 |
Аллювиальные конуса выноса
|
|
|
|
Аллювиальным конусом выноса называется скопление обломочного материала, принесенного потоком, имеющего форму конуса выноса и простирающегося веерообразно от выхода питающей долины (Седиментология, 1980).
Аллювиальные конуса выноса представляют собой крупномасштабные структуры, образующиеся там, где река или гравитационный поток выходят из тесной долины во впадину.Отсутствие ограничений влечет за собой расширение потока по горизонтали, что, в свою очередь, вызывает падение скорости движения потока и выпадение из него осадков. Этот процесс аналогичен уменьшению наклона поверхности, по которой движется поток, что также вызывает падение скорости и осаждение материала. Обширные конуса выноса образуются у подножия гор, где они, соединяясь друг с другом, образуют предгорные насыпи.
Впадины, в которых образуются конуса выноса, очень разнообразны. Это могут быть аллювиальные равнины или долины, бессточные водосборные впадины (озера) и моря.
Аллювиальный конус выноса включает основное русло, по которому движется поток обломков, и сам конус, состоящий из обломочного материала, прорезанный каналами. Распределение осадков в конусе обеспечивается осадочной дифференциацией: в его проксимальной части преобладают самые грубозернистые разности, в дистальных частях – в составе осадков роль грубообломочных разностей минимальна. Так, в аллювиальном конусе выноса, встреченном в докембрийских песчаниках Ван-Хорн в шт.Техас (рис. 2.4), в его проксимальной части преобладают конгломераты с валунами, размер которых достигает 1 м. В срединной зоне конгломераты переслаиваются с галечными песчаниками, а в дистальной – развиты песчаники с однонаправленной и мульдообразной косой слоистостью. Постепенные изменения от проксимальной к дистальной зоне происходит на расстоянии 30-40 км (Обстановки…,1990).
|
|
|
Рис. 2.4. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДКОВ В АЛЛЮВИАЛЬНОМ КОНУСЕ ВЫНОСА (McGowen, Groat, 1971)
Современные конуса выноса характеризуются некоторыми особенностями строения, знание которых помогает распознавать их в древних отложениях. Это:
- линзовидное строение осадочного тела, обусловленное скоплением осадков большой мощности, выклинивающихся в направлении, согласном с направлением транспортировки;
- наличие в разрезе осадков, характерных для многорусловых рек и глинистых
стоков;
- большая доля в составе осадков грубозернистых разностей;
- наличие в вертикальном разрезе попеременного залегания пластов различной мощности, которые слагает неодинаковый по размерам и степени сортировки зернистый материал;
- веерообразное распределение направлений транспортировки;
- парагенезы грубообломочных русловых осадков с осадками аллювиальных равнин и озер.
Типичный пример разреза аллювиального конуса выноса иллюстрирует.
Аллювиальные равнины
Одними из наиболее значительных областей накопления осадочного материала на континенте являются аллювиальные равнины, по которым текут реки. Мощные водные потоки рек, расчленяющие огромные пространства суши, производят значительную эрозионную, переносную и аккумулятивную деятельность. Это наиболее динамические системы, преобразующие рельеф. Интенсивность работы рек определяется их кинетической энергией, зависящей от массы воды и скорости течения, в свою очередь, являющейся производной главным образом уклона поверхности. Наибольшие скорости наблюдаются в приповерхностной части потока на стрежне, меньше у берегов и в придонной части, где поток испытывает трение о породы, слагающие русло. Вдоль реки скорость течения также меняется, что связано с наличием перекатов и плёсов, нарушающих равномерность уклона.
|
|
|
Формирование речной долины связано с двумя типами эрозии. Первая из них донная, или глубинная, она обусловливает врезание речного потока в глубину; вторая - боковая, ведущая к подмыву берегов и в целом к расширению долины.
Соотношение донной и боковой эрозии изменяется на разных стадиях развития долины реки. В начальных стадиях развития реки преобладает донная эрозия, которая стремится выработать профиль равновесия применительно к базису эрозии - уровню бассейна, куда она впадает. Именно базис эрозии определяет особенности развития всей речной системы - главной реки с ее притоками разных порядков. Первоначальный профиль, на котором закладывается река, обладает определенным рельефом, обусловленным различными литологическими, климатическими и(или) тектоническими характеристиками участка земной коры, по которому протекает река. В процессе эрозии река, углубляя свое русло, стремится преодолеть различные неровности, которые со временем сглаживаются, и постепенно вырабатывается более плавная (вогнутая) кривая, или профиль равновесия реки*.
*Профиль равновесия реки - продольный профиль русла, выработанный рекой при стабильном базисе эрозии. Понятие «профиль равновесия реки» условное, имеет преимущественно теоретическое значение как предельная форма профиля, к которому стремится река (ЭС, 2009).
По мере выработки профиля равновесия и уменьшения уклонов русла донная эрозия постепенно ослабевает и все больше начинает сказываться боковая эрозия, направленная на подмыв берегов и расширение долины. Наиболее активно этот процесс проявляется в периоды половодий. Возникающие вихревые движения воды в придонном слое способствуют активному размыву дна в стрежневой части русла, и часть донных наносов выносится к берегу. Накопление наносов приводит к искажению формы поперечного сечения русла, нарушается прямолинейность потока, в результате чего стрежень потока смещается к одному из берегов. Начинается усиленный подмыв одного берега и накопление наносов на другом.
Определяющее свойство любой речной сети – однонаправленное течение воды, за счет чего река переносит обломочный материал исключительно вниз по течению. Большая часть этого материала транспортируется с континента в океаны, моря и озера, но какое-то количество отлагается и на путях переноса. Соотношение количества отлагаемого и переносимого осадка во многом зависит от типа реки.
|
|
|
С физико-географической точки зрения различаются четыре типа рек (а вернее, четыре типа участков рек): это прямолинейные, меандрирующие (извилистые), разветвленные и ветвящиеся (анастомирующие) реки. В плане они различаются формой русел и распределением песчаного и алевро-глинистого материала (рис. 2.6).
Прямолинейным рекам свойственны русла незначительной извилистости на расстоянии, сильно превышающем их длину. Они текут по одному руслу, вдоль которого тянутся узкие прибрежные отмели (побочни), расположенные то у одного, то у другого берега. Такие реки встречаются достаточно редко и приурочены, как правило, к участкам с выраженным наклоном поверхности. Обычно прямолинейные реки переносят осадки в виде твердого донного стока, в структуре которых преобладают относительно крупнозернистые фракции (гравий и песок).
Меандрирующие* реки также текут по одному руслу, но они имеют сильную извилистость и хорошо развитую пойму (рис. 2.7). Меандрирование рек происходит чаще всего в областях с незначительным уклоном поверхности. Значительная часть осадочного материала такими реками переносится во взвешенном состоянии.
Образование меандр происходит следующим образом. В результате действия боковой эрозии, один подмываемый берег становится обрывистым и постоянно отступает, увеличивая крутизну изгиба, а на другом берегу происходит постепенное наращивание прирусловой отмели. Постепенное смещение подмываемых вогнутых берегов и наращивание русловых отмелей у выпуклых берегов приводит, в конце концов, к образованию крупных излучин (меандр). В результате последовательного развития речной долины происходят значительное расширение площади русловых аллювиальных отложений и образование низкого намываемого берега, который начинает заливаться только в половодье.
|
|
|
*Излучины, образующиеся при наращивании русловых отмелей, были названы меандрами по азиатской реке Меандр
Русло находится в пределах пояса меандрирования, который представляет собой сложную систему активных и отмерших русел и разделяющих их пойменных участков (рис. 2.8). В пределах этого пояса наиболее активно накопление осадочного материала происходит вблизи активного русла. Во время паводка берег русла прорывается, что может привести к смене направления течения. Многократно повторяясь, этот процесс за достаточно короткое время может привести к перемещению меандрирующего русла на большие расстояния. Так, на рис. 2.9 показано изменение положения основного русла реки Меймор, произошедшее за 13 лет.
Русло меандрирующей реки ограничено берегами, внешний из них – вогнутый, обычно размываемый; а на внутреннем – выпуклом берегу, отлагается осадочный материал, образуя песчаные береговые гряды и прирусловые валы.
Еще одна область накопления песка – это меандровые петли (рис. 2.11), в которых формируются песчаные косы (pointbar). Вертикальный разрез кос сложен последовательностью осадков, наиболее грубозернистые из которых, лежащие на почти горизонтальной поверхности размыва, расположены в основании косы (рис. 2.12). Вверх по разрезу структура осадков становится все более мелкозернистой. В верхней части косы грубая косая слоистость переходит в тонкую косую слоистость со знаками ряби, а затем и горизонтальную слоистость.
Толщина всего разреза косы сравнима с глубиной вреза, а количество и распространенность различных текстур контролируются размерами и изогнутостью русла в петле.
Меандрирующие реки имеют широкую пойму, в пределах которой накапливается различный по составу и структуре осадок.
Для разветвленных рек (рис. 2.15, 2.16) характерно смещение слабо извилистых потоков, между которыми расположены песчаные отмели и острова (осередки); вдоль берегов развиты прибрежные отмели – побочни. Русла перегружены осадочным материалом, что обусловлено высокими скоростями осаждения обломочного материала. Поймы не выражены из-за непрерывного перемещения песчаных кос.
К ветвящимся (анастомирующим) рекам (рис. 2.17, 2.18) относятся реки, состоящие из системы ветвящихся рукавов, длина отрезков которых во много раз превосходит ширину русла. Их развитие связывается с участками, имеющими очень малый уклон поверхности; как правило, они встречаются на заболоченных участках. Русла таких рек обычно ограничены устойчивыми берегами, закрепленными растительностью, а их характерной особенностью является преимущественно тонкодисперсная структура транспортируемого материала.
|
|
|
Общая классификация современных речных осадков была создана Дж. Алленом
(рис. 2.19).
В составе древних аллювиальных отложений практически всеми исследователями выделяются генетически связанные друг с другом русловые и пойменные фации. Исходя из схемы подразделения аллювия на фации, предложенной В.С.Муромцевым (1984), в разрезе аллювиального комплекса могут быть выделены следующие фации:
- песчаная фация русел;
- песчано-алевритовая фация внешней поймы;
- алевро-глинистая фация внутренней поймы.
Их строение рассмотрим на примере разреза меловых отложений одного из месторождений Западной Сибири. Фацию русел (рис. 2.20, 2.21) здесь объединяют отложения стрежня (наиболее грубозернистые породы в основании пачки), пристрежневой части (крупно-среднезернистые песчаники с крупной однонаправленной косой слоистостью) и прирусловых отмелей (средне-мелкозернистые песчаники с косой однонаправленной слоистостью, сменяющиеся вверх по разрезу мелкозернистыми песчаниками со слоистостью мелкой ряби). Толщины русловых фаций в разрезах скважин составляют 20-25 м.
|
|
|
