Главная | Случайная
Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Текстурные особенности мерзлых пород




Под криогенной текстурой мерзлой породы понимается такое сложение ее ледяного каркаса, состоящего из-включений и прослоев льда различной формы и размеров, ори­ентировки и пространственного взаиморасположения, при котором структура минерального скелета разделена на структур­ные отдельности. Понятие текстуры мерзлой породы в отличие от криогенной текстуры включает изучение текстурных особен­ностей не только ледяных включений, но и органо-минеральной части.

Текстура тонкодисперсных пород формируется в процессе их литификации. В зависимости от химико-минеральной и фациальной изменчивости пород при различных способах промерзания (сингенетическом, характеризующемся криогенным преобразо­ванием осадка в породу с одновременным его накоплением, и эпигенетическом, характеризующемся промерзанием литифицированных пород) проявляются специфические особенности крио­генного текстурообразования. Криогенная текстура породы су­щественно зависит от ее текстуры и структуры до промерзания. Наличие в первоначально- немерзлых породах текстурных при­знаков (слоистости, трещиковатости, ориентированной неодно­родности и др.) приводит к формированию унаследованных криогенных текстур. В однородных по составу и строению дис­персных породах в процессе промерзания образуются наложенные криогенные текстуры.

Большое разнообразие встречаемых в природе видов крио­генных текстур обусловлено различными механизмами криоген­ного текстурообразования, основными из которых являются миграционно-сегрегационный, напорно-миграционный, инъекцион­ный и ортотропно-компрессионный. В зависимости от процесса льдообразования в криогенных текстурах может быть сегрега­ционный, инъекционный, аблимационный и другие виды льда. Основным механизмом формирования наложенных криогенных текстур является миграционно-сегрегационный. Для их форми­рования необходимо развитие не только тепло- и массообменных и физико-механических процессов, но и физико-химических процессов (коагуляции, агрегации, усадки, набухания и др.), которые существенным образом преобразуют первичную структуру породы. В результате происходят развитие напряжений, разрывы структурных связей и сегрегация льда.

Криогенные текстуры скальных пород определяются главным образом их трещиноватостью, особенностями заполнения трещин влагой и ее замерзанием. Это, как правило, унаследованные криогенные текстуры. Размеры, форма, ориентировка и пространственное взаиморасположение ледяных включений в них соответствуют геометрии трещин. В магматических изверженных породах (гранитах, диоритах, андезитах и др.) формируются трещинные и трещинно-жильные криогенные тек- стуры. В трещинах лед содержится в виде пленок, корок и скоплений кристаллов, льда-цемента рыхлого заполнителя, полностью или частично заполняя пустые полости. Для трещинно-жильных криогенных текстур характерно более полное заполне­ние льдом полостей трещин, которые имеют вид хорошо выдер­жанных в пространстве жил.

В осадочных сцементированных породах выделяются пластово-трещинные, пластово-трещинно-поровые, пластово-трещинно-карстовые типы криогенных текстур. Размеры про­слоев льда в унаследованной текстуре определяются раскры­тием трещины и изменяются от долей миллиметра до десятков сантиметров. По мощности льда выделяют тонко-, средне-, толстотрещинные и трещинно-жильные криогенные текстуры.

По взаиморасположению и ориентировке в пространстве вы­деляют упорядоченно-сетчатые (или закономерно-сетчатые) и беспорядочно-сетчатые (незакономерно-сетчатые) криогенные текстуры. Последние, как правило, приурочены к зонам текто­нического дробления и интенсивного выветривания, а упорядо­ченно-сетчатые криотекстуры удалены от этих зон. Различия состава и строения льда унаследованных криогенных текстур скальных пород в первую очередь связаны с различными меха­низмами льдообразования. Миграционно-сегрегационный тип льда в скальных породах встречается лишь в тонкодисперсном влагонасыщенном материале заполнителя трещин, в основном же А. А. Гаган и Н. Ф. Кривоногова выделяют следующие механизмы льдообразования:

1) инфильтрационный, обусловленный инфильтрацией поверхностных и подземных вод; лед отличается полизернистостыо с хаотической ориентировкой кристаллов (аллотриоморфнозер- | нистый); 1

2) инъекционный, связанный с гидродинамическим внедрением воды в трещины и ее замерзанием в них; чаще всего инъекционный лед в крупных трещинах прозрачный, а сами текстуры называются унаследование-расширенными;

3) цементный, характерный для трещиноватых массивов промерзающих ниже уровня подземных вод, а также для обвод­ненных скальных пород сезонноталого слоя;

4) аблимационный (сублимационный), формирующийся вследствие замерзания парообразной влаги в более крупных трещинах, сообщающихся с дневной поверхностью или с дру­гими источниками питания. У аблимационного льда зернистая структура.

Криогенные текстуры в литифицированных породах рыхлого чехла в зависимости от их состава и строения, а также условий промерзания весьма разнообразны. По ориентировке и пространственному взаиморасположению прослоев льда выделено несколько основных типов криогенных текстур: массивные, слоистые, сетчатые и ячеистые. В зависимости от размеров прослоев льда и расстояния между ними выделяются различные виды криогенных текстур.

Одним из основных процессов, определяющих разнообразие 1 типов и видов миграционно-сегрегационных текстур, является процесс миграции влаги. Плотность миграционного потока влаги и время его действия определяют мощность сегрегационного 1 прослоя, а интенсивность - развитие усадочных напряжений и деформаций, их частоту и ориентировку. Плотность потоков влаги возрастает с увеличением дисперсности пород. Поэтому толстошлировые криогенные текстуры чаще встречаются в гли­нистых породах.

Типы криогенных текстур в большей степени определяются минеральным составом пород. Так, при увеличении содержания в глинах минералов группы монтмориллонита (по сравнению с каолинитом) тип криогенной текстуры изменяется от горизонтально-слоистого до ячеистого. С увеличением в породах минералов группы монтмориллонита плотность потока влаги и мощность прослоев льда уменьшаются, а с увеличением в них ми­нералов группы каолинита, наоборот, возрастают.

При больших скоростях промерзания формируется в основ­ном массивная криогенная текстура, причем чем меньше дис­персность породы, тем более малые скорости промерзания тре­буются для' образования массивной криогенной текстуры. С уменьшением скорости промерзания в тонкодисперсных поро­дах происходит переход от массивной к шлировым криогенным текстурам. При этом чем меньше скорость промерзания, тем большее время необходимо для роста прослоев льда и их мощности. При неглубоком залегании грунтовых вод в условиях открытой системы создается наиболее благоприятная обстановка для формирования горизонтально-слоистой толстошлировой криогенной текстуры. В процессе криогенного текстурообразова-ния особенно велика роль первоначального строения и сложе­ния пород. Пустоты и трещины в тонкодисперсных породах являются не только местом образования аблимационного, ин-фильтрационного или других видов льда, но и оказывают суще­ственное влияние на взаиморасположение и пространственную ориентировку образующихся вблизи них прослоев миграционно-

сегрегационного льда.

Льдообразование в грубообломочных нелитифицированных породах главным образом обусловлено замерзанием талых и дождевых вод, проникающих при инфильтрации и несущих с собой тонкодисперсный материал. Замерзание этой воды в гру­бообломочных породах с отрицательной температурой часто приводит к распучиванию обломков и формированию базального льда-цемента (гольцовый лед). При уменьшениисч п глубины сезонного оттаивания такой лед иногда может захороняться в многолетнемерзлой толще. На контактах отдельных глыб н об­ломков могут образовываться замкнутые воздушные простран­ства, в которых нарастает аблимационный лед.

Грубообломочный материал с дисперсным заполнителем чаще всего имеет массивную, корковую или сложную линзовндно-слоистую криогенную текстуру, в которой прослои льда изо­гнуты, не выдержаны по простиранию и часто наследуют форму обломков. В неоднородных нелитифицированных породах про­исходит формирование унаследованных криогенных текстур в разрывах сплошности пород, трещинах и пустотах. Механизм льдообразования тот же, что и в скальных породах.

Различают криогенные текстуры сезонноталого и сезонно-мерзлого слоев, которые существуют лишь в зимний период, и текстуры многолетнемерзлых пород. Главное значение в их фор­мировании имеют температурный режим промерзания и химико-минеральный состав пород. Механизм текстурообразования в слоях сезонного промерзания и оттаивания в основном миграционносегрегационный.

Для пород сезонномерзлого слоя характерно двухчленное криогенное строение, обусловленное изменением режима про­мерзания пород с глубиной. В породах сезонноталого слоя до­полнительно выделяется еще горизонт криогенных текстур, воз­никающий вследствие промерзания снизу, со стороны многолет-немерзлой толщи.

В верхней части многолетнемерзлых пород эпигенетические криогенные текстуры формировались при меньших градиентах температур и скоростях промерзания, чем в слое сезонного от­таивания. Небольшие скорости промерзания и градиенты тем­ператур приводят к формированию здесь меньших миграцион­ных потоков влаги, но действующих большее время. Это в итоге приводит к росту более мощных сегрегационных прослоев.

В многолетнемерзлых породах ниже глубины нулевых годо­вых амплитуд развитие криогенного текстурообразования при эпигенетическом промерзании происходило при меньших гра­диентах температуры и скоростях промерзания. Формирование криогенных текстур прежде всего происходит в результате напорно-миграционного и инъекционного механизмов льдовыделения, которые отражаются как на виде текстуры (на размерах сегрегационных прослоев льда и частоте расположения), так и на их типе. Горизонтально-слоистая криогенная текстура, фор­мирующаяся в условиях свободного подтока влаги, с ростом гидродинамического давления переходит в блоковую криоген­ную текстуру с вертикальными шлирами льда, ориентирован­ными по направлению инъекций влаги.

Криогенные текстуры сингенетически промерзающих отложе­ний образуются при одновременном (в геологическом смысле) промерзании и диагенетическом преобразовании свежеотложен­ных осадков в породу. Криогенное строение много-летнемерзлых пород при сингенетическом типе промерзания формируется за счет перехода в многолетнемерзлое состояние нижней части сезонноталого слоя. Криогенные текстуры в нем формируются при промерзании снизу и гораздо реже (при высоких среднегодовых температурах) при промерзании сверху.

Криогенное строение сингенетических пород существенно зависит от режима промерзания снизу и оттаивания сверху. Для пород с высокими значениями среднегодовых температур в кровле многлетнемерзлых пород как в зимний, так и летний периоды. Наоборот, в породах с низкой среднегодовой температурой (т.е. северного типа сингенетически промерзающих отложений) характерна особенно большая льдистость многолетнемерзлых пород ниже слоя сезонного оттаивания.




Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2019 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных