冻土起源冰内容
冻土是一种天然的地质形成。有几个时间的冷却过程中地质演化地球造成冻结在地壳层的形成。极地迁移和大陆漂移提供证据的古代冻结在各种网站,包括那些现在发生在中低纬度地区。最古老的冻结期间元古代(20亿多年前)对应休伦冰期。其次是Riphean、文德期和古生代冰期。冻土的底层南极冰盖(冰的年龄永久“流”周围的海洋不超过几几十万年)可能是残余的Oligocene-Miocene冰期2500万年前开始的。冻土的现代全球分布(图2)开始形成在同一时期(即在中新世)。最古老的冻土文物的最后冰期对应上上新世-更新世(1.8 - 070万年)。
150°15 (f 120特遣部队“90”6 ff 30“0 = 30”所以“90”;120年“1”180°150:
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图2。世界永久冻土地图:1 -冻土:a)在冰川下,b)在冰川,c)在山区,平原d);2 -季节性冻土:a)在潮湿气候区,b)在干燥气候区;3 -不冻结(Geocryology苏联:苏联欧洲领土/ E.D.Ershov Ed。-莫斯科:Nedra。1988年,两家]。
图2。世界永久冻土地图:1 -冻土:a)在冰川下,b)在冰川,c)在山区,平原d);2 -季节性冻土:a)在潮湿气候区,b)在干燥气候区;3 -不冻结[苏联Geocryology:欧洲苏联领土/ E.D.Ershov Ed。-莫斯科:Nedra。1988年,两家]。
冻结被认为是土壤和岩石地质结构由负面特征温度和含有耐冻的界面水和冰,水泥颗粒材料和填充孔隙和裂缝。地面的成因、矿物组成、粒度(碎屑,桑迪,粘土土壤)和岩化(大规模和裂缝性基石)可以在冷冻状态。当冰inter-granular它被认为是一个特定的形成岩石矿物岩石中包含纹理和结构描述,而冰体(如各种地下冰、楔和隔离冰,巨大的冰块床)被视为mono-mineral地质的身体。偶尔cryotic,但iceless,岩石被称为cryotic干岩石或干燥的冻土。
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- 图3。照片显示在冻土地区地表景观。(一)冰箭突出地面层Yugorskii半岛,在(b)热岩溶和thermoerosion picryogenic Yugorskii半岛含冰的土壤。由A.I.Kizyakov照片。
冻结地层分为同生和表观遗传根据时间的形成与积累的矿产和生物组件。大部分冻结地层有epicryogenic起源,即以前积累或形成单位冻结在冷却时代。冰的内容在这个地面显示了近似在冷冻前含水量存在相关性。在某些情况下是创造条件水分再分配的整个部分由于水分的冻结前整个含水层。在这些情况下冰床从几十厘米到几十米内形成冻结岩层(图3)。
Syngenetically冻结地层冻结了与矿物岩石和/或生物积累。它们包括最近Upper-Pleistocene和全新世粘土和淤泥沉积的河流和沿海平原,架子上存款(例如,在雅库特),aeolian-alluvial-deluvial北极岩体斜坡,北部和萧条的大湖泊。中的水分含量,冻结而累积,本质上是无限的。冰内积累大量所谓的“cryostructures”,常常形成楔形冰。他们的总量可以达到80%(图4)。
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- 图4。照片显示热岩溶在冰楔形Bolvanskii半岛,与(a)给一个区域视图从一架直升机(b)显示了一个楔形截面的冰。由M.Z.Kanevsky照片。
在较小程度上国家差异(冻结/解冻)影响基岩,和他们的cryogenesis总是表观遗传。冰裂缝和洞内不显著影响岩石强度,然而渗透率明显变化,冷冻断裂饱和地层被转换成一个隔水层。空间限制的存在融区导致水交替活跃和强化浸出。cryotic干燥岩石只发生在最地质剖面的一部分,(一般只有1 - 3米以下岩石颗粒表面),因此只感兴趣的关于二氧化碳封存作为上层隔水层以上二氧化碳地下储存设施。在这种情况下最要注意化学活性残差,因为融区水交换的条件下,溶解的二氧化碳快速反应可以发生可能导致增加孔隙度和增强二氧化碳逃离的存储。
卵石、砾石和沙地面(粉砂质砂除外)在冷冻或解冻州不很大程度上取决与对方在冰内容,但电导率的差异和力量相当可观。在冷冻状态是一个坚实的基础,可以近乎无限的建筑负荷和它是一个稳定隔水层效果提供一个气体和水迁移的障碍甚至在温和的冻层的厚度。
冻结的水分碎屑和桑迪地面通常略高于地面解冻。然而在不透水层的边界(例如,解冻不透水层-粘土)大规模冰床厚达几十米(图3)可以生成而冻结沙质地层。在这样的地方冰层的总厚度可以达到80%的整体冻结地层厚度在近地表区域分割的结构。如果人类工程活动影响巨大的冰床,他们可能发起的潜在的灾难性的geocryological过程热岩溶和thermoerosion,从而破坏风景以及附近的基础设施工程。
粉砂和粘土质地面吸引geocryologists的特别关注,构造函数和其他专家,因为他们可以显著积累大量的水在epi -和syncryogenic冻结解冻状态。这是由于他们的矿产和粒度组成,保证了充足的水分迁移到冰冷的前面。透镜状,分层,形成网状或蜂窝cryostructures,矿物基体由冰净和解剖层。他们的厚度和层间空间范围从sub-millimetre几厘米。基体也分为多边形的宏观裂纹,同生冰楔形。几米厚楔形可以形成一个多层结构有几十米的总厚度。冰和空气填充毛孔本质上是没有内容可以达到80%以上。在这种情况下热岩溶和thermoerosion导致灾难性的后果。
因此,冻结岩石是不感兴趣的材料可以主办二氧化碳。ice-saturated地面气体和水不透水,解释为什么是不可能创造条件解决方案或化学吸收(例如,为天然气水合物)中的二氧化碳冻结岩石。cryotic干燥岩石极为罕见,没有实用价值。因此,它是合理的检查冻土不是作为二氧化碳封存的封闭介质,而是作为一个单元可以提高隔离二氧化碳的深地质单位。
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