Развитие учения о криогенезе литосферы Земли

КРИОГЕНЕЗА ЛИТОСФЕРЫ

Рекомендовано Государственным комитетом Российской Федерации по высшему образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям «Геология», «География», специальностям «География», «Гидрогеология и инженерная геология»

ИЗДАТЕЛЬСТВО

московского

УНИВЕРСИТЕТА 1993

ББК 26.222.8

Р 69 УДК 551.340

Рецензенты:

кафедра гидрогеологии Санкт-Петербургского горного института, доктор геолого-минералогических наук, профессор, действительный член РАЕН В. В. Баулин

Научный редактор кандидат геолого-минералогических
наук О. М. Лисицына,

Р69 Романовский Н. Н.Основы криогенеза литосферы: Учебное пособие. — М.: Изд-во МГУ, 1993. — 336 с. ISBN 5—211—02379—X

В учебном пособии в соответствии с вузовской программой изложены современные представления о зональных, высотнопоясных и региональных закономерностях образования криолитозоны: мощности,, строения, температурном режиме, сезонном промерзании и протаива-нии пород. Современное состояние и эволюция криолитозоны рассматриваются как результат процессов, происходящих в верхней части литосферы под влиянием изменения климата, оледенений, регрессий и трансгрессий моря, изменения свойств пород.

Для студентов мерзлотоведов, гидрогеологов, инженеров-геологов.

1804080000(4309000000)-095 077(02)-93

ISBN 5—211—02379—X © Издательство Московского

университета, 1993

ПРЕДИСЛОВИЕ

На верхние горизонты литосферы оказывают глубокое и разнообразное влияние процессы промерзания и протаи-вания, охлаждения и нагревания, объединяемые понятием криогенез. Они проявляются на обширных территориях севера Евразии и Северной Америки, в «оазисах» Антарктиды и в высоких горах умеренных и низких широт, а также на дне Арктического бассейна и под ледниковыми покровами. Законы проявления и эволюции криогенеза литосферы и его геологические последствия сложны, многообразны и находятся еще в процессе активного познания. Большой шаг в исследованиях в этой области сделай в последние десятилетия: были изучены законы формирования и особенности строения современной (суб-аэральной) криолитозоны континентов, начато изучение субгля-циальной и субмаринной (шельфовой) криолитозоны, установлены этапы ее эволюции в позднем кайнозое. В настоящей работе излагаются современные представления о закономерностях и геологических результатах криогенеза верхних горизонтов литосферы, в позднем кайнозое и в настоящее время в различных широтно-зональных, высотно-поясных и региональных условиях под воздействием динамики климата и различных геологических событий (оледенений-дегляциаций, трансгрессий и регрессий арктических морей и др.).

Книга написана в соответствии с программой курса «Основы криогенеза литосферы» для студентов специальности «Гидрогеология, инженерная геология и геокриология» геологического факультета МГУ. Это второй курс из цикла геокриологических дисциплин, который базируется на знаниях, полученных студентами при изучении курсов «Общая геокриология», а также «Общая геология», «Общая гидрогеология», «Грунтоведение» и др. Курс «Основы криогенеза литосферы» разработан автором и читается с 1989 г.

Настоящая работа предназначается для преподавателей университетов и для студентов, обучающихся по специальности «Гидрогеология и инженерная геология», а также для студентов геологоразведочных, нефтяных, горных, строительных и других вузов. Она будет полезна для специалистов в области нефтяной и газовой геологии, горняков, изыскателей и проектировщиков, географов различных направлений, а также для представителей всех специальностей, занимающихся экологи-

ей и охраной природной среды северных и восточных регионов России и Арктического бассейна.

Автор искренне благодарит научного редактора книги О. М. Лисицыну за большую помощь, а также 3. И. Баташову, М. И. Заболотскую и Н. В. Гордееву за оформление рукописи работы и неизменную товарищескую поддержку.

SUMMARY

The book deals with the influence of cryogenesis (a complex process of heating — cooling, freezing — thawing and accompanying phenomena) on earth surface and upper horizons transformation for the late Cenozoic period, and for the present time. The book summarize the notions of geoc-ryological zonality, altitudinal zonality and "sec-torality" in formation of soil thermal regime, frozen strata and taliks distribution, season freezing and thawing, depending on geographical location of the territory and recent natural conditions. The book also gives an analyses of zonal and regional regularities in periglacial processes and phenomena distribution as well as formation of cryogenic composition for different syngene-tic, epigenetic and taber soils and epigenetic frozen rocks. The influence of geothermal, geostruc-tural, geomorphological and hydro geological conditions, glaciation and deglaciation, Arctic seas transgressions and regressions on thickness, and composition of permafrost zone and its interaction with natural gas hydrates is analysed.

The book describes major peculiarities of pryoli-tozone of platforms, mountain areas and Arctic submarine cryolitezone in connection with Pleistocene and Holocene paleogeography. The peculiarities of lithosphere cryogenesis are analysed mainly for Northern Eurasia and partly for North America.

The book is intended for students and professional Geocryologists, Engineering Geologists, Hyd-rogeologists, Geographers and Geoecologists as well as Geologists dealing with oil and gas, Miners, Construction Workers and those dealing wtih Northern and Eastern parts of Russia and Northern part of North America.

Глава I

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КРИОГЕНЕЗЕ

ЛИТОСФЕРЫ

1.1. ПОНЯТИЕ О КРИОГЕНЕЗЕ ЛИТОСФЕРЫ

Геокриология представляет собой научное направление геологии, рассматривающее процессы и результаты воздействия криогенеза на литосферу Земли. Криогенез — это комплекс процессов и явлений, происходящих в верхних горизонтах литосферы, как в сформировавшихся породах различного состава и возраста, так и в накапливающихся осадках, вызванных их промерзанием и протаиванием, охлаждением и нагреванием, изменением давления. Этот комплекс процессов включает в себя: фазовые превращения вода^лед^пар, (вода + + газ) =^гидраты газов=^ (газ + лед); образование и разрушение кристаллогидратов ролей; миграцию газов и флюидов, изменения их состава, свойств, строения, состояния и распределения в литосфере. Криогенез объединяет комплекс криогенных процессов (криогенные пучение и растрескивание, соли-флюкцию, термокарстовые просадки и др.), которые служат причиной формирования криогенных явлений (образований) и криогенного микрорельефа. В результате криогенеза в массивах.пород формируется и эволюционирует их криогенное строение, включая криотекстуру, криоструктуру и мономинеральные залежи льда. При этом происходят физические и химико-минеральные изменения самих пород, меняется термодинамическое состояние криогенной системы в целом и ее составляющих (мерзлых, охлажденных и морозных пород, криогенных явлений и др.).

Основной причиной криогенеза являются термодинамические изменения на поверхности Земли. Криогенез субаэраль-ных частей литосферы обусловлен главным образом динамикой теплообмена между атмосферой и литосферой, сопутствующими колебаниями температур на поверхности и в толще пород. Под ледниками меняются температура и давление; под водоемами (морями, озерами) — давление (глубина), соленость и температура воды. Все изменения, обусловливающие криогенез литосферы, имеют внешние причины. Таким образом, криогенез является сложным экзогенным геологическим процессом, который связан с циклами охлаждения—нагревания, промер-

зания—протаивания различной продолжительности: кратковременными, длящимися минуты и часы, сезонными и многолетними. Период последних изменяется от нескольких лет до нескольких сотен тысяч лет. Кратковременные (высокочастотные) колебания вызывают криогенез самых верхних слоев Земли мощностью в первые сантиметры. Эта разновидность криогенеза отличается высокой интенсивностью воздействия, но малой глубиной проникновения, как, например, криогенное выветривание в высокогорье умеренных и низких широт. Криогенез, связанный с многолетними колебаниями температур, захватывает литосферу на глубину от нескольких метров до 2— 3 тыс. м, вызывая образование и эволюцию мощных мерзлых толщ. Последние характерны для платформ в высоких широтах и высокогорья орогенных областей умеренных и высоких широт.

В последние десятилетия в «криогенез» стали включать криогенные (или субкриогенные) процессы, происходящие в положительном диапазоне температур при больших давлениях, Эти процессы представляют собой фазовые превращения (газ +вода) ^гидраты газа и сопровождаются выделением и поглощением энергии, изменением состояния и свойств пород, фиксацией, высвобождением газов и флюидов, изменением давления, минерализации подземных вод. Сфера распространения субкриогенных процессов — океаническое дно, арктический шельф, нефтегазоносные области с мощными мерзлыми толщами, сформировавшимися в плейстоцене. В этих областях образование гидратов подземных газов, их эволюция и взаимодействие с мерзлотой связаны с длиннопериодными колебаниями климата.

В географическом аспекте сфера проявления криогенеза весьма обширна. Она включает территории, занятые охлажденными породами под. океаном и мерзлыми — под ледниками, а также многолетнемерзлыми, сезонно- и кратковременно промерзающими породами на континентах. В настоящей работе рассматривается преимущественно многолетний криогенез литосферы, характерный для высоких широт и высокогорья континентов, для дна арктических морей и ложа ледников.

Многолетний криогенез литосферы и обусловленное им формирование многолетней криолитозоны, криогенных процессов и явлений в земной коре — явление геоисторическое, характерное для всех холодных этапов истории развития Земли (Ершов, 1990). Нами рассматриваются закономерности позднекайно-зойского этапа криогенеза, в процессе которого возникла, эволюционировала и сформировалась современная криолитозона Земли.

Процессы криогенеза в субаэральных условиях зависят от температурного режима верхних горизонтов горных пород, их состояния, сезонного промерзания и протаивания. Поэтому в работе (гл. II) рассмотрены основные зональные, высотно-по-

ясные, секториальные и региональные закономерности формирования перечисленных показателей и составляющих геокриологических условий в зависимости от комплекса природных условий (климата, состава отложений, рельефа и др.).

Криогенез объединяет криогенные процессы и явления, развитие которых определяет экзогенную динамику, многие черты строения верхних горизонтов пород и микрорельеф территории криолитозоны (гл. III). Одним из важнейших следствий крио-генеза является многолетнее промерзание горных пород и осадков, формирование их главных отличительных особенностей, таких, как криогенное строение, т. е. наличие подземных льдов и их распределение в массивах (гл. IV).

Результатом криогенеза литосферы является формирование криолитозоны, представляющей собой толщи пород, находящихся в многолетнемерзлом, охлажденном и морозном состояниях. В нефтегазоносных структурах криолитозона может сочетаться и взаимодействовать с зоной гидратообразования (ЗГО) природных газов. Формирование криолитозоны и ЗГО зависит от условий и динамики многолетнего промерзания, от широкого комплекса природных факторов и условий (геоструктурных, гидрогеологических, геотермических, геоморфологических), а также от оледенений и дегляциации, трансгрессий и регрессий моря.

Криогенез литосферы неодинаково протекает и приводит к различным геологическим результатам в разных зональных и региональных условиях. Эти условия, а следовательно, и результаты криогенеза существенно неодинаковы в платформенных структурах (гл. VI), в орогенных областях (гл. VII) и на арктическом шельфе (гл. VIII).

Формирование криолитозоны представляет собой длительный геологический процесс. На разных этапах и фазах процессы криогенеза литосферы различались по интенсивности и направлению развития, по масштабам и геологическим результатам. Понять и проанализировать современное строение и состояние криолитозоны можно, только представляя основные этапы ее формирования в позднем кайнозое. История развития и динамика криолитозоны связаны и обусловлены общим ходом природного процесса в этот период развития Земли.

В настоящей книге использованы главным образом материалы по зональным, поясным и региональным закономерностям проявления криогенеза и формирования геокриологических условий.

РАЗВИТИЕ УЧЕНИЯ О КРИОГЕНЕЗЕ ЛИТОСФЕРЫ ЗЕМЛИ

Учение о криогенезе литосферы Земли является синтетическим научным направлением в геокриологии, рассматривающим общие, зональные, высотио-поясные, региональные и

геоисторические закономерности проявления процессов крио-генеза и их геологические результаты. По существу, геологическими результатами криогенеза являются криогенные явления и криогенный микрорельеф, подземные льды, породы и осадки, подвергшиеся криогенным изменениям, находящиеся в многолетнемерзлом или талом состоянии в массивах, а также сама криолитозона, включая ее геотермические параметры, разнообразные многолетнемерзлые, охлажденные и морозные породы, их соотношение по площади и в разрезах, зону гидрато-образования и др.

На первом этапе развития геокриологии основоположники этого научного направления изучали раздельно зональные закономерности распространения «вечной мерзлоты», ее температур и мощности, с одной стороны, и отдельные криогенные процессы и явления — с другой. Вечная мерзлота рассматривалась М. И. Сумгиным как «геофизическое» явление, представляющее собой результат холодного климата и являющееся частью температурного поля Земли, где породы имеют отрицательные температуры. Такого же представления сейчас придерживаются многие американские исследователи, выделяющие мерзлоту только по температурному признаку. М. И. Сумгиным (1927) была составлена первая карта распространения «вечной мерзлоты» на территорию СССР, на которой выделялись зоны, различающиеся по таким показателям, как распространение по площади мерзлых пород, их температуры на глубине 10—15 м и мощности мерзлоты. Позднее им опубликованы две схематические карты разделения мерзлоты по признаку ее географического распространения и температуре мерзлых пород (Общее мерзлотоведение, 1940). Карты отражали зональную природу «вечной мерзлоты», т. е. возрастание с юга на север занятых ею площадей, увеличение ее мощностей, понижение среднегодовых температур пород. На них не находили отражения состав, строение и льдистость пород, криогенные процессы и явления. М. И. Сумгин не отрицал необходимости изучения и отображения на картах этих характеристик геокриологических условий, но считал пока невозможным это сделать из-за скудности сведений.

В 1946 г. В. Ф. Тумель предложил усовершенствованный вариант мерзлотной карты, составленный на основании наблюдений 3000 пунктов. На карте были показаны изолинии температур пород и мощности мерзлоты в определенных градациях. При этом изолинии температур и границы зон с разной мощностью не совпадают полностью между собой. Это свидетельствует об учете автором различий в геотермических градиентах и других факторов, влияющих на связи между температурами и мощностями мерзлых толщ. Помимо мерзлотной зональности влияние высотной поясности нашло отражение при проведении геокриологических границ в горных регионах.

В этот же период С. Г. Пархоменко (1937) создал «Схема-

тическую карту регионов вечной мерзлоты и глубокого промерзания в Евразии». На ней была сделана попытка помимо распространения мерзлоты наметить ее региональные различия на низменностях (плоскогорьях) и в горных областях, показать контуры «поддонной мерзлоты арктических морей», выделить регионы деградации и аградации мерзлоты, наличия подземных льдов. Это была первая попытка учета региональных особенностей «вечной мерзлоты» и ее динамики. Вместе с тем карта была лишена конкретных данных о температурах и мощностях мерзлоты, а контуры геоморфологических провинций намечены крайне приближенно.

Важной чертой исследований на этом этапе явилось изучение механизмов, форм проявления и распространения ряда мерзлотных явлений (бугров пучения, термокарста, наледей, гидролакколитов), а также изучение влияния мерзлоты на подземные воды, изложенные в работах Н. И. Толстихина, А. И. Ефимова, В. М. Пономарева и др.

В 1954 г. В. А. Кудрявцевым была опубликована монография «Температуры верхних горизонтов вечномерзлой толщи в пределах СССР», положившая начало второму этапу развития общей и региональной геокриологии. Им была создана карта температурного районирования области вечной мерзлоты, базирующаяся на новых принципах. Во-первых, она сочетала региональный, зональный и высотно-поясной подходы в районировании «вечной мерзлоты». Во-вторых, на ней были показаны среднегодовые температуры на поверхности пород (£пп), полученные расчетным способом. В. А. Кудрявцевым были установлены и использованы функциональные связи между среднегодовыми температурами и амплитудами колебаний температур воздуха, мощностью и плотностью снега, растительными покровами, с одной стороны, и t_nn — с другой. Им учтены законы изменения природных условий по широте, долготе и высоте местности. Расчетные температуры сравнивались с натурными температурами пород на глубине нулевых годовых колебаний (/_Ср). Была разработана методика интерполяции t_nn_% полученных для пунктов метеостанций, с учетом рельефа местности. По существу впервые было показано наличие двух типов высотной поясности — морского и континентального. Для учета влияния многолетней динамики климата на /_пп данные по среднегодовым температурам рассчитывались как средневзвешенные за период с 1901 по 1950 г. Изолиния /_Пп=0° рассматривалась как геофизическая южная граница мерзлых пород за первое столетие XX в. В. А. Кудрявцевым были заложены основы учета влияния региональных условий на геокриологические путем выделения крупных территориальных единиц по триединому принципу: геоструктурному, геоморфологическому и структурно-гидрогеологическому. Он выделял: 1. Платформы — равнины, плоскогорья и плато — артезианские бассейны платформенного типа; 2. Щиты • — плоскогорья, плато —

^ 9

гидрогеологические массивы; 3. Горно-складчатые области — горные области — гидрогеологические горно-складчатые области как сочетание гидрогеологических массивов, межгорных артезианских бассейнов и т. д. Впервые был дан анализ влияния региональных факторов на распространение мерзлоты и таликов, на мощности мерзлых толщ и их строение.

В 50-х — начале 60-х годов начались активные исследования механизмов криогенных процесов и явлений: морозобойно-го растрескивания (Б. Н. Достовалов), роста повторно-жильных льдов (Б. Н. Достовалов, А. И. Попов), термокарста (В. А. Кудрявцев, С. П. Качурин) и др. В это же время сформировалось криолитологическое направление. Началось исследование криогенного строения эпигенетически промерзших пород (А. И. Попов, В. А. Кудрявцев, В. Н. Усов, Т. Н. Жестко-ва, В. В. Баулин, Г. И. Дубиков и др.) и сингенетически промерзающих отложений (Е. М. Катасонов, А. И. Попов, Н. Н. Романовский, Г. Ф. Гравис и др.). В. А. Кудрявцевым были заложены основы теории развития мерзлых толщ в связи с динамикой климата. Развитие расчетных методов позволило начать анализ влияния параметров теплообмена, состава и свойств пород на мощности мерзлых толщ. В это же время сформулированы современные представления об истории развития мерзлоты в Евразии (И. Я. Баранов, В. В. Баулин, А. А. Шарбатян и др.). Начались исследования физико-химических преобразований в горных породах при криогенезе (Н. А. Тютюнов и Др.)- При систематизации геокриологических понятий и терминов впервые было определено понятие «криогенез» (Основные понятия..., 1956) как «совокупность процессов физического, химического и минералогического изменения и преобразования почвы ш горных пород, коры выветривания, а также гидросферы при отрицательной температуре».

Результирующими работами этого этапа можно считать две «Геокриологические карты СССР», составленные И. Я. Барановым в 1956 и 1968 гг. в масштабах 1:10 000 000 и 1:5000 000. В них автор попытался синтезировать и отразить представления о криолитозоне Земли как результате комплекса сложных и многообразных криогенных процессов, развивающихся во времени на различном геологическом субстрате и сопровождающихся разнообразными криогенными явлениями, находящими отражение в строении мерзлых толщ и криогенном микрорельефе. Впервые на этих картах был в обобщенном виде показан состав пород криолитозоны, эпи- и синкриогенные отложения, комплексы криогенных явлений и криогенного (посткриогенного) микрорельефа. Кроме того, на картах были отражены основные параметры современной криолитозоны: мощности, среднегодовые температуры пород, типичные глубины сезонного промерзания и оттаивания как для мерзлой, так и для таловой области. Выделена была криолитозона на арк-

тическом шельфе. На Западно-Сибирской низменности на карте масштаба 1:5000 000 уже показаны реликтовые (двухслойные) мерзлые толщи. И. Я. Барановым (1960, 1965) были рассмотрены теоретические вопросы строения криолитозоны как комплексного экзогенного явления, свойственного литосфере континента в высоких и умеренных широтах.

Третий этап — этап развития представлений о криоге-незе литосферы. В 60-х годах начали широко проводиться комплексные мелкомасштабные мерзлотно-гидрогеологические и инженерно-геологические съемки, охватившие многие районы Западной, Средней и Восточной Сибири. Постановка этих исследований и полученные результаты дали качественно новый фактический материал и мощный стимул для развития региональной и общей геокриологии, учения о криогенных процессах и явлениях, криолитологии и гидрогеологии мерзлой зоны литосферы. Данные собирались комплексно для больших территорий, что стимулировало их сопряженный анализ, поиски взаимосвязи различных составляющих криолитозоны, региональный, зональный и геоисторический подходы к их рассмотрению, практическое (гидрогеологическое, инженерно-геологическое и экологическое) использование получаемых результатов. Результаты съемочных, научных и методических работ позволили выявить новые закономерности влияния зональных, высотно-поясных и региональных условий на криогенное строение мерзлых толщ, мощности и строение криолитозоны. Были получены основные представления о криолитозоне крупных регионов, об особенностях процессов криогенеза и их геологических результатах в разных зональных и региональных условиях на платформах и плитах — Восточно-Европейской и Западно-Сибирской (В. В. Баулин, Е. Б. Белопухова, Г. И. Дубиков, В. Т. Трофимов, Н. Г. Оберман и др.), Сибирской (Н. С. Данилова,

A. И. Ефимов, Н. Н. Романовский, К. А. Кондратьева, С. М. Фо-
тиев, Н. С. Шевелева, А. Б. Чижов и др.) и в горно-складча-
тых областях Урала (Н. Г. Оберман), Сибири и Дальнего Во
стока (И. А. Некрасов, П. Н. Луговой, Н. Н. Романовский,

B. Е. Афанасенко, К. А. Кондратьева, О. М. Лисицына*
О. Н. Толстихин и др.), Памира и Тянь-Шаня (А. П. Горбу
нов) и т. д. Результаты этих исследований были положены в
основу представлений о криогенных процессах и явлениях,
включая их физическую сущность, комплекс природных усло
вий, в которых они могут развиваться, криолитологическое,.
палеомерзлотное и инженерно-геокриологическое значение.
К их числу относятся исследования: криогенного растрескива
ния и формирования полигонально-жильных структур»
(Н. Н. Романовский, С. Е. Гречищев, R. Berg, T. Bleck и др.),
термокарста (Ю. Л. Шур, Г. М. Фельдман и Др.)> инъекцион
ных бугров пучения (R. Mackay), пучения пород в сезоннота-
лом и сезонномерзлом слоях (В. Н. Невечеря, Л. М. Чистоти-
нов и др.), солифлюкции (Г. Ф. Гравис, Л. А. Жигарев и др.),

курумов (А. И. Тюрин, Н. Н. Романовский, С. М. Говорушко), каменных глетчеров (А. П. Горбунов, С. М. Титков и др.) и т. д. Необходимо отметить обобщающую работу Т. Л. Уошбор-на «Мир холода» (1988), посвященную анализу современных представлений главным образом зарубежных исследователей о криогенных процессах и явлениях, т. е. по существу рассматривающую проблему криогенеза.

В этот же период широко развернулись исследования крио-литогенеза как зонального типа литогенеза. Криолитологиче-ские особенности ряда генетических типов синкриогенных отложений были изучены Е. М. Катасоновым, Г. Ф. Грависом, Н. Н. Романовским, Т. Н. Каплиной, В. Н. Конищевым, А. И. Тюриным, Ф. А. Каплянской, В. Ф. Тарноградским и др. Обобщающие работы по криолитогенезу были изданы А. И. Поповым (1967), А. И. Поповым, Г. Э. Розенбаум, Н. В. Тумель (1985), И. Д. Даниловым (1978), В. Н. Конищевым (1981), Ш. Ш. Гасановым (1981), Э. Д. Ершовым (1982). В монографиях этих авторов, несмотря на различие их подходов к проблеме, изложены основные представления о природе и особенностях проявления процесса криогенеза при осадочном породо-образовании.

На третьем этапе был проведен ряд крупных исследований по проблеме образования подземных льдов, их строения, свойств и приуроченности к определенным типам отложений (П. А. Шумский, Б. И. Втюрин, В. И. Соломатин, М. М. Корей-ша, Р. Маккей, X. Френч и др.).

Важную роль в формировании представлений о криогене-зе литосферы сыграли работы по гидрогеологии криолитозоны. Начатые А. В. Львовым, Н. И. Толстихиным, И. Я. Барановым, А. И. Ефимовым, П. Ф. Швецовым, А. И. Калабиным, они были продолжены в 60—80-х годах О. Н. Толстихиным, Н. Н. Романовским, С. М. Фотиевым, С. Е. Суходольским, Н. П. Аниси-мовой, В. Е. Афанасенко, В. П. Волковой и др. В результате были разработаны важные представления о преобразовании гидрогеологических структур и подземных вод в них криогене-зом, об особенностях формирования и естественной защищенности подземных вод в криогидрогеологических структурах, нале-деобразовании как специфическом проявлении разгрузки подземных вод в мерзлой зоне.

История формирования криолитозоны являлась (начиная с 50-х годов) предметом исследований многих геокриологов, палеогеографов, геологов-четвертичников и гляциологов. Выработанные ими современные представления об истории криогенеза литосферы рассмотрены ниже (1.3).

Картографическим обобщением региональных, зональных и палеогеографических закономерностей формирования криолитозоны явилось составление под руководством В. А. Кудрявцева «Геокриологической карты СССР» масштаба 1:2 500 000 (Общее мерзлотоведение, 1978). Эта карта построена на основе

использования результатов мелкомасштабных мерзлотно-гидро-геологических съемок в большинстве регионов криолитозоны, которые рассматриваются как «ключевые участки». Полученные закономерности распространены на территории (зоны, регионы) со сходными природными условиями. На карте показаны строение и мощности криолитозоны, диапазоны среднегодовых температур пород, характерных для определенных ландшафтных таксонов, состав пород по формациям и генетическим комплексам с отражением их криогенного строения и льдистости, типы таликов, криогенные процессы и явления с учетом их зональной и региональной природы образования, распространения и эволюции при палеогеографических изменениях. Важной работой, обобщающей современные знания по региональной геокриологии, является пятитомная монография «Геокриология CGCP» (1988—1989).

Одновременно с формированием современных представлений о криолитозоне развивается направление, рассматривающее условия и результаты образования гидратов природных газов в верхней части литосферы нефтегазоносных структур субарктической части Евразии и Северной Америки, а также арктического шельфа. В СССР это направление начали развивать Н. В. Черский, Ю. Ф. Макагон, В. П. Царев, С. П. Никитин, в Канаде — А. Джадж, Д. Хантер и др. Влияние гидратов газов на гидрогеологические условия начал изучать Г. Д. Гинсбург. Впервые наличие взаимодействия мерзлых толщ и залежей гидратов газов установлено Н. Н. Романовским. Особое значение имели геотермические исследования в криолитозоне В. Т. Балобаева и его сотрудников, позволяющие получить важные сведения о теплопотоках и тепловых свойствах пород в массивах.

В результате перечисленных выше геокриологических и других смежных исследований, направленных на познание воздействия комплекса криогенных процессов на верхнюю часть земной коры на севере Евразии, Северной Америки, на арктическом шельфе, на свободных ото льда участках Антарктиды, в высокогорных регионах умеренных и низких широт, начала формироваться единая концепция криогенеза литосферы. Дли ее дальнейшей разработки и реализации результатов в практике народнохозяйственного освоения и охраны природы территории криолитозоны в настоящее время в Российской Академии наук создан Совет по проблеме «Криогенез литосферы и проблемы освоения Крайнего Севера».