Геологическая деятельность текучих поверхностных вод

Глава 10. Процессы внешней динамики (экзогенные) 253
По соотношению мощности аллювия и подстилающих его пород различают три типа террас: аккумулятивные (террасы накопления), эрозионные (террасы размыва) и эрозионно-аккумулятивные (смешанные, или цокольные). Аккумулятивные террасы имеют большую мощность аллювия (десятки и даже сотни метров), намного превышающую нормальную мощность аллювия, которая у крупных равнинных рек составляет 20-30 м. Эрозионные террасы имеют незначительную мощность аллювия, представленного преимущественно русловой фацией. В цоколе таких террас обнажаются либо коренные породы, либо рыхлые отложения другого генезиса. У эрозштио-аккумулятивных террас развиты все фации аллювия, а поверхность цоколя (ложе аллювия) горизонтальна. При этом цоколь эрозионно-аккумулятивных террас может быть открытым, лежащим выше меженного уровня и выходящим на поверхность в подмываемых берегах, или скрытым, расположенным ниже меженного уровня. В долине любой реки в пределах одной и той же террасы могут наблюдаться переходы от одного типа строения к другому. Эти явления обычно связаны с различной направленностью и интенсивностью тектонических движений в районах, где протекает река. Особенно ярко они проявлены в образовании так называемых геоморфологических (террасовых) ножниц на границах горных областей (поднятий) и предгорных равнин (областей опусканий), где террасы погружаются под уровень рек в их низовьях и перекрываются более молодыми аллювиальными отложениями. Причины формирования террас. Формирование террас связано с изменением климата и тектоническими движениями. Влияние климата на формирование террас является главным. Живая сила потока зависит от массы воды. Увлажнение климата приводит к увеличению водности потока и его живой силы. Возрастает его эрозионная способность, нарушается установившееся до этого равновесие между эрозионной способностью реки и сопротивлением пород размыву, происходит глубинная эрозия. Река начинает вырабатывать новый профиль равновесия. Бывшая пойма прорезается и выходит из-под уровня паводковых вод, превращаясь в надпойменную террасу. Изменение положения главного базиса эрозии регулирует деятельность водного потока в реке. Эти изменения положения базиса эрозии могут быть связаны с тектоническими движениями или эветатическими колебаниями уровня Мирового океана в эпохи плейстоценовых оледенений и межледниковий. В межледниковье уровень океана повышается, а в эпохи оледенений понижается. Поднятие уровня морского бассейна вызывает регрессивную аккумуляцию аллювия в долине. Опускание
254 Глава 10. Процессы внешней динамики (экзогенные)
уровня может обусловить врезание в нижней части долины только при условии, что скорость опускания и крутизна морского дна, осушаемого вследствие регрессии, достаточно велики; в противном случае опускание будет компенсироваться аккумуляцией. Каждому гляциальному ритму поднятия и опускания уровня моря соответствует формирование морской террасы и соответствующей ей речной террасы. В цикловых террасах и в горах, и па равнинах нижняя часть аллювия образована в межледниковья или в соответствующие им теплые эпохи, верхняя — в ледниковья или в эпохи похолодания. Эрозиоино-аккумулятивиые циклы развития речных долин проходят на фоне неравномерных региональных и локальных тектонических движений. Региональные тектонические движения поддерживают общие уклоны местности, изменяя кинетическую энергию водного потока. Глубина каждого циклового вреза определенным образом отражает интенсивность, направленность и скорость тектонических поднятий. Врезание, начинающееся с увеличения водности реки, связанного с изменением климата, проходит на фоне общего поднятия территории. Дальнейшее заполнение вреза аллювием, включая верхний «холодный» (ледниковый) горизонт, происходит в условиях смены потепления похолоданием и ослабления поднятия. Образование локальных террас, развитых на отдельных участках речных долин, вызвано местными причинами: тектоническим подъемом этих участков, колебанием уровня местного базиса эрозии, спуском временных плотинных озер и пр. Локальных террас в долине реки может быть много. Например, на Северном Кавказе насчитают 8-9 только позднеплейстоценовых террас. Асимметрия долин. Склоны речных долин бывают симметричными (рис. 12а на цветной вклейке), но чаще несимметричными (рис. 126 па цветной вклейке): один склон крутой, высокий, а противоположный — широкий, пологий. Русло смещено к более крутому склону. Такая асимметрия поперечного профиля долин может быть обусловлена разными причинами: • планетарными, связанными с вращением Земли вокруг своей оси; • геолого-тектоническими; • деятельностью экзогенных процессов (в первую очередь склоновых). На Земле повсеместно проявлена асимметрия по закону Бэра — Бабинэ, связанная с вращением планеты. Все реки, текущие в меридиональном направлении, в северном полушарии отклоняются от своего направления вправо, а в южном — влево (правило Кориолиса). Поэтому в северном полушарии реки более интенсивно подмывают правые берега. Долины таких рек в своем развитии смещаются
Г лава 10. Процессы внешней динамики (экзогенные) 255
вправо. Правый, подмываемый склон оказывается крутым и высоким, а левый — широким, террасированным. Таковы на большом протяжении долины рек Волги, Днепра, Дона, Оби, Енисея, Лены. Но величины отклонения, связанные с ротацией планеты, малы, и потому закон проявляется лишь при очень продолжительной деятельности рек. Асимметрия склонов долин часто обусловлена геолого-тектоническими причинами. Структурная асимметрия возникает в долинах, врезанных в полого моноклинально залегающие отложения (см. рис. 126 на цветной вклейке), на склонах антиклиналей или в долинах, заложившихся вдоль сброса, крылья которого сложены породами различной устойчивости к процессам денудации. Причиной асимметрии долин нередко являются новейшие тектонические движения. На склонах активных растущих поднятий происходят «скатывание» рек и образование широкого и отлогого одного склона и крутого, подмываемого, но менее высокого противоположного. Другими причинами, влияющими на возникновение асимметрии долин, являются экзогенные процессы (например, многочисленные оползни, совпадающие с наклоном пластов) или экспозиция склонов, особенно в условиях развития вечной мерзлоты. Реки могут прорезать крепкие породы с образованием антецедентных, эпигенетических долин и долин перехвата. Антецедентная (предшествующая) — это долина, сформировавшаяся до воздымания структуры, которую река «пропиливает» (рис. 10.20). При этом поднятие прорезается с той же скоростью, с какой оно растет на пути реки.
Рис. 10.20. Формирование антецедентной долины на участке подъема антиклинали (по В. А. Гросгейму)
256 Глава 10. Процессы внешней динамики (экзогенные)
Эпигенетическими (наложенными) называют такие реки, которые врезаются и пропиливают неровную эрозионную поверхность или чехол осадков, перекрывавших тектонические структуры. Перехват верховьев одной реки другой происходит при сближении рек, растущих регрессивно навстречу друг другу. Река-«перехватчик», обладающая большей живой силой, «обезглавливает» верховья другой реки. При этом образуется открытая долина, у которой верховье не замыкается па склоне.
Формирование аллювия Аллювий образуется в результате переноса обломочного материала русловыми водными потоками и потому связан в своем распространении с днищами современных и древних долин, образуя рукавообразную в плане толщу. Аллювий выстилает русла потоков, слагает пойму и террасы рек. Различают горный и равнинный аллювий. Аллювий горных рек. Горные реки отличаются высокими скоростями течения и беспорядочно-турбулентным движением воды. В паводки переносится крупный обломочный материал, а днище долины нередко превращается в единый русловой поток. В связи с этим существенной разницы между русловым и пойменным аллювием не возникает. Аллювий горных рек представлен в основном галечниками с линзами гравия и грубого песка, отличается хорошей окатанностыо и разнообразием петрографического состава обломков. В галечниках присутствует слоеватостъ — ориентированное (с падением навстречу течению) расположение плоских галек. Строение аллювия в долинах горных областей связано с орографическими и климатическими условиями, меняющимися в пределах одной долины от истока к устьевым участкам. Исток главной реки в высокогорных странах часто расположен в троговой долине в конце ледника, и в аллювии присутствуют вымытые моренные отложения. Во внеледпиковой зоне основным источником обломочного материала являются склоновые отложения. Аллювиальные отложения здесь представлены щебнисто-суглинистыми отложениями и транзитными галечниками и песками. Аллювий равнинных рек. В составе аллювия равнинных рек преобладают пески, но также характерны галечники, супеси, суглинки, глины, торф. Различают русловую, пойменную и старинную фации аллювия. Русловая фация представлена галечио-пссчаиым материалом. Пойменная супссчаио-суглинистая фация аллювия перекрывает русловой аллювий. Такое двучленное строение является важнейшей особенностью аллювиальной толщи. Старичная фация аллювия слагает линзы па участках оставленной рекой прежнего русла (старицах).