Флювиальный рельеф

ЛЕКЦИЯ 5

 

Тема 5. ФЛЮВИАЛЬНЫЙ РЕЛЬЕФ

5.1. Эрозионная деятельность водных  потоков

5.2. Морфология речных долин

5.3. Типы поперечного профиля  долин

5.4. Генетические типы флювиальных  отложений

5.5. Речные террасы

5.6. Полезные ископаемые флювиального  ряда

 

 

5. ФЛЮВИАЛЬНЫЙ РЕЛЬЕФ

 

Флювиальными являются все водноэрозионные и водноаккумулятивные процессы и образуемые ими отложения.

Эрозионная деятельность - это все виды транспортирующей и разрушительной деятельности потоков.

Аккумулятивная деятельность подразделяется на аллювиальный, пролювиальный и дельтовый процессы.

 

5.1. Эрозионная деятельность водных  потоков

 

Эрозия - линейный размыв дневной поверхности, производимый русловыми водными потоками. Эрозионная деятельность потоков включает в себя: снос водой обломочного материала; механическое разрушение горных пород в ложе потока; растворение водой встречающихся на её пути растворимых пород.

Транспортирующая способность  потоков зависит от:

- скорости течения воды - при  скорости 0.162 м/с передвигается мелкий  песок, при скорости 0.216 м/с передвигается крупный песок, при скорости 0.975 м/с передвигается мелкая галька;

- массы воды;

- турбулентности течения.

Первичным результатом проявления эрозии является образования русла, далее происходит углубление и расширение ложа потока. Под руслом понимается линейное углубление в земной поверхности, формируемое водой по пути движения потока. Работа мелких потоков приводит к образованию ряда малых эрозионных форм - борозд, промоин и оврагов. Основным геоморфологическим результатом эрозионного процесса является образование эрозионных долин, представляющих следствие длительного врезания русловых водных потоков.

Базис эрозии - уровень, ниже которого прекращается эрозионная деятельность данного потока и располагается в устье потока. Для большинства рек базисом эрозии является уровень мирового океана - общий базис эрозии. Кроме этого, различают местные базисы эрозии, которые представляют собой уровни водоёмов и рек, принимающих данный поток. В ряде случаев выделяются ещё временные или подвижные базисы эрозии в виде различных препятствий для эрозионного процесса (пример - выходы коренных крепких горных пород).

Уровень воды в реке является базисом  эрозии для впадающих в неё  притоков. Поэтому часто местным  базисом эрозии называют уровень дна долины по отношению к прилегающей поверхности водосбора, который она дренирует.

Различают два вида эрозии:

глубинная эрозия  - характеризуется господством донного врезания потока, постоянно углубляющего своё русло и долину;

боковая эрозия - выражается в разрушении потоком бортов русла и долины, вследствии чего происходит расширение долины, возрастающее в зависимости от длительности развития процесса.

Переносимый водой  обломочный  материал  образует   твёрдый сток.  Необходимо  учитывать, что при перегрузке потока твердым стоком размыв замедляется,  эрозия может прекратиться,  а затем смениться отложением наносов.

Выше базиса эрозии водоток углубляет  свою долину до тех пор, пока не сформирует профиль, в каждой точке которого живая сила потока окажется уравновешенной сопротивлением подстилающих пород размыву, а транспортирующая способность потока окажется выравненной по всей его длине. Такой профиль называют выработанным продольным профилем или предельным профилем равновесия.

 

5.2. Морфология речных долин

 

Речным или водосборным  бассейном называют всю территорию поверхностного водосбора реки. Бассейн оконтуривается водораздельной линией. Поперечный разрез бассейна и долины реки представлено на рис. 5.1.

 

 

Рис. 5.1.

 

В морфологии речных долин различают три элемента:

русло потока - относительно узкое линейное углубление, по которому идёт сток воды в период межени (межень - минимальный уровень воды в реке, устанавливающийся между паводками);

днище долины - формируется в процессе боковой эрозии и меандрирования с сопутствующей аккумуляцией аллювия, большая часть днища речных долин бывает занята поймой. Последняя представляет аккумулятивную форму рельефа, которая образуется в результате накопления аллювия при паводках;

склоны долин  - могут иметь разнообразную морфологию. Это - надпойменные речные террасы, структурные уступы, гребни, продольные структурные террасы, оползневые склоновые формы, делювиальные шлейфы, пролювиальные конусы выносов в устьях притоков и т.д.

 

5.3. Типы поперечного профиля долин

 

1. Симметричные:

а) теснины (рис. 5.2);                  б) каньоны (рис. 5.3);                    в) ущелья (рис. 5.4);

 

          Рис.  5.2.           Рис. 5.3.              Рис. 5.4.

г) ящикообразные (рис. 5.5);                                     д) V-образные (рис. 5.6);

 

                                Рис. 5.5.                Рис. 5.6.

 

е) трапециевидные (рис. 5.7);                                ж) корытообразные (U-образные), (рис.  5.8).

 

 

                                 Рис. 5.7.                 Рис. 5.8.

2. Асимметричные:

а) разложистые (рис. 5.9);         

Рис. 5.9.

б) террасированные (рис. 5.10);

Рис. 5.10.

в) формирующиеся по закону Бера-Бабине - асимметрия обусловлена вращением Земли. Согласно правилу Кориолеса, все предметы, движущиеся по поверхности Земли, в северном полушарии отклоняются вправо от своего направления, а в южном полушарии - влево. Примерами являются чаще более высокие и крутые берега рек Днепра, Волги, Дона;

г) с учётом моноклинального залегания коренных горных пород (рис. 5.11);

 

Рис. 5.11.

д) обусловленные гипсометрическими факторами (рис. 5.12);

 

Рис. 5.12.

е) обусловленные структурно-гидрогеологическими условиями (рис. 5.13);

 

Рис. 5.13.

В зависимости от истории развития, различают первичные и вторичные долины. Как более сложные явления описываются последовательно-развивающиеся (неоднократное возобновление процессов углубления и расширения долин) и унаследованные (развивающиеся вторично по отмершей более древней и широкой долине). При генетических реконструкциях форм речного рельефа также выделяются:

а) антецендентные (предшествующие) - долины, прорезающие молодой поднимающийся горный рельеф. Хорошо описываются молодыми формами эрозионного рельефа;

б) эпигенетические (наложенные) - долины не обнаруживают заметной связи с тектоническими структурами, в том числе с составом и прочностью коренных горных пород. Первоначально закладываются в горизонтально лежащих слоях маломощного платформенного чехла и постепенно врезаются в складчатое основание, сохраняя при этом своё первичное направление.

 

5.4. Генетические типы флювиальных  отложений

 

I. Аллювием называют отложения, возникающие в результате переноса обломочного материала русловыми водными потоками и приуроченные ко дну ложбин стока, выработанных самими потоками. Важнейшими признаками аллювия являются:

а) распространение его в виде рукавообразных залежей, связанных  с днищами современных и древних  долин;

б) заметная, часто хорошая сортировка материала по крупности зёрен, обычна хорошая его окатанность;

в) в рельефе аллювий образует пойму и террасы рек, выстилает  русла потоков.

1. Равнинный аллювий - по составу господствуют пески, встречаются галечники, супеси, суглинки и глины, скопления валунов и торф. Наблюдается сложное линзовидное залегание отдельных литологических разностей, вместе образующих плосколинзовидную рукавообразную в плане толщу. В аллювиальных песках бывает развита типичная косая слоистость, указывающая направление течения потока. Выделяют три главнейшие фации аллювия:

а) русловый аллювий - образуется во время паводка в пределах русла рек. Отлагаясь в условиях повышенных скоростей течения, отличается более крупнозернистым составом. На равнинах господствуют хорошо отмытые пески. Также характеризуется относительно высокой сортировкой, хорошей окатанностью обломков, большим разнообразием минералого-петрографического состава. Сортировка и окатанность обломков возрастает вниз по течению рек. Русловым аллювием образованы дно реки, отмели, острова и косы;

б) пойменный аллювий - формируется при паводке в обстановке резкого спада скорости течения воды. Преобладает тонкообломочный материал. Главную массу составляют суглинки - пылеватые, алевритовые и глинистые частицы, всегда с примесью песка и даже дресвы. Приречная субфация отличается преобладанием более крупного материала. Внутренняя субфация имеет более глинистый состав. В пойменном аллювии иногда наблюдаются тонкие прослои аллювиальных почв, фиксирующие периодическое осушение поймы;

в) старичный аллювий - образуется в неподвижных, отмирающих участках покинутых речных русел, превращённых в замкнутые водоёмы. Выделяются три горизонта, отвечающие трём стадиям развития старицы - проточной, озёрной и болотной. Соответственно нижний горизонт представлен чередованием песков, супесей и суглинков. Средний горизонт (в озёрных условиях) представлен темными богатыми органическим веществом илистыми породами с параллельной слоистостью. Верхний горизонт - накоплением торфа.

2. Аллювий горных рек - образуется в условиях высоких скоростей течения потока и сложного строения его ложа, что приводит к развитию беспорядочного турбулентного движения воды. Представлен главным образом галечником с хорошо окатанными гальками разнообразного петрографического состава, характерны мелкие линзы гравия и грубого песка. Часто обнаруживается присутствие селевых выносов. Формирование аллювия горных рек во многом зависит от геолого-геоморфологического строения речных долин и вертикальной климатической зональности.

3. Овражно-балочный аллювий состоит из плохо сортированного песчано-суглинистого материала, часто с примесью щебня и дресвы местных пород со слабо выраженной слоистостью.

II. Пролювием называют отложения временных или очень непостоянных по своему гидрогеологическому режиму потоков, которые накапливаются в их устье, образуя различного рода конусы выноса. Различают предгорный и овражный пролювий.

III. Дельтовые отложения образуются в пределах настоящих или субаквальных дельт. Выделяются отложения:

а) надводные - русловая, пойменная и старичные фации;

б) подводные - на подводном склоне дельты, ниже уровня моря или озера.

 

5.5. Речные террасы

 

Речные террасы - ступенеобразные формы рельефа, протягивающиеся вдоль одного или обоих склонов долины, в строении которых принимают участие аллювиальные отложения. Причины возникновения террас:

- изменение положения базиса  эрозии - при понижении уровня  бассейна, в который впадает река, последняя врезается в собственные отложения, и вырабатывается новый профиль равновесия;

- тектонические движения;

- в зависимости от массы воды - при увлажнении климата увеличивается полноводность реки  и  возрастает  эрозионная  деятельность.

Различают типы террас по геологическому строению:

 

а) цокольные  -  обнажения вскрывают подошву её аллювия (рис. 5.14);

 

 

Рис. 5.14.

 

б) аккумулятивные (рис. 5.15);

 

Рис. 5.15.

 

 

 

 

в) эрозионные (рис. 5.16);

 

Рис. 5.16.

 

Различают типы террас по соотношению  друг с другом:

а) врезанные (рис. 5.17);

 

 

Рис. 5.17.

 

б) вложенные (рис. 5.18), в т.ч. прислонённые (рис. 5.19);

 

                          Рис. 5.18. Рис. 5.19.

 

г) наложенные (рис. 5.20), в т.ч. погребённые (рис. 5.21).

 

 

 

Рис. 5.20-21.

5.6. Полезные ископаемые флювиального  ряда

 

1. Аллювиального типа:

- пески - формовочное сырьё, производство  низкосортного, в основном, тарного стекла, силикатного кирпича, бетона;

- галечники и  валуны  - балласт  при дорожном строительстве;

- песчано-гравийные смеси;

- россыпи алмазов, Au, Sn, Pt, W, P, Ta, Nb и  других металлов. В геоморфологическом  плане различают россыпи: пойменные, погребённых врезов, русловые, террасовые, террасо-увальные, косовые и ложковые. Классификация россыпей по генезису отложений и по промышленными типам приведена в приложении 2.