Особенностей флювиально-аккумулятивного рельефа и типов флювиальных отложений

  Строение  и рельеф поймы. Как видно из процесса образования поймы, в ее строении принимают участие различные типы аллювиальных отложений. В основании, на контакте с коренными породами, залегает перлювий {от лат. perluo — промываю), представленный грубообломочным валунным или галечниковым материалом, возникшим в результате промывания водой осадков, слагающих подмываемый вогнутый берег. Грубообломочный материал может чередоваться с линзами илов, отлагающихся на дне плёсов в период межени. Выше перлювия залегает русловой аллювий, представленный преимущественно песками, часто с включением гальки и гравия,

Рис.  77. Схема, иллюстрирующая формирование поймы {по Е.В. Шанцеру): I — зона размыва и намыва влекомых наносов поперечными циркуляционными токами; цифры в кружках (1—7) — последовательно образующиеся слои руслового аллювия; II — зона осаждения взвешенных наносов и образования пойменного аллювия; А — русло; А, — прирусловая отмель; В — пойма; H — уровень полых вод; h — уровень межени; русловой аллювий: 1 — крупнозернистые пески, гравий, галька; 2 — мелко- и тонкозернистые пески; 3 — прослои заиления; 4 — пойменный аллювий; 5 — токи поперечной циркуляции воды в русле; 6 — направление смещения русла

186

и характеризующийся, как правило, хорошо выраженной косой  слоистостью (рис. 78). Еще выше залегает пойменный аллювий, состоящий главным образом из супесей и суглинков с нечеткой горизонтальной или слегка волнистой слоистостью.

  Ударяясь  о вогнутый берег, вода в реке отклоняется  от него, переходит ниже по течению  к противоположному берегу и подмывает  его. Поэтому в долине реки наблюдается  чередование вогнутых (подмываемых) и выпуклых (намываемых) берегов.

  Как отмечалось выше, излучины реки перемещаются не только в сторону вогнутого берега, но и вниз по течению. В результате выступы коренного берега постепенно срезаются, образуется широкая ящикообразная долина, ширина которой равна ширине пояса меандрирования, характерного для той или иной реки (рис. 79). В такой долине русло занимает небольшое пространство. Большая часть плоского дна долины занята поймой, в пределах которой река формирует свободные меандры. В результате синхронных перемещений излучин в продольном и поперечном направлениях они могут претерпевать сложные изменения формы. Так, если в процессе смещения в продольном направлении нижнее крыло излучины попадает в область залегания устойчивых против эрозии

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис. 78. Перекрестная (плетенчатая) слоистость русло

187

Рис. 79. Схема формирования поймы и меандрового пояса: А, Б, В, Г, Д, Е, Ж — стадии развития речной долины

пород или высота берега становится большой, то движение этого колена замедляется. Верхнее колено, находясь в рыхлых отложениях поймы, продолжает смещаться с прежней скоростью.

  Излучина  из сегментной превращается в синусоидальную, близкую к треугольной. Последняя  с течением времени отмирает в  результате стачивания шпоры и сбли жения крыльев (рис. 80, А). Если преобладает процесс бокового перемещения, сегментная излучина вследствие размыва вогнутых берегов превращается в омеговидную (рис. 80, Б). Шейки крутых излучин могут размываться с обеих сторон. В итоге шейка становится настолько узкой, что в половодье может быть прорвана. Вследствие резкого увеличения уклона в образовавшемся прорыве происходит быстрое углубление русла, и сюда переходит основное течение реки. Верхняя часть петли прорванной излучины быстро мелеет в результате аккумуляции наносов, остальная сохраняется ряд лет сначала в виде затона (изолированного от меженного течения только в верхней части), а затем в виде старицы — пойменного озера. В старицах формируется особый тип аллювиальных

Рис. 80. Переформирование излучин: А — сжатие и "стачивание" колена меандра; Б — образование омеговидных меандров и "пережимы" их шеек вследствие размыва вогнутых берегов; 1, 2, 3 — последовательные положения русла

188

отложений — старинный аллювий. Так как осаждение материала в озерах-старицах в течение большей части года происходит в спокойной среде, старичный аллювий слагается преимущественно илами и глинами и характеризуется тонкой горизонтальной слоистостью. Среди глин и илов встречаются песчаные линзы, образующиеся в период прохождения через старицу полых вод. В верхней части старичных отложений часто залегает торф, свидетельствующий о болотной стадии развития озера-старицы.

  Из  изложенного видно, что образование  поймы и слагающих ее различных  фаций аллювия у меандрирующих  рек есть результат смещения излучин. Зачаточной поймой у таких рек является прирусловая отмель, образующаяся у выпуклого намываемого берега. Сходный процесс формирования поймы и аллювиальных отложений наблюдается и у фуркирующих (дробящихся на рукава) рек. Зачаточной поймой у таких рек является осередок, который, постепенно разрастаясь и превращаясь в пойменный остров, способствует размыву и отступанию обоих берегов одновременно. При отмирании рукавов пойменные острова причленяются к берегу, наращивая береговую пойму.

  Описанный процесс образования и соотношения различных типов аллювиальных отложений характерны для равнинных рек. Поймы горных рек еще плохо изучены. Обычно они уже, чем в долинах равнинных рек. Старичный аллювий в них практически отсутствует, а пойменный имеет малую мощность и ограниченное распространение. Русловой аллювий часто представлен маломощной толщей крупногалечниковых наносов и валунами, залегающими на цоколе из коренных пород или на крупных глыбах, скатившихся с горных склонов.

  Мощность  аллювиальных отложений пойм разных рек различна, но она не может превышать разницу высот между положением коренного ложа в самом глубоком месте данной реки и максимальным уровнем половодья, если в работу реки не вмешиваются посторонние процессы. Такую мощность аллювия называют нормальной.

  Итак, в строении пойм равнинных рек  выделяются три типа аллювиальных фаций: русловая, слагающая нижнюю часть поймы, пойменная, покрывающая русловую фацию, и старинная. В основании руслового аллювия иногда наблюдается грубообломонная фация перлювия.

  По  динамическим условиям образования  В.В. Ламакин выделяет аллювий инстративный, перстративный и констративный.

  Инстративный  (выстилаемый) аллювий образуется в условиях невыработанного продольного профиля реки, когда боковая эрозия

189

сопровождается  глубинной, о чем свидетельствует наклоненное коренное ложе долины, сопровождающееся иногда небольшими уступами. В этой фазе развития долины наблюдается отрицательный баланс рыхлого материала — в реку наносов поступает меньше того количества, которое она может перенести. Инстративный аллювий представлен преимущественно русловой фацией и слагает эрозионные террасы.

  Перстративный (перестилаемый) аллювий образуется в условиях выработанного или почти выработанного продольного профиля, т.е. в состоянии динамического равновесия между количеством поступающего в реку и выносимого ею рыхлого материала. В процессе смещения свободных меандров река перемывает, сортирует и переотлагает наносы. Основание перстративного аллювия в поперечном профиле долины характеризуется ровной, почти горизонтальной поверхностью. Перстративный аллювий имеет нормальную мощность и представлен всеми описанными выше фациями (рис. 81), слагает эрозионно-аккумулятивные террасы.

  Констративный (настилаемый) аллювий характеризуется повышенной мощностью, многократным чередованием в разрезе русловых, пойменных и старичных фаций аллювия, наложением друг на друга аллювиальных пачек, из которых каждая построена по типу перстративного аллювия. Он слагает аккумулятивные террасы. Образуется в связи с прогибанием земной коры или перегрузкой реки наносами, обусловленной особенностями физико-географических условий (рис. 82).

Рис. 81. Схема разреза аллювия равнинной реки в перстративную фазу аккумуляции (по Е.В. Шанцеру): А — русло и прирусловая отмель; В — пойма; Bj—В₃ — разновозрастные участки поймы, образовавшиеся за три последовательные стадии развития меандров (стрелки под рисунком — соответствующие этим стадиям направления смещения русла); bj— b₃ — стадии накопления пойменного аллювия; H — горизонт полых вод; h — горизонт межени; М — нормальная мощность аллювия; I, II, III — русловой аллювий: / — гравий и галька, 2 — пески, 3 — прослои заиления; 4 — старинный аллювий; 5, 6, 7 — пойменный аллювий (последовательные стадии накопления)

190

Рис. 82. Схема констративной фазы аллювиальной аккумуляции (по ЕВ. Шанцеру): 1 — русловой аллювий; 2 — старинный аллювий; 3 — пойменный аллювий; 4 — отложения вторичных водоемов поймы; 5 — общее направление миграции русла; Н — горизонт полых вод; h — горизонт межени в русле; h_p h₂ — горизонт межени в старицах; М — нормальная мощность аллювия; M_s — общая мощность аллювия

  По  набору и распространению различных  фаций аллювия, их составу, строению и мощности судят о динамической фазе развития поймы — инстративной, перстративной или констративной — и соответственно об эрозионном, эрозионно-аккумулятивном или аккумулятивном ее генезисе.

  Сформировавшиеся  поймы не являются омертвевшими формами  рельефа. Изменение поймы и ее рельефа протекает особенно интенсивно во время высоких половодий (на пойме и в русле устанавливается единое течение). Представим себе массив поймы, огибаемой пологой дугой русла реки (рис. 83). Пересекая затопленный массив поймы, поток размывает уступ в верхней его части.

Рис. 83. Схема массива поймы {по Н.И. Маккавееву): 1 — высокие незатопляемые берега; 2 — подмываемый берег поймы; 3 — аккумулятивный берег; 4 — границы фаций аллювия; 5 — центральная пойма; 6 — "притеррасная" пойма; 7 — прирусловая пойма; 8 — течение в основном русле; 9 — течение на пойме при высоких уровнях половодья

191

Часть материала, образуемого при размыве  уступа, выносится на поверхность поймы, другая его часть остается в русле, переносится вдоль края пойменного массива. На контакте между течением, сходящим с поймы, и течением, идущим по основному руслу, образуется аккумулятивная форма — коса, которая отделяет от русла заводь, часто наблюдаемую в низовьях пойменных массивов.

  Наносы, принесенные потоком на пойму, аккумулируются на ее поверхности. Наиболее интенсивная  аккумуляция происходит на участке, прилегающем к руслу реки, так как скорость переходящих из русла в пойму струй потока здесь резко уменьшается из-за уменьшения глубины и увеличения шероховатости дна. В дальнейшем скорости потока становятся почти постоянными, интенсивность аккумуляции в центральной части пойменного массива убывает и крупность осевших наносов уменьшается. К тыловой части поймы поток доносит лишь мелкие (илистые и глинистые) частицы. Различие в интенсивности аккумуляции и размерах оседающих частиц приводит к тому, что наиболее повышенной оказывается та часть поймы, которая примыкает к руслу. После спада половодья здесь нередко можно встретить скопление свежеотложенных крупных наносов мощностью от нескольких сантиметров до нескольких дециметров. Повторение процесса приводит к образованию в этой части поймы прируслового вала, в ряде случаев довольно четко выраженного в рельефе.

  От  прируслового вала поверхность поймы  слегка понижается к центру пойменного массива, характеризующегося сглаженным рельефом. Наиболее пониженным оказывается участок поймы, примыкающий к коренному берегу реки или к уступу надпойменной террасы. Низкое положение в рельефе и тяжелый механический состав отложений этой части поймы способствуют заболачиванию. В соответствии с часто наблюдаемыми различиями высот отдельных участков поймы и характером слагающих их осадков пойму принято разделять на три части: прирусловую, центральную и притеррасную (см. рис. 83).

  Кроме описанных форм рельефа, возникающих  в процессе формирования поймы (прирусловые  валы, старицы, гривы и др.), поверхность поймы может быть осложнена комплексом форм рельефа, связанных как с деятельностью реки, так и с деятельностью других экзогенных агентов. Например, после ледохода на реках при высоких уровнях воды поверхность поймы может оказаться прорезанной глубокими бороздами, выпаханными льдинами, а местами покрытой крупными камнями-одинцами, вытаявшими из льдин. На реках, прирусловые валы и прирусловые отмели которых сложены хорошо отсортированным песком и не закреплены

192

растительностью, большое влияние на формирование мезорельефа поймы оказывает ветер. В период летней, а иногда и зимней межени на пойме из песчаных отложений валов и отмелей формируются дюны, высота которых может достигать нескольких метров, иногда 15—20 м. В результате перемещения дюн в глубь поймы и возникновения на месте прирусловых валов и отмелей новых дюн образуются целые системы эоловых гряд, резкость и очертания которых постепенно сглаживаются в направлении от прирусловой к центральной пойме. Наиболее высокие дюны в половодье выступают над водой в виде хаотически расположенных островов.