冻土结构及其厚度的空间变异性

永久冻土被定义为地壳的一部分，其中地球物质具有负温度，无论其存在与否或阶段水的组成在里面。多年冻土的结构、厚度和分布反映了其整个形成历史和自新近纪末期至今的多年冻结动力学的综合结果。前苏联境内的永久冻土厚度变化很大，从最初的几米到1500米及更深的深度，并在该地区和剖面上以连续和间断(间断)分布来区分。该地区永久冻土的连续性(或不连续性)取决于地面条件温度制度在建立层内温度的年波动，对分布开放融区，以及其厚度和结构。根据这些特征，它被细分为连续和间断(零星到间断)冻土的北部和南部冻土区。该地区永久冻土带的不连续性(见表15.1)与不同遗传类型的开放和封闭体的发展有关(见第13章)。

该区多年冻土的分布主要取决于地质构造构造、多年冻土冻结条件和地面与地下水的相互作用，主要取决于晚新生代的地质发展史。因此，在不同的地质构造、水文地质、地形和景观气候条件下，形成了连续的冻结地层(贯穿整个深度)以及被一层解冻物质(垂直)隔开的两个冻结层。关于地质构造多年冻土带可由新生代(主要是第四纪)的松散沉积物和前新生代的地质构造代表。

关于的类型cryogenesis多年冻土、同低温和外低温沉积物的结构可表现为含冰量低、含冰量平均或富冰。在低温年龄(常年冻结的开始)方面，研究区地层多年冻土地区包括上新世-更新世(未分化)、晚更新世、晚全新世和近代材料。

在低温结构在永久冻土层中可能有几种

图15.3。西西伯利亚多年冻土带经向剖面的结构(以G.I. Dubikov命名):1 -多年冻土;2 -地面低于0°C与冷冻器;3 -地层边界:第四纪砂-粘土层Q、古近系粘土P、白垩纪粘土和砂-铝灰岩C、古生代结晶物质Pz。

图15.3。西西伯利亚多年冻土带经向剖面的结构(以G.I. Dubikov命名):1 -多年冻土;2 -地面低于0°C与冷冻器;3 -地层边界:第四纪砂-粘土层Q、古近系粘土P、白垩纪粘土和砂-铝灰岩C、古生代结晶物质Pz。

因冰、盐水、盐水和气体的存在和含量而发生变化的地层。这些地层分为:冰冻层和冰冻层，即含冰层和不含冰层;2)冷却到0°C以下，含有盐水和盐水(低温贮藏)和天然气水合物;3)残留(更新世)多年冻土，发生在地表以下，被融化和常年冻结(晚全新世)的土壤和最近冻结的地面覆盖。

在S.M. Fotiyev之后，含有冰、盐水和盐水的负温度地层被称为低温地层。多年冻土厚度的变化主要取决于现有的冻土纬度变化高度的分带山地)和晚新生代冻土带发育的特点。

永久冻土的形成被认为发生在数十万年前(约200万年或更长时间)到几年前的不同时期。欧亚大陆北部的永久冻土就是这样形成的上新世晚期和早更新世。关于地球上部的发生和形成条件

图15.2。(对面)前苏联永久冻土层厚度图。南部，地上和冰下，冻土区:1 - 0-15米;2 - 0-5米;3 - 0-50米;4 - 0-100米。北部，地上和冰下，冻土区:5 - 100-200米;6 - 100-300米;7 - 200-400米;8 - 300-500米; 9 - 300-700m; 10 - 400-600m; 11 - 400-700m; 12 - 500-900m; 13 - 700-1100m; 14-900-1500m; 15 - 100-1000m; 16-relict permafrost of 100-200m thickness occurring at depths of up to 100 m (a); 100-200 m {b); > 200 m (c); from the surface. Submarine part of the permafrost: 17 - 0-100 m; 18 - 100-300m; 19 - 200-400 m. Limits of permafrost: 20 - limits of subaerial and subglacial parts; 21 - of submarine permafrost; 22 - of relict permafrost; 23 - of present day permafrost; 24 - of possible distribution of the permafrost in the Pleistocene.

在地壳的作用下，多年冻土区域被细分为大陆多年冻土的地上部分，位于北极盆地和邻近海域盆地下的海底多年冻土部分，以及冰川下多年冻土的冰下部分。前苏联境内的永久冻土厚度及其低温结构类型在1:25万比例尺绘制的地图上显示(图15.2)。

地面永久冻土占据前苏联领土的大陆部分，按面积分布、厚度、低温结构和低温年龄分为南部和北部的冻土区。

在南部地区，从地表开始的低温厚度只有一层常年冻结的地层，通常厚度可达100米。厚度的变化取决于平原和高地热交换的纬度变化和山区热交换的海拔变化。多年冻土层下覆未冻层，其水文条件与水文地质结构一致。

北部寒区低温岩的厚度(0 ~ 1500 m以上)和结构在较小程度上取决于当前的换热条件，主要取决于地质发展史，主要取决于构造、水文地质构造类型和地形。因此，在山地和古盾构区域内的永久冻土主要以一种形式表示永冻层，即靠常年冻结的材料下面有未冻结的含水地层

在古老的台地、年轻的板块和极地盆地海岸内的永久冻土层(厚度从25米到500米不等)下面是冷却的岩石，有冷冻箱。在西西伯利亚板块内有两个永久冻土层，在俄罗斯地台的东北部和Pribaykal'ye的山间洼地，这些地区在冰川融化过程中从表面深度融化气候适宜期全新世(图15.3)。冻土上层为晚期全新世时代，下面的是Late更新世时期．残冻地层下部多为砂-粘土和粘土-粉砂质物质，水的相变较大。

欧亚大陆在更新世和全新世的低温发展保留了年轻板块和部分古台地上永久冻土厚度的带状分布，并导致其在俄罗斯东北部广大山区的分布更加复杂。

图15.4。格丹半岛(G.I. Dubikov后)的冻土剖面:1 -上第四纪原海相共低温单元(pmQ1…和pmQ2…)，近期和上第四纪冲积(aQ]v, aQ4…)矿床;2-上第四纪海相(mQ1…)和中第四纪海相和冰海相沉积(m, gm Q,2-4)的成水单元;共低温沉积中有3-4 -冰楔，低温沉积中有薄冰。

图15.4。格丹半岛(G.I. Dubikov后)的冻土剖面:1 -上第四纪原海相共低温单元(pmQ1…和pmQ2…)，近期和上第四纪冲积(aQ]v, aQ4…)矿床;2-上第四纪海相(mQ1…)和中第四纪海相和冰海相沉积(m, gm Q,2-4)的成水单元;共低温沉积中有3-4 -冰楔，低温沉积中有薄冰。

多年冻土厚度的纬度带在南部冻土区最为明确，其中包括零星的多年冻土(厚度可达15-25米)、大块的岛屿(厚度可达25-50米)和不连续的多年冻土(厚度可达100米)。永久冻土层可能会延伸到有限的区域(不到总面积的25%)，厚度可能比0.5-1.5甚至2的倍数多或少。只有在特定地区的有利无区域条件下，才会出现这种永久冻土厚度的减少，而在晚全新世永久冻土可能合并(就其低温年龄而言)的地区，厚度可能会增加50-100米，这些地区的冰冻层从晚更新世幸存下来。南部冻土带内的多年冻土总体上以晚全新世为主，最近的低温时代与全新世气候最佳期之后的地面常年冻结有关(图14.8)。由于更新世和全新世海洋气候的动态变化，在距离地表约70-200 m的深度出现的残馀(更新世)永久冻土层被保留在南部冰川带内raybet雷竞技最新的过犯以及特别有利条件下的退缩和冰川(富含未固结冰中生代和新生代材料)。目前，甚至在俄罗斯平原东北部的北极圈以南，从北纬60°到西伯利亚平原西部的北极圈(见图15.3)都发现了这种残留的永久冻土，其厚度的特点是从300米到100米不等，甚至更短。在全新世低温时代的永久冻土发育的地方，出现了“两层”永久冻土。在俄罗斯平原的北部和西西伯利亚板块内，冷却到0°C以下的低温贮藏体在填满圆顶结构之间洼地的海洋沉积物中残留的永久冻土下面发育。冷却层的厚度为50米以上。在上安加拉和Pribaikal'ye的Barguzin凹陷的40-80米深处也发育有不太厚(至100米)的残余永久冻土。

在北部的地冻带内，全新世晚期和更新世低温时代的永久冻土层主要结合在一起，形成了厚度很大的低温单元:西伯利亚西部的厚度为300-500米，西伯利亚地台的厚度为1000-1500米，山脉的山脊厚度为300-800米以上，俄罗斯东北部的洼地厚度为200-400米。在这个低温单元内，由于温度的影响，形成了水下和水文地质两种类型的开放式和封闭式对话热效果含水层，溪流和地下水。局部发育的辐射热和渗透塔位于沙块内，大部分为封闭型。

两种类型的永久冻土带是在低平原的台地和年轻板块上从地表发育而来的。它们是:1)富冰的表层(海洋，冰川)松散沉积物，出现冰盖(图15.4);2)富冰的同低温(湖泊、冲积、崩积、生物成因等)疏松沉积物，厚的同低温冰脉可达40-80 m，即“冰”和“叶岩”复合体。松散覆盖层的同低温和外低温永久冻土层在不同深度被外低温硬基岩和半硬基岩所覆盖。

西伯利亚板块西部、俄罗斯欧洲地区东北部和西伯利亚地台平原部分的多年冻土厚度分布存在明显的地质分带。它只在山区受到海拔冻土分带的干扰。同时，该亚区具有厚度为300500 m的多年冻土层(300 m为山谷;500米(流域地区)是典型的高原表面，在西伯利亚地台上，绝对高度约为400米。

这种厚度的多年冻土层是典型的从勒拿河纬向流左岸延伸到勒拿河纬向流的超带Anabar河。厚度为300-400米的永久冻土主要是西伯利亚西部这一地区的延续。在更古老的高海拔地形中，永久冻土厚度增加到500米。西伯利亚地台北部和泰米尔半岛的永久冻土厚度达到400-600米。所以更新世和全新世热交换水平的纬度分带是这样表现的。

带冻土分布的主要破坏因素是带有低温容器的冷却岩石层。这在西伯利亚地区最为明显

图15.5。西伯利亚中部和Zabaykal'ye多年冻土带子午剖面:1-3 -硬和半硬岩石的表层成冷单元(1 - N期断裂冰，- Q期，3V-4期;2 -裂缝中有冰和Q期负温度冻结的盐水，- Qm;3 -带负温度卤水，在Q期冻结，- Qni);4 -永久冻土底部。

图15.5。西伯利亚中部和Zabaykal'ye多年冻土带子午剖面:1-3 -硬和半硬岩石的表层成冷单元(1 - N期断裂冰，- Q期，3V-4期;2 -裂缝中有冰和Q期负温度冻结的盐水，- Qm;3 -带负温度卤水，在Q期冻结，- Qni);4 -永久冻土底部。

图15.6。俄罗斯东北部热通量示意图(以V.T. Balobayev命名):热通量，W m~2;1 - < 0.02;2- 0.02-0.04;3 - 0.04-0.06;4 - 0.06-0.08;5 - > 0.08。

平台。在Markha河上游(西伯利亚地台的中部)的钻孔中发现了多年冻土层和冷却岩石层(低于0°C)，深度达1500米(图15.5)。这种深度冻结与上新世地壳定向冷却有关(图14.2)，北极升高

继续阅读:季节性地面解冻和冻结的主要类型分布

这篇文章有用吗?

0 0