7.4. Типы льда мерзлых горных пород по условиям образования
По условиям образования в мерзлых горных породах выделяются несколько групп льда.
Конституционный лед, образующийся при замерзании влажных горных пород. Он может быть представлен в виде микроформ – отдельных кристаллов, линзочек, прослоек и, в виде макроформ – т.е. крупных включений, прослоев, линз и жил. Конституционный лед подразделяется на несколько типов:
- лед цемент, образующийся при замерзании воды в горных породах и цементирующий последние;
сегрегационный – лед образующийся в результате безнапорной миграции влаги к фронту промерзания и замерзающий в виде небольших отдельных прослоек и линзочек;
иньекционный – лед образующийся при замерзании воды, внедрившейся в мерзлые горные породы под напором;
сублимационный – лед образующийся за счет парообразной влаги в породах при ее конденсации на поверхности минеральных частиц;
инфильтрационный – лед образующийся за счет инфильтрации свободной воды в массив мерзлых горных пород по трещинам, порам и пустотам и последующего ее замерзания.
Повторно-жильные льды образуются за счет многократного заполнения водой или снегом морозобойных трещин. В поперечном разрезе они имеют клиновидную или столбчатую форму с размерами жил по вертикали от нескольких сантиметров до трех – пяти десятков метров, а по горизонтали в верхней части от первых сантиметров до нескольких метров.
Жильные льды образуются за счет замерзания воды в трещиноватых породах – изверженных, осадочных и метаморфических. Они наиболее широко распространены в замерзших водоносных зонах, трещинах выветривания и зонах тектонических разломов. Размеры, форма и положение ледяных жил, по отношению к вмещающим породам разнообразны.
Погребенный лед, образуется при погребении снежников, наледей, речных, морских и озерных льдов рыхлыми горными породами. Встречается он довольно редко, но образует крупные тела различной формы, имеющие значительную площадь и большую мощность.
Лед пещер и горных выработок,образуется при заполнении водой, и ее последующей кристаллизацией подземных естественных (пещеры) и искусственных (горные выработки) полостей, образованных в толще многолетнемерзлых пород. Этот тип подземных льдов имеет весьма ограниченное распространение.
По отношению к вмещающим толщам мерзлых горных пород различаются сингенетические и эпигенетические подземные льды. Сингенетические льды образуются одновременно с вмещающими горными породами. К ним относятся некоторые льды четвертичных отложений. Эпигенетические льды образуются после формирования вмещающих горных пород. Они формируются не только в четвертичных, но и в более древних отложениях и кристаллических породах.
7.5. Строение мерзлых горных пород
Как отмечалось выше, важнейшей особенностью состава мерзлых горных пород, является присутствие в них льда. Лед может присутствовать в них в виде микроформ, являясь своеобразным породообразующим минералом. В этом случае он представлен кристаллами, их скоплениями, мелкими прослойками и прожилками. Кроме этого, лед может быть представлен в мерзлых породах и в виде макроформ, различных слоев, линз, жил и других ледяных тел. В этом случае он представляет мономинеральную породу.
Различное распределение льда в горных породах оказывает влияние на их строение, т.е. структуру и текстуру. В скальных и полускальных породах, как отмечалось выше, при промерзании воды лед образуется только в трещинах и пустотах. Структуры их при этом не изменяются, а лед является самостоятельной мономинеральной горной породой. Мерзлые обломочные, песчаные и глинистые породы имеют структуры, типичные для таких же талых пород, т.е. пелитовую, алевритовую, псаммитовую, псефитовую и др., но их необходимо дополнять характеристикой льда – цемента /8/. Выделяются следующие типы льда-цемента (рис.7.4.):
Рис. 7.4. Основные типы льда – цемента в обломочных, песчаных и глинистых мерзлых породах:
а – контактный; б – пленочный; в – поровый; г – базальный;