Строение вечномерзлых грунтов
1.9. Различное распределение льда в горных породах в некоторых случаях сказывается на их строении, т.е. структуре и текстуре. В скальных и полускальных породах при промерзании лед образуется только в трещинах и пустотах, поэтому их структура при этом не изменяется, а лед, заполняющий трещины и пустоты, представляется самостоятельной горной породой [1]. Мерзлым крупнообломочным, песчаным и глинистым грунтам свойственны те же структуры, что и таким же породам талым, т.е. пелитовая, алевритовая, псаммитовая, псефитовая и др. [2], но их необходимо дополнять характеристикой льда-цемента. При этом следует различать следующие типы льда-цемента:
контактный, находящийся только в местах контакта частиц скелета, образующийся обычно при промерзании не полностью насыщенных водой песчаных и крупнообломочных грунтов;
пленочный, обволакивающий поверхность частиц, оставляя часть пор незаполненными. Образуется в таких же грунтах, как и контактный, но более влажных;
поровый, заполняющий поры целиком. Образуется также в песчаных и крупнообломочных, но полностью водонасыщенных грунтах;
базальный, составляющий основную массу грунтов и разобщающий частицы минерального скелета. Встречается преимущественно в глинистых и пылеватых грунтах.
1.10. Из приведенного следует, что тип цементации мерзлых грунтов одновременно характеризует и содержание в них льда. Лед-цемент имеет всегда кристаллически зернистые структуры [3]. В зависимости от размера зерен различают следующие его структуры: явно кристаллические (крупно-, средне- и мелкозернистые) и скрыто кристаллические (микрокристаллические), а также равномерно зернистые и порфировые.
1.11. В зависимости от соотношения зерен льда-цемента с частицами скелета породы различают следующие структуры:
межчастичную (интерсертальную) – зерна цемента расположены в единичных промежутках между частицами скелета и не превышают их по размерам;
объемлющую (пойкилитовую) – зерна цемента крупнее частиц скелета и обволакивают их.
Полное определение структуры мерзлых грунтов должно включать указания о типе структуры грунтов, типе цементации льдом, его распределении и структуре.
1.12. При полевом исследовании включений льда основное внимание следует уделять анализу его текстуры – особенностей строения льда, обусловленных составом и характером распределения в нем примесей (пузырьков газа, минеральных частиц и растительных остатков). При отсутствии примесей текстуру льда называют стекловатой, при преобладании в объеме льда газовых включений (пузырьков воздуха) – пузырчатой, при неравномерном распределении примесей – слоистой. При описании текстуры льда следует учитывать, что включения определяют его цвет.
1.13. Основными морфологическими признаками криогенной текстуры мерзлых грунтов являются: форма, размер, ориентация, распределение в массиве, количественное содержание льда в объеме образца.
Текстуру мерзлых пород, в которых присутствует лед-цемент в порах грунта без видимых прослоек льда, называют массивной.
Текстуру мерзлых пород, в которых присутствует лед в виде включений, называют шлировой, а включения – шлирами.
В зависимости от формы льда и условий его залегания в мерзлой породе выделяют значительное число типов криогенных текстур, из которых наиболее широко распространены следующие: массивная, слоистая, сетчатая, корковая, порфировидная (пятнистая), базальная, атакситовая (рис. 1) [4 – 9].