冷冻材料的结构特征

低温质地的冻结的材料假设是冰框架，由不同形状和大小的夹杂物、插层、方向和空间布置，由其中的结构

图7.9。硅质(&)、砂质(c)、富粘土(d)土壤和岩石中孔隙体积随半径的差异分布(a)和未冻水含量随温度的关系曲线:1 -硅藻土粘土;2 -硅藻土;3 -的黎波里;4 - opoka;5 -硅胶;6-8 -砂岩(6 -风化中粒;7 -未风化细粒，8 -未风化粗粒);9 - 11 -致密粘土;12-13 -泥岩; 14 - aleurite.

图7.9。硅质(&)、砂质(c)、富粘土(d)土壤和岩石中孔隙体积随半径的差异分布(a)和未冻水含量随温度的关系曲线:1 -硅藻土粘土;2 -硅藻土;3 -的黎波里;4 - opoka;5 -硅胶;6-8 -砂岩(6 -风化中粒;7 -未风化细粒，8 -未风化粗粒);9 - 11 -致密粘土;12-13 -泥岩; 14 - aleurite.

矿物骨架可细分为单个结构品种。冻土质地区别于低温质地的概念意味着研究冰包裹体和土壤有机矿物部分的质地特征。

土壤在岩化过程中形成细小的粒状结构。低温纹理生成的具体特征取决于由不同冻结模式决定的化学-矿物变异性和相的变异性(同生的，其特征是沉积物的低温转化与其积累同时发生，以及表观遗传的，以岩化物质的冻结为例)。土壤的低温质地在很大程度上取决于土壤在冻结前的质地和结构。在初始未冻结的土壤中，纹理属性(分层、保证、定向非均匀性)的可用性导致了遗传低温纹理的形成。在均质材料中(成分和结构上)，低温织构的叠加形成于冷冻过程．

自然条件下的异质低温织构是由不同的低温织构生成机制形成的，其中主要有迁移-分离、压力-迁移、注入和正交各向异性压缩。冰的不同类型、离析、注入、消融等，都取决于冰的形成过程低温结构．叠合低温织构形成的主要机制是迁移-偏析。这与不同过程的发展有关，包括热交换和质量交换、物理-机械和物理-化学过程(凝固、聚集、收缩、膨胀等)，这些过程极大地改变了土壤的基本结构。这些过程导致应力的发展、结构连接的断裂和冰的分离。E.D. Yershov(9)根据迁移-偏析低温织构的形成机制和条件对其进行了分类(见表4.1)。

岩石的低温织构在很大程度上取决于其含水饱和度和冰冻程度。作为一种规则，有遗传的低温纹理。冰包裹体的大小、形状、方向和空间排列与裂缝的几何形状相对应。岩浆火成岩(花岗岩、闪长岩、安山岩等)中存在裂隙和裂隙-脉状低温织构。在裂缝中，冰以薄膜、结痂和晶体结节的形式存在，松散的填充材料被冰胶结，完全或部分地填充了空洞。几乎完全填充的裂隙腔是典型的裂缝-静脉低温结构，看起来像实体静脉。

在固结(胶结)沉积岩中，低温构造有以下类型:地层裂缝型、地层裂缝-多孔型和地层裂缝-岩溶型(表7.1)。在遗传结构中，冰夹层的大小由裂缝的开口决定，从一毫米到几十厘米不等。就冰厚度而言，低温结构分为薄裂缝、中裂缝、厚裂缝和楔形裂缝。

在空间排列和朝向方面，有以下低温结构:有序晶格(或规则晶格)和无序晶格(不规则晶格)。后者通常局限于构造挤压和强烈风化的区域，而有序格状的冷冻结构则远离这些区域。在合成和冰的结构岩石的遗传低温结构主要与不同的冰形成机制有关。迁移,

表7.1。常年生低温构造的分类冻结岩石(源自A. A.卡根，N.F.克里沃诺戈娃)

主要类型的土壤，其冷冻结构是纹理名称描述典型

裂缝冰以薄膜的形式沿裂缝出现，沿墙壁或水泥结壳，在裂缝填充物中形成纹影

冰填满整个横截面形成细脉

沿层理裂隙的冰脉形成低温构造;其他体系裂缝含冰量次之地层裂缝:沿层理孔隙裂缝的冰脉和孔隙中的冰胶结;层裂:沿顺层岩溶裂隙的冰脉和淋溶溶洞形成低温结构冰的出现;其他裂隙体系的内容具有从属性

岩浆花岗岩，辉绿岩，安山岩，玄武岩

变质-角岩，石英岩，结晶片岩，石膏沉积-白云岩，石灰石，泥灰岩，铝灰岩，泥灰岩

沉积岩，粘土片岩，泥灰岩

沉积岩-石灰石、白云石(岩溶)、石膏、岩盐偏析型冰在岩石中只遇到细粒饱和水裂隙填充物。然而，作者A.A. Gagan和N.R. Krivonogova认为这些是冰形成的主要机制:

1)入渗，取决于地表水和地下水的入渗;冰是随机取向的多颗粒晶体(分配- riomorpho粒状);

2)注入，与水侵入裂缝并在裂缝中冻结有关;注冰通常导致裂缝的低温扩张和高裂性岩石的发育;大裂缝中注入冰多为透明冰，其纹理本身称为继承-扩张冰;

3)冰水泥，典型的裂缝块冻结在地下水位以下;季节性融化层中饱和岩石也是典型的;

4)升华冰，是由于到达地面或其他补给源的较大裂缝中的蒸汽冻结而形成的冰。消融冰具有粒状结构。

松散盖层岩化物质的低温结构在组成、结构和冻结条件上存在差异。目前，许多作者(B.I. Vtyurin, Y.M. Katasonov, E.D. Yershov, L.N. Maksimova等人)详细阐述了在自然环境中遇到的所有已知类型和种类的低温结构的分类。根据深冷织构的方位和空间排列，划分出几种主要类型;即块状、层状、格状和细胞状。根据冰层的大小和间距区分不同类型的低温织构(表7.2)。

水分运移是决定迁移-分离结构类型和种类非均质性的主要过程之一。水分迁移流的强度及其持续时间决定了分离层的厚度，而其强度则促进了收缩拉应力和变形的发展及其频率和方向。水分流动强度随土壤弥散度的增大而增大。因此，厚纹影低温织构在粘性土壤中最为常见。土壤粒度的变化对低温结构的出现，即层的频率和厚度有较大的影响，而对低温结构的影响较小低温类型结构。低温结构的类型在很大程度上取决于材料的矿物组成。因此，随着粘土中蒙脱石族矿物含量的增加，低温结构类型由水平层状转变为细胞状。蒙岭石组矿物含量越高，含水层的水分流动强度和厚度越小，而高岭石组矿物含量越高，含水层的水分流动强度和厚度越高。

在高冻结速率下，主要形成巨大的低温织构;细材料越少，形成块状低温织构所需的速率越低。在细粒土壤中，由于冻结速率较低，块状质地会变成条状的低温结构。冻结速度越低，冰层的生长和厚度所需的时间就越长。在浅深在开放系统条件下的地下水中，极有可能形成水平层状的厚纹影低温织构。在低温织构形成过程中

表7.2。纹影低温结构的分类(根据A. Vtyurina, bi . Vtyurin)

类型(根据纹影排列和冰水泥性质)	子类型 (根据冰纹影方向)	种类(按纹影间间隔:罕见层压和大网压- 100毫米以上;中层压和中网-10-100毫米;经常层压和细网-1-10毫米;微细层压及微盖- 1毫米以下)	品种(按冰纹影厚度:厚纹影在10毫米以上;中纹影5-10毫米;微纹影小于1毫米)
层压	水平、倾斜、垂直层压	稀有，中等，常见，微层压

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