Клиновидные деформации в осадочных породах постоянно привлекают к себе внимание исследователей. Особенно многочисленны они в слоистых плейстоценовых отложениях водного генезиса, развитых на равнинах севера Евразии.

С точки зрения палеогеографических реконструкций, вопросов стратиграфии плейстоценовых отложений и истории развития мерзлоты важное значение приобретает выяснение происхождения клиновидных деформаций в осадочных породах плейстоцена. В решении этой проблемы в последнее время явно наметились две тенденции.

Принято считать, как у нас в стране, так и за рубежом, что клиновидные деформации являются результатом проявления мерзлотных процессов [Москвитин, 1940, 1947; Баулин, Шмелев, Соломатин, 1960; Баулин, Белопухова, Дубиков, Шмелев, 1967; Каплина, Романовский, 1960; Хруцкий, 1964; Шмелев, 1966; Soergel, 1932: Gallwitz, 1949 и др.]. В этом случае клиновидные деформации обычно рассматриваются как свидетельство былого наличия мерзлоты и полигонально-жильных льдов. Предполагается, что образование последних связано с перерывом в осадконакоплении, их последующее протаивание и образование псевдоморфоз - с улучшением климатических условий.

В последнее время получили известность работы Е.В. Артюшкова [1964] и А.Г. Костяева [1962, 1964, 1965 и др.], в которых предпринята попытка доказать, что подавляющее большинство деформаций, в том числе и клиновидных, в рыхлых плейстоценовых отложениях представляют собой результат процесса конвективной неустойчивости грунтов на стадии осадконакопления и превращения осадка в породу. Образование клиновидных (разрывных) и складчатых (пластических) деформаций считается названными авторами характерным для любой терригенной осадочной толщи, которая состоит из чередования литологически разнородных пород песчано-глинистого состава.

Однако известно, что деформации в осадочных породах вообще и клиновидные, в особенности, свойственны в значительно большей степени плейстоценовым отложениям, чем, например, мезозойским или палеозойским. При этом и в плейстоценовых отложениях они отмечаются либо в областях современного или былого распространения мерзлоты, либо в областях достаточно глубокого сезонного промерзания. Установлено также, что клиновидные деформации более характерны для аллювиальных и мелководных бассейновых отложений, чем для глубоководных морских. Если бы процесс образования клиновидных деформаций был в равной степени свойствен всем песчано-глинистым осадкам водного генезиса, вне зависимости от фациальных и палеоклиматических условий области их накопления, то, вероятно, и сами деформации были в равной степени присущи мелководным и глубоководным плейстоценовым и более древним (мезозойским, палеозойским и т.д.) породам, что не соответствует действительности.

Вместе с тем и в древних осадочных породах известны клиновидные деформации, как например, деформации, описанные А.И. Поповым [1962] в сантонском флише под Геленджиком. Следует, однако, признать, что типичные, морфологически наиболее ярко выраженные клиновидные деформации в плейстоценовых отложениях отличаются от деформаций в докайнозойских породах.

Проведенное нами изучение плейстоценовых отложений на севере европейской части ССCР и Западной Сибири позволяет сделать вывод, что в них присутствуют как мерзлотные, обусловленные вытаиванием ледяных жил или морозобойным растрескиванием грунтов, так и диагенетические клиновидные деформации, связанные с превращением осадка в породу. Морфологический эффект в том и другом случае часто бывает близким, что весьма затрудняет решение задачи о происхождении деформаций в каждом конкретном случае.

Анализ материала показывает также, что процесс образования псевдоморфоз протекает различно в субаэральных и субаквальных условиях: на пойме, песчаных отмелях и островах в русле рек, на мелководных, прибрежных, периодически осушающихся участках морей, озер и лагун.

В настоящей статье сознательно обходится вопрос о грунтовых жилах, обязанных своим происхождением мерзлотно-элювиальным процессам. Происхождение грунтовых жил - это самостоятельная сложная проблема, требующая специального рассмотрения.

Псевдоморфозы, образованные в субаэральных условиях. Наиболее достоверными псевдоморфозами, образование которых происходило в результате вытаивания ледяных жил в субаэральных условиях, являются псевдоморфозы в торфяниках, разбитых системой полигонально-жильных льдов. Неоднократно удавалось наблюдать процесс образования псевдоморфоз в развитии. По мере вытаивания ледяных жил происходит проседание торфа и выполнение им пространства, ранее занятого жилой. Торфяники, как правило, подстилаются озерными глинами и суглинками, в которые входят нижние части ледяных жил. Поэтому в процесс образования псевдоморфоз вовлекаются помимо торфа суглинки и глины. В конечном итоге псевдоморфозы оказываются сложенными торфяно-глинистыми (или суглинистыми) грунтами смешанного состава (рис. 1).

Расположение материала внутри псевдоморфозы может быть различным. На приведенной зарисовке (см. рис. 1) в нижней части псевдоморфозы сохраняется сланцеватая текстура вышележащего торфа, но слои изгибаются в мульдообразную складку. Основное тело структуры сложено хаотически перемешанным торфяно-глинистым материалом. Отмечаются участки крутопадающих, иногда почти вертикальных слоев торфа вдоль контактов с вмещающими породами. Образование псевдоморфозы произошло до окончания торфонакопления, ибо слои торфа выполняют углубление в кровле клиновидной структуры, постепенно выполаживаясь вверх по разрезу.

Особый характер строения имеет псевдоморфоза, изображенная на рис. 2. Она располагается в разрезе первой надпойменной террасы р. Усы (правый приток р. Печоры), высота которой составляет 12 м над руслом реки. На поверхности террасы развит обширный торфяник, мощность которого достигает 2,5 м . Торф темно-бурый, хорошо разложившийся, с мелкими древесными остатками и корой березы. Аналогичный торф слагает центральную часть внедрения. В отличие от перекрывающего торфа, для которого характерна горизонтальная сланцеватость, торф внутри псевдоморфозы имеет четкую вертикально-ориентированную отдельность. Центральная, торфянистая часть структуры как бы погружена в чехол, состоящий из супеси табачно-серого в сухом, талом и сизовато-серого в мерзлом состоянии цвета. В нижней части чехла супесь постепенно переходит в суглинок. И в супеси и в суглинке расположены мелкие, вертикально ориентированные линзочки торфа. По периферии, вдоль боковых контактов с вмещающей породой, псевдоморфоза оконтурена тонкой (3- 7 см ) оболочкой из мелкозернистого песка и торфа. Важно подчеркнуть, что перекрывающий псевдоморфозу слой торфа имеет горизонтальный нижний контакт и не проседает над ее кровлей. Следовательно, вытаивание ледяной жилы и образование псевдоморфозы закончилось до момента основного торфонакопления.

Два вышеприведенных примера показывают, что строение псевдоморфоз может быть существенно различным. В первом случае выполняющие псевдоморфозу породы залегают частично мульдообразно, частично хаотически, во втором - строго ориентированно, вертикально. Следовательно, приходится с осторожностью относиться к предложениям считать в качестве критерия псевдоморфоз их внутреннее строение. Не исключено, однако, что во втором случае мы имеем дело не с псевдоморфозой по ледяной жиле, а с протаявшей, изначально ледо-грунтово-торфяной жилой.

В тех случаях, когда можно с достаточной уверенностью утверждать, что клиновидные просадки являются псевдоморфозами, образовавшимися в субаэральных условиях, общим для них является наличие торфа, почвенных образований или наземных растительных остатков, а также приуроченность псевдоморфоз к подошве торфяного или почвенного слоя. Возможно, что именно эти признаки являются генетическими критериями псевдоморфоз, которые образуются в наземных условиях в том случае, конечно, когда в плане клинья образуют полигональную сеть. Форма псевдоморфоз достаточно разнообразна, но наиболее часто встречаемая - клиновидная (см. рис. 1) и языковидная (см. рис. 2). Размеры предопределены размерами бывших ледяных жил, длина их варьирует от 1,5 до 6,0 м , ширина, в верхней части от 0,5 до 3,0 м что соответствует параметрам эпигенетических ледяных жил, образование которых наиболее вероятно в субаэральных условиях.

Важным показателем условий образования псевдоморфоз являются их контакты с окружающими породами, детально рассмотренные в работе Т.Н. Каплиной и Н.Н. Романовского [1960]. Контакты часто имеют четкий и даже резкий характер. Иногда вдоль контакта происходит перемешивание материала, но и в этом случае он, как правило, достаточно заметный.

Строение вмещающих пород близ контакта с псевдоморфозами разнообразно. В ряде случаев они совершенно не деформированы, как это показано на рис. 1. Наиболее часто слоистые разности вмещающих пород близ контакта с псевдоморфозой загибаются вниз, фиксируя проседание слоев породы. Особый тип контакта показан на приведенном выше рис. 2. Здесь близ верхней части псевдоморфозы вмещающие слои горизонтально-слоистой супеси загибаются вниз, а близ нижней - слои этой же супеси и нижележащих ленточных глин поднимаются вверх, что, вероятно, соответствует первичной деформированности пород на контакте с былой ледяной или ледо-грунтово-торфяной жилой.

Таким образом, предлагаемые в качестве критерия псевдоморфоз по ледяным жилам особые типы контакта с вмещающей породой и как один из наиболее характерных - загибание вмещающих слоев вниз или вверх не являются безусловными. Также не всегда удается наблюдать следы выдавливания вмещающих отложений вверх и наличие сбросов и обрушений окружающих псевдоморфозу пород в приконтактовой зоне [Каплина, Романовский, 1960].

Вероятно, механизм образования псевдоморфоз разнообразен в конкретных условиях, так что морфологический эффект может быть существенно различным.

Обращает на себя внимание следующее обстоятельство. Породы, вмещающие псевдоморфозы, часто находятся в мерзлом состоянии. Закономерности криогенного строения свидетельствуют о том, что промерзание их происходило одновременно с накоплением осадков или вскоре после него, т.е. сингенетично, и в дальнейшем породы не оттаивали. Для озерных глин и торфа характерна в большинстве случаев высокая льдистость, на соседних участках можно наблюдать сохранившиеся ледяные жилы, в которых видны горизонтальные прослойки глинисто-суглинистого материала или торфа и т.д.

Из сказанного следует вывод, что образование псевдоморфоз в субаэральных условиях может быть не связано с общим или частичным оттаиванием льдистых пород и повсеместным вытаиванием ледяных жил вследствие климатических изменений общего или местного характера, а обусловлено процессами избирательного термокарста.

Псевдоморфозы, образованные в субаквальных условиях. В слоистых плейстоценовых отложениях водного генезиса (аллювиальных, озерных, аллювиально-озерных, прибрежно-морских) в Западно-Сибирской низменности и на севере европейской части СССР широко распространены деформации пород характерной клиновидной формы с расширенной верхней и узкой, вытянутой нижней частью (рис. 3). Клиновидные просадки имеют четкие контакты с вмещающими породами, последние близ контакта осложнены обычно многочисленными микросбросами, смятиями и ориентированы круто вниз. Особенно интенсивно деформированы вмещающие слои близ верхней, наиболее широкой части клина, которая выполняется вышележащими породами, втягивающимися в клин, или мульдообразно проседающими над ним. Нижняя часть клина, как правило, представляет собой смещенный, осложненный микросбросами материал окружающей породы. Это уже не внедрение вышележащих, а нарушение вмещающих пород. Клиновидные просадки в толщах слоистых водных отложений располагаются на различной глубине, т.е. залегание их многоярусное. Многоярусным является в некоторых случаях и строение самих деформаций.

Более подробно останавливаться на их морфологии вряд ли целесообразно, поскольку она подробно освещена в литературе [Баулин, Шмелев, Соломатин, 1960; Баулин, Шмелев, 1962; Костяев, 1962, 1964, 1965; Шмелев, 1966 и др.].

В строении клиновидных деформаций и закономерностях распространения по разрезу отложений существует ряд признаков, которые не позволяют связывать их образование с вытаиванием ледяных жил в субаэральных условиях. На это обстоятельство обратил внимание А.Г. Костяев [1965], использовав его для аргументации положения о немерзлотном, конвективном происхождении клиновидных просадок и внедрений. Действительно, в последних часто нет субаэрального материала: торфянистых включений, остатков древесины, почвенных образований. В кровле слоев, вмещающих клиновидные просадки, во многих случаях отсутствуют признаки почвообразования или торфонакопления - перекрывающие клинья осадки ложатся на них без следов размыва. На некотором удалении от клина сохраняется нормальная последовательность напластования пород. Следовательно, в отложениях не фиксируется перерыва в осадконакоплении, с которым можно было бы связывать образование ледяных жил и их последующее вытаивание.

Соседние по положению в разрезе клинья, находящиеся на расстоянии нескольких метров друг от друга, располагаются нередко на различных гипсометрических уровнях и не приурочены к подошве какого-то определенного слоя. Разновысотное положение клиновидных просадок хорошо подчеркивается горизонтальными слоями песков, суглинков, алевритов, протягивающихся от одной деформации к другой. Если бы оба соседние клина образовались в субаэральных условиях, а затем были перекрыты вновь накопившимися осадками, их кровля, вероятно, была бы приблизительно на одном уровне.

Данные спорово-пыльцевых анализов обычно не свидетельствуют о сколько-нибудь резких климатических колебаниях в период накопления вмещающих и перекрывающих клинья отложений. Становится, таким образом, непонятной причина вытаивания ледяных жил и образования псевдоморфоз. Кроме того, если все серии псевдоморфоз расположить в стратиграфической последовательности, то потребуется допустить, что отложения не один раз выходили из-под уровня водного бассейна и его термического влияния, переходили в мерзлое состояние, затем оттаивали, накапливались, снова промерзали, протаивали и т.д., что не укладывается в рамки палеоклиматических и неотектонических построений даже самых активных сторонников многочисленных пульсаций климата Земли и земной коры в плейстоцене.

Все названные обстоятельства заставляют отказаться от связи образования рассматриваемых клиновидных деформаций с вытаиванием ледяных жил в субаэральных условиях.

С другой стороны, как уже отмечалось, А.Г. Костяевым [1962, 1964] и Е.В. Артюшковым [1964] утверждается, что клиновидные структуры представляют собой результат развития в донных осадках процессов конвективной неустойчивости и диагенетических процессов. В качестве одного из основных критериев указывается на связь клиновидных деформаций с деформированностью пород в целом [Костяев, 1965]. Однако клиновидные смещения пород во многих случаях совершенно не сопровождаются пластическими деформациями вмещающих пород. Даже когда вмещающие отложения смяты в мелкие гофрированные или крупные складки, эти деформации не всегда генетически связаны с самой клиновидной просадкой. На приведенной фотографии (рис. 3) видно, что вертикальная клиновидная жила сечет деформированные слои отложений, имея с ними ровные и резкие контакты, т.е. никак генетически не связана с пластическими деформациями. С позиций признания широкого, всеобъемлющего характера процессов конвективной неустойчивости становится непонятным, почему аналогичные по строению, составу и условиям формирования осадки в одних случаях несут следы деформаций (как пластических, так и разрывных), а в других совершенно не деформированы и сохраняют первично-седиментационную слоистость.

Другим, не менее веским аргументом, не позволяющим, согласно А.Г. Костяеву [1965], связывать образование клиновидных деформаций с вытаиванием ледяных жил, является почти полное отсутствие последних в современных песках русловой и низкопойменной фаций аллювия, а также в прибрежно-морских отложениях песчаного состава. Вместе с тем известно, что клиновидные деформации свойственны аллювиальным пескам, в том числе косослоистым пескам русловой фации, а также прибрежно-морским и эстуарным отложениям песчаного состава. В литературе приводятся, хотя и немногочисленные, данные о наличии ледяных жил в отложениях песчаного состава как аллювиальных [Лаврушин, 1963], так и прибрежно-морских [Кузнецова, 1958].

Проведенные нами исследования на юге Гыданского полуострова (р. Мессо-Яха) и севере Таймырской низменности (р. Пясина) показали, что ледяные жилы являются характерными для современных аллювиальных хорошо промытых песков, которые слагают острова и отмели в русле рек. В некоторых случаях ледяные жилы достигают довольно крупных размеров (0,5-1,0 м ширины и 3,0 м длины). Вследствие миграции русла реки часть песчаных отмелей, островов и участков низкой поймы вместе с содержащимися в них ледяными жилами размывается и разрушается, часть переходит в погребенное состояние. В изменившихся геотермических условиях, попав под тепловое воздействие водного потока, погребенные ледяные жилы начнут вытаивать и заполняться как вмещающими, так и вновь накапливающимися осадками. Образовавшиеся псевдоморфозы окажутся постепенно погребенными, а вмещающие и перекрывающие их осадки будут иметь нормальные, свойственные аллювиальным отложениям русловых фаций, условия залегания. Следствием неоднократного смещения русла реки явится расположение погребенных псевдоморфоз на различной глубине в толще аллювиальных отложений, а также многоярусное строение самих псевдоморфоз.

Процесс избирательного вытаивания ледяных жил и образования псевдоморфоз по ним имеет место также в условиях высокой поймы, вследствие местных различий геотермических условий во время паводков.

Близкий по характеру процесс происходит при изменении очертаний морского или озерного побережья и связанного с ним изменением фациальных условий осадконакопления, например, при повышении уровня бассейна и увеличении его глубин. Формирование субаквальных псевдоморфоз типа «структур облекания» в условиях озерного бассейна и возможный ход этого процесса рассмотрен Ю.А. Лаврушиным [1960]. Ледяные жилы отмечены в современных ритмичнослоистых супесчано-торфянистых ваттовых отложениях в дельте р. Индигирки [Усов, 1966].

Система ледяных жил в плейстоценовых ваттовых осадках, погребенных под толщей более глубоководных ледово-морских отложений суглинистого состава описана в районе нижнего течения р. Енисея [Данилов, 1969]. Никаких следов перерыва в осадконакоплении отложений, вмещающих и перекрывающих ледяные жилы, не наблюдается, последние даже частично не растаяли. Следовательно, увеличение глубины бассейна не всегда приводит к изменению геотермического режима донных грунтов. Но во многих случаях, геотермический режим прибрежно-морских осадков, в которых происходило образование ледяных жил, при смене фациальных условий осадконакопления, по всей вероятности, менялся и в погребенное состояние переходили не ледяные жилы, а псевдоморфоз по ним. Погребенные ледяные жилы в плейстоценовых прибрежно-морских отложениях низовьев р. Енисея достигают по вертикали длины 4-5 м, по-видимому, такие же размеры имели бы псевдоморфозы по ним, если бы произошло вытаивание жил.

Прямым свидетельством связи клиновидных деформаций в слоистых отложениях водного генезиса с былыми ледяными жилами является наличие в основании некоторых из них неполностью вытаявшего жильного льда. Характерные в этом отношении деформации обнаружены в аллювии террасы в нижнем и среднем течении р. Мессо-Яхи на юге Гыданского п-ова. Терраса имеет высоту 12-15 м, абсолютная высота ее около 40 м. Терраса сложена песками с тонкими прослоями намывного волокнистого торфа и растительного детрита. В нижней части разреза пески мелко- и среднезернистые, хорошо промытые, косослоистые. Внутри косых серий, срезающих друг друга, отмечается более мелкая волнистая, линзовидно-волнистая и слабо наклонная, параллельная слоистость. В верхней части разреза пески становятся мелко- и тонкозернистыми, более пылеватыми, содержат прослои суглинков и алевритов, слоистость слабо срезанная косая, косоволнистая, местами горизонтальная и слабо наклонная.

Породы террасы в настоящее время находятся в мерзлом состоянии, в них включены крупные линзовидные тела льда, а также тонкие вертикальные ледяные жилы, которые прослеживаются от подошвы деятельного слоя до глубины 6-8 м, ширина их в верхней части не более 1,0 м.

Клиновидные деформации располагаются на различной глубине от поверхности террасы и имеют различные размеры. Наиболее крупные приурочены к верхней части отложений террасы и прослеживаются на глубину 6-8 м, в нижней и средней части разреза обнаружены мелкие клиновидные деформации, верхняя часть которых, несомненно, срезана.

На приведенной фотографии (рис. 4) показана крупная и характерная клиновидная структура. Верхняя часть ее расширенная, в нее вовлечены сильно деформированные слои окружающих пород. Контакты в этой части клина оплывшие, вмещающие слои затягиваются в него после некоторого подъема близ контакта. Ниже расширенной, воронкообразной части клина располагается узкая зона смещения пород, в которой не фиксируется материал вышележащих слоев. Контакты этой зоны с вмещающими отложениями ровные, резкие, слои последних не испытывают близ контакта почти никаких деформаций. Клиновидная просадка пород прослеживается на глубину 3,5 м. Ниже, на ее продолжении, расположена тонкая ледяная жила, длина которой составляет около 2 м при ширине 0,1-0,2 м.

Контакты ледяной жилы с вмещающими породами ровные, резкие, отмечается некоторое смещение пород вдоль жилы, что хорошо видно на фотографии. Ниже окончания ледяной жилы прослеживается тонкая трещина, слои вдоль которой также смещены.

В рассмотренном случае не остается сомнений в том, что клиновидная просадка связана с вытаиванием ледяной жилы. С другой стороны, и по морфологии и по закономерностям строения эта просадка имеет характерные черты клиновидных деформаций, столь свойственных слоистым плейстоценовым отложениям водного генезиса на обширных пространствах Западносибирской низменности и севера Русской равнины.

Приведенный пример не единственный. В разрезе упомянутой выше террасовой поверхности на р. Мессо-Яхе наблюдалось еще несколько псевдоморфоз, на продолжении которых располагались ледяные жилы. Одна из них, несмотря на небольшие размеры, заслуживает особого рассмотрения, так как имеет важное значение с точки зрения понимания условий образования псевдоморфоз (рис. 5). Ледяная жила и псевдоморфоза над ней залегают в нижней части террасы в мелкозернистых песках, для которых характерна косая сильно срезанная, наклонная, косоволнистая и линзовидная слоистость. Длина ледяной жилы 1,8 м, ширина в верхней части 0,1 м. Жила состоит из серии четких вертикальных элементарных жилок, которые прослеживаются также сбоку, несколько в стороне от основной жилы. Контакт жилы с вмещающими песками вверху четкий, ровный, в нижней части слои песков загибаются вдоль контакта вниз. Над ледяной жилой находится псевдоморфоза, сложенная темно-серым, пылеватым, мелкозернистым песком прослоя, который располагается непосредственно над ней. Материал этого прослоя втягивается в просадку. Вертикальная протяженность последней составляет всего 0,3 м. Сверху она срезана серией крупнокосослоистых, средне- и мелкозернистых песков.

Погребенное положение ледяной жилы и связанной с ней псевдоморфозы, которые захоронены в генетически единой и одновозрастной толще аллювиальных отложений, говорит о формировании как самих ледяных жил, так и псевдоморфоз по ним в ходе осадконакопления, а не после его окончания. По составу и строению рассматриваемые аллювиальные отложения должны быть отнесены к русловым или низкопойменным фациям аллювия.

Срезание псевдоморфозы и вмещающих волнисто- и линзовидно-слоистых песков более крупнозернистыми косослоистыми песками позволяет утверждать, что оно связано с миграцией русла реки или размывом ранее отложившихся осадков во время наиболее сильных паводков в условиях поймы. При этом размывались верхние части ледяных жил, в то время как нижние частично или полностью вытаивали, что приводило к образованию псевдоморфоз по ним. Степень вытаивания определялась главным образом скоростью осадконакопления. Поскольку наиболее вероятно, что размыв и последующая аккумуляция происходили во время весеннего половодья при низких температурах воды, эффект термического воздействия был ограничен. В дальнейшем жилы переходили в погребенное состояние в донных условиях или выше меженного уровня воды на пойме, песчаных отмелях, островах.

Обращает внимание факт присутствия рядом с основной ледяной жилой тонких элементарных ледяных жилок, вытаивание которых приведет к формированию в стороне от основной псевдоморфозы мелких клиновидных смещений и трещин. Образовавшаяся просадка будет, вероятно, напоминать грунтовые «жилы отгибания» [Катасонов, 1962].

Расположение наиболее крупных псевдоморфоз в верхней части разреза террасы связано с тем обстоятельством, что по мере накопления осадков и перехода русловых отмелей и островов на режим низкой, а затем высокой поймы, размыв ранее отложенных осадков и содержащихся в них ледяных жил происходил все более редко и слабо. Вследствие этого ледяные жилы сохранили истинные или близкие им размеры, которым и соответствуют размеры псевдоморфоз. Образование последних связано с избирательным термокарстом на пойме, в особенности в периоды половодий, когда ярко проявляются различия в геотермическом режиме пойменных осадков.

Криогенное строение отложений террасы свидетельствует о синхронном осадконакоплении и промерзании. Последующего протаивания пород в целом не происходило. Об этом говорит высокая льдистость отложений (до 60-80%), в особенности свойственная нижним и средним частям разреза, крупные пластовые залежи льда, согласно облекаемые слоистостью вмещающих пород, погребенные жилы льда и т.д. Образование псевдоморфоз, таким образом, не связано с оттаиванием пород в целом, хотя некоторые из них секут почти всю видимую в обнажениях часть разреза аллювиальных отложений. Протаивали лишь в результате избирательного термокарста некоторые ледяные жилы и близлежащие участки пород, льдистость которых благодаря этому в настоящее время невелика (5-10%).

Иными словами, процесс образования псевдоморфоз по ледяным жилам носил не повсеместный, а избирательный характер, что убедительно подтверждается существованием поныне наряду с псевдоморфозами аналогичных им по размерам и условиям залегания ледяных жил.

В связи с изложенным материалом возникают некоторые соображения об условиях осадконакопления мощных аллювиальных толщ, слагающих приморские равнины на Северо-Востоке СССР. Неся в себе крупные полигонально-жильные льды, они отличаются почти полным отсутствием грунтовых клиновидных тел, или их несравненно меньшим количеством, чем, например, аллювиальные и эстуарные отложения Западной Сибири. Представляется, что причина этого кроется в следующем различии в фациальных условиях осадконакопления аллювиальных отложений названных районов.

Толщи аллювия в Западной Сибири формировались в основном за счет накопления русловых и низкопойменных фаций в результате миграции русла рек. Отдельные серии аллювиальных слоев в них срезают друг друга, что приводило к вытаиванию ранее образовавшихся ледяных жил и формированию псевдоморфоз по ним.

Мощные толщи аллювиальных отложений Северо-Востока представлены в основном пойменными фациями [Попов, 1953], накопление которых возможно в условиях слабой миграции русла рек или ее отсутствия, в результате чего не происходило срезания отложенных ранее осадков и изменения их геотермического режима путем теплового воздействия водного потока. Следствием этого является постоянный, непрекращающийся в течение всего процесса осадконакопления рост ледяных жил и отсутствие псевдоморфоз по ним.

В свете изложенной концепции образования клиновидных псевдоморфоз по ледяным жилам в субаквальных условиях в ходе процесса осадконакопления находят объяснение многие черты строения и закономерности размещения клиновидных деформаций. Становится понятным отсутствие в псевдоморфозах торфа и другого материала субаэрального происхождения, отсутствие следов перерыва осадконакопления в кровле псевдоморфоз (почвенных, торфяных, базальных горизонтов). Поскольку в ходе аллювиального и прибрежно-морского осадконакопления размыв и частичное протаивание ранее накопленных осадков могут происходить неоднократно, получает объяснение многоярусное расположение псевдоморфоз в толщах пород. Наконец, ясным становятся причины отсутствия сколько-нибудь заметных климатических изменений между временем накопления вмещающих и перекрывающих псевдоморфозу осадков.

Образование клиновидных псевдоморфоз в ходе аллювиального, эстуарного, прибрежно-морского и озерного осадконакопления является одной из специфических черт процессов литогенеза в условиях сурового климата.

 Диагенетические клиновидные просадки. Помимо рассмотренных выше псевдоморфоз по ледяным жилам, существуют клиновидные деформации пород, не связанные с мерзлотным процессом. Ранее нами уже рассматривался вопрос о возникновении клиновидных просадок и внедрений при диагенезе прибрежно-морских плейстоценовых отложений Печорской низменности [Данилов, 1964].

Наиболее убедительными примерами диагенетических нарушений в условиях залегания пород являются деформации, свойственные глубоководным фациям морских отложений. В этом случае вряд ли можно предполагать наличие мерзлоты в донных условиях, с еще большим основанием можно говорить об отсутствии мерзлоты в приповерхностном слое донных осадков, в котором происходят основные диагенетические процессы и, в частности, процессы обезвоживания и уплотнения осадков.

Характерные в этом отношении клиновидные просадки были обнаружены в толще относительно глубоководных шельфовых глин и суглинков санчуговского возраста в низовьях р. Енисея. Суглинки и глины чередуются в разрезе и фациально замещают друг друга. Суглинки темно-серые, слабо сортированные, неслоистые, обладают характерной оскольчатой структурой, содержат включения гравия, гальки и редкие, мелкие валуны. В них присутствуют линзы белесого мелкозернистого песка и алеврита с горизонтальной, иногда деформированной слоистостью. Глины отличаются более темным цветом, лучшей сортированностью, пластичностью, отсутствием включений грубообломочного материала. Так же как и суглинки, глины неслоисты.

Изученные клиновидные просадки располагаются на контакте слоя глин и подстилающих суглинков. Контакт ровный, четкий, без следов размыва, согласный и является, вероятно, следствием смены во времени характера поступавшего на дно бассейна терригенного осадочного материала. В глинах содержатся многочисленные остатки фауны морских моллюсков: Macoma calcarea (Gmelin), Astarte alaskensis Dall, A. invocata Merklin et Petrov, A. crenata (Gray), A. borealis (Schumacher), A. montagui (Dillwyn), Portlandia arctica (Gray), Yoldiella lenticula (Möller), Yol. fraterna (Verrill et Bush) - определения О.M. Петрова. Комплекс фауны, по заключению О.М. Петрова, имеет ярко выраженный арктический облик и характерен для средней и нижней сублиторали современного Карского моря. В суглинках, подстилающих глины, обнаружен богатый комплекс микрофауны фораминифер, насчитывающий до 37 видов, количественное содержание раковин в образце достигает 690 экземпляров. В глинах также содержится комплекс фораминифер, но значительно более бедный в видовом и количественном отношении.

Приведенный палеонтологический материал убедительно показывает, что толща глин и суглинков формировалась в условиях открытого морского бассейна на достаточно больших глубинах. Несмотря на арктический характер морского бассейна, предполагать наличие в осадках на небольшой глубине от поверхности дна мерзлых пород вряд ли возможно.

Вместе с тем, глины узкими (до 0,1-0,2 м) и глубокими (4-6 м) жилами внедряются в подстилающий их суглинок (рис. 6). Внутри последнего видно клиновидное внедрение суглинка в линзовидный прослой слоистого песка. Ширина этого клина составляет 0,5-0,6 м, протяженность по вертикали 1,2 м. Жилы ломаной формы пересекаются друг с другом.

В рассмотренном случае очевидно, что тонкие жилы глин в относительно глубоководных морских суглинках образовались в ходе морского осадконакопления и последующего превращения осадка в породу, ибо и глины и суглинки накопились в условиях одного бассейна. Об этом свидетельствует ровный контакт, отсутствие следов размыва и перерыва в осадконакоплении, фациальный переход суглинков и глин в пространстве. В еще большей степени это относится к клиновидным просадкам внутри слоя суглинка.

Образование трещин в суглинке связано с процессами диагенеза осадков и было возможным на какой-то определенной стадии их обезвоживания и уплотнения, когда донные грунты теряли пластичность. Накопление вышележащих глин в это время только начиналось, глины были водонасыщены и находились в текучем состоянии, благодаря чему могли внедряться по трещинам в подстилающий уплотненный осадок.

В ходе литогенеза самого слоя суглинков также создавались условия для образования клиновидных просадок, что следует из факта внедрения суглинка в линзовидный прослой слоистого тонкозернистого песка. Вероятно, в глубоководных фациях глинистых и суглинистых отложений присутствует значительно большее количество деформаций, чем те, которые удается наблюдать. Однако, вследствие литологического однообразия пород их не всегда легко обнаружить.

Клиновидные просадки в глубоководных морских отложениях глинисто-суглинистого состава не сопровождаются пластическими деформациями складчатого характера, хотя последние в высшей степени им свойственны. Морфологический облик клиновидных просадок и отсутствие сопровождающих складчатых деформаций не дают каких-либо оснований связывать их образование с процессами конвективной неустойчивости в грунтах.

Прямым подтверждением предложенного способа образования клиновидных просадок в глубоководных морских отложениях глинисто-суглинистого состава вследствие трещинообразования при диагенетическом уплотнении являются наблюдения над донными осадками современных морей. Так, например, Н.М. Страхов [1960] отмечает, что «верхние горизонты новоевксинских отложений Черного моря, лежащие под 0,2-2 м слоем современных осадков, нередко разбиты трещинами, куда затекает материал вышележащих отложений. Это означает, что в очень тонкозернистых, слегка уплотненных осадках трещины могут возникать уже очень рано, еще под водой» (стр. 542).

ЛИТЕРАТУРА

Артюшков Е.В. О физических причинах возникновения полигональных структур в грунтах. Сб. «Проблемы палеогеографии и морфогенеза в полярных странах и высокогорье». Изд-во МГУ, 1964.

Баулин В.B., Шмелев Л.М., Соломатин B.И. О следах древних мерзлотных процессов в среднечетвертичных отложениях нижнего течения р. Оби. Сб. «Перигляциальные явления на территории СССР». Изд-во МТУ, 1960.

Баулин В.В., Шмелев Л.М. О следах древних криогенных процессов в верхнеплейстоценовых отложениях нижнего течения р. Оби. Сб. «Вопросы криологии при изучении четвертичных отложений». М., Изд-во АН СССР, 1962.

Баулин В.B., Белопухова Е.Б., Дубиков Г.И., Шмелев Л.М. Геокриологические условия Западносибирской низменности. M., «Наука», 1967.

Данилов И.Д. Диагенетические нарушения слоистости в морских четвертичных отложениях Большеземельской тундры. Сб. «Проблемы палеогеографии и морфогенеза в полярных странах и высокогорье». Изд-во МГУ, 1964.

Данилов И.Д. Мерзлотно-фациальное строение водораздельных плейстоценовых отложений нижнего течения р. Енисея. Сб. «Проблемы криолитологии», вып. 1. Изд-во МГУ, 1969.

Каплина Т.Н., Романовский Н.Н. О псевдоморфозах по полигонально-жильному льду. Сб. «Перигляциальные явления на территории СССР». Изд-во МГУ, 1960.

Катасонов Е.М. Криогенные текстуры, ледяные и земляные жилы как генетические признаки многолетнемерзлых пород. Сб. «Вопросы криологии при изучении четвертичных отложений». М., Изд-во АН СССР, 1962.

Костяев А.Г. К вопросу о происхождении клиновидных тел в четвертичных отложениях. «Вест. Моск. ун-та», сер. геология, 1962, № 4.

Костяев А.Г. О происхождении клиновидных и складчатых деформаций в четвертичных отложениях. Сб. «Проблемы палеогеографии и морфогенеза в полярных странах и высокогорье». Изд-во МГУ, 1964.

Костяев А.Г. О признаках различия мерзлотных и конвективных (диагенетических) структур в четвертичных отложениях. Сб. «Подземный лед», вып. 2. Изд-во МГУ, 1965.

Кузнецова Т.П. Мерзлотно-геологическая характеристика острова Ярок. «Тр. Сев.-Вост. отд. Ин-та мерзлотоведения», 1958, вып. 1.

Лаврушин Ю.А. О происхождении так называемых «мерзлотных структур облекания» в четвертичных отложениях и их стратиграфическое значение. Сб. «Перигляциальные явления на территории СССР». Изд-во МГУ, 1960.

Лаврушин Ю.А. Аллювий равнинных рек субарктического пояса и перигляциальных областей материковых оледенений. «Тр. ГИН АН СССР», 1963, вып. 87.

Москвитин А.И. «Ледяные» клинья - клиновидные трещины и их стратиграфическое значение. «Бюлл. Моск. об-ва испытателей природы», отд. геол., 1940, т. 118, вып. 2.

Москвитин А.И. О следах мерзлоты и необходимости их распознания. «Мерзлотоведение», 1947, т. 2, № 1.

Попов А.И. Особенности литогенеза аллювиальных равнин в условиях сурового климата. Изв. АН СССР, сер. географ., 1953, № 2.

Попов А.И. О псевдомерзлотных образованиях. «Вестн. Моск. ун-та», сер. географ. 1962, № 8.

Страхов Н.М. Основы теории литогенеза, т. 2. М., Изд-во АН СССР, 1960.

Усов В.А. Формирование ваттовых отложений в условиях вечной мерзлоты. «Мат-лы VIII междуведомств. Всесоюзн. совещания по геокриологии (мерзлотоведению)», 1966, вып. 2.

Хруцкий С.Ф. Реликты трещинно-полигональных льдов в нижней части долины р. Оби. Сб. «Проблемы палеогеографии и морфогенеза в полярных странах и высокогорье». Изд-во МГУ, 1964.

Шмелев Л.М. Следы криогенных явлений в четвертичных отложениях Западной Сибири и их палеогеографическое значение. Сб. «Четвертичный период Сибири». М., «Наука», 1966.

Gallwitz Н. Elskeile und glaziale Sedimentation. «Geologica». Berlin , 1949.

Sоerge1 W. Frostspalten im Decksohichtenprofil von Ehringsdorf. Fortschr. «Geologie und Palaontologie (Deecke - Festschr.)». 1932, Bd. XI.