CC BY
147
УДК 551.351.1
О.В. Кокин, А.С. Цвецинский
Геокриологическое строение подводного берегового склона Обской губы в зоне контакта с припаем
На ледовитых морях в результате образования припая происходит сезонное промерзание донных отложений верхней части подводного берегового склона в зоне контакта с припаем. В результате этого процесса к концу холодного сезона формируется мерзлый слой, постепенно выклинивающийся с увеличением глубины, который из-за такого характерного строения в поперечном профиле часто называют «сезонно-мерзлым козырьком». Наличие данного горизонта подвергает опасности функционирование подводных переходов трубопроводов в местах их выхода на сушу в случае недостаточного их заглубления, а также осложняет инженерно-геологические работы в береговой зоне, по крайней мере, в первой половине теплого сезона.
С целью определения глубины сезонного промерзания и предела его распространения в верхней части подводного берегового склона в районе пос. Мыс Каменный (западный берег Обской губы) в конце холодного сезона (11-23.05.2012 г.), когда промерзание достигает максимальной глубины, было проведено бурение с припая соответствующих мерзлых пород по двум профилям (рис. 1), по каждому из которых было выполнено пять скважин. Профиль 1 располагался на более приглубом подводном береговом склоне, а профиль 2 - на более отмелом. Стоит отметить, что хоть Обская губа и является частью Карского моря, вода в ней находится в пресном состоянии, что определяет специфику промерзания донных осадков.
Бурение припайного льда проводилось с помощью ручного ледобура до касания с подстилающими отложениями или водой. При этом определялась мощность ледяного покрова. Бурение мерзлых пород под припайным льдом в зоне его смерзания с донными отложениями осуществлялось с помощью переносной буровой установки УКБ-12/25. В талых грунтах проводилась пенетрация буровыми штангами с наконечником до появления сопротивления, после которого проникновение затруднялось и останавливалось, что интерпретировалось как кровля многолетнемерзлых пород (ММП). Контакт между сезонно-талым слоем (СТС) и ММП определялся по особенностям ге-окрилогического строения, а также по поведению буровой колонны, связанному с изменением сопротивления грунтов процессу бурения. По полученным результатам бурения были построены геокриологические профили (рис. 2 и 3), отражающие сходство геокриологического строения подводного берегового склона в обоих местах.
Однако существуют отличия в максимальном распространении сезонно-мерзлого слоя (СМС) козырька в сторону моря, что связано с уклоном подводного берегового склона.
Кроме того, можно выделить три типа разреза, отличающихся сочетанием грунтов, находящихся в талом или мерзлом состоянии, а также наличием водного горизонта подо льдом:
1) лед, вода, талые грунты, мерзлые грунты;
2) лед, мерзлые грунты, талые грунты, мерзлые грунты;
3) лед, мерзлые грунты.
Первый тип разреза характеризует зону плавучего припая, приуроченную к глубинам моря более 2 м, отличительной особенностью которой является наличие водного горизонта подо льдом. Мощность талых отложений в этой зоне увеличивается от 4 до 11 м и более в сторону моря, а кровля ММП постепенно понижается.
Ключевые слова:
Обская губа, геокриологическое строение, сезонно-мерзлый слой, сезонноталый слой, многолетнемерзлые породы, талые грунты.
Keywords:
Gulf of Ob, geocryology structure, seasonally frozen layer,
seasonally thawed layer,
permafrost formations, thawed grounds.
№ 3 (14) / 2013
68
Научно-технический сборник • ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ
Рис. 1. Местоположение буровых геокриологических профилей
Рис. 2. Геокриологический профиль 1
Рис. 3. Геокриологический профиль 2
№ 3 (14) / 2013
Современные подходы и перспективные технологии в проектах освоения нефтегазовых месторождений российского шельфа
69
Второй тип разреза соответствует подошве припая, т.е. той зоне, в которой припай приморожен к дну. Эта зона приурочена к глубинам от 0 до 2 м, что определяется максимальной мощностью льда. Отличительной особенностью данного типа разреза является нахождение горизонта талых грунтов между мерзлыми породами. Сверху залегает СМС (т.е. козырек), мощность которого увеличивается от 0 м у границы плавучего припая с его подошвой до примерно 3,5 м в сторону суши. Мощность талых грунтов, наоборот, увеличивается в направлении от суши к морю от 0 до 3,5-5 м. Кровля ММП также постепенно понижается в том же направлении.
Третий тип разреза отвечает зоне заплеска, которая располагается в приурезовой части берегового склона. Характерной особенностью этой зоны является полное отсутствие талых грунтов: СТС непосредственно налегает на ММП. Мощность СТС, по косвенным оценкам, составляет 2,5-3 м.
На основании этого можно сделать следующие выводы:
• кровля многолетнемерзлых пород на суше, вблизи берега, залегает на глубине 3 м от поверхности, а подо дном Обской губы, на расстоянии до 400 м от берега, понижается до 11 м от поверхности дна;
• мощность СТС (когда промерзшие отложения смыкаются с многолетней мерзлотой) колеблется от 2 до 3 м. На отмелых берегах он может распространяться от уреза в сторону моря до 200 м, а на приглубых - лишь до 30-40 м;
• мощность СМС (когда промерзшие отложения подстилаются талыми грунтами) достигает 3 м. Ширина вдольбереговой полосы СМС (козырька) составляет около 70 м;
• ширина вдольбереговой полосы промерзания дна зависит от рельефа и уклона подводного берегового склона и мощности снежноледового покрова моря (а именно подошвы припая). При мощности подошвы припая около 2 м ширина промерзания колеблется от 100 м на относительно приглубых берегах до 300 м на отмелых берегах.
№ 3 (14) / 2013
