Рис. 6. Повторно-жильные льды в правобережной едоме в долине р.Лены. Фото С.Шевчука
Можно представить себе ситуацию, когда растрескивание происходит при неполном промерзании сезонно-талого слоя и когда повышенно минерализованная вода из непромерзшей линзы может попасть в морозобойную трещину и, следовательно, в залегающую ниже ледяную жилу. Такой процесс чрезвычайно редок, Встречается лишь в исключительных случаях, на что указывает и крайне редкая встречаемость сильно минерализованного повторно-жильного льда.
В процентном отношении от общего числа проанализированных образцов ПЖЛ из едом встречаемость среднесоленых льдов ничтожна, однако игнорировать их нельзя, поскольку такие образцы могут указывать на возможность субаквального формирования ледяных жил в позднем плейстоцене под морским мелководьем (подчеркиваем, редко, но все же вероятно). Конечно, в отдельных случаях, как например, в нижней части берегового морского обнажения близ устья р. Чукочья повышенную минерализацию можно было бы пытаться объяснить затеканием морской воды уже в процессе современного термоабразионного вскрытия жил, а в других случаях - миграцией солей в жилы из вмещающих отложений. Однако этому имеются контраргументы: А. Н. Толстов [8] приводит данные П. Ф. Швецова, обнаружившего в обнажении озера Овальное, располагающегося на севере Яно-Индигирской низменности в 120 км от моря, ПЖЛ с хлоридно-натриевым засолением, содержание сухого остатка в которых составило 2910 мг/л. Этот образец оказался единичным. При повторном опробовании жил в этом районе получены значения минерализации 60-160 мг/л. А. Н. Толстов [8] объясняет наличие сильно минерализованного жильного льда ветровым переносом солей от морского побережья. Маловероятно существенное постгенетическое засоление жил солями, мигрирующими из вмещающей мерзлой толщи. Практически во всех случаях, когда были встречены сильно минерализованные жильные льды, вмещающие их отложения не отличались аномально высокой минерализации ей, и наоборот, там, где сухой остаток в водной вытяжке из вмещающих толщ превышал 0,2-0,4%, залегали жильные льды с минерализацией не выше 200 мг/л.
Имеются сведения, что перенос морских солей атмосферными осадками возможен на расстояние 1000-4000 км, причем интересно, что даже вблизи морских побережий в них не всегда преобладает хлор (хотя часто его содержание составляет до половины общего количества солей), часто заметно участие других компонентов.
Автор полагает, что повышенная минерализация в каждом конкретном случае объясняется различными причинами. Если жилы в устье р. Чукочья и на берегу озера Овальное (а также ранее описанные ПЖЛ острова Белый и п-ова Явай) в отдельных своих частях сильно минерализованы за счет участия морской воды, затекавшей по трещинам в тело жил при их формировании, то жилы в обнажениях Крестовка (как и жилы Мамонтовой Горы и Ленских террас), имеющие континентальный тип засоления, повышенно минерализованы, видимо, в основном, за счет затекания по трещинам в жильный лед застойных болотных вод.
Сопоставление химического состава голоценовых и позднеплейстоценовых ПЖЛ Северной Якутии указывает на их различие, проявляющееся, прежде всего, в частой встречаемости более минерализованных жил позднеплейстоценового возраста (например, лед с минерализацией 0,05-0,15 г/л в них встречается в 68% случаев, а в голоценовых - в 47%), Однако основной тип засоления ПЖЛ никак нельзя отнести не только к морскому, но даже к распресненному лагунному. Доминирование карбонатов в едомных жилах, вероятно, указывает на более холодные условия их формирования. Вместе с тем, метеорный характер подавляющей части воды, питавшей жилы, не вызывает сомнений.
Среди пластовых залежей Северной Якутии льдов погребенного типа пока не встречено, а пласты, описанные Ш. Ш. Гасановым [9] на о-ве Фаддеевском (минерализация 20-60 мг/л) к О. В. Лахтиной [10] в среднем течении Алазеи и в обнажении Красивое на р. Малый Анюй (сухой остаток 30-40 мг/л) - внутригрунтового генезиса. Время их формирования скорее всего относится к позднему плейстоцену, что указывает на участие процессов образования внутригрунтовых залежей льда в процессе позднеплейстоценового синкриолитогенеза.
Существенную роль сыграли различия в минерализации пластовых льдов на северо-западе о.Новая Сибирь в бухте Мира и на его западном берегу, на мысе Высокий. Видимая мощность пластовых ледяных залежей здесь достигает первых десятков метров. Их выходы прослеживаются на протяжении 2-3 км.
Пластовые льды Новосибирских островов представлены различными по морфологии и генезису типами. Наиболее распространенными являются матовые слоистые льды мощностью до 20-30 метров (рис. 7). По простиранию матовые слоистые льды могут быть представлены двумя подгоризонтами мощностью до 10 м.
Нормальное залегание в некоторых случаях нарушено серией смещений с разрывами, образующими обособленные блоки неправильной формы/ Отдельные блоки и горизонты пластовых льдов разделяются льдистыми морскими слабо опесчаненными глинами с остатками малакофауны (Portlandia arctica и др.). Комплекс матовых слоистых пластовых льдов перекрывается толщей прибрежно-морских суглинков мощностью до 5-10 м с остатками малакофауны.
Рис. 7. Пластовый лед в обнажении на северо-востоке Новосибирских о-вов. Фото В.Тумского
В наиболее полных разрезах на бухте Мира верхний уровень пластовых льдов имеет двухчленное строение. Нижний слой мощностью до 1 м представлен голубовато-серым льдом. Верхний слой представлен серым льдом мощностью до 0,5-1,5 м.
Данные по изотопному и химическому составу позволили В.В.Ивановой [11] предположить, что нижние горизонты пластовых льдов в многолетнемерзлых толщах о.Новая Сибирь формировались преимущественно сингенетически в процессе инъекционного льдообразования в результате внедрения и замерзания воды в период промерзания вышедших из-под уровня моря участков. Инъекционное происхождение льда, вероятно, объясняет [11], особенности его химического состава (ведущая роль натрия и магния, отрицательная цериевая и европиевая аномалии) и различную степень минерализации льда, отобранного по латерали из нижнего горизонта пластовых льдов. Верхний горизонт пластовых льдов имеет внутригрунтовое происхождение, он образовался, вероятно, в результате сегрегационного льдообразования [11].
Гидрохимические данные из пластовых льдов нередко могут давать и весьма экзотические результаты. В этом плане вспомним данные Н. Г. Обермана [12], который встретил вдали от моря на севере Урала и Пай-Хоя залежи льда с минерализацией 1000-2000 мг/л и даже до 4700 мг/л. т.е. здесь льды, формировавшиеся при эпикриогенном промерзании на больших глубинах, оказывались, весьма засоленными.
Особенности химического состава подземных льдов Чукотки
Ожидалась значительная встречаемость высокоминерализованных подземных льдов на Чукотке. На это указывало и доминирование толщ морского генезиса в пределах прибрежных Чукотских низменностей и, косвенно, наличие криопегов практически во всех районах Чукотского побережья (особенно в толщах голоценовых морских лайд) и разнообразный облик пластовых ледяных залежей на Восточной Чукотке, что заставляло думать об их, возможно, разном генезисе и в том числе о возможном присутствии аллохтонных седиментадионных льдов в морских толщах (тем более, что в одной из скважин колонкового бурения со льда Чукотской партией ПГО «Севморгеология» на дне Мечигменекого залива, в 300 м от берега, на глубине 2,5 м от дна и под слоем воды мощностью 3 м автором был обнаружен пласт чистого коричневатого соленого льда, подстилаемый почти 40-метровой толще мерзлых рыхлых пород. Однако эти ожидания не оправдались. Во всяком случае, в изученных и опробованных автором пластовых льдах, как позднеплейстоценовых, так и голоценовых, минерализация не превысила 100 мг/л. Причем, в некоторых разрезах пласт залегал явно в морских песках, однако, его минерализация оказывалась крайне мала. Так, на северном берегу озера Коолень в слоистых песках морской террасы опробован пласт серого льда мощностью около 1 м, минерализация которого составила всего 60-70 мг/л, что, несомненно, указывает на неморскую, вероятно внутригрунтовую природу залежи. Примерно аналогичная ситуация встретилась и в районе Анадыря, где минерализация пласта в толще позднеплейстоценовой террасы не превысила 70 мг/л. Еще более распресненным оказался пласт инъекционного льда в ядре бугра пучения на пойме восточного берега озера Коолень, здесь сухой остаток не превысил 30 мг/л.
Однако морфологическое разнообразие пластов льда на Чукотке столь велико, что возможно среди 15-20-метровых ледяных залежей, встречающихся на склонах и в долинах оз. Коолень, р. Чульхевеем, на побережьях заливов Креста, Лаврентия, Мечигменского, у мыса Неймана и в других районах, есть и более минерализованные прослои или даже целые ледяные пласты. Однако, наверное, правильным будет полагать, что большинство пластовых ледяных залежей Чукотки - внутригрунтового происхождения, и отсюда весьма небольшие значения их минерализации, поскольку в процессе формирования пласта, даже из сравнительно засоленных вод в морских толщах, соли отжимаются в грунт, а формирующийся лед - пресный.
Голоценовые жильные льды и на самом востоке и на юго-востоке Чукотки оказались ультрапресными - минерализация не выше 40 мг/л, и даже на морской лайде о. Айон голоценовые жилы пресные, их минерализация не превысила 60-70 мг/л, хотя в последнем случае обратило на себя внимание доминирование хлоридов, составившее более 30% от общего содержания легкорастворимых солей. То есть, и в этом случае, как в более западных районах Арктического побережья, близость моря сказалась на составе жил, но все же морское влияние проявилось лишь косвенно, лед - ультрапресный и, несомненно, вода в нем атмосферно-метеорного происхождения.
Позднеплейстоценовые сингенетические жилы на Чукотке вообще встречаются спорадически: остров Айон и долины p.p. Майн и Анадырь - вот, пожалуй, два основных района их распространения, небольшие жилы отмечены нами и вблизи Анадыря, возможно они встречаются и в долине Амгуэмы, вблизи пос. Ванкарем и Энурмино. Изучение химического состава плейстоценовых жил трех, первыми названных, районах также привело к несколько, на первый взгляд, неожиданным результатам. Жильные массивы острова Айон и долины Майна - весьма сходные своим обликом и, вероятно, временем формирования - менее 40 тысяч лёт назад, расположены в совершенно различной современной ситуации. Остров Айон окружен морем, и жилы встречены непосредственно в береговых обнажениях, а обнажения в долине Майна удалены даже от Анадырского лимана более, чем на полтысячи километров. Казалось бы, естественным полагать более заметное влияние моря и на состав льда жил о. Айон. Однако в реальности минерализация жил оказалась очень сходной. Общий диапазон колебаний минерализации позднеплейстоценовых жил Айонского разреза 40-110 мг/л, причем основными элементами ионного состава оказались гидрокарбонаты. И в общем-то близкая картина выявилась в долине Майна, где были детально опробованы Ледовый Обрыв (рис. 8) и Усть-Алганский обрывы.
Рис. 8. Повторно-жильные льды едоме Ледового обрыва, в долине р.Майн. Фото Дж.Хэйли
Минерализация подавляющего большинства образцов из жил этих разрезов составила от 32 до 60 мг/л. Состав льда преимущественно гидрокарбонатно-натриевый, хотя в отдельных образцах заметно участие хлоридов. В этих разрезах А. Н. Котовым и С.Н. Бражник [13] получены несколько образцов из ледяных жил с минерализацией 130-150 мг/л. Даже с учетом этих данных повторно-жильные льды в толщах ледового комплекса долины р. Майн следует считать весьма пресными, вполне отвечающими своему внутриконтинентальному положению и формированию в аллювиальных отложениях.
Позднеплейстоценовые жилы изученные автором в толще морской террасы близ г.Анадырь также оказались пресными, в среднем содержание сухого остатка составило 70 мг/л, и основные доминирующие ионы практически повторили картину распределения в жилах Айона и Майна. Лишь некоторым исключением стало большее присутствие хлоридов, среднее содержание которых превысило 25% от общего ионного состава.
Более половины образцов из жил Чукотки имеют минерализацию менее 0,05 г/л, тогда как жилы с такой минерализацией в Западной Сибири встречены лишь в 16%, а на Севере Якутии - в 14% случаев. Но если взять более широкий диапазон - менее 0,15 г/л, то сходство ближе - на Чукотке это почти 100% всех проанализированных образцов, в Западной Сибири - 89%, а на севере Якутии - 80%. Эти данные говорят о том, что хотя в составе солей в ледовых толщах различных регионов Евроазиатской криолитозоны и имеются региональные различия (вызванные прежде всего неодинаковым характером переноса воздушных масс в зимнее время и разным влиянием близ расположенных океанов), но гораздо выразительнее их сходство, которое проявляется в низкой минерализации и доминировании гидрокарбонатов, что, скорее всего, свидетельствует об атмосферной природе воды, в основном питавшей жилы в позднем плейстоцене, так же как и позднее - в голоцене и в настоящее время.
Вместе с тем отдельные находки сильноминерализованных жил указывают на возможность, в редких случаях (менее 10%), участия в сложении жил, формировавшихся в позднем плейстоцене и голоцене морских лагунных и эстуарных вод при образовании жил на мелководьях, а в континентальных районах на участие застойных-болотных вод и вторично засоленных (в результате выпаривания и криогенной минерализации) вод сезонно-талого слоя.
Библиография
1. Васильчук Ю.К., Трофимов В.Т. Криогидрохимические особенности повторно-жильных льдов Ямало-Гыданской провинции (Cryohydrochemical peculiarities of ice wedge of the Yamal-Gydan province) // Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отд. геол., 1985, том 60, вып.3. С. 114-120.