Cryogenesis
众所周知，所有的矿物构造可细分为内源(岩浆和变质)和外源(或沉积)。在后者中，根据形成条件和成岩过程阶段可分为以下几类:风化作用、转移作用、陆相沉积聚集、盆地沉积聚集和沉积后转化(10)。每一类都可以进一步细分为矿床类(根据矿物包裹体的来源或岩石形成过程的性质)和亚类(根据矿床的形成机制)。
风化组矿物构造与低温型较薄风化壳的发育直接相关，并为若干其他类型的矿床(砂矿、沉积岩等)提供矿体。该组矿物的形成是基岩物理、化学、生化风化作用和地表水、地下水冲刷作用的结果;或者这些产物的再沉积。
该类矿床的残积源是物理风化作用的残余和再沉积产物，其强度大于风化作用化学风化作用在冷石器时代形成的条件下。物理风化作用形成厚岩废细土和块状碎块矿床、块状残积和砂质铝灰岩矿床。一方面，这些矿床适合作为建筑材料，在多年冻土区广泛开发(岩石废料、沙子、非常粉砂和富含粘土的墙体、地基和道路建设材料等)和玻璃陶瓷原料(沙子、粘土);另一方面，有残积砂矿矿床低温型的。目前在多年冻土区发现了可能在低温因素参与下形成的金和钻石、锡石-铌石、铂等残积砂矿，这些砂矿在低温过程的影响下发生了强烈的转化。
假定人们可以把永久冻土区的铁、铜、铀等矿床描述为渗透矿床，因为这些矿床是典型的潮湿条件。地球化学和机械障碍起着关键作用，即阻碍化学元素迁移从而导致其积累和集中的情况。
多年冻土区风化作用的特殊性表现在矿床的近地表变化过程中。例如，根据N.A. Shilo(21)，永久冻土区硫化物沉积物的转变具有各种不同的特征。因此，随着风化壳剖面的显著变化，“铁帽”的厚度比永久冻土区以外类似条件下的厚度要小。氢氧化物和氢硅酸盐的存在以及原生硫化物的遗迹是典型的剖面，这是地壳不发达和地壳停滞的证据风化过程处于中间阶段。由于水交换受限和硫酸盐浸出缓慢，它们在东北部数百米深处大量存在俄罗斯地区，雅库特和科拉半岛(Kol 'skiy Polvostrov)。
沉积物转移组和陆相堆积组的矿床来源以砂矿床最为突出，砂矿床的形成是风化壳物质位移过程中粗粒沉积物中矿石矿物的聚集。
堆积物和洪积物是松散的碎片状物质在重力作用下下坡运动的结果，热侵蚀、孤流、泥石流、岩流等。与残积砂矿一样，霜起伏在这些矿床中会发生大量的破碎物质，从而导致有价值的矿物在整个剖面上的分布不均匀。然而，在多年冻土区的距石和洪积砂矿中还没有发现商业规模的矿床。
如N.A. Shilo的作品所示，低温型的结石形成其特征是砂矿的集中区从斜坡向河流和海洋移动——这是永久冻土区范围内冲积砂矿广泛发展的原因(阿尔丹、雅库特、楚科塔等的砂矿)。目前已知的冲积砂矿主要集中在北部河流的山谷中，而在永久冻土区之外，它们就不那么明显了。
在砂矿中具有一定重要性的是冰川砂矿，与冰碛或河流冰川矿床有关。有些含金刚石和含金属冰川沉积物都是在商业基础上进行的。阿拉斯加的含金冰碛，巴西的含钻石冰碛，新西兰的河冰砂金，加拿大的铂砂矿，等等，都是如此。在永久冻土区的生物成因沉积物中，最发达的是泥炭，通常退化程度较低，有保存完好的植被残余物和泥炭或腐殖质砂质粉质粘土材料，以及沼泽和沼泽沉积物。通常，这些矿床的特点是含氢化合物(甲烷、硫化氢)、生长石和沼泽矿石含量较高。
沉积矿床分为湖相、海相和洋相。它们以不同的方式形成:机械的、物理的、化学的和生物化学的。机械形成的沉积沉积主要以砾石、砂和粘土为代表。在多年冻土区沉积物的积累中，陆源物质起着主要作用，在不同的沉积物中，陆源物质是建筑材料的来源。具有重要实际意义的是单矿物和多矿物品种的湖相和海相砂。海砂级配良好，均质，可用于建筑用途。湖泊中的砂质沉积物是有限的，以不连续的带状和透镜状滨砂为代表。它们的等级很低，很大程度上被淤泥覆盖。
湖泊的化学-生物沉积沉积在永久冻土区相当广泛地发展，因为，例如，在欧洲-俄罗斯北部领土上大约有40万个湖泊，其特征是低温类型的岩石成因。的粘土矿物之一湖泊沉积物(包括最近的和化石湖相冰川纹粘土)最发达的是水云母、绿泥石和云母蒙脱石和绿泥石蒙脱石类型的混合层状地层。蒙脱土的开发面积往往最大。湖泊近期形成的主要类型是泥炭和藻类腐泥。在沉积物中的铁形态中，亚铁占优势;其含量的增加与残留有机质的同时增加有关。湖相(Fe-Mn)矿和湖沼型矿广泛发育，为典型湖沉积俄罗斯北部的欧洲地区
典型的湖相矿石(地壳、球状和不规则形状的结核)以锰含量显著(超过4%)和铁含量(高达10%)为特征，主要以铁氢氧化物和锰氢氧化物包裹体为代表。铁锰结核的大小不是恒定的，横向和纵向都在变化。通常情况下，锰和C02含量向剖面顶部和浅水方向增加，以氢氧化锰和菱锰矿钙-的形式存在锰方解石。在这种情况下，铁和磷集中在剖面的下部。
典型的湖相沼泽型矿石，与泥炭酸性水有关，结瘤小，构造块状，含铁量高(达50%)，磷含量不高(达2%)。矿物学上以铁氢氧化物和含铁蛭石蒙脱石为代表。有时，观察到薇薇安晶体的浓度。
北部海域和海洋的化学和生物化学沉积矿床实际上尚未开发。它们形成的具体性质可能与底部沉积物的低正温度以及较高的溶解度和部分碳酸盐岩和自生硅酸盐的冲刷有关。极地海域近更新世和更新世底泥的主要矿物是水云母和蒙脱石。
在海洋沉积物的成岩作用过程中，粘土矿物发生了重大变化(水云母的beidelli石化和蒙脱石化)，并形成了自生矿物的复合体，这些自生矿物在某些局部地点进一步重新分布并成为结块。根据I.D. Danilov(7)的研究，在这种情况下，铁硫化物、活云母、铁锰化合物与少量的碳酸盐形成。Vivianite固结物，作为一个规则，有一个球的形状，和一个粗糙圆丘般的表面和直径可达5毫米。它们的出现证明了沉积物中有机物含量较高，并且在成岩作用阶段存在一种非常还原的介质。Fe203在活石结核中的含量高达40%，而p2o的含量为20%。硫化铁的固结物通常为椭圆形、球状和椭圆状，直径可达10毫米。结核的核心通常是黄铁矿，周围是由胶体硫化铁(水泡石)组成的黑色无定形物质。极地盆地硫化铁结核的化学成分与温水海水软泥中结核的化学成分有很大不同。在所有的混凝土岩心中，Si02含量都很高(60%)，而石英掺合料则是代价。A1203的含量平均约为4%，在1 ~ 9%之间，硫化铁的含量在9 ~ 25%之间，硫化硫的含量在10 ~ 30%之间。扩散有机质掺合物平均占0.5 ~ 1%。这些固结物的特征是由扩散的有机物维持的氧化介质的证据。 Iron oxide and iron-manganese concretions are encountered in the recent bottom ooze of polar seas as well as in coastal marine sediments (recent and Pleistocene) with sandy and sandy-gravelly composition, having small amounts of degrading organic matter. Usually, concretions have a globular shape, small size (2-5 mm) and are more or less uniformly distributed without substantial concentrations. The Fe203 content in iron-manganese concretions varies between 4 and 19%, and MnO between 2 and 18%.
与沉积后低温转化有关的矿床群可细分为深低温和同低温两类矿床，分别对应于盆地、陆相浅低温和陆相同低温沉积岩及古积淋积地层。
低温沉积物的形成，冰晶石，是值得注意的，其中最广泛的代表是结构形成冰，重复冰楔和注入巨大的冰块床。外低温地层沉积沉积物的冻结和形成的一个重要特征是结晶水合物(方解石、芒硝、石膏等)的出现，这些水合物在负温度下以难溶性化合物的形式沉淀，以及各种自生矿物和一氧化碳化合物的形成(黄铁矿、菱铁矿、黄榴石、水云母、蒙脱石、活云母、二氧化碳、甲烷等)。冻土层和天然气水合物沉积物也是多年冻土区的典型特征。
冷冻池是具有负温度的高度盐碱化地下水，通常位于永久冻土底部以下，尽管还有其他类型:永久冻土内和永久冻土之上的冷冻池。这种地下水的形成是由于易溶化合物在冻结时向下排除，形成含有氯化钠(很少有钙和氯化镁)盐水的厚带。在冻结锋以下出现一个强化的浓度-低温浓度。冷冻层的厚度从几十米到几百米不等，水的盐度从30到300克。冷冻动物广泛分布在北海陆架区、北极岛屿、西伯利亚地台等海域。
天然气水合物或水合物形式的气体属于固体结晶水合物，以天然气和水的化合物为代表，结构复杂。它们的形成需要一定的温度和压力范围，这为气体和水分子之间的相互作用创造了条件，这样就会出现一个特定的晶体水合物网格，化合物转变为固体水合物状态。这一过程通常会导致大量的天然气水合物沉积。在永久冻土区之外，天然气水合物的沉积深度通常超过1公里。在多年冻土地区，它们位于多年冻土底部以下，也可能出现在多年冻土序列内。图6.4给出了水合物状态下天然气可能赋存深度的初步估计(P-t-H图)。如图所示，在永久冻土区范围内，天然气水合物的深度范围取决于冻土区的厚度，因为永久冻土区降低了下面未冻结岩石的温度。最近在西西伯利亚钻孔的钻探显示了广泛的浅层天然气水合物沉积。通常情况下，即使没有岩性不渗透的覆盖层，天然气矿床也会在天然气水合物存在的情况下产生。这与以下事实有关:天然气水合物浓度通常出现在天然气矿床的顶部(靠近永久冻土层)，可作为p 1CT5, Pa流状泄漏的不渗透屏障
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