Alluvium ( latin alluviō - "afløb", "alluvium") - ikke-cementerede aflejringer af permanente vandstrømme (floder, vandløb), bestående af fragmenter af varierende grader af rundhed og størrelse ( sten , småsten , grus , sand , ler , ler ). Den granulometriske og mineralske sammensætning og strukturelle og teksturelle egenskaber af alluvium afhænger af flodens hydrodynamiske regime , arten af klipperne, der skylles ind, relieffet og afvandingsområdet [1] . Floddeltaer er udelukkende sammensat af alluviale aflejringer og er alluviale vifter [2] . Tilstedeværelsen af alluviale aflejringer i sektionen er et tegn på det kontinentale tektoniske regime i territoriet.
Alluviale aflejringer blev først identificeret som en separat type af den engelske geolog William Buckland i 1823 [3] . I det russiske imperium blev udtrykket "alluvium" første gang brugt af den berømte jordbundsgeolog Vasily Dokuchaev i 1878 [4] . Siden da er traditionen bevaret for at kalde alle nye kontinentale aflejringer dannet i den holocæne æra for alluvium , selvom dette ikke er helt korrekt, da der kendes eluviale løsser , proluviale alluviale vifter , deluviale "kapper" osv.
Dannelsen af alluvium opstår som et resultat af den kontinuerlige vekselvirkning af en dynamisk vandstrøm med kanalen : under indtrængen (bund og lateral erosion) og akkumulering af sedimenter . Under påvirkning af vandstrømmen omformes kanalen kontinuerligt og oplever tre typer deformationer:
Den førende faktor i dannelsen af alluviale aflejringer er vandstrømmenes hydrodynamik . Vandmassen og strømningshastigheden bestemmer strømmens kinetiske energi og transportegenskaber. Flodvandstrømme bærer klastisk materiale i form af ophængte og slæbelaster. I suspension transporteres partikler med en diameter på mindre end 0,2 mm, store partikler trækkes langs bunden. Metoden til bevægelse af groft klastisk materiale langs bunden kaldes saltning - den bratte bevægelse af materialekorn under påvirkning af et bæremedium. Så ved en bundstrømhastighed på 0,16 m/s bevæger fint sand sig langs bunden, 0,22 m/s - groftkornet sand, og ved 1 m/s transporteres små småsten .
Kontinentale alluviale aflejringer udgør flodsengen, flodsletten og floddalens terrasser . Alluvium spiller en vigtig rolle i geologien af de fleste kontinentale sedimentære formationer.
Alluviale aflejringer af floder dannes og migrerer:
Mængden af finkornet klastisk materiale, der transporteres af floder (fast afstrømning), når store værdier: i tilfældet med Mississippi er den årlige mængde fast afstrømning anslået til 406 millioner tons, Huang He - 796 millioner tons [5 ] , Amu Darya - 94 millioner tons; Donau - 82; Kura - 36; Volga og Amur - 25 hver, Ob og Lena - 15 hver, Dniester - 4,9; Neva - 0,4 millioner tons [6] . Derfor er tykkelsen af alluviale aflejringer i deltaerne i sådanne floder som Mississippi, Nilen , Amazonas , Congo , Huang He, Volga, osv. hundreder og tusinder af meter, og volumenet er titusinder og hundredvis af km³ frygtindgydende materiale. Generelt er den sommerfaste afstrømning af alle floder omkring 17 gigaton, hvilket er en størrelsesorden mere, end det transporteres fra kontinenterne af gletsjere eller vind [7] . Næsten 96% af dette volumen sætter sig i deltaer og på kontinentalsoklen .
Sådanne kendte forskere af kvartær geologi som E. V. Shantser, V. T. Frolov, Yu. P. Kazansky, I. P. Kartashov, V. Lamakin, N. I. Makkaveev og andre var engageret i undersøgelsen og klassificeringen af alluviale aflejringer. Generelt klassificeres kontinentale alluviale aflejringer efter genese (bjerg- og lavlandsfloder), facies (kanal, flodslette og oxbow), dannelsesfaser, former for alluviale legemer osv. Det skal bemærkes, at klassificeringen af alluvium efter dannelsesfaser blev udviklet tilbage i I Sovjetunionen blev den såkaldte "skole for sovjetisk geologi", og klassificeringen af alluviale aflejringer efter morfologiske former udviklet og meget brugt af geologer i Vesteuropa og USA, især H. Reading [8 ] .
Afhængigt af flodens hydrologiske regime , bestemt af klima , tektonik og topografien af jordens overflade, er alluviale aflejringer opdelt i to genetiske hovedtyper: alluvium af bjergfloder og alluvium af lavlandsfloder. Alluvium af lavlandsfloder er væsentligt forskelligt fra alluvium af bjergrige, hvilket gør det nemt at skelne gamle alluviale aflejringer og skabe palæogeografiske rekonstruktioner . Separate typer omfatter alluvium af midlertidige (tørrende) floder med tørt klima og aflejringer af periglacial alluvium.
Alluvium af bjergfloderBjergfloder flyder med høj hastighed, deres alluvium er repræsenteret af kampesten og småsten (kanalalluvium). Floodplain alluvium er næsten fuldstændig fraværende, eller har en lille tykkelse og begrænset udbredelse. Det forekommer oftest i udvidede dele af dalen og er repræsenteret af grovkornet sand og sandet ler , der ligger over kanalsten . Tykkelsen af Cheremosh - flodslette-alluviumet i Pokutti- karpaterne når dog 30-35 m, hvilket formentlig indikerer en periodisk ændring i de oscillerende neotektoniske bevægelser i regionen. [9]
Tykkelsen af bjergalluvium varierer fra få meter til flere kilometer. Alluviale aflejringer af bjergfloder er karakteriseret ved følgende træk [10] :
Slette floder er kendetegnet ved en lavere strømningshastighed, en mere udviklet profil og en lavere dynamisk kraft af strømmen, som ikke er i stand til at holde i ophæng og transportere groft klastisk materiale over lange afstande.
Alluvium af lavlandsfloder er kendetegnet ved andre funktioner:
I dalene i både bjerg- og lavlandsfloder nedstrøms falder dimensionen af klastisk materiale gradvist, og sorteringsgraden af psammitsedimenter stiger . Samtidig kan sorteringen af fine klastiske og siltholdige sedimenter forringes.
Ifølge facies-træk er alluviale aflejringer af lavlandsfloder opdelt i tre hovedgrupper af facies (eller makrofacies) - kanal, flodslette og oksebue [11] . Denne klassificering blev udviklet hovedsageligt for alluviale aflejringer fra kvartærperioden og delvist for neogenet . For gamle alluviale aflejringer ( Kridt , Jura , Carbon , Devon ) er opdelingen af alluvium i kanal og flodslette ikke altid mulig, og ofte er ansigtsdifferentiering tydeligt fraværende [12] .
RuslovayaDenne gruppe af fluviale alluviumfacies omfatter stimer, øer og spytter. I lavlandsfloder er den repræsenteret af velsorteret sandet materiale med groft krydsbund, som under lavvande sædvanligvis er overlejret af finere materiale (lag og linser af siltation). Bjergkanalalluvium er hovedsageligt repræsenteret af dårligt sorterede småsten og kampesten af forskellig rundhed med sand og grusfyldstof. I lavlandsfloder er følgende facies inkluderet i kanalgruppen af facies:
Aflejringer af denne gruppe af facies dannes under oversvømmelser og oversvømmelser. Flodslette-alluvium dækker kanal-alluvium med et tyndt (0,5-1 m) dække. Aflejringerne af denne alluviale makrofacies er kendetegnet ved en mindre sortering af psammitisk-aleuritiske sedimenter med en karakteristisk lagdeling af bølge- og strømbølger og kværnende teksturer. Sandede ler og ler med mellemlag og linser af uligegranulært sand med rester af træer og plantefragmenter dominerer. Som regel har flodslettemakrofacierne en mindre tykkelse end kanalmakrofacierne, selvom det for floder med hyppige oversvømmelser kan være omvendt. I flodslette alluvium skelnes der tre hovedfacies, afhængigt af dets dannelse:
Derudover skelnes der inden for rammerne af flodslette-makrofacierne facies af den overlejrede flodslette, interne deltaer og kløftfacies.
gamleAlluviale aflejringer af denne makrofacies dannes i oxbow-søer og midlertidige flodkanaler. Ifølge deres egenskaber ligner de meget lakustrinaflejringer - ler, ler, tørv og præsenteres ofte i form af linser blandt kanalfacierne. Størstedelen af oxbow-alluvium er sammensat af finkornede lerholdige sedimenter med tydelig vandret lagdeling og en karakteristisk stor mængde dispergeret organisk stof. I sektionen af oxbow alluvium aflejringer er der tre horisonter, eller facies, svarende til de tre udviklingsstadier af oxbow søen:
Derudover indeholder oksebue-makrofacies nogle gange facies af sekundære flodslette-reservoirer, som i sektionen er repræsenteret ved vekslen mellem tynde krydsbundet silt og sandet ler med mellemlag af siltholdige sedimenter.
Dannelsen af alluviale aflejringer i lavlands- og bjergfloder er væsentligt påvirket af den tektoniske komponent af flodbassinets territorium. Floddale kan helt eller delvist krydse forskellige geologiske strukturer - anticlines , synclines , grabens , hævede eller sænkede blokke osv. Alt dette afspejles i dalenes morfologi og strukturen af alluvium. V. Lamakin [13] og I.P. Kartashov [14] foreslog at skelne i floddale de dynamiske faser af alluvial akkumulering, som svarer til stadierne i udviklingen af flodprofilen: instrativ, substrativ, perstrativ og konstruktiv.
InstrativDannelsen af alluviale aflejringer sker på det stadie, hvor en bjergflods kanal skæres til grundfjeld. Disse grove klastiske (blokke og småsten) aflejringer danner midlertidige ophobninger (linser) i kanalen og er karakteriseret ved ubetydelig tykkelse.
SubstrativDannelsen af alluvium under overgangen fra indsnitsstadiet af en bjergflod til ligevægtsstadiet. Disse aflejringer er som regel de nedre horisonter af kanalalluvium af normal tykkelse (1–4 m), som ikke skylles væk af floden i ligevægtsstadiet [15] . Karakteristiske træk ved substrativ alluvium er øget lerindhold og den kombinerede tilstedeværelse af småsten og uafrundede fragmenter af grundfjeld fra flodlejet. Substrative alluviale aflejringer ligger til grund for de alluviale lag, der udgør flodsletterne af balancerede floder og terrasser, der er relikvier af sådanne bagvande.
PerstrativDannelsen af alluviale aflejringer sker i ådale med en udviklet langsgående profil. Disse aflejringer dannes på grund af vask af de øvre alluviumhorisonter af normal tykkelse, som dannes under overgangen fra snitstadiet til ligevægtsstadiet. Perstrativ alluvium hviler på substrativ (flåde) alluvium og er som regel repræsenteret af et komplet sæt alluviale facies: kanal, flodslette og oksebue.
Som følge heraf dannes et alluvialt lag af begrænset tykkelse, hvis værdi er tæt på højdeforskellen mellem bunden af kanalen og niveauet af oversvømmelsesvand. Den nederste hoveddel af dette lag er sammensat af facies af kanalalluvium, som består af velvasket, krydsbundet sand aflejret i det skiftende flodleje, sjældnere grus, der indeholder småsten i bunden og gradvist ændrer dets granulometriske sammensætning fra bund til top langs sektionen fra relativt grovere til stadig mere finkornet [16] .
Den samlede tykkelse af perstrativ alluvium er normalt 3-6 m.
KonstruktivDannelsen af alluviale aflejringer sker i ådalen under akkumuleringsstadiet. De er kendetegnet ved højt lerindhold. Disse aflejringer ligger på perstrativt alluvium, sjældnere på instrativ, og i siderne af en floddal kan de direkte ligge over grundfjeldet.
Alluviale aflejringer er opdelt i to store grupper - kanalformer og morfologiske elementer i interkanalrummet.
Sedimentation i slyngninger opstår på grund af to hovedfaktorer - erosion af den konkave kyst og aflejring af spyt (akkumulerende legemer i slyngeløkker).
I flodens tværsnit, i buede og lige sektioner, observeres turbulent sekundær cirkulation af vandstrømmen. Som følge heraf er det mest grovkornede alluvium begrænset til den konkave, dybe ( strækning ) kyst. På den konvekse bred dannes en kanalnær stime, som er sammensat af velsorteret fint og finkornet sand og er begrænset fra siden af flodsletten af en kanalnær dønning. Når kanalen trækker sig tilbage, er de yngre dele af flodlejet alluvium overlejret på hinanden og danner en række flodbredder. I flodens lige sektioner dannes lavvandede sprækker mellem bøjningerne, kanalen er opdelt i flere grene, mellem hvilke der er øer, hvor alluvium er kendetegnet ved finkornet og kraftig sidevariation. Med tiden bliver slyngningerne mere og mere udtalte og danner udvidelser og indsnævringer. Samtidig er strækningen af kysten udsat for erosion , og når den er på grund, vokser en lavvandet. Til sidst forbindes to krydsninger med hinanden, og floden opsnappes , kanalen retter sig ud, og den tidligere bugtende sø danner en oksebue, ofte af en smal halvmåneform, hvori der dannes en særlig alluviumfacies, bestående af strømmende, sø. og sumpdele.
Alluviale fansAlluviale ventilatorer, hvor kanalstrømme dominerer blandt overfladeprocesser, kaldes også "fugtige alluviale ventilatorer". Dette navn er dog ikke et godt navn, da egentlige flodvifter også kan dannes i et semi-tørt miljø, hvor der opstår oversvømmelser. Selve flodvifterne er et af de vigtigste sedimentationssteder for let bugtende floder og yder til en vis grad et væsentligt bidrag til skabelsen af det geologiske afsnit. Størrelsesintervallet er betydeligt - fra flere titusinder meter til hundredvis af kilometer i radius. Alle af dem er kendetegnet ved en ret jævn udfladning med en normalt lavere hældning sammenlignet med semirid alluviale fans.
Morfologiske former for interkanalrum Riverside voldeSådanne former for alluviale aflejringer er faktisk højdedrag med hældning fra kanalen mod flodslettet og er især almindelige på de konkave bredder af bugter, der er eroderet af strømmen. De oversvømmes kun ved de højest mulige oversvømmelser . Ved mindre oversvømmelser kan de være de eneste ikke-oversvømmede landområder blandt oversvømmelserne. Når oversvømmelsesvand løber over deres bredder, falder turbulensen i strømningen, hvilket får finkornet sediment til at falde ud. I dette tilfælde aflejres grovkornet sand og silt nær kanalen, og fint materiale afsættes videre på flodsletten.
FlodsletterSedimentation og post-sedimentære transformationer i flodsletten afhænger af klimaet og afstanden til den aktive kanal. Flodslettet kan blive oversvømmet med oversvømmelser og oversvømmelser flere gange om året. Hastigheden for sedimentering af flodsletter er ret lav på grund af den relativt høje strømningshastighed af flodslettevand og den lave koncentration af suspenderet sediment under oversvømmelsesmaksimum. Sedimentation sker hovedsageligt fra vandig suspension , og sedimentet har en tendens til at falde i kornstørrelse med afstanden fra flodlejet. Kun betydelige oversvømmelser er i stand til at afsætte nedbør, med en tykkelse på mere end 10-15 cm, og da ikke i et kontinuerligt dække, men i pletter. Vegetation hjælper med at definere områder med både sedimentation og erosion på flodsletternes overflade. I perioden mellem oversvømmelser og oversvømmelser tørrer flodslettesedimenter ud med dannelse af udtørringsrevner og andre karakteristiske tegn på eksponering under luften.
TerrasserDet vigtigste element i landskabet blandt mange alluviale sedimentære formationer er terrasser. De kan dannes som et resultat af et fald i det lokale eller hovedgrundlaget for erosion , ophør af sedimentation eller en kompleks rygreaktion på en skarp ændring i de klimatiske og tektoniske forhold i territoriet.
Tilhørsforholdet af aflejringer til kontinental alluvial er normalt diagnosticeret af et karakteristisk sæt træk:
Ingen af de ovennævnte tegn hver for sig er dog et udtømmende diagnostisk kriterium, da de alle også kan findes i lavt vand eller kyst-marine sedimentære formationer.
Aflejringerne af bjergfloder er næsten alle kvartær- og neogene alder.
Af de alluviale aflejringer er aflejringer fra den mesozoiske alder kendt og pålideligt identificeret, og kun aflejringerne af lavlandsflodernes nedre del er dateret fra Mellempaleozoikum [17] . Ifølge Yu.P. Kazansky blev fordelingsmønstrene for sammensætningen af opløst og fast afstrømning i flodvand for moderne floder generelt bevaret under cenozoikum, mesozoikum, perm , karbon og sent devon [18] .
Inden for hydrogeologi (søgning og udforskning af grundvand) lægges der særlig vægt på alluviale aflejringer, da inden for ældgamle terrasser og i ådale er grovkornet alluvium (fra småsten til sand) altid mættet med vand og er en god opsamler af drikkegrundvand. . Flodalluvium har ofte placers af diamanter ( Congo , Sierra Leone ), guld , monazit , zirkon og andre mineraler og mineraler, såvel som aflejringer af byggesand, grus og småsten. For dannelsen af disse alluviale aflejringer er de hydrodynamiske betingelser for transport af flodsedimenter og mineralernes vandringsevne meget vigtige. Diamant og zirkon har den maksimale migrationsevne, guld og platin har minimum . En mellemposition mellem dem er besat af monazit , magnetit , scheelite , cassiterit og andre. Placeraflejringer af guld og platin er som regel begrænset til grov-klastisk kanalalluvium af enkeltgrenede kanaler, dannet i de mest aktive hydrodynamiske omgivelser.
I gamle sedimentære lag er alluviale aflejringer som regel cementeret og sammensat af faste klastiske bjergarter - konglomerater , gravelitter og sandsten , som under gunstige geologiske forhold (tilstedeværelsen af oliekildebjergarter i sektionen af et gammelt sedimentationsbassin, tilstrækkelig grad af deres modenhed, strukturelle og rumlige karakteristika af dislokationer, tilstedeværelsen / fraværet af ikke - antikliniske fælder osv.) er reservoirer af olie og gas. Moderne alluviale aflejringer af lavlandsfloder er ofte rige på næringsstoffer, frugtbar flodslettejord dannes her (flodsletter i Nilen , Tigris , Eufrat , Po , Indus , Ganges ).
Ordbøger og encyklopædier |
|
---|
Sedimentære bjergarter | |
---|---|
Sedimenter og formationer | |
Processer | |
Andre vilkår | |
Videnskabelige retninger | |
Kategori Litologi |