V. 7. Влияние регрессий и трансгрессий на криогенное строение и мощности криолитозоны

Регрессии и трансгрессии в наибольшей степени ока­зывают влияние на формирование криолитозоны низменных равнин и межгорных депрессий, ограниченных Арктическим бассейном. Причинами регрессий и трансгрессий Арктическо­го бассейна большинство исследователей считают гляциоэвста-тические колебания уровня Мирового океана. Регрессии связа­ны с консервацией воды гидросферы Земли в ледниковых щи­тах в периоды оледенений, что сопровождается планетарным

8* 227

понижением уровня Океана и осушением мелководной части шельфа. Трансгрессии вызываются деградацией ледниковых щитов в связи с сокращением их питания и (или) потеплением климата и поступлением талой воды в Океан. Его уровень по­вышается, что приводит к затоплению низменных равнин аркти­ческого побережья (гл. VIII). Региональные трансгрессии и ре­грессии бывают обусловлены новейшими тектоническими движе­ниями. Кроме того, регрессии моря и связанное с этим форми­рование морских террас бывают вызваны гляциоизостатически-ми поднятиями суши, освободившейся из-под ледниковой на­грузки. Такое явление характерно для времени общей транс­грессии Мирового океана, но появляется в регионах, покрывав­шихся мощными ледниковыми покровами.

В период регрессии из-под уровня моря выходит прибреж­ная мелководная часть шельфа, что сопровождается следующи­ми процессами криогенеза.

1. На освобождающихся из-под уровня моря поверхностях
в геологическом смысле скачкообразно устанавливается темпе­
ратурный режим пород, характерный для прибрежных участков
суши. Температура донных пород (t_A) в прибрежной части мо­
ря азональна и за исключением полосы припая обычно не бы­
вает ниже —1,7...—1,8°С, т. е. температуры замерзания мор­
ской воды нормальной солености, а в ряде мест t_A имеет поло­
жительные температуры, близкие к нулю (гл. VIII). Поэтому
скачок в понижении температур (Д/_Р) в целом увеличивается
к северу в связи с зональным понижением t_cp пород морского
Арктического побережья. Так, вблизи дельты р. Яны, где t_cp
пород —7...—8°С, a t_A вне полосы припая — 0... +1°С, At_p
составляет 6—8°С. На о-вах Анжу At_p достигает 13—14°С.
Здесь /_Ср снижается до —15°, a t_A= —1,7...—1,8°С. Таким обра­
зом, при регрессии Арктического бассейна выходящие из-под
уровня моря отложения промерзают при резком скачкообраз­
ном понижении температуры на поверхности земли, на которую
в дальнейшем могут накладываться ритмические колебания
разного периода и амплитуды. Возрастание А/_р к северу обус­
ловливает зональное увеличение темпа промерзания выходящих
из-под уровня моря отложений.

2. Поверхность дна, выходящая из-под уровня моря, обыч­
но бывает неровной. Наряду с валами, барами, отмелями и дру­
гими положительными формами микрорельефа на лайдах и
низких морских террасах присутствуют и отрицательные фор­
мы: озера, заливы и другие залитые водой понижения. Много­
летнее промерзание отложений начинается с положительных
форм рельефа при сохранении многочисленных таликов под де­
прессиями. Поверхность промерзания бывает неровной, а мощ­
ности ММП существенно неодинаковыми. Постепенно депрес­
сии заполняются осадками, промерзающими с боков по пара-
сингенетическому типу. Под остаточными водоемами талики пе­
реходят из сквозных в несквозные и постепенно исчезают.

228

Таким образом, промерзание комплекса прибрежно-морских и субаэральных отложений происходит преимущественно при наличии открытых систем, где условия для инъекционного льдообразования ограничены. Вместе с тем здесь возможно се­грегационное льдообразование, захоронение морских льдин, что приводит к формированию высокольдистых синхронно эпи-криогенных отложений (см. IV.4).

3. В верхней части разреза освобождающиеся из-под уров­
ня моря отложения насыщены морскими водами. При много­
летнем промерзании образуются линзы внутримерзлотных крио-
пэгов и льдистые засоленные породы, сочетающиеся с линзами
синкриогенных субаэральных отложений. Линзы криопэгов, на­
пример, вскрыты скважинами (В. Т. Трофимов) на глубине в
несколько метров на северном побережье Ямала в голоценовых
морских песках. Они обладали криогенным напором до 4 м,
температурой около —6°С, хлоридно-натриево-магниевым со­
ставом и минерализацией порядка 84 г/л. Аналогичные по со­
ставу, а также хлоридно-натриевые воды с минерализацией до
ПО—120 г/л часто вскрываются скважинами на морских лай­
дах и террасах побережья Карского моря. Линзы таких вод
приурочены не только к голоценовым, но и к плейстоценовым
морским отложениям на глубинах от первых десятков до 100—
150 м. Воды в линзах часто гидравлически связаны с подмерз-
лотными водами и относятся к межмерзлотным. При понижении
температур и промерзании пород эти воды могут быть отжаты
вниз. В толще мерзлых засоленных глинистых пород встреча­
ются линзы и слои слабоминерализованных пластовых льдов
различного генезиса. Под мерзлыми толщами широко распро­
странены охлажденные ниже 0° засоленные глинистые отложе­
ния, а также горизонты и линзы криопэгов, по составу близких
к морским.

Таким образом, формирующаяся при регрессиях моря крио-литозона имеет трех- или двухъярусное строение. Верхний ярус — это синхронно эпикриогенные отложения с линзами парасингенетических и сингенетических. Подстилаются они эпи-криогенными мерзлыми породами различного генезиса, состава и возраста — это второй ярус. Все эти породы могут содер­жать линзы криогалинных вод. Нижний ярус — охлажденные породы, включающие линзы или горизонты подмерзлотных криогалинных вод.

4. Мощности криолитозоны в полосе регрессирующего моря
обычно меньше, чем на прилежащих частях суши. Они увели­
чиваются от молодых элементов рельефа к более древним, про­
мерзающим более длительное время (см. V.4 и VIII).

При трансгрессиях Арктических морей происходит комплекс процессов, характеристики которых приведены ниже.

1. Низкие элементы рельефа прибрежной зоны постепенно погружаются под море при незначительной волновой переработ­ке отложений верхних частей разреза. Более высокие элементы

229

рельефа подвергаются термоабразионной переработке, слага­ющие их отложения могут быть частично или полностью раз­рушены, перемыты, перенесены и переотложены (см. III.8). В период последней позднеплейстоцен-раннеголоценовой транс­грессии Мирового океана темп повышения уровня моря был выше темпа возможного термоабразионного разрушения бере­гов, сложенных дисперсными породами (Арэ, 1980). Поэтому высокольдистые отложения только локально абрадировались морем в береговых уступах. На огромных площадях арктичес­кого шельфа они затапливались и подвергались переработке уже под уровнем моря.

2. При погружении под море температура ММП в геологи­
ческом смысле скачкообразно повышается. При погружении до
глубины порядка 2—3 м на поверхности дна устанавливается
t_A от —1,7...—1,8 до 0... +1°С. Положительные температуры
существуют в диапазоне глубин от 2—3 до 6—8 м и характер­
ны для прибрежной полосы, находящейся к востоку от таких
крупных рек, как Лена (см. VIII). Скачок температур при
трансгрессии зонально увеличивается к северу в связи с пони­
жением /_Ср на прибрежных участках суши. В погрузившихся
под море мерзлых толщах начинаются деградационные процес­
сы: повышение температуры и оттаивание субаэральной мерз­
лой толщи как сверху, так и снизу за счет потока геотермиче­
ского тепла. Со стороны верхней поверхности происходят раст­
ворение солеными водами мономинеральных и текстурообразу-
ющдх подземных льдов и трансформация мерзлых пород в ох­
лажденные.

При наличии хорошо водопроницаемых пород (песков, га­лечников, трещиноватых скальных и др.) под деградирующими мерзлыми тонкодисперсными отложениями как в пределах ак­ватории, так и в прибрежной части суши формируются под-мерзлотные горизонты криогалинных вод. На многих арктиче­ских островах в скважинах, пробуренных недалеко от берега ниже мерзлых пород мощностью 100—200 м, вскрываются от­рицательно температурные воды морского происхождения без следов криогенного метаморфизма с соленостью, увеличиваю­щейся с глубиной. Комплекс признаков свидетельствует об их образовании в период трансгрессии моря, деградации ММП и замещения опресненных талых вод морскими.

3. Частичная деградация криогенных водоупоров снизу
обусловливает в закрытых многолетним глубоким промерзани­
ем горизонтах артезианских вод падение пластовых давлений
вследствие перехода подземных льдов в воду. При протаива-
нии мерзлых толщ восстанавливаются связь артезианских и
морских вод и нормальные пластовые давления.

4. На затопленной части шельфа в местах интенсивной вол­
новой деятельности и течений до глубин около 30 м происхо­
дит размыв донных отложений. Здесь мерзлые породы залега­
ют вблизи морского дна. В депрессиях, в местах с малыми

230

скоростями движения морских вод происходит аккумуляция ох­лажденных прибрежно-морских осадков с высокой минерали­зацией поровых растворов. Затопление подозерных таликов морскими водами с отрицательной температурой может, види­мо, вызывать различные процессы. В случае, когда талики сло­жены высокопроницаемыми отложениями, пресные воды в них постепенно замещаются солеными морскими. Если с поверхно­сти в таких таликах залегают глинистые отложения, а ниже во-донасыщенные пески, то возможно промерзание пород под от­рицательно температурным «штампом», создаваемым морской водой через глинистую, слабопроницаемую «прокладку». Аме­риканскими исследователями обнаружены в прибрежной части шельфа формы, напоминающие булгунняхи, образующиеся при промерзании несквозных подводных таликов. Вопросы распро­странения реликтовых субаэральных мерзлых толщ, дегради­рующих под влиянием морской трансгрессии, рассмотрены ни­же при анализе шельфовой криолитозоны (см. VIII).

V.8. ОЛЕДЕНЕНИЯ И ДЕГЛЯЦИАЦИЯ,