WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 9 |
Полярный режим региона предопределил развитие субаквальной криолитозоны, отразился на специфике осадконакопления, включая ледовый и айсберговый разнос обломочного материала, экзарационное воздействие плавучих льдов на дно и т.д.

_ © Нефтегазовое дело, 2006 http://www.ogbus.ru При этом наибольшее влияние на донные осадки и отложения оказало одно из проявлений полярного литогенеза – промерзание, криодиагенез (по А.И.Попову), связанный с образованием льда в качестве аутигенного материала, обезвоживанием минеральных агрегатов в результате миграции свободной и связанной воды, с их внутриобъёмным сжатием и формированием разно сопрягающихся ледяных шлиров, с необратимым разрывом коагуляционных связей [72]. Наибольшее влияние на современные мерзлотные и экзарационные процессы, физико-механические свойства донных грунтов оказали три этапа развития криолитозоны шельфа, выделенные В.А.Соловьёвым [79]:

Этап плейстоценовых трансгрессий (эоплейстоцен - поздний плейстоцен), сопровождаемый обширными трансгрессиями и, большей частью, неблагоприятный для формирования криолитозоны.

Этап позднеплейстоценовых (предголоценовых) регрессий, оптимальный для глубоководного промерзания большей части шельфа.

Этап последней позднеплейстоцен-голоценовой трансгрессии (начавшийся 19-18 тыс. лет назад), характеризующийся постепенной сменой субаэральной обстановки на субаквальную и определивший развитие современных процессов термоабразии и деградации субаквальной криолитозоны.

Поддонная криолитозона Баренцева и Карского морей имеет широкое распространение на западе региона и практически сплошное – на востоке [62].

Криолитозона отсутствует в западной части Баренцева моря, «прогреваемой» водами Атлантики. Положение поддонной криолитозоны довольно точно отражается в средней температуре придонных морских вод.

Строение криолитозоны Баренцево-Карского шельфа характеризуется широким развитием морозных пород, насыщенных криопэгами и одного-двух, а возможно и трех горизонтов многолетнемерзлых пород и льдов, развитых фрагментарно (возможно, включая газовые гидраты).

Надмерзлотные криопэги. Морозные породы, насыщенные криопэгами, имеют практически сплошное распространение в поддонной криолитозоне морей.

Криопэги, как правило, представляют собой отрицательнотемпературные воды морского состава с минерализацией, близкой к придонным водам. Об этом можно судить, сравнивая результаты химического состава поровых вод, отжатых при давлении 0,098-24,5 МПа из посткриогенных ледниковых и ледниково-морских отложений поздненеоплейстоценового возраста, из современных донных осадков (формулы 1,2,3) с составом придонных морских вод:

Баренцево море, Мурманское мелководье, ст.120, поддонный интервал, 012 – 0,61 м пески глинистые g QIII Cl90,2SO49,1HCO30,° M34,1 T - 0,1 C (1) (Na + K)79,3Mg17,4Ca3,Там же ст. 1,2 – 1,5 м песчанистые глины mgQIII Cl90,6SO48,8HCO30,° M34,5 T - 0,1 C (2) (Na + K)79Mg17,4Ca3,Там же ст. 131 глинистые илы mQIV Cl90,1SO49,0HCO30,° M35,0 T - 0,1 C (3) (Na + K)79Mg17,6Ca3,_ © Нефтегазовое дело, 2006 http://www.ogbus.ru Придонные воды этого же района Баренцева моря, обладая такой же минерализацией, от 34,9 до 35,42 г/л, характеризуются теми же соотношениями основных компонентов химического состава, которые свойственны поровым водам Охарактеризованные выше по данным Г.А. Ивановой, А.Е. Рыбалко и М.А.

Спиридонова [32] криопэги, при наличии под ними реликтовых многолетнемерзлых пород могут быть отнесены к категории надмерзлотных.

Подмерзлотные криопэги относятся к двум типам. Первый из них формируется близ берегов поднятий в областях интенсивного промерзания донных грунтов при выходе из-под уровня моря. Так, у западного берега о. Земля Александры (архипелаг Земля Франца-Иосифа) на глубине моря 1,9 м, под новообразованными под припайным льдом ММП мощностью 8 м вскрыты рассольные криопэги с температурой – 4,8°С следующего состава [67]:

Cl90,9SO48,8HCO30,° M93,6 T - 4,8 C (4) (Na + K)78,2Mg17,8CaДругой тип подмерзлотных криопэгов формируется под толщей реликтовых ММП, находящихся на стадии деградации. При протаивании подошвы толщи ММП формируются слабосоленые или даже почти пресные криопэги с температурами, близкими к нулю.

Распространение мёрзлых пород. Наличие относительно маломинерализованных вод в донных отложениях областей криогенеза определяет возможность новообразований льда и многолетнемерзлых пород даже при относительно незначительных понижениях температуры придонных вод.

Например, для Ямало-Гыданской (Мангазейской) области новейших поднятий характерны новообразования ММП с формированием «козырьков» протяженностью от десятков до нескольких сотен метров, например в районе мыса Бурунного [20]. На Западном Ямале прибрежная зона ММП уже на глубине смешивается с сезонномерзлыми, протаивающими после «схода» припайного льда. Н.Ф. Григорьев выделял как участки сплошного распространения новообразованных ММП, например, между прибрежными островами Байдарацкой губы, так и островного, связанного с широко развитыми в прибрежной зоне намывными островами, морскими банками, барами и косами, при промерзании которых на локальных участках обмеления через слой морского льда формируются острова многолетнемерзлых пород мощностью свыше 2 м.

Мерзлые породы в настоящее время образуются под стамухами, «сидящими» на морском дне на глубинах до первых метров. Однако, переход этих новообразований в ранг ММП, вероятно осуществляется только в исключительных случаях.

К криогенным новообразованиям преимущественно сезонного характера несомненно относятся донные льды, рассмотренные с привлечением новых данных А.Н. Хименковым и А.В. Брушковым [84]. К новообразованиям криолитозоны относятся экзотические диапирообразные формы в виде эллипсовидных поднятий высотой до 12 – 14 м с ледяным ядром, напоминающие гидролакколиты. Обнаружены в Печорском заливе Баренцева моря на морских глубинах 60 – 75 м [8] и описанные также В.П. Мельниковым и В.И.

Спесивцевым [53].

Скважина, пробуренная на вершине подводного ледяного бугра, названного авторами по аналогии с такими же явлениями в море Бофорта «пинго», на _ © Нефтегазовое дело, 2006 http://www.ogbus.ru глубину 100 м полной мощности ледогрунта, залегающего под 1 – 6 метровым слоем суглинистых образований, не вскрыла. В.П. Мельников с соавторами [54] справедливо связывает формирование ледового ядра пинго со струйной дегазацией углеводородов.

К категории новообразованных, по всей видимости, можно отнести ММП, залегающие вблизи донной поверхности и вскрытые скважиной на Баренцевоморском шельфе в точке с примерными координатами 76° с.ш., 40° в.д.

на глубине моря 230 м [8]. Их формирование можно связать с изменением знака придонных температур с положительного во время оптимума голоцена на отрицательные при последующем похолодании и промерзании отложений со слабосолеными водами подобными по составу и минерализации, отраженным в формуле 5, образовавшимися за счет протаивания льдистой субаквальной криолитозоны. Палеоглубины описываемой точки по аналогии с Новоземельским шельфом в момент позднеголоценового промерзания могли быть на 100 – 150 м меньше, чем современные.

Формирование второго от поверхности горизонта субаквальной ММП реликтовой многолетнемерзлой зоны связано с промерзанием во время последней поздненеоплейстоценовой регрессии. Минимальное положение уровня отступающего моря приходится на середину Сартанского века 19 – 18 тыс. л.

назад.

Промерзание охватило почти всю площадь шельфа Карского моря до широт – 83,5° с.ш., исключая дно окраинно-шельфовых желобов (трогов) Воронина и Св.

Анны. Промерзание Баренцевоморского шельфа распространилось примерно до этих же широт, исключая днища трогов Воронина, Баренца и ряда внутришельфовых желобов Центральной Котловины. Промерзание Баренцевоморского шельфа имело фрагментарный характер также вследствие развития на промерзающей суше серии ледниковых покровов [5].

Появлению собственно субаквальных ММП предшествовало разрушение верхнего горизонта, во многих случаях, наиболее льдистых пород, образование береговых уступов, подмываемых морем, захоронение «мерзлоты» под донные осадки. Такие процессы на отдельных участках интенсивно отступающих берегов происходят и в настоящее время с образованием на глубинах до 15 – 26 м прибрежных субаквальных массивов ММП мощностью до 40 – 100 и более метров. Общая мощность прибрежной криолитозоны достигает 100 – 150 м.

Глубина залегания реликтовых ММП вблизи берега составляет от 2 – 4 до 23 – 43 м при мощности 25 – 90 м [8, 53]. В Байдарацкой губе по данным электроразведочных работ, глубины залегания кровли ММП 14 – 26 м, мощность ММП около 100 м. На расстоянии свыше 100 км от берегов Ямала (Русановская площадь) острова реликтовых ММП вскрыты на глубине моря 109 – 114 м под слоем немерзлых глинистых илов и супесчано-суглинистых отложений с прослоями песков, залегающих до поддонной глубины 10 – 13,5 м слоями льда многолетнемерзлые породы. Мощность ММП от 8,5 до 19,5 м, по косвенным признакам (при осмотре керна) возможная мощность ММП 82,5 м, при общей мощности криолитозоны 40 – 50 м [53]. По данным интерпретации электрометрических работ, выполненных в рейсах ПМГРЭ с участием ВНИИОкеангеология субаквальные ММП мощностью до 5 – 30 м могут иметь распространение в самой восточной (Приновоземельской) части _ © Нефтегазовое дело, 2006 http://www.ogbus.ru Баренцевоморского шельфа и на шельфе Карского моря вплоть до широт 75 – 76° на поддонных глубинах 5 – 50 м [87].

В отношении сплошности залегания субаквальных ММП существуют различные точки зрения, что вполне объяснимо с учетом степени геокриологической изученности Западно-Арктического шельфа. Анализируя новые данные по геокриологическим условиям Баренцево-Карского шельфа совместно с распределением полей ММП различной сплошности на суше, отраженном на геокриологической карте СССР [68], можно сделать вывод о продолжении областей сплошного и прерывистого распространения ММП при постепенном переходе по мере удаления от берегов, сложенных мощной толщей рыхлых отложений, к областям островного и редкоостровного развития ММП.

При этом принципиальных расхождений в этом отношении с построениями А.Л.

Чеховского [85], В.А. Соловьева [14], Л.А. Жигарева [27], В.П. Мельникова и В.И. Спесивцева [53], В.Н. Бондарева с соавторами [8], и других исследователей, придерживающихся концепции позднеплейстоценового формирования основной массы реликтовых ММП, нет.

Нельзя исключать возможности присутствия второго, видимо, реликтового слоя ММП на шельфе по аналогии с сушей, где второй слой ММП обнаружен у южной границы мерзлой зоны на глубине 70 – 200 м в Европейской части России [14] и 120 – 194 м – в Западной Сибири. Глубина залегания подошвы 250 – 600 м.

Такие реликты могут быть обнаружены на шельфе. Так, подошва реликтовой толщи ММП в море Бофорта залегает на глубине свыше 600 м [Романовский, 1993; Taylor, 1996]. Не исключено, что нижняя часть реликтовой зоны ММП частично сохранилась в виде третьего слоя «мерзлоты» и на шельфе. Нижний реликтовый слой «мерзлоты», по всей видимости, находится в зоне с положительными температурами и сложен, как считают Н.Б.Какунов и др.[33], газогидратоносными отложениями и залежами гидратов, устойчивыми термобарически в данных условиях.

Горные породы и донные осадки, инженерно-геологическая стратификация и таксономия Морские осадки и отложения, представленные, в основном, илами и текучими глинами, характеризуются весьма слабой уплотнённостью (плотность скелета – до 0,3-0,8 г/см), высокими пористостью (до 90-92%), влажностью и относительно малой прочностью (не более 20-30 кПа). Относясь к породам особого состава, состояния и свойств, имеющим предельно малую степень литификации, илы обычно (в частности, по классификации Ф.П.Саваренского) считались малопригодными для использования в качестве естественных оснований инженерных сооружений. По инженерно-геологической классификации В.Д.Ломтадзе [51] практически все тонкодисперсные донные осадки океана относятся к группе весьма слабых отложений предельно малой степени литификации, к породам особого состояния и свойств, что неблагоприятно для использования в качестве оснований сооружений без специальной подготовки.

Такой подход, объяснимый на этапе развития инженерно-геологических исследований преимущественно в континентальной и субконтинентальной зонах (примерно до середины 1970-х годов), когда «слабые» грунты обычно изымались из основания, или не учитывались в расчётах. После начала широкомасштабного _ © Нефтегазовое дело, 2006 http://www.ogbus.ru изучения глубоководных областей океана (в связи с необходимостью оценки инженерно-геологических условий разработки железомарганцевых конкреций Тихого океана), освоения шельфовых нефтегазоперспективных площадей, необходимость инженерно-геологического изучения донных грунтов стала одной из актуальнейших задач инженерной геологии.

Учитывая то, что илы Западно-Арктического шельфа, как впрочем, многие илы Мирового океана, согласно критерию Аттерберга, относятся к грунтам текучей консистенции (W > WL), у морских илов консистенция не может выступать в качестве критерия для выделения инженерно-геологических горизонтов.

Возникла необходимость доработки существующих классификаций применительно к условиям морского дна, в первую очередь в части более дробного разделения грунтов «предельно малой степени литификации» [63].

Я.В.Неизвестнов предложил специальную инженерно-геологическую классификацию морских грунтов (табл. 3), где разделение связных грунтов с коагуляционными связями проводится по их прочности, выраженной сопротивлением вращательному срезу грунта естественного сложения – max.

В основу создания инженерно-геологической классификации донных грунтов Мирового океана была положена классификация Ф.П.Саваренского-В.Д.Ломтадзе [51] с учётом классификации Е.М.Сергеева [75] и ГОСТ 25100-95. Основные таксономические единицы, выделяемые по системе признаков: класс, группа, подгруппа, тип, вид и разновидность.

Классы обособлены по устойчивости грунтов под воздействием нагрузок от сооружений: устойчивые (практически недеформируемые), относительно устойчивые (слабо деформируемые при соответствии нагрузок физикомеханическим свойствам) и Неустойчивые (подвергающиеся интенсивным деформациям до полного разрушения при изменении условий окружающей среды).

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 9 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.