коричневый, слабо разложившийся. Лед в виде гори-
зонтальных извилистых прослоек толщиной 1-2 мм
Суглинок голубовато-зеленый с крупной косой линзовидной
криотекстурой.
Льдистость горизонта - 70%
Туфы выветрелые брекчевидные, т/зеленого цвета с синева-
тым оттенком.
Криотекстура корковая
Рис. 3.37. Криолитологический разрез и влажность горных пород по скв. 4.
Северный берег оз. Куба-Тюестээх в 5 м от уреза воды.
ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Глубина, м О - S СО t S Ф 05 gf Описание пород Влажность (% к сухой навеске) 20 40 60 80
ОТ ДО 3° О° S о СО О О) Л5 Ота ф 1-
0,0 0,15 0,15 111=111=111= — х Озерный лед
1- : 4 - 0,15 0,6 0,45 — —* \ Торф т/коричневый сУ"
0,6 4,7 4,1 — — — — — Песок глинистый св/серый с зеленоватым оттенком. До глубины 1,5 м пронизан корнями растений. В интервалах: 0,6-1,05 м криотек- стура тонкая линзовидная; 1,5-1,9 м поясково-линзовидная; 3,5-3,7 м горизонтальные прослойки льда толщиной 3-5 см \ \ 1 t
5 - 6 - 4,7 6,0 1,3 Песчаник тонкозернистый св/серый, слабо сцементированный
Рис. 3.38. Криолитологический разрез п влажность горных пород по скв. 75-5.
Прпбортовой участок мари в 1 км восточнее оз. Куба-Тюестээх.
3.1. Криогенное строение различных генетических типов грунтов
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Глубина, м
in=iii=m=
=111=111=111
111=111=111=
=111=111=111
ш=ш=ш=
Описание пород
Торф т/коричневыи, хорошо
разложившийся, очень льдистый
Суглинок зел/синего цвета с
крупной косой линзовидной
криотекстурой
Рис. 3.39. Криолитологичес-
кий разрез по скв. 5.
Многолетний торфяной бугор
пучения диаметром 5 м и вы-
сотой 1,5 м в 120 м севернее
оз. Куба-Тюестээх и в 30 м от
“травяного озера”.
Рис. 3.40. Крио литологический разрез и влажность горных пород по скв. 75-6.
Марь в восточной части оз. Куба-Тюестээх в 300 м от уреза воды и в 20 м от основания склона,
сложенного долеритами.
Глубина, м
о 2
ДО
0,5
Геологи-
ческий
разрез
Крио-
текстура
Описание пород
0,5
3,0
4,0
3,0
4,0
4,5
0,5
д Ы, v
2,5
1,0
0,5
111=111=111=
=111=111=111
k W
. I I
। |Ф Т I
4 I I 4
Торф слабо разложившийся св/коричневый, мерзлый
Щебень и дресва долерита с суглинистым заполнителем
коричневого цвета.
Криотекстура крупная линзовидная
Щебень, глыбы и дресва долерита сцементированные льдом
Долериты плотные, трещиноватые. Трещины шириной до 3 см
заполнены льдом
Рис. 3.41. Крполитологический разрез по скв. 6.
Основание уступа крутизной 15° и высотой 8 м долерптовой интрузии, обрамляющей оз. Куба-Тюестээх.
42
3.1. Криогенное строение различных генетических типов грунтов
Глубина, м
Г еологи-
ческий
разрез
Крио-
текстура
Описание пород
///=///=///=
=111=111=111
Торф т/коричневый, сцементированный базальным льдом
Торф разжиженный, т/коричневый, хорошо разложившийся
Суглинок т/зеленый с синеватым оттенком, слабо уплотненный
Щебень и дресва туфов с супесчано-суглинистым заполнителем
Рис 3.42. Строение донных отложений озера, расположенного в 140 м севернее оз. Куба-
Тюестээх (скв. 1).
“Травяное озеро” длиной 450 м и шириной 120 м, расположенное в 140 м севернее оз. Куба-Тюестээх.
Скважина пройдена в центре озера.
Рис. 3.43. Криогенное строение озерных суглинков и подстилающих донных элювиальных
образований на туфах (скв. 75-7).
Маревый участок в 30 м от западного берега оз. Куба-Тюестээх.
43
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Глубина, м
0,0
0,6
4,0
4,7
5,2
5,5
до
0,6
4,0
5,5
9,0
4,7
5,2
0,6
3,4
0,3
3,5
0,7
0,5
Описание пород
Торф слаборазложившийся, иссушен, мерзлый
Миграционный лед, в интервалах: 0,6-1,0м, и
3,0-4,0м с ксенолитами торфа в виде гнезд
Торф т/коричневый очень льдистый
Суглинок св/серый, включает торф и веточки
кустарничков. Криотекстура косая линзовидная
Песок глинистый, включает хорошо разложив-
шуюся органику, сложение массивное
Алевриты св/серые, тонкослоистые. Ледяные
включения в виде горизонтальных прослоек
(< 1 мм) по плоскостям наслоения и ветвистых
прожилок
Влажность
(% к сухой навеске)
60
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Рис. 3.44. Криогенное строение многолетнего миграционного бугра пучения и подстилаю-
щих коренных пород (алевритов), разрушенных до элювиального состояния, и представля-
ющего донный криогенный элювий (скв. 75-8).
Многолетний бугор пучения на северном берегу “травяного озера” на обширной мари в 5,0 км север-
нее оз. Куба-Тюестээх.
Глубина, м
Геологи-
ческий
разрез
Крио-
текстура
Описание пород
Торф т/коричневый, до глубины 0,4 м иссушен, ниже льдистый
Суглинок голубовато-серый, до глубины 2,5 м оторфованный.
Криотекстура косая линзовидная. В интервале 0,6-1,0 м ледогрунт
Алеврит светло-серый, тонкослоистый. Лед - горизонтальные
прослойки (1 мм) и прожилки
Рис. 3.45. Криогенное строение отложений в озерной котловине Бэрэ (участок № 1 скв. 75-9).
Марь с крупнобугристым микрорельефом в западной части оз. Бэрэ в 200 м от уреза воды и в 10 м от
“травяного озера” диаметром 150 м.
44
3.1. Криогенное строение различных генетических типов грунтов
Глубина, м Мощность слоя, м Геологи- ческий разрез Крио- текстура Описание пород Влажность (% к сухой навеске)
ОТ ДО
20 40 60 80
0,0 0,3 0,3 Лед, пронизанный осокой
0,3 0,75 0,45 ш=1н=111= iii=in=iii= Торф т/коричневый слабо разложившийся 1 /
1 >. - —
. - Песок м/з зел/серый, включает единичные / / 1 /
2- 0,75 2,8 2,05 -к — щебенки и дресву песчаника и кварца. Ледяные включения в виде горизонтальных прослоек
з- т т -г Долериты выветрелые, трещиноватые Лед 1 /
2,8 3,5 0,7 Т “Г Т заполняет трещины шириной до 2-3 см
?
Рис. 3.46. Криолитологический разрез и влажность горных пород по скв. 75-1.
Прибортовой участок мари в северной части оз. Куба-Тюестээх.
Глубина, м Ё 2 О - Геологи- ческий разрез Описание пород Температура, °C
ОТ ДО 3g 0 1 2 3 4 5
0,0 0,9 0,9 ।—। I—» Озерный лед
0,9 2,0 1,1 — — — Вода
3 1 2,0 3,45 1,45 /// = /// =ш = /// = /// = iii=iii=in= Торф т/коричневый, до глубины 3,15 м разложившийся, ниже уплотненный
4 3,45 4,7 1,25 Суглинок зел/синий, до глубины 4,0 м слабо уплотнен
Рис. 3.47. Строение и температура донных отложений оз. Куба-Тюестээх (ЖЗУ-1).
Рис. 3.48. Характерное строение донных отложений в зарас-
тающих озерах Западной Якутии.
/ — озерный лед (удален в процессе извлечения установки), 2 -
сплавина с корнями травяной и кустарничковой растительности, 3 —
торф слаборазложившийся, 4 — озерные суглинки. (Образец полу-
чен с помощью замораживающего устройства.)
45
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
I. Литология
II. Криогенное строение
горных пород
III. Прочие обозначения
Торф
Суглинки склоновые
Глыбы, щебень, дресва
долерита
Песок
Валуны, гравий, гальки
Суглинки, водные
оторфованные
Суглинки заиленные
(ложковый аллювий)
Элювиальные суглинки на
алевролитах и алевритах
Элювиальные щебнистые
суглинки и глины на из-
вестняках
Алевролиты, алевриты
Известняки
Песчаники
Долериты
Е=3
| rj Гравелиты
Тонкая линзовидно-сетчатая
криотекстура сезоннопротаи-
вающего слоя
Тонкая линзовидная криотек-
стура склоновых отложений
Крупная линзовидная криотек-
стура склоновых отложений
Базальная криотекстура
элювия
Базальная криотекстура
склоновых и водных осадков
Крупная косая линзовидная
криотекстура водных осадков
и донного элювия
Крупная наклон но-ело и стая
криотекстура водных осадков
Крупная решетчатая криотек-
стура слабо выветрелых алев-
ролитов
Мелкорешетчатая криотек-
стура элювия на алевролитах
Тонкая линзовидная криотек-
стура элювия
Корково-гнездовидная крио
текстура
Базально-слоистая криотек-
стура торфяников
а) Ледяные жилы
б) Льдогрунтовые жилы
I Почвенно-раститель-
\strf'" I ный слой
Древесные остатки
(веточки, стволы)
Корни растений
Граница многолетне-
мерзлых и сезоннота-
лых пород
Лед озерный, речной
[Ж
| Л А I
Ш-1321
“Т”
Крупнобугристый
микрорельеф
Болотная раститель-
ность
Шурф и его номер
Массивная криотекстура
Рис. 3.49. Условные обозначения к криолнтологическнм разрезам.
Рис. 3.50. Развертка шурфа 992 по линии 50 на
участке № 2, характеризующая строение ледя-
ных жил в элювии (поверхностном) алевритов.
Ледяные жилы в верхней части оплавлены и перекры-
ты склоновыми суглинками с крупной линзовидной
криотекстурой.
46
3,1. Криогенное строение различных генетических типов грунтов
Рис. 3.51. См. вклейку.
Рис. 3.52. Развертка шурфа 1203 по линии
26 на участке № 2, показывающая строе-
ние ледяной жилы в поверхностном элю-
вии известняков с базальной криотекстурой.
Пологий (3 ) склон западной экспозиции.
Рис. 3.53, 3.54. См. вклейку.
Рис. 3.55. Развертка шурфа 963, показывающего строение ледяной жилы в ложковых отло-
жениях па участке № 2.
Плоская заболоченная долина ручья с мощным моховым покровом и крупнобугристым макрорелье-
фом. / -- ледяная жила, 2 - торф, 3 — ледяные плечики, 4 полые трещины, 5 - базальная
криотекстура ложковых суглинков, 6 — крупная линзовидная криотекстура ложковых отложений,
7 - гравийно-галечниковый слой, 8 - вертикальная прослойка торфа, У — прослойки, корки и
гнезда льда в донном элювии, 10 — древесные остатки.
47
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Рис. 3.56. Геоморфологическая карта-схема участка де-
тальных исследований № 3 и местоположение криоли-
тологических профилей (шурфовочных линий).
1 — плоские сильно обводненные водоразделы, 2 - пологие
увлажненные склоны с мощным моховым покровом, 3 - за-
болоченные плоские днища мелких водотоков с мощным мо-
хово-торфяным слоем, 4 — термокарстовые озера, 5 — щур
фовочные линии и их номера.
Рис. 3.57, 3.58. См. вклейку.
48
Ш-1524
Ш-1529
Ш-1525
Ш-1522
Ш-1527
Ш 1523
Ш-1528
Ш-1526
2-
Озеро
°-]
ЖЗУ № 1
4-
300 м
Рис. 3.57. Криолитологический разрез по линии 8 на участке № 3.
3 - шурф
пологие залесенные склоны,
его номер, 4 - места отбора проб донных осадков с помощью ЖЗУ.
| 03 |4
/
?v
На врезке расположение горных выработок в пределах заозерного водораздела: 1 — заболоченная котловина, 2
и ' '
Рис. 3.58. Криолитологический разрез по линии 10 на участке № 3.
На врезке — схема расположения линии: 1 — плоские заболоченные днища ручьев, 2 - пологиае залесенные склоны, 3 — термокарстовые озера, 4 — номера шурфов.
8
61
5-
4-
3-
2-
1-
0-
-1-
-2-
-з-
-4-
-5-
-6-
-7-
-8-
-9-
-ю-
-11-
-12-
-13-
-14-
-15-
-16-
-17-
-18-
-19-
м
3-2.3.. криогенныедорван Байадраикойгубы и прилегавшей суши
3500
2500
о
500
1000
1500
2000
2,22
|б~66|
2,18
2,21
2,20
Y ’'4‘Х 44-4/1 Щ/Ш2/Ш2Л к и
м
-1,35е
4,35
лВ-11 В-10
злЯ Г
2,16
5ДУ
2,17
6
5
4
0,29
3
0,28| СО,58
2
0,42
1
0,33
7,5
0
”1
0,29
7,05*
-6.12
-2
,8
-3
0,18
-5,3
0,23
-4
-5,9
-5
0,21
5,7
-6
-5,65
-7
-8
[0^7] (Ц25
-9
0,21
5,0
- -10
0,23
0,22
- -11
0,2
0,19
- -12
0,2
0,19
- -13
- -14
0,24
0,23
0.21
- -15
0,26
0,23
10
0,19
- -16
0.22
- -17
0.2
|18
[И*9
IГ80J 20
16
21
0,19
- -18
0,21
- -19
- -20
0,26
- 21
- -22
- -23
-24
-25
0.15
8
7
6,2*
5,7°
0,21) [О
0^26 2,3
3,5
- -26
м
0,29110,16
0,22)10,18
2,19
,6^_
* *
'8fe
-8,0°
2,55
2
0,29
0,1
-7,55
-6,65 0,23
0,16
25,2
5,0
|-5с(0,23)2,3
0,23)2,6
,2
5,0
7,5
5,0
0,6
0,36
0,25 %
3,6
0,16
10,3
.8,65
:-8,8*
(g2?
8,6°
8 45е
8,0°
7,23
0,22) [0?26
:к 5,4е
-6,9
-'бД
-6,5е
5,5е
4,2е
,8е
9,1е
-0.51N
/(f\2T
/6.8"
-5,8е
0.2g)-! .6°-5 |Cm29)
(^23)2,8^’ >
г5°Ф
п
0,24) [0?25|
Ч *
[0^21(026
^[0,29! (0g
:-5,1
:-5,о
•1-5,0
5,0
5,0
-4,7е
•4,5° *
-4,5е
-4,6е
-4,55
-4.6
Рис. 3.124. Геокриологический разрез Приуральского берега Байдарацкой губы на участке проектируемого газопровода ЯмалЦентр.
1 — почвенно-растительный слой, 2 торф, 3 - песок (с - средний, м — мелкий, п — пылеватый, г — гравелистый); 4, 5 — супес; 6 - суглинок («), моренный суглинок (б);
7 — переслаивание суглинка, супеси и песка; 8 литологический состав включений во льду; 9 подземный лед; 10 - морской лед; 1 — морская вода; 12—16 криотекстуры:
12 — массивная, 13 - базальная (атакситовая), 11- сетчатая, 15 - мелкосетчатая, 16 корковая; 17 - полигонально-жильный лед; 8 кровля ММП; 19 - отрицательные
значения температур; 20 - зона напорных криопэгов и значение минерализации (г л); 21 — природная влажность («) и льдистость (<) (д.е.); 22 — номер и глубина скважин.
-40-f
0,22s
Н'
1,8*
Я2'В°::-|Ч
3,i:-i,9°
/И 5,5°
.-Нк
3.25°?j2r
'2,3е
-2,5
^2
-2,2
I
-2,0
-l',35
-2,0е
2,15е
'Ё2"6'
6^ 2'5'
i.-: 25
-2,7"
15,7"
1101 Я
05.06.89 г. r<s~
Ямальский
берег 1104
1109 (\
4
81
+:
О
<Ь,5.2_ _4
-8
-4-:
1130
1139
06.10.91 г.
-8-:
- -12
02.10.91 г.
173174
24
-12-
-16
239
-16
-20
--24
-24-
-28
-3.5
-28
h -32
-32
-36
- -36
--40
-44-
--44
-48
- -48
4-
2-
0-
берег
23.04.89 г.
Схема местоположения
криолитологическогс разреза
139 140 241
04.10.91 г.
, 1с-7 168 169
163 164 165 166 16J
-6|_аА
=6^7
^3,0.
-20 TV--
1003 Приуральский
-,Ю,6
-10,2
. -9,8-2,2
6i32,’3l
“W.4-
LR’-2.4:
Г? Р
1-2,3;
0.5
-0.4
- -0,3
• А.-.-
‘-О^
“o'”?
>.5д
142.1114 23.04.89 г.
-6,
-6
26.09.91 г.
177
-0.9
-0,9
0.6
-0,6
23":
30
40
15.05.Ве г
30
31
0,77
Ц2^
-o.6h
55 78
439
Рис. 3.125. Криолитологический разрез Байдарацкой губы на участке подводного перехода газопровода.
05.06.88 г.
1114
11251120
02.10.91 г.
о.4:
-о, г
-1,4
“6,8
-1,3
/ /
-1,8
/ /
-1.2
10^10.
142143 144 145 146 147 148
149150243/! 52153 4 м
156
-0,4
-0,6
-0,4
Ч\2
0.
o', (!•
24
I0:-:io:::l6:::'i0
-0,6
-0,6
18 — литология: / — торф, 2 — ил суглинистый, 3 — ил глинистый, 4 — песок, гравий, галька, 5 — песок, 6 - супесь, 7 — суглинок,
ММП; 13 ~ значения отрицательной температуры по скважинам;./4 — дата измерения; 15 — литологические границы; 16 — скважина, е
юк, 8 - глина} 9-11 - криотекстура: 9 - базальная (атакситовая), 10 - сетчатая, 11 - массивная; 12 граница
а, ее номер и глубина (м).
Ш-1537
100
300 м
Рис. 3.59. Криолитологический разрез по линии 69 на участке № 3.
В этом разрезе .под слоем торфа с базально-слоистой криотекстурой залегают озерно-болотные оторфованные суглинки с атаксито-
вой криотекстурой, вмещающие ледяные жилы, которые на контакте с торфом оплавлены. Боковые контакты ледяных жил без
зальбандов, четкие, ровные. Шурфом 1533, пройденным в русле ручья под слоем речного льда (0,5 м) и мерзлого торфа (1,1 м),
вскрыта ледяная жила мощностью 0,9 м. Ее кровля и боковые контакты также оплавлены.
3.1. Криогенное строение различных генетических типов грунтов
О
On
О
Ш-1559
Рис. 3.60. Криолитологический разрез по линии 71 на участке № 3.
ГЛ, 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
ел
Рис. 3.61. Криогенное строение делювиальных щебнистых суглинков, сформировавшихся на выположенных траппо-
вых склонах
Криотекстура крупная линзовидная, часто атакситовая. Под обломочным материалом корки льда (участок № 3).
3.1. Криогенное строение различных генетических типов грунтов
сл
Рис. 3.62. Криолитологический разрез по линии 11 на участке детальных исследований № 3.
В приведенном разрезе под слоем склоновых щебнистых суглинков с крупной линзовидной криотекстурой залегает прослойка водных
суглинков с мощными субвертикальными шлирами льда. Нижняя часть разреза сложена элювиальными щебнистыми известковистыми
суглинками и глинами мощностью более 4 м. Криогенное строение элювия (донного), промерзшего эпигенетически в условиях сильно-
го обводнения, обусловлено крупными вертикальными и субвертикальными шлирами льда. В присклоновой части профиля (Ш-1360)
криотекстура корково-гнездовидная.
ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
3.1. Криогенное строение различных генетических типов грунтов
Рис. 3.63. Развертка шурфа 1359.
Пройден на возвышенном участке между
озерами. Слой разрушенных известняков до
щебня, дресвы и глины под дном озера. В
результате размокания породы и последу-
ющего промерзания сбоку они были сильно
перемешаны. В кровле донного элювия за-
легают водные оторфованные суглинки с
аналогичным криогенным строением (учас-
ток № 3).
°-i
2-
4-
6-
м .
О
Ш-1350
I
100
I
200
—i—
300
400 м
Рис. 3.64. Криогенное строение и мощность делювия в зависимости от крутизны трапповых
склонов на участке № 3.
53
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
3.1.1. Криогенное строение элювиальных образований
Рис. 3.65. Криогенное строение элювия изве-
стняков, разрушенных до щебня, дресвы и
мелкозема. Междуречье Далдына и Сытыка-
на в районе г. Удачный [Спесивцев, 1980].
Рис. 3.66. Ледяные корки в нижних частях
обломочного материала и гнезда льда в элю-
виальном суглинке.
Рис. 3.67. Деформация первичной слоистости
в прочных толстоплитчатых известняках, раз-
рушенных до глыб, щебня, дресвы и глины за
счет многократных циклов протаивания-про-
мерзания.
Эти разрушенные породы, перешедшие в многолет-
немерзлое состояние, являются поверхностным кри-
огенным элювием (Северо-Западная Якутия, учас-
ток № 3).
54
3.1. Криогенное строение различных генетических типов грунтов
Рис. 3.68.
Криогенное строение алевритов, вплетающих под озерными
суглинками в котловине Куба-Тюестээх (Западная Якутия).
Рис. 3.69. Базальная криотекстура донного элювия туфов, раз-
рушенных до щебнисто-дресвяного состояния (Западная Яку-
тия, озерная котловина Куба-Тюестээх).
55
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О
КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Рис. 3.70. Корковая криотексту-
ра глубинного криогенного элю-
вия песчаника, разрушенного до
дресвя но-щебнистого состояния
(Далдыно-Сытыканский алмазо-
носный район).
Рис. 3.71. Базальная крио-
текстура и ледяные про-
слойки в поверхностном
элювии известняков, раз-
рушенных до щебня, дрес-
вы и глины (Западная
Якутия, Междуречье Дал-
дын-Сытыкан).
Рис. 3.72. Базальная криотекстура по-
верхностного элювия светло-серого пес-
чаника.
Лед темного цвета. Водораздельная поверх-
ность вблизи г.Удачный. При оттаивании
образуются щебнисто-дресвяные агрегаты
с небольшой примесью песка. Диаметр кер-
на 108 мм.
56
3.1. Криогенное строение различных генетических типов грунтов
Рис. 3.73. Криогенное строение элювия доломитов (Северо-Западная
Якутия, Анабарский алмазоносный р-н).
В приведенных образцах наблюдается постепенный переход от выветрелых до
прочных доломитов. Ледяные включения в виде тонких разноориентированпых
(я) горизонтальных слопков льда (б), разделенных доломитовой “мукой” жел-
того цвета. Эти образования перекрыты аллювиальными супесчано-суглинис-
тыми отложениями мощностью 5 м.
Рис. 3.74. Криогенное строение элювия, сформировавшегося на прочных доломитах.
Элювий представлен ярко-желтой доломитовой “мукой” (алевритистой фракции). Тонкое и упорядо-
ченное разноориентированное распределение ледяных включений пока трудно объяснимо. Льдистость
этой разновидности элювия более 50 % (Северо-Западная Якутия, р-н Эбеляхского алмазоносного
месторождения).
57
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Рис. 3.75. Тонкая линзовидная криотекстура глубинного криогенного элювия
известняков, разрушенных до глины, щебня и дресвы.
Ледяные шлиры темного цвета (Северо-Западная Якутия, р-н Эбеляхского месторожде-
ния).
Рис. 3.76. Криогенное строение глубинного криогенного элювия.
Элювий представлен известковистой глиной (я) и глиной, обогащенной железом (б), за
счет которого криотекстура имеет ветвящийся, неупорядоченный вид. Льдистость в обоих
случаях более 50 %.
Рис. 3.77. Криогенное строение глубинного глинистого элювия, развитого на
известняках.
а - сильно и 6 — слабоожелезнениого. При оттаивании порода растекается.
58
3.1. Криогенное строение различных генетических типов грунтов
Рис. 3.78. Поверхностный криогенный элювий известняка с крупной линзовид-
ной криотекстурой [Спесивцев, 1980].
Обнажение в карьере па левобережном склоне р. Сытыкан. Глубина 2-2,5 м (Северо-
Западная Якутия).
Рис. 3.79. Крупная гнездовидная криотекстура элю-
вия известняков.
Рис. 3.80. Прослойки льда по плоскостям наслоения алевролитов (а) и харак-
тер нарушения их первичной слоистости ледяными включениями (б).
59
ГЛ 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Рис. 3.81. Нарушение первичной горизонтальной
слоистости в алевритах за счет льдообразования.
Рис. 3.82. Гнездовидная криотексту-
ра донного элювия.
Представлен разрушенными мергелями
до суглинисто-глинистого состояния
(Западная Якутия, створ Вилюйской
ГЭС-3, шахта № 1 на первой террасе).
Рис. 3.83. Строение глубинного криогенного элювия.
Представлен карбонатной светло-серой глиной с обломками более прочных известняков
(Северо-Западная Якутия, р-п Эбеляхского месторождения россыпных алмазов).
Рис. 3.84. Базальная криотекстура поверхностного элювия известняков, зале-
гающего в плоских заторфованных и сильнообеднепных днищах водотоков.
60
3.1. Криогенное строение различных генетических типов грунтов
Рис. 3.85. Клиновидное гнездо льда в плот-
ных толстоплитчатых алевролитах (Запад-
ная Якутия).
Рис. 3.86. Мелкосетчатая криотекстура
разрушенных алевролитов (донный элю-
вий); Западная Якутия, озерная котло-
вина в 60 км севернее пос. Чернышев-
ский.
Рис. 3.87. Криогенное строение пород трапповой формации.
А на участках, где траппы прорезаны рекой, а в их подошве залегает толша деформированных
выветрелых осадочных пород; Б - на участках, где траппы не прорезаны рекой, рвы отседапия
отсутствуют.
1 - почвенно-растительный слой. 2 делювиально-элювиальные отложения, 3 гравийпо-галвч-
ные отложения, / - породы трапповой формации, 5 - мергеле-пзвсстковистые породы, 6 — дефор-
мации осадочных пород, 7 базальная криотекстура пород во рвах отседапия траппов (льдистость
более 50 %), 8 — лед между трапповыми отдельностями долеритов, 9 — верхняя граница многолетних
пород.
61
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Рис. 3.88. Котлован под обогатительную фабрику на кимберлитовой трубке
“Удачная” (я).
Под пластовой интрузией столбчатых прочных долеритов (Л) мощностью 12 м, залега-
ют сильно разрушенные льдистые аргиллиты (Б) мощностью >20 м (глубинный кри-
огенный элювий). Ледяные включения преимущественно по литологической слоистос-
ти, а также вертикальных шлиров льда, формирующих слоисто-решетчатую криотек-
стуру (б).
62
3.2. Криогенное строение прибрежно-морских отложений
3.2.1. Криогенное строение пород но побережье Западного Ямала
и прибрежно-шельфовой криолитозоны моря Лаптевых
Рис. 3.89. Нитевидные корешки in situ в суглинистых отложениях,
залегающих в основании 2-й морской террасы.
Эти корешки являются надежным признаком сингенетического промерза-
ния осадков с атакситовой криотекстурой. Сверху суглинистого горизонта
залегают светло-серые и желтовато-серые мелкозернистые пески с массив-
ной криотекстурой, промерзшие эпигенетически (побережье Западного Ямала
в районе м. Марре-Сале).
63
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Рис. 3.90. Г1оясково-липзовидная криотекстура зеленовато-серых суглинков, залегающих в
цоколе 2-й морской террасы (высота более 15 м).
В кровле льдистого суглинистого горизонта залегают мелкозернистые светло-серые пески, включаю-
щие гнезда слаборазложившсгося торфа и намытого растительного детрита. Криотекстура песков
массивная; при оттаивании они текут по отпетому уступу и формируют в основании террасы причуд-
ливые песчаные формы, похожие на сталактиты (западное побережье Ямала в р-не м. Марре-Сале).
Рис. 3.91. Мелкорешетчатая криотекстура озерно-лагунных голубовато-серых суглинков,
перекрытых светло-серыми и желтовато-серыми разнослоистыми мелкими песками с мас-
сивной криотскстурой.
Контакт песков с суглинками резкий, неровный, чго свидетельствует о быстрой смене фациальных
условий осадконакопления. При вытаивании текстурного льда в суглинках на пляже формируются
осыпи и конуса выноса суглинистого материала текучей консистенции (западное побережье Ямала в
р-пе м. Марре-Сале).
64
3.2. Криогенное строение прибрежно-морских отложений
Рис. 3.92. Крупнослоистая криогенная тек-
стура в отложениях морского генезиса [Же
сткова, 1966].
Рис. 3.93. Сетчатая криотекстура в морских
глинах (фото Г.И. Дубикова).
О 2 см
i__I__i
Рис. 3.94. Криогенные текстуры нижнекай
нозойских плотных глии. Мелководье прол.
Санникова (зарисовка по керну А.И. Фар
тышева).
Рис. 3.95. Сложный или смешанный тип
криогенной текстуры.
Внутри минеральных блоков, ограниченных
льдом; хорошо заметны тонкие прослойки льда
горизонтального или вертикального простира-
ния (фото Г. 14. Дубикова).
65
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Рис. 3.96. Ритмично-слоистая суглинисто-песча-
ная толща в озерной котловине (Хасырей на за-
падном побережье Ямала)
Эти осадки промерзли эпигенетически и имеют мас-
сивную криотекстуру (линейка 30 см).
Рис. 3.97. Ячеистая гнездовидная криотексту-
ра морских суглинков (фото А.II. Фартыше-
ва).
Рис. 3.98. Унаследованная слоисто-линзовидная криотекстура озерно-лагунных голубова-
то-серых суглинков.
При оттаивании они приобретают текучую консистенцию. Их видимая мощность около 2 м (Западный
Ямал, р-н Марре-Сале).
66
3.2. Криогенное строение прибрежно-морских отложений
Рис. 3.99. Крупноблоковая неполно выражен-
ная унаследованная криотекстура алевритов
неогенового возраста (фото Н.Н. Романов-
ского).
Рис. 3.100. Криогенные текстуры в до-
плейстоценовых глинах (а, б) и супесях
(в) [Фартыгиев, 1993\.
Рис. 3.101. Унаследованная горизонтально-слоистая криотскстура
морских доплейстоценовых суглинков (мыс Муостах, фото А.И. Фар-
тышева).
67
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Рис. 3.102. Криотекстура плотных морских
суглинков (мыс Муостах, фото А.И. Фар-
тышева).
Рис. 3.103. Криотекстура плотных глин (мыс
Муостах, фото А.И. Фартышева).
'Рис. 3.104. Решетчатая криотекстура в плотных морс-
ких глинах (п-ов Быковский, м. Муостах, фото
А.И. Фартышева).
68
3.2. Криогенное строение прибрежно-морских отложений
Рис. 3.105. Унаследованная слоисто-линзовидная криотекстура голубовато-серых суглин-
ков, промерзших эпигенетически.
Толщина горизонтальных прослоек льда достигает 5 см. Суглинки достаточно плотные (типа аргил
литов) и при оттаивании в основании обнажения (на пляже) формируют щебнистые конуса выноса,
которые перерабатываются в волно-прибойной зоне (обнажение в р-не м. Марре-Сале, западное побе-
режье Ямала).
Рис. 3.106. Крупно-решетчатая криотекстура голубовато-серых очень плотных суглинков
(аргиллитов), промерзших эпигенетически сбоку, о чем свидетельствуют субвертикальные
шлиры льда толщиной 5~7 см и высотой до 2 м.
При вытаивании ледяных шлиров на пляже формируются шлейфы щебнисто-глыбового материала
(Западный Ямал, р-н м. Марре-Сале).
69
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Рис. 3.107. Криогенное строение эпигенетически промерзших суг-
линков, слагающих 2-ю морскую террасу в районе пос. Харасавэй.
Рис. 3.108. Оскольчатая криотекстура морских суглинков, слага-
ющих 2-ю террасу в районе пос. Харасавэй.
Оскольчатость суглинков обусловлена многократным промерзанием-про-
таиванием.
70
3.2. Криогенное строение прибрежно-морских отложений
ЕЗ3
Рис. 3.109. Криогенное строение пород в
субаквальных условиях.
/ песок, 2 суглинок. 3 глина, / плас-
товый лед стекловидный: 5-7 — криотекстура:
5 — базальная, 6 сетчатая, 7 массивная:
8 - кровля ММП (Байдарацкая губа, глубина
воды 13 м, скв. 240 в 12 км от берега п-ова
Ямал).
50 50,0
Рис. 3.110. Криогенное строение пород в
субаквальных условиях.
/ ил, 2 ритмичное переслаивание песка,
супеси и суглинка, 3 — суглинок, i - глина,
5 твердая глина аргиллитоподобная, 6
пластовый лед с ксенолитами суглинка, 7 мас-
сивная криотекстура, 8 верхняя граница
ММП (Карское море, Русаповская нефтегазо-
носная структура, скв. 253, глубина моря 114 м).
Рис. 3.111. Тонкая унаследованная крио
текстура морских суглинков в основании
2-й террасы (см. рис. 107).
71
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Рис. 3.112. Характер ледяных включений
в субаквальных ММП промерзших эпи-
генетически (й) и пластовый лед в суг-
линках Байдарацкой губы (б).
Ледяной пласт на отдельных интервалах обо-
гащен вмещающим суглинком в виде ксеноли-
тов.
Рис. 3.113. Унаследованная горизонтально-слоистая криотекстура плотных (ар-
гиллитных) зеленовато-серых суглинков, промерзших эпигенетически.
Толщина ледяных прослоек 2-3 см, иногда до 5 см; западное побережье Ямала в 3 км от
метеостанции Марре-Сале (цоколь 2-й морской террасы высотой более 25 м).
72
3.2. Криогенное строение прибрежно-морских отложений
Рис. 3.114. Посткриогенные текстуры в
ритмично-слоистых осадках, свидетельст
вующих о промерзании осадочных толщ на
шельфе Баренцева моря в Сартанскую
эпоху.
Н, м
70 -I
Рис. 3.115. Мерзлотно-геологический разрез прибрежно-шельфовой крполитозоны на севе-
ре о-ва Бол. Ляхове кий.
1 - ледовый комплекс, 2 - торфяник, 3 — суглинок, 4 — глина, 5 песок, 6 галька, 7
щебень, 8 — органика, 9 - плавник, 10 — лед, 11 - вода, 12 граница ММП, 13 — гранит-мел,
14 — терригенные породы торы [Фартышев, 1993].
73
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Рис. 3.116. Поперечный разрез морской террасы и пляжа (о. Бол. Ляховский).
1 склоновые суглинки, 2 — песчано-галечные отложения, 3 галька в суглинистом
заполнителе, 4 — аллохтонный торфяник, 5 — доплейстоценовые породы, 6 - повторно-
жильпый лед, 7 — плавник, 8 морская вода, 9 подошва сезопноталого слоя [Фарит
шее, 1993\.
|Г.Т1 [ИЗ2 ИЗ ^ZZA4 И5 в6 ЕЗЗ7 ПО6
/о
Рис. 3.117. Принципиальный геокриологический разрез п-ова Быковского.
/ ледовый комплекс, 2 гравий, 3 — песок, 4 — алеврит, 5 плотная глина, 6
торфяник, 7 — плавник, 8 — повторно-жильный лед, 9 вода, 10 — граница мерзлых
пород [Фартышев, 1993].
74
3.2. Криогенное строение прибрежно-морских отложений
3.2.2. Криогенное строение пород Харасавэйского мелководья
Рис. 3.118. Схематическая карта криолитозоны, местоположение инженерно-гео-
логических скважин и криолитологических профилей Харасавэйских мелковод-
ных нефтегазовых структур.
1 — многолетнеохлажденные породы с островами реликтовых ММП мощностью более 50 м,
находящиеся в стационарном состоянии, 2 нестационарная криолитозона с ММП у абра-
зионных берегов с ММП мощностью более 200 м и температурой -4 -5°, 3 зона
деградированных ММП абразионного типа, перешедших в многолетнеохлажденное стацио-
нарное состояние, 4 граница ММП абразионного типа, 5 - граница сезопнопромерзаю-
щих пород на отмели; 6 границы реликтового типа, 7 - абразионные и 8 стабильные
берега, 9 граница налеодолины, 10 номер скважины (fl не вскрывшие ММП, б -
вскрывшие ММП), 11 — липни криолитологических разрезов, 12 - изобаты, м.
75
Рис. 3.119. Строение крполитозоны на мелководье у стабильных берегов.
Наличие мощных песчаных осадков, залегающих с поверхности морского дна, способствует
быстрой деградации ММП, поэтому скв. 6 кровля мерзлых пород не вскрыта. Подобные усло-
вия по профилю П1-Ш (см. рис. 3.121).
1 - песок, 2 — супесь, 3 глина, 4
а между комплексами, 6 — между слоями внутри комплекса; 8
индекс, 10
шлировая.
суглинок, 5 — пластовый лед, 6 - морской лед. 7 — границы:
кровли ММП, 9 - геологический
значение суммарной влажности, %; 11, 12 — криотекстуры: 11 — массивная, 12 — крупно-
.3-4
Скв. 61
тОш
4
|dsQiy|
mQln Скв. 54
•10,2
J-I-
12,5
Скв. 60
| -4,2
^4J
Скв. 62
-6,8
Скв. 6
Скв. 7
Скв. 55 Скв. 5
Скв. 83
5,0
]2
-В-
З3
-124
-4,8'
5
-16-
-20 <
таи
-24 Z
|w„ = 3l|
-3,4
-4,8
-4,5
-5,22
-4,6
-5,3
-2,3
-ад
-4,0
/-5,4
-4,6'
|т0щ|9
О
-4
-в
12
-16
Wn = 31
-20
--24
--28
-28
10
- -32
I- -36
-36-
- -38
м
-38 4
м
-44
32 О
та
mQn,
mQni
-6.4
-5,5Ц):
22,0
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ПАЯНЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
3,2 Криогенное строение прибрежно-морских отложений
Рис. 3.120. Типичное строение субаквальной криолитозоны у абразионных берегов.
1 песок, 2 - супесь, 3 — суглинок, 4 - глина, 5 неполносетчатая среднешлировая криотекстура, 6 кровля ММП, 7
морской лед, 8 — вода, 9 - номера скважин, их глубина и распределение температур по разрезу (цифры слева). Низкие температуры
по латсрали и глубине, а также неглубокое залегание кровли ММП от морского дна свидетельствуют о быстром отступании берега за
счет абразии и термоабразии.
171. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ПАЯНЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Рис. 3.121. Криолитологический разрез по линии Ш-Ш.
Цифры слева от колонок отрицательные значения температуры (усл. обозн. см. на рис. 3.119).
Рис. 3.122. Геотермический разрез
суша-море на участке стабильного бе-
рега (профиль I I).
1 — морской лед, 2 — морская вода, 3 -
изотермы (°C), 4 — граница ММП, 5 -
номер скважины.
78
3.2. Криогенное строение прибрежно-морских отложений
Условные обозначения к таблице
Литология
Криогенные текстуры
• -I _ © - пылеватый
• • Песок: „
।—- - -1 <М) - мелкий
|Z-£Z—2| Супесь
Суглинок
|— | Глина
1~~~1Ил
Морской лед
Пески с прослоями суглинков
Пески с прослоями глин
Глины с прослоями песков
р — Глины с прослоями супесей
Суглинки и супеси с прослоями глин
* | Массивная
I Линзовидная
а б
И
а б
а б
нз
Слоистая:
а) тонкошлировая
б) среднешлировая
Сетчатая:
а) тонкошлировая
б) среднешлировая
Неполносетчатая:
а) тонкошлировая
б) среднешлировая
Граница мерзлых пород
ЦЩЛед
Места отбора проб
« - нарушенной структуры
- монолитов
Толщина льда - 1,4 м
Скв 1
Шкала глубин, м Номер слоя S CR О О о о I З’ о Глубина подошвы слоя, м Литологическая колонка Криотекстура Температура гранита, °C Наименование грунта по СНиП Глубина отбора проб, м Основные показатели физико-механических свойств
О о о I о S 0) Т О q га с Природная влажность Д. ед. Показатель текучести, Д. ед. Плотность, г/см3 Коэффициент пористости Модуль дефор- мации ЕМ ПА Угол внутрен. грения Засоленность Суммарная льдистость
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
-10 -12 -14 -16 18 20 -22 1 5,2 13,4 -1 1 г- * * * * * * * * * Песок мелкий 1 11,6 «11,9 1 15,0 « 15,3 « 16,1 18,5 « 19,6 1 21,4 0.20 0,21 0,19 0 04 0,04 0,04 0,05 0,29 0,29 0,26 0,28 0,27 0,46 0,43 0,44 0,23 0,23 0,25 0,25 1,97 1,95 1,98 1 98 0,756 0,788 0,573 0,842 0,771 0,639 0,595 0,576 0,609 0,607
2 1,7 15 1 —-— Глина
-—
3 7,4 22,5 — Супесь
Рис. 3.123. Криолитологические разрезы по скважинам.
Местоположение скважин показано на рис. 3.118
79
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Скв. 8
Толщина льда -1,5м
Глубина моря - 7,8 м
80
3.2, Криогенное строение прибрежно-морских отложений
Скв. 13
1 - 2 - 4 - 6 - 8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 2 1 2 3 1,15 4,85 4 1,15 6,0 5 6 -I 1 r- * * _1—1—1_ 7 +5,2 -1,6 -2,6 -2,9 -2,7 "2,6 -2,2 -2,1 -2,4 -2,4 -2,5 “2,6 -2,6 -2,7 -2,8 -3,0 -3,1 -3,1 -3,1 -3,1 8 Лед Песок мелкий 9 ч 1.8 ч 2,9 Ч 5,4 Ч 7.0 Ч 8,8 ч 10,9 ч 10,95 ч 12,9 Ч 14,95 16,9 17,7 Ч 19,0 19,7 20,6 10 0,04 0,04 0,19 0,13 0,03 0,06 0,13 0,13 0,10 0 09 0,10 11 0,07 0,26 0,24 0,20 0 22 12 0,20 0,21 0,41 0,34 0,23 0,28 0.32 0.30 0,31 0,29 0,30 13 1,99 2,04 2,00 1,99 14 0,696 0,630 0,599 15 16 17 0,526 0,924 0,552 0,532 0,562 0,644 0,580 0,580 0,822
3 3,35 9,35 Песок пылеватый
4 1,05 10,4 Переел. песка и < \ суглинка j Супесь
5 10,6 21,0 । । । ; । : । : i : I ; I : i : I : i : i . i : i 1 i 1 i 1 i !i!i 1 i 1 i 1 i 1 i 1 i . 1 ' 1 j 1 : 1 : 1 : 1 : 1 . 1 : 1 , 1 : 1 : 1 . 1 1 * 1 1 • 1 • 1 1 , 1 1 1 1 • 1 • J
Скв. 14
1 2 3 4 5 г 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1 1,3 1,3 +6,4 -0,6 “1,8 -2,8 -2.7 -2,8 -з,о -з,з -3,5 Лед
- 2 - 4 6 2 5,9 7,2 * * * * * н ***** н * * * * * _| Песок мелкий ч 2,8 ч 4,6 Ч 6,4 0,05 0,10 0,21 0,25 0,22 0,24 0,28 0,879 0,802
- 8 -3,8 -3,9 -4,0 Ч 8,0
-10 — — — _ JS+ZjtZ Суглинок ч 9,0 ч 10,1 Ч 10,8 0,12 0,15 0,28 0,30 0,35 0,830 0,488
-4,0
12 3 4,9 12,1 — -4,0 -4,2
* * * Переслаив. супеси и песка пылеват. ч 12,6 ч 13,0 0,04 0,12 0,24 0,28 0,23 0,24 0,24 0,32 0,28 0,32 0,600 0.833
-14 4 2,9 15,0 * * * * -4,3 -4,3 -4,4 -4,4 -4,4 ч 13,7 ч 14,9 0,06 0,05
-16 5 6 2,0 1,6 17,0 18,6 — Переслаив. супеси и суглинка Супесь ч 16,9 Ч 17,9 0,08 0,09 0 21 0,22 0,29 0,27 0,547
81
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Скв. 55
1 2 3 4 _ 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
jgL- • -1,6 • -1,4 /Песок мелкий/ <11,9 0,670
-12 \! 0.5 11,5/
\2_ 0.5 12,0/ • 1,2 • -1,о \ Песок иылев. /
• -0 9
- 14 • -0,9 < 14,0 0,19
• -0,9
• -0,9
-16 • -0,9
— • -0,9 • -0,8 16.0 0,22 0,27 0,36 1,92 0,781 4,8 0,740
Глина
— • 0,8
- 18 — 17,6 0,17 0,23 0,22 1,97 0,681
— • -0,8
— 19,2 0.19 0,29 0,32 1,92 0,832
— • -0,8 9
- 20 —
3 8,5 20,5 • -0,8 20,2 0,17 0,31 0,41 1,92 0,830 5,0
4 0,6 21,1 — • -0,8 Супесь
—
— — • -0,8
— . - ~
• -0,8 1 23,3 0,26 0,34 0,38 1,88 0,943 7,0
• ' Глина
-24 — • -0,8 124,25 0,19 0,31 0,32 1,89 0,882 5,4
—
5 4,2 25,3 — • -0,8 1 25,3 0,22 0,32 0,24 1,87 0,915 29
-26 — * * * • -0,8 126,15 0,05 0,23 0,60 2,07 0,601 12,8 0,702
_ * * • -0,8 • -0,9 Супесь
-28 6 2,9 28,2 - — - * * * 27,2 1 28,5 0,03 0,11 0,15 0,27 -1 0,54 2,12 2,03 0,451 0,675 8,7 21 0,508
-30 2,3 30,5 * * * * • -0,9 • -0,9 « 30,0 0,11 0,31 0,710
7 — * t *
-32 _Z_Z“Z_Z • -0,9 • -0,9 Суглинок 1 31,7 0,17 0,849
-34 5,0 35,5 -j Е ЕЕ • -0,9 • -1,0 • -го « 33,9 0,17 0,960
8 — 0,17 0,13 0,27 0,23 0,47 0,38 1,90 1,99 0,793 0,660
-36 9 1,2 36,7 • -1,0 Супесь 1 35,6 1 36,9 19,5
— • -1.0
-38 • -1,0 Суглинок 1 38,0 0,13 0,26 0,38 2,00 0,692
-40 10 3,3 40,0 139,75 0,17 0,36 0,29 1,97 0,692 6,9 0 929
-42 11 2,5 42,5 Супесь « 40,5 < 42,0 0,64 0,07 0,950
82
3.2. Криогенное строение прибрежно-морских отложений
Толщина льда 1 35 м __________________________ ' _________________________Глубина моря - 11,8 м
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
----- • -1,4 :=Ы • -1,0 • -1,0
- 12 \1_ 0,1 11,9/ \ супесч. / < 12,6 « 13,4 0,681 0,655
Песок
- 14 2 2,7 14,6 • -1,0 • -0,9 • -0,9 • -0,9 • -0,9 пылеватый
- 16 3 1,9 16,5 — « 14,8 1 16,0 0,13 0,18 0.29 0,27 0,88 0,33 2,01 0,722 0,860 0,937
~Г ~т~ -ZT • -0,9 Глина « 17,0 0,20 0,31 0,50 0,710
- 18 4 2,0 18,5 — • -0,8 ч 17,5 « 17,8 0,18 0,23 0,31 0,29 0,67 0,20 1,02 0,773
— ~г~ ~г~ т • -0,8 • -0,8 * 18,8 0,13 0,36 1,13 0,781
-20 — « 19,1 « 19,8 0,17 0,28 0,35 1,87 0,845 5,8
. • -0,8 1 20.15 1 20,8 0,11 0,11 0,29 0,26 1,14 0,54 1,95 1,92 0,735 12,3
— « 21,0 0,14 0,23 0,64
-22 — • -0,8 • -0,8 Суглинок « 22,5 0,18 0,28 0,40 0,761
-24 5 6,8 25,3 — • -0,8 • -0,8 1 24,2 0,20 0,34 0,70 1,84 0,971 0,566
-26 6 1,1 26,4 — ' * * • -0,9 Супесь « 25,6 0,17 0,38 0,68 0,870
—- • -0,9 « 27,0 0,15 0,24 0,41 0,880
-28 7 2,3 28,7 — • -0,9 Суглинок
— • -0,9 1 29,25 0,11 0,26 0,82 1,99 0,696 0,692
-30 — -т—1 Г * • -0,9 Супесь 1 29,5 1 30,3 0,04 0,12 0,23 0,21 0,50 0,33 2,08 1,98 0,580 0,634 2,84
8 2,8 31,5 — -1 1—1_ • -0,9 1 30,6 0,06 0,22 0,33 2,08 0,576
-32 — • -0,9 • -1,0 « 32,0 « 32,6 0,04 0,14 0,35 0,26 3,1 0,55 0,715
-34 — • -1,0 1 34,0 0,13 0,21 0,15 1,98 0,646 0,813
— • -1,0 34,3 0,17 1,89 0,802
— 35,5 0,13 0,25 0,46 1,99 0,686 18,8 0,885
-36 — • -1,0 35,8 0,15 0,27 0,60 1,88 0,831
— • 1,0
— 37,15 0,15 0,27 0,53 1,93 0,783 14,5
-38 — -1 1 г Суглинок
_ — — — —
— « 38,6 0,17 0,42 1,22 0,959
— — ———.
-40 — — — _
— — « 40,1 < 41,3 0,16 0,17 0,22 0,37 0,05 1,04 0,759 0,915
42 — — <( 42,4 0,14 0,38 1,6 0,883
— —• . I 42,85 0,14 0,21 0,28 1,85 0,609
_ — I 43,0 0,16 0,23 2,02 10,3
-44 9 12,5 44,0 — 43,85 44,0 0,13 0.12 0,26 0,29 1,94 1,94 0,596 0,770
83
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Скв. 63
1 2 3 4 567 8
- 2 - 4 - 6 - 8 -10 -12 -14 1 1,1 1,1 Лед Вода , Песок мелкий
У. 0,5 “1 1 г * *
3 3,2 4,8
4 2,9 7,7 — Суг- линок
5 4,6 12,3 * * * * * * * * * * * * * * Супесь
I 1 | 1 । ! । 1 j 1 । : 1 i 1 । 1
—
6 2,7 15,0 — * * * * * * * Глина
Скв. 63а
1 2 3 4 5 I 6 I 7 8
- 2 - 4 - 6 - 8 -10 12 -14 -16 -18 -20 22 24 -26 -28 -30 -32 -34 1 1,1 1,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 СО СО N3 К> Г4-”1,"4 К) к) СО СО kj ъ CXIOON СО Лед
2 0,5 1 6 -I 1 г Вода
3 2,0 3,6 Песок мелкий
4 3,8 7,4 — Суг- линок
5 2,1 9,5 * * * *1 * * Супесь
6 25,0 34,5 — --—-— Глина
— •——
—
—
—————
— —.—
— -
— -1—1—1-
84
3.2. Криогенное строение прибрежно-морских отложений
Скв. 67
1 2 3 4 5 6 | 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
- 2 - 4 - 6 - 8 -10 - 12 -14 - 16 -18 -20 -22 -24 -26 -28 30 1 1,1 1,1 Лед « 3,0 « 6,0 « 9,0 1 10,8 1 11,8 1 14,2 1 16,7 1 19,3 1 21,2 1 25,2 1 28.3 0,07 0,18 0,06 0,14 0,12 0,14 0,12 0,17 0,18 0,17 0.30 0,16 0,27 0,28 0,26 0,33 0,24 0,25 0,27 0,26 0,41 0,24 0,34 0,32 0,36 0,30 0,38 1,84 1,82 1,84 0,677 0,362 0,221 0,514 0,205 0,257 0,320 0,560 0,549 0,175
2 0,7 1,8 -т-j-r 7~- _j 1 1_ Вода
3 4,0 5 8 Песок мелкий
4 0,5 6,3 Супесь
5 2,2 8,5 Керн неподнятый
2,8 11,3 — Супесь
6 20,7 32,0 Глина
85
ГЛ. 3 ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
86
3.2. Криогенное строение прибрежно-морских отложений
Скв. 69
1 2 3 4 567 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
- 2 - 4 6 - 8 10 -12 -14 -16 -18 -20 -22 -24 -26 -28 1 1,1 1,1 Лед 1 9,3 1 10,3 1 11,8 1 14,0 17,2 1 20,8 1 24,0 1 29,0 0,07 0,16 0,17 0,19 0,16 0,15 0,16 0,11 0,15 0,28 0,33 0,27 0,26 0,25 0,17 0,22 0,30 0 41 0,41 0,45 0,39 0,36 0,36 0,33 1,83 1,86 1,94
2 2,0 3,1 Вода
3 1,4 4,5 Л®--' Песок пылев.
4 15,0 19,5 ИМ»» “1 1 Г- -—' * * * * * * * * _| 1 1— Суг- линок
5 10,5 30,0 — Глина
87
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
88
3.2. Криогенное строение прибрежно-морских отложений
Скв. 71
89
ГЛ 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Скв. 72
90
3.2. Криогенное строение прибрежно-морских отложений
Скв. 74
1 2 3 4 5 I 6 I 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
- 2 - 4 - 6 - 8 -10 -12 14 • 16 -18 -20 -22 -24 -26 -28 -30 1 1,2 1,2 • -4,0 • -3,0 Лед 2,2 « 7,2 10,0 ч 10,5 1 12,7 ч 16,2 1 20,7 1 21,7 1 23,7 ч 25,7 ч 27,5 28,4 30,1 0.08 0,10 0,08 0,21 0,10 0,12 0,11 0.11 0,14 0,12 0,15 0,09 0,15 0,22 0,29 0,18 0,33 0,32 0,21 0,24 0,31 0,29 0,21 0,20 0,22 0,28 0.27 0,30 0,25 0,42 0,45 0,31 0,31 0,32 0,35 0,32 0,35 0,25 0,36 1,89 1,93 1,81 1,80 1,82 1,97 1,81 0,832 1,097 0,549 0,566 0,363 0,473 0,383 0,320 0 528 0 313 0,655 0,585 0 574 0,23 0,30 0,29 0,27 0,23
2 0,4 1,6 • -3,0 • -3,0 • -3,0 • -3,0 • -3,0 • -3,0 • -4,0 • -4,0 • -4,0 • 4,0 • -4,0 Вода . Песок \мелкий/ Сугли- нок
\3_ 4 0,3 2,0 3,9
5 1,6 5,5 Керн не поднят
3,0 8,5 - — Переел, суглинка и глины
6 1,8 10,3 Переел, песка мелкого и супеси
7 6,7 17,0 ihiiii'iiiiiiiii'i “I- “Г" —I— Сугли- нок
8 13,8 30,8 — — Глина
— -1—1—1-
91
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ПАЯНЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Скв. 76
- 2 - 4 - 6 - 8 - 10 - 12 - 14 - 16 - 18 -20 -22 -24 . 26 -28 -30 2 к 1,5 0,5 2,5 3,0/ lilLLLL аи
4 2,8 5,8
—
/
/
5 25,0 30,8 * * */ * * * * / * * * */ * * */** * * * * * -1 1 L.
ПтпГ-
—
8 9 10 11
Лед
Супесь 1 1,7 0,07 0,20
_ Лед
1 3,7 0,09 0,19
Су гл и- к 5,0 0,09
нок
1 6,8 0,11 0,27
1 8,7 0,11 0,27
9,7 0,19 0,35
1 11,0 0,15 0,31
1 13,0 0,16 0,28
1 14,5 0,16 0,28
1 16,8 0,15 0,23
Глина
1 19,6 0,13 0,22
1 22,6 0,11 0,27
1 25,8 0.17 0,23
1 29,3 0,17 0,22
12 13 14 15 16 17
0,25 1,99 0,753
0,27
0,27 0,742
0,33 1,90 0,594
0,28 1,83 0,601
0,40 0,343
0,38 1,79 0,443
0,39 0,470
0,37 1,80 0,555
0,35 0,517
0,33 1,92 0,699
0,33 0,750
0,35 0,789
0,38 1,94 0,666
92
3.2. Криогенное строение прибрежно-морских отложений
Скв. 84
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
- 2 - 4 - 6 - 8 1 2 3 1,0 5,1 3,5 1,0 6,1 9,6 ь * * * I- * * ! I- к- К К Лед Переел, песка мелкого и суг- линка 6,0 1 7,3 1 9,0 0,22 0,19 0,18 1,90 0,436 0,841 0,994 0,932 0,847 0,589 0,736 0,607 0,747 0,41
W -12 -14 -16 •18 -20 j-22 4 5 4,6 8,8 14,2 23,0 * * * * н * * * * *4 * * * * _| Песок мелкий Сугли- нок 10,8 1 12,4 1 13,6 1 19,5 1 20.5 1 22,7 0,13 0,14 0,12 0,21 0,18 0,18 0,26 0,21 0,18 0,33 0,32 0,31 1,92 1,94 0,38 0,34
93
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Скв. 86
1 2 3 4 5 6 7
1 0,5 0,5 ШИН
2 1,1 1,6
- 2 -г- 7~
3 2,1 3,7 * * *
- 4 —
_
- 6
3,8 7,5
4
- 8 1,1 8,6 — * , *
b — *
( (
i—ы
- 10 I
-12
У \
дХУ
ХУС
— 11
-16
1 J
О;
- 18 ггх
I
- 20
-22 —1~ . I _
- 24 Г 1
6 18,4 25,0 11
8 9 10 11
Лед
Песок
мелкий
s / Ч 2,0 0,10 0,27
Песок
пылеватый Ч 3,0 0,08 0,24
1 3,8 0,09 0,31
Ч 5,0 0,14 0,30
Глина
1 6,8 0,11 0,33
Суглинок 8,0 0,04 0,19
Ч 9,7 0,15 0,31
Ч 10,8 0,18 0,32
11,8 0,17 0,29
Ч 14,0 0,18 0,28
Ч 15.0 0,18 0,30
16,2 0,16 0,29
Глина 17,0 0,16 0,32
18,5 0,19 0,29
1 19 5 0,16 0,30
4 20,8 0,18 0,28
Ч 22,0 0,17 0,33
25,0 0,14 0,24
12 13 14 15 16 17
0,29 0,805
0 29 0,692
0,29 1,86 0,595
0,36 0,720
0,36 0,800
0,29 1,93 0,870
0,38 0,974
0,40 0,620
0,39 1,81 0,960
0,40 0,173
0,39 0,303
0,40 1,95 0,746
0,37 1 86 0,646
0,39 0,781
0,38 1,80 0,614
0,40 0,741
0,39 0,597
0,32 0,514
94
3.2. Криогенное строение прибрежно-морских отложений
95
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Скв. 97
1 2 3 4 567 8
- 2 - 4 - 6 - 8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 -22 -24 -26 -28 1 2 1,0 11,5 1,0 12,5 и * * * * * * * * ** * * * * * * * * * * * * и*********** Лед Песок мелкий с прос- лоями суглинка
3 6,2 18,7 - - - - \ А А / А \ Суг- линок
4 11,3 30,0 — / N и Глина
—
—
96
3.2. Криогенное строение прибрежно-морских отложений
Скв. КТС-8
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
-10 - 20 - 30 1 2,6 2,6 — Суглинок
? 17 4.3 Супесь
3 2.3 6.6 -.’Гм). ? * * Песок мелкий
Супесь
-5 0 • -4,2
4 2,3 0,0 / I-,-. ,IJ. * * * * * Песок мелкий
5 8,1 17,0
6 0,8 17,8 - "(М). - 4= ч Суглинок
ч Песок мелкий
7 2,5 20,3 _ — — . * *
Супесь
8 5,2 25,5 . *
9 1,5 27,0/ ZtZtZ-t ч Песок, супесь /
Супесь
10 3,5 30,5/ Суглинок
- 40 - 50 11 11,1 41,6
т
1? 1 9 43 5 * * ч Супесь
13 1,1 44,6/ — ' * 1 Суглинок \ и супесь /
14 6,9 51,5 — — —_ *
Суглинок
— — —
15 5,0 56,5 — _ _ Переслаив.
-60 -70 - 80 • -3,5 • “3,2 • -3,2 песка, супеси \ и суглинка / « 60,0 1 74,0 1 77,0 0,15 0,20 0,27 0,27 0,10 0,69 2,04 1,80 0,40 1,09 1,008
”1 1 г Суглинок с прослоями глины
90 -100 110 16 53,5 110,0 • -3,2 • -3,2 • 2,8 < 89,0 0,961
-120 • -2 8
-130 • -2,9 Суглинок 124,0 0,14 0 20 0 09 2,03 0,40
140 150 — “ ~ • -2,8 • -2,6
—
17 34,0 144,0 — 147,0 157,0 1 172,0 0,60 0,70 0,80 0,20 0,24 0,21 0,20 0,12 0,17 1,85 1,92 2,05 0,50 0,69 0,64
18 6,0 150,0 * * * Песок мелкий
I r * Переслаив. песка мелкого и суглинка
160 -170 -180 19 12,0 162,0 * • -2,5 • -2,5 • -2,2
—i—i ll—l_i_J Суглинок
11 1 JL
97
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Скв. КТС-8 (продолжение)
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
-190 -200 -210 -220 -230 -240 -250 -260 270 20 26,0 188,0 . • -1,9 • -1,5 • -1.4 • -1,1 1 212,0 1 234,0 « 260,0 0,90 0,13 0,23 0,23 0,12 0,30 1,94 2.00 0,52 0,52 0,848
21 4,5 192,5 . .7 Супесь
22 10,0 202,5 • .Г г Песок мелкий
23 54,5 257,0 - - Суглинок
24 13,0 270,0 !:j 1111 i;j i i'i i i i i h1 i । i fl i i । i Супесь
Рис. 3.124, 3.125. См. вклейку.
98
Рис. 3.126. Строение криолитозоны на Пе-
чорском шельфе.
1 — песок (м — мелкий, п — пылеватый, с -
средний); 2 - супесь, 3 — суглинок, 4 — глина,
5 — гравий, галька, 6 — массивная криотексту-
ра, 7 — многолетнеохлажденные породы, 8 —
сезонноположительно-температурные породы,
9 — кровля ММП, 10 — консистенция: МП —
мягкопластичная, ТВ — твердая, ТГ — тугопла-
стичная.
О
О
Н моря -21м Скв. 384 Н моря - 28 м Скв 385
Со
К)
Шкала глубин, м Номер слоя Глубина подошвы слоя, м Литоло- гическая колонка Криотек- 1 стура
1 2,0
- 5 н—
-10 2 10,8 • • 4—
- 15 3 17,2 ж —
-20 4 22,8
-25 5 25.5 // Z / Z
-30 6 32,0 -X-
-35 *
-40 -х-
-45 7 44,0
-- *
-50 -55 8 48,0
* *
-60
-65 *
-70 / -х-
*
-75 -х-
-80 *
-85
90 9 90,0 -х-
Шкала глубин, м Номер слоя Глубина I подошвы слоя, м Литоло- । гическая колонка Криотек- стура
СМ) _|—
1 1,7
- 5 ^мп^ _i
-10 I
— —
- 15 zjTKtz
-20 — —
—
-25 2 27,1 —
—
-30 -35 3 27,8 I1!1
-40 4 41,0 —
-45 -х-
-50 -х-
-55 -х-
-60 *
-65 *
-70 5 75,0 *
*
-80
-
-85 87,5
6 _— *
3.2. Криогенное строение прибрежно-морских отложений
ГЛ. 3. ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О КРИОГЕННОМ СТРОЕНИИ ГРУНТОВ
Рис. 3.127. Геокриологический разрез многолетнемерзлых пород (А), сформировавшихся
за счет дегазации углеводородов (дроссельного эффекта).
На морском дне льдогрунтовые тела проявляются в виде конусообразных холмов высотой 12-17 м и
шириной в основании 100-300 м. Дегазация углеводородов предположительно вызвана за счет антро-
погенных факторов, в частности, ядерпыми взрывами на юге Новоземельского шельфа. Разрез со-
ставлен по данным сейсмоакустического профилирования и бурения.
Б — шельф Печорского моря вблизи пролива Карские Ворота. 1 - ил суглинисто-глинистый, 2 —
льдогрунтовые образования, 3 — талые суглинисто-глинистые осадки, деформированные на контак-
тах с мерзлыми породами, 4 — участки на сейсмопрофиле в виде антиклинальных складок являются
зонами с повышенными характеристиками прохождения сейсмоволн, что обусловлено мерзлым состо-
янием пород, 5 — песчаные отложения с прослойками и линзами суглинков и глин, 6 — граница
мерзлых осадков [Мельников, Спесивцев, 1995; Мельников и др., 1997].
100
3.2. Криогенное строение прибрежно-морских отложений
Рис. 3.128. Криолитологические разрезы скважин, пробуренных на холме (скв. 480) и
вблизи на выровненной поверхности (скв. 481).
/ — песок мелкий оторфованный, 2 — суглинисто-глинистые отложения; 3 9 — криотекстуры: 3
слоистая крупная, 4 - субвертикальная крупношлировая, 5 — крупносетчатая тонкошлировая, 6 —
среднесетчатая, 7 — мелкосетчатая, 8 — атакситовая, 9 — массивная; 10 — кровля ММП.
101
ГЛАВА 4
МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ
ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
4.1. Полигональные образования
Рис. 4.1. Тетрагональные грунты
в районе р. Хатанги (фото с само-
лета Б.А. Тихомирова).
Рис. 4.2. Крупные (до 25 м) полигоны правильной четырехугольной формы с четко выра-
женными валиками и заболоченной поверхностью в центральных частях (с/).
Под торфяными валиками непосредственно под СТС развиваются ледяные жилы (б) с ростками льда
под трещинами между валиками (правобережье р. Анабар вблизи пос. Саскилах).
102
4.1. Полигональные образования
Рис. 4.3. Сингенетическая ледяная жила
в обнажении 2-й террасы р. Далдын
(район кимберлитовой тр. Удачная).
Рис. 4.4. Мощный сингенетический
полигонально-жильный лед (а) в от-
ложениях едомы Северо-Восточной
Якутии. Криотекстура суглинистых
отложений (б) в кровле ледяной
жилы.
103
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.5. Оплавленные ледяные сингенетические жилы во вмещающих торфяно-песча-
ных (с/) и суглинисто-глинистых отложениях (б).
Эти жилы сверху перекрыты светло-серым и желтовато-серым мелкозернистым прибрежно-морс-
ким верхнеплейстоцен-голоценовым песком мощностью до 5-7 м. Наличие этих жил является
достаточно надежным признаком того, что они не успели полностью протаять во время Каргин-
ской трансгрессии. В Сартанскую регрессию накопившаяся песчаная толща промерзла эпигенети-
чески (западное побережье Ямала в р-не м. Марре-Сале).
Рис. 4.6. Эпигенетический полигонально-жильный лед в оторфованных супес-
чано-песчаных отложениях 2-й морской террасы высотой 10-12 м (Западный
Ямал, в 3 км южнее метеостанции Марре-Сале).
104
4.1. Полигональные образования
Рис. 4.7. Сингенетические полигонально-жильные льды в аллювиальных отло-
жениях р. Омолон.
Рис. 4.8. Оплавленный контакт ледяной
жилы с вмещающими отложениями (учас-
ток № 3, Л-69, Ш-1535).
Плоская заболоченная поверхность. В кровле
ледяной жилы залегает льдистый торф мощно-
стью до 4 м (см. рис. 3.59).
Рис. 4.9. Ледяная жила под руслом ручья в
р-не правобережья р. Моркока.
I
105
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОНЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.10. Известняки, разрушенные до
дресвяно-щебнисто-суглинистого сос-
тояния с базальной криотекстурой (по-
верхностный криогенный элювий), вме-
щают эпигенетическую ледяную жилу
(Западная Якутия, междуречье Морко-
ки и Алымдьи в 150 км севернее пос.
Чернышевский ).
Рис. 4.12. Фрагмент ледяной жилы в
поверхностном элювии углей на право-
бережном склоне ручья Больдамо (За-
падная Якутия).
Рис. 4.11. Соотношение пластового и повторно-
жильного льдов (о. Муостах, фото А.И. Фарты-
шева).
Рис. 4.13. Трещина в нижней части ледяной жилы.
Пологая морозобойная трещина в очень льдистом торфянике мощ-
ностью до 1,5 м, перекрывающем ледяную жилу. Трещина шири-
ной в верхней части до 1 см прослеживается на всю мощность
(4,5 м) ледяной жилы, сужаясь внизу до 2-4 мм (Западная Яку-
тия, руч. Больдамо, междуречье Олгуйдах-Алымдьа).
106
4.1. Полигональные образования
Рис. 4.14. Полая морозобойная трещина,
проникающая непосредственно с поверх-
ности в жильный лед.
Мощность торфяника более 2 м. Трещина вык-
линивается в элювии на известняках с базаль-
ной криотекстурой. Общая высота более 5 м.
О 1 м
i_______i_______j
Рис. 4.15. Ледяные жилы.
Форма жил искажена в результате солифлюкции и покровного оползания [Гравис, 1966, 1971]. Вклю-
чения вмещающей породы зачернены, направление уклона показано стрелкой: а - асимметричная
ледяная жила, б - веер элементарных жилок льда у нижнего по склону бокового контакта основной
ледяной жилы, в веер элементарных жилок от основной жилы, г — изогнутая ледяная жила, д —
отрыв элементарных жилок от основной ледяной жилы, е “двуглавая" ледяная жила.
107
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.15. Реликтовые неразвивающи-
еся сингенетические жилы льда в ла-
гунно-морских отложениях 2-й терра-
сы.
а Северный Гыдан, пос. Гыда (1 - кров-
ля мерзлых пород, 2 супеси и пески с
прослоями торфа, криогенная текстура мас-
сивная, 3 косослоистые пески с массив-
ной криогенной текстурой, 4 - горизон-
талыю-слоистые пылеватые пески с про-
слойками супесей, криогенная текстура лин-
зовидпо-слоистая. 5 - ледяная жила);
б Северо-Восточный Ямал, вблизи ус-
тья Сеяхи Зеленой (1 кровля мерзлых
пород, 2 пески пылеватые с прослоями
торфа, криогенная текстура массивная,
3 косо- и горизонтально-слоистые пески
с линзочками торфа и супеси, криогенная
текстура массивная, 4 — ледяная жила).
м
Рис. 4.17. Неразвивающаяся сингенети-
ческая жила в аллювиальных отложениях
р. Венуй (Северный Ямал).
1 — тонкослоистый автохтонный торф со шлира-
ми льда толщиной до 1,5 см, 2 - мелкий и пыле-
ватый песок серого цвета, 3 — ожелезненный
плотный мелкий песок красновато-коричневого
цвета, 4 — прослойки суглинка и аллохтонного
торфа в сером песке, 5 — ледяная жила. Верти-
кальный и горизонтальный масштабы одинако-
вы.
Рнс. 4.18. Реликтовая жила льда сложно-
го строения в лагунно-морских синкриоген-
ных отложениях 3-й террасы (Центральный
Ямал, оз. Нгарка-Ляккато).
1 — песок пылеватый с массивной криогенной
текстурой, 2 супесь с прослоями торфа, крио-
генная текстура массивная, 3 — супесь с мас-
сивной криогенной текстурой, 4 - льдогрунт,
5 — ледяная жила.
108
4.1. Полигональные образования
Номер приз- наков Схематическая зарисовка повторно-жильных и вмещающих их многолетне- мерзлых отложений, м Описание морфологических особенностей полигонально-жильных образований, служащих признаком сингенетического роста повторно-жильных льдов При каких условиях возникает признак (кем установлен признак)
1 2 о- 2- Я и Окончание элементарных жилок ниже уровня верхней поверхности жилы льда и "упирание" элементарных жилок в боковые контакты жилы льда При накоплении осадков, редко при сокращении мощности СТС (П.А. Шум- ский, Б.И. Втюрин)
2 о- 1 - у-. -т рЧ1т. —г - л Наличие в обрамлении ледяной жилы элемен- тарных жилок льда, начинающихся на разных уровнях; характерно для песчаных и гравийно- галечных отложений При сокращении мощ- ности СТС, при накоп- лении осадков (Н.С. Да- нилова, Т.Н. Каплина)
3 1 0 - 1 т- т-1 f тг- "Плечики" на боковых контактах ледяной жилы с вмещающими ее отложениями При сокращении мощ- ности СТС, при накоп- лении осадков (Е.М. Ка- тасонов)
№
\izsv 97^/
4 1 - о - 1 - -т-- JOT-"’»’ Небольшие ледяные жилы, вложенные одна в другую При накоплении осадков (И.Д. Маслов)
5 1 - о- 1 2- Узкие "ростки" над верхней поверхностью ле- дяных жил При сокращении мощ- ности СТС, при накопле- нии осадков (А.И. Попов, Б.И. Втюрин, Е.А. Втюри- на, Е.Б. Белопухова)
0,5- 0- 0,5- 1-
6 'Я I 1 Следы горизонтальных шлиров миграционного льда в теле жилы При сокращении мощ- ности СТС, при накоп- лении осадков (Н.Н. Ро- мановский, Т.Н. Каплина)
7 0 2 4- йй i/JH /ZSsh '/гТХ Изменение толщины ледяной жилы на разных уровнях при значительной ее вертикальной мощности При накоплении осадков (Б.Н. Достовалов)
8 0,5 0 0,5- 1- ж llftu, 0 Большой изгиб "поясков" и выдержанных ле- дяных шлиров около небольших го ширине ле- дяных жил При накоплении осадков (Е.М. Катасонов)
Рис. 4Л9. Признаки сингенетического роста повторно-жильных льдов [Методика..., 1979].
/ - повторно-жильный лед с характерной для него вертикальной полосчатостью, 2 положение
элементарных жилок льда в ледяной жиле, 3 - положение шлиров миграционного льда в теле жилы
и в породе, 4 - ледяные шлиры, 5 - прослои сильнольдистой породы или льда, сильно обогащенно-
го минеральными примесями, — “пояски"; 6 супеси пылеватые, 7 песок, 8 оторфованная
порода, 9 — торф автохтонный. 10 — верхняя поверхность мерзлой толщи.
На рисунках подчеркнуто криогенное строение пород, вмещающих сингенетические повторно-жиль-
ные льды, и дан примерный масштаб явления. Вертикальный и горизонтальный масштабы равны.
109
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Номер приз- наков Схематическая зарисовка повторно-жильных и вмещающих их многолетне- мерзлых отложений, м Описание морфологических особенностей полигонально-жильных образований, служащих признаком сингенетического роста повторно-жильных льдов При каких условиях возникает признак (кем установлен признак)
9 "Срезание" одной серии "поясков" и выдер- жанных ледяных шлиров другой,более полого- залегающей или более сильноизогнутой серией При накоплении осадков (Е.М. Катасонов, А.И. По- пов); причины различий в "срезании" (Н.Н. Рома- новский)
1 - 0- 1 - 1 - 0- 1 2 1й •ЭД
11 |1 1Ж
/V ' •• —
10 0,5- 0 0,5- 0! Пересечение выдержанными ледяными шли- рами и "поясками" под крутым углом слоев органо-минеральной породы, изогнутых вверх у контакта с жилой При накоплении осадков (Н.Н. Романовский, Т.Н. Каплина)
1 - Я Наличие в полигональном блоке захороненных
11 линз автохюнных торфяников, не примыкаю- щих к контактам с ледяными жилами (А.И. Попов)
1 - in =>□
1 -I i sssfeii Наличие в полигональном блоке линз породы, При накоплении осадков (Б.И. Втюрин, С.В. Томир- Диаро, Н.Н. Романовский и др.)
12 0 1 I fSilH » 1 перекрывающих наиболее изогнутые вверх слои и ограниченные по нижней и верхней поверхностям выдержанными ледяными
V шлирами и поясками
13 2- о- 2 Наличие в полигональном блоке захороненных ледяных жил (обычно небольших) При накоплении осадков (Б.Н. Достовалов, Е.М. Ка- тасонов, Н.Н. Романов- ский)
1' 1
14 0.5- 0 0,5- igllll Изменение состава пород (например, сильное оторфовывание) и криогенной текстуры отло- жений у контакта с ледяной жилой по сравне- нию с составом пород и их криогенной тексту- рой) в полигональном блоке При накоплении осадков, реже при сокращении мощности СТС (Т.Н. Кап- лина, Н.Н. Романовский)
J- / J7?
15 1 - 0- 1 - 2- . =Wi\l mil ей4 Mg Фалдообразно изогнутые слои на контакте с ледяной жилой Преимущественно при накоплении осадков (Н.Н. Романовский)
16 2 1 - о- 1 - so Jii«?yi ЙС— Отгибание вниз прослоев породы и шлиров льда около нижнего конца ледяной жилы и их изгиб вверх в вышезалегающих горизонтах При накоплении осадков (Н.Н. Романовский, Т.Н. Каплина, Н.С. Дани- лова)
Й Отгибание вниз песка; небольшие сбросы около контактов с ледяными жилами
ПмФ ПИ2 НЗ3 |. ^7 ЦЦ> ЕЕЗ9 ЕННЕР0
по
4.1. Полигональные образования
tcp = -3, -4 "С fcp = -6, -7 "С
tcp = -1 °C
Рис. 4.20. Схема основных соотношений изначально-грунтовых и ледяных жил в единых
полигональных системах.
а — грунтовые жилы в песчаных аллювиальных отложениях при глубоком сезонном оттаивании и
повторно-жильные льды в заторфованпых пойменных супесях при мелком оттаивании, б неболь-
шие грунтовые жилки в песчаных отложениях низкой поймы при глубоком оттаивании, единая систе-
ма жильных льдов и грунтовых жил в оторфованных песках при средней глубине сезонного оттаива-
ния и повторно-жильные льды в оторфованных пойменных супесях при мелком типе оттаивания.
Рис. 4.21. Схема эпигенетического (А) и сингенетического (Б) роста повторно-жильных
льдов (по Б.Н. Достовалову).
I, II, III, IV — последовательные стадии роста жил; а, б, в, г — ежегодно образующиеся элементар-
ные ледяные жилки; А/г — мощность слоя накапливающегося за год осадка при сингенезе.
111
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
1 [^^2 Рис. 4.22. Динамика полигонального микроре-
° ° ____ льефа морской террасы от пляжа (1) к тылово-
1I3 Iv v I4 му шву (8) (о. Бол. Ляховский).
/ песчано-галечные отложения террасы, 2 скло-
новые суглинки, 3 — ПЖЛ, 4 - почвенно-раститель-
ный слой [Фартышев, 1993].
ЕЗ' ЕЖ2 Ей3 СЗ4 ЕЗ5
Рис. 4.23. Полигонально-жильная структура в песчано-гра-
вийных отложениях морской террасы (Земля Бунге).
/ — подошва сезонноталого слоя и элементарные ледяные жилки,
2 повторно-жильный лед, 3 — гумусированные потеки вдоль мо-
розобойной трещины, 4 гравий, 5 - песок fФартышев, 1993].
ЕЕ"
Рис. 4.24. Изначально-грунтовые жилы (I—VI).
/ почвенно-растительный слой и гумусированные породы, 2 супеси, 3 - песок и гравий, 4
лессовидные породы и алевриты, 5 — торф, 6 - валуны и галька, 7 - валуны и галька с супесчаным
заполнителем, 8 - слоистость пород и мелкие сбросы, 9 “жилы отгибания” (по Е.М. Катасонову)
и открытые морозобойные трещины, 10 грунтовые жилы, 11 верхняя поверхность ММП (грани-
ца СТС) [Методика..., 1979].
112
ПЕРВИЧНЫЕ
ВТОРИЧНЫЕ
Псевдоморфозы по повторно-жильным льдам
Реликты песчано-ледяных жил
Полигональные образования
Рис. 4.25. Принципы систематизации ПЖС структур.
ПЖС подразделяются на первичные и вторичные. Первичные развиваются при многократном повторении процессов морозобойного
растрескивания и заполнения трещин породой пли льдом и последующего преобразования вещества, заполняющего трещины в СМС,
СТС и в мерзлой толще. Вторичные структуры возникают при оттаивании первичных | Романовский, 1978].
I
UH1 IZ22 ЕЭ3
]12
МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.26. Псевдоморфозы по повторно-жильным льдам (I-VII).
/ — почвенно-растительный слой, 2 — суглинки, 3 — тяжелые суглинки, 4 — супеси, 5 — лессовидные породы и алевриты, 6 —
лессы, 7 — торф, 8 песок и гравий, 9 — слоистость пород и мелкие сбросы, /0 — пустоты в породе, // - раковины пресноводных
моллюсков, 12 — аллохтонные растительные остатки [Методика..., 1979].
4.1. Полигональные образования
Рис. 4.27. Торфяные псевдоморфозы и гнезда слаборазложившегося торфа в
верхней части верхнеплейстоценовых супесчано-суглинистых (внизу) и песча-
ных голоценовых горизонтально-слоистых отложений, залегающих в совре-
менной озерной котловине (Хасырее).
115
о
Рис. 4.28. Схема развития форм полигонального микрорельефа при образовании изначально-грунтовых жил и повторно-
жильных льдов.
Стадии развития микрорельефа: В восходящая, 3 — зрелая (циклического развития), Н — нисходящая, К — консервация, Р —
разрушения, О - остаточная; цифрами обозначены подстадии. В правой части схемы показано криогенное строение толщи отложений
(па примере пойменного аллювия), накапливающихся и промерзавших сингенетически в зрелой стадии при циклическом развитии
микрорельефа, а также дальнейшая эволюция микрорельефа на поверхностях, сложенных этими образованиями [Методика..., 1979}.
с
гп
“U
со
Дз
о
—I
ZE
гп
е
со
гп
о
о
—1
_с
гп
о
тс
гп
за
из
ДЗ
гп
и:
s
за
4.2. Структурные формы микрорельефе
Рис. 4.29. Сортированные ка-
менные многоугольники (Заи-
лийский Алатау, высота 3600 м,
фото А.П. Горбунова) {Попов.
/973].
Рис. 4.30. Пятна-медальоны со щебнистыми высыпка-
ми, развивающимися на поверхностях высоких морских
террас, сложенных суглинистыми отложениями (запад-
ное побережье Байдарацкой губы, 2-я морская терраса
в районе р. Ою-Яха).
Рис. 4.31. Пятнистая тундра на северо-востоке Якутии (фото
Н.Н. Романовского).
117
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.32. Схема образования глинистых
пятен (внизу разреза по линии АВ).
1 - многолетнемерзлая толща, 2 — замерзшая
часть грунта, образующая оболочку закрытой
системы, 3 талый, влажный тиксотропный
грунт, 4 выдавливаемая через разрыв на по-
верхность часть грунта, образующая глинистое
пятно.
щебнисто-суглинистого криокластопелита
[Попов, 1973].
Рис. 4.34. Схема строения сорти-
рованного (на склоне) материала
криокластопелита, образующего со-
лифлюкционные полосы [Попов,
1973].
Рис. 4.35. Схема образования суффозионных грунтовых жил вслед-
ствие вымывания тонкодисперсиого материала.
/ — валунная глина, 2 — промытые включения без топкодисперсного за-
полнителя (по Т.Н. Каплиной).
118
4.2. Структурные формы микрорельефа
Рис. 4.36. Одна из начальных стадий
сортировки обломочного материала при
формировании каменного многоуголь-
ника (я) (хр. Кулар, фото автора).
Сортированные каменные многоугольни-
ки (б) (Сев. Земля, фото В.Г. Чигира) [По-
пов, 1973].
Рис. 4.37. Торфяное “кольцо” как следствие избирательного
морозного растрескивания и сезонного протаивания и пучения.
119
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.38. Сортированные со-
лифлюкционные полосы щеб-
нисто-суглинистого материала
на пологом склоне (3—5°) (на-
горье Сангилен, Тува, фото
Ю.В. Мудрова) [Попов,
1973].
Рис. 4.39. Трещины усыхания (Земля Франца Иосифа,
фото В.Л. Суходровского).
Рис. 4.40. Трещины усыхания в глинистых породах
(фото Г.С. Константиновой).
120
4.2. Структурные формы микрорельефа
Рис. 4.41. Полигоны на плоской поверхности, сложенной
суглинисто-глыбово-щебнистыми (элювиальными) отложе-
ниями.
В канавках полигонов развиваются грунтовые и льдогрунтовые
жилы.
Рис. 4.42. Полигоны, обусловленные столбчатыми отдель-
ностями долеритов (Западная Якутия).
121
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.43. Каменный поток, обусловленный
криогенными факторами, на правобереж-
ном склоне р. Вилюй в 40 км ниже Вилюй-
ской ГЭС.
Рис. 4.44. Каменный ручей на поло-
гом трапповом склоне в 60 км север-
нее пос. Чернышевский.
Рис. 4.45. Глыбовые развалы на правобережном склоне
р. Сытыкан.
122
4.2. Структурные формы микрорельефа
Рис. 4.46. Структурные формы
криогенного рельефа на правобе-
режном склоне р. Эбелях, прав,
притока р. Анабар.
а — каменные “языки”, б - полигоны
на крутом склоне, сложенном глыбо-
во-щебнистыми породами.
Рис. 4.47. Линейная морозная трещина (гора Пелли на острове Вик-
тория, северо-западные территории Канады [У отбор», 1988].
123
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОНЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
4.3. Бугры пучения и выпучивание (вымораживание)
твердых тел из рыхлого влажного грунта при многократном
промерзании-протаивании
Рис. 4.48. Миграционный бугор пучения на урезе термокарсто-
вого озера.
а — общий вид, б — в разрезе бугра залегает льдоторфяное ядро,
а ниже уровня озера на глубине до 1,6 м частично вскрыт практически
чистый лед коричневатого цвета (за счет торфа) (Западная Якутия, оз.
Куба-Тюестээх).
124
4.3. Бугры пучения и выпучивание (вымораживание) твердых тел
м
4-1
О 2 4 6 В 10 12м
Рис. 4.49. Строение миграционного бугра пучения (см. рис. 4.48).
1 — торф светло-коричневый, слабо разложившийся, очень льдистый, 2 — торф темно-коричневый,
хорошо разложившийся, льдистый, 3 — изгиб торфяных слоев в апикальной части бугра, 4 — лед,
включающий до 5 % торфа, 5 — чистый лед; 6 — кустарничковая растительность (багульник, голуби-
ка).
Абсолютный возраст торфа в основании бугров на глубинах: 3 м — 9500±200 лет (обр. № 207, ИМ
СО АН, оз. Куба-Тюестээх); 3 м — 8250±100 лет (обр. № 365, “сухая” котловина в 1 км восточнее
оз. Куба-Тюестээх); 3,4 м — 8835±250 лет (котловина оз. Бэрэ); 4,7 м — 9530±100 лет (обр. № 364,
ИМ СО АН, “сухая” озерная котловина в 5 км севернее оз. Куба-Тюестээх).
/ - траппы, 2 — алевролиты, 3 — донный криогенный элювий алевролитов, 4 — озерные суглинки,
5 - склоновые щебнистые суглинки, 6 — торф, 7 — торф льдистый, 8 — льдоторфяные ядра бугров
пучения, 9 — мелкосетчатая криотекстура, 10 — крупная косая линзовидная криотекстура, 11 —
косослоистая криотекстура, 12 — граница сезонноталых и многолетнемерзлых пород.
125
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОНЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
I
Рис. 4.51. Схема образования 'многолет-
него миграционного бугра пучения под
торфяником.
I — начальная стадия; II — зрелая стадия;
1 торф, 2 пылеватый суглинок, 3 шли-
ры сегрегационного льда, 4 — граница много-
летнемерзлой породы, 5 — направление миг-
рационной влаги.
ВЖ1 \'/А2 !Ж3 I Ж5
Рис. 4.52. Деградация озер за счет формирования миграци-
онных торфяных бугров пучения, наступающих на аквато-
рию озер, которые с поверхности покрыты сплавиной, спо-
собствующей интенсивному развитию многолетних миграци-
онных бугров пучения (Западная Якутия, в 60 км севернее
пос. Чернышевский)
126
4.3. Бугры пучения и выпучивание (вымораживание) твердых тел
Рис. 4.53. Молодой растущий миграционный бугор пучения (а) у
основания зрелого (б).
Рис. 4.54. Миграционные торфяные бугры пучения в средней ста-
дии развития.
Рис. 4.55. Миграционные торфяные бугры пучения, развивающиеся
по берегам термокарстовых водоемов диаметром до 3 км и приводя-
щие к частичной либо полной их деградации, т. е. к образованию
“сухих” котловин с крупнобугристозападинным микрорельефом.
При благоприятных условиях для развития термокарста происходит вновь
образование термокарстовых озер.
127
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.56. Озеро, покрытое сплавиной из торфа и осоковой расти-
тельности (<?) и растущими торфяными буграми (б).
На дальнем плане фрагмент озера, покрытого сплавиной.
Рис. 4.57. Булгуннях в аласной котловине (Центральная Якутия).
128
4,3. Бугры пучения и выпучивание (вымораживание) твердых тел
Рис. 4.58. Разрез булгунняха (Лено-Амгинское междуречье, Центральная Якутия, по
П.А. Соловьеву).
1 — супеси, 2 суглинки, 3 пески, / лед, 5 верхняя граница мерзлых пород, 6 - граница
ядра с выделением линзочек чистого льда, 7 — напор водоносного горизонта.
Рис. 4.59. Схема образования булгунняхов.
1 нссквозпой талик под озером, Л промерзание несквоз-
ного талика при уменьшении размеров озера, III образо-
вание замкнутого промерзающего виутримерзлотного талика
и начальный этап роста булгунняха, IV зрелая стадия
роста булгунняха. / мпоголетнемерзлая порода, 2 та-
лая водоиасыщенная порода, 3 сезонноталый слои, 4 -
уровень воды в озере, 5 инъекционный лед, 6 граница
многолетнемерзлых пород, 7 направление движения вод
под действием гидростатического криогенного давления.
Рис. 4.60. Системы миграционных бугров пучения по
берегам зарастающих озер (Западная Якутия) (фраг-
мент аэроснимка).
129
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Поднимающая сила
(гидродинамический напор)
Рис. 4.61. Рост пинго при промерзании открытой водоносной си-
стемы. Гипотетический разрез.
1 — песок и т. п., 2 - мерзлый грунт, 3 растущее ледяное тело, 4 -
пузырьки газа, 5 — грунтовые воды талика [Уотбори, 1988].
Рис. 4.62. Поперечный разрез пальсы с торфяным ядром (Север-
ная Канада, 67°06' с.ш. 134°17' з.д.).
1 слаборазложившийся сфагновый торф, 2 — слаборазложившийся
зеленомошный торф, 3 среднеразложившийся зеленомошный торф,
4 — слаборазложившийся осоковый торф, 5 слаборазложившийся осо-
ково-моховый торф, 6 среднеразложившийся древесно-осоковый торф,
7 — слаборазложившийся торф из лесного мха, 8 - торф, отложивший-
ся в водной обстановке, 9 минеральный грунт [Уошборн, 1988].
130
4.3. Бугры пучения и выпучивание (вымораживание) твероых тел
Рис. 4.63. Сезонное пучение грунтов, вы-
зывающее разрушение асфальтового покры-
тия (г. Якутск).
Рис. 4.64. Лиственница, разорванная сни-
зу растущей линзой льда, распирающей поч-
ву (фото А.П. Тыртикова).
Рис. 4.65. Выпучивание фундаментов ЛЭП на уча-
стке Ленск-Мирный.
Рис. 4.66. Выпучивание отдельных
фундаментов (за 10 лет составляет бо-
лее 2 м).
131
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОПЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.67. Схема выпучивания (вымораживания) столба из сезонноталого слоя, сложенно-
го влажными дисперсными отложениями.
/ промерзшая часть СТС, 2 — талая часть СТС. 3 — многолетнемерзлая порода, 4 — вода или
разжиженный грунт в полости, 5 - лед или сильнольдистый грунт в полости, 6 — талый грунт,
заполняющий полость, 7 — граница многолетнемерзлых пород, 8 - граница промерзших пород СТС.
1-V стадии выпучивания столба в годовом цикле, VI обрушение столба, выпученного из пород
СТС в течение ряда лет.
та* Ей2 Е2з SSI4 ЕЕ5 ЕН6
Рис. 4.68. Схема выпучивания глыб и щебня в элювиальных образованиях.
/ глыбы и щебень, 2 - разборная скала с трещинами, заполненными льдом, 3 — супесчано-
суглинистый материал, 4 — ледяные включения в многолетнемерзлых породах. 5 - направление
движения обломочного материала при выпучивании, 6 - граница многолетнемерзлых пород. I
начальное распределение обломочного материала в элювии, II — выпучивание камней и концентра-
ция их на поверхности, III дробление обломочного материала в приповерхностном слое за счет
выветривания, IV выпучивание каменного материала при наличии морозобойпых трещин и образо-
вание сортированных полигонов, V — выпучивание и дробление каменного материала при наличии
неглубоких диагенетических и морозобойных трещин и образование структурных форм.
132
4.4. Подземные пластовые льды
Рис. 4.69. Выпучивание круп-
ных глыб столбчатых отдельнос-
тей долеритов на пологом пра-
вобережном склоне р. Сытыкан.
О медленном смещении глыб по
склону свидетельствуют наклонен-
ные деревья (нижний снимок).
Рис. 4.70. Морозное выпучива-
ние скальных пород в районе
Местерс-Виг, северо-восточная
Гренландия [Уошборн, 1988].
133
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОНЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
4.4. Подземные пластовые льды
Рис. 4.71. Сингенетический
пластовый лед, сформировав-
шийся под торфяником в про-
цессе его накопления и перехо-
да в многолетнемерзлое состоя-
ние (приуральский берег Байда-
рацкой губы, высокая лайда).
Формирование таких льдов наблю-
дается в настоящее время на заозе-
ренных лайдовых поверхностях (см.
рис. ниже).
Рис. 4.72. Заозерная и заболо-
ченная, периодически затапли-
ваемая лайда, в пределах кото-
рой в настоящее время форми-
руются под торфяниками плас-
товые льды (приуральское побе-
режье Байдарацкой губы).
Рис. 4.73. Пластовая залежь инъекционного льда в угольном карьере Кайер-
кан вблизи Норильска.
Мощность ледяного тела более 5 м. В его строении четко прослеживается субгоризон-
талыгая слоистость.
134
4.4. Подземные пластовые льды
Рис. 4.74. Сингенетический пластовый лед, сфор-
мировавшийся под мохово-торфяным слоем на
поверхности высокой лайды (приуральское побе-
режье Байдарацкой губы, район трассы газопро-
вода Ямал-Европа).
Лед молочного цвета, горизонтально-слоистый за счет
слаборазложившегося торфа и вмытого минерального
вещества. Мощность таких ледяных образований на
лайдовых уровнях и низких морских террасах состав-
ляет 1,5-2 м и более.
Рис. 4.75. Пластовые залежи конжеляционного льда в термоаб-
разионных нишах (п-ов Быковского, фото А.И. Фартышева).
135
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОНЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.76. Пластовый лед на восточном побережье п-ова Бы-
ковского (фото А.И. Фартышева).
Рис. 4.77. Пластовый лед, сформировавшийся сингенетически в цоколе
высокой террасы под сильно льдистым опесчаненным торфом, в кровле
которого залегают светло-серые мелкозернистые пески, промерзшие эпи-
генетически, с массивной криогенной текстурой.
О сингенетическом происхождении льда свидетельствуют хорошо выраженная
горизонтальная слоистость и нитевидные корешки in situ, которые хорошо прояв-
ляются при протаивании ледяного тела (Западный Ямал, р-он м. Марре-Сале).
136
4.4. Подземные пластовые льды
Рис. 4.78. Стекловидный чис-
тый пластовый лед (темный
цвет), залегающий в нижней
части 2-й морской террасы
Байдарацкой губы, сложен-
ной мелким светло-серым
сильно льдистым песком с де-
формированной слоистостью.
Рис. 4.79. Пластовый лед в
виде антиклинальной склад-
ки, залегающий в подошве
песчаной толщи 2-й морской
террасы.
Во льду наблюдаются топкие про-
слойки светло-серого песка, унас-
ледующие общий изгиб ледяного
тела. Перекрывающие пески на
контакте со льдом сильно дефор-
мированы (западное побережье
Байдарацкой губы в районе трас-
сы газопровода Ямал-Европа).
Рис. 4.80. Линза инъекционного льда с оп-
лавленными контактами (участок № 3, Л-71,
Ш-1555, Западная Якутия).
137
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОНЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.81. Пластовые льды, залегающие вблизи поверхности морского дна непосредствен-
но под илистыми осадками мощностью 0,3—0,5 м.
Образование этих льдов и льдистых отложений мощностью более 100 м обусловлено дегазацией,
сопровождающейся охлаждением в покрышках углеводородных залежей за счет расширения газов
(дроссельного эффекта). Мощность льда в скв. 1 глубиной 25 м не вскрыта; в скв. 2 под слоем талых
суглинков на глубине 14 м от дна вскрыт мерзлый песок.
1 — ил суглинистый, 2 — суглинок мягкопластичный, 3 — лед пресный чистый, 4 — песок мелкий
с массивной криотекстурой, 5 верхняя граница льда и мерзлых песков. Кр политологический раз-
рез составлен по данным сейсмоакустического профилирования и бурения (Печорское море, вблизи
пролива Карские Ворота).
138
4.5. Термокарст
Рис. 4.82. Термокарстовые озера на западном побережье Ямала.
Рис. 4.83. Озерная котловина (Хасырей) в пределах 1-й морской террасы.
На ее переувлажненной заторфованной поверхности с мощным сфагновым покро-
вом развита полигонально-валиковая есть с растущими ледяными жилами. Полиго-
ны преимущественно четырехугольной формы до 20 м в поперечнике.
139
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОНЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.84. Система аласных долин Центральноякутской равнины.
1 — исходный уровень равнины с сингенетическими ледяными жилами, 2 — молодые озера, 3 —
озера на аласах, 4 - недавно осушенные озера на аласах, 5 - старые аласы \ У отбор) I, 1988].
Расчистка 1
EZ3' yzZp
|уу|б EES7
И9
Рис. 4.85. Схематический разрез через небольшую аласную котловину на арктической низ-
менности.
1 - пески, 2 — пылеватые супеси, 3 — пылеватые суглинки, 4 — переслаивание пылеватых супесей и
суглинков, 5 — торф и оторфованность в породе, 6 — повторно-жильный лед, 7 — субаквальные псев-
доморфозы по жильному льду, 8 - пресноводные моллюски, 9 - костные остатки млекопитающих,
10 граница ММП: а - русловые фации аллювия, б — фация полигональной поймы, в — фация
таберальных отложений, г фация отложений небольшого термокарстового озера, д - фация собственно
аласных отложений с полигонально-жильными льдами, е - отложения делювиальных фаций.
140
4.5. Термокарст
Рис. 4.86. Схема развития термокарста с образованием озера.
А — при вытаивании мономинеральной залежи подземных льдов; Б — при вытаивании льдистых
отложений с сингенетическими повторно-жильными льдами, когда процесс развивается прогрессивно;
В - то же, но при затухающем процессе и накоплении в термокарстовом водоеме сингенетически
промерзающих отложений: 1 - суглинки, 2 - залежь пластового подземного льда, 3 — льдистые
суглинистые отложения с мощными сингенетическими ПЖЛ, 4 - то же, с небольшими сингенетичес-
кими ПЖЛ, 5 — пески, 6 - суглинистые таберальные накопления, 7 — суглинки озерные, 8
небольшие сингенетические ледяные жилы, 9 — суглинки деляпсивные, 10 - вода в озере, 11
подошва СТС, 12 - граница ММП, 13 - направление термоабразии [Методика..., 1979}.
Рис. 4.87. Общий вид аласа в Центральной Якутии.
141
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОНЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.88. Аласные котловины с термо-
денудационными бортами, отступающи-
ми за счет протаивания отложений ле-
дового комплекса, вмещающего мощные
ледяные жилы.
Центральная часть котловин занята озерами
Тюнгюлю («) и Сырдах (б). На оз. Сырдах
отступание бортов происходит как за счет тер-
моденудации, так и термоабразии.
Рис. 4.89. Развитие термокарста по полигонально-жильным льдам
в пределах 2-й террасы р. Анабар в р-не поселка Саскылах.
142
4.5. Термокарст
Рис. 4.90. Термокарст,
начавший развиваться
после вырубки леса (фото
К.А. Кондратьевой).
Рис. 4.91. Начало разви-
тия термокарста в “су-
хой” озерной котловине.
Отложения в котловине
представлены очень льдис-
тыми (>50 %) голубовато-
серыми суглинками мощно-
стью до 6 м. Через десятки
лет в ее днище сформирует-
ся озеро диаметром до 2 км
и глубиной не менее 2-3 м
(Западная Якутия, вблизи
озера Куба-Тюестээх).
Рис. 4.92. Крупнобугри-
стые торфяники мигра-
ционного типа, разделен-
ные термокарстовыми
понижениями относи-
тельной глубиной до 1 м
и шириной 5-6 м.
Глубина сезонного протаи-
вания на торфяниках 0,3-
0,5 м, в понижениях с пу-
шицевой и осоковой расти-
тельностью 1,5-1,8 м (за-
падное побережье Ямала в
5 км от ГМС “Виктория”).
143
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОНЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.93. Заболачивание на поверхности 2-й морской террасы вслед-
ствие нарушения почвенно-растительного покрова гусеничным транс-
портом (приуральский берег Байдарацкой губы в районе пос. Пио-
нерный).
Рис. 4.94. Развитие термокарста на просеке ЛЭП при наруше-
нии почвенно-растительного слоя гусеничным транспортом (За-
падная Якутия, ЛЭП на участке Ленск-Мирный).
144
4.5. Термокарст
Рис. 4.95. Провалы в траппах на берегах Вилюйского водохранилища.
Образуются вследствие вытаивания льдов и льдистых отложений, заполняющих трещины между
столбчатыми отдельностями долеритов.
Рис. 4.96. Небольшие термокарстовые заливы (а) и воронки (б) на трапповых берегах
Вилюйского водохранилища.
145
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОПЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.97. Термокарстовый провал на трапповом берегу в 6 км от плоти-
ны Вилюйской ГЭС.
В тыловой части провала наблюдалась пещера (см. рис. 4.95), в кровле которой
залегали щебиисто-глыбовыс отложения с базальной криотекстурой. Протаива-
ние льдов в трещинах между трапповыми столбчатыми отдельностями и обру-
шения перекрывающих вышележащих отложений приводит к увеличению дли-
ны провала.
И' Щ 5Н]5
|г т ij 6 | | 7 |=Е=Е| в | т тт | 9 55 /о
Рис. 4.98. Принципиальная схема развития
термокарстовых провалов на трапповых бере-
гах Вилюйского водохранилища за счет отеп-
ляющего воздействия воды сбоку.
/ - делювиальные щебнисто-суглинистые отложе-
ния, 2 элювиальные образования, 3 — афони-
товые трещиноватые долериты, / щебнисто-суг-
линистые отложения с базальной криотекстурой,
заполняющие трещины между столбчатыми отдель-
ностями долерптов, 5 — крупная линзовидная крио-
текстура, 6 верхняя граница ММП, 7 термо-
карстовые полости, 8 - уровень водохранилища,
9 слаботрещиноватые долериты, 10 почвен-
но-растительный слой
146
. Термокарст
Рис. 4.99. Провальные термокарстовые образования на трап-
повых берегах Вилюйского водохранилища [Спесивцев, Бе
ляков, 1980].
147
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
148
4.5. Термокарст
149
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
150
4.6. Солифлюкиия, оползни и оплывины
Рис. 4.100. Быстрая солифлюкция, развивающаяся вследствие вытаи-
вания пластовых льдов в основании абразионного уступа (западное
побережье Байдарацкой губы вблизи трассы газопровода)
Рис. 4.101. Строение солифлюкционного натека в Усть-Бельских горах [Каплина, 1965].
1 — торфяно-дерновый слой и погребенные гумусовые горизонты, 2 - суглинок с дресвой и щебнем,
3 — суглинок с щебнем, песчанистый, 4 — грубопесчаный грунт [Попов, 1973].
151
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОНЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.102. Солифлюкционные оползни на северо-западном побере-
жье о-ва Ольхон (Байкал, залив Баян-Шунген в 3 км севернее пос.
Харанцы).
Рис. 4.103. Схема строения солифлюк-
ционного оползня в заливе Баян-Шун-
ген.
/ - почвенно-дерновый слой, 2 - песча-
но-глинистые отложения с включением
щебня, 3 — солифлюкционные образова-
ния, / песчано-глинистые отложения,
деформированные в процессе солифлюк-
ционного оползания, 5 — неогеновые гли-
ны, 6 — метаморфические породы, 7 —
морозобойные трещины, 8 — валы выпи-
рания с трещинами, 9 верхняя граница
многолетнемерзлых пород, 10 — уровень
Байкала [Лещиков и др., 1984].
Рис. 4.104. Солифлюкционные (на-
течные) террасы на склоне (Поляр-
ный Урал, фото Л.Ф. Куницына)
[Попов, 1973].
152
4.6. Солифлюкция, оползни и оплывины
Рис. 4.105. Солифлюкционные
натечные террасы и фестоны на
склоне Тянь-Шаня (3600-3700 м,
фото А.П. Горбунова) [Попов.
1973].
Рис. 4.106. Солифлюкционные потоки, образующиеся вследствие протаивания льдистых
суглинистых отложений в верхней части 2-й морской террасы.
Потоки стекают на снежники и при благоприятных условиях могут их захоранивать (Западный Ямал,
в 7 км к югу от м. Марре-Сале).
153
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.107. Характерный термоцирк, развивающийся на склоне абразионного
уступа за счет протаивания льдистых суглинков, которые, стекая на пляж, фор-
мируют солифлюкционные террасы высотой до 1,5 2 м.
154
4.6. Солифлюкция, оползни и оплывины
Рис. 4.108. Песчаный оползень на левобережье р. Чона в зоне подтопления
Вилюйского водохранилища.
Размыв в основании ранее хорошо залесенного и задернованного склона привел к неус-
тойчивости СТС (2 м) и его смещению в виде оползня.
Рис. 4.109. Оплывины, образующиеся вследствие подрезания склонов в зоне
подтопления Вилюйского водохранилища.
Отложения на склоне крутизной 18-20° представлены светло-серыми элювиально-делю-
виальными суглинками со щебнем и дресвой известняка. Криотекстура подстилающих
отложений базальная. Оплывенному процессу подвержены отложения сезоннопротаи-
вающего слоя на удалении 50-70 м и более от уреза воды.
155
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.110. Протаявшие и всплывшие торфяники после заполнения Вилюйско-
го водохранилища.
156
4.7. Термоабразия, термоэрозия и термоденудаиия
Рис. 4.111. Образование глубоких термоабразионных ниш (а) в основа-
нии уступов приводит к обрушению часто очень льдистых суглинисто-
глинистых и супесчано-песчаных пород (б).
В дальнейшем блоки пород перерабатываются за счет абразии (Западный Ямал, в
6,5 км от метеостанции Марре-Сале).
157
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.112. Термоабразионные овраги, изначально развивающиеся по по-
лигонально-жильным льдам у бровки уступа (г?), впоследствии они пре-
вращаются в огромные овраги (б), в дальнейшем развитии которых ос-
новную роль играют снежники.
Их таяние способствует выносу рыхлого материала на пляж и мелководье, где он
активно перерабатывается за счет абразии (Западный Ямал, р-н м. Марре-Сале).
158
-.7. Термоабразия, термоэрозия и термоденудаиия
Рис. 4.113. Многолетнемерзлые торфяники обрушиваются на пляж в ре-
зультате протаивания льдистых светло-серых мелких песков с массивной
криотекстурой. Торфяные блоки часто замываются на пляже, образуя ксе-
нолиты в прибрежно-морских супесчано-песчаных и суглинисто-глинис-
тых осадках.
Рис. 4.114. Характер разрушения берегов на о. Муо-
стах (уровень 20-25 м, фото А.И. Фартышева).
159
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.115. Общий вид термоденудационных форм рельефа термо-
распадок- термоцирк-аласовидная котловина (а), продольный и
поперечный профили (А, £>) через термоденудационную систему (б).
I-IV - продольные террасы термораспадков. Штрихами обозначены уров-
ни термоденудации (а — рисунок В.Д. Ивановой) [Фартышев, 1993].
160
4.7. Термообразия, термоэрозия и термоденудаиия
Рис. 4.116. Термоденудацион-
ные распадки («) и котловины
(б) на о-ве Бол. Ляховский
(фото А И. Фартышева).
Рис. 4.117. Ледовый комплекс в урочпше Мамонтовый-Хайата на Быковском п-ове.
Вытаивание мощного полигонально-жильного льда в аллювиальных суглинках приводит к выделе-
нию и разрушению блоков-байджарахов (фото А И. Фартышева).
161
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОНЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.118. Термоэрозионные ложбины, развивающиеся
по полигонально-жильным льдам (Западная Якутия).
Рис. 4.119. Делли — характерный элемент макрорельефа для склонов Западной и Северо-
Западной Якутии.
По мнению Е.Г Катасоновой [ 1963], в развитии деллей большую роль играют термокарст и термоэро-
зия.
162
4.7. Термоабразия, термоэрозия и термоденудания
Рис. 4.120. Устьевая часть делли на левобережном трапповом склоне
р. Сытыкан.
Формирование таких деллей обусловлено термоэрозией по льдистым грун-
там, залегающим между столбчатыми отдельностями долеритов, что вы-
зывает избирательную деформацию склонов и образование безрусловых
ложбин стока. На аэроснимках делли выражены в виде четких полос,
ориентированных вниз по склону к водотокам.
Рис. 4.121. Делли на
склонах в Далдыно-Сы-
таманском алмазоносном
районе (фрагмент аэро-
снимка) .
163
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
4.8. Гляииодислоксшии и криотурбсшии
Рис. 4.122. Гляциодислокации в неогеновой суглинисто-глинистой толще мощнос-
тью более 30 м.
Светлые слои — мелкозернистый песок (Западный Ямал, в 6 км севернее метеостанции
Марре-Сале).
164
4.8. Гляпиодислокаиии и криотурбаиии
Рш;. 4.123. Дислокации в песчано-суглинистых плейстоценовых отло-
жениях, промерзших эпигенетически.
Криотекстура массивная. Пески, залегающие в подошве суглинков (верхний
снимок), тонкослоистые. Слоистость ориентирована под углом 60-80° (запад-
ное побережье Ямала, в 2 км южнее метеостанции Марре-Сале).
165
ГЛ. 4. МЕРЗЛОТНЫЕ ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Рис. 4.124. Криотурбации в нижней части 2-й морской
террасы (я) и морозобойные трещины (б) в супесчаных
прнбрежно-морских отложениях на западном побережье
Ямала.
166
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основе фактического материала и литературных источников вслед за
А.И. Поповым [1973] мы сочли возможным на первом этапе исследований предста-
вить материалы о криогенном строении пород, мерзлотных физико-геологических
процессах и явлениях в наглядной форме в виде фотографий, криолитологических
разрезов по шурфам, скважинам и естественным обнажениям.
Приведенные материалы свидетельствуют, что для отложений промерзших эпи-
генетически характерны слоистые, сетчатые, базальные (для криогенного элювия)
и массивные криотекстуры. Субвертикальные крупношлировые текстуры харак-
терны для суглинистых отложений в озерных котловинах. В мерзлых толщах эпи-
генетического типа лед (линзы, прослойки, ячейки и др.) преимущественно сегре-
гационный. Локальное развитие имеют жильные и инъекционные льды. Минераль-
ные прослойки имеют массивную криотекстуру.
Максимальная льдистость в толщах эпигенетического типа наблюдается в верх-
нем слое мощностью 2—5 м. Факторами и условиями, определяющими степень льдо-
насыщенности отложений эпигенетического типа, являются литологический состав
отложений, их начальное увлажнение и температурные условия на поверхности
грунта.
Большой льдистостью часто обладает поверхностный и донный криогенный
элювий. В первом случае близкое залегание коренных пород часто непосредственно
под сезоннопротаивающим слоем в условиях избыточного увлажнения и много-
кратного промерзания-протаивания приводит к сильной дезинтеграции коренных
пород и, в конечном итоге, к формированию базальной, гнездовидной и унаследо-
ванной криотекстур. В то же время доломиты, известняки, мергели, алевролиты и
алевриты, разрушенные до глинистого состояния, имеют самые разнообразные крио-
текстуры от тонких линзовидных, мелкосетчатых до своеобразных текстур в элю-
вии доломитов, выветрелых до состояния так называемой “доломитовой муки”.
Иногда трудно установить, к какому типу (поверхностному или глубинному) отно-
сится криогенный элювий, так как часто с поверхности он перекрыт достаточно
мощной толщей делювиально-солифлюкционных либо очень льдистых ложковых
отложений. Мы не исключаем, что его формирование происходило в слое сезонно-
го промерзания-протаивания и впоследствии перешло в многолетнемерзлое состоя-
ние за счет накопления в его кровле сингенетических отложений.
Донный криогенный элювий сформировался при размокании коренных пород
глинистого состава под дном водоемов. При эпигенетическом промерзании в нем
образовались мелкосетчатые, базальные и слоистые (унаследованные) криотексту-
ры. Максимальная льдистость приурочена к кровле этих образований.
167
Поверхностный криогенный элювий на прочных магматических породах (до-
леритах, туфах и литифицированных песчаниках) представлен в основном дресвя-
но-щебнистыми образованиями, часто с базальной криотекстурой в их верхней ча-
сти.
Глубинный криогенный элювий приурочен в основном к осадочным слаболити-
фицированным породам, перекрытым пластовыми интрузиями траппов, как это
наблюдалось в карьере г. Удачный (Западная Якутия). Здесь под трапповой ин-
трузией мощностью 10-12 м залегают мергели, которые до 30 м сильно дезинтегри-
рованы за счет льдообразования по литологической слоистости, а вертикальные
прожилки льда создают решетчатую криотекстуру. При оттаивании эта разновид-
ность элювия превращается в щебнисто-суглинистую массу.
Сингенетические мерзлые толщи, сформировавшиеся в плоских днищах забо-
лоченных мелких речек и ручьев, имеют атакситовую и крупно-линзовидную крио-
текстуру.
Делювиальные и делювиалъно-солифлюкционные отложения, сформировавшиеся
в условиях избыточного увлажнения, также обладают атакситовой и крупной лин-
зовидной криотекстурой. На крутых менее увлажненных склонах криотекстура
тонкодисперсных отложений линзовидная, а на щебнисто-дресвяных — корковая
(либо базальная).
Отложения морского генезиса, вскрывающиеся в естественных отложениях,
часто отмечаются крупнорешетчатые криотекстуры, при этом шлиры льда толщи-
ной до 5 см и высотой более 2 м ориентированы вертикально либо крутонаклонно.
Суглинки или глины между крупными шлирами льда имеют тонкую унаследован-
ную либо сетчатую криотекстуру. Часть толщи суглинков разрушена до дресвяно-
щебнистого состояния.
На шельфе арктических морей в мерзлых глинистых породах также наблюда-
ются субвертикальные шлиры льда толщиной 5-7 см и высотой более 1 м. Песча-
ные отложения, как правило, имеют массивную криотекстуру.
Таким образом, анализ фактического и литературного материала свидетель-
ствует о том, что рыхлые отложения различных генетических типов имеют самые
разнообразные криотекстуры. Это обстоятельство не позволяет на данном этапе
составить единую классификационную схему криогенного строения мерзлых толщ,
так как весь комплекс природных условий оказывает влияние на формирование
мерзлых пород и каждому такому комплексу (по В.А. Кудрявцеву, 1978) соответ-
ствует определенный характер мерзлотных условий.
Природная обстановка непрерывно изменяется, что влечет за собой изменение
многолетнемерзлых толщ и их характеристик. Основные особенности геологичес-
кой и географической обстановки формирования мерзлых толщ определяют и зако-
номерности их криогенного строения.
Определенный интерес вызывает криогенное строение и криогенные образова-
ния на шельфе арктических морей. Здесь, наряду с мерзлыми реликтовыми толща-
ми, обнаружены льдистые породы и мощные (более 25 м) залежи льдов не клима-
тического происхождения. Их образование мы связываем с дегазацией углеводоро-
дов [Мельников, Спесивцев, 1995; Мельников и др., 1997}.
В настоящее время, вслед за Т.Н. Жестковой, считаем, что ближайшими зада-
чами изучения криогенного строения мерзлых грунтов являются развитие метода
168
криофациального анализа и выявление генетического признака льдов и многолет-
немерзлых пород.
Очевидность этой задачи заключается в том, что если обратиться, например, к
современному состоянию изучения пластовых льдов, то одни и те же разрезы с
пластовым льдом одними исследователями относятся к морским, другими - к по-
гребенным ледниковым.
Полевые и лабораторные исследования льдистости грунтов устанавливают за
висимости влияния различных факторов и условий на льдовыделение, определяют
максимальную мощность зоны, в которой происходит миграция влаги к фронту
промерзания при различном составе грунтов, начальном их увлажнении и различ-
ных температурных градиентах в промерзающей толще, объясняют механизм фор-
мирования различных типов криогенных текстур, криогенных процессов и образо-
ваний.
169
ЛИТЕРАТУРА
Ананян А.А. Исследование процессов перемещения влаги и образования сегрега-
ционного льда в замерзающих и мерзлых породах // Тр. гидропроекта, сб. 3. М., 1960,
с. 121-148.
Баулин В.В., Дубиков Г.И. О пластовых залежах льда в Западной Сибири // Тр.
ПНИИИСа, т. 2, 1970, с. 175-193.
Баулин В.В. Вопросы формирования пластовых залежей льда на полуострове Ямал //
Геокриологические и гидрогеологические исследования Сибири. Якутск, 1972, с. 64-72.
Втюрин Б.И. Криогенное строение четвертичных отложений. М., Наука, 1964,
151 с.
Втюрин Б.И. Подземные льды СССР. И., Наука, 1975, 211 с.
Втюрина Е.А. Классификация криогенных текстур сезоннопротаивающего слоя //
Мат-лы научно-технической конференции по инженерным изысканиям. М., Изд-во
ПНИИИС Госстроя СССР, 1968.
Втюрина Е.А., Втюрин Б.И. Льдообразование в горных породах. М , Наука, 1970,
279 с.
Гасанов Ш.Ш. Морфогенетическая классификация криогенных текстур рыхлых
отложений // Тр. СВКНИИ, вып. 3. Магадан, 1963, 464 с.
Гасанов Ш.Ш. Криолитологический анализ. М., Наука, 1981, 195 с.
Гравис Г.Ф. К проблеме классификации криотекстур // Геокриологические иссле-
дования. Якутск, 1971.
Гравис Г.Ф. Склонные отложения Якутии. М_, Наука, 1966, 180 с.
Достовалов Б.Н., Кудрявцев В.А. Общее мерзлотоведение. М., Изд-во МГУ,
1967, 403 с.
Ершов Э.Д. Влагоперенос и криогенные текстуры в дисперсных породах. М.,
Изд-во МГУ, 1979, 213 с.
Ершов Э.Д. Криолитогенез. М., Недра, 1990, 212 с.
Жесткова Т.Н. Криогенные текстуры и льдообразование в рыхлых отложениях.
М., Наука, 1966, 106 с.
Жесткова Т.Н. Формирование криогенного строения грунтов. М., Наука, 1982,
209 с.
Катасонов Е.М. Криогенные текстуры, ледяные и земляные жилы как генетичес-
кие признаки многолетнемерзлых четвертичных отложений // Вопросы криологии при
изучении четвертичных отложений. М., Изд-во АН СССР, 1962, с. 86-98.
Катасонов Е.М. Криогенные структуры многолетнемерзлых аллювиальных отло-
жений // Условия залегания и свойства многолетнемерзлых пород на территории Якут-
ской АССР. Тр. СВО ИНМЕРО АН СССР, вып. 2. Якутск, 1960.
Катасонов Е.М. Предварительная классификация криогенных текстур многолет-
немерзлых делювиальных отложений // Условия залегания и свойства многолетнемер-
злых пород на территории Якутской АССР. Тр. СВО ИНМЕРО АН СССР, вып. 2.
Якутск, 1960, с. 12-14.
Катасонов Е.М. Мерзлотно-фациальные исследования многолетнемерзлых толщ
и вопросы палеогеографии четвертичного периода Сибири // Основные проблемы изу-
чения четвертичного периода. М., Наука, 1965.
170
Катасонова Е.Г. Роль термокарста в развитии деллей // Условия и особенности
развития мерзлых толщ в Сибири и на Северо-Востоке. М., Изд-во АН СССР, 1963,
с. 71-86.
Корейша М.М. Криогенное строение четвертичных отложений полуострова Ямал.
Доклады и сообщения П МКМ, вып. 3. Якутск, 1973, с. 72~75.
Лещиков Ф.Н., Спесивцев В.И., Мирошниченко А.М. Оползневые деформации
на берегах острова Ольхон // Береговые процессы в криолитозоне. Новосибирск, На-
ука, 1984, с. 67-71.
Лещиков Ф.Н., Спесивцев В.И. Влияние сезонного промерзания на формирование
берегов Ангарских водохранилищ, сложенных лессовидными породами // Там же.
Мельников В.П., Спесивцев В.И. Инженерно-геологические и геокриологические
условия шельфа Баренцева и Карского морей. Новосибирск, Наука, 1995, 198 с.
Мельников В.П., Спесивцев В.И., Куликов С.Н. О струйной дегазации углево-
дородов как источника новообразований льда на шельфе Печорского моря // Итоги
фундаментальных исследований криосферы Земли в Арктике и Субарктике: мат-лы
Междунар. конф., Пущино, 23-26 апреля 1996 г. Новосибирск, Наука, 1997, с. 259-
269.
Методика мерзлотной съемки. М., Изд-во МГУ, 1979, 358 с.
Нерсесова З.А. Влияние обменных катионов на миграцию воды и пучение грун-
тов при промерзании // Исследования по физике и механике мерзлых грунтов, вып. 4.
М., Изд-во АН СССР, 1961.
Общее мерзлотоведение. М., Изд-во МГУ, 1978, 464 с.
Попов А.И. Альбом криогенных образований в земной коре и рельефе. М., Изд-во
МГУ, 1973, 56 с.
Попов А.И. Мерзлотные явления в земной коре (криолитология). М., Изд-во
МГУ, 1967, 304 с.
Пчелинцев А.М. О перемещении органо-минеральных частиц в промерзающих и
глинистых породах // Физико-химические процессы в промерзающих и мерзлых гор-
ных породах. М., Изд-во АН СССР, 1961.
Пчелинцев А.М. Строение и физико-механические свойства мерзлых грунтов. М.,
Наука, 1964.
Романовский Н.Н. Формирование полигонально-жильных структур. Новосибирск,
Наука, 1977, 212 с.
Романовский Н.Н. Принципы систематизации полигонально-жильных структур.
Третья междунар. конф, по мерзлотоведению // Тр., 1978, т. 1, с. 318-324.
Спесивцев В.И. Отложения озерных котловин на трапповом плато Западной Яку-
тии // Геокриологические и гидрогеологические исследования Якутии. Якутск, 1978,
с. 37-42.
Спесивцев В.И. Криогенное строение элювия Далдыно-Сытыканского района
(Северо-Западная Якутия) // Мерзлотные исследования в осваиваемых районах СССР.
Новосибирск, Наука, 1980, с. 167-173.
Спесивцев В.И., Беляков Л.П. Провальные формы рельефа в траппах на скло-
нах Вилюйского водохранилища // Тр. гидропроекта, № 73. М., 1980, с. 69-81.
Трофимов В.Т., Баду Ю.Б., Дубиков Г.И. Криогенное строение и льдистость
многолетнемерзлых пород Западно-Сибирской плиты. М., Изд-во МГУ, 1980, 246 с.
Тютюнов И.А. Процессы изменения и преобразования почв и горных пород при
отрицательной температуре. М., Изд-во АН СССР, 1960.
171
Тютюнов И.А. Теория миграции воды и пучения грунтов при промерзании //
Физико-химические процессы в промерзающих грунтах и способы управления ими.
М., 1974.
Уошборн А.Л. Мир холода. Геокриологические исследования. М., Прогресс,
1988, 382 с.
Фартышев А.И. Особенности прибрежно-шельфовой криолитозоны моря Лапте-
вых. Новосибирск, Наука, 1993, 135 с.
Чистотинов Л.В. Миграция влаги в промерзающих неводонасыщенных грунтах.
М., Наука, 1973.
Шумский П.А. Основы структурного ледоведения. М., Изд-во АН СССР, 1955.
Шумский П.А. Строение мерзлых пород // Мат-лы по лабораторным исследова-
ниям грунтов, № 3. М., Изд-во АН СССР, 1957.
172
SIBERIAN BRANCH
OF THE RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES
EARTH CRYOSPHERE INSTITUTE
V.P. Melnikov and V.I. Spesivtsev
CRYOGENIC FORMATIONS
IN THE EARTH’S LITHOSPHERE
(graphic version)
Edited by V.N. Konishchev, Dr. Sci. (Geography)
Novosibirsk
Scientific Publishing
Center UIGGM, SB RAS
Publishing House, SB RAS
2000
V.P. Melnikov and V.L Spesivtsev. Cryogenic Formations in the Earth’s Litho-
sphere (graphic version). Novosibirsk: Scientific Publishing Center of the UIGGM,
Siberian Branch of the RAS, Publishing House, Siberian Branch of the RAS; 2000.
ISBN 5-7692-0267-X
The present work is based on materials collected during many years of field
geocryological studies in various regions of Russia, including the shelf of Arctic (Barents,
Kara and Laptev) seas. The book considers extensive data on the cryogenic structure
of sedimentary layers of the upper part of the lithosphere and discusses cryotic physico-
geological processes and phenomena and their dependence on geologo-geomorphologi-
cal, cryogenic, climatic and other factors. Much attention is given to the cryogenic
structure of the eluvium (its surface, deep and bottom parts) and also to distinctive
features of the structure of the offshore shelf cryolithozone, including coastal areas
and islands of the Laptev Sea.
Bearing in mind that this book has an illustrative character, it can be used prima-
rily as a visual aid giving an idea about the cryogenic structure of frozen strata,
cryogenic processes and formations occurring in the upper part of the Earth’s litho-
sphere to students in geocryology, geography, geology, oceanology and also be a
useful reference book for prospectors, designers, builders and other specialists.
ISBN 5-7692-0267-X
9785769 202674
ISBN 5-7692 -0267-X
© V.P. Melnikov, V.L Spesivtsev, 2000
© Camera-ready cope belonys
to SPC, UIGGM, SB RAS, 2000
CONTENTS
Introduction......... 177
CHAPTER 1
Basic Concepts of the Cryogenic Structure of Grounds,
Cryogenic Processes and Formations....................................................179
1.1. Types of frozen deposit textures............................................180
1.2. Types of ground freezing.................................................. 180
CHAPTER 2
Classification of Cryogenic Textures of Different Genetic Types
of Deposits as a Function of Their Position in the Relief
and Freezing Conditions.................. ....................................182
2.1. Schematic classifications of cryotextures after
E.M. Katasonov, Sh.Sh. Gasanov, and T. N. Zhestkova........................... 182
2.2. Results of experimental studies on formation processes
of cryogenic structure of frozen grounds . . . . ...............................189
CHAPTER 3
Factual Data on the Cryogenic Structure of Grounds................................... 194
3.1. Cryogenic structure of different genetic types
of grounds formed under subaerial conditions .................................. 194
3.1.1. Cryogenic structure of eluvial formations............................ 226
3.2. Cryogenic structure of coastal and marine deposits....................... 235
3.2 1. Cryogenic structure of deposits on the West Yamal coast and
the coastal-shelf cryolithozone of the Laptev Sea........................... 235
3.2.2. Cryogenic structure of deposits of the Kharasaway shoal ..... . 247
3.2.3. Cryogenic deposits of the Baidaratsk Inlet and adjoining land.......inset
3.2.4. Cryolithozone of the southern part of Pechora Sea............ . . 271
CHAPTER 4
Cryotic Physicogeological Processes and Phenomena ..................................274
4.1. Polygonal formations........................................................274
4.2. Structural forms of microrelief........................................... 288
4.3. Frost mounds and bulging (freeze-out) of solid bodies from a moist
ground upon repeated freeze-thaw cycles.........................................296
4.4. Ground massive ices ...................................................... 306
4.5. Thermokarst.................................................................311
4.6. Solifluction, landslides and earthflows................................... 323
4.7 Thermoabrasioii, thermoerosion and thermodenudation........................ 329
4.8. Glaciodislocations and cryoturbations.......................................336
Conclusion ........................................................................339
References ........................................................................341
175
Introduction
Formation of perennially frozen deposits, development of primary and secondary
indicators, including textural-structural peculiarities, and their spatial position in a
frozen massif continue to be a challenge in geocryology.
Investigation of the structure of frozen deposits is one of the basic intensively
developing directions in geocryology.
Extensive studies of the cryogenic structure of deposits have been underway since
the 1950-s. The works of A.I. Popov [7%7], A.M. Pchelintsev, LA. Tyutyunov,
P.A. Shumskoy, V.G. Bakulin, B.l. Vtyurin, E.M. Katasonov, Sh.Sh. Gasanov,
N.N. Romanovskii [7.977] and others carried out during the last five decades have
permitted to develop methods of description and comprehensive studies of frozen de-
posits, to elaborate terminology and to work out morphological and genetic classifica-
tions of cryogenic textures.
Formation of cryogenic textures of frozen deposits depends on numerous factors,
such as composition of deposits, their genesis, facial peculiarities, patterns of diagen-
esis and weathering, various physical and physicochemical processes, distribution of
stresses in deposits, their fissuring, changes in the temperature and moisture condi-
tions, and others. These factors determine the inherited features of composition, struc-
tures and textures of epigenetic frozen strata, whereas the freezing conditions deter-
mine their cryogenic structure. In the syngenetic strata, composition, structures and
textures of frozen deposits are determined by the relationship between sediment accu-
mulation and freezing conditions.
Studies of the composition, structures and textures of frozen deposits form the
basis of cryotic-facial analysis which we owe to Katasonov [1959, 1960, 1962, 1965].
The cryotic-facial analysis allows reconstruction of the conditions and processes of
formation of frozen deposits. The facial analysis combined with the methods of histor-
ical geology, paleogeography and thermal modelling makes it possible to develop
historical geocryology which is analogous to historical geology.
It should be noted that the cryofacial analysis does not answer the question about
how and as a result of which processes the cryogenic structure was formed; it charac-
terizes phenomena and their interrelations on the whole. This procedure represents a
concrete embodiment of a scientific method.
A great contribution to the progress of studies into the cryogenic structure of
grounds was made by experimental works carried out by A.A. Ananyan [1960],
T.N. Zhestkova [1966, 1982], Z.A. Nersesova [1961], E.D. Ershov [ 1979, 1990],
L.V. Chistotinov 11973], A.M. Pchelintsev [1961, 1964], LA. Tyutyunov [1960, 1974],
177
B.I. Vtyurin [1970, 1975}, P.A. Shumskoy [1955, 1957}, Sh.Sh. Gasanov [1981}
and others.
It should be noted that the first “Album of Cryogenic Formations in the Earth
Crust and Relief” was compiled by A.I. Popov as a manual facilitating learning of
pertinent materials by university students in geography and geology [Popov, 1973}.
The authors of this book attempted to present the results of long-term (over 30
years) studies in different regions of the cryolithozone occurrence in a graphic form
with cryogenic formations in the lithoshpere given as illustrations (photographs, cry-
olithological profiles, schemes, sketches, etc.). In our view, such a presentation will be
helpful for stimulating further work on systematization of cryogenic formations in the
Earth’s cryosphere.
The basis of this book is formed by the results of field studies carried out by the
authors in different years in western, northwestern and central Yakutia, Taimir penin-
sula, and in the south and northeast of East Siberia. Cryotic studies were also conduct-
ed on Yamal and the offshore shelf of Barents and Kara seas. This work used Farty-
shev’s data on the structure of the offshore shelf cryolithozone of the Laptev Sea.
The authors are indebted to Prof. V.N. Konishchev, Dr. Sci. (Geography), for
scientific supervision and editing of this work.
178
CHAPTER 1
BASIC CONCEPTS OF THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS,
CRYOGENIC PROCESSES AND FORMATIONS
A major distinctive feature of perennially frozen deposits is that they contain ice
that is a deposit-forming mineral. All types of ice in rocks are called ground ices that
can occur in strata of frozen rocks in the form of large monomineral deposits of differ-
ent shape and genesis and also be found in deposits in the form of small lenses, inter-
layers, embedded particles and streaks. The shape and size of ice inclusions in deposits,
their combinations with each other and with the mineral component of deposits, as
well as planar and vertical distribution determine peculiarities of the structure and
formation of perennially frozen deposits, i.e. their cryogenic texture.
Perennially frozen strata may be constituted by deposits of the same origin or a
combination of deposits of different genesis and lithological composition. Frozen strata
often contain inclusions of large ice deposits differing in their genesis and form of
occurrence. All these peculiarities determine the macrostatus of frozen strata and their
cryogenic structure on the whole.
The ice distributed over a frozen deposit in the form of lenses, intercalations,
interlayes, nodules, crusts, streaks, grains and other shapes determines the cryotexture
and is called texture-forming.
Cryotexture is a structure of a frozen deposit determined by mutual disposition,
size and shape of mineral particles, their aggregates, primarily of ice as a cementing
agent, as well as by the availability and character of their links.
The types of ground ices, pattern of cryogenic structure of frozen strata, as well as
cryogenic texture and cryogenic structure of frozen deposits depend on the composi-
tion, genesis and the initial moisture content on freezing (syngenetic or epigenetic)
[General Geocryology, 1978, pp. ЗОО-ЗО1].
Cryogenic geological processes lead to specific exogenic formations. Their devel-
opment is associated with seasonal and perennial freezing and thawing of porous de-
posits was well as with freezing and thawing of groundwater in the upper horizons of
deposits or at their surface. Cryogenic processes and formations influence lithogenesis
of frozen sediments and peculiarities of the relief and microrelief in areas of perennially
frozen deposits. Owing to the dynamic character of their development, the frozen
deposits affect substantially engineering structures and the environment on the whole.
Diversity of cryogenic phenomena related to the same processes is due to the fact that
they are manifested in different landscape-climatic and cryotic-facial situations and
179
CHAP. 1. BASIC CONCEPTS OF THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
may be associated with both perennial and seasonal freezing and thawing of deposits.
This determines the complexity and conditional character of their systematization.
1.1. Types of Frozen Deposit Textures
Today, a commonly accepted classification of the textures of frozen deposits does
not exist as yet.
The texture-forming ices in porous deposits are ice-cement, segregational ice and,
more rarely, intrusive ice and ice wedges forming streaks 0.3-0.5 m thick.
On the whole, the cryotextures of loose deposits may be divided into two groups:
massive and streaky ones.
The group of massive cryotextures includes: massive (contacting and film ice-
cement), porous-massive and basal cryotextures.
The group of streaky cryotextures is composed of a large number of various cryo-
textures the basic of which are shown below. The basal-lamellar and porphyroform
cryotextures occupy an intermediate position.
Formation of streaky cryotextures is associated with the process of ice segregation
in the course of freezing of dispersed deposits. In strongly compacted deposits broken
by diagenetic cracks, ice wedges may be formed, whereas the cryotexture has an inher-
ited character.
Peculiarities of the occurrence of ice layers and lenses allow differentiation of
horizontal, inclined, slanting and other cryotextures, while the form of streaks permits
segregation of wavy, plicated, lamellar, reticulate and other cryotextures.
As regards the thickness of ice streaks (after B.I. Vtyurin), the cryotextures may
be microstreaky (J 0.1 cm), thin-streaky (0.1-0.5 cm), medium-streaky (0.5-2 cm)
and thick-streaky (> 2 cm).
In frozen strata, complex forms of cryogenic textures are found when the streaks
of different thickness and shape form cryotextures of different kind: larger textures of
the first order and smaller ones of the second order. For example, a thick-streaky block
cryotexture of the first order is combined with a thin-streaky cryotexture of the second
order characteristic of varved clays and dense loams of marine genesis.
1.2. Types of Ground Freezing
As regards their character of freezing, all perennially frozen deposits are divided
into two major types: syngenetic and epigenetic.
The syngenetic process consists in the formation of ice in the active layer with its
subsequent transition from the seasonally frozen (usually a high-ice base) to the peren-
nially frozen state as the sediments accumulate. The syngenetic frozen strata develop
under floodplain conditions, in bottoms of lake basins and lower parts of slopes where
there are favourable conditions for the accumulation of deluvial and deluvial-solifluc-
tional deposits. Their ice content often reaches 60-80%.
The epigenetic frozen deposits pass into the perennially frozen state after comple-
tion of their accumulation.
According to Popov [/973], in frozen strata of the epigenetic type represented by
sedimentary rocks, which have not yet reached the stage of catagenesis, in the vertical
direction there are three horizons differing from each other in their morphostructural
180
1.2. Types of Ground Freezing
characteristics: 1, horizon of discontinuous (seasonal) cryohypergenesis; 2, horizon of
active cryodiagenesis; 3, horizon of passive cryodiagenesis.
In Popov’s view, the horizon of active cryogenesis corresponds to the upper part of
permafrost where drastic winter cooling takes place. Within its boundaries there arise
large winter temperature gradients which induce intense migration of water and formation
of finely dispersed cryolites with a finely reticulate and finely lamellar cryogenic
texture as well as high-ice intrusive cryolites and cryolites in the form of large cores of
frost mounds (the first stage of cryodiagenesis). High temperature gradients also
determine the development of considerable mechanical stresses which result under
definite conditions in frost fissures (the second stage of cryodiagenesis). The latter pass
through the frozen active layer and open wide the horizon of active cryodiagenesis to a
depth of 3-5 m from the diurnal surface.
The frost fissures predetermine formation of networks of polygonal ice wedges
(cryolites) which “shine” through the active layer in form of rolling polygonal systems
in the relief.
The processes inherent in the horizons of active cryodiagenesis, both contemporary
and those that occurred in the past, are usually revealed on the earth surface as perennial
relief forms. This is the horizon of highly dynamic rocks on their freezing, high activity
of cryotic processes due to the pulses of annual winter cooling. Structural features of
this horizon are determined both by contemporary processes (mostly in the second
stage of cryodiagenesis) that are dependent on seasonal temperature variations and by
highly active processes of both stages of cryodiagenesis which occurred as early as in
the period of formation of epigenetic frozen strata. The thickness of the horizon of
active cryodiagenesis ranges from 6 to 12 m.
The horizon of passive cryogenesis underlying the preceding horizon is many times
thicker than the latter. Due to a rather small temperature variation throughout the
year, the structural features of passive horizon are determined as early as in the process
of long-term epigenetic formation of permafrost, i.e. decelerated freezing. Here, the
processes of water migration are sluggish, intrusive processes are relatively weak, while
frost fissuring is totally absent.
Thus, cryogenic lithification here corresponds solely to the first stage of
cryodiagenesis. The processes which occur here are not manifested in the relief of the
earth surface. Hence, this is a horizon of weak dynamics and passive freezing which is
determined by the general level of heat exchange in the earth crust but which is not
directly associated with the annual pulses of winter cooling” (Popov, 1973).
In conclusion, it should be noted that epigenetic freezing is related to the formation
of cryogenic eluvium and its varieties (surface, deep and bottom), polygonal formations,
structural forms of microrelief, heaving and other cryogenic phenomena.
181
CHAP. 2. CLASSIFICATION OF CRYOGENIC TEXTURES
CHAPTER 2
CLASSIFICATION OF CRYOGENIC TEXTURES OF DIFFERENT
GENETIC TYPES OF DEPOSITS AS A FUNCTION OF THEIR POSITION
IN THE RELIEF AND FREEZING CONDITION
2.1. Schematic Classifications of Cryotextures
after E.M. Katasonov, Sh.Sh. Gasanov, and T.N. Zhestkova
No. Schematic sketch of cryogenic textures Thickness of ice inclusions, mm Name of cryogenic texture Deposits and conditions of a given cryotexture formation Genetic type of deposit Facies for which a given cry- ogenic texture is characteristic Moisture content, % of dry- weight
1 < 1-1.5 Wavy inherited In siltythin-lamellar low-moist loamy sands River bed alluvium Facies of riverbed - adjoining shoals 20-30
2 Mb w < 5-8 Slanting-lenticular In siltysands sometimes with gravel and pebble The same Near-stern facies 40-60
3 < 1.0 Slanting-lenticular In silted loams and sandy loams (bottom sediments) Oxbow-lake alluvium Facies of permanently flooded oxbow lakes 60-80
4 < 20-25 Slanting-lenticular The same The same The same 70-80
5 < 15 Mixed (feathered) In loams and sandy loams which were frozen as bottom se- diments or as the seasonal thaw layer Facies of periodically dried floodplain hollows 45-80
6 h । । ii,i "d 1 ii III III J < 10 Horizontal- parallel- lamellar, lenticular In low-peat loess-like loams of the active layer Floodplain alluvium Facies of middle floodplain 35-55
7 iW v » I1,' От"'»' 'i1 iiiWii 111 jniinin in niii, । 'Ini нт । \liilililii < 20 Concave- parallel- lamellar, lenticular In high-peat loams and sandy loams of the active layer The same Facies of floodplain with polygonal microrelief 50-70
8 < 20 Concave- parallel- lamellar, reticulate In peat-free loams, sandy loams, silty sands of the active layer in its bottom part The same Facies of wet meadow and secondary water bodies 70-100 and more
Fig. 2.1 . Cryogenic textures of perennially frozen alluvial deposits (compiled by E.M. Kata-
sonov) [Dostovalov, Kudryavtsev, 1967}.
182
2.1. Schematic Classifications of Cryotextures
No. Schematic sketch of cryogenic textures Thickness of ice inclusions, mm Name of cryogenic texture Deposits and conditions of a given cryotexture formation Facies for which a given cryogenic texture is characteristic* Moisture content, % of dryweight
1 imi mill Hill min inn ж до 1 Thin lenticular In little moistened and regularly moistened loams Facies of steep, little watered soded slopes 20-40
2 iWi / / / rm Hl rm до 5-6 Large lenticular In sufficiently moistened loams and sandyloams Facies of gentlysloping, little watered soded slopes 30-60
3 до 30-35 Gently sloping wavy, reticulate In peat-free overmoistened rubbly loams Facies of gently sloping, strongly watered non-soded and soded slopes 60-140
4 до 60 Girdle-like (banded) In strongly overmoistened rubbly loams Facies of swamped slopes 100-500 and more
5 до 20 Crustal In products of bedrock degradation (ice sheets) Facies of steep and gentle slopes composed of rocks 15-40
Fig. 2.2 . Cryogenic textures of deluvial deposits (compiled by E.M. Katasonov) [Dostovalov,
Kudryavtsev, 1967}.
Fig. 2.3 . Major (leading) types of cryotextures
formed on syngenetic freezing of deposits of the
seasonal thaw layer from below (А, B) and water
sediments (C).
A — lamellar (/, horizontal; 2, concave; 3, wavy);
В - girdle-like (/, horizontal; 2, concave; 3, wavy);
C - latticed and reticulate (/, slanting; 2, vertical).
Fig. 2.4. A scheme of freezing of shallow and “deep-water” lake sediments [Katasonov, 1962]:
1, deposits in which the water body bed was worked; 2, bottom sediments of the first generation; 3,
bottom sediments of the second generation; 4, seasonally thawing layer; 5, water body bottom in different
stages of its filling with sediments; 6, the upper boundary of permafrost in different stages of water body
filling with sediments; 7, bottom sediments with a dense network of small broken ice lenses and interlay-
ers; S, bottom sediments with a rarefied network of large broken interlayers and lenses (which accumulat-
ed in deeper places of a water body); 9, water level in a water body in different stages of its development.
183
CHAP. 2. CLASSIFICATION OF CRYOGENIC TEXTURES
Type of cryogenic texture Granulometric composition of ground Type of cryogenic texture Schematic sketches of cryogenic Deposits for which a given cryogenic texture is characteristic
Massive Particles with the size <0.1 mm (below 22%) or particles with the size < 0.02 mm (below 3%) Contact-massive Water-glacial, colluvial, deluvial, eluvial
Film-massive
Porous-massive Coastal-marine, deltaic, river- bed, lacustrine, water-glacial
Basal-massive
Taxic (streaky) Particles with the size <01 mm (more than 22%) or particles with the size < 0.02 mm (more than 3%) Particles with the size <0.1 mm (below 22%) or particles with the size < 0.02 mm (below 3%) Ataxic Deluvial, floodplain, oxbow lake, lacustrine, seasonal thaw layer
Reticulate Floodplain, oxbow lake, deluvial, marine, lacustrine, lacustrine- glacial, seasonal freeze-thaw layer
Lamellar- reticulate
Reticulate- lamellar T" /
. /
7 | '
==r~7 1 -
Lamellar
Wavy Alluvial, deluvial, deluvial- solifluctional, lacustrine
Plicated Lacustrine, bog, oxbow-lake, zone of bedrock removal at the contact with wedge ice
Incompletely reticulate Glacial, glacial-marine, marine, deluvial, deluvial-solifluctional
Incompletely lamellar
Prophyro-like .'7 Lacustrine, lacustrine-alluvial
Fig. 2.5 . Morphogenetic classification of basic types of cryogenic textures of frozen deposits
[Gasanov, 1963].
Fig. 2.6 . Types of streaky cryogenic textures of loose deposits [Zhestkova, 1982].
1, lenticular; 2, striped; 3, wavy; 4, slanting; 5, plicated; 6, veinlet; 7, complex-lamellar (girdle-like); 8,
lamellar-reticulate; 9, cellular; 10, braided; 11, scale-shaped; 12, platy; 13, block; 14, complex-reticular;
15, crustal; 16, spotted (porphyritic); 17, basal; 18, ataxic; 19, massive.
184
2.1. Schematic Classifications of Cryotextures
No. Type of cryogenic texture Group of cryogenic textures О £ « <л о 0) 0)u Q. 0 3 r~ О Ф О Varieties of cryogenic textures depending on Freezing conditions and composition of deposits
c.g D C P О Л (J) о textures Thickness of inp innluRinns. E о Distances between ice inclusions Distribution of ice inclusions over depth Strike, orientation Ul IL>C II UIUOIUI IO in a massif Composition of deposits Type of freezing
1 Massive Simple Massive • • • • - - Finely dispersed Coarse-grained Epigenetic Syngenetic
2 Lamellar Simple Lenticular ii ij ))lll lb? ib" -- - Of n order Regularly lamellar Irregularly lamellar । _r П 3 5 s 5 c Finely dispersed The same
3 Stri ped The same Epigenetic
4 Wavy » Epigenetic Syngenetic
1 1 1Л
5 Lamellar Complex Slanting Thin-lamellar 0.1- Fine-lamellar O.l Thick-lamellar 1 Large-lamellar I Incli- ned Finely dispersed Silty sands Syngenetic
6 Plicated Ml 1 и j 5 The same
7 Streaky w Finely dispersed The same
8 Girdle-like ~ -L CT ——" Rnely dispersed Silty sands »
— -
— — -— _ —
9 Complex lamellar Finelydispersed »
10 Reticulate Simple Cellular Ю Regularly reticulate Irregularly reticulate Epigenetic Syngenetic
11 Braided Epigenetic
О 1 1 LO ;k-reticulate 1-t le-reticulate >
12 Scale- shaped Ф 2 Я 3 О
13
Platy , 1
D ч-i 3 О d Y
I
14 Block 7 / Thin-i Fine Thic Larc
15 Comp- lex Complex reticulate 1 Finely dispersed The same
16 Crustal Simple Crustal U l/ Oriented Disordered Gravel-pebble Epigenetic Syngenetic
17 Porphyro- like, spotted Porphyro- like, spotted Rnely dispersed peat Epi- and syngenetic
18 Basal Complex Basal Eg Д Gravel-pebble Epigenetic
IS Ataxic Ataxic Finelydispersed Syngenetic
Fig. 2.7 . Cryogenic textures most frequently occurring in perennially frozen deposits of syngenetic
and epigenetic types {Methodology..., 1979}.
185
CHAP. 2. CLASSIFICATION OF CRYOGENIC TEXTURES
No. Schematic sketch of cryogenic textures Name of cryogenic texture Rocks for which a given texture is characteristic
m
° И
< ЬК-УдЦ For all rocks
1 Fissured and semi-rocks
0 ISf
2 1 Fissured widened The same
2 IkZ \ V''ЛТЛ) Ik
For all rocks and semi-rocks
3 Fissured-veiny in the zones of
disruptive disturbances
2 J
For all sedimentaryrocks
4 1 Stratal-fissured and metamorphic deposits
2
5 П]г-- IIV 1 '=ST """УУ) Stratal-fissured-karst For carbonate rocks
2 J—L—_O
0 J
For carbonate rocks
6 1 * л A Karst-fissured-vein in the zones
of disruptive disturbances
2 WAAM I
Fig. 2.8 . Some kinds of cryogenic textures of solid rocks and semi-solid rocks [Methodology...,
1979].
m
Fig. 2.9 . Some types of cryogenic
structure of epigenetically perennial-
ly frozen strata.
1, homogeneous stratum of silty loams; 2,
sands with a massive cryotexture; 3, de-
posit of ground ice [Methodology..., 1979].
186
2.1. Schematic Classifications of Cryotextures
No. Cryogenic structure Scheme of cryogenic structure Shape of inclusions of ice-cement* Composition of deposits Type of freezing
1 Overgrowing у Finely dispersed Mostly epigenetic
'-S’ * д =x
2 3 Cellular Needle-like «» The same Finely dispersed sand, large detritus Mostly syngenetic Epigenetic, syngenetic
11 '<jr
A 1 1 я 1 , < Л 7" A -V <k\l
4 Contacting 71 Sand large detritus The same
K'--Zx
5 Crustal (film) The same »
6 Porous » »
i -"«a « 3 > <Ё>
7 Basal z* t> 4b » »
<ui g
* Indicated with continuous black colour
Fig. 2.10 . Most frequently occurring cryogenic structures of frozen grounds with ice-cement
[Zhestkova, 1982].
187
CHAP. 2. CLASSIFICATION OF CRYOGENIC TEXTURES
Fig. 2.11 . Distribution of iciness in the zone
of contact of loams with water-saturated in-
terlayers of coarse skeletal material [Zhest-
kova, 1966].
1, loams; 2, coarse-grained material; 3, schema-
tic presentation of cryogenic texture; 4, massive
cryogenic texture.
Fig. 2.12 . Schemes of cryogenic struc-
ture of epigenetically freezing deposits
[Zhestkova, 1966].
a, without water-bearing horizons; b and c,
in the presence of water-bearing horizons in
a freezing massif; 1, loams; 2, water-bear-
ing horizons; 3, compacted clays; 4, differ-
ent types of cryogenic textures.
188
2.2. Results of Experimental Studies on Formation Processes
of Cryogenic Structure of Frozen Grounds
Fig. 2.13. Schemes of models of ground freezing under
open system conditions.
a, upward freezing with a downward water inflow; b, down-
ward freezing with an upward water inflow; 1, sand; 2, clay; 3,
gravel; 4, streaky cryogenic texture; 5, massive texture; 6, water;
7, stamp.
Fig. 2.14. Cryogenic structure and ice content of deposits freez-
ing under open system conditions [Zhestkova, 1982].
/, loam; 2, water-saturated gravel-pebble deposits; 3, bedrocks; 4~6,
cryogenic textures: 4, basal; 5, massive; 6, streaky.
ЖЖЖМИК
S34 I :: I5
189
CHAP. 2. CLASSIFICATION OF CRYOGENIC TEXTURES
Fig. 2.15. Cryogenic structure of clays after upward freezing [Zhestkova, 1982}.
a, ground column before freezing; b, position of ground layers and their thickness after freezing; c,
cryogenic structure; 1, clay; 2, sand; 3, water; 4, ice; 5, thermal stamp; 6-9, cryogenic textures: 6, ataxic;
7, reticulate; 8, massive; 9, lamellar; 10, freezing boundary.
Fig. 2.16. Basic schemes of the development and changes of cryogenic textures and ice streak
growth in finely dispersed grounds [Zhestkova, 1982}.
A, В and D, reticulate, lamellar and complex cryogenic textures, respectively; C, ice streak development;
1, hollow fissures in thawed ground; 2, fissures in frozen ground; 3, freezing boundary; a~e, developmen-
tal stages of cryogenic textures.
190
Fig. 2.17. Formation of cryogenic textures in the process of sample freezing [Zhestkova, 1982].
10, 50 h etc., time since the beginning of freezing experiment.
Results of Experimental Studies
CHAP. 2. CLASSIFICATION OF CRYOGENIC TEXTURES
cm
b
Fig. 2.18. Schemes of cryogenic struc-
ture of clays (fl, b) frozen from above
in the presence of a water-bearing hori-
zon below, and the zone of ice-ground
contact (c).
Fig. 2.19. Different schemes of iciness distribution in deposits of homogeneous composition
which freeze following the “open” system type {Zhestkova, 1966}.
1, loams; 2, ice inclusions.
192
2.2. Results of Experimental Studies
Fig. 2.20. A thin lenticular cryotexture of
silty sandy loam frozen from below in a col-
umn 150 mm high under a pressure on the
sample of 0.75 kg-cm"2 and a freezing front
temperature of -6.3 °C.
The sample temperature in the upper column part
was -8.2 °C. The freezing time was 25 h. An inter
layer of hoarfrost 0.5 cm thick formed at the freez-
ingfront. Above the zone of ice formation the loam
was in thawed state. This experiment was con-
ducted in the laboratory headed by Dr. Gorelik
(Earth Cryosphere Institute, Siberian Branch of
the Russian Academy of Sciences).
Fig. 2.21. Lamellar cryotexture of silty sandy
loam obtained under a pressure of 1.5 kg-cm2
and temperature conditions as in Fig. 2.20.
Freezing time, 26 h. The moisture content in sam-
ples was 30 % in both cases.
Fig. 2.22. Cryogenic texture of covering loam samples (1, 2, 3, 4) saturated with Fe3+, Ca2+,
Na*and K+cations, respectively, after their downward freezing [Nersesova, 1961].
193
CHAPTER 3
FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE
OF GROUNDS
3.1. Cryogenic Structure of Different Genetic Types of Grounds
Formed under Subaerial Conditions
Fig. 3.1. A large lenticular cryostructure of
bluish-gray lake-bog loams lined with synge-
netic massive ice. Western coast of Baidar-
atsk Inlet, first marine terrace at the site of
Yamal-Europe gas pipeline route.
Fig. 3.2. Cryogenic structure of seasonally
frozen loams on the first marine terrace. Ural
coast of Baidaratsk Inlet at the site of Ya-
mal-Europe gas pipeline route.
194
3.1. Cryogenic Structure of Different Genetic Types of Grounds
Fig. 3.3. Structure of a coast-
al bench by the beginning of
thawing.
1, soil-turf layer; 2, loess-like
loams; 3 loams of an offshore
bank; 4, ice cover; 5, water; cryo-
textures: 6, basal; 7, large slant-
ing lenticular; 8, thin lenticular;
9, lamellar-reticulate; 10, massive;
//, boundary of seasonally frozen
deposits; W, weight iciness (%).
BH-1 BH-2
Fig. 3.4. Slanting lamellar-lenticular cryotexture of frozen
loess-like loams in an abrasive escarp on the left shore of
Irkutsk water reservoir [Leshchikov, Spesivtsev, 1984}.
Subvertical streaks of ice are formed due the to sidewise freezing
and capillary aspiration of moisture to the freezing front. In the
upper part of the exposure the loam cryotexture is massive.
195
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Fig. 3.5. Cryogenic structure of loams
frozen through the ice cover upon the
winter drop of the level of Irkutsk wa-
ter reservoir.
Fig. 3.6. High-ice loams of the season-
al thaw layer upon contact with peren-
nially frozen deposits (the light layer)
as a consequence of moisture migration
towards the freezing front.
Above the ice interlayer the loam is dried.
Fig. 3.7. The most char-
acteristic cryotextures of
loamy seasonally frozen
deposits occurring on
steep highly moist moss-
overgrown slopes in
West Yakutia.
196
3.1, Cryogenic Structure of Different Genetic Types of Grounds
Fig. 3.8. Reticulate cryotexture of bluish-gray lake-
bog loams (a) formed on the first marine terrace of
the Ural coast of Baidaratsk Inlet in the area of the
projected Yamal-Europe gas pipeline.
Deposits were frozen syngenetically and are lined with epi-
cryogenic gravel-pebble and sandy sediments with a mas-
sive cryotexture (b).
Fig. 3.9. Lamellar cryotexture of sandy loam-
loam sediments formed on a recurrently flood-
ed laida.
The light flakings indicate a fine sand suspended
mice. Western coast of Baidaratsk Inlet, the sixth
route of the Yamal-Europe gas pipeline.
Fig. 3.10. Ataxitic. texture of loams on steep
highly moistened slopes with a well-developed
moss cover (seasonal thaw layer 0.3-0.5 m)
(West Yakutia, the left bank of Morkoka
river)
197
ЬнАР. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Fig. 3.11. Cryotextures of loams which were formed in the active layer and
then passed to the perennially frozen state.
Loams with such cryotextures occur widely on steep slopes with a thick moss cover
in the subzone of nord larch taiga open woodland in West Yakutia.
Fig. 3.12. Cryotexture of de-
luvial-solifluctional loams on
a gently sloping terrace (Ya-
mal, Kharasaway Cap).
198
3.1. Cryogenic Structure of Different Genetic Types of Grounds
Fig. 3.13. Densely lamellar cryogenic texture in deluvial-
solifluctional deposits.
Fig. 3.14. Cryogenic structure of peat-bogs occurring in the upper part of profiles of lake
basins, flat swamped beds of ravines and small streams (West Yakutia, Morkoka-Olguidah
interfluve).
199
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Fig. 3.15. Cryogenic structure of a peat-bog
determined by horizontal overlayering of ice
and icy peat (dark colour) (Muostakh, pho-
tograph by A.I. Fartyshev).
Fig. 3.16. Slanting-lamellar cryotexture of
lake-swamp loams ocurning under 4 m thick
peat-bog (L-71, Bore-pit 1533) (West Yaku-
tia).
Fig. 3.17. Ataxic cryotexture of bluish-gray
lake loams frozen as a result of degradation
of Lake Kuba-Tuyosteeh (West Yakutia,
60 km north of Chernyshevsky township).
200
3.1. Cryogenic Structure of Different Genetic Types of Grounds
Fig. 3.18. Cryogenic structure of peaty loams stripped under the
bed of a frozen brook that drains a wide flat swamped mari with a
thick moss-peat layer and dwarf arboreal vegetation.
Deposits were frozen syngenetically under conditions of strong flooding;
for this reason, they have high ice content and include large ice streaks
(West Yakutia, Boldamo brook, L-69, Bore-pit 1533, 3 3.7 m).
Fig. 3.19. Complex lamellar-reticulate texture in alluvial deposits
(exposure on the Yenisei river, photograph by L.M. Shmelev).
201
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Fig. 3.20 . Cryogenic structure of blu-
ish-gray lake loams frozen epigenetical -
ly upon sidewise freezing due to the deg-
radation of Lake Kuba-Tuyosteeh (West
Yakutia, 60 km north of Chernyshevsky
township).
Fig. 3.21 . Incomplete reticulate cry-
otexture of alass deposits (photo-
graph by A.I. Fartyshev).
Fig. 3.22 . Slanting-lamellar thin-
streaky cryotexture in fine alluvial
sands with peaty interlayers (photo-
graph by G.I. Dubikov) [General
Geocryology, 1978].
202
3.1
Cryogenic Structure of Different Genetic Types of Grounds
Fig. 3.23. Typical cryogenic structure of lake bluish-gray loams fro-
zen sidewise (West Yakutia, Lake Kuba-Tuyosteeh basin, 60 km north
of Chernyshevsky township).
Fig. 3.24. Typical cryogenic structure of loams
filling flat swamped and peaty bottoms of lake
basins, maris, gently sloping lower parts of strongly
moistened slopes, wide areas of interfluves, val-
leys of small streams with a poorly expressed com-
plex of above-floodplain terraces and other relief
forms characteristic of West and Northwestern
Vakutia.
The ice content in deposits often exceeds 50 -60 %. The
cryotexture is as a rule of the ataxic type.
203
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Fig. 3.25. Cryogenic structure of syngenetically frozen loams of the ice complex
(Central Yakutia, interalass area near Khorobut settlement).
204
3.1. Cryogenic Structure of Different Genetic Types of Grounds
Fig. 3.26. Cryogenic structure of floodplain
deposits on the Balykhtakh river (photograph
by A.I. Fartyshev).
Fig. 3.27. Large-block cryostructure of varved clays.
In blocks, these clays have a thin-streaky lamellar cryotexture [General Geocryo
logy, 1978].
205
СНАР.З. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Fig. 3.28. Lamellar cryotexture of varved clays.
Г7
undulakh
Lake Eleng
° Lake Bere
Fig. 3.29. General scheme of the location
of the sites of detailed geocryological stud-
ies in West Yakutia.
/, basins of Lake Kuba-Tuyosteeh; 2, Morko-
ka-Almydia translake interfluve; 3, a site char-
acteristic of swamped valleys.
206
3.1 Cryogenic Structure of Different Genetic Types of Grounds
V v v
|v vv|2
| |4
°75-l| r
5
*LFS
Fig. 3.30. Schematic plan of the disposition of wells in the Lake Kuba-Tuyosteeh basin.
/, basin bottom; 2, trapp slopes; 3, shore escarp; 4, quagmire; 5, well and its number and the number of
the site of sampling. The cryolithologic profiles and wells given below are situated at the site No. 1.
Fig. 3.31. see in the inset.
500
550
600 650 700 m
Fig. 3.32. Cryolithological profile of the “dry” (without lake water) lake basin situated 1 km
eastward of Lake Kuba-Tuyosteeh [Spesivtsev, 1978].
This basin is 3 km long and 1.5 km wide. The microrelief is represented by 0.5-0.8 m high convex peat
hummocks separated by swamped rounded depressions 30-40 m wide. Gentle flange slopes are composed
of dolerites and overgrown with a thick thin-trunk mossy larch forest (for notation see Fig. 3.31)
207
208
3‘ 1.6
Depth, m
from
1 -
2-
5
5.4
3.5
6
7-
8-
0.6
Description of deposits
5.4
3.5
6.0
1.9
111=111=111=
=ш=ш=ш
111=111=111=
=111=111=111
111=111=111=
=111=111=111
Slightlydegraded sphagnous peat.includes dwarf shrub roots and
twigs; thin lenticular cryotexture
Green-grey loam (tinged with blue) with peat nodules. The cryotexture is
thin lenticular in the range of 1.6—1.8 m and basal at 1.8-3.5 m
Fine yellow sand with detritus and sandstone gruss; basal cryotexture
Detritus and gruss of light-yellow sandstone with sandy loam-sand
filling. The ice in the from of small horizontal sinuous lenses 3 mm
thick and 3-4 mm long at 0 5-1.0 cm intervals___________________________
Dark-green weathered tuffs. Ice inclusions at depths: 6.0-7.5 m
oblique (125) interlayers 2-3 mm thick at each 3-5 cm; 7.3-9.0 m
occasional horizontal interlayers 2-3 mm thick
Moisture content, % of dryweight
60 100 140 180
Fig. 3.33. CryolithoJogical profile over well No. 2.
A mari with a big-hummocky microrelief 4.2 km northward of Lake Kuba-Tuyosteeh.
CHAP, 3, FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Fig, 3.31. Cryolithological profile of the Lek Kuba-Tuyosteeh basin.
/, peat; 2, watered loams; 3, detrital slope loams; 4, degraded tuffs; 5, less weathered tuffs; 6, dolerite; 7, lake ice enriched in tuff; 8, lake ice; 9, water; 10, basal cryogenic texture of peat; 11, large slanted lenticular cryotexture of watered loams;
12, basal cryotexture of bottom eluvium; 13, ice crusts and interlayers; 14, crust-like cryotexture; 15, interface of seasonally thawed and perennially frozen rocks; 16, peat sampling site (MC dating); 17, fissured cryotexture.
Fig. 3.51. Cryolithological profile along line 26 at site No. 2.
Fig. 3.53. Cryolithological profile along line 27 at site No. 2.
Depth, m Layer thick- ness, m Geological profile Cryo- texture Description of deposits Moisture content, % of dry weight 20 40 60 80 Temperature, °C -8 -6 -4 -2 0 2
from to
1 1 ' 1 1 1 1 — CXI CO sf LO CD b- 0.0 1.4 1.4 111=111=111= =111=111=111 111=111=111- =111=111=111 I1!1 '1 । и । Strongly decayed dark-brown peat; thin lenticular cryotexture о i' 1 1 I / c
1.4 3.5 1.6 ~7. in 1,1 Sky-bluishdark-blue slightly peaty loam until 3-m depth; large slanted lenticular cryotexture
3.5 7.5 4.0 /. -z. -,x. z-z -z-z 1W Detritus and gruss of tuffs with sandyloam filling (tuff eluvium). Ice inclusions slanted (60°) interlayers 2 -3 mm thick at 2-3 cm intervals
Fig. 3.34. Cryolithological profile over well No. 75-2.
A mari in the northern part of the Lake Kuba-Tuyosteeh basin, 80 km from the water edge in the lake
Cryogenic Structure of Different Genetic Types of Grounds
209
210
Description of deposits
Moisture content,
% of dryweight
20 40 60 80
Temperature, °C
8 -6 -4 -2 0
High-ice sphagnous dark-brown peat, includes dwarf shrub roots and twigs
Light-grey loam tinged with sky-bluish from 4 m depth, black (due tocoal)
from 5.5 m depth, includes detritus and gruss of tuffs and flint. Ice is
present in the form of slanted lenses 3-4 cm thick and branched veinlets
Green-greyfine sand tinged with sky-bluish including occasional detritus
of silicified rocks
Black thin-layered aleurite with a meshed cryotexture
Fig. 3.35. Cryolithological profile over well No. 75-3.
A mari 1.5 km eastward of Lake Kuba-Tuyosteeh; big-hillocky-pading microrelief.
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Description of deposits
Moisture content,
% of dry weight
20 40 60 80
Temperature, °C
-8 -6 -4 -2 0
High-icy sphagnous dark-brown peat.
Ice interlayer at a depth of 1.2-1.5 m
Bluish-grey loam with small spots of organic matter. The cryotexture is
large slanted lenticular at depths of 2.4-7 m and meshed below
Light-greyfine quartzfeldspar sand. Ice in the form of occasional
slightly inclined interlayers up to 1 mm thick
Green-greythin-layered aleurite.
Meshed cryotexture
Fig. 3.36. Cryolithological profile, moisture content and temperature of deposits over well No. 75-4.
Cryogenic Structure of Different Genetic Types of Grounds
212
Depth, m
Descri ption of deposits
Slightly decayed dark-brown peat. Ice in the form of horizontal
sinuous interlayers 1-2 mm thick
Bluish-green loam with a large slanted lenticular cryotexture.
Ice content in the horizon - 70%
Weathered breccia-like dark-green tuffs tinged with blue.
Crustal cryostructure
Moisture content, % of dryweight
Fig. 3.37. Cryolithological profile and moisture content of deposits over well No. 4.
The northern shore of Lake Kuba-Tuyosteeh 5 km from the lake water edge.
CHAP, 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Depth, m P Layer thick- Й ness, m s 1 Geological Ji I profile Cryo- texture Descri ption of deposits Lake ice Moisture content, % of dryweight 20 40 60 80 i i । । । । । \ \ 1 1 f
2 - 3 4 - 5 - 6 - from 0.0 to 0.15
0.15 0.6 0.6 4.7 0.45 4.1 \ Dark-green peat
Light-grey clayey sand tinged with green permeated with plant roots until a depth of 1.5 m. The cryotexture is thin lenticular at depths 0.6-1.05 m, girdlelenticular at 1.5-1.9 m, with horizontal ice interlayers 3-5 cm thick at 3.5-3.7 m
4.7 60 1 3 •Y- Poorly cemented light-greyfine-grained sandstone
•X -X-
x - - X-
х-л X
Fig. 3.38. Cryolithological profile and moisture content of rocks over well No. 75-5.
Edge-adjoining area of a man 1 km eastward of Lake Kuba-Tuyosteeh.
Cryogenic Structure of Different Genetic Types of Grounds
213
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Depth, m
from to
=ш=ш=ш
111=111=111=
=111=111=111
111=111=111=
Green-blue loam with a large slanted
lenticular cryotexture
Descri ption of deposits
Strongly decayed high-icy dark-
brown peat
Fig. 3.39. Cryolithological
profile over well No. 5.
A perennial peat frost mound
1.5 m high and 5 m in diameter
120 m north of Lake Kube-Tuy-
osteeh and 30 m from the “grassy
lake”.
Fig. 3.40. Cryolithological profile and moisture content of rocks over well No. 75-6.
A man in the eastern part of Lake Kuba-Tuyosteeh 300 m from the water edge and 20 m from the base of
a ring-shaped dolerite dyke slope.
Fig. 3.41. Cryolithological profile over well No. 6.
The base of a 15° steep and 8 m high ledge of dolerite intrusion framing Lake Kuba-Tuyosteeh.
214
3.1. Cryogenic Structure of Different Genetic Types of Grounds
Depth m thick- з, m Geolooical Ф )= о n Descri ption of deposits
from to Ф QJ j3c a. О Ф
0.0 0.6 0.8 ///=// =111= =///= -///=/// Basal ice-cemented dark-brown peat
1 - 0.8 4.0 3.2 III = = II III = = II III = = II III = 111 = = III III = = III III = = III III = Strongly decayed fluidized dark-brown peat
Poorly compacted dark-green loam tinged with blue
6- 4.0 6.1 2.1
7.0 0.9 D < ~±. Tuff detritus and gruss with sandy loamloam filling
Fig. 3.42. Composition of bottom sediments of a lake situated 140 m north of Lake Kuba-
Tuyosteeh (well No. 1).
A “grassy lake” 450 m long and 120 m wide 140 m northward of Lake Kuba-Tuyosteeh. The well was
drilled in the center of the lake.
Fig. 3.43. Cryogenic structure of lake loams and lining bottom eluvial formations on tuffs
(well No. 75-7).
Amari site 30 m from the western shore of Lake Kuba-Tuyosteeh.
215
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Depth, m
from
0.0
0.6
5.2
5.5
4.0
4.7
0.6
0.6
3.4
4.0
0.3
5.5
3.5
9.0
0.7
0.5
4.7
5?2
Descri ption of deposits
Weakly decayed dried frozen peat
Migrational ice with nodular peat xenoliths at
depths of 0.6-1.0 m and 3.0-4.0 m
High-icydark-brown peat
Light-grey loam including peat and dwarf shrub
\ twigs. Slanted lenticular cryotexture
Clayey sand including well-decayed organic
matter; massive composition
Thin-layered light-greyaleurites. Ice inclusions in
the form of horizontal interlayers (< 1 mm) over
planes of conformable bedding and branched
veinlets
Moisture content,
% of dryweight
20 40 60 80
I
I
I
Fig. 3.44 . Cryogenic structure of a perennial migrative frost mound and lining bedrocks (aleu-
rites) degraded to the eluvial state and constituting bottom cryogenic eluvium (well No. 75-8).
A perennial frost mound on the northern shore of a “grassy lake” on a vast mari 5.0 km northward of Lake
Kuba-T uy osteeh.
Depth, m
Description of deposits
Dried dark-brown peat until a depth of 0.4 m that becomes icybelow
Bluish-greypeatyloam toa depth of 2.5 m.
Slanted lenticular cryotexture.
Ice-ground at depths of 0.5-1,0m
Thin-layered light-greyaleurite.
Horizontal ice interlayers (1 mm) and veinlets
Fig. 3.45 . Cryogenic structure of deposits in the Lake Bere basin (site No. 1, well No. 75-9).
A mari with a big-hummocky microrelief in the western part of Lake Bere, 200 m from the water edge and
10 m from a “grassy lake” 150 m in diameter.
216
3.1. Cryogenic Structure of Different Genetic Types of Grounds
Depth, m Layer thick- ness, m I Genlnaical I profile Cryo- texture Description of deposits Moisture content % of dry weight 20 40 60 80
from to
0.0 0.3 0.3 Ice permeated with sedge
0.3 0.75 0.45 ///= ///= и=ш= 11=111= — Poorly decayed dark-brown peat
1- 2- •• . - T- • — Green-greyfine sand including occasional detritus and gruss of sandstone and quartz. Ice inclusions in the form of horizontal interlayers / / /
0.75 2.8 2.05 -N • • — up to 1 mm thick / /
3- т T T Weathered fissured dolerites. Ice-filled cracks /
2.8 3.5 0.7 T T T- 4, up to 2-3 cm wide /
?
Fig. 3.46 . Cryolithological profile and moisture content of rocks over well No. 75-1.
The edge-adjoining area of a mari in the northern part of Lake Kuba-Tuyosteeh.
Depth, m Layer thick- ness, m Geological profile Descri ption of deposits 0 Temperature, °C
from to
1 2 3 4 5
0.0 0.9 0.9 1 1 Lake ice
2 - 0.9 2.0 1.1 —— ——— Water
3- 2.0 3.45 1.45 /// =/// =/// = /// =/// = 111=111=111= Decayed dark-brown peat to a depth of 3.14 m becoming compact below
4- 3.45 4.7 1.25 Weakly compacted green-blue loam toa depth of 4.0 m
Fig. 3.47 . Structure and temperature of bottom sediments of Lake Kuba-Tuyosteeh (LFS-1)
Fig. 3.48 . Characteristic structure of bottom sediments in West-
Yakutian lakes being overgrown with vegetation.
1, lake ice (removed in the process of core sampler extraction); 2, quag-
mire with roots of grasses and dwarf shrub; 3, slightly decayed peat; 4,
lake loams. (A core of bottom sediments was derived using a freezing
sampler).
217
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
II. Cryogenic structure of rocks
III. Other notations
I. Lithology
Fine lenticularreticulate
cryotexture of the seasonal
thaw layer
IS
Fine lenticular cryotexture
of slope deposits
i Coarse lenticular cryostructure
—I of slope deposits
Basal cryotexture of eluvium
пщ Basal cryotexture of slope
□9 and water sediments
______ Coarse slanted lenticular
|//XI cryotexture of water sediments
and bottom eluvium
I __~-l Coarse inclined-lamellar cryotex-
I-:--71 ture of weakly weathered aleurolites
I.'- i Coarse meshed cryotexture
D LJ of weaklyweathered aleurolites
I—j_| Fine meshed cryotexture
. I of eluvium on aleurolites
Fine lenticular cryotexture
of eluvium
Crustal-nodular cryotexture
Basal-lamellar cryotexture
of peat bogs
Massive cryotexture
Ice wedges
Fig. 3.49. Notation for cryolithological profiles.
Soilvegetation layer
Arboreal residues
(branches, trunks)
Plant roots
Interface between pererr
nially frozen and seasonally
thawing deposits
Lake and river ice
Large-hummocky relief
Bog vegetation
BP 1321 Bore_pit anc| jts number
Fig. 3.50. Sweep of bore-pit 992 along line 50 at
site No. 2 which characterizes the structure of ice
wedges in the (surface) eluvium of aleurites.
The ice wedges are partially melted in their upper part
and covered with slope loams with a coarse lenticular
cryotexture.
218
3.1. Cryogenic Structure of Different Genetic Types of Grounds
Fig. 3.52. Sweep of bore-pit 1203 along line
26 at site No. 2 which shows the ice wedge
structure in the surface eluvium on limestones
with a basal cryotexture.
A gentle (3°) slope on the western exposure.
Fig. 3.51, 3.53, and 3.54 see in the inset.
Fig. 3.55. Sweep of bore-pit 963 showing the ice wedge structure in ravine deposits.
Aflat swamped stream valley with a thick moss cover and a big-hummocky macrorelief. 1, ice wedge; 2,
peat; 3, ice shoulders; 4, hollow cracks; 5, basal cryotexture of ravine-based loams; 6, coarse lenticular
cryotexture of balka deposits; 7, gravel-pebble layer; 8, vertical interlayer of peat; 9, ice interlayers, crusts
and nodules in the bottom eluvium; 10, wood residues at site No. 2.
219
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Fig. 3.56. Schematic geomorphological map of the de-
tailed study site No. 3 and location of cryolithological
profiles (bore-pit lines).
1, Flat strongly flooded interfluves; 2, gentle moist slopes with
a thick moss cover; 3, swamped flat bottoms of small streams
with a thick moss-peat layer; 4, thermokarst lakes; 5, bore-pit
lines and their numbers.
Fig. 3.57 and 3.58 see in the inset.
220
BP-1524
BP-1529
BP-1525
BP-1522
BP-1527
BP-1528
BP-1523
IP-1526
2-
Lake
On
LFS-1
4-
300 m
| BP-1522 1 3
8
m
Fig. 3.57. Cryolithological profile along line 8 at site No. 3.
/, swamped basins; 2, gentle forested slopes; 3, bore-pit and its number; 4, sites of sampling cores of bottom sediments using a liquid-freezing sampler (LFS).
-<?-
:V
Fig. 3.58. Cryolithological profile along line 10 at site No. 3.
Scheme of the line position; /, swamped flat bottoms of streams; 2, gentle forested slopes; 3, thermokarst lakes; 4.4, number of bore-pit.
0
3.2.3. Cryogenic Deposits of the Baidaratsk Inlet and Adjoining Land
500 1000 1500
3500
2.16
2500
2000
8
7
7.5
6
l.8‘
о. 65;
2.18
5
9.1°
-8ЛЯ
4
-9.Г1
<29}
3
-8.9'
7.3
6.42}
7.5
-5.8'
1
76.5
5.1
6.0°
6.45
-0.6°
-7.3°
--8.0°
; 0.5-
-/4
76.8'
Ei 5.0°
5 0
2.19
2
46
-6.9'
0.33
-2
-4.2'
-3
-4
-5°(0.23)2.3
-5
-6
0.29^10.16
-7
5.4°
-8
-9
-5.0°
- -ю
□.23
-11
- -12
2.55
2
- -13
- -14
- -15
10
- -16
OS20
18
ЕЕ19
\ю
| К К | 12
21
- -17
0.21
.B-11 B-10
19J
,2f
1.2
I.2
.24
1.2
0.26 2.3'
3.5
<&зФ l°-28C
8.0
7.23'
3281 <g;58p
345Х
03®
Г26;
Гй;
-19J
f
Fig. 3.124. Geocryological profile of the Ural coast of Baidaratsk Inlet at the site of projected Yamal-Center gas pipeline.
1, Soil-vegetation cover; 2, peat; 3, sand (m, medium-grained; f, fine; g, graveled); 4 and 5, silty sand and sandy loam; 6, loam (a), moraine loam (/>); 7, interlayering of loam, sandy loam
and sand; 8, lithological composition of inclusions in ice; 9, ground ice; 10, sea ice; 11, seawater; 12-16, cryotextures: 12 - massive, 13 — basal (ataxic), 14 — reticulate,
15 fine-reticulate; 16 — crustal; 17, ice wedges; 18, roof of PFD; 19, negative temperature values; 20, zone of pressure cryopegs and mineralization level (g, 1); 21, natural moisture («)
and ice (b) content (d. u.); 22, No. and depth of wells.
<26170.2
10.3
-5° (0.23)2.6
2
0.36
3.6
□ 16
8- 2.22
5-
4-
з-
2-
1-
О
-1-
-2-
-з-
-4-
-5-
-6-
-7-
-8-
-9-
-10-
-11-
-12-
-13-
-14-
-15-
-16-
-17-
-18-
8.65°
-8.8е
<Е1Г
8.6°
7.05
6.4°
6.2°
5.7”
5.4
•-6.9“=^
-7.6° *
I-5.5*
5ХГ
5.1'
©<23
0.22(0.26
3371(6.23
:-5.ос
1.221107
*
* ®
327. <23
-5.0°
:-5.ос
5.0е
-7.55'
0.29.
<29}
- .____
-6.65°|0.23p
•5.5°
0.23
-6.12'
Г.8°г
-5.8'
-4.5° *
4.5*
-4.6'
-* г г® -:::|o
-5.9‘
*[0J8] (6-1^
-5 7е-- —p
I ’ *
Or-
-5.65'
0.23
.0.20)_6°XL I
14 xl::2.3
’^2.1ozq
4/
:-p
1.8°
2.8'
,1°'l.‘9*
20.29;
-
I.O
-2.5
^23
-2.2°
-2.0е
-1.35
-2.0
р.29
0.20
54.55
* -4.6° * * * * * * EQ |0.22|(Cg> IT *
* * * * < :: *
* *
* * |и43]^Й) 5 -* *
* It
* * * * L- 20 .7
0.20
2.15
I- ‘I
3'
.2.6
177 2.6'
2 e? 2-5‘
[.-:|z5'
I:<h2?
3.75°
2.7-
15.7
$-:-(O2§)
11
Lk2) 7^ ).
/ г / /' / z/А 0 0
121) ''A 2 / 3. 3
*тХр.23) / /( 0
119) /, ( 0
\ \ \ 15.0
0.18) 1 -—1 0J5) \ \ \
O.l|)
- -18
- -19
- -20
- -21
- -22
- -23
- -24
- -25
I- -26
25.2
81
-10.8
-4-
06.10.91
1139
-8-
19
02.10.91
-12-:
168 169
02.10.91
-16
;:5/з.2'
-24-’
-28 4
4-'
2-
0-
- .2
<4-3.5
-o.fe:
-0.4:
0.3:
0.2-
: 0.2’
Scheme of cryological
profile location
2.3
-6.Г-9
05.06.89
Yamal shore
1104
1109
f-2.4
~6 -2.3
-6
1003
-10 6 Ural shore
170 171172 173 ,74 24
-Э.8-2.2
-6.5X
:-6Ж’з114/23 04-89
23.04.89
-10.2
04.10.91
26.09.91
139 140 241
177
-it
--20
-24
--28
-0.6
24
--32
1.2
--36
--40
--44
-48
30
-0.6
-0.6
m
55 78
40
0.2,
6.
- 0-..
-о. if
0 50 km
0 6
-0.6
245
439 60
10 11 7 H 12 I 11 173 |,505Kir| ’4 15 J 16
30
65 km
^7128129 130 131132
_, 133134135 136
-0.8
-1.3
-1.8
-1.2
1-1.2=
IQ-tO-g:
-44-
-48 J
142143 144 145 146 147 U8
70.4
-0.6
-0.4
*/
4-0.2
o:<io$io.
0.2
Yamal
peninsula
-0.9'
-0.9'
-0.9
05.06.88 2Л
1114
.,3»"25"2’
-Гг:
-0.6Г
-0:2k
-02j=
Egh И3 HE И5 EE6 M£9
Fig. 3.125. Cryolithological profile of Baidaratsk Inlet at the site of the submarine segment of the gas pipeline.
1-8, Lithology: 1, peat; 2, loamy silt; 3, clayey silt; 4, sand, gravel, pebble; 5, sand; 6, sandy loam; 7, loam; 8, clay; 9-11 cryotextures: 1 9, basal (ataxic); 10, reticular; 11, massive; 12, boundary of PFD; 13, negative temperatures over wells; 14,
measurement date; 15, lithological boundaries; 16, No. and depth of wells (m).
Fig. 3.59. Cryolithological profile along line 69 (site No. 3).
In this profile the peat layer by the basal-lamellar cryotexture is underlain by lake-bog peaty loams with the ataxic cryotexture
embedding ice wedges which are partially melted at contacts with peat. The side contacts of ice wedges without soil-bands are smooth and
distinct. Bore-pit 1533 in a stream bed under a layer of river ice (0.5 m) and frozen peat (1.1 m) stripped an ice wedge 0 9m thick. Its
roof and side contacts are also partially melted.
Cryogenic Structure of Different Genetic Types of Grounds
го
го
го
ВР-1559
Fig. 3.60. Cryolithological profile along line 71 at site No. 3.
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
223
Fig. 3.61. Cryogenic structure of deluvial detrital loams formed on flattened trapp slopes.
Coarse lenticular, often ataxic, cryotexture. Ice crusts occur under detrital material at site No. 3.
. Cryogenic Structure of Different Genetic Types of Grounds
Fig. 3.62. Cryolithological profile along line 11 at the detailed study site No. 3.
In this profile the layer of detrital loams with a coarse lenticular cryotexture is lined with an interlayer of water loams with thick subvertical
ice streaks. The lower part of the profile is composed of eluvial detrital calcareous loams and clays over 4 m thick. The cryogenic structure
of (bottom) eluvium which was frozen epigenetically under conditions of strong flooding is determined by large vertical and subvertical ice
streaks. In the slope-adjoining part of the profile (bore-pit 1360) the cryotexture is crustal-nodular. (LFS, liquid-freezing sampler permitting
to pick cores from lake and bog bottoms).
CHAP. 3 FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
3.1. Cryogenic Structure of Different Genetic Types of Grounds
Fig. 3.63. Sweep of the bore-pit 1359
drilled at an elevated site between lakes.
A layer of limestone degraded to detritus, gruss
and clay under the lake bottom. Soaking of
deposits with subsequent sidewise freezing
resulted in their strong mixing due to the for-
mation of thick vertical and slanted ice lens-
es. Water peaty loams with analogous cryo-
genic structure occur in the roof of the bot-
tom eluvium (site No. 3).
Fig. 3.64. Cryogenic structure and thickness of deluvium depending on the steepness of trapp
slopes at site No. 3.
225
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
3.1.1. Cryogenic structure of eluvial formations
Fig. 3.65 . Cryogenic structure of the eluvium
of limestones degraded to detritus, gruss, and
fine earth in the Daldyn-Sytykan interfluve near
Udachny township [Spesivtsev, 1980].
Fig. 3.66 . Ice crusts in the lower part of detri-
tal material and ice nodules in the eluvial loam.
Fig. 3.67 . Deformation of the primary stratifi-
cation in strong thick-plate limestones degrad-
ed to blocks, gruss, and clay as a result of mul-
tiple thaw-freeze cycles.
Such degraded rocks transformed into the perennial-
ly frozen state constitute surface cryogenic eluvium.
Northwestern Yakutia, site No. 3.
226
3.1. Cryogenic Structure of Different Genetic Types of Grounds
Fig. 3.68. Changes in the cryogenic structure and ice content of bottom
eluvium of aleurites occurring under loams in the Lake Kuba-Tuyosteeh ba-
sin (West Yakutia).
Fig. 3.69. Basal cryotexture of the bottom eluvium of tuffs de-
graded to detritus-gruss state (West Yakutia, the Lake Kuba
Tuyosteeh basin).
227
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE
CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Fig. 3.70. Crustal cryotexture of
the deep cryogenic eluvium of
sandstone degraded to gruss-de-
trital state (Daldyn-Sytykan di-
amond-bearing region).
Fig. 3.71. Basal cryotex-
ture and ice interlayers in
the eluvium of limestones
degraded to detritus, gruss,
and clay (West Yakutia,
Daldyn-Sytykan inter-
fluve).
Fig. 3.72. Basal cryotexture of the sur-
face eluvium of light-gray sandstone.
Ice is of dark colour. The watershed surface
near Udachny township. Thawing leads to
the formation of detritus-gruss aggregates
with a small admixture of sand. The core
diameter 108 mm.
228
3.1. Cryogenic Structure of Different Genetic Types of Grounds
Fig. 3.73. Cryogenic structure of the deep eluvium of dolomites. The samples
display changes, ranging from strongly weathered and high-ice dolomites with
different orientation of ice inclusions (д), horizontal ice layers (b) separated by
yellow powdered dolomite. These formations are overlapped by alluvial sand-loamy
deposits 5 m thick (Northwestern Yakutia, Anabar diamondiferous region).
Fig. 3.74. Cryogenic structure of the eluvium on strong dolomites which is represented by the
bright-yellow powdered dolomite of the aleuritic fraction.
Fine and ordered differently oriented distribution of ice inclusions is hard to explain so far. The ice
content in this eluvium variety exceeds 50% (Northwestern Yakutia, region of the Ebelyakh diamond
deposits).
229
CHAP, 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Fig. 3.75. Fine lenticular cryotexture of deep eluvium of limestons degraded to clay,
detritus, and gruss.
Dark ice streaks (Northwestern Yakutia, region of the Ebelyakh diamond deposit).
Fig. 3.76. Cryogenic structure of a deep cryogenic eluvium consistiry of calcareous
(tz) and iron-enriched (b) clays, due to which the cryotexture is branched and disor-
dered. In both cases the ice content exceeds 50%.
Fig. 3.77. Cryogenic structure of the clayey eluvium developed on limestones.
Strongly (u) and weakly (b) enriched in iron. On thawing the rock is spreading.
230
3.1. Cryogenic Structure of Different Genetic Types of Grounds
Fig. 3.78. The surface cryogenic eluvium of limestone with a coarse lenticular
cryotexture [Spesivtsev, 1980].
Exposure in the quarry on the left bank of Sytykan river (depth, 2~2.5 m); (Northwestern
Yakutia).
Fig. 3.79. Coarse nodular cryotexture of the limestone
eluvium.
Fig. 3.80. Ice interlayers over the planes of aleurolite stratification (a); the pertur-
bation pattern of primary stratification of aleurolites by ice inclusions (b).
231
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC
STRUCTURE OF GROUNDS
Fig. 3.81. Perturbation of the primary horizontal
stratification of aleurites due to ice formation.
Fig. 3.82. Nodular cryotexture of the
bottom eluvium represented by marls
degraded to loam-clay state. West
Yakutia, Viluisk hydroelectric pow-
er plant site, mine No. 1 on the first
terrace.
Fig. 3.83. Cryogenic structure of the deep cryogenic eluvium consisting of carbon-
ate light-gray clay with detritus of stronger limestones. Northwestern Yakutia,
region of the Ebelyakh diamond placer.
Fig. 3.84. Basal cryotexture of the surface eluvium of limestones, occurring in flat
peat-rich and drastically depleted bottoms of streams.
232
3.1. Cryogenic Structure of Different Genetic Types of Grounds
Fig. 3.85. A cuneiform ice nodule in dense
thick-plate aleurolites. (West Yakutia).
Fig. 3.86. Fine reticulate cryotexture of
degraded aleurolites (bottom eluvium).
West Yakutia, lake basin 60 km north-
ward of Chernyshevsky township.
50
Fig. 3.87. Cryogenic structure of rocks of the trapp formation.
Л, at sites where trapps are cut by the river and a layer of deformed weathered sedimentary
rocks occurs in their sole; B, at sites where trapps are not cut by the river with no sedimenta-
tion trenches available.
1, soil-vegetation layer; 2, deluvial-eluvial deposits; 3, gravel-pebble deposits; 4, rocks of trappic forma-
tion; 5, marl-calcareous rocks; 6, deformation of sedimentary rocks; 7, basal cryotexture of deposits in the
trench of trapps sedimentation (ice content > 50°'o); 8, ice between individual trapps of dolerites; 9, upper
boundary of perennial deposits.
[ИИ2 ЁЕЭ3 к N4
^^5 \-^\в
233
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Fig. 3.88. Foundation pit for a concentration plant at the Udachnaya kimberlite
tube (a).
The stratal intrusion of columnar strong dolerites G4) 12 m thick are underlain by strongly
degraded icy argillites (B) > 20 m thick (deep cryogenic eluvium). Ice is represented by
ice inclusions predominantly distributed over lithological stratification and also vertical
ice streaks forming a lamellar-meshed cryotexture (fe).
234
3.2. Cryogenic Structure of Coastal
and Marine Deposits
3.2.1. Cryogenic structure of deposits on the West Yamal coast
and the coastal-shelf cryolithozone of the Laptev Sea
Fig. 3.89. Filamentous rootlets in situ in loam deposits occurring in the
base of the second marine terrace.
These rootlets are a reliable indicator of syngenetic freezing of sediments with
the ataxic cryotexture. The loamy horizon is overlain by epigenetic ally frozen
light-gray and yellowish-gray fine sands with a massive cryotexture (West
Yamal coast, Mare-Sale area).
235
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Fig. 3.90. Girdle-lenticular cryotexture of greenish-gray loams occurring in the base of the
second marine terrace > 15 m in height.
The roof of the icy loam horizon contains fine-grained light-gray sands which include nodules of slightly
decayed peat and washed-in plant detritus. The sands have a massive cryotexture, they spread on thawing
and form queer sand patterns similar to stalactites in the terrace base (East Yamal coast, Mare-Sale area).
Fig. 3.91. Fine meshed cryotexture of lake-lagoon bluish-gray loams covered with light-gray
and yellowish-gray heterolamellar sands with a massive cryotexture.
The contact of sands with loams is sharp and irregular that points to a washout and a rapid modification
of the sediment accumulation conditions. The thawing out of texture ice leads to the formation in the
beach loams of detrital taiuses and alluvial fans composed of fluid loamy material (West Yamal coast,
Mare-Sale area).
236
3.2. Cryogenic Structure of Coastal and Marine Deposits
Fig. 3.92. Coarse lamellar cryogenic texture
in deposits of marine genesis [Zhestkova, 1966].
Fig. 3.93. Reticulate cryotexture of marine
clays (photograph by G.I. Dubikov).
Fig. 3.94. Cryogenic textures of lower Cen-
ozoic deposits in shallow waters of Sannikov
strait (a sketch of Fartyshev’s core).
Fig. 3.95. Complex or mixed type of cryo-
genic texture.
Inside ice-restficted mineral blocks; thin ice in-
terlayers of horizontal or vertical stretch are well
visible (photograph by G.I. Dubikov).
237
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Fig. 3.96. A rhythmically lamellar loam-sandy stra-
tum in lake basins. Khasyrei on the West Yamal
coast. These sediments were frozen epigenetically
and have a massive cryotexture. (A 30 cm long
rule.)
Fig. 3.97. Inherited horizontal-lamellar cryotex-
ture of marine loams (photograph by A.I. Farty-
shev).
Fig. 3.98. Inherited lamellar-lenticular cryotexture of lake-lagoon bluish-gray loams.
They become fluid on thawing. Their visible thickness is about 2 m (West Yamal, Mare-Sale area).
238
3,2. Cryogenic Structure of Coastal and Marine Deposits
Fig. 3.99. Large-block incompletely expressed
inherited cryotexture of Neogene aleurites (pho-
tograph by N.N. Romanovskii).
Fig. 3.100. Cryogenic textures inpre-Pleis-
tocene clays (a, b) and sandy loams (c)
{Fartyshev, 1993}.
Fig. 3.101. Inherited horizontal-lamellar cryotexture of marine pre-
Pleistocene loams (Cape Muostakh, photograph by A.I. Fartyshev).
239
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Fig. 3.102. Cryotexture of dense marine
loams (Cape Muostakh, photograph by
A.I. Fartyshev).
Fig. 3.103. Cryotexture of dense clays (Cape
Muostakh, photograph by A.I. Fartyshev).
Fig. 3.104. Meshed cryotexture of dense clays (Bykovsky
peninsula, Cape Muostakh, photograph by A.I. Farty-
shev; scale: a box of matches).
240
3.2. Cryogenic Structure of Coastal and Marine Deposits
Fig. 3. 105. Inherited lamellar-lenticular cryotexture of epigenetically frozen bluish-gray loams.
The thickness of horizontal ice interlayers reaches 5 cm. The loams are fairly dense (of the argillite type)
and upon thawing in the exposure base (on the beach) form alluvial detrital fans which are processed in
the wave-cut zone (West Yamal, Mare-Sale area).
Fig. 3.106. Coarse meshed cryotexture of bluish-gray highly dense loams (argillites) frozen
epigenetically from the side as indicated by the large subvertical ice streaks 5-7 cm thick and
2 m high.
On thaw-out of ice streaks, trains of detrital-block material are formed on the beach (West Yamal, Mare-
Sale area).
241
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Fig. 3.107. Cryogenic structure of epigenetically frozen loams consti-
tuting the second marine terrace near Kharasaway settlement.
Fig. 3.108. Fragmentation-type cryotexture of marine loams consti-
tuting the second marine terrace in the area of Kharasaway cap.
The fragmentational pattern of loams is determined by multiple freeze-thaw
cycles.
242
3.2. Cryogenic Structure of Coastal and Marine Deposits
Fig. 3.109. Cryogenic structure of deposits
under subaqual conditions.
1, sand; 2, loam; 3, clay; 4, massive glassy ice; 5~
7, cryotextures: 5, basal; 6, reticulate; 7, mas-
sive; 8, roof of perennially frozen deposits (Baida-
ratsk Inlet, sea depth 13 m, well 240, 12 km off
the Yamal Peninsula coast).
- 50 50.0
Fig. 3.110. Cryogenic structure of deposits
under subaqual conditions.
/, silt; 2, rhythmic interlayering of sand, sandy
loam and loam; 3, loam; 4, clay; 5, solid argillite-
like clay; 6, massive ice with loam xenoliths; 7,
massive cryotexture; 8, upper boundary of peren-
nially frozen deposits (Kara Sea, Rusanovsk oil-
bearing structure, well 253, sea depth 114 m).
Fig. 3.111. Fine inherited cryotexture of
marine loams in the second marine terrace
base (see Fig. 3.107).
243
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
h1 -.,'J
Fig. 3.112. Pattern of ice inclusions in epi-
genetically frozen subaqual PFD (a) and
massive ice in loams (h) of Baidaratsk In-
let.
At some intervals the ice sheet is enriched with
the embedding loam in the form of xenoliths.
Fig. 3.113. Inherited horizontal-lamellar cryotexture of dense (argillitic) greenish-
gray loams frozen epigenetically.
The thickness of ice interlayers is 2-3 cm, sometimes up to 5 cm. East Yamal coast, 3 km from
the Mare-Sale meteorological station (socle of the second marine terrace more than 25 m
high).
244
3.2. Cryogenic Structure of Coastal and Marine Deposits
Fig. 3.114. Postcry ogenic textures in rhyth-
mic-lamellar sediments pointing to the freez-
ing of sedimentary strata on the Barents Sea
shelf in the Sartan Ice Age.
Fig. 3.115. Cryotic-geological profile of the coastal-shelf cryolithozone in the northern part of
Bol. Lyakhovsky Island.
1, ice complex; 2, peat bog; 3, loam; 4, clay; 5, sand; 6, pebble; 7, detritus; 8, organic matter; 9,
driltwood; 10, ice; 11, water; 12, boundary of PFD; 13, granite-chalk; 14, tore terrigenic rocks {Forty
shev, 1993].
245
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Fig. 3.116. Cross section of a marine terrace and beach (Bol. Lyakhovsky Island).
/, slope loams; 2, sand-pebble deposits; 3, pebble in a loamy filler; 4, allochtonous peat bog; 5,
pre-Pleistocene deposits; 6, ice wedges; 7, driftwood; 8, seawater; 9, foot of the seasonal thaw
layer [Fartyshev, 1993].
IfcT11 |°o°|2 Х//Л* ШШ5 ЕШ6 I I I8 E59
Fig. 3.117. Principal geocryological profile of Bykovsky Peninsula.
1, ice complex; 2, gravel; 3, sand; 4, aleurite; 5, compact clay; 6, peat bog; 7, driftwood; 8, ice
wedges; 9, water; 10, boundary of frozen deposits [Fartyshev, 1993].
246
3.2. Cryogenic Structure of Cocstcl end Marine Deposits
3.2.2. Cryogenic structure of deposits of the Kharasaway shoal
Fig. 3.118. Schematic map of the cryolithozone, location of engineering-geological
wells and cryolithological profiles of the Kharasaway shallow-water oil-bearing struc-
tures.
/, perennially cooled deposits with islets of relict PFD > 50 m thick which are in the stationary
state; 2, the non-stationary cryolithozone with PFD near abrasive shores with PFD > 200 m
thick and the temperature ranging from -4 to — 5°C; 3, zone of degraded PFD of the abrasional
type that passed to the perennially cooled stationary state; 4, boundary of abrasional-type PFD;
5, boundary of seasonally freezing deposits on the shoal; 6, boundaries of the relict type; 7,
abrasional and 8, stable shores; 9, boundary of the paleovalley; 10, well and its number (wells
that not stripped (a) and stripped (b) PFD; 11, lines of cryolithological profiles; 12, iso-
baths, m.
|o7l|»84| Ю
247
го
4^
СО
PFig. 3.119. Structure of the cryolithozone in shallow waters near stable shores. The availability
of thick sand sediments occurring at the sea floor favours rapid degradation of PFD; therefore, the
well No. 6 did not strip the roof of frozen deposits. Similar conditions exist over the profile III-III
(see Fig. 3.121).
1, sand; 2, sandy loam; 3, clay; 4. loam; 5, massive ice; 6, sea ice; 7, boundaries: {a) between complexes; (b)
between layers inside a complex; 8, PFD roofs; 9, geological index; 10, total moisture content, %; 11, 12,
cryotexture: 11, massive; 12, large-streaky.
ВН-61
16
-3.5 i
mQni
-5.6
4
3-4
mQni
BH-62
|dsQIV|
ВН-54
10.2
:i -i-
.12.5
I -42
S3
5
-6.8
ВН-6
ВН-7
ВН-83
-5.3
-8-
-12-
-4.8
-16-1
-20-
-28
-32-
/-5.4
-4.6
2.3
-Z6
-4.0
-3.4
-4.8
-4.5
-5.22
-4.6
-5.3
BH-55 BH-5
-36-
—38-
| mQni | 9
|w0 = 3i| 10
-5.5pj:
22.0
О
-4
-8
11.0
-12
-6.4
-16
-20
24.9* *
-24
-28
32.0
-32
0 km
-36
--38
-4-
-24-Z
[mQiv|
mQin
mQni
::|Wq = 27|
1-5.0
6.1:
8.0
CHAP. 3 FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
I m
249
Fig. 120. Typical structure of the subaqual cryolithozone near abrasional seashore.
/, sand; 2, sandy loam; 3, loam; 4, clay; 5, incomplete meshed medium-streaky cryotexture; 6, PFD roof; 7, sea ice; 8, water; 9, numbers
of wells, their depth and temperature distribution over the profile (numerals on the left). Low temperatures along the lateral and depth as
well as sallow occurrence of PFD roof from the sea floor point to a rapid shoreline retreat due to abrasion and thermoabrasion.
3.2. Cryogenic Structure of Coastal and Marine Deposits
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Fig. 3.121. Cryolithological profile along the line III-III.
Numerals on the left of the columns indicated negative temperatures For notation see Fig. 3.119.
Fig. 3.122. Geothermal land-sea profile
at the stable seashore site (profile I I).
1, sea ice; 2, seawater; 3, isotherms; 4, PFD
boundary; 5, well number.
250
3.2. Cryogenic Structure of Coostcl and Marine Deposits
Sand.
Lithological
® silty
ф - fine
Z| Sandyloam
Notation for Wells
Cryogenic textures
I* * | Massive
Loam
} | Clay
siit
min ii ice
|h2-J-:| Sands with loam interlayers
Sands with clay interlayers
jrl:: :| Clays with sand interlayers
P — -| Clays with sandy loam interlayers
E-— -I Loamsand sandy loams with clay interlayers
Lenticular
Lamellar:
a) thin-streaky
b) medium-streaky
a b
Reticulate:
a) thin-streaky
fe) medium-streaky
a h Incompletelyreticular:
l-r-4 1.1 a) thin-streaky
Ll ul fe) medium streaky
Boundary of frozen deposits
Other designations:
sites of sampling:
•« of perturbed structures,
I of monoliths
Ice thickness, 1.4 m _______________________________________Wel1 No- 1_______________ Sea depth, 6.8 m
| Depth scale, m | Layer No. Layer thickness, m Depth of layer foot, m Lithological column Cryotexture Ground temperature, °C Name of ground after SNiP* (SNIP, Russian building standards and regulations) Sampling depth,m Basic parameters of physico mechanical properties
Plasticity index, d. units Natural moisture, g. units Fluidity index, g. units Density, g/cm3 Voids ratio Deformation modulus Angle of inner friction Salinity Total ice content
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
10 -12 •14 16 •18 20 22 1 5.2 13.4 1" * * * f * * * L * * * Fine sand 1116 < 11 9 1 15.0 « 15.3 4 16.1 18.5 « 196 21 4 0.20 0.21 0.19 0.04 0.04 0.04 0.05 0.29 0.29 0 26 0 28 0 27 0.46 0.43 0.44 0.23 0.23 0.25 0.25 1.97 1.95 1.98 1.98 0 756 0.788 0.573 0.842 0.771 0.639 0.595 0.576 0.609 0 607
2 1.7 15.1 — Clay
3 7.4 22.5 i 1 1 1 1 1 •1 i ' i1 1 1 1 111 i1:111111111 1 1 i 1 1 1 1 1 1 1 1 i 1 1 ! Sandy loam
Fig. 3.123. Cryolithological profiles of wells.
The location of wells is shown in Fig. 3.118.
251
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Ice thickness, 1.5 m
Well No. 8
Sea depth, 7.8 m
252
3.2. Cryogenic Structure of Cocstcl and Marine Deposits
Well No. 13
1 2 3 4 5 | 6 | 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
- 2 - 4 - 6 - 8 10 -12 -14 -16 -18 -20 1 1.15 1.15 +5.2 -1.6 Ice 4 1.8 4 2.9 < 5.4 4 7.0 4 8.8 4 10.9 4 10.95 4 12.9 4 14.95 1 16.9 1 17.7 4 19.0 1 19.7 1 20.6 0.04 0.04 0.19 0.13 0.03 0.06 0.13 0.13 0.10 0.09 0.10 0.07 0.26 0.24 0.20 0.22 0.20 0.21 0.41 0.34 0.23 0.28 0.32 0.30 0.31 0.29 0.30 1.99 2.04 2.00 1.99 0.696 0.630 0.599 0.526 0.924 0.552 0.532 0.562 0.644 0.580 0.580 0.822
2 4.85 6.0 < -Hi ' * * -J 1 L. -2.6 -2.9 -2.7 -2.6 -2.2 -2.1 -2.4 -2.4 -2.5 -2.6 -2.6 -2.7 -2.8 -3.0 -3.1 -3.1 -3.1 -3.1 Fine sand
3 3.35 9.35 Silty sand
4 1.05 10.4 Interlayers of sand i \ and loam /
5 10.6 21.0 —
i ! i 1 i '• i 1 i ! i I i 1 i 1 i 1 i ! i I i i ! i ! i ! i ! i ! i ! i ! i ! i ! i ! i ! i i 1 i 1 i 11 11 1 i 1 i 1 i 1 i11 ! i ! i Sandy loam
Well No. 14
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
- 2 4 - 6 - 8 -10 -12 14 -16 -18 1 1.3 1.3 +6.4 -0.6 -1.8 -2.8 -2.7 -2.8 -3.0 -3.3 -3.5 -3.8 -3.9 -4.0 -4.0 -4.0 -4.2 -4.3 -4.3 -4.4 -4.4 -4.4 Ice 4 2.8 < 4.6 4 6.4 0.05 0.10 0.12 0.15 0.04 0.12 0.06 0.05 0.08 0.09 0.21 0.25 0.22 0.28 0.24 0.28 0.23 0.24 0.21 0.22 0.24 0.28 0.30 0.35 0.24 0.32 0.28 0.32 0.29 0.27 0.879 0.802 0.830 0.488 0.600 0.833 0.547
2 5.9 7.2 ***** t У У У * * * * * 4 Ц H H I * * * * * -I |.*i I*d |*4 Fine sand
3 4.9 12.1 - - - - Loam 4 8.0 4 9.0 4 10.1 4 10.8 4 12.6 4 13.0 4 13.7 4 14.9 4 16.9 4 17.9
4 2.9 15.0 F * * t F* * *-| F * * t Interlayers of sandy loam and silty sand
5 2.0 17.0 Interlayers of sandy loam and loam
6 1.6 18.6 Sandy loam
1 !
253
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Well No 55
1 2 3 4 _5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
12 - 14 - 16 - 18 -20 22 -24 26 -28 -30 -32 -34 -36 -38 -40 -42 2® • • • 1 6 • 1 4 . 1 2 • -1.0 • -0.9 . -0.9 • -0.9 . -0.9 • -0.9 • -0.9 • -0.8 . -0.8 • -0.8 • -0.8 • -0.8 • -0.8 • -0.8 • -0.8 . -0.8 • -0.8 • -0.8 . -0.8 • -0.9 • -0.9 • -0 9 • -0.9 • -0.9 • -0 9 • -1.0 • 1 0 . -1.0 • -1.0 • -1 0 \ Fine sand / \ Silty sand / 4 11.9 4 14.0 16.0 17.6 19.2 I 20.2 1 23.3 124.25 1 25.3 126.15 1 27.2 1 28.5 0.19 0.22 0.17 0 19 0.17 0.26 0.19 0.22 0.05 0.03 0.11 0.11 0.17 0.17 0.17 0.13 0 13 0.17 0.64 0.07 0.27 0.23 0 29 0.31 0 34 0.31 0.32 0 23 0.15 0 27 0.31 0.27 0.23 0.26 0.36 0.36 0.22 0.32 0.41 0.38 0.32 0.24 0.60 -1 0.54 0.47 0.38 0.38 0.29 1.92 1.97 1.92 1.92 1.88 1.89 1.87 2.07 2.12 2.03 1.90 1.99 2.00 1.97 0.781 0.681 0.832 0.830 0.943 0.882 0.915 0.601 0.451 0 675 0.793 0.660 0.692 0.692 4.8 5.0 7.0 5.4 12.8 8.7 19.5 6.9 9 29 21 0.670 0.740 0.702 0.508 0.710 0.849 0.960 0.929 0.950
\1 0.5 11.5/
\2_ 0 5 12.0/
3 8.5 20.5 _ Clay
4 06 21.1 Sandy loam
5 4.2 25.3 .... —— Clay
— ——-
6 2.9 28.2 i'-Г1 i11 ' 1 1 '-i •1 i111 i li Ci’111111 * * * * * * * * -1 * * * * *^ Sandy loam
7 23 30.5 Loam 4 30.0 1 31.7 4 33.9
8 5.0 35.5 ! 11111111 j1111111
9 1.2 36.7 Sandy loam 1 35.6 1 36.9
10 3.3 40.0 Hl 1 1 II ill 1 11 H'I'I' '!'! 1 1 1 1 1 Loam I 38.0 139.75 4 40.5 4 42.0
11 2.5 42.5 Sandy loam
254
3.2. Cryogenic Structure of Coostol ond Morine Deposits
Ice thickness, 1.35 m
1 2 3 4 5 6 7
-12 -14 -16 -18 -20 -22 -24 -26 -28 -30 -32 -34 -36 -38 40 42 -44 • -1.4 :=1:й • -1.0 • -1.0 • -1.0 • -0.9 • -0.9 • -0.9 • -0.9 • -0.9 • -0.8 • -0.8 • -0.8 • -0.8 • -0.8 • -0.8 • -0.8 • -0.8 • -0.9 • -0.9 • -0.9 • -0.9 • -0.9 • -0.9 • -0.9 • -1.0 • -1.0 • -1.0 • -1.0 • -1.0
\1_ 2 0.1 2.7 11.9/ 14.6 t-ж
3 1.9 16.5 —
4 2.0 18.5
—
— -1—1 1-
5 6.8 25.3 i I i I I i i I । ! г 11
6 1.1 26.4 — *1* *
7 2.3 28.7 — ' —-
—
—
8 2.8 31.5 “1 1—r * * -1 1—i_ -1 1—г
9 12.5 44.0 I I I I I I I I I I I I ' I I I 4 'iiii'hir! i 1 1 1 1 1 1 1 i 1 1 1 ' 1 1 1 1 1 1 1 1 i 1 1 1 L1 i 1 i 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ! i ! 1 ! i
Well No. 56
8 9 10 11
Sandy
\ loamy silt / 4 12.6
Silty sand « 13.4
4 14.8 0.13 0.29
1 16.0 0.18 0.27
Clay
4 17.0 0.20 0.31
« 17.5 0.18 0.31
4 17.8 0.23 0.29
4 18.8 0.13 0.36
4 19.1 0.17 0.28
4 19.8
I 20.15 0.11 0.29
I 20.8 0.11 0.26
< 21.0 0.14 0.23
Loam
4 22.5 0.18 0.28
24.2 0.20 0.34
Sandy loam 4 25.6 0.17 0.38
4 27.0 0.15 0.24
Loam
29.25 0.11 0.26
29.5 0.04 0.23
Sandy loam 30.3 0.12 0.21
30.6 0.06 0.22
4 32.0 0.04 0.35
4 32.6 0.14 0.26
34.0 0.13 0.21
34.3 0.17
35.5 0.13 0.25
35.8 0.15 0.27
37.15 0.15 0.27
Loam
4 38.6 0.17 0.42
4 40.1 0.16 0.22
« 41.3 0.17 0.37
4 42.4 0.14 0.38
42.85 0.14 0.21
43.0 0.16 0.23
I 43.85 0.13 0.26
I 44.0 0.12 0.29
Sea depth, 7.8
12 13 14 15 16 17
0.681
0.655
0.88 0.860
0.33 2.01 0.722 0.937
0.50 0.710
0.67 1.02
0.20 0.773
1.13 0.781
0.35 1.87 0.845 5.8
1.14 1.95 0.735
0.54 1.92 12.3
0.64
0.40 0.761
0.70 1.84 0.971 0.566
0.68 0.870
0.41 0.880
0.82 1.99 0.696 0.692
0.50 2.08 0.580 2.84
0.33 1.98 0.634
0.33 2.08 0.576
3.1
0.55 0.715
0.15 1.98 0.646 0.813
1.89 0.802
0.46 1.99 0.686 18.8 0.885
0.60 1.88 0.831
0.53 1.93 0.783 14.5
1.22 0.959
0.05 0.759
1.04 0.915
1.6 0.883
0.28 1.85 0.609
2.02 10.3
1.94 0.596
1.94 0.770
255
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Well No 63
1 2 3 4 5 I 6 I 7 8
- 2 - 4 - 6 1 1.1 1.1 “I 1 r * * Ice . Water , Fine sand
0.5 1-6/
3 3.2 4.8
Loam
- 8 -10 -12 -14 4 2.9 7.7
5 4.6 12.3 — ***** * * * * * * * * * Sandy loam
—
6 2.7 15.0 — * * * * * * * Clay
Well No. 63a
256
3.2. Cryogenic Structure of Coostol ond Morine Deposits
257
СНАР.З. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Well No. 68
258
3.2. Cryogenic Structure of Coostol ond Marine Deposits
Well No 69
259
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
260
3.2. Cryogenic Structure of Coostol ond Morine Deposits
Well No. 71
261
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Well No. 72
262
3.2. Cryogenic Structure of Coastal and Marine Deposits
Well No. 74
1 2 3 4 5 | 6 | 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
2 - 4 - 6 - 8 -10 -12 14 -16 1 2 1.2 0.4 1 2 1.6 • • • • •••••••• 1 II 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 A 4^ W W W W WW W b b b b b b bbbbbb Ice 4 Water Fine \ sand Loam Core was not extracted Inter- layers of loam and clay Interlayers of fine sand and sandy \ loam / Loam 1 2.2 « 72 10.0 « 10.5 1 12.7 « 16.2 0.08 0.10 0.08 0.21 0.10 0.12 0.22 0.29 0.18 0.33 0.32 0.21 0.27 0 30 0.25 0.42 0 45 0.31 1.89 1.93 1.81 0.832 1.097 0.549 0.566 0.363 0.473 0.23 0.30
\3_ 0.3 1.9/ Г T7 T ПФ ' 1 1 111 • di'1 I'd '• * 1 II III
4 5 6 2.0 1.6 3.0 1.8 3.9 5.5 8.5 10 3
6.7 13.8 17.0 30.8 T" =T- T"
-18 -20 -22 •24 -26 -28 -30 8 — • -4.0 Clay 20.7 I 21.7 I 23.7 < 25.7 < 27.5 1 28.4 1 30.1 0.11 0.11 0.14 0.12 0.15 0.09 0.15 0.24 0.31 0.29 0.21 0.20 0.22 0.28 0.31 0 32 0.35 0.32 0.35 0.25 0.36 1.80 1.82 1.97 1.81 0.383 0.320 0.528 0.313 0.655 0.585 0.574 0.29 0.27 0.23
— -1—1—1_
263
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Well No. 76
1 - 2 - 4 - 6 - 8 - 10 - 12 - 14 -16 - 18 -20 -22 -24 .26 -28 -30 2 1 2 3 1.0 1.5 0.5 4 1.0 2.5 3.0/ ! 7 8 Ice Sandy loam ч Ice z 9 1 1.7 1 3.7 ч 5.0 1 6.8 1 8.7 1 9.7 1 11.0 1 13.0 1 14.5 1 16.8 1 19.6 1 22.6 1 25.8 1 29.3 10 0.07 0.09 0.09 0.11 0.11 0.19 0.15 0.16 0.16 0.15 0.13 0.11 0.17 0.17 11 0.20 0.19 0.27 0.27 0.35 0.31 0.28 0.28 0.23 0.22 0.27 0.23 0.22 12 0.25 0.27 0.27 0.33 0.28 0.40 0.38 0.39 0.37 0.35 0.33 0.33 0.35 0.38 13 1.99 1.90 1.83 1.79 1.80 1.92 1.94 14 15 16 17 0.753 0.742 0.594 0.601 0.343 0.443 0.470 0.555 0.517 0.699 0.750 0.789 0.666
lllllll
Loam
4 2.8 5.8
Illi
5 25.0 30.8 *<***-<*** **** * * * -I * * *--* * *-l Clay
264
3.2. Cryogenic Structure of Coastal and Marine Deposits
265
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Well No. 86
1 2 3 4 5 6 7
1 0.5 0.5 lllllll
2 1.1 1.6
- 2 1 *\ 1
3 2.1 3.7 * * *
- 4 —
—
- 6
3.8 7.5 - —
4
- 8 8.6 — * . *
5 1.1 — * *
1
- 10 Г 7
1 1
ML
- 12
1 L
Ji /
Ju
- 14 — дМ
гт
-16 J L
—
- 18 M7
J—-r-~L
-20 — MM
— z~-
4 L
-22
'Tj'
MM
-24
18.4 25.0
6
1_
8 9 10 11
Ice
Fine sand
4 2.0 0.10 0.27
Fine sand 4 3.0 0.08 0.24
— 3.8 0.09 0.31
4 5.0 0.14 0.30
Clay
6.8 0.11 0.33
Loam 8.0 0.04 0.19
4 9.7 0.15 0.31
4 10.8 0.18 0.32
11.8 0.17 0.29
4 14.0 0.18 0.28
4 15.0 0.18 0.30
1 16.2 0.16 0.29
Clay 1 17.0 0.16 0.32
1 18.5 0.19 0.29
1 19.5 0.16 0.30
4 20.8 0.18 0.28
4 22.0 0.17 0.33
1 25.0 0.14 0.24
12 13 14 15 16 17
0.29 0.805
0.29 0.692
0.29 1.86 0.595
0.36 0.720
0.36 0.800
0.29 1.93 0.870
0.38 0.974
0.40 0.620
0.39 1.81 0.960
0.40 0.173
0.39 0.303
0.40 1.95 0.746
0.37 1.86 0.646
0.39 0.781
0.38 1.80 0.614
0.40 0.741
0.39 0.597
0.32 0.5141
266
3.2. Cryogenic Structure of Coastal and Marine Deposits
Well No. 87
267
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Well No. 94
1 2 3 4 5 | 6 | 7 8
- 2 - 4 - 6 - 8 - 10 - 12 - 14 - 16 - 18 -20 -22 -24 -26 -28 1 1.5 1.5 Ice s Water , Fine sand Loam
\2_ 0.2 17/ Г1 I 1 I 1 •••• ЭД:®
3 4 1.3 4.3 3.0 9.0
5 6 4.3 0.5 9 0 9.5 -.(f).-. * * * * h * * * * L* * * * * Fine sand with inter- layers of clay Fine sand
7 20.5 30.0 Clay
p '1
Well No. 97
268
3.2. Cryogenic Structure of Coastal and Marine Deposits
Well KTS-8
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
- 10 - 20 - 30 1 2.6 2.6 — • -5.0 • -4.2 Loam
? 17 4.3 Sandy loam
3 2.3 6.6 * *
s Fine sand v Sandy loam
2.3 0.0 * * * * / / , * * / / / * * * * 1 ( ( \
Fine sand 4 Loam z
5 v6_ V7_ 8 \9_ \10 8.1 0.8 2.5 5.2 1.5 3.5 17.0 17.8 20.3 25.5 27.0/ 30.5/
v Fine sand
Sandy loam , Sand, \ sandy loam / \ Sandy loam /
Yi! 111 i|i i 1 1 •
- 40 11 11.1 41.6 -— -4.» • -3.5 • -3.2 • -3.2 • -3.2 •Loam « 60.0 1 74.0 1 77.0 « 89.0 0.15 0.20 0.27 0.27 0.10 0.69 2.04 1.80 0.40 1.09 1.008 0.961
J2 _1.9 43.5 * * 4 Sandy loam
-50 - 60 -70 - 80 -90 \13 1.1 44.6/ 1 I1 I1 i’li’ 1 I1 I1 Г1Г * * Jk _1_ _l L “1—i—Г — i Loam \ and sandy loam / Loam Interlayers of sand, i sandy loam \ and loam /
14 15 6.9 5.0 51.5 56.5
Loam with interlayers of clay
-100 -110 — • 3.2 • -2.8
16 53.5 110.0 -ZT-ZT-T. —
—
-120 - • -2.8 I 124.0 0.14 0.20 0.09 2.03 0.40
— Loam
-130 -140 -150 -160 170 -180 17 18 34.0 6.0 144.0 150.0 !<=j !111111111 — * * * • -2.9 • -2.8 • -2.6 • -2.5 . -2.5 • -2.2 Fine sand 1 147.0 1 157.0 I 172.0 0.60 0.70 0.80 0.20 0.24 0.21 0.20 0.12 0.17 1.85 1.92 2.05 0.50 0.69 0.64
19 12.0 162.0 * Jfc, jK □ 1 L Interlayers of fine sand and loam Loam
269
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
Fig. 3.124 and 3.125 see in the inset.
270
Sea depth - 21 m Sea depth - 28 m
Fig. 3.126. Structure of the cryolithozone on
the Pechora shelf.
1, sand (f, fine; .s, silty; m, medium-grained); 2,
sandy loam; 3, loam; 4, clay; 5, gravel, pebble; 6,
massive cryotexture; 7, perennially cooled depos-
its; 8, seasonally positive-temperature deposits; 9,
roof of PFD; 10, consistence: SP — soft-plastic,
SO — solid, HP — hard-plastic.
Sea depth - 15.5 m
Well No. 383
Cryogenic Structure of Coastal and Marine Deposits
CHAP. 3. FACTUAL DATA ON THE CRYOGENIC STRUCTURE OF GROUNDS
m
Fig. 3.127. Geological profile of perennially frozen deposits (A) formed due to degassing of
hydrocarbons (the Joule-Thompson effect).
Ice-ground bodies emerge on the sea floor in the form of cone-shaped hills 12 17 m high and 100 300 m
wide in their base. Degassing of hydrocarbons is presumably caused by anthropogenic impacts, in partic-
ular by nuclear tests in the southern part of the Novaya Zemlya shelf. The profile is based on the data from
seismo-acoustic profiling and drilling.
The Pechora Sea shelf near the Kara Gate strait (B). 1, loamy-clayey silt; 2, ice-ground formations; 3,
thawed loam-clay sediments deformed on contacts with frozen deposits; 4, in the seismoprofile, the sites in
the form of anticlinal faults are zones with enhanced characteristics of seismic wave propagation due to the
frozen state of deposits; 5, sandy deposits with interlayers and lenses of loams and clays; 6, boundary of
frozen sediments [Melnikov, Spesivtsev, 1995; Melnikov et al., 1997].
3.2. Cryogenic Structure of Coastal and Marine Deposits
BH-481
Fig. 3.128. Cryolithological profiles of wells drilled on a hill (well 480) and near the levelled
surface (well 481).
i, fine peaty sand; 2, loamy-clayey deposits; 3~9, cryotextures: 3, large-lamellar; 4, large-streaky subver-
tical; 5, fine-streaky large-meshed reticulate; 6, medium-meshed; 7, fine-meshed; 8, ataxic; 9, massive; 10,
roof of PFR.
273
CHAPTER 4
CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES
AND PHENOMENA
4.1. Polygonal Formations
Fig. 4.1. Tetragonal grounds in the
area of the Khatanga river (aerial
photograph by B.A. Tikhomirov).
Fig. 4.2. Large (up to 25 m) polygons of regular quadrangular form with clear-cut low-centers
and swamped surfaces in the central parts (a).
Under peat low-centers, ice wedges (b) with ice outgrowths under intercenter cracks develop directly
under the STL (the right bank of Anabar river near the Saskilakh settlement).
274
4.1. Polygonal Formations
Fig. 4.3. A young syngenetic ice wedge
on the second terrace of Daldyn river (an
exposure in the area of kimberlite pipe
Udachnaya).
Fig. 4.4. Thick syngenetic ice wedges
(a) of Yedoma deposits in North-
eastern Yakutia. Cryogenic texture of
loam deposits (b) in the ice wedge
roof.
275
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.5. Partially melted syngenetic ice wedges in the embedding peat-sand (a) and loam-
clay (b) deposits.
These ice wedges are overlain by the light-grey and yellowish-grey coastal-marine upper Pleistocene-
Holocene fine sand layer up to 5-7 m thick. The presence of these ice wedges is a reliable indicator that
they did not have enough time for complete thawing during the Karginsky Interstadial. The accumu-
lated sandy stratum froze epigenetically during the Sartan Ice Age (Western coast of Yamal in the
Marre-Sale area).
Fig. 4.6. Epigenetic ice wedges in peaty sandy loam-sand deposits of the second
marine terrace 10—12 m high (Western Yamal, 3 km southward of the Marre-Sale
meteorological station).
276
4.1. Polygonal Formations
Fig. 4.7. Syngenetic ice wedges in alluvial deposits of the Omolon river.
Fig. 4.8. A partially melted contact of an ice
wedge with embedding deposits (site No. 3,
L-69, bore-pit 1535). Flat swamped surface.
The roof of the ice wedge embeds icy peat to
4 m thick.
Fig. 4.9. An ice wedge under a brook bed on
the left bank of the Morkoka river.
277
CHAP. 4, CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.10. Limestones degraded to the
state of gruss-detritus-loam with a basal
cryotexture (surface cryogenic eluvium)
enclose an epigenetic ice wedge (West
Yakutia, the interfluve of Morkoka and
Alymdya rivers, 150 km from the Cher-
nyshevsky township).
Fig. 4.11. Proportion of massive ice and ice wedges
(Muostakh Island, photograph by A.I. Fartyshev).
Fig. 4.12. An ice wedge fragment in the
surface eluvium of coal on the right-bank
slope of Bol’damo stream (West Yakutia).
Fig. 4.13. A hollow frost fissure in a high-ice 1.5-m thick
peat layer overlying an ice wedge.
The fissure 1 cm thick in its upper part is tracked over the entire ice
wedge thickness (4.5 m) narrowing to 2-4 mm in its lower part
(West Yakutia, Bol’damo brook, the Olguidakh-Alymdya interfluve).
278
4.1. Polygonal Formations
Fig. 4.14. A hollow frost fissure in the low-
er part of an ice wedge. The peat bog is 2 m
thick. The fissure wedges out in eluvium on
limestones with basal cryotexture. Total
height is more than 5 m.
0 1m
i________i________i
Fig. 4.15. Ice wedges with their shape distorted by solifluction and covering sliding
[Gravis, 1966, 1971].
Inclusions of embedding deposits are blackened and the slope direction is indicated with an arrow: a,
asymmetric ice wedge; b, a fan of elementary ice wedges at the slope-nearest lateral contact of the main ice
wedge; c, a fan of elementary ice wedges of the main ice wedge; d, bent ice wedge; e, break-off of
elementary wedges from the main ice wedge; f, a “double-headed” ice wedge.
279
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.16. Relict non-developing syn-
genetic ice wedges in lagoon-marine
deposits of the second terrace.
a, Northern Gydan, Gyda settlement (1, roof
of frozen deposits; 2, sandy loams and sands
with peat interlayers, massive cryogenic tex-
ture; 3, slant-lamellar sands with a massive
cryogenic texture; 4, horizontal silty sands
with sandy loam interlayers, cryogenic len-
ticular-lamellar texture; 5, ice wedge); b,
Northeastern Yamal, area of Deyakha Zele-
naya estuary (1, roof of frozen deposits; 2,
silty sands with peat interlayers, massive cryo-
genic texture; 3, slanted- and horizontal sands
with small lenses of peat and sandy loam,
massive cryogenic texture; 4, ice wedge).
m
Fig. 4.17. A non-developing syngenetic ice
wedge in alluvial deposits of Venuieuo river
(North Yamal).
1, thin-layer autochthonous peat with ice streaks
up to 1.5 cm thick; 2, fine and silty sand of grey
colour; 3, ferruginous dense fine sand of reddish-
brown colour; 4, interlayers of loam and allochth-
onous peat in grey sand; 5, ice wedge. The vertical
and horizontal scales are equal.
m
Fig. 4.18. A relict ice wedge of complex
structure in lagoon-marine syncryogenic
deposits of the third terrace (Central Yamal,
Ngarka-Lyakkato lake).
1, silty sand with massive cryogenic texture; 2,
sandy loam with peat interlayers, massive cryo-
genic texture; 3, sandy loam with massive cryo-
genic texture; 4, ice-ground; 5, ice wedge.
280
4.1. Polygonal Formations
Indica- tor No. Schematic sketch of ice wedges and embedding PFD (size in meters) Description of morphological peculiarities of polygonal wedge formations that serve as indicators of the growth of ice wedges Conditions of the indicator appearance (who established the indicator?)
1 2- o- 2- Termination of elementary ice wedges below the upper surface of the ice wedge and “leaning” of elementaryice wedges against the lateral ice wedge contacts Accumulation of sediments, rarely upon reduction of the STL thickness (P.A. Shumskoy and B.L Vtyurin)
2 0- 1 - V -T- пут- —r* The p esence in the frame of ice wedge of elementaryice wedges starting at different levels; this is characteristic of sandyand gravel-pebble deposits Reduction of the STL thickness, with accumu- lation of sediments (N.S. Danilova and T.N. Kaplina)
3 1 0 1 T” TiT/ ~r TT" “Shoulders” on the lateral contact of the ice wedge with its enclosing deposits Reduction of the STL thickness, with accumu- lation of sediments (N.S. Danilova and T.N. Kaplina)
-y_ Ж
4 1 0 - 1 - Ж fe Small ice wedges inserted one intoanother Accumulation of sediments (I.L. Maslov)
5 1 о - 1 2- Z\7z jl? Narrow outgrowths above the upper surface of ice wedges Reduction of the STL thickness, with accumu- lation of sediments (A.I. Popov. B.l. Vtyurin, E.A. Vtyurina, E.B. Belopu- khova)
6 0.5- 0- 0.5- 1- I Traces of horizontal streaks of migrative ice in the ice wedge body Reduction of the STL thickness, with accumu- lation of sediments (N.N. Romanovskii, T.N. Kaplina)
7 0 2 4 - t® fwpili Changes in the ice wedge thickness on different levels at its significant vertical thickness Accumulation of sediments (B.N. Dostovalov)
8 05 0 : 0-5-^ 1^2 li^z L£^ A strong bend of "girdles" and conditioned ice streaks near narrow ice wedges Accumulation of sediments (E.M. Katasonov)
Fig. 4.19. Indicators of the syngenetic growth of ice wedges [Methodology, 1979}.
1, Ice wedges with their characteristic banded structure; 2, position of elementary ice wedges in the main
ice wedge; 3, position of migrative ice streaks in the ice wedge body and deposit; 4, ice streaks; 5,
interlayers of high-ice deposits or ice strongly enriched in mineral admixtures (“girdles”); 6, silty sandy
loams; 7, sand; 8, peat-rich deposit; 9, autochthonous peat; 10, the upper surface of the frozen stratum.
The above sketches underlie the cryogenic structure of deposits enclosing syngenetic ice wedges and
indicate an approximate scale of the phenomenon. The vertical and horizontal scales are equal.
281
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Indica- tor No. Schematic sketch of ice wedges and embedding PFD (size in meters) Description of morphological peculiarities of polygonal wedge formations that serve as indicators of the growth of ice wedges Conditions of the indicator appearance (who established the indicator?)
9 i®!\w 1 M |рж, °'O IHI ’Ж«» "Cutting" of one series of "girdles" and con- ditioned ice streaks byanother more flattened or strongly bent series Accumulation of sediments (E.M. Katasonov, A.I. Po- pov); differences are caused by "cutting" (N.N. Romanovskii)
10 “SI 0.5 Steep-angle intersection of conditioned ice streaks and "girdles" with layers of organo- mineral deposit bent upwards at the contact with the ice wedge Accumulation of sediments (N.N. Romanovskii, T.N. Kaplina)
11 1 iBBBIl 0 - 1 The presence, in the polygonal block, of buried lenses of autochthonous peats not adjoining the contacts with ice wedges Accumulation of sediments (A.I. Popov)
12 0- 1 The presence, in the polygonal block, of the deposit lenses overlying the most up-bent layers that are restricted over the lower and upper surfaces of conditioned ice streaks and "girdles' Accumulation of sediments (B.l. Vtyurin, S.V. Tomir- diario, N.N. Romanovskii, et al.)
13 q-I»1, ?yg The presence of buried ice wedges (usually small) in the polygonal block Accumulation of sediments (B.N. Dostovalov, E.M. Ka- tasonov, N.N. Romanovskii)
14 0.5 - Changes in the composition of deposits (e.g., high peat content) and in the cryogenic texture of deposits at the ice wedge contact in compa- rison with the composition of deposits and their cryogenic texture in the polygonal block Accumulation of sediments, less frequently reduction of the STL thickness (T.N. Kaplina, N.N. Roma- novskii)
15 0-C4> nt%-< 'SW h©g$ ’ям® 2-Г7 \'ll/.-. Skirt-wise bent layers on the contact with the ice wedge Mostlyaccumulation of sediments (N.N. Romanov- skii)
16 ’IVB 7 Downward bend-off of the deposit interlayers and ice streaks near the upper end of the ice wedge and their upward bend in the overlying horizons Downward bend-off of sand layers; small thrusts near the contacts with the ice wedge Accumulation of sediments (N.N. Romanovskii, T.N. Kaplina, N.S. Danilova)
№ Из ^4 [ПЦз
282
4.1. Polygonal Formations
^гпеап 3, 4 С
4пеап 6, 7 С
trnean 4 С
fmean 2, 3 С
f = -1 Т
£теап 1
Fig. 4.20. Scheme of basic ratios of initially-ground and ice wedges in integral polygonal
systems.
a, ground wedges in sandy alluvial deposits under deep seasonal thawing and ice wedges in peat-rich
floodplain sandy loams under shallow thawing; b, small ground wedges in low-floodplain sandy deposits
under deep thawing, an integral system of ice and ground wedges in peat-rich silty sands under a middle
depth of seasonal thawing and peat-rich floodplain sandy loams under shallow thawing.
Fig. 4.21. Scheme of epigenetic (A) and syngenetic (B) growth of ice wedges (after
B.N. Dostovalov).
I, II, III and IV - successive stages of ice wedge growth; a, b, c and d — annually formed elementary ice
wedges; Л/г, thickness of the layer of annual accumulation during syngenesis.
283
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.22. Dynamics of the polygonal relief of a
marine terrace from beach (1) to the rear seam
(8); Bolshoi Lyakhovsky Island.
1, sandy pebble deposits of the terrace; 2, slope loams;
3, ice wedges; 4, soil-vegetation cover {Fartyshev, 1993}.
E3'
Fig. 4.23. An ice wedge structure in sandy-gravely deposits of a
marine terrace (Bunge Land).
/, floor of the seasonal thaw layer and elementary ice wedges; 2, ice
wedges; 3, humus-enriched fluxes along a frost fissure; 4, gravel; 5,
sand {Fartyshev, 1993].
Fig. 4.24. Initially-ground wedges (I-VI).
1, soil-vegetation cover and humus-enriched deposits; 2, sandy loams; 3, sand and gravel; 4, loess-like
deposits and aleurites; 5, peat; 6, boulders and pebble; 7, boulder and pebble with sandy filler; 8,
stratification of deposits and small thrusts; 9, “bend-off wedges” (after Katasonov) and open frost fis-
sures; 10, ground wedges; 11, upper surface of PFD (STL boundary) {Methodology..., 1979].
284
285
PRIMARY
SECONDARY
Decrease in tmean
Fig. 4.25. Principles of systematization of ice wedge structures.
Ice wedges are subdivided into primary and secondary ones. The primary ice wedges develop upon multiple occurrence of frost fissuring and
filling of fissures by deposit or ice and subsequent transformation of the substance filling the fissures in the SFL, STL and perennially frozen
stratum. The secondary structures appeal’ upon thawing of the primary ice wedges [Romanovskii, 1978].
4.1. Polygonal Formations
286
ГП> УТЛ* WZfa IFF FF EZ36 ES37 [DEZf]s И9 ESF HF" [Fl72
Fig. 4.26. Pseudomorphs over ice wedges (1-VII).
1, soil-vegetation layer; 2, loam; 3, heavy loam; 4, sandy loam; 5, loess-like deposits and aleurites; 6, loess; 7, peat; 8, sand and gravel; 9,
stratification of deposits and small thrusts; 10, voids in deposit; 11, shells of fresh-water mollusks; 12, allochthonous plant residues
[Methodology..., 1979].
CHAP. 4, CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
4.1. Polygonal Formations
Fig. 4.27. Peat wedges and nodules of slightly decayed peat in the upper part of
early Pleistocene sandy-loam (below) and sand Holocene horizontally lamellar
deposits in a modern lake depression (Khasyrei).
287
288
Fig. 4.28. Scheme of the development of polygonal microrelief forms upon formation of initially-ground and ice wedges.
Stages of the microrelief development: A, ascendant; M, mature (cyclic development); D, descendent; C, conservation; Deg, degradation; R,
residual; numerals indicate substages. The right hand-side of the scheme shows the cryogenic structure of the thickness of deposits (an
example of floodplain alluvium) accumulating and freezing syngenetically in the mature stage upon cyclic development of microrelief, as
well as further evolution of microrelief on the surface constituted by these formations [Methodology..., 1979}.
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
4,2. Structural Forms of Microrelief
Fig. 4.29. Sorted out stony
polygons (Trans-Iliisk Alatau,
height 3600 m, photograph
by A.P. Gorbunov) [Popov,
1973].
Fig. 4.30. Medallion spots with detritus that develop on
the surfaces of high marine terraces composed of loam
deposits (Western coast of Baidaratsk Inlet, the second
marine terrace in the area of Oyu-Yakha river).
Fig. 4.31. Spotted tundra in Northeastern Yakutia (photograph by
N N. Romanovskii).
289
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL
PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.32. Scheme of formation of clay spots
(down the profile along the AB line).
1, perennially frozen stratum; 2, the freezing part
of ground forming the envelope of a closed sys-
tem; 3, thawed moist thixotropic ground; 4, the
clay-spot-forming part of ground pressed out onto
the surface through a crack.
detrital-loamy cryoclustopelite [Popov,
1973].
Fig. 4.34. Schematic structure of
sorted out (on a slope) cryoclus-
topelite forming solifluctional bands
[Popov, 1973].
Fig. 4.35. Scheme of formation of suffosional ground wedges resulting
from the washout of finely dispersed material.
1, glacier till; 2, washed inclusions of finely dispersed filler (after T.N. Kapli-
na).
DES1
290
4.2. Structural Forms of Microrelief
Fig. 4.36. One of the initial stages of
sorting out of detritus upon formation
of a stony polygon (<?) (Kular mountain
ridge; photograph by V.I. Spesivtsev).
Sorted out stony polygons (b) (Severnaya
Zemlya, photograph by V.G. Chigir) [Po
pov, 1973].
Fig. 4.37. A peat “ring” resulting from selective frost fissuring, seasonal
thaw and heaving.
291
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.38. Sorted out soliflu-
ctional bands of detrital-loamy
material on a gentle slope
(3-5°) (Sangilen highlands,
Tuva, photograph by Yu.V.
Mudrov) [Popov, 1973}.
Fig. 4.39. Shrinkage cracks (Franz Josef Land, photograph
by V.L. Sukhodrovsky).
Fig. 4.40. Shrinkage cracks in clay deposits (photograph
by G.S. Konstantinova).
292
4.2. Structural Forms of Microrelief
Fig. 4.41. Polygons on a flat surface constituted by loam-block-
detrital (eluvial) deposits. Ground and ice-ground wedges develop
on the polygon grooves.
Fig. 4.42. Polygons formed by pillar rifts of dolerites (West
Yakutia).
293
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.43. A stony flow generated by cryo-
genic factors on the right-bank of Vilui river,
40 km downstream of the Vilui hydroelectric
power station.
Fig. 4.44. A stony stream on a steep
trapp slope 60 km northward of
Chernyshevsky settlement.
Fig. 4.45. Block debris on the right-bank slope of the Sytykan
river.
294
4.2. Structural Forms of Microrelief
Fig. 4.46. Structural forms of cryo-
genic relief on the right-bank slope
of Ebelyakh river, a right tributary
of Anabar river.
Stony “tongues” (a), polygons of a steep
slope composed of block detrital depo-
sits (b).
Fig. 4.47. A linear frost fissure (Pelli on Victoria Island, Northwestern
Territories of Canada) [Washborn, 1988].
295
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
4.3. Frost Mounds and Bulging (Freeze-out) of Solid Bodies
from a Moist Ground upon Repeated Freeze-Thaw Cycles
Fig. 4.48. Migration frost mound at the water edge of a thermokarst
lake.
a, general view; b, the frost mound cross section is mostly occupied by an
ice-peat core, whereas below the lake level (to a depth of 1.6 m) a pure
brownish (due to peat) ice was partially open (West Yakutia, Lake Kuba-
Tuyosteeh).
296
4.3. Frost Mounds and Bulging (Freeze-out) of Solid Bodies
m
Fig. 4.49. Structure of a migration frost mound (see fig. 4.48).
/, light-brown, high-ice slightly decayed peat; 2, dark-brown, well-decayed icy peat; 3, bending of peat
layers in the apical part of the mound; 4, ice containing up to 5% peat; 5, pure ice; 6, dwarf shrub
vegetation (wild rosemary, blueberry). The absolute age of peat in the base of such mounds is at the
depths: 3m- 9500+200 years (core No. 207, Permafrost Institute, SB RAS, Lake Kuba-Tuyosteeh); “dry”
depression 1 km eastward of Lake Kuba-Tuyosteeh, the depth of core No. 365 sampling was 3 m, the
absolute age is estimated at 8250+100 years; depression of Lake Bere, the depth of sampling was 3.4 m, the
absolute age is 8835±250 years; “dry” lake depression 5 km northward of Lake Kuba-Tuyosteeh, the peat
core was sampled from under the frost mound base at a depth of 4.7 m had the absolute age 9530+100
years (core No. 364, Permafrost Institute, SB RAS).
Fig. 4.50. Structure of a lake basin frozen due to migrational frost mounds.
f, trapps; 2, aleurolites; 3, bottom cryogenic eluvium of aleurolites; 4, lake loams; 5, slope detrital loams;
6, peat; 7, icy peat; 8, ice-peat cores from frost mounds; 9, fine reticular cryotexture; 10, large slanting
lenticular cryotexture; 11, slanting lamellar cryotexture; 12, boundary of seasonally thawing and perenni-
ally frozen deposits.
297
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.51. Scheme of formation of a perennial
migration frost mound under a peat land.
I, initial stage; II, mature stage: /, peat; 2, silty
loam; 3, streaks of segregational ice; 4, bound
ary of perennially frozen deposits; 5, direction of
moisture migration.
E3 i Z722 ЕШ3 Е34 Г^15
Fig. 4.52. Degradation of lakes due to the formation of migration
frost peat mounds advancing into lakes, the surface of which is
covered by floating islands that favour intense development of
perennial migration frost mounds (West Yakutia 60 km
northward of Chernyshevsky township).
298
4.3. Frost Mounds and Bulging (Freeze-out) of Solid Bodies
Fig. 4.53. A young growing migration frost mound («) at the base of
the mature one (b).
Fig. 4.54. Migration frost peat mounds in the middle stage of their
development.
Fig. 4.55. Migration frost peat mounds which develop along the shores
of thermokarst lakes up to 3 km in diameter and then are either partially
or totally degraded to form dry depressions with a large-hummocky
pading microrelief
Under the conditions favourable for the development of thermokarst, formation
of lakes occurs.
299
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.56. A lake covered by drift peat and sedge vegetation (the
lower inset) («); in the upper inset the lake is covered by growing
peat mounds (b).
The back plan shows a lake fragment covered with drift peat with sedge.
Fig. 4.57. A pingo (hydrolaccolith) in a mature alass depression (Central Yakutia).
300
4.3. Frost Mounds and Bulging (Freeze-out) of Solid Bodies
, , ------------------r-----------r— -------—J----—--------I---
0 10 20 30 40 50 60 70 m
Fig. 4.58. Cross section of a pingo in the Lena-Amgin interfluve (Central Yakutia, after
P.A. Soloviev).
/, sandy loam; 2, loam; 3, sands; 4, ice; 5, the roof of frozen deposits; 6, the boundary of the core with
lenticules of pure ice; 7, aquifer pressure.
Fig. 4.59. Scheme of formation of pingos.
1, closed talik under lake; II, closed frozen taliks upon decrease
in the lake size; III, formation of closed freezing intraperma-
frost talik and the initial stage of pingo growth; IV, stage of
mature pingo growth; I, perennially frozen deposit; 2, thawed
water-saturated deposit; 3, seasonally thawing layer; 4, water
level in lake; 5, intrusive ice; 6, boundary of perennially frozen
deposits; 7, direction of movement under the action of hydro-
static cryogenic pressure.
Fig. 4.60. System of migrative frost mounds along
the shores of overgrowing lakes (West Yakutia, aerial
photograph).
301
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.61. Growth of a pingo upon freezing of an open-water-bearing
system. Hypothetical profile.
1, sand etc.; 2, frozen ground; 3, growing ice body; 4, gas bubbles; 5, ground-
water of the talik [ Washborn, 1988].
Fig. 4.62. Cross section of a pulse with the peat core, Northern
Canada (67°06' N; 134° 17' W).
1, slightly decayed sphagnum peat; 2, slightly decayed green-moss peat; 3,
medium-decayed green-moss peat; 4, slightly decayed sedge peat; 5, slightly
decayed sedge-moss peat; 6, medium-decayed arboreal-sedge peat; 7, slightly
decayed forest moss peat; 8, peat deposited under aqueous conditions; 9,
mineral ground [Washborn, 1988].
302
4.3. Frost Mounds ond Bulging (Freeze-out) of Solid Bodies
Fig. 4.63. Seasonal heaving of grounds
destroying asphalted surfaces (Yakutsk).
Fig. 4.64. A larch with its trunk split from
below by the growing ice wedge pushing the
soil sidewise (photograph by A.P. Tyrtikov).
Fig. 4.65. Bulging of the supports of electric power
transmission line at the site between the towns of
Lensk and Mirny.
Fig. 4.66. Bulging of some supports
reaches more than 2 m after 10 years.
303
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.67. Scheme of bulging (frost-heaving) of a pillar from the seasonally thawing layer
composed of moist dispersed deposits.
1, frozen part of STL; 2, thawed part of STL; 3, perennially frozen deposit; 4, water or fluidized ground
in a void; 5, ice or high-ice ground in a void; 6, thawed ground filling the void; 7, boundary of perennially
frozen deposits; 8, roof of freezing grounds of STL. I-V, stages of a pillar bulging in the yearly cycle (see
the text for comments); VI, collapse of the pillar after several-year bulging from STL deposits.
Ш
та? ЕЕ3 & EE5 EB6
Fig. 4.68 . Scheme of bulging of boulders and detritus in eluvial formations.
1, boulder and detritus; 2, degraded rock with ice-filled cracks; 3, sandy loam-loam material; 4, ice
inclusions in perennially frozen deposits; 5, directed displacement of detritus upon bulging; 6, boundary of
perennially frozen deposits. I, initial distribution of detritus in the eluvium; II, bulging of stones and then-
concentration on the surface; III, fragmentation of detrital material in the subsurface layer due to weath-
ering; IV, bulging of stone material upon the occurrence of frost fissuring and formation of sorted out
polygons; V, bulging and degradation of stony material in the presence of the diagenetic and frost fissures
and formation of structural forms.
304
4.3. Frost Mounds and Bulging
(Freeze-out) of Solid Bodies
Fig. 4.69 . Bulging of large blocks
of columnar jointings of dolerites
on the steep right-bank slope of
the Sytykan river.
The inclined trees point to a slow
downslope dislocation of blocks (the
lower photograph).
Fig. 4.70 . Frost bulging of rocks
in the Mesters-Vig area, North-
eastern Greenland [Washborn,
1988].
305
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
4.4. Ground Massive Ices
Fig. 4.71 . Syngenetic massive ice
formed under a peatland in the
course of its accumulation and
transition to the perennially frozen
state the Ural shore of Baidaratsk
Inlet, high lai da.
Formation of such ices is observed
nowadays on the lake inundated laida
surfaces (see fig. below).
Fig. 4.72 . Lake inundated, swam-
ped and periodically flooded laida
in which massive ices are formed
nowadays under peatlands (the
Ural shore of Baidaratsk Inlet).
Fig. 4.73. Massive deposit of intrusive ice in the Kaikeran coal quarry near Norilsk.
The thickness of the ice body exceeds 5 m. Its structure shows a distinct subhorizontal
stratification.
306
4.4. Ground Massive Ices
Fig. 4.74. Syngenetic massive ice formed under a
moss-peat layer at the surface of a high laida on the
Ural shore of Baidaratsk Inlet in the area of the
route of projected Yamal-Europe gas pipeline.
The milky ice is horizontally layered due to slightly de-
cayed peat and washed-in mineral substances. The thick-
ness of such ice formations at the level of laidas and low
marine terraces is 1.5-2 m and more.
Fig. 4.75. Massive deposits of congelational ice in thermoabrasion
niches (Bykovsky Peninsula, photograph by A.I. Fartyshev).
307
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.76. Massive ice on the eastern coast of Bykovsky Peninsula
(photograph by A.I. Fartyshev).
Fig. 4.77. Massive ice formed syngenetically in the base of a high terrace
under a high-ice sandy peat, the roof of which is formed by epigenetically
frozen fine sands with a massive cryogenic texture.
The syngenetic origin of ice is evidenced by the well-expressed horizontal stratifica-
tion and filamentous rootlets in situ that are manifested upon thawing of the ice body
(West Yamal, Marre-Sale area).
308
4.4. Ground Massive Ices
Fig. 4.78. Glassy pure massive
ice (dark colour) occurring in
the lower part of the second
terrace constituted by a fine
light-grey high-ice sand with
deformed stratification.
Fig. 4.79. Massive ice in the
form of an anticlinal fold oc-
curring in the basal sandy lay-
er of the second marine terrace.
One observes in the ice thin inter-
layers of light-grey sand which
repeat the general bending of the
ice body. The covering sands are
strongly deformed at the contact
with ice (western coast of Baida-
ratsk Inlet in the area of Yamal-
Europe gas pipeline route).
Fig. 4.80. A lens of intrusive ice with melted
contacts (Site No. 3, L-71, Bore-pit 1555, West
Yakutia).
309
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.81. Massive ices occurring near the sea floor surface directly under silt sediments 0.3-
0.5 m thick.
Formation of these ices and icy deposits > 100 m thick is determined by degassing accompanied
by cooling in the caps of hydrocarbon deposits due to expansion of gases (Joule-Thomson
effect). The thickness of ice in a 25-m deep well No. 1 was not established. In well No. 2, frozen
sand was found under a layer of thawed loam at a 14-m depth from the sea floor.
1, loamy silt; 2, soft-plastic loam; 3, pure fresh ice; 4, fine sand with a massive cryotexture; 5, upper
boundary of ices and frozen sands. The cryolithological profile was constructed from the data of seismo-
acoustic profiling and drilling (Pechora Sea, near the Kara Gate strait)
310
4.5. Thermokarst
Fig. 4.82. Thermokarst lakes on the western coast of Yamal
Fig. 4.83. Lake depression (Khasyrei) within the limits of the first marine
terrace.
On its overmoistened peaty surface with a thick sphagnous (moss) cover, a young
polygonal low-center network is developed with growing ice wedges. Polygons are
mostly tetragonal up to 20 m in diameter.
311
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.84. The system of alass valleys of the Central Yakutia Plain.
/, initial level of the plain with syngenetic ice wedges 2, young lakes; 3, lakes on alasses; 4, recently dried
lakes on alasses; 5, old alasses [ Washbom, 1988].
I b \7/\2 Y/A3 V/A4 IWl6 IrAA7 I |s IZHZI'0
Fig. 4.85. Schematic cross section of a small alass depression on an Arctic plain.
1, sands; 2, silty sandy loams; 3, silty loams; 4, interlayering of silty sandy loams and loams; 5, peat and
peat content in deposits; 6, ice wedges; 7, subaqual pseudomorphs over ice wedged; 8, freshwater mol-
lusks; 9, skeletal remnants of mammals; 10, boundary of PFD: a, riverbed facies of alluvium; b, facies of
polygonal floodplain; c, facies of taberal deposits; d, facies of deposits of a small thermokarst lake; e,
facies of intrinsic alass deposits with polygonal ice wedges; f, deposits of deluvial facies.
312
4.5. Thermokarst
в
с
Fig. 4.86. Schematic development of thermokarst with formation of lakes.
A, through thawing of monomineral deposit of ground ices; B, through thawing of ice-rich deposits with
syngenetic ice wedges when the process develops progressively; C, the same but with the damping process
and accumulation of syngenetically freezing deposits in the thermokarst water body: 1, loams; 2, deposit
of massive ground ice; 3, ice-rich loam deposits with large syngenetic ice wedges; 4, the same but with
small syngenetic ice wedges; 5, sands; 6, loamy taberal accumulations; 7, lacustrine loams; 8, small
syngenetic ice wedges; 9, delapsive loams; 10, lake water; 11, foot of STL; 12, boundary of PFD; 13,
direction of thermoabrasion {Methodology..., 1978].
Fig. 4.87. A general view of an alass in Central Yakutia.
313
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.88. Alass depressions with ther-
modenudational edges which retreat due
to thawing of ice complex deposits con-
taining large ice wedges.
The central part of depressions is occupied by
lakes Tyungyulyu («) and Syrdakh (b). On
Lake Syrdakh the retreat of its edges occurs
under the impact of both thermodenudation
and thermoabrasion.
Fig. 4.89. Development of thermokarst over polygonal ice wedges
within the limits of the second terrace of the Anabar river near
Saskylakh settlement.
314
4,5. Thermokarst
Fig. 4.90. Thermokarst
that began to develop after
deforestation (photograph
by K.A. Kondratieva).
Fig. 4.91. Beginning of
thermokarst development
in a “dry” lake depression,
in which deposits are
represented by high-ice
(> 50%) bluish-grey loams
up to 6 m thick. In a few
decades, a lake 2 km in
diameter and 2-3 deep will
form on its bottom (West
Yakutia, near Lake Kuba-
Tuyosteeh).
Fig. 4.92. Large-mound
peats of migration type
separated by thermokarst
depressions about 1 m
deep and 5-6 m wide.
The depth of seasonal thaw
on peats is 0.3-0.5 m, while
in the depressions overgrown
with cotton grass and sedge
it reaches 1.5—1.8 m (west-
ern coast of Yamal, 5 km
from the meteo station “Vic-
toria”).
315
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.93. Swamping on the surface of the second marine terrace due
to perturbation of the soil-vegetation cover by caterpillar transport
(the Ural coast of Baidaratsk Inlet, near Pionerny settlement).
Fig. 4.94. Development of thermokarst along an electric power
transmission line because of perturbation of the soil-vegetation cover
by caterpillar transport (West Yakutia, the line between the towns
of Lensk and Mirny).
316
4.5. Thermokarst
Fig. 4.95. Sink-holes in trapps on the shores of the Vilui water reservoir.
They form because of the thawing of ice and ice-rich deposits filling cracks between the columnar joint-
ings of dolerites.
Fig. 4.96. Small thermokarst obstructions (я) and pits (b) on the trapp shores of the Vilui
water reservoir.
317
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.97. A thermokarst sink-hole on the trapp shore 6 km from the Vilui
hydroelectric power station.
In the rear part of the downfall one could observe a cave (see fig. 4.95), the roof of
which was composed of detrital-boulder deposits with the basal cryotexture. The
thawing of ice in cracks between the trapp columnar jointings and the collapse of
covering deposits increase the length of the sink-hole.
Fig. 4.98. Scheme of the development of thermo-
karst collapse sink-holes on the trapp shores of
the Vilui due to the warming effect of water
from the side.
/, deluvial detritus-loam deposits; 2, eluvial forma-
tions; 3, aphanitic fissured dolerites; 4, detritus-loam
deposits with the basal cryotexture filling the cracks
between the columnar jointings of dolerite; 5, large
lenticular cryotexture; 6, upper boundary of PFD; 7,
thermokarst voids; 8, level of water reservoir; 9,
slightly fissured dolerites; 10, soil-vegetation cover.
Ы; ^з ИЯ
EH36 П7 ШИ8 IZZO9 H'°
318
4.5. Thermokarst
Fig. 4.99. Thermokarst collapse sink-holes in trapps on the
shores of the Vilui water reservoir [Spesivtsev, Belyakov, 1980].
319
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
320
4.5. Thermokarst
321
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
322
4.6. Solifluction, Landslides and Earthflows
Fig. 4.100. Rapid solifluction developing because of the thawing of massive
ice in the base of the abrasion escarp (western coast of Baidaratsk Inlet
near the gas pipeline route).
Fig. 4.101. Structure of a solifluctional sinter in the Ust’-Belsk mountains [Kaplina, 1965].
1, peat-soddy layer and buried humus horizons; 2, loam with gruss and detritus; 3, sandy loam with
detritus; 4, coarse-grained sandy ground [Popov, 1973].
323
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.102. Solifluctional landslides on the northwestern coast of Olkhon
island on Lake Baikal in the Bayan-Shungen Bay 3 km northward of
Kharantsy settlement.
Fig. 4.103 . Schematic structure of the
solifluctional landslide in the Bayan-
Shungen Bay.
1, soil-soddy layer; 2, sand-clay deposits with
inclusions of detritus; 3, solifluctional for-
mations; 4, sand-clay deposits deformed in
the course of solifluctional land sliding; .5,
Neogene clays; 6, metamorphic deposits; 7,
frost fissuring; 8, heaving swells with cracks;
9, upper boundary of PFD; 10, Lake Baikal
level [Leshchikov et al., 1984].
Fig. 4.104 . Solifluctional (sinter) ter-
races on a slope (Polar Urals; photo-
graph by L.F. Kunitsyn) [Popov,
1973].
324
4.6. Solifluction, Londslides ond Earthflows
Fig. 4.105 . Solifluctional sinter
terraces and festoons on a slope of
Tien Shan (3600~3700 m, photo-
graph by A.P. Gorbunov) [Popov,
1973]
Fig. 4.106. Solifluctional flows formed due to the thawing of ice-rich loam deposits in the
upper part of the second marine terrace.
These flows go down onto snow banks and can bury them under favourable conditions (West Yamal, 7 km
southward of Marre-Sale).
325
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.107. A characteristic thermocirque developing on the slope of a abrasion
escarp due to the thawing of ice-rich loams, which by flowing down on the beach
form solifluctional terraces 1.5-2 m high.
326
4.6. Solifluction, Londslides ond Earthflows
Fig. 4.108. A sandy landslide on the left bank of the Chona river in the zone of the
Vilui water reservoir rise.
The washout of the base of the formerly well-forested and soded slope has resulted in desta-
bilization of LST (2 m) and dislocation in form of a landslide.
Fig. 4.109. Earthflows resulting from the “cut-down” of slopes in the zone of the
Vilui water reservoir rise.
Deposits on the slope 18 20' steep are represented by light-grey eluvial-deluvial loams with
detritus and limestone gruss. Th cryotexture of lining deposits is basal. Earthflows occur in
deposits of the seasonally thawing layer to the distance 50 70 m from the water edge.
327
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.110. Thawed and floating peat islets after the filling of the Vilui water
reservoir.
328
4.7. Thermoabrasion, Thermoerosion and Thermodenudation
Fig. 4.111. Formation of deep thermoabrasion niches (a) in the base of escarps
leads to the collapse (b) of often high-ice loamy-clay and sandy loamy-sandy
deposits.
Subsequently the blocks of rocks are degraded due to abrasion (West Yamal, 6.5 km
from the meteo station Marre-Sale).
329
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.112. Thermoabrasion ravines initially developing along polygonal ice
wedges near the escarp edge (a), which are subsequently transformed into
large ravines (b) and in the development of which snow banks playd the
critical role.
Their thawing favours the runoff of loose material onto the beach and into shallow
waters where it is actively processed by abrasion (West Yamal, Marre-Sale area).
330
4.7. Thermoabrasion, Thermoerosion and Thermodenudation
Fig. 4.113. Perennially frozen peats collapse onto the beach as a result of
thawing of ice-rich light-grey sands with a massive cryotexture. Peat blocks
are often washed on the beach and form xenoliths in the offshore marine
sandy loamy and loamy-clayey sediments.
Fig. 4.114. A pattern of the shoreline degradation
on Muostakh Island (level 20-25 m, photograph by
A.I. Fartyshev).
331
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
River
Fig. 4.115. A general view of thermodenudational forms of relief of
thermal breakup — thermocirque - alass depression (a), longitudinal
and transverse profiles (A, B) through the thermodenudation system (b).
I-IV ~ longitudinal terraces of thermobreaks. The dashed line indicates the
levels of thermodenudation (the upper drawing was done by V.D. Ivanova)
[Fartyshev, 1993].
332
4.7. Thermoabrosion, Thermoerosion ond Thermodenudation
Fig. 4.116. Thermodenudational
breakup (a) and thermodenuda-
tional depressions (6) on Bol.
Lyakhovsky Island (photograph
by A.I. Fartyshev).
a
Fig. 4.117. Ice complex at the Mamontovy-Khayata stow in the Bykovsky Peninsula.
The thawing of thick polygonal ice wedges in the alluvial loams leads to separation and degradation of
cemetery mound-blocks. Bykovsky Peninsula, Mamontovy-Khayata stow (photograph by A.I. Fartyshev).
333
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.118. Thermoerosional linear depressions developing
along polygonal ice wedges (West Yakutia).
Fig. 4.119. Dale is a characteristic element of microrelief for gentle slopes of West and
Northwestern Yakutia.
According to E.G. Katasonova [/563], thermokarst and thermoerosion play an important role in the
development of dales.
334
4.7. Thermoabrasion, Thermoerosion and Thermodenudation
Fig. 4.120. The estuarine part of a dale on the left-bank trapp slope
of Sytykan river.
Formation of such dales is determined by thermoerosion over ice-rich grounds
lying between the columnar jointings of dolerites, which causes selective
deformation of slopes and formation of linear depressions of runoff without
channels. On aerial photographs the dales are expressed as distinct bands
oriented downslope towards waterways.
Fig. 4.121. Dales on the
slopes in the Daldyno-
Sytamansk diamond-bear-
ing region (a fragment of
an aerial photograph).
335
CHAP, 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
4.8. Glaciodislocations and Cryoturbations
Fig. 4.122. Glaciodislocations in a Neogene loamy-clayey stratum over 30 m thick.
The light layers are fine sands (West Yamal, 6 km northward of the meteo station Marre-Sale).
336
4.8. Glaciodislocations and Cryoturbations
Fig. 4.123. Dislocations in sandy-loamy Pleistocene deposits frozen
epigenetically.
The cryotexture is massive. Sands lying at the foot of loams (the upper figure) are
thin-lamellar. Stratification is oriented at an angle of 60-80° (western coast of
Yamal, 2 km southward of Marre-Sale).
337
CHAP. 4. CRYOTIC PHYSICOGEOLOGICAL PROCESSES AND PHENOMENA
Fig. 4.124. Cryoturbations in the lower part of the second
marine terrace (<?) and frost fissures (b) in sandy loamy
coastal-marine deposits on the western coast of Yamal.
338
CONCLUSION
Based on factual material and literature data, following A.l. Popov [1973], we
deemed it appropriate to present, in the first stage of studies, materials about the
cryogenic structure of deposits, cryotic physico-geological processes and phenomena in
the graphic form as photographs, cryolithological profiles over bore-pits, wells and
natural exposures.
The documentation presented indicates that epigenetically frozen deposits are char-
acterized by lamellar, reticulate, basal (for cryogenic eluvium) and massive cryotex-
tures. Subvertical large-streaky textures characterize loam deposits in lake depressions.
In frozen strata of epigenetic type, the ice (lenses, interlayers, cells, etc.) is mostly of
segregational character. Ice wedges and intrusive ice are developed locally. Mineral
interlayers have a massive cryotexture.
In the epigenetic strata, the maximum iciness is observed in the upper layer 2 5 m
thick. The factors and conditions, which determine the extent of saturation in ice of
deposits of epigenetic type, are the lithological composition of deposits, their initial
moistening and the temperature conditions on the ground surface.
The surface and bottom cryogenic eluvium has often high ice content. In the first
case, the close occurrence of bedrocks, often right under the layer of seasonal thaw,
leads under conditions of overmoistening and multiple freeze-thaw cycles to a strong
disintegration of bedrocks and eventual formation of basal, nodular and inherited
cryotextures. At the same time, dolomites, limestones, marls, aleurolites and aleurites
degraded to the clay state have most diverse cryotextures ranging from fine lenticular
and small mesh-reticulate to specific textures in the eluvium of dolomites weathered to
the state of so-called “dolomite powder”. It is sometimes difficult to establish to which
type (surface or bottom) the cryogenic eluvium should be attributed because it is often
covered from the surface by a rather thick layer of deluvial-solifluctional or high-ice
sleeker deposits. We do not rule out that its formation occurred in the layer of seasonal
freeze-thaw with eventual transformation into the perennially frozen state due to accu-
mulation of syngenetic deposits in its roof.
The bottom cryogenic eluvium was formed owing to soaking of bedrocks of clay
composition under the bottom of water bodies. Epigenetic freezing formed in it small
mesh-reticulate, basal and lamellar (inherited) cryotextures. The maximum ice content
is confined to the roof of these formations.
The surface cryogenic eluvium on solid magmatic rocks (dolerites, tuffs and lith-
ified sandstones) is represented basically by gruss-detrital formations, frequently with
the basal cryotexture in their upper part.
The deep cryogenic eluvium is confined basically to sedimentary poorly lithified
rocks covered by stratal intrusions of trapps like those observed by us in the quarry
near the town of Udachny (West Yakutia). Here, the trapp intrusion 10-12 thick is
lined with marls, which are strongly disintegrated down to about 30 m because of ice
formation over lithological stratification and also due to small vertical ice wedges
creating the reticulate cryotexture. Upon thawing this variety of eluvium is trans-
formed into a detrital-loamy mass.
339
The syngenetic frozen strata formed on flat bottoms of swamped small rivers and
streams have the ataxic and large-lenticular cryotextures.
The deluvial and deluvialsolifluctional deposits formed under overmoistening
have the ataxic and large-lenticular cryotextures. On steep less moistened slopes the
cryotexture of finely dispersed deposits is lenticular, while on the slopes constituted
by detritus-gruss formations the cryotexture is crustal or basal.
The deposits of marine genesis found in natural exposures of the Kara Sea have
the coarse-reticulate cryotextures; in this case the streaks of ice up to 5 cm thick and
over 2 m high are oriented vertically or steep-slantingly. The loams and clays between
large ice streaks have a fine inherited or reticulate cryotexture.
On the shelf of Arctic seas, the frozen clay deposits also include subvertical ice
streaks 5-7 cm thick and over 1 m high. The sandy deposits have as a rule the massive
cryotexture.
Analysis of factual material and literature data indicates that unconsolidated
deposits of different genetic types have most diverse cryotextures. At the present
stage, this circumstance does not allow schematic classification of cryogenic structures
of frozen strata since a large set of natural conditions influences formation of frozen
deposits and, after V.A. Kudryavtsev [1978], a definite pattern of cryotic conditions
corresponds to each such complex.
Natural conditions are subject to continuous changes and this induces modifica-
tions of perennially frozen strata and their characteristics. Major features of geological
and geographical conditions of formation of frozen strata determine regularities of
their structure.
Cryogenic structure and cryogenic formations on the shelf of Arctic seas are of
definite interest. Here, along with frozen relict layers, ice-rich deposits and thick
(> 25 m) ice deposits of non-climatic origin were found. We relate their formation to
degassing of hydrocarbons [Melnikov, Spesivtsev, 1995; Melnikov et al., 1997].
Following T.N. Zhestkova, we believe that today the most topical aspects of
studies of the cryogenic structure of frozen grounds are:
- development of the method of cryofacial analysis and establishment of genetic
indicators of ices and perennially frozen deposits. The topicality of this problem con-
sists in the fact that, if we analyze the actual status of studies of massive ices, we find
that the same profiles with massive ice are regarded by some investigators as marine
containing segregationai ice, while others consider them as glacial covering a buried
glacier;
field and laboratory studies of the iciness of grounds with the establishment of
the dependence of the influence of various factors and conditions on ice segregation in
order to determine the maximum thickness of the zone in which moisture migrates to
the freezing front under conditions of different composition of grounds, initial mois-
ture content in them and different temperature gradients in the freezing thickness;
necessary conditions for explaining the mechanism of formation of different types of
cryogenic textures, cryogenic processes and formations.
Finally, one of the general unsolved problems of the structure of frozen deposits
is the mechanism underlying the formation of cryogenic textures. As noted above,
solution of this problem involves a large set of factors influencing the formations of
texture; the role of each factor is still far from being elucidated.
340
REFERENCES
Ananyan, A.A. (1960) Investigation of the processes of moisture dislocation and
formation of segregational ice in freezing and frozen deposits, Trudy gidroproekta (Moscow)
3:121-148.
Baulin, V.V. and Dubikov, G.E (1970) On massive ice deposits in West Siberia,
Trudy PNIIISA 2:175-193.
Baulin, V.V. (1972) Problems of formation of massive ice deposits in the Yamal
Peninsula. In: Geocryological and hydrogeological studies in Siberia (Yakutsk): 64-72.
Chistotinov, L.V. (1973) Migration of moisture in freezing nonwater-saturated grounds
(Moscow: Nauka).
Dostovalov, B.N. and Kudryavtsev, V.A. (1967) General geocryology (Izd-vo MGU)
403 p.
Ershov, E.D. (1979) Moisture transfer and cryogenic textures in dispersed deposits
(Izd-vo MGU) 214 p.
Ershov, E.D. (1990) Cryolithogenesis (Moscow: Nedra) 212 p.
Fartyshev, A.I. (1993) Peculiarities of the coastal-shelf cryolithozone of the Laptev
Sea (Novosibirsk: Nauka) 135 p.
Gasanov, Sh.Sh. (1963) Morphogenetic classification of cryogenic textures of loose
deposits, Trudy Sev.-Vost. Kompleksnogo Nil, No. 3 (Magadan).
Gasanov, Sh. Sh. (1981) Cryolithologial analysis (Moscow: Nauka) 195 p.
Gravis, G.F. (1971) On the problem of classification of cryotextures. In: Geocryological
studies (Yakutsk).
Gravis, G.F. (1966) Slope deposits of Yakutia (Moscow: Nauka) 188 p.
General geocryology (1978) (Moscow: Izd-vo MGU) 464 p.
Katasonov, E.M. (1962) Cryogenic textures, ice and earth wedges as genetic indicators
of perennially frozen Quaternary deposits. In: Issues of cryology in studies of Quaternary
deposits (Moscow: Izd-vo AN SSSR): 86~98.
Katasonov, E.M. (1960) Cryogenic structures of perennially frozen alluvial deposits.
In: Conditions of occurrence and properties of perennially frozen deposits on the territory
of Yakutian ASSR (Trudy SVO INMERO AN SSSR, No. 2) (Yakutsk).
Katasonov, E.M. (1960) Tentative classification of cryogenic textures of perennially
frozen deluvial deposits. In: Conditions of occurrence and properties of perennially frozen
deposits on the territory of Yakutian ASSR (Trudy SVO INMERO AN SSSR, No. 2)
(Yakutsk).
Katasonov, E.M. (1965) Ciyotic-facies studies of perennially frozen series and problems
of paleogeography of the Quaternary period of Siberia. In: Major problems of studies of
the Quaternary period (Moscow: Nauka).
Katasonova, E.G. (1963) The role of thermokarst in the development of dales. In:
Conditions and peculiarities of the development of frozen strata in Siberia and North-East
(Moscow: Izd-vo AN SSSR).
Koreisha, M.M. (1973) Cryogenic structure of Quaternary deposits in the Yamal
Peninsula, In: Proceedings of the II MKM, No. 3 (Yakutsk).
Leshchikov, F.N., Spesivtsev, V.I., Miroshnichenko, A.M. (1984) Slide deformations
on the shores of Olkhon Island. In: Shore processes in cryolithozone (Novosibirsk: Nauka):
67-71.
341
Leshchikov, F.N. and Spesivtsev, V.l. (1984) Effect of seasonal freezing on the
formation of the shores of the Angara reservoirs made up of loess-like rocks Ibid. In: Shore
processes in cryolithozone (Novosibirsk: Nauka).
Melnikov, V.P. and Spesivtsev, V.l. (1995) Engineering-geologic and geochronologi
conditions of Barentsev shelf and Kara seas (Novosibirsk: Nauka) 198 p.
Melnikov, V.P., Spesivtsev, V.L, Kulikov, S.N. (1997) On stream degassing of
hydrocarbons as a source of newly formed ices on the Pechora sea shelf. In:Summary of the
fundamental investigations of the Earth cryosphere in the Arctic and Subarctic: Proceedings
of the Inter, conference, Pushchino, 23-26 April 1966 (Novosibirsk: Nauka): 259-269.
Methodology of permafrost survey (1979) (Izd-vo MGU) 358 p.
Nersesova, Z.A. (1961) Effect of exchange cations on water migration and heaving of
grounds upon freezing. In: Studies of physics and mechanics of frozen grounds, No. 4
(Moscow: Izd-vo AN SSSR).
Popov, A.L (1973) Album of cryogenic formations in the Earth crust and relief (Izd-
vo MGU) 56 p.
Popov, A.L (1967) Cryotic phenomena in the Earth crust (cryolithology) (Izd-vo
MGU) 304 p.
Pchelintsev, A.M. (1961) On the movement of organo-mineral particles in freezing
and clay rocks. In: Physicochemical processes in freezing and frozen rocks (Moscow, Izd-vo
AN SSSR)
Pchelintsev, A.M. (1964) Structure and physico-mechanical properties of frozen grounds
(Moscow: Nauka).
Romanovskii, N.N. (1977) Formation of polygonal ice wedges (Novosibirsk: Nauka)
212 p.
Romanovskii, N.N. (1978) Principles of systematization of polygonal wedge structures.
In: Proceedings of the third international conference on geocryology, 1:318-324.
Spesivtsev, V.L (1978) Lake basin deposits on trapp plateau of West Yakutia. In:
Geocryological and hydrogeological studies of Yakutia (Yakutsk): 37-42.
Spesivtsev, V.L and Belyakov, L.P. (1980) Collapse forms of relief in trapps of the
Vilyui reservoir . In: Tr. Gidroproekta, (Moscow) 73: 69-81.
Spesivtsev, V.l. (1980) Cryogenic structure of eluvium of the Daldyn-Sytykan region
(Northwestern Yakutia). In: Cryologic studies in the cultivated regions of the USSR
(Novosibirsk: Nauka): 167-173.
Shumskii, P.A. (1955) Bases of structural iceology (Izd-vo AN SSSR).
Shumskii, P.A. (1957) Structure of frozen rocks. In Materials of laboratory studies
of grounds (Izd-vo AN SSSR).
Trofimov, V.T., Badu, Yu.B., Dubikov, G.I. (1980) Cryogenic structure and iciness
of perennially frozen deposits of West-Siberian plateau (Izd-vo MGU) 246 p.
Tyutyunov, LA. (1960) Changes and transformations of soils and rocks at negative
temperature (Irkutsk, Izd-vo AN SSSR).
Tyutyunov, LA. (1974) Theory of migration of waters and heaving of grounds on
freezing. In: Physicochemical processes in freezing grounds and ways to control them
(Moscow).
Vtyurin, B.L (1964) Cryogenic structure of Quaternary deposits (Moscow: Nauka)
151 p.
Vtyurin, B.L (1975) Ground ices of the USSR (Moscow: Nauka) 211 p.
342
Научное издание
В. П. Мельников, В. И. Спесивцев
КРИОГЕННЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ В ЛИТОСФЕРЕ ЗЕМЛИ
(изобразительная версия)
Ответственный редактор В. Н. Конищев
Редактор О. А. Кислова
Художественный редактор М. Г. Рудакова
Разработка макета, верстка Л. Н. Ким
Обложка М. Т. Бойчук
ЛР № 020909 от 01.09.99. Подписано в печать 15.06.2000. Формат 84x108/16
Печать офсетная. Уел. печ. л. 36,2. Уч.-изд. л. 30,0. Тираж 300 экз. Заказ № 387
Научно-издательский центр ОИГГМ СО РАН
630090, Новосибирск, просп. академика Коптюга, 3