Введение к работе
Актуальность проблеми. Широкое распространение засоленных пород в криолитозоне ставит перед исследователями задачу их всестороннего изучения, которое обязательно должно включать в сеОя выяснение условий формирования, существования, развития и преобразования этих пород. Без знания этих условий невозможно объяснить возникновение криопэгов, чередование полос с повышенной 33-соленностыо, специфическое строение засоленных криогенных пород и т.п. Поэтому вопроса массопереноса и формирования криогенного строения в промерзающих засоленных породах являются весьма актуальным.
В полевых условиях изучением засоленных криогенных пород в разные года занимались Н.П.Анисимова, Н.Ф.Григорьев, И.Д.Данилов, Г.Й.Дубиков, Н.В.Иванова, І.Г.Еловская, Л.А.Жигарев, А.В.Брушков, В.Н.Макаров, М.А.Минкин, А.Н.Хименков, Ю.Б.Шешин и др. Экспериментальные исследования миграции ионов солей в промерзающих породах проводили Н.П.Анисимова, Э.Д.Ершов, Б.А.Савельев, Л.В.Чисто-тинов, B.Hallet, B.Kay & P.Groenvelt, G.Baker & T.Osterkamp, X.XIaosu, G.QIu и др. Криогенное строение засоленных пород в лабораторных условиях изучали А.П.Боженова, Ф.Г.Бакулин, З.А.Нерсе-сова, В.В.Рогов, Ж.А.Тютюнов, Е.М.Чунилин, Е.Chamberlain, J.Kon-rad и др. "Однако, несмотря на обширный фактический материал, 'вопросы формирования криогенного строения засоленных пород под влиянием процессов влаго- и солепереноса остались практически неизученными.
Поэтому основной целью данной работы явилось изучение взаимосвязи процессов-влаго- и солепереноса и криогенного структуро-и текстурообразования в промерзающих засоленных породах.
В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следукщие задачи:
разработать методику комплексного исследования физико-химических процессов в промерзающих засоленных породах, включахь дую изучение параметров тепло- и массопереноса, а также структуро- и текстурообразование;
исследовать механизм .и особенности влаго- и солепереноса в промерзающих засоленных дисперсных породах;
выявить закономерности протекания массообменннх процес-
сов в породах различного состава, промэрзавдих при разных термо-барических условиях;
изучить механизм и особенности структуро- и текстурообра-зования при промерзании засоленных дисперсных пород;
рассмотреть возможные схемы формирования зон повышенной засоленности в дисперсных породах при их промерзании.
Научная новизна работы заключается в следующем.
-
Разработана методика комплексного исследования физико-химических процессов в лромерзащих засоленных породах, включающая'изучение параметров тепломэссопереноса, а также структуро- и текстурообразования с использованием оптической и электронной микроскопии и изучением структуры порового пространства методом ртутной порокетрш.
-
Исследован механизм переноса ионов водорастворимых солей при-промерзании водонасыщенных дисперсных пород; показано, что в случае миграции влаги преобладающим является механизм переноса ионов солей водным потоком.
-
Рассмотрена закономерности массопереноса в промерзающих засоленных породах в зависимости от дисперсности, минерального состава, влажности, плотности и различных термобарических условий промерзания.
-
Выявлен механизм криогенного структуро-'и текстурообра- ' зования в промерзающих засоленных дисперсных породах и особенности формирования криогенного строения в зависимости от состава и условии промерзания; экспериментально исследованы особенности возникновения аутигенша минералов как новых элементов структуры (на примере мирабилита).
-
Предложен ряд схем формирования зон повышенной засоленности в разрезе толщ дисперсных пород в результате развития процессов солепереаоса при их промерзании на основе ..обобщения известных полевых и экспериментальных данных.
Практическая значимость работы. Результаты проведенных исследовании могут быть использозаны: для прогнозирования поведения водорастворимых солей природного комплекса при промерзании дисперсных пород; при составлении рекомендаций для инкенерно-строительных работ на засоленных грунтах, где необходим учет возможного изменения содержания солей в результате массопереноса при -промерзании; при интерпретации природных разрезов для целей палеореконструкдай.
Ряд новых методических полонений и теоретических, выводов нашел отражение в учебном процессе кафедры геокриологии геологического факультета МГУ и изданной в 1995 году монографии по физико-химическим основам геокриологии.
Личный вклад автора. В ходе исследований автором был применен комплекс методов, необходимых для изучения переноса и накопления' влаги и химических элементов при промерзании дисперсных пород и связанных с ними структуро- и текстурообразователъных процессов. В основу диссертационной работы положены результаты более 40 опытов, большая часть которых проведена лично автором, исследовано около 100 образцов различной дисперсности, минерального состава, плотности и засоленности с применением комплексной методики обработки результатов. Проведен анализ механизмов и закономерностей перераспределения влага и солей и связанных с ними структуро- и текстурообразователъных процессов..
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы
апробированы на XIV и XYII научных конференциях, аспирантов и мо
лодых ученых геологического факультета МГУ (1987 и 1991 гг), на V
Всесоюзной конференции по теории почвенного криогенеза (г.Пушино,
1989), на I Международной конференции по криологии почв (г.Пуши
но, 1992), на III Минском международном форуме по тепломассопере-
носу (г.Минск, I99G). - - -
За время работы по данной теме автором опубликованы 8 научных статей.
Структура и объем работы. Работа объемом 190 страниц машинописного текста содержит 67 рисунков, 4 таблицы и состоит из введения, 7 глав, выводов и списка литературы, который включает 130 наименований.
