Aluviuni ( latină alluviō - „scurgere”, „aluviuni”) - depozite necimentate de fluxuri permanente de apă (râuri, pâraie), constând din fragmente de diferite grade de rotunjime și dimensiuni ( bolovan , pietricele , pietriș , nisip , lut , argilă ) ). Compoziția granulometrică și minerală și caracteristicile structurale și texturale ale aluviunilor depind de regimul hidrodinamic al râului , de natura rocilor care sunt spălate, de relief și de zona de captare [1] . Deltele fluviale sunt compuse în întregime din depozite aluviale și sunt evantai aluvionali [ 2] . Prezența depozitelor aluviale în secțiune este un semn al regimului tectonic continental al teritoriului.
Depozitele aluvionare au fost identificate pentru prima dată ca un tip separat de către geologul englez William Buckland în 1823 [3] . În Imperiul Rus , termenul „aluviuni” a fost folosit pentru prima dată de celebrul geolog al solului Vasily Dokuchaev în 1878 [4] . De atunci s-a păstrat tradiția de a numi toate zăcămintele continentale noi formate în epoca holocenă aluviuni , deși acest lucru nu este în întregime corect, întrucât sunt cunoscute loess eluviali , evantai aluviali proluviali , „ peletine ” deluviale etc.
Formarea aluviunilor are loc ca urmare a interacțiunii continue a unui flux de apă dinamic cu canalul : în timpul intruziunii (eroziunea de fund și lateral) și acumulării de sedimente . Sub acțiunea debitului de apă, canalul este remodelat continuu, experimentând trei tipuri de deformații:
Factorul principal în formarea depozitelor aluviale este hidrodinamica debitelor de apă. Masa apei și viteza curgerii determină energia cinetică și caracteristicile de transport ale curgerii. Fluxurile de apă ale râului transportă material clastic sub formă de sarcini suspendate și de tragere. În suspensie, particulele cu un diametru mai mic de 0,2 mm sunt transportate, particulele mari sunt târâte de-a lungul fundului. Metoda de mișcare a materialului clastic grosier de-a lungul fundului se numește sărare - mișcarea bruscă a granulelor de material sub acțiunea unui mediu purtător. Deci, la o viteză inferioară a curentului de 0,16 m/s, nisipul fin se mișcă de-a lungul fundului, 0,22 m/s - nisip cu granulație grosieră, iar la 1 m/s se transportă pietricele mici .
Depozitele aluvionare continentale formează albia râului, lunca inundabilă și terasele văii râului . Aluviunile joacă un rol important în geologia majorității formațiunilor sedimentare continentale.
Depozitele aluvionare ale râurilor se formează și migrează:
Cantitatea de material clastic cu granulație fină care este transportată de râuri (scurgere solidă) atinge valori mari: în cazul Mississippi, volumul anual de scurgere solidă este estimat la 406 milioane de tone, Huang He - 796 milioane de tone [5] ] , Amu Darya - 94 de milioane de tone; Dunărea - 82; Kura - 36; Volga și Amur - câte 25, Ob și Lena - câte 15, Nistru - 4,9; Neva - 0,4 milioane de tone [6] . În consecință, grosimea depozitelor aluvionare din deltele unor râuri precum Mississippi, Nil , Amazon , Congo , Huang He, Volga etc. este de sute și mii de metri, iar volumul este de zeci și sute de km³ de material terigen. În general, scurgerea solidă de vară a tuturor râurilor este de aproximativ 17 gigatone, ceea ce este cu un ordin de mărime mai mult decât este transportat de pe continente de ghețari sau vânt [7] . Aproape 96% din acest volum se stabilește în delte și pe platforma continentală .
Astfel de cercetători cunoscuți ai geologiei cuaternare precum E. V. Shantser, V. T. Frolov, Yu. P. Kazansky, I. P. Kartashov, V. Lamakin, N. I. Makkaveev și alții au fost implicați în studiul și clasificarea depozitelor aluviale. În general, depozitele aluvionare continentale se clasifică după geneză (râuri de munte și câmpie), facies (canal, luncă și oxbow), faze de formare, forme de corpuri aluvionare etc. De remarcat că a fost elaborată clasificarea aluviunilor pe faze de formare. înapoi în În Uniunea Sovietică, așa-numita „școală de geologie sovietică”, iar clasificarea depozitelor aluviale în funcție de formele morfologice a fost dezvoltată și utilizată pe scară largă de către geologii din Europa de Vest și SUA, în special, H. Reading [8] ] .
În funcție de regimul hidrologic al râului, determinat de climă , tectonic și topografia suprafeței pământului, depozitele aluvionare sunt împărțite în două tipuri genetice principale: aluviuni ale râurilor de munte și aluviuni ale râurilor de câmpie. Aluviunile râurilor de câmpie sunt semnificativ diferite de aluviunile râurilor de munte, ceea ce facilitează distingerea depozitelor aluvionare antice și crearea reconstrucțiilor paleogeografice . Tipuri separate includ aluviuni ale râurilor temporare (uscate) cu climă arid și depozite de aluviuni periglaciare.
Aluviuni ale râurilor de munteRâurile de munte curg cu viteză mare, aluviunile lor sunt reprezentate de bolovani și pietricele (aluviunile de canal). Aluviunile din câmpia inundabilă sunt aproape complet absente sau au o grosime mică și o distribuție limitată. Apare cel mai adesea în secțiuni lărgite ale văii și este reprezentată de nisipuri cu granulație grosieră și lut nisipos care suprapun pietricele de canal . Cu toate acestea, grosimea aluviunilor din câmpia inundabilă Cheremosh din Carpații Pokuttien ajunge la 30–35 m, indicând probabil o schimbare periodică a mișcărilor neotectonice oscilatorii ale regiunii. [9]
Grosimea aluviunilor montane variază de la câțiva metri la câțiva kilometri. Depozitele aluvionare ale râurilor de munte se caracterizează prin următoarele caracteristici [10] :
Râurile de câmpie se caracterizează printr-un debit mai scăzut, un profil mai dezvoltat și o forță dinamică mai mică a curgerii, care nu este capabilă să țină în suspensie și să transporte material clastic grosier pe distanțe lungi.
Aluviunile râurilor de câmpie se caracterizează prin alte caracteristici:
În văile râurilor atât de munte cât și de câmpie din aval, dimensiunea materialului clastic scade treptat, iar gradul de sortare a sedimentelor de psamite crește . Simultan, sortarea sedimentelor clastice fine și lămoșioase se poate deteriora.
În funcție de caracteristicile faciesului, depozitele aluvionare ale râurilor de câmpie sunt împărțite în trei grupuri principale de facies (sau macrofacies) - canal, luncă și oxbow [11] . Această clasificare a fost elaborată în principal pentru depozitele aluviale din perioada cuaternară și parțial pentru neogen . Pentru depozitele aluvionare antice ( Cretacic , Jurasic , Carbonifer , Devonian ), împărțirea aluviunilor în canal și câmpie inundabilă nu este întotdeauna posibilă și adesea diferențierea facială este clar absentă [12] .
RuslovayaAcest grup de facies de aluviuni fluviale cuprinde bancuri, insule și scuipi. În râurile de câmpie, este reprezentată de material nisipos bine sortat, cu așternut încrucișat grosier, care în timpul apei joase este de obicei acoperit de material mai fin (straturi și lentile de colmație). Aluviunile canalelor montane sunt reprezentate în principal de pietricele și bolovani de diferite rotunjimi cu nisip și pietriș. În râurile de câmpie, următoarele facies sunt incluse în grupul de facies de canal:
Depozitele acestui grup de facies se formează în timpul inundațiilor și inundațiilor. Aluviunile din câmpia inundabilă acoperă aluviunile canalului cu o acoperire subțire (0,5–1 m). Depozitele acestei macrofacies aluviale sunt caracterizate printr-o sortare mai redusă a sedimentelor psamitic-aleuritice cu o stratificare caracteristică de ondulații de undă și curent și texturi agitate. Predomină lut nisipos și lut cu interstraturi și lentile de nisip neechigranular cu resturi de arbore și fragmente de plante. De regulă, macrofaciesul de luncă are o grosime mai mică decât macrofaciesul de canal, deși pentru râurile cu viituri frecvente poate fi invers. În aluviunile luncii inundabile se disting trei faciesuri principale, în funcție de formarea acesteia:
În plus, în cadrul macrofaciesului de luncă se deosebesc faciesurile luncii suprapuse, deltele interne și faciesurile de rigole.
vechiDepozitele aluvionare ale acestui macrofacies se formează în lacurile oxbow și canalele râurilor temporare. După caracteristicile lor, ele sunt foarte asemănătoare cu depozitele lacustre - argile, lut, turbă și sunt adesea prezentate sub formă de lentile printre faciesul canalului. Cea mai mare parte a aluviunilor oxbow este compusă din sedimente argiloase cu granulație fină, cu stratificații orizontale clare și o cantitate mare caracteristică de materie organică dispersată. În secțiunea depozitelor de aluviuni oxbow, există trei orizonturi, sau facies, corespunzătoare celor trei stadii de dezvoltare a lacului oxbow:
În plus, uneori macrofaciesul oxbow conține faciesul rezervoarelor secundare de luncă inundabilă, care în secțiune este reprezentată de alternarea de nămoluri subțiri încrucișate și lut nisipos cu straturi intermediare de sedimente mâloase.
Formarea depozitelor aluvionare în râurile de câmpie și de munte este influențată semnificativ de componenta tectonă a teritoriului bazinului hidrografic. Văile râurilor pot traversa total sau parțial diverse structuri geologice - anticlinale , sinclinale , grabeni , blocuri ridicate sau coborâte etc. Toate acestea se reflectă în morfologia văilor și în structura aluviunilor. V. Lamakin [13] și I.P. Kartashov [14] au propus să distingă în văile râurilor fazele dinamice ale acumulării aluviale, care corespund etapelor de dezvoltare a profilului râului: instrativ, substrativ, perstrativ și constructiv.
InstructivFormarea depozitelor aluvionare are loc în etapa tăierii canalului unui râu de munte în roca de bază. Aceste depozite clastice grosiere (bolovani și pietricele) formează acumulări temporare (lentile) în canal și se caracterizează prin grosimi nesemnificative.
SubstrativFormarea aluviunilor în timpul trecerii de la stadiul de incizie a unui râu de munte la stadiul de echilibru. Aceste depozite sunt, de regulă, orizonturile inferioare ale aluviunilor de canal de grosime normală (1–4 m), care nu sunt spălate de râu în timpul etapei de echilibru [15] . Trăsăturile caracteristice ale aluviunilor de substrat sunt conținutul crescut de argilă și prezența combinată a pietricelelor și a fragmentelor nerotunjite de rocă de bază din albia râului. Depozitele aluvionare substrative stau la baza straturilor aluviale care alcătuiesc luncile râurilor echilibrate și terasele care sunt relicve ale unor astfel de bătăi.
PerstrativeFormarea depozitelor aluviale are loc în văile râurilor cu profil longitudinal dezvoltat. Aceste depozite se formează datorită spălării orizonturilor superioare de aluviuni de grosime normală, care se formează în timpul trecerii de la stadiul de incizie la cel de echilibru. Aluviunile perstrative se sprijină pe aluviunile substrative (plută) și sunt reprezentate, de regulă, de un set complet de facies aluvionari: canal, luncă și arc de boi.
Ca urmare, se formează un strat aluvion de grosime limitată, a cărui valoare este apropiată de diferența de înălțime dintre fundul canalului și nivelul apelor de inundație. Partea inferioară, principală a acestui strat este compusă din facies de aluviuni ale canalului, care constă din nisipuri bine spălate, încrucișate, depuse în albia mișcătoare, mai rar pietriș, care conțin pietricele la bază și schimbându-și treptat compoziția granulometrică de jos în vârful de-a lungul secțiunii de la relativ mai grosier la din ce în ce mai fin [16 ] .
Grosimea totală a aluviunilor perstrative este de obicei de 3-6 m.
constructivFormarea depozitelor aluvionare are loc în valea râului în faza de acumulare. Se caracterizează printr-un conținut ridicat de argilă. Aceste depozite se află pe aluviunile perstrative, mai rar pe instrative, iar în lateralele văii unui râu se pot suprapune direct pe roca de bază.
Depozitele aluvionare sunt împărțite în două mari grupe - forme de canal și elemente morfologice ale spațiului intercanal.
Sedimentarea în meandre are loc din cauza a doi factori principali - eroziunea coastei concave și depunerea de scuipă (corpuri acumulate în buclele de meandre).
În secțiunea transversală a râului, în secțiuni curbe și drepte, se observă circulația secundară turbulentă a debitului de apă. În consecință, cele mai grosiere aluviuni se limitează la coasta concavă, adâncă ( întindere ). Pe malul convex se formează un banc aproape de canal, care este compus din nisip fin și cu granulație fină bine sortat și este limitat din partea luncii inundabile de o umflătură aproape de canal. Când canalul se retrage, părțile mai tinere ale aluviunilor albiei sunt suprapuse una peste alta, formând o serie de maluri. În tronsoanele drepte ale râului, între coturi se formează fisuri de mică adâncime, canalul este împărțit în mai multe ramuri, între care se află insule, unde aluviunile se caracterizează prin granulație fină și variabilitate laterală puternică. În timp, meandrele devin din ce în ce mai pronunțate, formând expansiuni și constrângeri. În același timp, porțiunea de coastă este supusă eroziunii , iar atunci când eșuează, o mică adâncime crește. În cele din urmă, două traversări sunt conectate între ele, iar râul este interceptat , canalul se îndreaptă, iar fostul meandre formează un lac oxbow, adesea de formă îngustă de semilună, în care se formează un facies aluvionar special, format dintr-un lac curgător. și părți de mlaștină.
Ventilatoare aluvialeVentilatoarele aluviale în care curenții de canal predomină printre procesele de suprafață sunt denumite și „ventilatoare aluviale umede”. Cu toate acestea, acest nume nu este unul bun, deoarece evantaiele de râu propriu-zise se pot forma și într-un mediu semi-arid în care apar inundații rapide. Evantaiele râului în sine sunt unul dintre principalele locuri de sedimentare pentru râurile ușor șerpuitoare și, într-o anumită măsură, aduc o contribuție semnificativă la crearea secțiunii geologice. Gama de dimensiuni este semnificativă - de la câteva zeci de metri la sute de kilometri în rază. Toate se caracterizează printr-o aplatizare destul de lină, cu o pantă de obicei mai mică în comparație cu evantaiele aluviale semiaride.
Forme morfologice ale spațiului intercanal Meterez pe malul râuluiAsemenea forme de depozite aluviale sunt de fapt creste cu panta de la canal spre lunca si sunt intalnite mai ales pe malurile concave de meandre erodate de curent. Acestea sunt inundate doar la nivelul cel mai ridicat posibil . În cazul inundațiilor mai mici, acestea pot fi singurele zone de teren neinundate din câmpia inundabilă. Când apele de inundație își depășesc malurile, turbulența curgerii scade, ceea ce face ca sedimentele cu granulație fină să cadă. În acest caz, nisipurile și nămolurile cu granulație mai grosieră sunt depuse în apropierea canalului, iar materialul fin este depus mai departe pe câmpia inundabilă.
Lumpii inundabileSedimentarea și transformările post-sedimentare care au loc în lunca inundabilă depind de climă și de distanța până la canalul activ. Lunca inundabilă poate fi inundată cu ape de inundații și inundații de mai multe ori pe an. Viteza de sedimentare a luncii inundabile este destul de scăzută datorită debitului relativ mare al apelor din luncă și a concentrației scăzute de sedimente în suspensie în timpul maximului de inundație. Sedimentarea are loc în principal din suspensie apoasă , iar sedimentul tinde să scadă în dimensiunea granulelor odată cu distanța de la albia râului. Doar inundațiile semnificative sunt capabile să depună precipitații, cu o grosime mai mare de 10-15 cm, iar apoi nu într-o acoperire continuă, ci în petice. Vegetația ajută la definirea zonelor atât de sedimentare, cât și de eroziune pe suprafața luncii inundabile. În perioada dintre inundații și inundații, sedimentele de luncă se usucă, cu formarea de fisuri de desicare și alte semne caracteristice de expunere subaeriană.
TeraseCel mai important element al peisajului dintre multele formațiuni sedimentare aluviale sunt terasele. Ele se pot forma ca urmare a unei scăderi a bazei locale sau principale a eroziunii , a încetării sedimentării sau a unei reacții complexe din spate la o schimbare bruscă a condițiilor climatice și tectonice ale teritoriului.
Apartenența depozitelor la aluviuni continentale este de obicei diagnosticată printr-un set caracteristic de caracteristici:
Cu toate acestea, niciunul dintre semnele de mai sus luate separat nu reprezintă un criteriu de diagnostic exhaustiv, deoarece toate pot fi găsite și în formațiunile sedimentare marine de mică adâncime sau de coastă.
Depozitele râurilor de munte sunt aproape toate de vârstă cuaternară și neogenă .
Dintre depozitele aluvionare, depozitele din epoca mezozoică sunt cunoscute și identificate în mod fiabil și numai depozitele din cursurile inferioare ale râurilor de câmpie sunt datate din Paleozoicul mijlociu [17] . Potrivit lui Yu.P. Kazansky, modelele de distribuție ale compoziției scurgerii dizolvate și solide din apa râului pentru râurile moderne au fost în general păstrate în perioada Cenozoicului, Mezozoicului, Permianului , Carboniferului și Devonianului târziu [18] .
În hidrogeologie (căutarea și explorarea apelor subterane), o atenție deosebită se acordă depozitelor aluvionare, deoarece în terasele antice și în văile râurilor, aluviunile cu granulație grosieră (de la pietricele la nisip) sunt întotdeauna saturate cu apă și sunt un bun colector de apă subterană potabilă. . Aluviunile râului au adesea plasători de diamante ( Congo , Sierra Leone ), aur , monazit , zircon și alte minerale și minerale, precum și depozite de nisipuri de construcții, pietriș și pietricele. Pentru formarea acestor depozite aluviale sunt foarte importante condițiile hidrodinamice pentru transportul sedimentelor fluviale și capacitatea de migrare a mineralelor. Diamantul și zirconul au capacitatea maximă de migrare, aurul și platina au capacitatea minimă . O poziție intermediară între ele este ocupată de monazit , magnetit , scheelite , casiterit și altele. Depozitele de placer de aur și platină sunt limitate, de regulă, la aluviunile canalelor clastice grosiere ale canalelor cu o singură ramificație, formate în cel mai activ cadru hidrodinamic.
În straturile sedimentare antice, depozitele aluvionare, de regulă, sunt cimentate și compuse din roci clastice solide - conglomerate , pietriș și gresii , care, în condiții geologice favorabile (prezența rocilor sursă de petrol în secțiunea unui bazin de sedimentare antic, o gradul suficient de maturitate a acestora, caracteristicile structurale și spațiale ale dislocațiilor, prezența/absența capcanelor non- anticlinale etc.) sunt rezervoare de petrol și gaze. Depozitele aluvionare moderne ale râurilor de câmpie sunt adesea bogate în substanțe nutritive, aici se formează soluri fertile de lunci inundabile (campii inundabile ale Nilului , Tigrului , Eufratului , Po , Indusului , Gangelui ).
![]() |
|
---|
Roci sedimentare | |
---|---|
Sedimente și formațiuni | |
Procesele | |
Alți termeni | |
Direcții științifice | |
Categoria Litologie |