Криосфера Земли. Мерзлотоведение и его связь с другими науками

Структура льда - цемента относится к типу кристаллически-зернистых структур. В зависимости от размера зерен различают структуры:

- Явнокристаллические (крупно, средне и мелко кристаллические)

- Скрытокристаллические (микро и ультра микро кристаллические)

- Равномерно зернистые

- Неравномерно зернистые (порфировые)

По форме и кристаллографической ориентировки зерен, различают структуры:

- Неправильно зернистые (аллотриаморфнозернистые)

зерна деформируются, ориентация кристаллов беспорядочна.

- Призматические (панидеаморфнозернистые), когда кристаллы льда имеют упорядоченную ориентировку

- Промежуточные (гипидеоморфнозернистые)

У льда имеются промежуточные структуры двух видов:

а) пластичная

б) столбчатая

В зависимости от соотношения зерен льда - цемента с частицами грунта различают структуры:

а) межчастичную структуру (интерсептальную)

б) объемлющую структуру (пойтилитовую)

Полное определение структур мерзлых горных пород должны включать указанные характеристики.

Например: пылеватый суглинок имеет алевролитовую структуру, с неправильно зернистым базальным ледяным цементом.

2. Текстуры мерзлых пород, условия их развития

Текстура мерзлых пород определяется взаимным расположением, сцементированных льдом минеральных агрегатов. Наиболее часто применяется классификация текстур по Шумскому, в которой в зависимости от наличия формы и расположения ледяных шлиров выделяют текстуры:

Массивная - ледяные шлиры отсутствуют, есть отдельные кристаллы.

Слоистая - ледяные шлиры в виде параллельных слоев.

Ячеистая (сетчатая) - помимо горизонтальных ледяных слоев имеются вертикальные.

Второй и третий типы в зависимости от размера слоев и ячеек подразделяются на:

- микро, тонко и толстослоистые.

- микро, мелко и крупноячеистые.

Промежуточные текстуры: порфировидная, слоистоячеистая.

Формирование криогенных текстур зависит от трех факторов:

Литолого - фациальных особенностей пород и их свойств.

Их влажностью и возможностью потока влаги к фронту промерзания.

Условиями промерзания, характером верхних граничных условий и нижних граничных (геотермическим градиентом и теплопотоком из недр).

Массивная криогенная текстура образуется при большой скорости промерзания, когда влага не успевает мигрировать к фронту замерзания. Чем больше скорость замерзания, тем меньше образуется кристаллов льда.

Слоистые текстуры образуются тогда, когда градиент температуры и скорость промерзания относительно малы или достаточно малы, чтобы влага успевала мигрировать к фронту промерзания. Чем дольше существует такое равновесие, тем больше формируются толстые ледяные пласты. В образовавшиеся трещины усыхания мигрирует влага, замерзает и образуются вертикальные шлиры. Таким образом образуется ячеистая текстура.

Слоистые криогенные текстуры образуются двумя путями:

При промерзании первоначально талых пород.

При повторных периодических промерзаниях слоя летнего оттаивания над многолетней мерзлой толщи, в условиях ежегодного осадконакоплении.

В первом случае образуются эпигенетические криогенные текстуры, главной особенностью которых является то, что с глубиной прослойки льда и ячейки становятся мощными и крупными, расстояние между ними увеличивается, но затем прослои становятся более тонкими, хотя такими же редкими. Во втором случае, когда идет ежегодное осадконакопление, летом вода просачивается к многолетней мерзлой толще - на границе формируются текстуры. Такие криогенные текстуры называются сингенетическими(синкриогенными) текстурами. Соответственно и толщи многолетнемерзлых ГП, называются эпикриогенными и синкриогенными мерзлыми толщами.

Промежуточные криогенные текстуры - полигенетические криогенные текстуры.

Эпигенетические мерзлые толщи возникают в местах отступания водоемов, речных русел, регрессий моря. Обычно мерзлые толщи в этом случае имеют меньшую льдистость. Мощность таких пород обычно ограничивается глубиной распространения колебаний годовых температур, 10-15 м, а ниже ледяные слои отсутствуют и формируется массивная текстура.

Сингенетические мерзлые толщи обычно развиваются в пойменных толщах и там, где возможно периодическое накапливание осадков. Если имеется равновесие опускания местности и идет осадконакопление, то мощность сингенетических толщ может достигать нескольких десятков. Льдистость таких пород обычно больше и часто достигает 60-80%. Полигенетические могут образовываться в термокарстовом море.

3. Генетические типы льда в мерзлых горных породах

Лед, формирующийся в ГП при промерзании имеет различный генезис, различается по текстурным и структурным особенностям, по условиям образования и залегания в связи с чем подразделяются на несколько типов:

3 типа подземного льда, которые соответствует особым условиям его образования:

1)Заполнение льдом полостей в мерзлых породах образует пещерно-жильные льды.

2)Погребение льдов - погребенные льды.

3)Промерзание увлажненных ГП создает конституционные льды.

По Шумскому генетическая классификация подземных льдов следующая:

Конституционные льды	Лед - цемент
	Сегрегационные льды
	Инъекционные льды
Пещерно - жильные льды	Жильные льды	Жильные льды
		Повторно жильные
	Пещерные льды	Термокарстово - пещерные
		Карстово-пещерные
Погребенные льды	Конжелеционные льды	Автохтонные льды гидроэффузивов (наледи) промерзших водоемов оные
	Осадочно-метаморфические льды	Снежные (инфильтрационные льды), ледниковые (динамометаморфические) льды

Распространенность указанных типов убывает в порядке нумерации, а величина отдельных образований возрастает.

Физические и механические свойства мерзлых пород.

Различают: а) тепловые свойства дисперсных мерзлых пород:

- Теплота кристаллизации чистой воды= 79,67 калорий/гр.

- Коэффициент теплопроводности

определяется из формулы Фурье:

Q= -хS

Q- Количество тепла, проходящего через площадь S, за время , при градиенте

- рассчитывается как сумма составляющих частей

Коэффициент теплопроводности грунта зависит от соотношения единиц пород к ее компонентам. Различают теплопроводность в мерзлом и талом состоянии.

- Теплоемкость грунта.

Различают истинную теплоемкость, численно равную количеству тепла, которое нужно сообщить единице веса породы, чтобы изменить ее температуру на один градус, при отсутствии фазовых переходов. Эффективная теплоемкость равна полному количеству тепла.

- Коэффициент теплопроводности

К= с-теплоемкость

- удельный вес грунта

б) физико - механические свойства мерзлых пород:

При промерзании дисперсных горных пород резко меняются физико-химические свойства. Эти свойства зависят от типа грунта и от условий промерзания.

- Суммарная влажность- если при промерзании влага не мигрирует, а замерзает на месте, то влажность не изменяется. А если влага мигрирует, то замерзает и может быть 2 случая:

а)промерзание с потоком влаги извне изучаемого объема грунта

б)промерзание без подтока влаги, но с перераспределением внутри объема.

Сезонное промерзание и оттаивание горных пород

1. Постановка вопроса об изучении сезонного промерзания (оттаивания) горных пород

2. Классификация типов сезонного промерзания (оттаивания) пород

3. Особенности состава и криогенного строения сезонно-талого и сезонно-мерзлого слоев

4. Влияние различных природных факторов на сезонное промерзание (оттаивание) горных пород

5. Потенциальное сезонное промерзание (оттаивание) горных пород

Сезонное промерзание и оттаивание горных пород представляют собой разные понятия и по Кудрявцеву определяются следующим образом:

Сезонное промерзание - это промерзание талых пород, имеющих среднегодовую температуру больше 0 градусов. Слой сезонного промерзания подстилают немерзлые или талые породы и образуется за счет теплооборотов, идущих при отрицательных температурах .

Сезонное оттаивание - представляет собой оттаивание мерзлых пород, имеющих среднегодовую температуру меньше 0 градусов.

Слой сезонного оттаивания подстилается многолетнемерзлыми породами и образуется за счет теплооборотов, идущих при положительных температурах.

1. Постановка вопроса об изучении сезонного промерзания и сезонного оттаивания пород

Три основных направления:

Географическое - оно охватывает изучение пространственных особенностей сезонного оттаивания и промерзания и зависимости их глубин от различных факторов(растительности,снежного покрова и т.д).

Теплофизическое - когда рассматриваются процессы сезонного промерзания и оттаивания как теплофизические процессы, при этом преследовалась цель получения математической зависимости мощности от температуры воздуха, теплофизических свойств грунта и т.д.

Техническое - формировалось среди строителей и железнодорожников. Преследовалась цель получения упрощенных математических формул и построение графиков.

2. Классификация типов сезонного промерзания и оттаивания. (Колосков и Кудрявцев)

Эта классификация построена таким образом, что выделены генетические (общегеографические) типы сезонного промерзания и сезонного оттаивания пород. Их выделение проводится по четырем основным параметрам: по среднегодовой температуре на подошве слоя СП и СО, по амплитуде годовых колебаний на поверхности этого слоя, по влажности грунтов и по составу грунтов. Первые два фактора являются географическими факторами, 3 и 4 геологическими.

Классификация Кудрявцева по среднегодовой температуре t:

Переходный тип 0 t 1

Полупереходный тип 1 t 2

Длительно - устойчивый тип 2 t 5

Устойчивый тип 5 t 10

для сезонного промерзания: Южный +10<t<+15

для сезонного оттаивания: Арктический -10<t<-15

6. Субтропический тип +15<t<+20

7. Полярный тип >-15

По амплитуде годовых колебаний температуры на поверхности грунта выделяют следующие типы:

Морской, если А<7.5 С

Умеренно - морской от 7,5 до 11С

Умеренно - континентальный 11 - 13,5С

Континентальный 13,5 - 17С

Повышенно - континентальный 17 - 21 С

Резко - континентальный 21 - 24 С

особо резко - континентальный >>24 С

Внутри каждого общегеографического типа выделяются разновидности сезонного промерзания и оттаивания грунтов по составу и влажности. По составу:

Монолитная скальная порода

Гравийно - галечные и щебнистые грунты

Крупнозернистый песок

Среднезернистый песок

Мелкозернистый песок

Тонкозернистый песок

Супеси

Суглинки

Глины

Торф

По влажности различают 4 градации, в зависимости от количества влаги, участвующей в фазовых переходах:

Если влажность W естественная < W незамерзшей воды, то фазовые переходы не происходят. Максимальное сезонное промерзание.

2. Если W естественная > W незамерзшей воды.

Wест < Wн +1/3(Wп -Wм )

Wп - полная влагоемкость, глубокое сезонное промерзание (оттаивание).

3. Если Wн +1/3(Wп -Wм ) <Wе<. Wн + 2/3(Wп -Wм ) - среднее промерзание (оттаивания)

Если Wест> Wн +1/3(Wп -Wм ) - мелкое промерзание.

По этим признакам выделяется 3400 типов сезонного промерзания и оттаивания. Классификация позволяет картировать глубину сезонного промерзания и оттаивания.

3. Особенности состава и криогенного строения сезонно- талого (СТС) и сезонно- мерзлого слоев (СМС)

Многократное промерзание или оттаивание приводит к выветриванию горных пород и образованию дисперсных грунтов.

Установлено, что пределом механического разрушения пород являются пылеватые частицы размером от 0,05 до 0,005. При многократном замерзании (оттаивании) глинистых частиц происходит коагуляция - вторичное образование частиц. СМС и СТС характеризуются повышенной пылеватостью отложений.

Криогенное строение СМС и СТС определяется следующим:

Составом, сложением и водными свойствами грунта.

Их предзимней влажностью и характером ее распределения по разрезу.

Глубиной залегания и режимом грунтовых или надмерзлотных вод.

Динамикой зимнего промерзания.

Исходя из этого для СМС и СТС при отсутствии миграции влаги при замерзании характерны унаследованные массивные, корковые, базальные криогенные текстуры. Степень заполнения трещин и пор льдом определяется предзимней влажностью. Перераспределение влаги возможно только в результате отжатия ее вниз, поэтому для СМС характерны:

а) льдистость пород больше чем их полная влагоемкость.

б) некоторое увеличение льдистости грунтов в нижней части СМС по сравнению с верхней.

Для СТС характерно:

а) несколько большая влажность и льдистость пород у подошвы этого слоя, чем у его верхней части (при отсутствии в период промерзания надмерзлотных вод), т.е когда в целом по слою льдистость меньше чем полная влагоемкость.

б) в случае существования при промерзании горизонта надмерзлотных вод возникновение замкнутых напорных систем и образование бугров пучения с линзами инъекционного льда или с базальной текстурой у галечников.

При наличии миграции влаги в СМС и СТС формируются миграционные типы криогенных текстур: слоистые, сетчатые, линзовидные.

В случае промерзания дисперсных пород различают 2 случая:

Уровень грунтовых вод залегает близко к дневной поверхности.

Когда УГВ залегает глубоко.

Для первого случая характерно:

а) формирование слоистых криогенных текстур с некоторым увеличением мощности шлиров в нижней части СМС.

б) суммарная льдистость грунтов СМС превышает влагоемкость его в талом состоянии.

Для второго случая характерно:

а) формирование тонкослоистых и линзовидных текстур в верхней части СМС.

б) небольшое увеличение суммарной льдистости по сравнению с суммарной предзимней влажностью.

в) существенное перераспределение влаги в процессе промерзания ее с увеличением влажности в верхней части СМС.

4. Влияние различных природных факторов на сезонное промерзание (оттаивание)

Влияние различных географических условий можно оценить с помощью схемы Кудрявцева, через влияние на классификационные параметры (А0, состав и влажность пород).

По характеру изменений этих параметров:

1)Зависимость глубин сезонного промерзания (оттаивания) пород от средней температуры на подошве СМС и СТС и амплитуды годовых колебаний температуры на поверхности грунтов.



Из рисунка следует, что с увеличением А0, увеличивается , а с уменьшением А0, уменьшается. Одна и та же может встречаться при различных А и А.

2) Зависимость глубин сезонного промерзания (оттаивания) пород от их состава, влажности и теплофизических характеристик пород.

Изменение литологического состава пород приводит к изменению их теплофизических характеристик.

Из формулы Кудрявцева = следует что прямо пропорциональна v.

С увеличением дисперсности пород уменьшается, потому что увеличивается количество пор, поэтому при прочих равных условиях max будет в грубодисперсных грунтах и min в тонкодисперсных.

Более плотные породы имеют большую теплопроводность и теплоемкость.

При рассмотрении влияния состава пород на , необходимо учитывать и влажность пород. дисперсных пород с увеличением W - увеличивается талое, увеличивается в диапазоне малых W.

Изменение мерзлое с изменением влажности имеет иной характер: при увеличении W в диапазоне малых W мерзлое уменьшается, т.к возникшие кристаллы льда нарушают теплопроводность частиц. В других случаях увеличение льдистости приводит к увеличению теплопроводности.

Чем больше W тем больше тепла затрачивается на переходы, тем меньше .

Общая зависимость от влажности может быть представлена:

Состав и влажность пород существенно влияет через температурную сдвижку, под которой понимается разница между среднегодовой температурой на подошве и на поверхности этого слоя.

ttп п

= t- tп п

Физическая природа температурной сдвижки объясняется тем, что при мерзл>талое за полупериод охлаждения через слой отводится больше тепла, чем в этот слой поступает за полупериод нагревания.

Эффект температурной сдвижки очень важен для понимания закономерностей формирования мерзлых толщ. Делая вывод о влиянии влажности учитывают затраты на фазовые переходы, эффект температурной сдвижки. Влияние влажности на глубину сезонного промерзания меньше чем на глубину сезонного оттаивания. При сезонном промерзании увеличивается температурная сдвижка, при увеличении влажности частично компенсируется уменьшением за счет увеличения затрат на фазовый переход. При сезонном оттаивании влияние влажности оказывается максимальным, т.к и увеличение и возрастание Qф приводит к сокращению оттаивания.

3) Влияние снежного покрова на глубину сезонного промерзания и сезонного оттаивания грунтов

Снег является одним из наиболее сильных факторов, влияющих на сезонное промерзание и оттаивание грунтов.

Белый покров увеличивает альбедо земной поверхности, альбедо составляет 70-80%. Снежный покров уменьшает поглощение лучистой энергии, обладает малой теплопроводностью и предохраняет породы от теплопотерь. Снег способствует повышению среднегодовых температур. В случае, когда снег задерживается на поверхности земли после смены теплооборотов - снег выступает как охлаждающий фактор. Снеготаяние- задержка прогрева пород. При росте мощности снега, снег превращается в ледники, что препятствует дальнейшему охлаждению пород.

По Кудрявцеву:

При мощности снега до h1 преобладает охлаждающее влияние за счет .

При мощности снега от h1 до h2 - отепляющее влияние снега как теплоизолятора.

При мощности снега от h2 до h3 - постепенное уменьшение отепляющего влияния снега за счет стаивания.

При h=h3 влияние снега нулевое, т.к взаимно компенсируется, препятствует зимнему охлаждению и летнему нагреванию.

>h3 постепенно увеличивается охлаждающее влияние за счет геометрического градиента.

> h4 мощная толща ледника, работает геометрический градиент.

Рассчитать отепляющее влияние снега можно несколькими способами. Наиболее известна формула Кудрявцева. Имеется две формулы Кудрявцева: 1)сокращенная, в которой он статистическим путем вывел зависимость отепляющего влияния в зависимости от мощности снежного покрова 2)полная формула Кудрявцева, в нее входят факторы, учитывающие величину теплооборотов в грунте.

Влияние снега на глубину сезонного промерзания и сезонного оттаивания:

Снятие снежного покрова не значительно сказывается на глубине сезонного оттаивания.

Снятие снежного покрова значительно сказывается на глубине сезонного промерзания.

4) Влияние растительного покрова на глубину сезонного промерзания и сезонного оттаивания.

Влияние растительности многообразно:

1)Растительный покров влияет через изменение теплообмена между почвой и атмосферой. Растительность задерживает прямую и обратную солнечную радиацию, что способствует охлаждению грунтов. Зимой в лесу теплее, так как растительный покров оказывает отепляющее воздействие. Зависит от широты местности, от видового состава растительности.

2) Растительность влияет на температурный режим грунтов через воздействие на влагообмен между почвой и атмосферой. Это воздействие идет многими путями:а)различные виды растительности по- разному испаряют влагу, влияя тем самым через влажность воздуха и почвы на тепловой баланс; б)разные виды растительности по- разному воздействуют и используют снег, что также влияет на СП и СО; в)различные виды растительности по-разному удерживают влагу в почвах и формируют различные теплофизические свойства грунтов.

В южных районах растительность оказывает охлаждающий эффект.

В северных районах растительность оказывает отепляющее влияние.

5)Влияние водного покрова на температурный режим.

Для пресных водоемов:

температурный режим донных отложений зависит от их глубины, т.к глубина влияет на глубину промерзания, толщины льда 2-3 м. Донные отложения должны находиться в немерзлом состоянии. Если ширина озера в 2 раза больше мощности многолетнемерзлой толщи будет сквозной талик.

Если глубина меньше толщина льда, то озеро может промерзать до дна.

На глубине Н=Н1 tср=0.

При толщине льда меньше Н1 среднегодовая температура на поверхности дна ниже 0°С.При толщине льда больше Н1, она больше 0°С.

В зависимости от глубины водоема выделяют 3 режима температуры донных отложений:

1) Глубина Н<H1 температура донных отложений ниже 0°С., отложения находятся в многолетнемерзлом состоянии.

2) Глубина водоема Н>H1<Hльда среднегодовая температура донных отложений положительная, зимой частично промерзает, т.е. сезонное промерзание донных отложений.

3) Глубина Н>Нльда, водоем не промерзает до дна, под ним талик.

6)Зависимость глубин сезонного промерзания и сезонного оттаивания от рельефа и экспозиции склонов.

Положение участка в рельефе местности определяет температурный режим верхнего горизонта горных пород.

Это выражается:

Среднегодовые температуры горных пород, почвы и изменяется в зависимости от абсолютной отметки местности (с увеличением отметки на 213м среднегодовая температура воздуха и горных породах понижается на 1°С). В горных районах есть зимняя температурная инверсия (в условиях антициклона холодный воздух скатывается в котловину и застаивается там).

Изменение высоты приводит к изменению литологического состава, влажности горных пород, а также снежного и растительного покрова. В результате температура пород изменяется на 10-20°С по сравнению с породами на уровне моря.

Положение участка местности в рельефе влияет на теплообмен и через различную экспозицию склонов по отношению к сторонам света и от крутизны склона (максимальное поглощение лучей при перпендикулярном положении).

7)Влияние заболоченности на сезонное промерзание и оттаивание пород.

Обычно на заболоченных участках (Забайкалье, Якутия) температура грунтов на 0,5-1-1,5°С ниже чем на сухих, дренированных участках. В районах с большей мощностью снега 0,8-1м наблюдается обратная зависимость. Это связано с тем, что летом на болотах аккумулируется больше тепла чем на сухих участках, однако температура там сильно не поднимается. Зимой если мощность снега маленькая влажные участки быстро промерзают, через льдистый грунт отдача температуры идет быстрее. Температура воздуха в приземном слое летом меньше за счет испарения.

8)Влияние инфильтрации теплых летних осадков на глубину сезонного промерзания и оттаивания пород.

Помимо кондуктивного теплообмена горные породы изменяют температуру вследствие конвективного теплообмена.

путем миграции влаги к фронту промерзания

путем инфильтрации теплых и холодных пород

путем поступления в породу теплого или холодного воздуха.

Интенсивность переноса тепла в породах путем инфильтрации летних осадков определяется их количеством, температурой осадков, фильтрационными свойствами грунтов, характером поверхности.

Для расчета отепляющего влияния осадков используется формула:

tинф=

где =

где: V - количество летних осадков, инфильтрирующихся в горные породы.

tосад - средняя летняя температура осадков

T-период колебаний =8760ч

- глубина сезонного промерзания (оттаивания)

А0 - амплитуда годовых колебаний.

t0 - среднегодовая температура грунта.

9) Влияние хозяйственной деятельности человека на глубину сезонного промерзания (оттаивания) пород.

При деятельности человека все факторы, влияющие на глубину сезонного оттаивания (промерзания) пород изменяются.

Пример: может ли меняться А0? Может из-за изменения прозрачности атмосферы.

5. Потенциальное сезонное промерзание (оттаивание) горных пород

промерзаниеоттаивание

Потенциальное сезонное оттаивание - это такое оттаивание, которое было бы если бы все теплообороты использовались на оттаивание мерзлых пород.

Для участка с многолетне - мерзлыми породами.

Потенциальное сезонное промерзание - это такое промерзание, которое было, если бы все теплообороты при отрицательных температурах расходовались на промерзание пород.

Чтобы рассчитать глубину сезонного промерзания (оттаивания) используются формулы расчета (например формула Кудрявцева, при этом в нее подставляется место А 0 - сумма А 0 и среднегодовых температур, вместо средней температуры подставляется 0).

Перелетки

Эпизодические увеличения глубины сезонного промерзания не сопровождаются соответствующим увеличением летнего оттаивания, что может привести к образованию СМС, не оттаивающего в летний период.

Чтобы возник СМС необходимо временное понижение годовых температур ниже 0°С. Максимальная возможная мощность перелеток рассчитывается как разница между потенциальной глубиной сезонно- мерзлого и сезонно- талого слоев.

Формирование и развитие многолетне мерзлых толщ горных пород

1. Основные положения теории развития многолетнемерзлых толщ

2. Влияние верхних граничных условий на формирование многолетнемерзлых толщ

3. Влияние нижних граничных условий на формирование многолетнемёрзлых толщ

4. Влияние подземных вод на формирование мощности многолетнемерзлых толщ

5. Влияние процессов аккумуляции осадков, литогенеза, эрозии и неотектонических движений на развитие многолетнемерзлых толщ

6. Принципы классификации многолетнемерзлых толщ

1. Основные положения теории развития М.М.Т

Основные теплофизические закономерности развития М.М.Т аналогичны но не идентичны закономерностям развития сезонно мерзлых пород.

Различие: различное время формирования, учитываются геологические процессы, меняются верхние граничные условия.

Выводы Кудрявцева:

Необходимо провести анализ сложного изменения температурных условий на верхней границе мёрзлой толщи. Эти условия слагаются как суточными и годовыми колебаниями температур, так и под влиянием колебаний с различными периодами: 3-летний; 9-11-летний; 40-летний и т.д.

2-3 года

Реальный ход изменения температуры на поверхности складывается из разных по периоду и амплитуде колебаний температуры.

Анализируется характер, глубина и скорость распространения в глубину температурных колебаний с различными периодами, при этом учитывается:

а)колебания с глубиной затухают тем скорее, чем меньше период колебаний;

б)фазы колебаний температуры горных пород запаздывают во времени по глубине;

в)с глубиной колебания с более короткими периодами постепенно исключаются и ниже остаётся наложение меньшего числа колебаний;

Периоды с разной амплитудой и разными периодами колебаний проникают на разную глубину.

Необходимо учитывать литологические особенности мерзлых пород, определяющие тепло-физические характеристики. Учитываются нижние граничные условия, это скажется на динамике мерзлотного процесса.

- формула Кудрявцева.

Т - длина периода.

Из уравнения следует, что максимальная мощность многолетнего промерзания является функцией параметров: Т, А, t, c, Qф, , нет геометрического градиента .

2. Влияние верхних граничных условий на формирование ММТ

При гармоничных изменениях температуры на поверхности, верхние граничные условия выражаются через:

Т - период многолетних колебаний.

А - амплитуда

t - положение оси колебаний, средняя температура пород

Три типа формирования средней многолетней температуры:

По соотношению средних максимальных и минимальных температур на поверхности пород за период Т возможны 3 случая формирования М.М.Т.

t max<0C Формирование М.М.Т существует в течении всего периода, колеблется ее нижняя граница, изменяется от в1до в2.

t min<0C, tср<0C, t max>0C. Образование М.М.Т с эпизодически возникающим слоем оттаивания в пределах а1, а2 и с периодически изменяющейся глубиной нижней границе М.М.Т в1-в2.

tср>0C, t min<0C. Эпизодически возникает М.М.Т в пределах а-в.

3. Влияние нижних граничных условий на развитие ММТ

Нижние граничные условия, определяющие движение подошвы М.М.Т., характеризуются фиксированной температурой, соотношением потоков тепла по обе стороны границы раздела в2, где теплопоток q2, при этом если q1= q2 - подошва неподвижна. Если q1>q2 - промерзание М.М.Т (подошва перемещается вниз), если q1<q2 - оттаивание М.М.Т (подошва перемещается вверх).

4. Влияние подземных вод на формирование мощности ММТ

Формирование и развитие М.М.Т. происходит в динамическом, тепловом взаимодействии с подземными водами.

Это влияние зависит от типа гидрогеологической структуры, условий питания, транзита, разгрузки, динамического режима, химического состава и температуры подземных вод. Тепловое взаимодействие подземных вод и многолетнемёрзлых толщ объясняется конвективностью теплообмена. Наибольшее тепловое влияние на М.М.Т. оказывают термальные воды, т.к. связаны с глубинными разломами и артезианские, восходящие с больших глубин.

Значительное влияние при этом имеет интенсивность водообмена.

5. Влияние процессов аккумуляции, литогенеза, денудации, эрозии на развитие ММТ

Накопления молодых четвертичных мёрзлых осадочных пород в опускающихся депрессиях изменение мощности мёрзлых толщ зависит от соотношения между скоростью опускания нижней границы мёрзлой толщи и скоростью её протаивания снизу. В случае равенства этих скоростей аккумуляция осадков и опускание территории не вызовут никакого увеличения мощности мёрзлых толщ Последнее может произойти только в случае, когда скорость протаивания снизу вследствие нарушения термодинамического равновесия меньше скорости накопления мёрзлой толщи и её промерзания сверху.

Наоборот, противоположный случай - поднятие территории в связи с денудацией поверхности при достаточной скорости последнего процесса должно вообще несколько уменьшить мощность мёрзлых толщ. Но, как правило, процессы денудации настолько медленны по сравнению с процессами поднятия и особенно промерзания, что в горах успевают образовываться даже более мощные мёрзлые толщи, чем в депрессиях, тем более, что с высотой относительно понижается и средняя температура пород.

Таким образом, неотектонические движения, процессы аккумуляции осадков и денудация могут заметно влиять на изменения мощности мёрзлых толщ только в том случае, когда их скорость одного порядка со скоростью промерзания (протаивания) пород или превосходит последнюю.

При литогенезе осадочных пород выделяется некоторое количество тепла, которое принципиально должно влиять на мощность и температуру образующихся в них мёрзлых толщ.

6. Принципы классификации ММТ

По Кудрявцеву все возможные классификационные признаки разбивают:

Геолого-морфологическая обстановка и состав горной породы.

Особенности теплообмена в связи с геолого-географической обстановкой.

Особенности самих М.М.Т и их частные характеристики.

I. Классификационные признаки разделения М.Т по геолого-географической обстановки и составу пород.

3 типа М.Т., приуроченных к современным структурам земной коры:

а) мерзлые толщи платформенных областей со слабым проявлением неотектоники. Западная Сибирь.

Области подразделяются на: континентальные, шельфовые( расположенные в пределах континента отмели). Забайкалье, Якутия, Урал.

б) М.Т областей материкового горообразования.

Области делятся на: области со слабым процессом горообразования, средней интенсивности, весьма интенсивное горообразование.

в) М.Т области современных геосинклиналей. Подразделяются на высокие поднятия и глубокие прогибы.

Эти структурные формы в значительной степени определяют особенности геоморфологических условий формирования М.М.Т.

По геоморфологическим условиям, по соотношению рельефа с типом геологических структур, М.М.Т делятся на 3 группы:

1) многолетние М.Т. в пределах аккумулятивных равнин.

2) М.Т. в пределах денудационных равнин.

3) М.Т. в пределах гор и нагорий.

Деление М.Т. по характеру гидрогеологических структур:

а) М.Т артезианских бассейнов платформенного типа.

б) М.Т артезианских межгорных впадин и предгорных прогибов.

в) М.Т водоносных систем, трещинных вод, древних кристаллических массивов.

г) М.Т сочлененных бассейнов подземных вод горных бассейнов.

По минерализации подземных вод. При промерзании водоносных горизонтов:

а) с пресными водами (до 1г/л);

б) солоноватыми (от 1 до 10 г/л);

в) солеными (от 10 до 50 г/л);

г) рассолами (>50 г/л).

Подразделение М.Т по генезису, составу и возрасту производится в соответствии с геологической классификацией.

II.Классификационные признаки подразделения М.Т. по характеру теплообмена:

1.По широте местности:

- южный;

- средний;

- северный

Характеризуется величиной поглощения солнечной радиации.

2. По средне годовым температурам горных пород М.Т. делятся на:

- tср 0 до -1C

- tср -1 до -3C;

- tср -3 до -5C;

- tср -5 до -10C;

- tср >-10C.

3. по континентальности климата выделяются типы М.М.Т., свойственные:

- морскому климату, с амплитудой температур до 11C;

- континентальному климату, с амплитудой температур от 11 до 17C;

- резко континентальному климату, с амплитудой температур >17C.

4. По длине периода колебаний температуры на поверхности земли:

а) толщи горных пород существующих в мерзлом состоянии в течении современного периода - QIV:

- короткопериодные (до 10 лет);

- среднепериодные (сотни лет);

- длиннопериодные (тысячи лет).

б) толщи мерзлых горных пород существующих со времен формирования - QIII;

в) среднечетвертичный период со времен QII;

г) нижнечетвертичный период со времен QIII;

д) дочетвертичный период со времен NIII-II.

5. По соотношению средних и экстремальных температур горных пород:

а) tmax<0C М.Т - сливающаяся, но ее нижняя граница перемещается.

б) tср<0C tmax>0C М.Т. периодически формируется и оттаивает, в некоторые периоды времени образуется несливающаяся мерзлота или слоистая, средняя часть М.Т постоянна.

в) tmin<0C ) tср>0C М.Т. появляется только в «холодную» часть периода.

6. По величине теплопотока снизу к подошве М.М.Т.:

а) с малым теплопотоком при 0-0,2C/м

б) со средним теплопотоком 2-4C/м

в) с большим теплопотоком >4C/м

7. По льдости М.Т.:

а) мерзлые толщи без включения льда - морозные;

б) М.Т. малольдистые с массивной криогенной текстурой, с влажностью не намного больше полной влагоемкости.

в) сильно льдистые, с прослоями льда (влажность прилично больше полной влагоёмкости).

8. По характеру конвективного теплооборота:

а) М.Т. с конвективным теплообменом за счет циркуляции надмерзлотных вод;

б) М.Т. прерывистого распространения с конвективным теплообменом по таликовым зонам.

в) М.Т. с конвективным теплообменом у их нижней границы за счет циркуляции подмерзлотных вод.

г) М.Т. с конвективным теплообменом за счет циркуляции воздуха в трещинах и пустотах.

III. Классификационные признаки подразделения М.Т. по особенностям строения и частным характеристикам.

1)По характеру распределения:

а) М.Т сплошного распределения, талики только под реками или озерами;

б) М.Т прерывистого распределения, с островами талых пород, М.Т;

в) М.Т прерывистого распределения в виде крупных массивов развитых на фоне талых или не мерзлых пород (площадь М.Т.- >50%);

г) М.Т островного распределения, развиты локально (площадь М.Т.-несколько %); .

д) перелетки в близи южной границы мерзлоты.

2. По характеру строения М.Т.:

а) непрерывные или сплошные, без талых прослоек.

б) прерывистые, слоистые, чередование мерзлых и талых слоев.

3. По взаимосвязям М.Т. со слоями СМС и СТС:

а) сливающиеся М.Т., СТС - кровля М.Т.;

б) несливающиеся М.Т.,где между подошвой СМС и кровлей есть талая прослойка.

4. По генезису М.М.Т.:

а) эпигенетические (промерзание после накопления и эпигенеза горных пород);

б) сингенетические (накапливание и промерзание горных пород идёт одновременно);

в) полигенетические (М.Т. 2-х ярусные).

5. По криогенному строению

а) эпигенетические, унаследовавшие криогенные текстуры;

б)эпигенетические, имеющие миграционную криогенную текстуру;

в)сингенетические с криотекстурами, возникшие при перераспределении влаги, при промерзании СТС;

г) эпигенетические и сингенетические с крупными включениями льда, в виде повторно-жильных льдов, гидролаколитов и т.д.

6. По строению и составу:

а) одноярусное строение (рыхлые или скальные породы);

б) двухъярусное строение.

7. По количеству циклов промерзания:

а) однократно промерзавшие, существуют непрерывно в многолетне мерзлом состоянии.

б) неоднократно промерзавшие и оттаивающие.

8. По мощности М.Т в зависимости от их состояния при прочих равных условиях:

а) М.Т предельной мощности, сложены морозными скальными породами с большим коэффициентом теплопроводности.

б) М.Т повышенной мощности, сложены рыхлыми породами

в) М.Т повышенной мощности с влажностью больше влагоемкости.

9.По динамике М.Т направления развития мерзлых процессов:

а) деградационные

б) стабильные

в) агрогационные.

Талики.

Талики или талые (таликовые) зоны, представляют собой толщи

талых или немёрзлых горных пород, которые развиты ниже слоя сезонного промерзания и существуют непрерывно более года. При сплошном распространении многолетнемёрзлых горных пород по площади, где пространства, занятые талыми породами, имеют меньшие площади, чем мерзлые толщи, обычно употребляют название «талики».

Могут занимать различное отношение к ММТ:

Залегать с поверхности, пронизанной ММТ насквозь или некоторую глубину.

Быть ограниченными ММТ сверху и снизу или со всех сторон.

Находиться ниже ММТ.

По условиям залегания талых пород категории таликов:

Талики (таликовые зоны);

Межмерзлотные талики;

Внутримерзлотные талики.

Таликовые зоны - островное распределение ММТ, на фоне талых пространств. Талики и таликовые зоны могут быть сквозными и несквозными если на некоторой глубине подстилаются мерзлыми толщами. Межмерзлотные талики - ограничены ММТ. Внутримерзлотные талики - ограничены со всех сторон мерзлыми толщами.

В зависимости от условий залегания таликов подразделяют и подземные воды в таликах:

а) воды сквозных таликов;

б) надмерзлотные воды несквозных таликов;

в) межмерзлотные воды;

г) внутримерзлотные;

д) подмерзлотные

Классификация таликов по условиям их существования:

Классификация Романовского

тип	подтип	класс	подкласс	вид
I Радиационно - тепловой	радиационный	Безводный	Термальный	Сквозной Несквозной
		Грунтово-фильтрационный
		Напорно-фильтрационный	Термальный
			Криогидро- галинный
	Тепловой	Безводный	Термальный
		Грунтово-фильтрационный
		Напорно-фильтрационный	Термальный
			Криогидро-галинный
	Дождевально-радиационный	Инфильтрационный	Термальный
		Грунтово-фильтрационный
		Напорно-филтрационный	Криогидро-галинный
II Гидрогенный (подводно-тепловой)	Шельфовый (субмаринный)	Застойный	Криогидро-галинный	Сквозной и несквозной
		инфильтрационный
		Напорно-фильтрационный	Криогидро-галинный	термальный
	Подэстуариевый	Грунтово-фильтрационный	термальный	Сквозной и несквозной
		Инфильтрационный	термальный	сквозной
		Напорно-фильтрационный	Криогидро-галинный
	Подозерный	Застойный	Криогидро-галинный	Сквозной и несквозной
			термальный
		Инфильтрационный	термальный
		Напорно-инфильтрационный	Криогидро-галинный
	Подрусловой	Грунтово-фильтрационный	термальный	Сквозной и несквозной
		Инфильтрационный
		Напорно-инфильтрационный	термальный Криогидро-галинный
	Прирусловой (пойменный)	Грунтово-фильтрационный	термальный	Сквозной и несквозной
		Инфильтрационный
		Напорно-инфильтрационный	термальный Криогидро-галинный
III Гидрогеогенный		Напорно-фильтрационный	термальный Криогидро-галинный	Сквозной и несквозной
IVгляциогенный		Безводный	термальный	Сквозной и несквозной
		Инфильтрационный
		Грунтово-фильтрационный
V хемогенный		Безводный	термальный	Сквозной и несквозной
		Инфильтрационный
		Напорно-фильтрационный
VIвулканогенный		Безводный	термальный	Сквозной
		Напорно-фильтрационный
VII техногенный				Сквозной и несквозной

В классификации Романовского выделяются типы таликов по основным причинам их образования, классы - по гидрогеологическим особенностям, подклассы - по температурным особенностям подземных вод, виды - по отношению таликов к М.Т., подтипы - по причинам образования.

Талики подразделяются на 7 типов:

I. Радиационно - тепловые. Причиной их образования является радиационно-тепловой обмен на поверхности земли и в приповерхностном слое, приводящий к формированию положительных температур горных пород у подошвы слоя их годовых колебаний.

II. Гидрогенные талики. Формируются в результате отепляющего влияния водоёмов и водотоков на температурный режим донных слоёв горных пород. Температуры в донных породах бывают или положительными (под пресными и солёными водоёмами и водотоками), или отрицательными, не превышающими точку замерзания минерализованных вод (под солёными водоёмами).

III. Гидрогеогенные. Существуют в результате напорной восходящей фильтрации подземных вод глубокой (подмерзлотной и межмерзлотной) циркуляции по тектоническим нарушениям, пластам водопроницаемых пород. Воды таких таликов разгружаются в виде субаэральных источников, дающих начало водотокам.

IV. Гляциогенные. Существуют под ледниками, температура которых близка к 0°С. Породы, слагающие ложе таких ледников, находятся в талом состоянии.

V. Хемогенные. Возникают в результате выделения тепла при окислительных реакциях в толще горных пород.

VI. Вулканогенные. Существуют в районах активной вулканической деятельности под влиянием интенсивной теплоотдачи со стороны магматических очагов, выделения горячего газа.

VII. Техногенные. Возникают в результате деятельности человека (талики под зданиями, дорогами, искусственными водоёмами).

Радиационно - тепловые талики включают в себя подтипы:

1)Радиационные талики. Образуются за счет поступления солнечной радиации на склоне южной экспозиции по сравнению с северной, а также при уменьшении альбедо.

2)Тепловые талики. Образуются в результате комплексного воздействия ряда факторов, приводящих к повышению уровня теплообмена на поверхности земли и у подошвы слоя их сезонного промерзания - оттаивания.

3)Дождевально-радиационные талики. Образуется, когда положительная температура пород формируется под влиянием всего комплекса поверхностных условий, в том числе и привноса в верхние горизонты горных пород инфильтрующимися осадками.

Гидрогенные талики.

1)Шельфовые (субмаринные) талики. Существуют в прибрежных участках арктических морей благодаря наличию солёных морских вод, имеющих обычно отрицательную температуру.

2)Подэстуариевые. Развиты под эстуариями и дельтами рек, впадающих в море и испытывающих его воздействие.

3)Подозерные талики. Развиты под озёрами различного генезиса и существующими благодаря отепляющему воздействию озёрных вод.

4)Подрусловые талики. Приурочены к руслам рек и испытывающие отепляющее воздействие поверхностных водотоков.

5)Прирусловые талики. Приурочены к прирусловым отмелям.

На классы талики делят по наличию и особенностям существования подземных вод:

1)Безводные. Сложены как водопроницаемыми, так и водонепроницаемыми породами, в которых подземные воды на всю мощность талика, т.е. до подошвы окружающих его мерзлых толщ, отсутствуют.

2)С застойным режимом. Подземные воды не движутся, находясь в водопроницаемых напластованиях или трещиноватых зонах, ограниченных снизу и с боков водоупорами, часто криогенными.

3)Грунтово-фильтрационные, в которых существует поток грунтовых вод, двигающихся по уклону. Такие талики сложены в верхней части водопроницаемыми отложениями, подстилаемыми относительно водоупорными породами.

4)Инфильтрационные. Подземные воды имеют нисходящее, часто близкое к вертикальному направление движения по водопроницаемым пластам, трещиноватым зонам.

5)Напорно-фильтрационные. Подземные воды имеют восходящее направление движения по водопроницаемым пластам, трещиноватым зонам. Эти талики являются водовыводящими. По ним происходит разгрузка вод глубокой циркуляции.

Подклассы делятся на термальные (с температурой воды выше 0°С) и криогидрогалинные (высокоминерализованные воды с температурой ниже 0°С, но выше температуры их замерзания. Н.И. Толстихин называет такие воды криопэгами).

Есть и другие классификации. Кроме основных характеристик талики разделяют по геологическому строению, которое определяют гидрогеологические особенности таликов, их соотношение с М.Т по площади, разрезу.

По характеру водопроницаемых водоносных пород:

а) поровая, пластово - поровая водопроницаемость в рыхлых породах.

б) порово- трещино - карстово - пластовая в складчатых структурах.

в) трещинно- жильная проницаемость в зонах разрывных нарушений.

г) трещинная в скальных породах.

д) трещинно-карстовая в раскарстованных карбонатах.

По положению в рельефе:

а) водоразделенные;

б) склоновые;

в) долинные.

По характеру теплообмена:

а)кондуктивные;

б)конвективные;

в)кондуктивно-конвективные.

По устойчивости:

а) неустойчивые

б) устойчивые

в) весьма устойчивые

По направлению динамики развития таликов:

а) увеличивающаяся

б) сокращающаяся

в) находящаяся в квази стационарном состоянии.

По времени возникновения таликов относится формирование М.Т:

а) первичные (одновременно с М.Т)

б) вторичные

В природе талики разнообразны по своему строению

Подземные воды криолитозоны и их взаимодействие с ММТ.

В процессе многолетнего промерзания водоносные слои становятся водоупорными (криогенные водоупоры), при этом изменяются физические свойства этих слоев (водопроницаемость, теплоемкость),а в процессе замерзания выделяется дополнительная теплота кристаллизации. При оттаивании - обратные процессы и водоупорные массивы могут стать водопроницаемыми.

В результате процессов замерзания (оттаивания) меняется гидродинамический режим, то есть эти процессы воздействуют на геологическую обстановку. При движении подземных вод а) могут меняться теплофизические свойства пород б) могут возникать дополнительные конвективные потоки в) может перераспределяться тепловая энергия и меняться мощность ММП. При многократном промерзании (оттаивании) меняется химический состав соленых вод.

Подземные воды криолитозоны делятся по пространственному положению относительно ММТ

Н.И.Толстихин делил подземные воды на:

Надмерзлотные воды (в талых слоях над ММТ)

Воды таликовых зон (в сквозных таликах, МТ по боковым поверхностям)

а) инфильтрационные

б) напорно-фильтрационные

в) грунтово-фильтрационные

г) имеющие застойный характер

3) Подмерзлотные воды (первые от подошвы ММТ)

4) Межмерзлотные воды (в талых слоях, сверху и снизу окружают МТ, имеют связь с другими категориями вод МТ)

5) Внутримерзлотные воды (в талых слоях, ограничены со всех сторон МТ, не имеют связи с другими категориями подземных вод)

Воды сезонно-талого слоя (СТС) питаются атмосферными осадками, в некоторых случаях водами, образующимися при таянии снежников или выходами вод глубокой циркуляции. Эти воды сильно влияют на температурный режим, определяя мощность, криогенное строение, но влияние это различно в зависимости от положения вод СТС.

Если СТС сложен крупнообломочными отложениями: курумами, элювием, щебнем, то в условиях континентального климата в порах формируются конденсационные воды. Обычно воды СТС имеют слабую минерализацию и относятся к гидрокарбонатным водам, однако при определенных условиях минерализация может возрастать.

Воды несквозных таликов

Воды несквозных таликов относятся к надмерзлотным водам, питаются водами СТС, атмосферными осадками. Эти воды приурочены к водораздельным террасам, поровым или трещинным водам. Их движение происходит в соответствии с естественным уклоном местности, поэтому режим таких вод непостоянный, воды разгружаются в виде нисходящих таликов. Если такие воды разгружаются в долинах, то тогда они подпитывают межмерзлотные воды.

Воды сквозных таликов

Воды сквозных таликов подразделяются на воды таликов инфильтрационного класса и напорно-фильтрационные воды. Воды таликов инфильтрационного класса относятся к поровым, трещинным и трещинно-жильным. Они могут питаться поверхностными и питать подмерзлотные воды. Состав таких вод определяется составом питающих вод(пресные, гидрокарбонатные). Этим определяется их гидродинамический режим. Воды напорно-фильтрационных таликов относятся к трещинно-жильным. По составу могут соответствовать составу подмерзлотных горизонтов. Гидродинамический режим определяется гидрогеологической структурой. С выходом таких вод связаны наледи.

Подмерзлотные воды

Обычно подмерзлотные воды подразделяют по особенностям их положения по отношению к подошве ММТ:

воды, контактирующие с ММП

воды, не контактирующие с ММП

Вторые можно разделить на воды, отделенные от ММТ водопроницаемыми и водонепроницаемыми горными породами, их режим будет различным.

Контактирующие и не контактирующие воды имеют напор и только воды, отделенные водонепроницаемыми горными породами не имеют напор. Подмерзлотные воды могут подразделяться по температурному признаку на: а) имеющие положительную температуру б) имеющие отрицательную температуру(соленые воды). Соответственно различные по направлению и температуре воды оказывают различное тепловое воздействие на ММТ: а)никакого влияния б) отепляющее в)охлаждающее влияние.

Межмерзлотные и внутримерзлотные воды

Эти воды по происхождению, минерализации и температуре разделяются на две группы: а)соленые воды и рассолы с отрицательной температурой (криопеги), образуются в различных условиях и создают термодинамические системы, которые находятся в динамическом равновесии; б) межмерзлотные и внутримерзлотные пластово-поровые воды, имеющие положительную температуру, слабоминеральные или пресные.

Некоторые особенности гидрохимических процессов при промерзании и охлаждении мерзлых пород.

Промерзание и охлаждение горных пород, содержащих подземные воды приводит к изменению минерализации и химического состава подземных вод. Температуры, при которых происходит минерализация зависят от минерализации. Замерзание вод сопровождается их криогенной метаморфизацией, при этом часть солей включается в лед в виде твердых примесей, а другая часть отжимается в нижние слои, где происходит криогенное концентрирование. Подземные льды имеют меньшую минерализацию, при таянии только часть солей переходит в раствор. Следствием этих процессов является криогенное опреснение природного раствора.

Тепловое взаимодействие подземных вод и ММТ.

Тепловое взаимодействие подземных вод и ММТ начинается с момента формирования подземных вод. Дальнейший характер зависит и определяется типом вод, направлением их движения.

Криогенные (мерзлотные) геологические процессы и явления

Процессы тепло и массообмена в горных породах в зоне вечной мерзлоты и глубокого промерзания грунтов в естественной обстановке приводит к возникновению мерзлотных процессов, в результате которых возникают криогенные физико-геологические явления.

Криогенные процессы - это экзогенные геологические процессы, связанные с сезонным или многолетним промерзанием (оттаиванием), с охлаждением мерзлых пород и замерзанием подземных вод. Развитие криогенных процессов приводит к образованию криогенных явлений(наледеобразование, пучение, термокарст), которые выражаются в геологическом строении разреза в районе ММТ. Практически все экзогенные геологические процессы и явления в крио-лито зоне приобретают определенную специфику. Криогенные явления формируются в результате развития нескольких процессов. Развитие криогенных процессов зависит не только от тепло и массообмена, но и от геологического строения, геоморфологии и многих др. факторов.

1. Выпучивание (вымораживание) твердых тел из рыхлого влажного грунта

При оттаивании выпученных грунтов происходит их усадка. Величина пучения и усадки зависит от глубины промерзания.

Пучение влажных грунтов приводит к морозной сортировке дисперсных грунтов.Такое строение характерно для многих районов Забайкалья. На склонах эти процессы часто приводят к специфической формации рельефа.

Бугры пучения.

Процессы промерзания и оттаивания при определенных условиях приводят к образованию бугров пучения. Их образование связано с локальным повышением льдовыделения и образованием льдов.

Локальное накопление льда идет несколькими путями:

путем образования и накопления сегрегационного льда, в результате миграция влаги под действием , t и влажности - характерно для открытых систем, образуются миграционные бугры пучения.

Путем передвижения воды под действием гидростатического давления, развивающегося при замерзании закрытых систем на основе инъекционного льда - инъекционные бугры пучения.