Hordalék ( latin alluviō - "lefolyó", "hordalék") - állandó vízfolyások (folyók, patakok) nem cementált lerakódásai, amelyek különböző gömbölyű és méretű töredékekből állnak ( szikla , kavics , kavics , homok , vályog , agyag ) ). A hordalék granulometriai és ásványi összetétele , szerkezeti és szerkezeti jellemzői a folyó hidrodinamikai rendszerétől, a bemosott kőzetek jellegétől, a domborzattól és a vízgyűjtő területétől függenek [1] . A folyódelták teljes egészében hordaléklerakódásokból állnak, és hordalékkúpok [ 2] . Az alluviális lerakódások jelenléte a szakaszon a terület kontinentális tektonikai rendszerének jele.
Az alluviális üledékeket először William Buckland angol geológus azonosította külön típusként 1823 - ban [3] . Az Orosz Birodalomban a hordalék kifejezést először a híres talajgeológus, Vaszilij Dokucsajev használta 1878 -ban [4] . Azóta megmaradt a hagyomány, hogy a holocén korszakban keletkezett új kontinentális lerakódásokat hordaléknak nevezik , bár ez nem teljesen helytálló, hiszen ismertek az eluviális löszök , a proluviális hordalékkúpok , a deluviális "köpenyek" stb.
A hordalékképződés a dinamikus vízáramlásnak a csatornával való folyamatos kölcsönhatása eredményeként következik be : behatolás (fenéki és oldalirányú erózió) és üledékek felhalmozódása során . A vízáramlás hatására a csatorna folyamatosan átalakul, háromféle deformációt tapasztalva:
Az alluviális üledékek kialakulásában a vezető tényező a vízáramlások hidrodinamikája . A víz tömege és az áramlási sebesség meghatározza az áramlás mozgási energiáját és szállítási jellemzőit. A folyami vízhozamok lebegő és húzóterhelések formájában ragasztóanyagot hordoznak. A szuszpenzióban a 0,2 mm-nél kisebb átmérőjű részecskéket szállítják, a nagy részecskéket az alján húzzák. A durva törmelék anyag fenék mentén történő mozgásának módszerét sózásnak nevezik - az anyagszemcsék hirtelen mozgását hordozó közeg hatására. Tehát 0,16 m/s-os alsó áramsebességnél finom homok mozog az alján, 0,22 m/s - durva szemcséjű homok, 1 m/s sebességgel pedig apró kavicsokat szállítanak .
Kontinentális hordaléklerakódások alkotják a folyómedret, az árteret és a folyóvölgyi teraszokat . A hordalék fontos szerepet játszik a legtöbb kontinentális üledékes képződmény geológiájában.
A folyók hordaléklerakódásai kialakulnak és vándorolnak:
A folyók által szállított finomszemcsés törmelékanyag mennyisége (szilárd lefolyás) nagy értékeket ér el: a Mississippi esetében a szilárd lefolyás éves mennyiségét 406 millió tonnára, a Huang He esetében 796 millió tonnára becsülik . ] , az Amudarja - 94 millió tonna; Duna - 82; Kura - 36; Volga és Amur - egyenként 25, Ob és Lena - 15, Dnyeszter - 4,9; Neva - 0,4 millió tonna [6] . Ennek megfelelően a Mississippi, Nílus , Amazon , Kongó , Huang He, Volga stb. deltáiban a hordaléklerakódások vastagsága több száz és ezer méter, térfogata pedig több tíz és száz km³ terrigén eredetű anyag. Általánosságban elmondható, hogy az összes folyó nyári szilárd lefolyása körülbelül 17 gigatonna, ami egy nagyságrenddel több, mint amennyit a kontinensekről a gleccserek vagy a szél szállítanak [7] . Ennek a mennyiségnek csaknem 96%-a deltában és a kontinentális talapzaton telepszik le .
A negyedidőszak olyan jól ismert kutatói, mint E. V. Shantser, V. T. Frolov, Yu. P. Kazansky, I. P. Kartashov, V. Lamakin, N. I. Makkaveev és mások foglalkoztak az alluviális lerakódások tanulmányozásával és osztályozásával. Általánosságban elmondható, hogy a kontinentális hordaléklerakódásokat genezis (hegyi és síkvidéki folyók), fácies (csatorna, ártéri és holtág), képződési fázisok, hordaléktestek formái stb. szerint osztályozzák. vissza ben A Szovjetunióban az úgynevezett "szovjet geológia iskolája", és az alluviális üledékek morfológiai formák szerinti osztályozását a nyugat-európai és az USA geológusai dolgozták ki és széles körben alkalmazták, különösen H. Reading [8] ] .
A folyó hidrológiai állapotától függően , amelyet az éghajlat , a tektonika és a földfelszín domborzata határoz meg, az alluviális lerakódásokat két fő genetikai típusra osztják: a hegyi folyók hordalékára és a síkvidéki folyók hordalékára. Az alföldi folyók hordaléka jelentősen eltér a hegyvidéki folyók hordalékától, ami megkönnyíti az ősi hordaléklerakódások megkülönböztetését és a paleogeográfiai rekonstrukciók készítését . Külön típusok közé tartoznak a száraz éghajlatú átmeneti (száradó) folyók hordalékai és a periglaciális hordaléklerakódások.
Hegyi folyók hordalékaA hegyi folyók nagy sebességgel folynak, hordalékukat sziklák és kavicsok (csatornahordalék) képviselik. Az ártéri hordalék szinte teljesen hiányzik, vagy kis vastagságú és korlátozott elterjedésű. Leggyakrabban a völgy kiszélesedett szakaszain fordul elő, és durva szemcséjű homok és homokos vályog képviseli, amelyek csatornakavicsok felett helyezkednek el . A cseremosi ártéri hordalék vastagsága azonban a Pokutti- Kárpátokon belül eléri a 30-35 métert, ami feltehetően a régió oszcilláló neotektonikus mozgásainak időszakos változására utal. [9]
A hegyi hordalék vastagsága néhány métertől több kilométerig változik. A hegyi folyók hordaléklerakódásait a következő jellemzők jellemzik [10] :
A síkvidéki folyókra kisebb vízhozam, fejlettebb profil és kisebb dinamikus áramlási erő jellemző, amely nem képes felfüggesztésben tartani és nagy távolságra szállítani a durva törmeléket.
Az alföldi folyók hordalékát más jellemzők is jellemzik:
Mind a hegyvidéki, mind a síkvidéki folyók völgyében a folyásirányban fokozatosan csökken a törmelékanyag mérete, és növekszik a psammit üledékek osztályozási foka . Ezzel párhuzamosan a finom törmelékes és iszapos üledékek válogatása is romolhat.
A síkvidéki folyók hordaléklerakódásai a fácies jellemzői szerint három fő fácies- (vagy makrofácies) csoportra oszthatók: csatorna, ártéri és holtág [11] . Ezt a besorolást főként a negyedidőszak , részben a neogén hordaléklerakódásaira alakították ki . Az ókori hordaléklerakódások ( kréta , jura , karbon , devon ) esetében a hordalék felosztása csatornára és ártérre nem mindig lehetséges, és gyakran az arcok megkülönböztetése egyértelműen hiányzik [12] .
RuslovayaA folyóvízi hordalékfáciesek ebbe a csoportjába zátonyok, szigetek és nyársok tartoznak. Síkvidéki folyókban durva keresztpadlású, jól szétválogatott homokos anyag képviseli, amelyre alacsony vízállásban általában finomabb anyag (iszaposodási rétegek és lencsék) kerül. A hegyi csatorna hordalékát elsősorban a rosszul válogatott kavicsok és különböző kerekségű sziklák képviselik , homok- és kavicstöltőanyaggal. A síkvidéki folyókban a következő fáciesek tartoznak a fáciesek medercsoportjába:
Ennek a fáciescsoportnak a lerakódásai árvizek és árvizek során keletkeznek. Az ártéri hordalék vékony (0,5–1 m) borítással borítja a csatornahordalékot. Ezen hordalékmakrofáciesek lerakódásait a psammitikus-aleuritos üledékek kevésbé szortírozzák, hullám- és áramfodrok rétegzettsége, valamint kavargó textúrája jellemzi. Túlsúlyban vannak a homokos vályogok és az egyenetlen szemcsés homokrétegekkel és lencsékkel ellátott vályogok fa- és növényi töredékekkel. Az ártéri makrofácies általában kisebb vastagságú, mint a medermakrofácies, bár a gyakori árvizű folyók esetében ez fordítva is előfordulhat. Az ártéri hordalékban kialakulásától függően három fő fáciest különböztetnek meg:
Emellett az ártéri makrofácies keretein belül megkülönböztetik az egymásra épülő ártéri fácieseket, a belső deltákat és a vízmosás fácieseket.
régiE makrofácies hordaléklerakódásai holtági tavakban és ideiglenes folyócsatornákban képződnek. Jellemzőik szerint nagyon hasonlítanak a tavi lerakódásokhoz - agyagokhoz, vályogokhoz, tőzeghez, és gyakran lencsék formájában jelennek meg a csatornafáciesek között. A holtági hordalék zömét finomszemcsés agyagos üledékek teszik ki, tiszta vízszintes rétegzettséggel és jellemzően nagy mennyiségű diszpergált szervesanyaggal. A holtági hordaléklerakódások szakaszán három horizont vagy fácies található, amelyek megfelelnek a holtági tó három fejlődési szakaszának:
Emellett a holtágak makrofáciesei olykor másodlagos ártéri tározók fácieseit is tartalmazzák, amelyeket a metszetben vékony, keresztpadlós iszapok és homokos vályogok váltakozása jelent az iszapos üledékek közbenső rétegeivel.
A síkvidéki és hegyvidéki folyókban az alluviális üledékek kialakulását jelentősen befolyásolja a vízgyűjtő területének tektonikai összetevője. A folyóvölgyek teljesen vagy részben keresztezhetik a különböző geológiai struktúrákat - antiklinákat , szinklinokat , gránátokat , emelkedett vagy süllyesztett tömböket stb. Mindez tükröződik a völgyek morfológiájában és a hordalék szerkezetében. V. Lamakin [13] és I. P. Kartashov [14] javasolta a folyóvölgyekben a hordalékfelhalmozódás dinamikus fázisainak megkülönböztetését, amelyek megfelelnek a folyó profiljának fejlődési szakaszainak: instratív, szubsztratív, perstratív és konstruktív.
IntratívAz alluviális lerakódások kialakulása a hegyi folyó csatornájának alapkőzetbe történő vágásának szakaszában történik. Ezek a durva törmelékes (sziklák és kavicsok) lerakódások átmeneti felhalmozódásokat (lencséket) képeznek a csatornában, és jelentéktelen vastagság jellemzi őket.
SzubsztratívHordalékképződés a hegyi folyó bemetszésének szakaszából az egyensúlyi állapotba való átmenet során. Ezek a lerakódások általában a normál vastagságú (1-4 m) mederhordalék alsó horizontjai, amelyeket az egyensúlyi szakaszban nem mos ki a folyó [15] . A szubsztratív hordalékra jellemző a megnövekedett agyagtartalom, valamint a kavicsok és a folyómederből származó, lekerekítetlen alapkőzettöredékek együttes jelenléte. A kiegyensúlyozott folyók és teraszok ártereit alkotó hordalékrétegek alá szubsztratív hordaléklerakódások húzódnak, amelyek az ilyen holtágak maradványai.
PerstratívAz alluviális üledékek kialakulása fejlett hosszprofilú folyóvölgyekben történik. Ezek a lerakódások a normál vastagságú felső hordalékhorizontok mosása következtében keletkeznek, amely a bemetszési szakaszból az egyensúlyi állapotba való átmenet során keletkezik. A perstratív hordalék a szubsztratív (tutaj) hordalékon nyugszik, és általában a hordalékfáciesek teljes halmaza képviseli: csatorna, ártéri és holtág.
Ennek eredményeként korlátozott vastagságú hordalékréteg képződik, melynek értéke megközelíti a mederfenék és az árvizek szintje közötti magasságkülönbséget. Ennek a rétegnek az alsó, fő részét a mederhordalék fáciesei alkotják, amely a változó mederben lerakódott, jól megmosott keresztmederű homokból, ritkábban kavicsból áll, tövében kavicsot tartalmaz, és granulometrikus összetételét alulról fokozatosan változtatja. teteje a szakasz mentén a viszonylag durvábbtól az egyre finomabb szemcséjűig [16] .
A perstratív hordalék teljes vastagsága általában 3-6 m.
KonstruktívA hordaléklerakódások kialakulása a folyóvölgyben a felhalmozódási szakaszban történik. Magas agyagtartalom jellemzi őket. Ezek a lerakódások perstratív hordalékon, ritkábban instratívon fekszenek, és a folyóvölgy oldalain közvetlenül az alapkőzet felett helyezkednek el.
Az alluviális lerakódások két nagy csoportra oszthatók - csatornaformákra és a csatornaközi tér morfológiai elemeire.
A kanyarulatokban az üledékképződés két fő tényezőnek köszönhető - a homorú partvidék eróziója és a nyársak (a kanyarulatokban felhalmozódó testek) lerakódása.
A folyó keresztmetszetében ívelt és egyenes szakaszokon a vízhozam turbulens másodlagos keringése figyelhető meg. Következésképpen a legdurvább szemcséjű hordalék a homorú, mély ( szakasz ) partvidékre korlátozódik. A domború parton csatornaközeli zátony képződik, amely jól szétválogatott finom és finomszemcsés homokból áll, és az ártér felől csatornaközeli hullámzás határolja. Amikor a meder visszahúzódik, a mederhordalék fiatalabb részei egymásra helyezkednek, és folyópartok sorozatát alkotják. A folyó egyenes szakaszain a kanyarulatok között sekély hasadékok alakulnak ki, a meder több ágra oszlik, amelyek között szigetek találhatók, ahol a hordalékot finom szemcsésség és erős oldalirányú változékonyság jellemzi. Az idő múlásával a meanderek egyre hangsúlyosabbá válnak, tágulásokat és szűkületeket képezve. Ugyanakkor a partszakasz eróziónak van kitéve , zátonyra kerülve pedig sekély növekszik. Végül két kereszteződés kapcsolódik egymáshoz, a folyót elzárják , a csatorna kiegyenesedik, és az előbbi kanyarulatból egy gyakran keskeny félhold alakú holtág képződik, amelyben egy speciális hordalékfácies alakul ki, amely folyó, tóból áll. és mocsári részek.
HordalékkúpokAzokat a hordalékkúpokat, amelyekben a felszíni folyamatok között a csatornaáramok dominálnak, "nedves hordalékkúpoknak" is nevezik. Ez az elnevezés azonban nem jó, mivel a folyók legyezői félszáraz környezetben is kialakulhatnak, ahol hirtelen áradások fordulnak elő. Maguk a folyók legyezők az enyhén kanyargós folyók egyik fő üledékképződési helyei, és bizonyos mértékig jelentős mértékben hozzájárulnak a geológiai szakasz kialakításához. A mérettartomány jelentős - több tíz métertől több száz kilométeres sugárig. Mindegyikre jellemző a meglehetősen sima ellaposodás, általában kisebb lejtéssel a félszáraz hordalékkúpokhoz képest.
A csatornaközi tér morfológiai formái Folyóparti sáncokA hordaléklerakódások ilyen formái valójában a csatornától az ártér felé lejtős gerincek, és különösen gyakoriak az áramlás által erodált kanyarulatok homorú partjain. Csak a lehető legmagasabb árvízszinten öntik el őket . Kisebb árvizekben ezek lehetnek az egyetlen nem elöntött terület az ártér között. Amikor az árvíz túllép a partján, az áramlás turbulenciája csökken, ami finom szemcsés üledék hullását okozza. Ilyenkor a csatorna közelében durvább szemcséjű homok, iszap rakódik le, az ártéren tovább finom anyag.
ÁrterekAz ártéri üledékképződés és az üledék utáni átalakulások az éghajlattól és az aktív meder távolságától függenek. Az árteret évente többször is elöntheti az árvíz, árvíz. Az ártéri üledékképződés mértéke meglehetősen alacsony az ártéri vizek viszonylag nagy áramlási sebessége és az árvízi maximum alatti lebegő üledék alacsony koncentrációja miatt. Az üledékképződés főként vizes szuszpenzióból következik be , és az üledék szemcsemérete a medertől való távolság növekedésével csökken. Csapadékot csak jelentősebb árvizek képesek lerakni, 10-15 cm-nél nagyobb vastagságban, majd nem összefüggő borításban, hanem foltokban. A növényzet segít meghatározni az üledékes és eróziós területeket az ártéri felszínen. Az árvizek és árvizek közötti időszakban az ártéri üledékek kiszáradnak, kiszáradási repedések és a szubaerial expozíció egyéb jellemző jelei képződnek.
TeraszokA sok hordalékos üledékes képződmény közül a táj legfontosabb elemei a teraszok. Kialakulhatnak az erózió helyi vagy fő alapjainak csökkenése , az üledékképződés megszűnése vagy a terület éghajlati és tektonikai viszonyainak éles változására adott összetett visszahatás eredményeként.
A lerakódások kontinentális alluviálishoz való tartozását általában egy jellegzetes jellemzőkészlet alapján diagnosztizálják:
A fenti jelek külön-külön azonban egyike sem kimerítő diagnosztikai kritérium, hiszen mindegyik megtalálható tengeri sekélyvízi vagy parti-tengeri üledékes képződményekben is.
A hegyi folyók lelőhelyei szinte mind negyed- és neogén korúak.
Az alluviális üledékek közül a mezozoikum kori lelőhelyek ismertek és megbízhatóan azonosítottak, a középső paleozoikumból pedig csak a síkvidéki folyók alsó szakaszának lelőhelyei származnak [17] . Yu.P. Kazansky szerint a folyóvizek oldott és szilárd lefolyásának összetételének eloszlási mintázata a modern folyók esetében általában megmaradt a kainozoikum, a mezozoikum, a perm , a karbon és a késő devon idején [18] .
A hidrogeológiában (a talajvíz kutatása és feltárása) különös figyelmet fordítanak az alluviális lerakódásokra, mivel az ősi teraszokon és a folyóvölgyekben a durva szemcséjű hordalék (a kavicstól a homokig) mindig vízzel telített, és jó gyűjtője az ivóvíz talajvíznek. . A folyó hordalékában gyakran találhatók gyémántok ( Kongó , Sierra Leone ), arany , monacit , cirkon és egyéb ásványok és ásványok, valamint építési homok, kavics és kavicsok. Ezen hordaléktelepek kialakulásához nagyon fontosak a folyami üledékek szállításának hidrodinamikai feltételei és az ásványok vándorlási képessége. A gyémánt és a cirkónia maximális vándorlási képességgel rendelkezik, az arany és a platina a minimális . Közöttük egy köztes helyet foglal el a monacit , magnetit , scheelit , kasszirit és mások. Az arany- és platinalerakódások általában az egyágú csatornák durva-klasztikus hordalékára korlátozódnak, amelyek a legaktívabb hidrodinamikai környezetben képződnek.
Az ősi üledékes rétegekben az alluviális üledékek általában cementáltak és szilárd törmelékes kőzetekből - konglomerátumokból , kavicsokból és homokkőből - állnak , amelyek kedvező geológiai körülmények között (az olajforrás kőzeteinek jelenléte egy ősi üledékmedence szakaszán, a megfelelő érettségi foka, a diszlokációk szerkezeti és térbeli jellemzői, a nem antiklinális csapdák jelenléte/hiánya stb.) olaj- és gáztározók. A síkvidéki folyók modern hordaléktelepei gyakran tápanyagban gazdagok, itt termékeny ártéri talajok képződnek ( Nílus , Tigris , Eufrátesz , Pó , Indus , Gangesz árterei ).
Szótárak és enciklopédiák |
|
---|
Üledékes kőzetek | |
---|---|
Üledékek és képződmények | |
Folyamatok | |
Egyéb kifejezések | |
Tudományos irányok | |
Kategória Litológia |