Геокриологические условия

1.6 Геокриологические условия

Читино-Ингодинская депрессия, в пределах которой находится город Чита, характеризуется "островным" распространением вечномерзлых пород.

Мерзлотные условия депрессии являются сложными и разнообразными. Здесь сказалось взаимодействие таких природных факторов, как климат, рельеф, экспозиция склонов, глубина залегания подземных вод, литологический состав кайнозойских подстилающих их верхнемезозойских образований. Немалое влияние на мощности и температурный режим сезонно - и вечномерзлых пород оказывает также влажность, которая, в свою очередь, определяется литологическим составом отложений и гидрогеологическими условиями.

Температурный режим мерзлых пород в городе Чите на глубине нулевых годовых амплитуд колеблется от 0 до -1˚С, на талых участках составляет +1˚С, +2˚С. Наиболее низкие среднегодовые температуры наблюдаются на заболоченных участках первой надпойменной террасы и поймы правого берега реки Читинки, а также в падях, прорезающих высокие террасы. Здесь же отмечаются и наибольшие мощности «вечной» мерзлоты, достигающие 30 и более метров.

Склоны хребтов Яблонового и Черского имеют различные температуры слагающих их пород. Различия в температурном режиме вызвано разной инсоляцией и экспозицией склонов. Породы на склонах хребта Черского находятся в мерзлом состоянии до глубины 30-60 м. Среднегодовая температура их изменяется от 0 до -0,5⁰

При таком температурном режиме мерзлое состояние пород находится в неустойчивом термодинамическом равновесии. Незначительное изменение климата, геологических или гидрологических условий может привести к нарушению этого равновесия.

Низкие температуры воздуха, продолжительная зима, небольшая мощность снежного покрова создают благоприятные условия для глубокого зимнего промерзания пород. Сезонное промерзание начинается в середине сентября-октября, заканчивается в апреле. Наибольшие глубины сезонного промерзания в пределах города наблюдаются на участках, сложенных маловлажными песками и песчаниками. Глубина промерзания в них, в зависимости от влажности колеблется от 4,8 до 5,5 м ( I, II, IV надпойменные террасы реки Читинки).

Наименьшие глубины деятельного слоя наблюдаются в юго-восточном районе города Читы и составляют 0,8-1,4 м (I терраса на правом берегу реки Антипихи), от 2 до 3 м (III, IV террасы реки Ингоды) и прослеживаются в суглинистых, супесчано-суглинистых породах. Вечномерзлые породы имеют в подобных случаях сплошное площадное развитие. Верхняя их граница располагается близко от поверхности земли. Слой сезонного промерзания сливается с толщей вечномерзлых пород [11].

Мерзлота сливающегося типа отмечается на правом берегу реки Ингоды (III надпойменная терраса), в пойме левого берега реки Ингоды при впадении в нее реки Читинки. На других участках разрыв между слоем сезонного промерзания и вечной мерзлотой 0,5-1,5 м.

Реки Ингода и Читинка, протекающие по депрессии, озера Кенон и Угдан, оказывают отепляющее влияние на нижележащие породы. По долинам рек наблюдаются талики со среднегодовой температурой + 4⁰C. Под озером Кенон на глубине 12-16м температура +7,2⁰C.

По мерзлотным условиям и физико-геологическим процессам в пределах города Читы возможно выделение элементов:

1. Скульптурные и цокольные террасы высокого уровня реки Ингоды.

2. Аккумулятивные террасы высокого уровня реки Читинки.

3. Аккумулятивные и цокольные террасы уровня рек Ингоды и Читинки.

4. Пойма рек Ингоды и Читинки.

1. Скульптурные и цокольные террасы представляют собой увалы шириной до 3 км, расчлененные падями. Глубина их вреза 10-30 м. Крутизна склонов 10-15⁰C. Террасы сложены породами угленосной и безугольной свит, представленных алевролитами и песчаниками. В цокольных террасах реки Ингоды верхнемезозойские породы перекрыты слоем аллювия мощностью 5-10 и более метров.

На участках террас, сложенных алевролитами и аргиллитами развита вечная мерзлота. Ее мощность 10-20 м. Среднегодовая температура пород на глубине 10 м колеблется от 0 до -0,5⁰C. На участках распространения песчаников температура +0,5;+2⁰C. Глубина сезонного промерзания 3,2-3,7 м.

По правому берегу реки Песчанки мощность вечномерзлых пород в III надпойменной террасе до 26м. Вечномерзлые породы отмечаются с глубины 1,2м, температура их на глубине 10м -0,5;-0,7⁰C.

На участках III надпойменной террасы между озером Кенон и посёлком Соцгородок аллювиальные отложения имеют глинистый и суглинистый состав. Влажность пород в пределах деятельного слоя 15-20 %. Глинистость отложений препятствует инфильтрации атмосферных осадков. В зимнее время из-за большой теплопроводности суглинков в мерзлом состоянии происходит интенсивное охлаждение горных пород. Они находятся в мерзлом состоянии и характеризуются среднегодовой температурой 0;-0,5⁰C.

В IV террасе реки Ингоды, на правом берегу, в Кенонском районе между падями Кадалинской и Застепинской, юго-восточнее озера Кенон среднегодовая температура пород -0,2ºC. Мощность вечномерзлых пород достигает 20 м. Криогенная текстура массивная. Иногда с прослоями льда мощностью до 3 см и протяженностью до 10 см. Глубина сезонного промерзания 3-3,5 м.

На уступах структурных террас влияние на температуру пород оказывает экспозиция склонов. На северных уступах мерзлыми являются и алевролиты, и песчаники, в то время как на склонах южной экспозиции температура их +1;+3ºC. Характерной особенностью высоких террас является широкое развитие термокарстовых котловин и воронок (левобережье реки Ингоды). В пределах их мощность мерзлоты увеличивается до 30 м.

2. Аккумулятивные террасы высокого уровня прослеживаются широкой полосой вдоль левого берега реки Читинки. Это III и IV террасы, высотой 35 - 45 и 55 - 60 м, сложенные песками с линзами супесей и суглинков с включением гальки и валунов. Мощность песков изменяется от 6 до 60 м. Поверхность террас ровная, залесенная сосновыми лесами. Подземные воды залегают на глубинах свыше 15 м. Последнее обстоятельство, с песчаным составом отложений, их значительной мощностью и хорошей водопроницаемостью создают благоприятные условия для создания положительного температурного режима пород.

Среднегодовые температуры их +0,5;+2ºC. Вечномерзлые породы отличаются лишь в днищах падей Сухой, Смоленской, Кайдаловской, где мощность их 6-10 м. Криогенная текстура массивная, глубина сезонного промерзания 3,5-4,7 м. У тыловой части IV террасы отмечается повышенная глинистость отложений (село Смоленка). Здесь наблюдаются гидролакколиты небольших размеров.

В III террасе среднегодовая температура пород +1;+2ºC. Мощность аллювия 35 м. Он подстилается хорошо фильтрующими песчаниками, оказывающими отепляющее влияние на породы.

3. Аккумулятивные террасы низкого уровня включают I и II террасы рек Ингоды и Читинки, прослеживающиеся неширокой полосой шириной до 1,5-2 км. Высота террас соответственно равна 4-6 м и 10-18 м. Террасы сложены преимущественно песками и галечниками, перекрытыми сверху суглинками и супесями. Мощность рыхлых отложений 3,5-10 м. Вечномерзлые породы прослеживаются островами, часто связанные с участками близкого залегания алевритов, являющихся, как правило, водоупором. Мерзлота сливающегося типа. Глубина сезонного промерзания 4,5-5 м. Мощность мерзлых пород 10-15 м. Подошва годовых колебаний температур поднимается до глубины 8-9 м и составляет -0,2ºC.

Криогенная текстура, в основном, слоистая. На талых участках среднегодовая температура +0,5;+1ºC. Температурный режим пород на низких уровнях определяется неглубоким залеганием (2-5 м) подземных вод, помимо литологии рыхлых отложений и литологии подстилающих их коренных образований.

На I террасе правого берега реки Читинки прослеживаются более низкие среднегодовые температуры пород -1ºC. Острова мерзлых пород приурочены, в основном, к участкам распространения алевролитов (гора Девичья, посёлок Угдан).

4. Пойма рек Ингоды и Читинки имеет повсеместное распространение. Ширина поймы достигает иногда нескольких километров. На высокой пойме реки Ингоды расположена большая часть Юго-восточного района города Читы (Большой Остров). На пойме реки Читинки – Железнодорожный район (Чита - I). Для поймы характерно близкое залегание грунтовых вод, составляющее 0-2 м. Мерзлота - островного характера, мощностью 5-10 м. Температура на глубине нулевых годовых колебаний (5-8 м), в среднем, -0,2ºC. На заболоченных участках, где мощность многолетнемерзлых пород увеличивается до 35 м (пойма реки Ингоды), температура снижается до -1ºC (левобережье реки Читинки, село Каштак, севернее устья Смоленской).

Не заболоченные участки поймы характеризуются среднегодовой температурой в подошве слоя годовых колебаний от 0 до 0,5ºC.

Мерзлота по данным буровых работ ОАО «ЗабайкалТИСИЗ», в основном, сливающегося типа, реже не сливающегося.

Криогенная текстура массивная, на отдельных участках слоистая, сетчатая и ячеистая. Прослои льда имеют мощность от 1 до 2 см. В низкой пойме, криогенная текстура носит слоистый характер, льдистость составляет 20%, глубина сезонного промерзания 4 – 4,5 м.

Широкое распространение в пределах левобережья реки Ингоды вечной и сезонной мерзлоты способствует развитию криогенных процессов, из которых следует отметить морозобойное трещинообразование, пучение, формирование гидролакколитов и наледей.

Морозобойные трещины прослеживаются на пойме и I надпойменной террасе, где они образуют полигональную систему в виде пятен и многоугольников. В долине пади Застепинской грунты имеют вид каменных полос и многоугольников. Здесь же наблюдаются однолетние бугры пучения. Последние также встречаются в долине реки Читинки.

С существованием и режимом вечной мерзлоты связаны и термокарстовые явления, распространенные в Кенонском районе на высоких террасах реки Ингоды. Многие из просадочных форм заполнены водой. Неглубокое залегание вечной мерзлоты вызывает заболоченность почв, особенно в поймах рек Ингоды и Читинки, и в днищах их боковых притоков. Заболоченность почв способствует развитию болотной растительности, которая в виду малой теплопроводности вызывает поднятие вечной мерзлоты, иногда, почти до поверхности земли.

Возраст вечномерзлых пород, по всей вероятности, молодой и его следует сопоставить с временем последнего большого похолодания Сибири - с временем проявления сартанского оледенения. В настоящее время во многих участках Читино-Ингодинской депрессии отмечается деградация вечной мерзлоты, вызванная общим потеплением климата в пределах Восточного Забайкалья, а также активным инженерно-геологическим воздействием человека на окружающую среду.