Дипломная работа: Геоэкологический мониторинг территории лицензионного участка бованенковского НГКМ

Глинистая пачка отложений имеет нечеткую горизонтальную слоистость, в ней содержатся неразложившиеся растительные остатки, оторфованные горизонты, а также прослои намывного торфа. Мощность глинистой пачки достигает 10-15 м (Мокеев и др., 2005).

Озерные отложения представлены тяжелыми заиленными суглинками, с тонкой горизонтальной слоистостью. Характерно большое количество включений плохо разложившихся растительных остатков, отмечаются прослои погребенного осоково-мохового торфа. В озерных суглинках встречаются тонкие прослои супесей и песков, ожелезнение в виде пятен, слоев и отдельных горизонтов. Повышенное ожелезнение в верхней части разреза озерных отложений косвенно свидетельствует о формировании чаши протаивания под акваториями былых озер и ее последующем промерзании. Мощность озерных отложений составляет от 1 до 5 м, редко более.

Верхнеплейстоцен-голоценовые делювиально-солифлюкционные отложения (dsQIII-IV) со сплошным чехлом покрывают склоны террас. По генезису они относятся к отложениям склонового ряда и формируются в процессе плоскостного смыва и солифлюкционной переработки рельефообразующих пород. Отложения представлены тонкодисперсными пылеватыми разностями (суглинками, реже супесями), характеризуются отсутствием заметной слоистости, обилием включений плохо разложившейся органики, в том числе линз, карманов, прослоев плохо разложившегося торфа. По всему разрезу отмечается ожелезнение, а также небольшие линзы плохо сортированного песка. Делювиально-солифлюкционным отложениям присущи деформации слоев в виде затеков и подворотов, напоминающих криотурбации в сезонноталом слое. Мощность отложений в привершинных частях склонов редко превышает 0,5-1,0 м, у их подножия увеличивается до 4-8 м.

Голоценовые аллювиальные отложения (a QIV) имеют в пределах площади широкое распространение. Они слагают пойменный уровень практически всех рек.

Их можно разделить на собственно аллювиальные (русловые, пойменные) и полигенетические аллювиально-морские. Последние распространены только в низовьях наиболее крупных транзитных рек, впадающих в Карское море (Мокеев и др., 2005).

Собственно аллювиальные отложения представлены различными по составу породами - от песков до суглинков и глин. Наиболее часто они переслаиваются в разрезе, хотя иногда встречаются и монотонные пачки отложений различного литологического состава.

Аллювиальные пески (русловая фация) в большинстве случаев мелкие, реже средние и пылеватые, с включениями намывного детрита и аллохтонного торфа. В приповерхностных горизонтах отмечены прослои погребенного зольного торфа толщиной до 0,5 м. Для песков характерна типичная аллювиальная слоистость, включения гравийно-галечного материала. В целом пески характеризуются большим содержанием пылеватых частиц (до 50-80%).

Супеси, суглинки и глины относятся к пойменной и старичной фациям аллювия. Тонкодисперсный тип разреза голоценового аллювия чаще всего представлен переслаиванием оторфованных суглинков и супесей. В большом количестве присутствуют включения плохо разложившихся растительных остатков, прослои и линзы намывного торфа и оторфованных песков.

В тыловых частях пойм некоторых рек встречаются горизонты погребенного минерализованного торфа толщиной до 20 см. С глубиной наблюдается постепенное опесчанивание разреза аллювия крупных рек, и с глубины 7-8 м преобладают тонкие пылеватые пески с прослоями супесей. Мощность аллювиальных отложений колеблется от 2 до 12 м, закономерно увеличиваясь вниз по течению.

Голоценовые биогенные отложения (b Q1V), представленные торфом различной

степени разложения, локально распространены на всех геоморфологических уровнях. Наибольшее развитие торфяники имеют в тыловых частях пойм крупных рек и на плоских участках водоразделов. Как правило, они сосредоточены в депрессиях рельефа; их мощность невелика - до 0,5-1,0 м, редко более (Мокеев и др., 2005).

Преобладает осоково-моховой и моховой плохо разложившийся торф, в нижней части разреза иногда переходящий в среднеразложившийся и хорошо разложившийся. На низких геоморфологических уровнях в торфе местами содержатся тонкие минеральные прослои. Характерны включения остатков болотной и кустарничковой растительности хорошей сохранности.

Согласно проведенным исследованиям (Московченко,2010), при анализе микроэлементного состава почвообразующих пород полуострова Ямал были выявлены следующие основные закономерности:

- Наиболее богатый микроэлементный состав отмечен в породах морского происхождения Бованенковского месторождения (западная часть полуострова), где выявлены повышенные, относительно кларка литосферы, концентрации большой группы микроэлементов - Mn, V, Ti, Cr, Ni, Co, Сu, Nb, Pb

- Весьма беден микроэлементный состав песчаных отложений прибрежных участков (Харасавэйское месторождение, район мыса Каменный и пос. Новый порт) что объясняется абсолютным преобладанием в минеральной части кварца и полевых шпатов (содержание их достигает 90-95%).

Более подробное содержание ТМ представлено в таблице 1.

Таблица 1. Содержание ТМ (мг/кг) в основных типах четвертичных пород (Опекунов и др, 2012)

Для четвертичных отложений легкого механического состава полуострова Ямал характерно абсолютное доминирование кварцевого песка, и присутствие в незначительном количестве пироксена, эпидота и лимонита; в составе пород тяжелого механического состава глинистая фракция имеет полиминеральный состав, включающий гидрослюды, хлорит, монтмориллонит, каолинит, гидроокислы железа (Московченко Д.В.,2010)

На территории Ямальского полуострова достаточно хорошо развиты криогенные и экзогенные процессы осыпи, обвалы, русловая эрозия, аккумуляция аллювиальных, озерных и морских отложений. Среди криогенных процессов наиболее распространенными являются:

- процессы, связанные с оттаиванием пород и сопровождаемые оттаиванием - термокарст, солифлюкция, термоэрозия, термоабразия, эоловая дефляция;

- процессы, связанные с промерзанием пород, в том числе вызываемые промерзанием - новообразование многолетнемерзлых пород, криогенное пучение, криогенное растрескивание, рост полигонально-жильных льдов, наледеобразование.

Ниже приводится описание условий развития и характер распространения перечисленных ведущих криогенных процессов (Мокеев и др., 2005).

Термокарст. Процессы термокарста и связанные с ними формы рельефа развиты очень широко, что обусловлено высокой льдистостью отложений, слагающих верхнюю 10-20 м толщу. Территория характеризуется распространением современных и позднеголоценовых термокарстовых образований преимущественно в минеральных грунтах. Наиболее типичны следующие морфогенетические разновидности термокарстовых форм: озера, хасыреи, плоскозападинные и провально-котловинные формы.

Современный термокарст проявляется очень ограниченно. В основном это термокарст гидротермического типа и термоабразионное разрушение берегов озерных котловин. Преимущественное распространение на этих территориях имеют позднеголоценовые термокарстовые образования, что связано с суровостью современного климата.

Солифлюкция. Факторами, определяющими развитие процесса солифлюкции, являются: 1) широкое распространение супесчано-суглинистых пылеватых отложений; 2) высокая влажность отложений, приближающаяся к пределу текучести или превышающая его; 3) наличие высоко льдистых отложений непосредственно под слоем сезонного оттаивания; 4) наличие уклонов, обеспечивающих течение увлажненных пород (обычно от 3 до 15-20). По скорости протекания процесса выделяют медленную и быструю солифлюкции.

Наибольшее площадное распространение на рассматриваемых территориях имеют формы рельефа, образованные медленным течением грунтов по наклонным поверхностям. На участках с отложениями сезонноталого слоя преимущественно супесчано-суглинистого состава, действие процесса солифлюкции наблюдается даже на плоских участках морских террас и равнин, имеющих слабые локальные уклоны поверхности (2-3°).

Быстрая солифлюкция развивается обычно локально на участках достаточно крутых склонов (не менее 15-20), сложенных пылеватыми супесями и суглинками. Быстрые солифлюкционные сплывы обычно носят катастрофический характер, а скорость движения грунтов по склону может достигать нескольких десятков метров в сутки (Мокеев и др., 2005).

Действие этого процесса наблюдается на некоторых участках, на крутых берегах крупных рек и озерных котловин. Эти участки характеризуются близким залеганием к поверхности залежей подземного льда или развитием в верхних горизонтах сильнольдистых дисперсных пород. На таких участках очень часто образуются термоденудационные цирки или уступы. Действие процесса быстрой солифлюкции также наблюдается на участках развития термоэрозии по повторно-жильным льдам.

Термоэрозия. Большая часть современной эрозионной сети территории была сформирована в верхнеплейстоцен-голоценовое время, когда происходило формирование поверхности полуострова Ямал. На этот период приходится максимум тектонических движений и формирование комплекса морских и аллювиально-морских террас. При постоянном понижении базиса эрозии происходило интенсивное формирование речных долин и оврагов.

В настоящее время термоэрозионная деятельность поверхностных вод в значительной степени снизилась, но полностью не прекратилась. Наиболее интенсивно термоэрозионный размыв грунтов происходит в пределах крутых берегов рек, озер и вдоль побережья Карского моря. Наиболее часто молодые растущие овраги наблюдаются на подмываемых участках берегов рек Нгури-Яха, Надуй-Яха, Се-Яха.

Активизации процесса термоэрозии па этих участках способствуют такие экзогенные процессы, как боковая эрозия рек и термоабразия берегов озер. На подмываемых участках берега постоянно существуют условия для зарождения и активного развития оврагов. За счет подмыва берега и, следовательно, смещения базиса эрозии в сторону водораздела происходит постоянная активизация процесса эрозии. Стремясь к выработке профиля равновесия, происходит постоянный рост оврага в глубину и в длину. Очень часто на таких участках наблюдаются висячие устья оврагов.

Короткие эрозионные промоины и небольшие овраги наблюдаются в местах прорыва вод из, так называемых, «висячих» озер. Такие озера существуют на рассматриваемой территории в пределах плоских водораздельных поверхностей вблизи верхней бровки склона. Реже они встречаются на склонах долин ручьев и малых рек (Мокеев и др., 2005).

Термоабразия. Термическое разрушение берегов озер и морского побережья очень широко распространено на всей территории. Термоабразионной переработке подвержены берега большинства термокарстовых и пойменных озер полуострова. Процесс особенно активен, если в берегах обнажаются отложения с повторно- жильными или пластовыми льдами. Вследствие теплообмена с водой мерзлые породы быстро оттаивают. Оттаявший слой постепенно оплывает, обнажая мерзлую породу, что делает возможным ее непосредственный контакт с водой и быстрое разрушение. В основании берегов обычно образуется волноприбойная ниша, с нависающими над ней блоками мерзлых пород. Последние отрываются от коренного берега главным образом по ледяным жилам н морозобойным трещинам. Обрушившиеся блоки размываются волнами. В результате поддерживается большая крутизна береговых уступов, что способствует их быстрому разрушению. Со временем продукты разрушения коренных берегов накапливаются вдоль береговой линии, образуя отмель.

Морозобойное растрескивание пород. Это процесс образования и роста трещин в мерзлом грунте вследствие понижения его температуры в зимнее время ниже 0° С. Морозобойное растрескивание грунтов является одним из наиболее широкораспространенных криогенных процессов, действующих на территории полуострова. Проявление этого процесса наблюдается практически на всех горизонтальных и субгоризонтальных поверхностях всех геоморфологических уровней. Исключение составляют крутые и средней крутизны склоны.

С процессом морозобойного растрескивания грунтов связано образование полигонального микрорельефа и формирование повторно-жильных льдов. Последнее обстоятельство значительно увеличивает содержание льда в мерзлых породах и интенсивно влияет на динамику таких криогенных процессов, как термокарст, термоэрозия и термоабразия (Мокеев и др., 2005).

Криогенное пучение. В пределах территории полуострова так же широкое развитие имеет процесс криогенного пучения грунтов. Различают две его формы по времени действия: сезонную и многолетнюю.

Наиболее широкое распространение имеет сезонное пучение грунтов. Действие этого процесса наблюдается практически на всех геоморфологических уровнях. Широкому проявлению этого процесса способствует близкое залегание кровли многолетнемерзлых пород и высокая предзимняя влажность пород слоя сезонного оттаивания, которая очень часто достигает полной влагоемкости.

Процесс пучения начинается уже при промерзании самых верхних (3-5 см) горизонтов и продолжается в течение всего периода промерзания. Чаще всего сезонное пучение грунтов характеризуется образованием площадей пучения высотой 10-30 см (в зависимости от мощности слоя сезонного оттаивания). Реже, при неравномерном промерзании или промерзании замкнутых структур, образуются сезонные бугры пучения высотой до 0,5-1,0 м. Образование сезонных бугров пучения возможно на участках техногенного изменения естественных покровов (Мокеев и др., 2005).