多年冻土区沉积物的地质成因类型

由于多年冻土区岩石成因过程的特定条件和因素,冻土的成分、结构和性质有许多独特的特征,并发展出基本上只有在多年冻土区才有的新的沉积成因类型。文献中出现了许多术语,一方面指明了永久冻土地区沉积地层的成因,如“低温残积层”、“低温冲积层”、“低温和”永冻层土壤另一方面,与冻结沉积层的形成有关的,如“同生”和“后生”地层,“叶多马”或“冰川”复合体的沉积,埋藏的冰等。这些问题在更大程度上是指松散的新生代岩石,而不是前新生代基岩低温结构后者是由空腔的可用性和冷冻前的湿润性决定的。因此,在一定条件组合下,冰主要充填在基岩块体近地表(风化)带的裂缝、孔隙、溶洞、小溶洞中。

多年冻土区的残积地层,是在近代或古代地壳风化作用范围内形成的,代表了成生基岩转化的累积残积产物,其一般特征是厚度适中,受年温度波动的渗透深度控制。在多年冻土区,由于物理风化作用的主导作用,硬岩风化的低温壳具有粗质堆积(大块、块石-废石、废石-碎石)和细粒土外加剂的特征。在残积层发育的成熟阶段,由于渗水作用对细小颗粒的积极去除以及较粗的碎屑向上冻结,垂直剖面上风化物质分化。风化壳的上部在高山而极地景观几乎没有细颗粒填充,获得了一个纯粹的碎片地平线的外观,而块状岩石浪费材料表面常形成石环和多边形。因此,残积层下部富含精细物质。在剖面下部,粗质物质急剧富集,并逐渐转变为“崩解岩石”—基岩层。地壳型、基岩型和分支断裂型低温构造是多年冻土区典型的残积构造。

土壤风化的低温壳以细粒物质含量高为特征,因此以地壳、块状和透镜状低温结构为主。

疏松沉积岩风化形成的低温壳层富集于粉砂层段(0.01 ~ 0.05 mm),淋积层具有明显的粉质成分。上覆黄土样粉粘土质粒组成均匀性高,孔隙率高,易溶盐少。砂质部分的基本成岩矿物通常为石英,粘土部分的基本成岩矿物为水云母和蒙脱石。正是由于多年冻土区残积层的这种特殊成分和结构,与湿润地区的残积层相比,一些研究人员将这些沉积物称为一种特定类型的残积层——“低温残积层”。

在滑坡、蠕变、崩塌和堆积体的斜坡系列沉积物中,在多年冻土区范围内,有大量的沉积物冻结岩石低温地层的典型代表是河流沉积和溶蚀沉积。

陡峭陡坡周围的塌陷堆积物和堆积物主要为粗质(块状、废石、砾石),并富含不同数量的细粒物质。这种粗糙地层的低温结构主要是在低湿土壤中的地壳结构,在高湿土壤中的基性结构——对于距石地层,地壳和接触式低温结构是典型的粗粒材料;在个别情况下,在冻结前过度湿润的条件下(通常在局部的斜坡山麓),会出现基础冰冻结构。相对缓坡或中等陡坡上的粗糙地层是可移动的(低温和热蠕变),称为deserptium型(岩石流)。它们的厚度因地质地理条件而异,从几厘米到3-6米不等。岩流的一个典型特征是近地表无细粒填充物质的粗质地幔,下面是一层含粉质粘土和砂质粉质粘土、砂和砾石填充的碎片状物质,直接分级到裂缝下的基岩中。岩流上部的低温构造以块间开放的空腔为特征;在较低的部分,随着填充物的积累-纹理变得巨大和地壳,再低一些,冰层和土层交替,通常有“golets”冰填充碎片之间的空洞,形成单独的口袋,垫层和透镜体厚达1米,有时长达几十米。

蚀落沉积具有组成和结构一致的特征,典型的层状模式是由于埋在蚀落地层外部边缘附近的草皮层破裂和内部折叠。G.F. Gravis认为,这些矿床的低温结构可细分为两个地理变体,北极和亚北极.北极型的特点是含冰量高,含冰量小;亚北极型的特点是含冰量高,但存在相当厚的、紧密间隔的不清晰的冰纹影和小透镜。在这种沉积物中,低温纹理的形成可以发生在从上到下的冻结中。

永久冻土区的冲积沉积物首先以其冻结的类型来区分。它们的特点和独特之处在于冰楔的低温结构和大冰楔堆积的广泛发展。因此,河床相的表观冰冻砂和卵石砾石以地壳和块状低温构造为主。在注入水分流入的河床沉积物结冰的情况下,沉积物中大量富集冰,形成透镜状和层状冰沉积物。永久冻土状态下的古老湖泊沉积物的特征是冰含量高,并存在破碎的透镜状冰带,根据E.M. Katasonov的说法,这些冰带通常在海岸地区倾斜,形成斜透镜状或交叉层状的遗传类型的低温纹理。

河漫滩内部的冲积层与河流附近的冲积层在组成和低温结构上都有所不同。邻近河流的泛滥平原具有山脊-中空的地形,由不一致的沉积物组成,但通常是粗粒组成(砂,砂质粉粘土材料)和稀疏的泥炭含量。这些地层在同生冰冻时,水分有效度低,表现出间歇性的水平纹影和2-3毫米厚的冰透镜,并具有丰富的水分-小网状、丛状和细网状冷冻纹理和同生冰楔形,厚度可达1米。内部洪泛平原沉积物的低温结构与其表面的多边形山脊地形密切相关,其特征是由于有许多厚度达1毫米的细透镜体,其背景上有更厚且持久的冰层(带),因此冰含量高

厚0.5-2.5 cm。具有多边形山脊微凸起的洪泛平原冲积沉积物低温结构的最显著特征是形成冰楔(顶部宽数米,深度超过10米)。

冰川沉积物的组成和结构glacio-河流沉积物有很大区别。因此,未分选的冰碛是典型的冰川沉积物-具有不同类型低温结构和高冰含量(30-50%)的砾石、岩屑、卵石、沙质、粉质和富粘土材料的砾石。河流冰川沉积物基本上更均匀,粒度更粗,通常含冰量较低(10-20%),具有块状,地壳和透镜状冷冻结构。细粒和中粒粉质砂具有细纹纹、透镜状和网状层状低温织构。它们的含冰量较大,可达30-40%。

海洋,泻湖和湖沉积在永久冻土区,也有一些与这些构造的南部地理变体相区别的具体特征。决定北方水体沉积物堆积的具体性质的主要因素是水介质的低温和表层冰。因此,极地海洋的底部水温在- 1.5到- 1.8摄氏度之间的大部分地区为负。因此,极地海洋中几乎没有生物成因的碳质和硅质堆积,而沉积物几乎到处都是陆源的。海洋表层冰对海洋温度的影响沉积过程就是用从海岸运来的碎冰和冰山来丰富海洋沉积物。海相沉积物的低温结构与表观遗传冻结有关。粘土混合矿床的低温构造主要为网状和网状或块状叠加构造,在剖面上部近地表部分,主要为层状网状和透镜状构造。一般来说,在“封闭”体系下冻结的厚而均质的海相粘土和粉质粘土。没有水从外部流入的冰量一般随深度和冰纹影网间距的增大而减小。最大冰饱和上部为10-15 m厚。下面是大网块状低温纹理的“干燥”贫冰区;在深度上,它们是巨大的,在其背景上只有充满冰的细小斜裂缝。偏析冰形成区的厚度一般为50-60米。

冻结前包括含水层的海架沉积物地层,即它们在“开放”系统的条件下冻结,通常表现出几个冰层,主要是层状和层状网状冷冻结构;有时它们被冰高度饱和,直至形成冰原。陆架沉积物低温结构的一个特征是冰沉积物具有板状和透镜状形状。

陆相盆地淡水(湖相)和矿化(泻湖)矿床主要以不同有机质含量的粉砂质和粉粘土质为代表。具体来说,在春夏期间形成的带状层状粘土和粉砂质交替层,以及在冬季湖泊被冰覆盖时形成的粘土层。

因此,它们的形成与永久冻土区典型的严重大陆气候条件下最终水体中沉积物质积累的循环(冬夏)有关。raybet雷竞技最新也就是说,带状层状地层是典型的多年冻土区沉积。

湖泊和泻湖沉积物的低温结构是由它们的冻结类型和特定的岩性组成决定的。大型深水水体的沉积与贯通融区在表观遗传学上(从顶部开始)被冻结的,与海洋沉积物的冰冻结构相似。靠近河岸浅水湖泊与横向冻结有关的陡倾斜透镜状网状冷冻结构出现。当从下面结冰时,富冰的层状网状结构,网状结构,有时是基基性(ataxite)冷冻结构出现在远离河岸的地方。在有机质饱和的湖泊和泻湖沉积物的最上部,主要有富冰、纹影、层状网状和网状(丛状)冰冻纹理。

在冻结沉积物中,有一种特殊的成因,称为冻结黄土物质的“冰川”或lyedoma杂岩。后者组成北部平原的滨海低地,矿床中生代-俄罗斯东北部新生代叠合凹陷、雅库特中部平原等。以铝辉石为主的富冰黄土沉积物厚度可达80-100 m,最大同生冰楔的形成与此有关。

冰复合体沉积物的地层特征是粒度组成的均匀性,始终具有高含量(60 - 80%)的粗陶粒分数(0.01 - 0.05 mm),高孔隙率,并且通常存在由相对“纯”的陶粒和泥炭层带形成的细水平分层。高冰含量是典型的冰川复合沉积物(占其体积的70-80%)。

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