地表和地下的保证和多边形地层

冻裂是混凝土的温度应变过程冻结岩石在变温度梯度场中。由于地面温度的变化而引起的体积张力年温度范围变化可导致土体的霜裂。开裂发生在地表，并穿透地面，形成平面上的多边形(图5.4)。多次重复的霜裂过程产生了低温地层和特定的地形特征。

与霜裂或保证过程有关的现象应表现为多边形的大小、裂缝开口的宽度和渗透深度、填充材料的性质以及它们的形成时间与泥沙积聚时间的相互关系。

决定多边形大小的应力与垂直温度梯度(随深度)成比例，与自由垂直表面(断裂，另一个断裂)的距离成比例，与剪切时的弹性模量和地面的热膨胀(压缩)系数成比例。已经确定了温度变化的幅度在

图5.4。土壤冻裂产生的多边形(图片F.N. Leshchikov)。

地表对水平面多边形网格大小和年平均气温的影响最大冻土作为霜裂渗透到冻土深度的严重程度的指标。温度变化幅度越大，裂缝间距离越小，多边形越小。因此，在冬季地面剧烈而深冻的条件下，极具大陆性raybet雷竞技最新气候地区，在0.5 ~ 2 m ~ 10 ~ 12 m范围内出现大量冻裂。在大陆性气候较少的条件下，形成霜多边形，裂缝间距为2040 m(图5raybet雷竞技最新.5)，甚至为50-80 m。地表上最细的网格是在年平均地温等于或接近0°C时形成的。在成分(和力学性质)均质的地面上，形成矩形裂缝网络，而在非均质的地面上，网络具有复杂的模式，相互共轭成直角。有四条边，有时五条或更多边的多边形可以用这种方法形成。

霜裂可以穿透相当深的冻土。由于地面的季节性冻结，它们的深度受到冰川厚度的限制冻层；而在常年冻土中(一个冬季)，基本裂缝可以渗透到3-4米甚至更深的深度。越低

图5.5。高洪泛平原范围内的多边形堤防地形:a是阿纳德尔河流域的阿尔甘河(图A.N. Kotov)， b是格丹半岛(图G.I. Dubikov)。

冻土温度越高，基本裂缝越深。地表霜裂可达5-10厘米宽。霜缝中通常充满水、细土、砂、泥炭，形成多边形楔状结构，可分为四种类型:再环冰楔形，原始地面楔形，原生砂楔形和伪形取代重复冰楔形。

反复出现的冰楔

霜裂是在冬天形成的。春天，这些裂缝被填满雪融化冻结的水和基本的冰脉在冻土中形成。在一层季节性融化冰脉的上部在夏季融化，而在地下常年冻结的地面上，冰脉被保存下来。这是可能的，只要裂缝穿透的深度大于季节性融化的深度。年复一年，霜裂在同一个地方重复;形成的裂缝再次被水填满，每次都结冰。这就是基本冰脉形成的方式，一个嵌入另一个，促进冰楔的扩张(图5.6)。冰楔的结构呈垂直带状:垂直方向的气泡和矿物颗粒夹杂物使基本冰脉得以区分。它们的数量与冰楔形成的年数相对应。通常，这需要数千年的时间。冰裂越深、生长时间越长，冰楔的宽度和垂直尺寸越大。再往北，随着气候变得更加严峻，冰楔的增长速度也更快。raybet雷竞技最新

不断增长的冰楔取代了含冰的土壤。在霜裂缝周围的地面上有山脊，而在楔形本身的上方(山脊之间)，通常形成沟槽状的洼地，这是由于季节性融化层内的冰楔形融化以及由于侵蚀过程．形成了所谓的微地形的多边形脊状格局。

反复出现的冰楔既存在于较早在较严重冰冻条件下形成的地面上，也存在于沉积物正在积累的地面上。前者被称为表观遗传的，后者被称为同遗传的。后者是最深的多边形楔形地层，深度可达40^60 m以上，宽度为6-8 m。表观遗传楔形，作为一种规则，不超过厚度层的年温度变化。

反复出现的冰楔形成于沙质粉质、粉质粘土和泥炭沉积地形(河谷、湖泊盆地)，这些地形周期性地被水覆盖，年平均温度低于- 3°C。越往北，它们在平缓的山坡上和河间流上发育得越广，甚至在残积层中也能见到。

在不足够潮湿的沉积平原条件下，霜裂会导致初始地裂缝的形成，而不是冰

图5.6。阿纳德尔河流域玛雅河更新世冲积沉积物中的同生冰楔，宽达0.5米(图A.N. Kotove)。

楔子，在地层的季节性融化和冻结。在春天，霜缝里填满了液化的土壤，而不是融水。在北方，它们很少遇到，只有在融化相对较深的地方才能找到。向南，这类遗址的范围要大得多。他们也遇到超越多年冻土地区．

砂楔形

在非常恶劣的条件下干燥的气raybet雷竞技最新候冬天有强风，当霜缝形成时，沙子就会填满裂缝，形成小沙脉。该过程的多次重复导致砂楔的形成。某些条件可以促进沙-冰楔的形成。

在雅库特中部、西西伯利亚北部等地，形成沙冰楔和沙楔的条件也不像南极大陆那样恶劣。在接近0°C的正或负年平均温度下，当霜裂缝不渗透到季节性冻结或季节性解冻层以下时，沙楔完全出现在这些层的深度内。

反复出现的冰楔的伪形是冰楔融化和填土的二次形成(图5.7)。它们主要发生在由于长期冻土局部或区域退化而导致反复出现的冰楔融化的地区。在乌克兰、波兰、前捷克斯洛伐克、蒙古、中国等地区，人们观察到它们在最近的永久冻土层范围之外广泛发展。在永久冻土区的范围内，它们可以在地面冰融化的地方观察到热岩溶开发或热侵蚀．它们通常发育在“干”的底部。唉雅库特。冰楔的伪形在研究第四纪沉积物、阐明多年冻土地层历史和重建过去的古地理环境中具有重要意义。

在多年冻土区也广泛地发育着小型的多边形地形。它们是在各种过程的影响下形成的。首先，当从顶部和横向发生不均匀冻结时，这与季节性融化层中开裂的小多边形形状和融化地面封闭(封闭)系统的形成有关。在这种系统中，静水压力大大增加，促进块内触变湿土转变为塑性流动状态。通常，表面的冰冻地壳被破坏，液化的地面质量流到表面(图5.8a)。这是一个有方向的起伏(见图5.8b)。这些过程重复多次，形成了“斑点奖章”和“石花环”。这种形状在北方广泛发展。它们的尺寸在0.3 ~ 0.4 ~ 1 ~ 3 m之间，主要发育在砂-粉质-粉质粘土的季节性融化层中。在沉积平原上，它们以“斑点奖章”的形式出现。在富石质松散沉积物浅层覆盖的地区，主要发育“石花环”。

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