Геология полезных ископаемых - Смирнов В.И.
Скачать (прямая ссылка):
погружения сокращается для обломков -малой плотности в 2—3 раза, а для обломков повышенной плотности даже в 3—3,5 раза. Тем не менее частицы с высокой плотностью (погружаются к донной части сползающего делювия быстрее обломков малой плотности, !накапливаются в нижних частях его и образуют делювиальные россыпи тяжелых минералов и их сростков.
Вертикальная дифференциация обломков по их плотности может быть продемонстрирована на диаграмме (рис. 248), на которой по оси абсцисс отложен диаметр обломков (точнее, величина, равная квадратному корню из диаметра). По оси ординат отложены скорости погружения тяжелого .минерала А и легкого минерала В. Из диаграммы следует, что смесь из обломков тяжелого и легкого минералов различных размеров раздифференцируется таким образом, что внизу образуется слой обломков тяжелого минерала ,размером 'больше йъ на нем -будет лежать смешанный слой обломков тяжелого и легкого минералов средних размеров, а сверху останутся зерна легкого минерала размером менее d\.
Накопление тяжелой фракции ценных минералов в делювиальной россыпи происходит в обстановке сползания обломочной массы вниз
О _d'2 dz d't df xJcT
по склону. Как указывалось выше, верхние слои сползающей массы продвигаются быстрее нижних, поэтому траектория обломков легких пород и минералов, сосредоточивающихся в верхней части делювиального покрова, будет более пологой, чем кривая погружения тяжелых частиц (рис. 249).
Характер траектории тяжелых и легких обломков, их крутизна и соотношение зависят от многих факторов, но главным образом от крутизны склона. Тем не менее как на пологих, так и на крутых склонах концентр аіци и минералов содействует не только различная скорость вертикального погружения тяжелых и легких частиц, но также и различная скорость смещения их по склону. Об этом, в частности, может свидетельствовать концентрация обломков кварцевых жил у подножия склонов, превышающая в несколько раз количество его в делювии верхних участков склонов .(А. Кухаренко).
Перемещение обломочного материала рекой. Перенос вещества горных пород, подхваченных рекой, осуществляется в трех формах: в растворенном виде, во взвеси, движением донных
Рис. 248. Диаграмма скоростей погружения зерен легкого и тяжелого минерала с их расслоением по вертикали. По М. Фишману
Рис. 249. Схема траектории движения тяжелых (А) и легких (В) обломков в движущейся массе делювия
осадков. Для формирования аллювиальных россыпей важна лишь третья форма переноса.
При некоторых относительно малых скоростях течения донные обломки находятся в покое. Максимальная скорость, при которой не происходит перемещения обломков по дну реки, называется «непередви-гающей» скоростью. При ее превышении начинается вибрация обломков на дне реки и их отрыв от подстилающих осадков; это происходит при «критической скорости срыва». При дальнейшем наїрастании скорости потока «возникает «передвигающая» скорость, обусловливающая перемещение донных осадков вниз по течению.
Перемещение обломков по дну реки, согласно В. Гончарову, является следствием усилий двух групп: 1) горизонтальных, развиваемых течением реки, 2) вертикальных, возникающих при лобовом сопротивлении обломков течению и вихревых возмущениях потока у дна реки. Последние обусловливают отрыв обломков со дна реки, подъем их на некоторую высоту с одновременным сносом вниз по течению. Затратив энергию на подъем и описав кривую, обломок опускается на дно, откуда он вновь выбрасывается вверх, и т. д. Таким образом, перенос обломков вниз по течению реки имеет скачкообразный характер и происходит в виде сальтации (рис. 250).
{
Рис. 250. Схема скачкообразного переноса обломков по дну реки. ЛоБ. Гончарову
Как уже указывалось, вертикальные усилия, обусловливающие сальтацию речной гальки, возникают вследствие их лобового сопротивления течению реки и при вихревых возмущениях потока у дна.
Вертикальная скорость потока, обусловливаемая импульшм подъемной силы лобового сопротивления речного обломка кубической формы, сравнительно невелика и определяется формулой (В. Гончаров)
0,4 Q (V*-v20)
U2 = G-— ,
(Qi-Q)
где и — скорость подъема обломка; ё—расстояние от точки подъема зерна со дна реки; v — средняя скорость потока; — средняя скорость, при которой подъемная сила равна массе зерна; Q — плотность наносов; Qi—плотность воды.
Более существенные усилия возникают вследствие завихрений турбулентного движения воды у дна реки. Вертикальная скорость вихревого возмущения определяется по формуле (1B. Гончаров)
т/ V
где V — средняя статистическая начальная скорость потока в вихре; а3=-2—--коэффициент, зависящий от размеров вихревого возмущения; V — линейная скорость потока; H — глубина потока.
Для потока (глубиной в 1
V =
м
0,25 и
т
Я0-
где vm— средняя линейная скорость в данном сечении потока.
Таким образом, вертикальная скорость и обусловленное ею подъемное усилие прямо пропорциональны поступательной скорости потока и обратно пропорциональны расстоянию от дна реки. Вертикальная составляющая достигает примерно 0,07—0,1 поступательной скорости.
