Аллювиальные отложения

Речные, или аллювиальные, отложения (лат. alluvio — намыв) широко распространены как на современной поверхно­сти суши, так и в континентальных толщах геологического прош­лого. С ними связаны многие полезные ископаемые.

Продукты выветривания и размыва материнских пород реки переносят в трех формах: относительно крупный материал — во­лочением по дну, более мелкие частицы — в виде взвеси (мути) и, наконец, самые тонкие — в виде коллоидных и истинных раст­воров. Количественное соотношение между этими тремя форма­ми называется «формулой стока». В ней на первом месте стоит влекомый по дну материал, на втором — взвеси и на третьем — растворенные продукты. Для современных рек мира эта форму­ла имеет вид: 0,35:3,5: 1. Это означает, что если принять коли­чество растворенных веществ за единицу, то взвешенных частиц переносится в 3,5 раза больше, чем растворенных, а влекомого по дну материала в 10 раз меньше, чем взвешенных веществ.

Конкретный вид формулы стока для отдельных рек может сильно отклоняться от ее среднего выражения. Зависит это от климата и гидродинамического режима реки. Аллювиальные отложения обычно приурочены к долинам. Только в областях тектонических опусканий, как, например, в северной части Западно-Сибирской низменности, аллювиальные отложения занимают огромные почти плоские пространства, об­разуя так называемые аллювиальные равнины. По их поверхно­сти блуждают многочисленные реки, не имея ясно выраженных долин. В речном генетическом типе различают три главных вида отложений: русловые, пойменные и старичные. Иногда получают большое значение торфяники. Русловые осадки даже в пределах одного русла и на небольшом расстоянии могут значительно изменяться. Е. В. Шан- цер выделяет в русловых отложениях несколько видов: перлю­вий, пристрежневую часть, прирусловую отмель и осадки пере­катов. Остановимся на них более подробно.

Перлювий — это скопление относительно крупного материа­ла у вогнутого подмываемого берега. Термин перлювий предло­жен В. В. Ламакиным. Если река протекает в области развития морен, то ее отложения оказываются состоящими из скопления валунов, хотя река и может быть равнинной и обладать спокой­ным течением. Пристрежневые осадки тяготеют еще к вогнутой части излу­чины и состоят из относительно грубозернистого материала. Это песок с гравием и гальками, залегающий в разрезе быстро вы­клинивающимися линзами и сменяющийся более мелким и рав- нозернистым песком. В реках, не размывающих грубого материа­ла, эти осадки могут быть довольно мелкозернистыми и однород­ными, но во всяком случае они наравне с перлювием оказываются наиболее крупным осадком из всего аллювиального комплекса.

Осадки прирусловой отмели характеризуются значительно большей мелкозернистостью и однородностью строения. Для них особенно типична косая слоистость речного типа, описанная ниже.

Осадки на перекатах в зависимости от уровня воды в реке и скорости течения могут быть то более крупными, близкими по составу к пристрежневым, то более тонкими, приближающимися к осадкам прирусловой отмели.

Мощность русловых осадков определяется глубинами данной реки и может достигать у больших рек 20—25 м (без участия тектонического опускания).

Пойменные отложения еще более разнообразны, чем русловые. Здесь выделяются осадки прирусловых валов, которые образуются при паводке. Вода, выступая из русла, затопляет пойму, теряя при этом часть силы и сгружая несомый материал тут же рядом с руслом. Естественно, что в первую очередь осаж­даются наиболее крупные частицы, поэтому береговые валы часто сложены более крупнозернистым материалом, чем тот, ко­торый выносится на пойму.

На пойме вода сначала заполняет различного рода пониже­ния, старые русла и водотоки от прежних паводков. В них идет осаждение более крупных частиц. По мере дальнейшего подъема воды затопляется вся пойма. Движение воды замедляется еще более. Растительность, обычно богатая на пойме, а особенно кус­тарники и остатки прошлогодних стеблей, служит своего рода фильтром, задерживающим на пойме даже сравнительно мелкие глинистые частицы. Поэтому пойма становится областью интен­сивной аккумуляции.

Мощность пойменных отложений определяется в каждом дан­ном случае высотой подъема воды в половодье; эта величина может достигать у больших рек 10—15 м.

Старичные отложения занимают обычно небольшие площади, но сильно отличаются от собственно пойменного комплекса. Ста­рицы получают пополнение минеральным материалом в поло­водье. После спада воды в старицах идет медленное оседание внесенного в них материала, в том числе и самого тонкого. Летом в старицах развивается богатая жизнь, особенно одноклеточных организмов. Осенью большая часть организмов гибнет и падает на дно. При разложении в анаэробных условиях эти остатки мо­гут дать сапропелевый ил. На будущий год картина повторяет­ся. Так, в старицах образуются чередующиеся слойки минераль­на и органического осадка сезонного происхождения. При зарастании стариц высшими растениями в них может накапли­ваться и торф.

Как известно, речное русло не остается все время на одном месте, а перемещается в сторону размываемого берега. Этот про­цесс называется «боковой планацией русла». При этом наиболь­шие глубины располагаются около подмываемого берега, а в противоположную сторону глубина постепенно уменьшается вплоть до уреза воды, где располагается намываемая коса.

Слоистость аллювия. Аллювиальные отложения обладают разнообразной слоистостью, но наиболее характерна для них однонаправленная косая слоистость (рис. 21). Происхождение ее связано с образованием в русле песчаных гряд («песчаных волн»), В миниатюре сходные формы известны под названием «знаков ряби». Они возникают на песчаном дне. Песчаные волны образуются при течении воды в одном направлении, поэтому они асимметричны (в отличие от симметричных знаков ряби, возни­кающих при волнении). На мелком месте нередко можно видеть, как они формируются и перемещаются вниз по течению.

Следует обратить внимание на две характерные особенности речной косой слоистости. Во-первых, она однонаправленнаяснаклоном вниз по течению реки. Во-вторых, угол наклона косых слойков не может превышать угла естественного откоса того осадка, из которого сложены гряды. В природных условиях этот угол обычно равен 20—30° и в редких случаях может доходить до 45°. Более крутые откосы рыхлых осадков на дне встречаются крайне редко. В-третьих, верхняя граница образующейся таким путем косослоистой серии является обычно границей размыва и поэтому верхний заворот слойков к горизонтальной вершине гряды обычно не сохраняется — он размыт при начале формиро­вания вышележащего слоя осадка.

Нередко в руслах и на пойме образуется волнистая и линзо- видная слоистость. Поэтому использование слоистости для гене­тического истолкования древних отложений должно произво­диться осторожно и с обязательным использованием других ге­нетических признаков. Только такой анализ может решить вопрос об их принадлежности к аллювиальному комплексу.

Влияние рельефа и климата на аллювий. Рельеф оказывает большое влияние на характер аллювиальных отложений. Разли­чают три основных вида аллювия: I) равнинный, 2) горный и 3) балочный. Третий тип аллювиальных осадков — балочный аллювий об­разуется в обстановке, ближе всего напоминающей, по мнению Е. В. Шанцера, условия формирования пойменного аллювия. Это преимущественно тонкозернистые осадки алеврито-глинисто- го состава, то более глинистые, то бодее алевритовые, с тонкой косой или горизонтальной слоистостью, формирующиеся глав­ным образом весной, когда плоское дно балок заливается слоем талых вод или покрывается сетью прихотливо дробящихся и вновь сливающихся мелких струй. Смываемый с прилежащих склонов осадочный материал питает балки. Таким образом, ба­лочные отложения— это делювиально-аллювиальные образова­ния. А. А. Величко (1961) отмечает, что иногда в балках сущест­вует ясно выраженный постоянный водоток и в таких случаях осадконакопление в балке идет по типу равнинных рек с при­сутствием как пойменной, так и русловой фации. Последняя мо­жет включать линзы и прослои гравия и галечного материала.

Геологическое распространение аллювия. Аллювиальные от­ложения широко распространены в разрезах древних континен­тальных толщ. Особенно подробно они изучены в некоторых угольных бассейнах и месторождениях.

Особенно большую площадь речные отложения занимают в областях древних, так называемых аллювиальных, равнин. Здесь они достигают и наибольшей мощности. Б. Л. Личков (1933) обратил внимание на их генетическое значение.

Полезные ископаемые в аллювиальных отложениях. С аллю­виальным комплексом связаны разнообразные и ценные полез­ные ископаемые. Во-первых, это россыпные месторождения.

С аллювиальными отложениями связаны месторождения го­рючих ископаемых. Угольные залежи и горючие сланцы находят­ся в них в первичном залегании. Нефть и горючие газы большей частью располагаются в аллювиальных осадках во вторичном залегании.

Некоторые рудные месторождения также связаны с аллюви­альными отложениями: месторождения бокситов, железных, мар­ганцевых и медных руд.

С аллювием связаны месторождения огнеупорных глин, сте­кольных песков и разнообразные строительные материалы. В частности, галечники современных и древних горных рек часто являются ценным полезным ископаемым.