Главными причинами того, что реки
откладывают осадочный материал, являются уменьшение скорости течения и расхода
воды и увеличение поперечного сечения потока. Отложение материала происходит во
многих местах, но главным образом в устьях рек, у основания крутых склонов, в
руслах или рядом с ними и на поймах. Рассмотрим основные формы рельефа, которые
при этом образуются.
Дельты. Там, где река, несущая осадочный материал, впадает в водоем со спокойной водой, например в озеро или в океан, ее течение замедляется, и происходит отложение осадков. Если эти отложения не перемещаются прибрежными или приливно-отливными течениями, то они формируют дельту, которая носит такое название потому, что по форме напоминает греческую букву А. Когда речной поток достигает относительно спокойной воды, основная масса более грубых осадков откладывается, а тонкий алевритовый и глинистый материал выносится дальше. Речная вода имеет тенденцию держаться на поверхности более плотной соленой морской воды, пока не смешается с ней. Когда пресная и соленая воды смешиваются, соли морской воды заставляют мельчайшие глинистые частицы коагулировать, образуя хлопья, достаточно крупные для того, чтобы выпасть в осадок.
Когда река образует новые протоки и покидает старые, в районе дельты в виде озер остается много покрытых водой участков. Одно из самых известных озер такого типа-озеро Понтчаррейн.
В отложениях дельты присутствуют все обычные аллювиальные фации и, кроме того, осадки, сформировавшиеся под злиянием особых условий, существовавших в озере или океане, где происходило отложение. Уровень воды в океанах а озерах может изменяться вследствие приливов и отливов и сезонных колебаний стока. Значительные приливно-отливные колебания уровня воды могут
сильно повлиять на форму дельты, разнося осадки на десятки километров от устья реки. Дельты рек, впадающих в залив Кука на Аляске, где достаточно велики приливно-отливные колебания, по своей форме и фациям коренным образом отличаются от дельт Нила и Миссисипи.
Размер, форма, расположение и ориентировка океана или озера оказывают решающее влияние на величину и характер волн, которые перерабатывают отложения речных дельт. Сильные волны, приливы и отливы или прибрежные течения могут перераспределять приносимый реками материал вдоль берега и таким образом препятствовать формированию обширной дельты, которая бы заметно выступала за береговую линию, что и происходит, например, с общей дельтой рек Колорадо и Бразос в шт. Техас. Чаще волны и течения перерабатывают только часть дельтового материала, перераспределяя его неподалеку и заполняя пространство между рукавами реки. В процессе переработки алевритовые и глинистые частицы отсортировываются и выносятся в более глубоководные области, а материал с частицами крупнее алевритовой размерности откладывается на окраине дельты. По расположению в древней дельте осадков с разным размером зерен можно судить о характере как реки, так и водоема, в который она впадала.
В дельтах четко прослеживаются три типа слоистости. Осадки поймы на поверхности дельты называются поверхностными дельтовыми слоями; они залегают на умеренно наклонных осадках склона, которые в свою очередь перекрывают полого залегающие придонные дельтовые слои. Переносимый рекой материал откладывается сразу же за краем передней части (фронта) дельты до тех пор, пока склон не станет слишком крутым; тогда эти передовые отложения оползают, и образуется устойчивый угол естественного откоса (20-35°). В результате такого оползания или соскальзывания материала формируются наклонные слои осадков склона дельты.Кровля их находится примерно на высоте дна впадающей реки. Придонные дельтовые слои представлены тонкими песками, алевритовыми и глинистыми частицами, которые река приносит во взвешенном состоянии и которые оседают на дно за пределами фронта дельты. По мере того как фронт дельты продолжает надстраиваться и продвигаться вперед, осадки склона отлагаются на образовавшихся раньше придонных дельтовых слоях и со временем сами перекрываются поверхностными дельтовыми слоями пойменной равнины.
Дельты. Там, где река, несущая осадочный материал, впадает в водоем со спокойной водой, например в озеро или в океан, ее течение замедляется, и происходит отложение осадков. Если эти отложения не перемещаются прибрежными или приливно-отливными течениями, то они формируют дельту, которая носит такое название потому, что по форме напоминает греческую букву А. Когда речной поток достигает относительно спокойной воды, основная масса более грубых осадков откладывается, а тонкий алевритовый и глинистый материал выносится дальше. Речная вода имеет тенденцию держаться на поверхности более плотной соленой морской воды, пока не смешается с ней. Когда пресная и соленая воды смешиваются, соли морской воды заставляют мельчайшие глинистые частицы коагулировать, образуя хлопья, достаточно крупные для того, чтобы выпасть в осадок.
Когда река образует новые протоки и покидает старые, в районе дельты в виде озер остается много покрытых водой участков. Одно из самых известных озер такого типа-озеро Понтчаррейн.
В отложениях дельты присутствуют все обычные аллювиальные фации и, кроме того, осадки, сформировавшиеся под злиянием особых условий, существовавших в озере или океане, где происходило отложение. Уровень воды в океанах а озерах может изменяться вследствие приливов и отливов и сезонных колебаний стока. Значительные приливно-отливные колебания уровня воды могут
сильно повлиять на форму дельты, разнося осадки на десятки километров от устья реки. Дельты рек, впадающих в залив Кука на Аляске, где достаточно велики приливно-отливные колебания, по своей форме и фациям коренным образом отличаются от дельт Нила и Миссисипи.
Размер, форма, расположение и ориентировка океана или озера оказывают решающее влияние на величину и характер волн, которые перерабатывают отложения речных дельт. Сильные волны, приливы и отливы или прибрежные течения могут перераспределять приносимый реками материал вдоль берега и таким образом препятствовать формированию обширной дельты, которая бы заметно выступала за береговую линию, что и происходит, например, с общей дельтой рек Колорадо и Бразос в шт. Техас. Чаще волны и течения перерабатывают только часть дельтового материала, перераспределяя его неподалеку и заполняя пространство между рукавами реки. В процессе переработки алевритовые и глинистые частицы отсортировываются и выносятся в более глубоководные области, а материал с частицами крупнее алевритовой размерности откладывается на окраине дельты. По расположению в древней дельте осадков с разным размером зерен можно судить о характере как реки, так и водоема, в который она впадала.
В дельтах четко прослеживаются три типа слоистости. Осадки поймы на поверхности дельты называются поверхностными дельтовыми слоями; они залегают на умеренно наклонных осадках склона, которые в свою очередь перекрывают полого залегающие придонные дельтовые слои. Переносимый рекой материал откладывается сразу же за краем передней части (фронта) дельты до тех пор, пока склон не станет слишком крутым; тогда эти передовые отложения оползают, и образуется устойчивый угол естественного откоса (20-35°). В результате такого оползания или соскальзывания материала формируются наклонные слои осадков склона дельты.Кровля их находится примерно на высоте дна впадающей реки. Придонные дельтовые слои представлены тонкими песками, алевритовыми и глинистыми частицами, которые река приносит во взвешенном состоянии и которые оседают на дно за пределами фронта дельты. По мере того как фронт дельты продолжает надстраиваться и продвигаться вперед, осадки склона отлагаются на образовавшихся раньше придонных дельтовых слоях и со временем сами перекрываются поверхностными дельтовыми слоями пойменной равнины.
В устьях многих рек, там, где развиты крупные дельты, отмечается опускание
земной коры. Накопление осадков обычно происходит с той же скоростью, что и
опускание, но в некоторых древних дельтах обнаружено переслаивание морских
известняков и глинистых сланцев с пресноводными осадками и почвами. Из
структурных соотношений очевидно, что опускание иногда опережало накопление
осадков, и тогда дельта была покрыта морем. Глубокое бурение в областях
современных дельт позволило установить в них подобную же последовательность
осадков. При бурении скважин до глубины 350 м у Нового Орлеана в осадках был
обнаружен плавник. Опускание дельт обусловлено, во-первых, прогибанием
океанического дна, на котором накапливаются отложения, и, во-вторых,
уплотнением рыхлых, насыщенных водой осадков дельты.
Ископаемые дельты можно распознать по переслаиванию отложений прирусловых отмелей и валов, болот, озер, переработанных волнами песчаных отложений пляжей и склоновых и придонных дельтовых слоев.
Одно из возможных объяснений широко распространенных на Земле отложений угля в сочетании с морскими и пресноводными осадками - это существование древних дельт. Предполагается, что угли представляют собой ископаемые остатки растений, которые накапливались в заболоченных поймах. Отложение растительного материала прекращалось, когда прогибание захватывало заболоченные площади и они оказывались ниже уровня моря, и возобновлялось, когда благодаря речным наносам эти области снова становились сушей.
Аллювиальные конусы. Там, где река, несущая большое количество осадочного материала, вытекает из узкой горной долины на равнину или в долину с более широким дном, скорость ее течения резко падает и значительная часть осадков откладывается в виде веерообразного конуса. Скорость течения реки может уменьшиться в результате 1) уменьшения уклона русла, 2) уменьшения расхода воды за счет просачивания в отложения более древнего конуса выноса, 3) увеличения сопротивления потоку, так как река на конусе выноса распадается на множество расходящихся русел. Берега этих русел легко размываются, и поэтому ручьи расширяют свои русла, так что их поперечное сечение увеличивается. При формировании единичного конуса выноса может иметь значение любой из этих факторов или все они вместе. Отложения аллювиального конуса обычно имеют форму веера, и самая большая их мощность наблюдается у устья долины.
Аллювиальные конусы, как правило, целиком состоят из речных наносов, но в тех местах, где очень много глинистого и алевритового материала, значительная доля осадков таких конусов может быть получена за счет грязевых потоков, особенно в областях с полуаридным климатом. Например, в результате сильных и продолжительных гроз в 1963 г. грязевые потоки обеспечили половину того объема осадков аллювиальных конусов, который поступил в реку Шошони, шт. Вайоминг, из притоков.
В долинах, образовавшихся под действием непрерывных процессов нормальной эрозии, аллювиальных конусов не бывает. Скорее их можно обнаружить там, где в результате поднятия земной коры, образования разломов или оледенения нарушается существующее равновесие между количеством и размером зерен осадочного материала и расходом и скоростью течения воды либо же изменяется базис эрозии или уклон реки.
Предгорные аллювиальные равнины. Реки, вытекающие на одну и ту же равнину близко друг от друга, могут образовать конусы выноса, которые сольются и создадут непрерывный покров осадков у подножия горного хребта. Эту аккумуляцию называют по-разному: предгорной аллювиальной равниной, пролю-
виальным шлейфом, сложным аллювиальным конусом выноса или бахадой.
Отмели и русловой аллювий. Островки из наносов посередине русла, отмели между рукавами реки и обычные отложения на дне речных русел, иначе называемые прирусловыми отмелями, уже описывались на предыдущих страницах.
Поймы. Во время паводка река выходит из берегов своего обычного русла и может затопить всю долину от одного борта до другого, откладывая на затопленном дне долины тонкий алевритовый, глинистый и песчаный материал. Высота такой поймы может увеличиваться до тех
пор, пока пойма не станет настолько выше обычного уровня реки, что вода будет заливать ее только во время очень больших половодий. Если долгое время происходит непрерывная боковая эрозия рекой, которая находится в состоянии равновесия, или аккумулирующая река заполняет наносами дно широкой долины, то образуется широкая пойма. Кроме того, поймы могут формироваться в результате меандрирования реки и отложения прирусловых отмелей на внутренних сторонах меандр.
Пойма Миссисипи между местом ее слияния с рекой Огайо у города Каира, шт. Иллинойс, и Мексиканским заливом имеет ширину от 80 до 100 км и длину приблизительно 1000 км. Как и большинство пойм, она с обеих сторон ограничена сравнительно крутыми бортами долины. В ряде случаев, там, где долину обрамляют непрочные, легко поддающиеся размыву породы, склоны становятся настолько пологими, что бывает трудно установить, где кончается пойма и где начинается борт долины.
Во время половодья скорость потока больше всего в глубокой воде главного русла. Вдоль края русла, там, где быстрый поток соприкасается с мелкой водой, медленно текущей по пойме, течение его значительно замедляется, что вызывает отложение более грубого материала, переносимого потоком. Таким образом, выше всего пойма надстраивается непосредственно у границ русла и постепенно понижается по направлению к бортам долины. Такая насыпь из намытого рекой материала называется прирусловым валом или естественной дамбой, так как она напоминает те насыпи, которые строят для ограничения разлива рек. На прирусловых валах откладываются более грубые осадки, чем на внешних частях поймы. Эти валы представляют собой низкие гряды, редко возвышающиеся над остальной поймой больше чем на 2 м. Однако некоторые прирусловые валы бывают настолько высокими, что и в половодье выступают над водой в виде длинных узких островов, которые вода обтекает с двух сторон-по главному руслу и по пойме, и только в особенно большие разливы они тоже заливаются водой. Во время умеренного половодья прирусловые валы защищают пойменные равнины, не давая воде выйти из берегов. При более высокой воде река может прорвать эти валы или повернуть течение вспять в притоки и таким образом затопить соседние низменности.
Самое разрушительное (в США-Ред.) за последние десятилетия наводнение произошло в марте и апреле 1973 г. на Миссисипи. Подсчитали, что река затопила площадь в 3 млн. акров в шт. Миссисипи, 2,3 млн. акров в шт. Луизиана и 1,3 млн. акров в шт. Кентукки, Иллинойс и Миссури. Дамбы и плотины были прорваны во многих местах, целые общины вынуждены были эвакуироваться, вода затопила поля и погубила урожай. Убытки составили свыше 72 млн. долл.
На многих реках прирусловые валы так высоки, что притоки на значительном
протяжении вынуждены течь параллельно главной реке, пока они смогут влиться в нее. Типичный пример этого - река Язу, которая течет параллельно Миссисипи на протяжении примерно 320 км.
Поймы и особенности их строения формируются главным образом в результате отложения осадков полыми водами. В противоположность этому там, где полноводная река в состоянии равновесия несет грубый гравийно-галечный материал через область, сложенную сравнительно легко размываемыми породами, может происходить боковая эрозия и накопление на речных отмелях мощных толщ гальки и гравия, перекрытых несколькими метрами пойменного аллювия. Общая мощность этих отложений приблизительно равна глубине реки в половодье. Поймы такого типа, по существу, представляют собой поверхностныи слои гальки и гравия, который залегает на коренных породах и мог образоваться при единичном отклонении реки вбок, хотя обычно река уклоняется то к одному, то к другому борту долины не один раз.
Террасы. Аллювиальные террасы - это остатки прежних пойм, покинутых реками, когда они углубляли свои долины и формировали новые поймы на более низких уровнях.
При определении различия между современной поймой и поймой, существовавшей прежде, или террасой, пользуются понятием «частота паводков». Полые воды затопляют пойму в среднем раз в каждые 2-5 лет, а террасу-реже или не затопляют вовсе. Многие террасы располагаются слишком высоко над рекой, чтобы вода заливала их хоть раз с тех пор, как река на раннем этапе развития долины оставила их, врезая свое русло. Например, у реки Грейбулл в шт. Вайоминг есть несколько террас высотой от 400 до 16 м и менее над ее теперешним уровнем. Обычная причина формирования речных террас-это нарушение равновесия, вызванное понижением базиса эрозии. Некоторые террасы возникли в результате изменения климата.
Террасы - нормальная особенность
большинства речных долин. Многие реки прорезают аллювиальные наносы долины. Когда долины врезаны в коренные породы, террасы могут состоять лишь из тонкого чехла пойменных отложений и лежащих под ними коренных пород. Террасы, защищенные от размыва твердыми породами, выходящими в их основании, или выступами прочных пород со стороны течения, называются цокольными террасами. Если террасы развиты по обоим бортам долины и протягиваются вдоль реки на многие километры, их называют парными или циклическими террасами. Они отмечают продолжительные отрезки времени, в течение которых равновесие реки не нарушалось.
Там, где река, вырабатывая новый профиль равновесия, быстро врезается в дно долины, на разных уровнях вдоль бортов долины могут остаться небольшие изолированные участки пойм, обычно не связанные между собой ни в продольном, ни в поперечном сечении долины. Эти остатки пойм представляют собой также настоящие террасы, но в отличие от циклических, или парных, террас они не соответствуют длительным стабильным периодам.
Ископаемые дельты можно распознать по переслаиванию отложений прирусловых отмелей и валов, болот, озер, переработанных волнами песчаных отложений пляжей и склоновых и придонных дельтовых слоев.
Одно из возможных объяснений широко распространенных на Земле отложений угля в сочетании с морскими и пресноводными осадками - это существование древних дельт. Предполагается, что угли представляют собой ископаемые остатки растений, которые накапливались в заболоченных поймах. Отложение растительного материала прекращалось, когда прогибание захватывало заболоченные площади и они оказывались ниже уровня моря, и возобновлялось, когда благодаря речным наносам эти области снова становились сушей.
Аллювиальные конусы. Там, где река, несущая большое количество осадочного материала, вытекает из узкой горной долины на равнину или в долину с более широким дном, скорость ее течения резко падает и значительная часть осадков откладывается в виде веерообразного конуса. Скорость течения реки может уменьшиться в результате 1) уменьшения уклона русла, 2) уменьшения расхода воды за счет просачивания в отложения более древнего конуса выноса, 3) увеличения сопротивления потоку, так как река на конусе выноса распадается на множество расходящихся русел. Берега этих русел легко размываются, и поэтому ручьи расширяют свои русла, так что их поперечное сечение увеличивается. При формировании единичного конуса выноса может иметь значение любой из этих факторов или все они вместе. Отложения аллювиального конуса обычно имеют форму веера, и самая большая их мощность наблюдается у устья долины.
Аллювиальные конусы, как правило, целиком состоят из речных наносов, но в тех местах, где очень много глинистого и алевритового материала, значительная доля осадков таких конусов может быть получена за счет грязевых потоков, особенно в областях с полуаридным климатом. Например, в результате сильных и продолжительных гроз в 1963 г. грязевые потоки обеспечили половину того объема осадков аллювиальных конусов, который поступил в реку Шошони, шт. Вайоминг, из притоков.
В долинах, образовавшихся под действием непрерывных процессов нормальной эрозии, аллювиальных конусов не бывает. Скорее их можно обнаружить там, где в результате поднятия земной коры, образования разломов или оледенения нарушается существующее равновесие между количеством и размером зерен осадочного материала и расходом и скоростью течения воды либо же изменяется базис эрозии или уклон реки.
Предгорные аллювиальные равнины. Реки, вытекающие на одну и ту же равнину близко друг от друга, могут образовать конусы выноса, которые сольются и создадут непрерывный покров осадков у подножия горного хребта. Эту аккумуляцию называют по-разному: предгорной аллювиальной равниной, пролю-
виальным шлейфом, сложным аллювиальным конусом выноса или бахадой.
Отмели и русловой аллювий. Островки из наносов посередине русла, отмели между рукавами реки и обычные отложения на дне речных русел, иначе называемые прирусловыми отмелями, уже описывались на предыдущих страницах.
Поймы. Во время паводка река выходит из берегов своего обычного русла и может затопить всю долину от одного борта до другого, откладывая на затопленном дне долины тонкий алевритовый, глинистый и песчаный материал. Высота такой поймы может увеличиваться до тех
пор, пока пойма не станет настолько выше обычного уровня реки, что вода будет заливать ее только во время очень больших половодий. Если долгое время происходит непрерывная боковая эрозия рекой, которая находится в состоянии равновесия, или аккумулирующая река заполняет наносами дно широкой долины, то образуется широкая пойма. Кроме того, поймы могут формироваться в результате меандрирования реки и отложения прирусловых отмелей на внутренних сторонах меандр.
Пойма Миссисипи между местом ее слияния с рекой Огайо у города Каира, шт. Иллинойс, и Мексиканским заливом имеет ширину от 80 до 100 км и длину приблизительно 1000 км. Как и большинство пойм, она с обеих сторон ограничена сравнительно крутыми бортами долины. В ряде случаев, там, где долину обрамляют непрочные, легко поддающиеся размыву породы, склоны становятся настолько пологими, что бывает трудно установить, где кончается пойма и где начинается борт долины.
Во время половодья скорость потока больше всего в глубокой воде главного русла. Вдоль края русла, там, где быстрый поток соприкасается с мелкой водой, медленно текущей по пойме, течение его значительно замедляется, что вызывает отложение более грубого материала, переносимого потоком. Таким образом, выше всего пойма надстраивается непосредственно у границ русла и постепенно понижается по направлению к бортам долины. Такая насыпь из намытого рекой материала называется прирусловым валом или естественной дамбой, так как она напоминает те насыпи, которые строят для ограничения разлива рек. На прирусловых валах откладываются более грубые осадки, чем на внешних частях поймы. Эти валы представляют собой низкие гряды, редко возвышающиеся над остальной поймой больше чем на 2 м. Однако некоторые прирусловые валы бывают настолько высокими, что и в половодье выступают над водой в виде длинных узких островов, которые вода обтекает с двух сторон-по главному руслу и по пойме, и только в особенно большие разливы они тоже заливаются водой. Во время умеренного половодья прирусловые валы защищают пойменные равнины, не давая воде выйти из берегов. При более высокой воде река может прорвать эти валы или повернуть течение вспять в притоки и таким образом затопить соседние низменности.
Самое разрушительное (в США-Ред.) за последние десятилетия наводнение произошло в марте и апреле 1973 г. на Миссисипи. Подсчитали, что река затопила площадь в 3 млн. акров в шт. Миссисипи, 2,3 млн. акров в шт. Луизиана и 1,3 млн. акров в шт. Кентукки, Иллинойс и Миссури. Дамбы и плотины были прорваны во многих местах, целые общины вынуждены были эвакуироваться, вода затопила поля и погубила урожай. Убытки составили свыше 72 млн. долл.
На многих реках прирусловые валы так высоки, что притоки на значительном
протяжении вынуждены течь параллельно главной реке, пока они смогут влиться в нее. Типичный пример этого - река Язу, которая течет параллельно Миссисипи на протяжении примерно 320 км.
Поймы и особенности их строения формируются главным образом в результате отложения осадков полыми водами. В противоположность этому там, где полноводная река в состоянии равновесия несет грубый гравийно-галечный материал через область, сложенную сравнительно легко размываемыми породами, может происходить боковая эрозия и накопление на речных отмелях мощных толщ гальки и гравия, перекрытых несколькими метрами пойменного аллювия. Общая мощность этих отложений приблизительно равна глубине реки в половодье. Поймы такого типа, по существу, представляют собой поверхностныи слои гальки и гравия, который залегает на коренных породах и мог образоваться при единичном отклонении реки вбок, хотя обычно река уклоняется то к одному, то к другому борту долины не один раз.
Террасы. Аллювиальные террасы - это остатки прежних пойм, покинутых реками, когда они углубляли свои долины и формировали новые поймы на более низких уровнях.
При определении различия между современной поймой и поймой, существовавшей прежде, или террасой, пользуются понятием «частота паводков». Полые воды затопляют пойму в среднем раз в каждые 2-5 лет, а террасу-реже или не затопляют вовсе. Многие террасы располагаются слишком высоко над рекой, чтобы вода заливала их хоть раз с тех пор, как река на раннем этапе развития долины оставила их, врезая свое русло. Например, у реки Грейбулл в шт. Вайоминг есть несколько террас высотой от 400 до 16 м и менее над ее теперешним уровнем. Обычная причина формирования речных террас-это нарушение равновесия, вызванное понижением базиса эрозии. Некоторые террасы возникли в результате изменения климата.
Террасы - нормальная особенность
большинства речных долин. Многие реки прорезают аллювиальные наносы долины. Когда долины врезаны в коренные породы, террасы могут состоять лишь из тонкого чехла пойменных отложений и лежащих под ними коренных пород. Террасы, защищенные от размыва твердыми породами, выходящими в их основании, или выступами прочных пород со стороны течения, называются цокольными террасами. Если террасы развиты по обоим бортам долины и протягиваются вдоль реки на многие километры, их называют парными или циклическими террасами. Они отмечают продолжительные отрезки времени, в течение которых равновесие реки не нарушалось.
Там, где река, вырабатывая новый профиль равновесия, быстро врезается в дно долины, на разных уровнях вдоль бортов долины могут остаться небольшие изолированные участки пойм, обычно не связанные между собой ни в продольном, ни в поперечном сечении долины. Эти остатки пойм представляют собой также настоящие террасы, но в отличие от циклических, или парных, террас они не соответствуют длительным стабильным периодам.
Комментариев нет:
Отправить комментарий