Исследовательская работа (стр. 7 )

В пределах данного геоморфологического уровня в полосе трассы выделяются 4 типа разрезов грунтовой толщи.

Первый тип. С поверхности залегают пылеватые и мелкие пески (m II4) с редкими прослоями среднего песка. Суммарная влажность (Wtot)  изменяется в пределах 12-20%, плотность грунта варьирует в пределах 1,97-2,18 г/см3. Грунты слабольдистые, криотекстура массивная с единичными шлирами льда. Мощность этих отложений составляет 6-12 м. Ниже располагаются валунные суглинки (gm II2-4) роговской свиты. Грунт имеет суммарную влажность (Wtot) в верхней части 20-25%, которая постепенно уменьшается с глубиной до 15-18%, и плотность 1,90-2,16 г/см3. Суглинки слабольдистые, криотекстура слоистая наклонная. Толщина ледяных шлиров, как правило, 5-10 мм, расстояние между шлирами 10-20 см. Отложения незасоленные. Грунты промерзали эпигенетически. Второй тип. С поверхности располагается торфяной покров мощностью до 2 м. Суммарная влажность (Wtot) его изменяется в широких пределах – 100 – 1000%, плотность грунта – от 0,91 до 0,97 г/см3. Торф сильнольдистый, с атакситовой криотекстурой. Ниже отмечается переслаивание, образованное тонкими прослоями песка, суглинка и супеси (lа III-IV). Суммарная влажность (Wtot) ступенчато изменяется от 25-35 до 18-23% на глубине 2-4 м; плотность грунта варьирует в пределах 1,80-2,20 г/см3. Грунты в верхней части льдистые, в нижней – слабольдистые; криотекстура сетчатая и слоисто-сетчатая – в верхней части и слоистая – в нижней. Мощность этих отложений от 2 до 12 м. В основании грунтовой толщи располагаются валунные суглинки роговской свиты (gm II2-4). Грунт имеет суммарную влажность (Wtot) в верхней части 20-25%, которая постепенно уменьшается с глубиной до 15-18%, и плотность 1,90-2,16 г/см3. Суглинки слабольдистые, криотекстура слоистая наклонная. Толщина ледяных шлиров 5-10 мм, расстояние между шлирами 10-20 см. Отложения незасоленные. Грунты промерзали эпигенетически. Третий тип. С поверхности до глубины 2-4 м залегают озерно-аллювиальные пылеватые пески или легкие суглинки (la III-IV). Суммарная влажность (Wtot)  практически не изменяется с глубиной и составляет от  25-35%; плотность грунта изменяется при этом в пределах 1,85-1,95 г/см3. Грунты льдистые, криотекстура слоисто-сетчатая или сетчатая наклонная. Ниже располагаются валунные суглинки (gm II2-4) роговской свиты. Грунт имеет суммарную влажность (Wtot) в верхней части 20-25%, которая постепенно уменьшается с глубиной до 15-18%, и плотность 1,90-2,16 г/см3. Суглинки слабольдистые, криотекстура слоистая наклонная. Толщина ледяных шлиров 5-10 мм, расстояние между шлирами 10-20 см. Отложения незасоленные. Грунты промерзали эпигенетически. Четвертый тип. С поверхности до глубины 2-3 м залегают покровные элювиально-делювиальные суглинки (ed III-IV). Суммарная влажность (Wtot) практически не изменяется с глубиной и составляет от  20-25%; плотность грунта изменяется в пределах 1,85-2,05 г/см3. Грунты слабольдистые, криотекстура сетчатая или слоисто-сетчатая, тонкошлировая. Ниже располагаются валунные суглинки роговской свиты (gm II2-4). Грунт имеет суммарную влажность (Wtot) 15-18%, и плотность 1,90-2,16 г/см3. Суглинки слабольдистые, криотекстура слоистая наклонная. Толщина ледяных шлиров 5-10 мм, расстояние между шлирами 10-20 см. Отложения незасоленные. Верхняя часть грунтов (до глубины 2-3 м) промерзала сингенетически, ниже –  эпигенетически (Инженерно-геокриологические исследования…, 2003).

Глава 6. Содержание органического вещества в мерзлых горных породах исследуемого района

Содержание органического вещества в мерзлых породах различного генезиса  и возраста

По результатам анализа данных скважин и лабораторных определений, наибольшее среднее содержание органического вещества (60,3%) оказывается в озерно-болотных отложениях. В озерно-аллювиальных отложениях среднее содержание органического вещества 29,1% (рис.6.1), в аллювиально-морских отложениях - 11,4%, в морских отложениях 3,9%, в отложениях аллювиального типа – 3,8%, что связано с особенностями переноса и седиментации отложений. Можно предполагать, что на содержание органического вещества влияет плотность биомассы в районе мобилизации вещества, пути и скорости переноса, а также особенности ее разложения. В мерзлом состоянии возможности разложения органического вещества и переноса даже его растворимых форм значительно меньше, чем в немерзлых породах, поэтому в целом можно ожидать, вероятно, его повышенное содержание в мерзлых породах.

Рис.6.1.Содержание органического вещества (Ir,%) в отложениях различного генезиса

Среднее содержание органического вещества в морских отложениях верхнего плейстоцена 2,7%, в верхнеплейстоцен-голоценовых отложениях 4,6%, что может объясняться тем, что условия для накопления органического вещества в верхнем плейстоцене-голоцене более благоприятны.

Среднее содержание органического вещества в озерно-болотных отложениях верхнего плейстоцена-голоцена 63,6%, в голоценовых отложениях - 48,1%.

Изменение содержания органического вещества по глубине

На рис. 6.2 представлено изменение содержания органического вещества по глубине. Наибольшее содержание органического вещества приурочено к глубине до 2,5 м, что, по-видимому, связано с современными процессами почво - и торфообразования.

Рис. 6.2. Изменение содержания органического вещества (Ir,%) по глубине (h, м)

Содержание органического вещества в мерзлых породах различной дисперсности

Относительное содержание органического вещества уменьшается с увеличением содержания глинистых (рис.6.3) и пылеватых (рис. 6.4) частиц. Известно, что большое влияние на гумификацию оказывает гранулометрический состав. Так, дерново-подзолистые песчаные почвы содержат гумуса (1,0–1,5%) значительно меньше по сравнению с дерново-подзолистыми суглинками (2–3%). Таким образом, полученные нами результаты находятся в соответствии с известными ранее. Однако, общее содержание органического вещества в мерзлых породах описываемого района довольно значительно и, в частности, в целом выше, чем среднее содержание гумуса в подзолистых почвах. Так, известно, что в северном направлении от зоны черноземов содержание гумуса падает до 3–6% в серых лесных почвах и до 1–3% в дерново-подзолистых почвах. В зависимости от содержания песчаных частиц и более крупных фракций, содержание органического вещества в отложениях не изменяется.

Рис.6.3. Содержание органического вещества (Ir,%) в отложениях с различным содержанием глинистых частиц

Рис.6.4. Содержание органического вещества (Ir,%) в отложениях с различным содержанием пылеватых частиц

Содержание органического вещества в мерзлых породах различной плотности

На рис. 6.5 представлено содержание органического вещества в мерзлых породах с различной  плотностью сухого грунта. Плотность пород увеличивается с уменьшением содержания органического вещества, что обусловлено низкой плотностью органического вещества, которая, как известно, не превышает 1,25 - 1,8 г/. В различных по составу мерзлых породах данная зависимость проявляется по-разному (рис.6.6). 

Рис. 6.5. Содержание органического вещества (Ir,%) в мерзлых породах различной плотности (Pd, г/)

Рис. 6.6. Содержание органического вещества (Ir,%) в мерзлых породах различной плотности (Pd, г/) для супесей (синий), суглинков (красный) и песков (зеленый)

Эта зависимость проявляется по-разному и для разных диапазонов плотностей (рис. 6.7, 6.8, 6.9, 6.10).

Рис.6.7. Содержание органического вещества (Ir,%) в мерзлых породах для плотности Pd<0,5 г/

Рис.6.8. Содержание органического вещества (Ir,%) в мерзлых породах для плотности Pd = 0,5…1 г/

Рис.6.9. Содержание органического вещества (Ir,%) в мерзлых породах для плотности Pd = 1…1,5 г/

Рис.6.10. Содержание органического вещества (Ir,%) в мерзлых породах для плотности Pd >1,5 г/

Содержание органического вещества в мерзлых породах с различной влажностью (льдистостью)

Относительное содержание органического вещества различно в мерзлых породах  различной влажности (льдистости) (рис. 6.11). Наибольшему содержанию органического вещества соответствует наибольшая суммарная влажность отложений. Самые высокие значения влажности соответствует торфам и оторфованным породам, что объясняется высокой гидрофильностью органического вещества.