Литология. Кн.1 - Фролов В.Т.
ISBN 5-211-02865-1
Скачать (прямая ссылка):
Седиментация на дне русла проходит три стадии, отвечающие трем фазам переноса (см. рис. 2.10). Первая называется гладкой фазой, когда перемещаются немногие зерна, наиболее легкие, и, как правило, с повышенных участков во впадины, которые заполняются ими, и дно становится ровным или гладким. Течение ламинарное или почти ламинарное. Вторая стадия, отвечающая грядовой фазе, наступает при увеличении
скорости течения, что приводит к турбулентности потока. В результате образуется рябь, сначала мелкая, потом все более крупная, а при превышении скорости в 2-2,5 раза над той, которая необходима для отрыва частиц данного размера или начала их движения, формируются крупные гряды с асимметричным поперечным профилем: склон, обращенный против течения, пологий, почти горизонтальный, а склон по течению крутой (до 40°). На нем вследствие завихрения потока в вертикальной плоскости откладываются косые слойки. Этот склон прогнут вниз (повторение формы турбулентного вихря; см. рис. 2.8), что и помогает в древних отложениях по косой слоистости определять верх и низ пласта, нормальное и перевернутое залегание. Гряды не совсем перпендикулярны направлению течения, а расположены несколько косо к нему.
Высота гряд растет до известного предела, когда поток с увеличивающейся над гребнем (как над перекатом — над ним глубина становится меньшей) скоростью не начнет проносить песок или даже размывать гребень. Высота гряд увеличивается с увеличением скорости течения, таким образом, до известного предела, который наступает позже в глубоких реках. В руслах больших равнинных рек типа Волги, Дона обычны гряды высотой до 1,3 м и длиной до 35 м (длина волны в направлении течения) . Но и в более мелких реках размеры гряд немногим меньше, что объясняется их формированием лишь в паводки, когда глубина и скорости течения в них не меньшие, чем в реках крупных. Гряды в каждый паводок перемещаются вниз по течению, и это перемещение (за счет размыва тыльного склона и нарастания — проградации передового) увеличивается с возрастанием скорости течения, но уменьшается с возрастанием глубины и утонением зерна. В равнинных реках гряды смещаются в сутки на 10-20 м, а в горных — быстрее. Например, на Сулаке за 4 ч через пост наблюдения прошло 7 волн гравийных гряд. Это показывает, как быстро меняется аккумулятивный рельеф в горных реках. Отмели аккумулятивного генезиса смещаются иногда на несколько километров в год. С грядами имеют много общего перекаты. Они в паводки иногда вырастают за счет аккумуляции на 2—2,5 м, а плесы (отрезки реки между перекатами) в это время эродируются. В межень, при низком уровне воды, наоборот, с перекатов смывается аккумулятивный слой и этим материалом заполняются плесы.
Третья стадия перемещения наносов в руслах рек — уничтожение песчаных гряд и образование снова гладкого дна — наступает при превышении примерно в 4 раза скорости, необходимой для начала движения частиц определенного размера. Происходит движение в виде сплошной массы всего верхнего слоя осадка И исчезает четкое разграничение дна и движущихся наносов. Их движение вновь становится практически ламинарным.
Иногда развивается и четвертая стадия — антидюнная (см. рис. 2.10): появляются снова гряды, но более крупные и симметричные, вало-образные и передвигающиеся не вниз, а против течения. Это отражается и наклоном косых слойков. Но при дальнейшем росте скорости течения снова появляются асимметричные гряды, смещающиеся вниз по реке, — третье поколение гряд. Наиболее типична для большинства рек вторая стадия. Последние стадии намечают переход к горному аллювию, кото-
рый формируется почти при непрерывной донной эрозии, а аккумуляция при этом режиме перстративного аллювия становится эфемерной, неустойчивой.
По наблюдениям Е.В. Рухиной, в реках Кавказа, например в р. Лабе, угловатые обломки окатываются на расстоянии всего в несколько десятков километров, и в них концентрация тяжелых металлов в 4-5 раз выше, чем на равнине. Градиент изменения зернистости — уменьшение ее по течению — в горных реках также во много раз больший, чем на равнине. В равнинных реках хотя и уменьшается средний размер вниз по течению, но значительно резче эти изменения (иногда от галечников до алеврита и пелита) происходят перпендикулярно течению, т.е. поперек долины, что ясно отличает равнинный аллювий от горного и от пролювия. Минеральный состав также мало меняется от верховьев к устьям рек, даже в таких реках, как Амударья и Миссисипи.
Перенос во взвешенном состоянии из-за большей плотности воды по сравнению с воздухом сильно облегчается, так как удельный вес частиц уменьшается на 1. Например, кварцевая галька в 1 см3, весящая в воздухе 2,65 г, в пресной воде весит всего 1,65 г, а в соленой морской — около 1,62 г. Поэтому взвеси — основная форма переноса осадочного материала реками. Пелитовый и алевритовый материал переносится практически только во взвесях, часто так же переносится тонкий песок (0,1-0,05 мм), а в горных реках или в паводки в равнинных реках — и более крупный песок и гравий.
