Оценка мощности мерзлых толщ острова Новая Сибирь по данным геотермии и численного моделирования

Оценка мощности мерзлоты в соответствии с тремя возможными сценариями, позволяющими учесть разные точки зрения на геологическое развитие региона. Определение возраста основных геологических тел региона и гляциотектонической природе дислокаций в породе.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 02.03.2024
Размер файла 3,8 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

29. Соловьев, В. А. (1981). Прогноз распространения реликтовой субаквальной мерзлой зоны (на примере восточно-арктических морей). Криолитозона арктического шельфа. Якутск: ИМЗ СО АН СССР, 28-38.

30. Стрелецкая, И. Д., Васильев, А. А., Облогов, Г. Е., Матюхин, А. Г. (2013). Изотопный состав подземных льдов Западного Ямала (Марре-Сале). Лед и снег, 2 (122), 83-92. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2013-2-83-92

31. Стрелецкая, И. Д. (2021). Пластовые льды и проблема их генезиса. Методы изучения подземных льдов и мерзлых отложений. Лекция из цикла «Вечная мерзлота в пространстве и времени» [online]. Available at: https://www.youtube.com/watch?v=O11z98PObRM

32. Тумской, В. Е., Басилян, А. Э. (2006). Опорный разрез четвертичных отложений о. Большой Ляховский (Новосибирские острова). Проблема корреляции плейстоценовых событий на Русском Севере, СПб, Изд-во ВСЕГЕИ, 107.

33. Тумской, В. Е. (2012). Особенности криолитогенеза отложений северной Якутии в среднем неоплейстоцене - голоцене. Криосфера Земли. XVI (1), 12-21.

34. Тумской, В. Е. (2023). Криостратиграфия и история геологического развития четвертичных отложений Арктической Якутии. Автореферат дисс. доктора геологоминералогических наук, Якутск, 47 с.

35. Ушаков, С. А., Красс, М. С. (1972). Сила тяжести и вопросы механики недр Земли. М., Недра, 157 с.

36. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых (петрофизика). Справочник геофизика. (1984). Под ред. Н.Б. Дортман. М.: Недра. 455 с.

37. Фотиев, С. М. (1997). Гидрохимический метод оценки палеотемпературы пород на Арктическом побережье. Криосфера Земли. I (2), 29-35.

38. Шер, А. В. (1997). Природная перестройка в Восточно-Сибирской Арктике на рубеже плейстоцена и голоцена, и ее роль в вымирании млекопитающих и становлении современных экосистем (сообщение 1). Криосфера Земли. I (1), 21-29.

39. Andreev, A. A., Tarasov, P. E., Schwamborn, G., Ilyashuk, B., Ilyashuk, E., Bobrov, A. A., Klimanov, V. A., Rachold, V., Hubberten, H. W. (2004). Holocene paleoenvironmental records from Nicolay Lake, Arctic Russia. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 209, 197-217. https://doi:10.1016/j.palaeo.2004.02.010

40. Bauch, H. A., Muller-Lupp, T., Taldenkova, E., Spielhagen, R. F., Kassens, H., Grootes, P. M., Thiede, J., Heinemeier, J., Petryashov, V. V. (2001). Chronology of the Holocene transgression at the North Siberian margin. Global and Planetary Change 31, 125139. https://doi: 10.1016/S0921-8181(01)00116-3

41. Dаnsgaard, W., Johnsen, S. J., Clausen, H. B. Dahl-Jensen, D., Gundestrup, N. S., Hammer, C. U., Hvidberg, C. S., Steffensen, J. P., Sveinbjornsdottir, A. E., Jouzel, J. Bond, G. (1993). Evidence for general instability of past climate from 250-kyr ice-core records. Nature. 364, 218-220. https://doi: 10.1038/364218a0

42. Davies, J. H. (2013). Global map of solid Earth surface heat flow. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 14. https://doi:10.1002/ ggge.20271.

43. Gavrilov, A., Malakhova, V., Pizhankova, E., Popova, A. (2020). Permafrost and Gas Hydrate Stability Zone of the Glacial Part of the East-Siberian Shelf. Geosciences, 10 (12), 484. https://doi.org/10.3390/geosciences10120484

44. Malakhova, V.V., Eliseev, A.V. (2020). Uncertainty in temperature and sea level datasets for the Pleistocene glacial cycles: Implications for thermal state of the subsea sediments. Global and Planetary Change, 192, 103249. https://doi:10.1016/j.gloplacha.2020.103249

45. Opel, T., Wetterich, S., Meyer, H., Dereviagin, A. Y, Fuchs, M. C. and Schirrmeister, L. (2017). Ground-ice stable isotopes and cryostratigraphy reflect late Quaternary palaeoclimate in the Northeast Siberian Arctic (Oyogos Yar coast, Dmitry Laptev Strait). Climate of the Past, 13, 587-611. https://doi.org/10.5194/cp-13-587-2017

46. Schirrmeister, L., Grosse, G., Schwamborn, G., Andreev, A., Meyer, H., Kunitsky, V. V., Kuznetsova, T. V., Dorozhkina, M. V., Pavlova, E. Y., Bobrov, A. A., Oezen, D. (2003). Late Quaternary History of the Accumulation Plain North of the Chekanovsky Ridge (Lena Delta, Russia): A Multidisciplinary Approach. Polar Geography, 27 (4), 277-319. https://doi:10.1080/789610225

47. Wetterich, S., Tumskoy, V., Rudaya, N., Kuznetsov, V., Maksimov, F., Opel, T., Meyer, H., Andreev, A., Schirrmeister, L. (2016). Ice complex permafrost of MIS5 age in the Dmitry Laptev Strait coastal region (East Siberian Arctic). Quarternary Science Reviews, 147, 298311. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2015.11.016

References

1. Andreev, A. A., Tarasov, P. E., Schwamborn, G., Ilyashuk, B., Ilyashuk, E., Bobrov, A. A., Klimanov, V. A., Rachold, V., Hubberten, H.W. (2004). Holocene paleoenvironmental records from Nicolay Lake, Arctic Russia. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 209, 197-217. https://doi:10.1016/j.palaeo.2004.02.010

2. Anisimov, M. A., Tumskoy, V. E., Ivanova, V. V. (2006). The subsurface ice at Novosibirskie Islands as a relic of the ancient glaciation. Materialy glyatsiologicheskikh issledovaniy, 101, 143-145. (In Russian)

3. Basilyan, A. E., Nikolsky, P. A. (2007) Reference section of Quaternary deposits of Cape Kamenny (New Siberia). Byulleten'Komissiipo izucheniyu chetvertichnogoperioda, 67, 76-84. (In Russian)

4. Basilyan, A. E., Anisimov, M. A., Nikolsky, P. A. (2009) Glaciation of the New Siberian Islands: a determining factor in the structure of the quarter. Trudy XLII Tektonicheskogo soveshchaniya, V. 1. M.: GEOS, 43-45. (In Russian)

5. Basilyan, A. E., Nikolskiy, P. A., Maksimov, F. E., Kuznetsov V. Yu. (2010). Age of cover glaciation of the New Siberian islands based on 230Th/U-dating of mollusk shells. Structure and history of the development of the lithosphere. M.: Paulsen, 506-514. (In Russian) Bauch, H. A., Muller-Lupp, T., Taldenkova, E., Spielhagen, R. F., Kassens, H., Grootes, P. M., Thiede, J., Heinemeier, J., Petryashov, V. V. (2001). Chronology of the

6. Holocene transgression at the North Siberian margin. Global and Planetary Change, 31, 125139. doi: 10.1016/S0921-8181(01)00116-3

7. Dansgaard, W., Johnsen, S. J., Clausen, H. B. Dahl-Jensen, D., Gundestrup, N. S., Hammer, C. U., Hvidberg, C. S., Steffensen, J. P., Sveinbjornsdottir, A. E., Jouzel, J. Bond, G. (1993). Evidence for general instability of past climate from 250-kyr ice-core records. Nature, 364, 218-220. https://doi: 10.1038/364218a0

8. Davies, J. H. (2013). Global map of solid Earth surface heat flow. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 14. doi:10.1002/ ggge.20271.

9. Dereviagin, A. Yu., Chizhov, A. B. and Meyer H. (2010). Winter temperature conditions Laptev Sea region during the last 50 thousand years in the isotopic records of ice wedges. Kriosfera Zemli, 14 (1), 32-40. (In Russian).

10. Devyatkin, V. N. (1993). Teplovoy potok kriolitozony Sibiri. Heat flow in the permafrost zone of Siberia. Novosibirsk: Nauka, 162 p. (In Russian).

11. Fizicheskiye svoystva gornykh porod i poleznykh iskopayemykh (petrofizika). Spravochnik geofizika (1984). Physical properties of rocks and minerals (petrophysics). Handbook of Geophysics (Ed. N.B. Dortman). M.: Nedra, 455 p. (In Russian).

12. Fotiev, S. M. (1997). Hydrochemical method for estimation of paleotemperature of rocks on the arctic coast. Kriosfera Zemli, 1 (2): 29-35. (In Russian).

13. Gavrilov, A.V. (2008). Kriolitozona arkticheskogo shelfa Vostochnoy Sibiri (sovremennoye sostoyaniye i istoriya razvitiya v srednem pleystotsene - golotsene). Abstract of the dissertation, Doctor of Geological and Mineralogocal Sciences. M., 48 p. (In Russian).

14. Gavrilov, A., Malakhova, V., Pizhankova, E., Popova, A. (2020). Permafrost and Gas Hydrate Stability Zone of the Glacial Part of the East-Siberian Shelf. Geosciences, 10 (12), 484. https://doi.org/10.3390/geosciences10120484

15. Gavril'ev, R. G. (2013). Katalog teplofizicheskikh svoystv gornykh porod SeveroVostoka Rossii. Melnikov Institute of Permafrost SB RAS, Yakutsk, 172 p. (In Russian).

16. Geokriologicheskaya karta SSSR. Masshtab 1:2 500 000. (1996). (Ed. E.D. Ershov). Lomonosov Moscow State University, Department of Geocryology. Sheet 3. State cartographic factory. Vinnitsa (Ukraine), 16 l.

17. Geocryology of the USSR. Eastern Siberia and the Far East (1989). Ed. E.D. Ershov. Moscow, Nedra, 515 p. (In Russian).

18. Geologicheskaya karta. Listy S-55-VII,VIII,IX; X,XI,XII, masshtab 1:200 000, pervoye izdaniye (1981). Leningrad factory of the association "Aerogeology", FGBU "VSEGEI", St. Petersburg.

19. Golionko, B. G., Basilyan, A. E., Nikolsky, P. A., et al (2019). Fold-thrust deformations of the isl. New Siberia (Novosibirsky Islands, Russia): age, morphology and genesis of structures. Geotektonika, 6, 46-64. https://doi: 10.31857/S0016-853X2019646-64. (In Russian).

20. Gornaya entsiklopediya. (http://www.mining-enc.ru/b/buryj-ugol/) [Accesed 26.11.2021]. (In Russian).

21. Gosudarstvennaya geologicheskaya karta Rossiyskoy Federatsii (novaya seriya). Masshtab 1:1 000 000. List S-53-55 (Novosibirskiye ostrova) (1998). Sheet S-53-55 - New Siberian Islands. St. Petersburg Cartographic Factory VSEGEI.

22. Gosudarstvennaya geologicheskaya karta Rossiyskoy Federatsii. Masshtab 1:1 000 000 (novaya seriya). List S-53-55 - Novosibirskiye ostrova. Ob"yasnitel'naya zapiska (1999). St. Petersburg, VSEGEI Publishing House, 208 p. (In Russian).

23. Gusev, E. A., Rybalko, A. E., Bolshiyanov, D. Yu. et al (2021). On the issue of the Pleistocene glaciation of the East Arctic shelf. Geology of Seas and Oceans: Proceedings of the XXIVInternational Scientific Conference (School) on Marine Geology. IV. - M.: IO RAN, 4550. https://doi: 10.29006/978-5-6045110-7-7. (In Russian).

24. Hydrogeology (1984). Ed. Shestakov V.M., Orlov M.S. M., Publishing House of Moscow State University, 317 p. (In Russian).

25. Ivanova V. V. (2012) Geochemical features of formation of massive ground ice bodies (New Siberia Island, Siberian Arctic) as the evidence of their genesis. Kriosfera Zemli, 16 (1), 56-70. (In Russian).

26. Kaplina, T. N. and Kuznetsova, I. L. (1975). Geotemperature and climatic model of the sediment accumulation epoch of the Yedomnaya Suite of the Primorskaya Lowland of Yakutia. Problemy paleogeografii lessovykh i periglyatsial'nykh oblastey. M., Institute of Geography, USSR Academy of Sciences, 170-174. (In Russian).

27. Kaplina T. N. (1987). Zakonomernosti razvitiya kriolitogeneza v pozdnem kaynozoye na akkumulyativnykh ravninakh severo-vostoka Azii. Abstract of the dissertation, Doctor of Geological and Mineralogocal Sciences. Yakutsk, Permafrost Institute of Siberian Branch of the USSR Academy of Sciences, 41 p. (In Russian).

28. Karta chetvertichnykh obrazovanii Masshtaba 1: 2 500 000 territorii Rossiiskoi Federatsii. Poiasnitel"naia zapiska (2013). St. Petersburg, VSEGEI Publishing House.

29. Konishchev, V. N. (1999). Evolution of ground temperature of Russian Arctic zone in Upper Cenozoic. Kriosfera Zemli, 3, (4): 39-47. (In Russian).

30. Lavrushin Yu.A. (1976). Stroyeniye i formirovaniye osnovnykh moren materikovykh oledeneniy. Structure and formation of the main moraines of continental glaciations. M.: Nauka, 245 p. (In Russian).

31. Malakhova, V. V. and Eliseev, A. V. (2020). Uncertainty in temperature and sea level datasets for the Pleistocene glacial cycles: Implications for thermal state of the subsea sediments. Global and Planetary Change, 192, 103249. doi:10.1016/i.gloplacha.2020.103249

32. Opel, T., Wetterich, S., Meyer, H., Dereviagin, A. Yu, Fuchs, M. C., Schirrmeister, L. (2017). Ground-ice stable isotopes at the Oyogos Yar Coast (Dmitry Laptev Strait) - indications for Late. Climate of the Past, 13, 587-611.

33. Osnovy geokriologii. Chast' 3. Regional'naya i istoricheskaya geokriologiya mira. (1998). Fundamentals of Geocryology, V. 3. M.: Moscow State University Publishing House, 574 p. (In Russian).

34. Pavlova, E. Yu., Anisimov, M. V., Dorozhkina, M. V. and Pitulko, V. V. (2010). Traces of ancient glaciation on New Siberia Island (Novosibirskie Islands) and an regional environment in the Late Neo-pleistocene. Ledi Sneg, 2 (110): 85-92. (In Russian).

35. Romanovskii, N. N., Gavrilov, A. V., Pustovoyt, G. V. et al. (1997). Off-shore permafrost distribution on the Laptev Sea shelf. Kriosfera Zemli, 1 (3), 9-18. (In Russian).

36. Schirrmeister, L., Grosse, G., Schwamborn, G., Andreev, A., Meyer, H., Kunitsky, V.V., Kuznetsova, T.V., Dorozhkina, M.V., Pavlova, E.Y., Bobrov, A.A., Oezen, D. (2003). Late Quaternary History of the Accumulation Plain North of the Chekanovsky Ridge (Lena Delta, Russia): A Multidisciplinary Approach. Polar Geography, 27 (4), 277-319. https://doi:10.1080/789610225

37. Sher, A. V. (1997). Environmental restructuring at the Pleistocene/Holocene boundary in the East Siberian Arctic and its role in mammalian extinction and establishment of modern ecosystems (communication 1) Kriosfera Zemli, 1 (1), 21-29. (In Russian).

38. Soloviev, V. A. (1981). Forecast of the distribution of relict subaqueous frozen zone (on the example of the East Arctic seas). Kriolitozona arkticheskogo shel'fa. Yakutsk: Melnikov Permafrost Institute of the Siberian Branch of the USSR Academy of Sciences, 28-38. (In Russian).

39. Streletskaya, I. D. Vasiliev, A. A., Oblogov, G. E. and Matyukhin, A. G. (2013). Isotopic composition of ground ice in Western Yamal (Marre-Sale). Led i Sneg, 2 (122), 8392. (In Russian).

40. Streletskaya, I. D. (2021). Formation ice and the problem of their genesis. Methods for studying underground ice andfrozen deposits. Lecture from the cycle "Permafrost in Space and Time", [online]. Available at: https://www.youtube.com/watch?v=O11z98PObRM

41. Tumskoy, V. E. and Basilyan A. E. (2006) Reference section of the Quaternary deposits of Bolshoi Lyakhovsky Island (Novosibirskie Islands). The problem of correlation of Pleistocene events in the Russian North, St. Petersburg, VSEGEI Publishing House, p. 107. (In Russian).

42. Tumskoy, V. E. (2012). Peculiarities of cryolithogenesis in Northern Yakutia (Middle Neopleistocene to Holocene). Kriosfera Zemli, 16 (1), 12-21. (In Russian).

43. Tumskoy, V. E. Cryostratigraphy and history of geological development of Quaternary deposits of Arctic Yakutia. Abstract of the dissertation, Doctor of Geological and Mineralogocal Sciences., Yakutsk, 2023, 47 p. (In Russian).

44. Ushakov, S. A. and Krass, M. S. (1972). Sila tyazhesti i voprosy mekhaniki nedr Zemli. M.: Nedra, 157 p. (In Russian).

45. Wetterich, S. et al (2016). Ice complex permafrost of MIS5 age in the Dmitry Laptev Strait coastal region (East Siberian Arctic). Quarternary Science Reviews, 147, 298-311. https://doi.org/10.1016/i.quascirev.2015.11.016

46. Zaitsev, V. N. (1998). Permafrost zone of northern and northeastern Asia. Arctic Primorsky lowlands. Fundamentals of Geocryology. Part 3. Regional and historical geocryology of the World. M.: Publishing House of Moscow State University, 307-327. (In Russian).

47. Zaitsev, V. N. et al. (1989). Yano-Kolyma region. Geocriology of the USSR. Eastern Siberia and the Far East. Ed. E.D. Ershov. M.: Nedra, 240-279. (In Russian).

Рисунки

Рис. 1 Район исследований. 1 - Граница средненеоплейстоценового оледенения (Басилян и др., 2009); 2 - скважины на о. Новая Сибирь, где проводилась термометрия (Государственная..., 1998, Геологическая..., 1981).

Рис. 2 Модель гляциоизостатических движений земной коры в районе о. Новая Сибирь в последние 200 тыс. лет: 1кривая колебаний Восточно-Сибирского моря вне области оледенения; 2 и 3 - модель изменения абс. высот поверхности на юге (2) и севере (3) острова; 4 - фактические данные о колебаниях уровня моря вне области оледенения; 5 - современный уровень моря

Рис. 3 Модель эволюции температуры пород острова Новая Сибирь: А - с существованием оледенения: 1 - для южной части острова; 2 - для северной области (отражена часть модели, отличающаяся от южной); Б - без оледенения, в соответствии с хроностратиграфической схемой (Тумской, Басилян, 2006; Басилян и др., 2010); В - без оледенения в соответствии со стратиграфической схемой (Государственная..., 1999)

Рис. 4 Геологический разрез по скважине «с-А» (Государственная..., 1998, 1999) с данными термометрии

Рис. 5 Термограммы, составленные по фактическим данным и результатам моделирования. 1 - значения температуры пород на глубинах 15 и 200 м, полученные в результате геотермических наблюдений в скважине «с-А» (Зайцев и др., 1989); 2 - термограмма, полученная при экстраполяции фактических данных. 3-5 - Модельные термограммы, полученные при задании бурого угля в виде единого пласта: 3 - мощностью 35 м и X = 0,42 Вт/м'К; 4 - мощностью 46 м и X = 0,55 Вт/м'К; 5 - при задании в виде двух пластов общей мощностью 46 м при X = 0,55 и X = 0,7 Вт/м'К в верхнем и нижнем слоях соответственно. 6-7 - Модельные термограммы при неледниковых вариантах сценария: 6 - в варианте «Б»; 7 - в варианте «В». 8 - Значения мощности мерзлых пород (м), полученные при экстраполяции фактических данных (красным) и модельные (черным)

Рис. 6 Характер складчато-надвиговых дислокаций в породах и пластовом льду о. Новая Сибирь (Голионко и др., 2019): а) Ледогрунты среднего неоплейстоцена, деформированные совместно с породами палеоцена-эоцена (м. Высокий); б) будинаж пород среднего неоплейстоцена вдоль надвигового контакта с пластовым льдом среднего неоплейстоцена (м. Каменный).

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.