Учебно-методический комплекс по дисциплине общая геология навоий 2021 г. Авазов Р. Р. Учебно-методические комплекс по дисциплине "Общая геология". Навоий. Нгги. 2021. стр

Рис 6.12. Зависимость грубости аллювия, его переноса,размыва и отложения от скорости течения реки
Аккумуляция (отложение) материала в реках происходит в самом русле, по берегам реки во время половодья и в устьевой части реки, где образуется конус выноса, или дельта (по греческой букве ∆ — дельта). Весь обломочный материал, откладываемый реками, называется аллювием. Впервые он был выделен в 1823 г. английским геологом У. Баклендом, а в России введен В. В. Докучаевым в 1878 г. Гидрологический режим рек обусловливает формирование аллювия равнинных и горных рек.
Аллювий равнинных рек подразделяется на русловой, пойменный и старичный.
Русловой аллювий накапливается в обстановке непрерывно меняющегося русла, вода в котором характеризуется максимальной энергией, и поэтому аллювий обладает наибольшей грубостью материала — от разнозернистых песков до гравия и крупных галек. Формирование руслового аллювия в реке, имеющей изгибы — меандры (от р. Меандр в западной Анатолии, Турция), подчиняется сложной циркуляции воды в поперечном и продольном сечениях реки. Стрежень, т. е. максимально быстрое течение, приближен к вогнутому, приглубому, берегу и соответственно отдален от отмелого противоположного берега. В поперечном разрезе реки на изогнутых и прямолинейных участках наблюдается многоячеистая вторичная циркуляция. Поэтому у вогнутого, приглубого, берега, там, где располагается стрежень, формируется наиболее грубый аллювий. А на выпуклом, отмелом, берегу образуется прирусловая отмель, или побочень, сложенная хорошо сортированными мелко- и тонкозернистыми песками, ограниченная прирусловым валом, располагающимся ближе к руслу. В случае отступания русла более молодые части прируслового аллювия накладываются друг на друга, образуя серию прирусловых валов.
На спрямленных участках реки, между изгибами, образуются мелководные перекаты, река дробится на несколько рукавов, между которыми располагаются островки и аллювий характеризуется разнозернистостью и быстрой изменчивостью.
По мере развития равнинной реки ее извилины — меандры — становятся выраженными все резче, образуя раздувы и пережимы. При этом приглубые берега эродируются, а на отмелых наращивается отмель. Наконец наступает момент, когда два пережима соединяются между собой и происходит перехват реки, русло которой спрямляется, а бывшая меандра отделяется от нового русла и образует старицу (старая часть реки) обычно узкой серповидной формы, в которой развит своеобразный аллювий, состоящий из проточной, озерной и болотной частей (рис. 6.13, 6.14). Первая, нижняя, часть состоит из чередования песков, супесей и глин, т. к. во время половодий старицы могут заливаться водой. Вторая, более молодая, часть сложена слоистыми глинами, илами, накапливающимися во время озерной стадии развития старицы. И, наконец, верхний горизонт, как правило, сложен уже торфом, когда произошло заболачивание старицы и ее отмирание. Меандрирующая река может снова перекрыть русловым аллювием старичный,
и тогда последний переходит в погребенное состояние.

Рис. 6.13. Развитие меандры и перехват реки с образованием старицы. На отмелом берегу накапливается аллювий, а обрывистый берег все время подмывается:
1 — река; 2 — отмелый берег; 3 — приглубый берег; 4 — старица

Рис. 6.14. Север Тунгусской синеклизы. Меандрирующая река и старицы
Перехват реки в районе развивающихся пережимов представляет собой хорошую иллюстрацию бифуркации, своеобразной катастрофы, наступившей после долгой и медленной эволюции речной системы.
Ежегодные паводки перекрывают наиболее низкие прирусловые отмели, называемые поймой, а особенно мощное половодье — еще более высокие участки низкой долины — высокую пойму. Пойменный аллювий, состоящий из тонкого материала, взвешенного в полой воде, — тонких песков, суглинков, глин, — чаще всего не превышает в мощности 1–2 м и перекрывает русловой грубый аллювий. Пойма, покрытая заливными лугами, очень важная в сельскохозяйственном отношении часть долины реки. На поймах всегда растут сочные высокие травы — это пастбища и угодья для сенокоса. Стремление осушить, распахать пойму всегда приводило к ее гибели.
Аллювий горных рек отличается от равнинного аллювия своей грубостью, плохой сортированностью, наличием горизонтов пролювия из грязекаменнных — селевых — потоков (рис. 6.14 а).

Рис. 6.14 а. Долина р. Кумбецсу, ТяньШань. На втором плане
виден грубый русловой аллювий (фото А. А. Зарщикова)
Реки начинаются обычно в высокогорной части у концов ледников, где имеют крутой уклон русла, а далее переходят в горную часть, располагаясь в троговых долинах. Там уклон русла уже меньше. Вырвавшись наконец из гор, реки текут по равнине — предгорной зоне, где рельеф уже слабо расчленен, течение воды замедлено, хотя все еще быстрое (рис. 6.15).

Рис. 6.15. 1 — образование бара в середине реки и расширение ее русла;
2 — возникновение многочисленных баров и разделение их основного канала
стока на целую серию менее крупных рукавов
Соответственно этим частям долин горных рек меняется и аллювий: от грубого, несортированного, плохо окатанного, содержащего крупные валуны и глыбы до сравнительно тонкого, песчаного и мелкогалечного пойменно руслового аллювия. (рис. 6.16 и 6.17). Основная роль в формировании горного аллювия принадлежит новейшей тектонике и климату, которые определяют характер уклона русла, расход воды, скорость течения, гидродинамику потока и особенно турбулентно-вихревой характер течения. Горные потоки обладают большой эродирующей силой и переносят много обломочного материала, до 50–60 кг/м³, тогда как в равнинных реках он не достигает и 0,5–1 кг/м³.

Рис. 6.16. Долина р. Армань, северо-восток России. Хорошо видны долина,
заполненная аллювием, и ветвящиеся русла

Рис. 6.17. Долина р. Терек в Эльхотовских воротах в Предкавказье.
Хорошо видны старые русла (аэрофотоснимок)
Динамические фазы аллювиальной аккумуляции, выделенные Е. В. Шанцером, В. В. Ламакиным и И. П. Карташевым, позволили связать характер аллювия с фазами развития рек (рис. 6.18).

Рис. 6.18. А. Схема разреза аллювия равнинной реки в перстративную
фазу аккумуляции (по Е. В. Шанцеру):
А — русло и прирусловая отмель; В — пойма;
В1–В3 — разновозрастные участки поймы, образовавшиеся за три последовательные стадии развития меандр (стрелки под рисунком — соответствующие этим стадиям направления смещения русла);
b1–b3 — стадии накопления пойменного аллювия;
Н — горизонт полых вод; h — горизонт межени; М — нормальная мощность аллювия;
I, II, III — русловой аллювий:
1 — гравий и галька, 2 — пески, 3 — прослои заиления; 4 — старичный аллювий;
5, 6, 7 — пойменный аллювий (последовательные стадии накопления).
Б. Схема констративной фазы аллювиальной аккумуляции (по Е. В. Шанцеру):
1 — русловой аллювий; 2 — старичный аллювий; 3 — пойменный аллювий;
4 — отложения вторичных водоемов поймы; 5 — общее направление миграции русла;
Н — горизонт полых вод; h — горизонт межени в русле; h1, h2 — горизонты межени
в старицах; М — нормальная мощность аллювия; Мs — общая мощность аллювия
Инстративный, или выстилающий, аллювий характерен для ранних стадий развития реки, когда она врезается в горные породы и характеризуется наибольшей грубостью и плохой сортировкой. Такой аллювий располагается только в русле реки.
Субстративный, или подстилающий, аллювий связан с расширением боковой эрозии речной долины. Этот аллювий менее грубый, и он перекрывает выстилающий аллювиальный горизонт.
Констративный, или настилающий, аллювий характерен для участков реки, испытывающих тектоническое опускание и вследствие этого накопление аллювиальных отложений в условиях замедленного стока и постоянно мигрирующего русла. При этом русловые, пойменные и старичные фации перекрываются более молодыми фациями. Горизонты аллювия как бы настилаются один на другой и перекрывают друг друга (см. рис. 6.18).
И наконец, перстративный, или перестилаемый, аллювий связан с хорошо разработанными, зрелыми долинами, для которых характерны очень пологий уклон и сильно развитое меандрирование с боковой эрозией. Перстративный аллювий обычно хорошо сортирован, обладает наклонной слоистостью и знаменует собой определенный этап в развитии речной долины, когда несущая способность реки уравновешивается объемом поступающего в нее обломочного материала и переносимого в виде взвеси в воде.
Следует подчеркнуть, что перечисленные выше динамические типы аллювия могут неоднократно сменять друг друга на протяжении речной долины в связи с меняющимися гидродинамическими условиями. Эти условия почти на всех крупных реках мира в связи со строительством гидротехнических сооружений сильно нарушены. Всего в мире построено более 45 тыс. крупных плотин и дамб, гидроэлектростанции на которых вырабатывают 20 % всех электрических мощностей.
УСТЬЕВЫЕ ЧАСТИ РЕК, ДЕЛЬТЫ И ЭСТУАРИИ
Крупные реки впадают в моря и океаны, более мелкие — в озера и крупные реки. В том месте, где русло нижнего течения реки — устье —выходит к морю, образуется самостоятельный в ландшафтном и геологическом отношении район, называемый дельтой (по сходству в плане с буквой ∆ греческого алфавита) (рис. 6.19).

Рис. 6.19. Дельта Волги. Штриховкой показаны районы дельты, появившиеся в связи с понижением уровня Каспийского моря
Дельта — это верхняя, в основном надводная, часть аккумулятивного конуса выноса в устье реки (рис. 6.19 а).

Рис. 6.19 а. Дельта реки в районе Грили Фьёрд
(Канада, о. Эллсмир; фото D. Devaney)
Дельты характеризуются плоским, низменным рельефом, часто наличием многочисленных рукавов, ответвляющихся (фуркирующих) от главного русла реки, образующих веерообразную структуру. Содержащаяся в речной воде взвесь обломочного материала и русловой аллювий выпадают в осадок при потере рекой живой силы. Во внешней части дельты все время происходит взаимодействие морских и континентальных обстановок, а также различающейся по составу морской и речной воды. За краем континентальной части дельты, там, где начинается взморье, располагается авандельта (передовая дельта), а еще дальше в открытом море — продельта, накопление осадков в которой идет только за счет выпадения взвешенных частиц (рис. 6.20).

Рис. 6.20. Основные черты морфологии дельты в поперечном разрезе.
Вертикальный масштаб сильно увеличен (по R. K. Matthews, 1974)
Для того чтобы дельта сформировалась, необходимы сток донных и взвешенных частиц и медленное, но непрерывное тектоническое опускание района. Если река не разделяется на рукава, то сток главного русла вызывает размыв дна (приустьевая яма), а мористее — возникновение бара, или осередка. В дельтах течение рек часто замедляется из-за приливов и ветровых нагонов. Морская соленая вода, как более плотная и тяжелая, в придонной части реки проникает в виде клина вверх по течению и отделяет более легкую речную воду от дна, из которой начинается выпадение взвешенных частиц. Этому выпадению способствует процесс флокуляции — слипания мелких частиц в более крупные, что происходит под влиянием морской воды. Но основная масса наносов откладывается в пределах авандельты и свала глубин, т. е. четко выраженного уступа. Наносы скатываются с этого уступа и наращивают его. Поэтому дельта все время продвигается мористее, нередко образуя огромные подводные конусы, как, например, у Ганга, Инда и других крупных рек. При этом в осадках формируется наклонная слоистость, когда чередуются более грубые и тонкие слои, обусловленные сезонным стоком (рис. 6.21 и рис. 6.21 а).

Рис. 6.21. Строение дельты реки, впадающей в море

Рис. 6.21 а. Косая слоистость в песчаснниках нижнего триаса
(Канада, о. Эллсмир; фото D. Evoy)
В пределах продельты формируются тонкие илистые осадки, иногда отделенные от авандельты.
Жизнь дельты тесно связана с объемом водного материала, поведением базиса эрозии и тектоническими движениями (рис. 6.21 б).

Рис. 6.21 б. Дельта р. Маккензи, СевероЗападная Канада.
Видны многочисленные термокарстовые озера и узкий канал
р. Маккензи с бурой водой (фото Clint Tippett)
Разветвленная и сложная дельта Волги во время понижения уровня Каспийского моря на 1 м 45 см в 1927–1940 гг. прирастала на 370 м ежегодно, сокращалось количество водотоков, к дельте причленялись участки обнажившегося морского дна. Нередко дельты меняют свое положение (рис. 6.22, 6.23). Так, за последние 6 тыс. лет р. Миссисипи сформировала семь различных дельт. Точно так же в устье Енисея за последние 7 тыс. лет образовались четыре отдельные дельты.
Собственно дельта на современных морских окраинах может возникнуть в двух случаях: либо реки несут огромное количество наносов, например более 100 млн т в год в реках Янцзы, Хуанхэ, Миссисипи, Ганг, Брахмапутра, Меконг, Ориноко, либо преобладание восходящих тектонических движений, которые компенсируют эффект эвстатического поднятия уровня моря. Если морские побережья в новейшее время испытывают отрицательные тектонические движения, то образуются протяженные от 200
до 1000 км морские заливы, вдающиеся, ингрессирующие в сушу губы: Обская, Енисейская, Колымская, Печорская и др. Дельты занимают около 9 % из общей протяженности побережий Мирового океана и поглощают ежегодно 18,5 млрд т рыхлых продуктов, что составляет 67 % всех терригенных осадков, поступающих в Мировой океан. Наносы, поступающие в авандельту, создают, согласно А. П. Лисицину, первый глобальный пояс «лавинной» седиментации. Объем осажденного материала в дельтах за голоцен, т. е. за последние 10 тыс. лет, составляет от 3,5 до 350 км³. На эволюцию дельт влияют вековые и многолетние изменения уровня океана, морей и озер. В период регрессий — понижения уровня моря — дельты смещаются в сторону моря, а речное русло врезается. При трансгрессиях — повышениях уровня моря — дельты превращаются в залив, лагуну.
Следует отметить, что в дельтах накапливается огромное количество органического материала, который в будущем может дать месторождения нефти. Поэтому так важен поиск древних дельтовых отложений. Когда климат холодный и влажный — дельты выдвигаются в море, т. к. возрастает сток наносов; если климат теплый и сухой — рост дельт замедляется и может смениться их размыванием.

Рис. 6.22. Схема эволюции дельты р. Сулака в XIX и XX вв.

Рис. 6.23. Различные типы дельт. А — р. Тибр, Италия; Б — р. Миссисипи, США;
В — р. Волга, Россия; г — р. Дунай, Румыния; Д — р. Муррей, США
Эстуарии представляют собой узкие заливы, располагающиеся на месте впадения рек в море. Возникают они там, где происходят нисходящие тектонические движения или повышение уровня моря, приливы и отливы и где взаимодействуют морские и континентальные обстановки осадконакопления (рис. 6.24).

Рис. 6.24. Схематические блок-диаграммы эстуариев. Наверху — частично перемешанный
эстуарий (тип В) Северного полушария: А — вид сбоку; Б — вид со стороны суши.
Внизу (В) — резко стратифицированный эстуарий (тип А)
(по J. R. Schubel, D. W. Pritchard, 1972)
Море подтапливает устьевую часть реки, проникая далеко в сушу, а волна прилива проникает вверх по течению реки на десятки километров, как, например, в р. Пенжина, впадающей в Охотское море. Наносы, которые доставлются рекой, размываются вдоль береговыми течениями, и поэтому дельта в таких речных устьях не образуется.Эстуарии хорошо выражены в устьях Темзы, Эльбы, Сены, Пенжины и др. Если морские воды в отсутствие приливов и отливов затапливают приустьевую часть речной долины, то возникают лиманы, например Бугский, Днестровский, Днепровский на Черном море (рис. 6.25).

Рис. 6.25. Палеогеографическая схема Каспийского и Черноморского бассейнов
для среднего и начала позднего плиоцена (акчагыл) (по Е. Е. Минановскому).
1 — контуры среднеплиоценовых бассейнов — Южно-Каспийского бассейна
начала балаханского века, гипотетического Приэльбрусского и др.;
2 — глубоко врезанные среднеплиоценовые речные долины Каспийского бассейна,
установленные; 3 — то же, предполагаемые; 4 — контуры среднеплиоценового
Черноморского бассейна (киммерийского и, может быть, раннекуляльницкого);
5 — акчагыльский бассейн Каспия во время максимальной трансгрессии;
6 — наземные аккумулятивные равнины (аллювиальные, дельтовые и пр.)
акчагыльского времени; 7 — гипотетический Черноморский бассейн,
равный второй половине (?) акчагыльского века