Осадкообразование в областях с гумидным климатом

Главными агентами переноса и осаждения обломочного материала являются текучие воды, второстепенными – ветер, сила тяжести и деятельность организмов.

Перенос и отложение дождевыми и талыми водами. Продукты выветривания, накапливающиеся на склонах гор и возвышенностей, перемещаются дождевыми и талыми водами по мере возникновения этих потоков и на небольшие расстояние. В связи с этим обломочные частицы слабо окатаны и плохо отсортированы. Они находятся то в воздухе, то в воде. В результате образуются делювиальные (склоновые) и пролювиальные (у подножья склонов) осадки.

Эти отложения характеризуются своеобразной потоковой слоистостью, т.е. чередованием косых однонаправленных и горизонтальных серий слоёв. Косые, крутонаклонённые серии грубого материала – результат действия временного потока, а горизонтальные серии, сложенные более тонким материалом – осадки временных водоёмов.

В горах проливные дожди или быстрое таяние снега приводят к образованию бурных потоков – селей. Эти грязевые потоки стремительно переносят и отлагают огромное количество обломочного материала на предгорных равнинах. Отложения грязевых потоков отличаются от других осадков полным отсутствием сортировки.

Перенос и осаждение обломочного материала речными водами. Совместно с временными потоками огромную работу по транспортировке и отложению продуктов разрушения совершают реки − стабильные водные потоки, скорость течения которых определяется рельефом земной поверхности. В горных районах углубление рельефа, где располагается русло, имеет вытянутую протяженную форму, а в равнинных условиях русло с многочисленными притоками образует сложную речную систему (рис. 16).

Рис. 16. Схема речной системы от истока в горах до устья на равнине

Транспортирующее значение реки зависит от скорости её течения, которая изменяется в широких пределах. Для равнинных рек максимальная скорость течения составляет 1,5-1,6 м/сек, для горных – 5-8 м/сек. Речные воды переносят осадочный материал в растворенном виде, волочением по дну и во взвешенном состоянии. Соотношения переносимого материала названными способами для горных рек равно 100: 86: 622; для равнинных − 100: 4: 53 [7].

При минимальной скорости течения, необходимой для перемещения обломков, переносятся единичные частицы с повышенных участков дна в пониженные, в результате чего поверхность дна становится более или менее ровной. Когда скорость движения воды увеличивается в 2-2,5 раза, начинается перемешивание частиц. На дне реки возникают гряды, длина и высота которых для горных рек составляет 100-140 м и 2-4 м, а для равнинных − 20-30 м и 0,3-1,0 м. Гряды имеют асимметричную форму: склон, обращённый против течения, - пологий, по течению – крутой. При перемещении гряд по течению реки возникает характерная для аллювиальных отложений косая однонаправленная слоистость (рис. 17).

Осадки равнинных рек сложены главным образом песчаными и глинисто-алевритовыми отложениями, в реках горных областей широко распространены галечниковые и валунные отложения (рис. 18).

В процессе перекатывания по дну обломочные частицы приобретают округлую форму. Степень окатанности зависит от дальности переноса и свойств самих обломков. Сортировка обломочного материала в реках осуществляется недостаточно хорошо. Это объясняется большими изменениями в скорости течения.

Большая часть наносов откладывается в устьях рек, образуя обширные дельты. Благоприятным условием для формирования дельт является мелководность морского бассейна.

Перенос и осаждение обломочного материала в водных бассейнах. В морские и озёрные бассейны поступают с суши растворённые в воде вещества и часть обломочного материала, не осевшего на путях переноса. Значительная масса обломочного материала попадает в водоёмы в результате размыва берегов.

Главными агентами переноса вещества в водных бассейнах являются течения и волнения.

Течения возникают в результате разнообразных причин:

· ветра, вызывающего постоянные и периодические течения (дрейфовые);

· различия в плотности воды (конвекционные);

· различия уровней в соседних бассейнах (сточные);

· благодаря приливам и отливам (приливно-отливные).

Течения вовлекают в кругооборот почти всю толщу воды шельфа до глубины 200-250 м, иногда до глубины 1000-2000 м. Скорость морских течений изменяется в широких пределах: от 0,01 до 3,0 м/сек.

Наиболее интенсивно деятельность течений проявляется в периферической части бассейнов, которая является областью береговых и циркулярных течений. Существуют также транзитные течения (типа Гольфстрим), переносящие осадочный материал. Центральные части многих бассейнов лишены течений. Это халистатические зоны.

Работа морских течений сочетается с деятельностью волн, причиной возникновения которых являются ветры. Ветровая волна, периодически взмучивая донный осадок, оставляет на его поверхности знаки ряби (рис. 19). Постоянно воздействуя на осадок, ветровая волна сортирует его по величине частиц, формирует текстуру и переносит осадочный материал.

Подходя к берегу под косым углом, ветровая волна выбрасывает на берег обломочные частицы, которые смываются обратным током воды, но уже под другим углом. Таким образом обломки передвигаются вдоль берега, это продольное перемещение материала.

Волна, подходящая к берегу под прямым углом, способствует формированию пляжей, это уже поперечное перемещение наносов.

Благодаря действию течений и, особенно, волнениям, осадок сортируется и окатывается. Пляжевые пески характеризуются хорошей сортировкой материала и наличием косой разнонаправленной слоистости.

Наряду с этим, в водных бассейнах наблюдается отложение осадка с несовершенной сортировкой обломочного материала, например, из мутьевых потоков (турбидитов). Последние образуются вследствие оползания больших масс осадков при землетрясениях, цунами, штормах (рис. 20).

Рис. 20. Возникновение турбидитных потоков, по Р.С. Безбородову, 1989 [3]:

I фаза - возникновение мутного облака на континентальном склоне (например, в результате землетрясения); 2 - II фаза - разгон турбидитного потока при движении тяжелой суспензии вниз по склону в сторону океанических глубин, захват тяжелых осадков; 3 - III фаза - выход турбидитного потока на плоский участок дна бассейна, снижение скорости, начало осаждения принесенного потоком материала

Осаждение вещества происходит не только в текучей, но и спокойной воде под влиянием силы тяжести. Скорость осаждения в таком случае зависит от размера, плотности, формы частиц. Для этих отложений характерна горизонтальная слоистость.

Перенос и отложение коллоидов и истинных растворов. Воды рек приносят в бассейны седиментации огромное количество вещества в виде коллоидных и истинных растворов.

Коллоидные растворы (системы) – дисперсные системы, промежуточные между истинными растворами и грубодисперсными системами (суспензиями и эмульсиями). Коллоидные растворы могут быть в виде золей (наиболее дисперсное состояние) и гелей (студенистые образования). Последние образуются после свёртывания (коагуляции) коллоидов при изменении химического состава, температуры раствора. В массовых масштабах коагуляция коллоидов наблюдается в прибрежной области моря при смешивании пресных вод с суши и солёных морских вод. Однако, при повышенной активности вод коллоидные частицы выносятся в более глубоководную зону моря и там осаждаются.

В виде коллоидов переносятся глинистые минералы, кремнезём, органическое вещество, соединения Fe, Mn, P, ряда малых элементов (V, Cr, Ni, Co и др.).

В виде истинных (ионных) растворов переносятся все легкорастворимые соли: хлориды, сульфаты, карбонаты, частично соединения Mn и P.

В областях с гумидным климатом осаждаются и накапливаются карбонаты, фосфаты, соединения Fe и Mn. Легкорастворимые хлориды и сульфаты остаются в растворах.

Осаждение, связанное с деятельностью организмов. Живые организмы обладают специфической способностью извлекать из растворов и концентрировать в своём теле, скелете или раковине вещества, присутствующие в растворах в количествах, иногда далёких от насыщения.

В тёплых морях, где концентрация карбоната кальция достигает насыщения и перенасыщения, процесс идёт интенсивнее. Наблюдается массовое развитие организмов с карбонатным скелетом. В таких водоёмах образуются ракушечники, коралловые рифы.

Организмы с кремневым скелетом (губки, радиолярии, диатомеи) извлекают кремнезём из холодных морских вод, хотя содержание его далеко от насыщения. Отмирая, они образуют кремнистые осадки – радиоляриевые, диатомовые илы.

Большую роль в образовании органогенных осадков играет наземная и водная растительность, концентрирующая углерод. Обширные заболоченные леса в долинах рек и на приморских равнинах дают начало торфу и ископаемым углям. Скопления фитопланктона морей и лагун приводят к формированию битумов и нефти.

Органические остатки на дне могут быть разного происхождения (рис. 21):

1) биоценозы − прижизненные скопления организмов, обитающих вместе на определенном участке дна бассейна;

2) снесенные на дно донными течениями и суспензионными (мутьевыми) потоками;

3) остатки организмов, которые вели планктонный или свободноплавающий образ жизни;

4) остатки наземных организмов, принесенные с прилежащей суши;

5) органические остатки из размытых при абразии более древних пород, слагающих берег.

Рис. 21. Возможные источники (1-5) органических остатков в осадках на дне водоема, по Г.Ф. Крашенинникову, 1971 [7]

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: