2014-01-25
1109
Континентальных отложений
IV. Водный (аквальный) ряд
Пройдя этап склоновой денудации или минуя его, основная масса продуктов выветривания и разрушения горных пород подвергается дальнейшему переносу и переотложению. В зависимости от физико-географической обстановки главными факторами становятся при этом русловые водные потоки – реки и ручьи, ледники и их талые воды, а также ветер. Соответственно, выделяются три главных типа переотложения – водный, ледниковый и эоловы й – и три, отвечающих им генетических ряда континентальных отложений.
Водный ряд континентальных отложений пользуется наибольшим распространением и значением для понимания истории формирования континентальных осадочных толщ. Основу этого ряда составляет 1) флювиальная группа отложений русловых водных потоков, в состав которых входят два родственных генетических типа – аллювий и пролювий. Вторым членом водного ряда является 2) озерная (лимническая) группа, в составе которой не выделяются генетические типы.
Отложения группы широко развиты на равнинах и в горных районах. формирование их связано с деятельностью русловых потоков.
Аллювий – это генетический тип сложных по строению и условиям образования всех русловых водных потоков разного гидрогеологического режима и мощности, включая и временные потоки. Собственно, противопоставление постоянных и временных водотоков достаточно условно. Между ними существуют все переходы, а деятельными и те, и другие являются во время паводков, когда их русла целиком заполнены водой. Аллювий слагает русла, поймы и надпойменные террасы разных уровней.
Среди собственно аллювиальных отложений выделяются русловой, пойменный и старичный аллювий. Нижняя, основная часть толщи сложена фациями руслового аллювия (стрежневой и прирусловой отмели).
Стрежневая фация (отложения руслового остаточного гравия) формируется турбулентным водотоком в пределах русла и представлена в различной степени сортированными хорошо промытыми гравийно-песчаными косослоистыми отложениями, содержащих в основании гальку, и постепенно изменяющих свой гранулометрический состав снизу вверх по разрезу от относительно более грубого ко все более мелкозернистому (на равнине) или валунно-галечными отложениями (в горах).
Фация прирусловой отмели (отложения кос) формируется в результате боковой миграции меандрирующей реки во время паводков. По сравнению с отложениями стрежневой фации эти осадки несколько лучше сортированы и имеют более тонкий гранулометрический состав. Характерна слоистость типа ряби на мелководье.
Пойменная фация связана с осаждением взвешенных частиц на затопляемой в половодье пойме и представлена маломощным покровом супесей и суглинков с тонкими прослоями глинистого песка и слабо развитых почв. Отложения довольно хорошо сортированы. для пойменного аллювия характерны горизонтальная и волнистая слоистость. В большинстве случаев пойменный аллювий маломощным покровом перекрывает русловой, а иногда и старичный аллювий.
Старичную фацию образуют отложения, заполняющие излучины, отшнурованные от основного русла реки и превращенные в озеровидные водоемы. В таких водоемах – старицах, отложения представлены супесями, суглинками и глинами, богатыми органическим веществом, в верхней части разреза часто с прослоями торфа. Довольно часто они имеют яркую ржаво-оранжевую и голубую окраску. Линзообразные тела старичного аллювия обычно бывают вложены в толщу руслового аллювия и перекрыты отложениями пойменной фации.
Наиболее полно все эти фации развиты в аллювии равнинных рек, нормальная мощность которого соответствует разнице высот между дном русла и уровнем высоких паводков. Суммарная мощность современного аллювия крупных рек – около 20-30 м.
Разрезы аллювия имеют определенную последовательность отложений, представляющую собой так называемую циклотему, в которой наблюдается изменение грансостава осадков снизу вверх по разрезу от относительно грубых до мелко- и тонкозернистых. она является уникальным образованием именно аллювиальной обстановки седиментации.
Ярче всего общие закономерности строения аллювиальных отложений выражены у так называемого перстративного (перестилаемого) аллювия значительных по размеру постоянных равнинных рек. Такой аллювий образуется в фазы динамического равновесия речных долин, когда русло реки длительное время мигрирует по дну долин на одном и том же гипсометрическом уровне, перемывая и переоткладывая ранее накопленный аллювий. При этом образуется аллювиальная толща ограниченной мощности, величина которой близка разности высот между дном русла и уровнем паводковых вод – нормальный аллювий.
Аллювиальные отложения горных стран существенно отличаются от аллювия равнинных рек. Для горных рек характерны развитие русловой фации, сложенной преимущественно крупнообломочным материалом – галечниками или гравийно-галечным материалом с валунами. Осадки пойменной и старичной фаций отсутствуют или развиты слабо в пределах впадин. Мощность горного аллювия местами достигает 40-50 м. Характерна инстративная (выстилающая)фаза аллювия.
Иначе построены толщи констративного (настилаемого) аллювия, который образуется при интенсивном заполнении долин осадками, обусловленном тектоническими и отчасти климатическими факторами. В этих достаточно мощных толщах горизонты руслового аллювия, иногда с линзами старичных отложений, напластованы в нормальной стратиграфической последовательности, разделяясь поверхностями размыва. Пойменные отложения в виде выдержанных слоев развиты редко, обычно, в форме отдельных линз, они приурочены к кровле налегающих один на другой горизонтов руслового аллювия. Поверхности размыва, разделяющие пачки констративного аллювия, возникают вследствие боковой эрозии. Как правило, эти поверхности размыва не свидетельствуют о региональных перерывах в осадконакоплении, связанных со сменой фаз аккумуляции аллювия на фазы общего врезания речной долины. Это необходимо учитывать при стратиграфической и тектонической интерпретации разрезов аллювия.
Особого внимания в климатостратиграфическом аспекте заслуживает аллювий равнинных рек ледникового питания. Ледниковый аллювий откладывался в долинах многих крупных рек европейской части, бравших начало непосредственно у края материкового ледника. Для аллювия характерны повышенная мощность, отсутствие типичных старичных и слабое развитие пойменных фаций, преобладание в разрезе песчаных отложений, быстро сменяющихся от разнозернистых, часто валунных вблизи ледника, на преимущественно мелко- и тонкозернистые в отдалении от него с тонковолнистой и линзовидно-субпараллельной слоистостью. Формирование этих отложений, представляющих своеобразный русловой аллювий, происходило в широких мелководных и дробящихся на рукава руслах рек, перегруженных песчаными наносами, поступающими с талыми водами ледника. Пойменные фации недоразвиты.
Некоторые исследователи выделяют перигляциальный тип аллювия, который накапливался в фазы резкого похолодания климата реками местного питания, не связанными с ледниками. На холодные климатические условия указывают криотурбации, ледяные клинья, холодные спорово-пыльцевые спектры. Мощность его до 10 м. Литологическая характеристика перигляциального аллювия неоднородна, а динамика накопления не вполне ясна. В верхней части отложения приобретают лессовидный облик. Подстилается перигляциальный аллювий нормальным русловым аллювием, содержащим пыльцу лесной растительности. Образовался аллювий, по-видимому, в предшествовавшие фазы потепления климата.
Для аллювия субарктической зоны характерна большая льдистость. Особенно это свойственно пойменным и генетически близким к ним, так называемым лайдовым фациям (Лаврушин, 1963), а также русловым осадкам боковых мелководных и пересыхающих проток крупных рек и русел промерзающих до дна мелких водоемов. Лед содержится в виде цемента, многочисленных субгоризонтальных прослоев, отдельных линз и мощных повторно-жильных льдов, образующих густую полигональную сеть. На северо-востоке России, в бассейнах рек Яны, Индигирки и Колымы, льдистые толщи аллювия, на 70-80% состоящие изо льда, достигают 20-30 м. При протаивании льда в рельефе образуются крупные термокарстовые депрессии с остаточными отложениями небольшой мощности.
Изучение аллювия имеет исключительную важность для разработки стратиграфии четвертичной системы, поскольку он является одним из наиболее распространенных и довольно хорошо изученных генетических типов континентальных отложений, а слагаемые им речные террасы служат хорошими маркерами при дальней корреляции разрезов.
Пролювий представляет собой отложения наземных устьевых выносов эрозионных долин, формирующих конусы выноса и наземные дельты. Разновидностями являются пролювий постоянных рек и пролювий временных водотоков. В пролювии рек различаются потоковая, веерная и застойноводная фации. Наибольшей мощностью характеризуется потоковый пролювий, слагающий вершинную часть конуса выноса, – от нескольких метров до десятков и даже сотен метров. Пролювий такой мощности образуется в аридных и семиаридных зонах у подножий воздымающихся по разломам гор.
В понимании пролювия имеются разноречия. Е.В.Шанцер под термином "пролювий" рассматривает все накопления устьевых наземных выносов эрозионных долин. Разновидностями являются пролювий постоянных рек и пролювий временных водотоков. В равнинных областях к пролювию относятся отложения, слагающие конусы выноса крупных оврагов и балок, сложенных различным по составу материалом – от суглинков с гравием и песком до гравийно-галечных отложений. Главным признаком, отличающим пролювий от аллювия, является закономерная смена его фаций в латеральном (радиальном) направлении от вершин конусов выноса или пролювиального шлейфа к их периферии. Обычно она выражается в постепенном замещении грубых галечных или щебнистых накоплений более тонкозернистыми осадками вплоть до супесей и суглинков, иногда лессовидного облика.
Но в природе нет четких границ, отделяющих собственно пролювий от аллювия и делювия. Эти генетические типы связаны многочисленными переходными формами, занимающими промежуточное положение в классификационной схеме.
