Тихоненко Д.Г. Геологія з основами мінералогії

Подождите немного. Документ загружается.

тись молоді ярки в межах давніх, накопичуватись молоді відклади в

конусах виносу (див. рис. 2.10). Подекуди в лісостеповій і степовій

зонах спостерігаються яркоподібні форми з розширеним дном і по-

логими схилами, які вкриті шаром делювію, іноді рослинністю. Такі

форми називають

балками

Тимчасові гірські потоки

розвиваються дещо відмінно від ярків.

Їх верхів’я розташовані у верхній частині гірських схилів і є систе-

мою водориїв та промивин, що зливаються і разом утворюють водо-

збірний басейн. Нижче по схилу вода рухається в єдиному руслі.

Цю ділянку гірського потоку називають

каналом стоку

. В період

великих дощів та інтенсивного танення снігу тимчасові гірські по-

токи рухаються з великою швидкістю і захоплюють значну кіль-

кість різного уламкового матеріалу, який інтенсифікує ерозійну

діяльність. Швидкість їх досягає 6 – 7 м/с, а щільність — 1,8 г/см

Кількість великих уламків може становити 12 – 15 % маси потоку.

Потоки виносять у долину і передгір’я багато уламкового матеріа-

лу, який у вигляді конусів виносу відкладається на освоєних діля-

нках ґрунту. Основними умовами для розвитку таких потоків вва-

жають:

³ наявність пухких продуктів вивітрювання (елювій) на водо-

зборі долин;

³ стрімке падіння долини;

³ зливи, інтенсивне танення снігу і льоду, які раптово дають ве-

ликі потоки води;

³ незначний рослинний покрив.

При виході на передгірну рівнину швидкість гірських потоків

зменшується, вони розгалужуються на численні рукави, внаслідок

чого весь принесений уламковий матеріал відкладається. Так утво-

рюється

конус виносу тимчасового гірського потоку

у вигляді півко-

ла, поверхня якого на-

хилена від гірського

схилу в бік передгірної

рівнини (рис. 2.11). У

конусах виносу тимча-

сових гірських потоків

подекуди спостеріга-

ється диференціація

принесеного матеріалу

та зональність його

розміщення. У віднос-

но стрімкій вершинній

частині конуса зали-

шається більший улам-

ковий матеріал, далі

Рис. 2.11. Канал стоку та конус виносу

тимчасового гірського потоку

він змінюється вниз по схилу пісками, супісками, а в крайовій час-

тині — дрібними пилуватими лесоподібними відкладами. Однак

така послідовність відкладів у конусах виносу часто порушується,

що пов’язано з різними за величиною тимчасовими потоками та рі-

вномірністю матеріалу, який переноситься. Тому у вертикальному

розрізі відкладів конусів виносу подекуди спостерігається переша-

рування дрібного й великого уламкового несортованого слабко обко-

ченого матеріалу. Відклади конусів виносу тимчасових гірських по-

токів вперше виділив в особливий генетичний тип континенталь-

них відкладів і назвав

пролювієм

(від лат. proluo — промиваю)

О.П. Павлов. Конуси виносу, зливаючись один з одним, утворюють

широкі підгірні хвилясті шлейфи.

Рис. 2.12. Схема (

) та поздовжній профіль (

) сухої дельти:

— галька;

— піски, супіски;

— суглинки;

— такирні засолені глини;

— вкли-

нювання і випаровування ґрунтової води; 6 — ґрунтовий потік;

— такири, солонча-

ки, соленосні глини

В аридних областях чимало постійних водних потоків, які стіка-

ють із гір, розливаються на пустельних передгірних рівнинах і

утворюють значні за протяжністю конуси виносу — «сухі дельти», в

яких спостерігається поступова зміна великоуламкового матеріалу у

вершинній зоні піщаним та супіщано-суглинковим нижче (рис.

2.12). У фронтальній або периферійній частині, де періодично трап-

ляються розливи повеневої води таких річок, утворюються тимчасо-

ві водойми, накопичуються осади застійно-водного типу, озерні оса-

ди, наземні болотно-солончакові тощо.

У деяких гірських долинах періодично виникають потужні гря-

зекам’яні потоки, які стікають із великою швидкістю і мають вели-

чезну руйнівну силу. Вони містять до 70 – 80 % уламкового матеріа-

лу загального їх об’єму. Грязекам’яні потоки, які формуються під

час швидкого танення снігу та льоду або під час великих злив, у

Середній Азії і на Кавказі називають

селями

, в Альпах —

мурами

Нерідко вони мають катастрофічно руйнівний характер.

2.3.4. Геологічна діяльність річок

Річки.

Річкою

називають видовжений водний потік, який руха-

ється у напрямку нахилу поверхні в проробленому ним заглиблен-

ні. Річки зі своїми притоками утворюють річкову систему — мережу.

Діяльність річок — складний і суперечливий процес, зумовлений

взаємодією внутрішніх (обертання Землі, коливальні рухи) та зов-

нішніх причин (клімат).

Сумарний стік річок світу становить 37 000 км

/рік, річок СНД —

4714 км

/рік, води в руслах останніх міститься 2120 км

Україна має досить густу річкову мережу. На 1 км

її території

припадає 0,25 км річок. Річок завдовжки понад 10 км тут майже

4000, понад 100 км — близько 120, великих річок (понад 500 км) —

8 (табл. 2.1). Територією України течуть такі великі ріки, як Дніпро,

Дністер, Південний Буг, Сіверський Донець, Дунай. Ці відтворюва-

ні ресурси води є основою питного водопостачання і зрошувального

землеробства всього населення.

Майже всі річки України належать до Азово-Чорноморського ба-

сейну. Лише Західний Буг і Сян, що на заході країни, прямують до

Балтійського моря.

Типи режиму річок. У класифікації річок як правило враховують

джерела їх живлення та сезонний розподіл стоку. У зв’язку з цим

розрізняють п’ять типів живлення: 1) снігове (Волга, Дніпро);

2) льодовикове, яке трапляється в пустелях (Амудар’я, Тарим), об-

межених високими горами; повінь тут збігається з часом танення

снігу в горах (влітку, восени); 3) дощове; 4) змішане — російський

тип із весняним водопіллям, особливо сильним у безлісих місцях, та

альпійський тип — живлення з високих гір із водопілля восени, а

частіше влітку внаслідок танення снігу в горах; 5) підземне (окремі

ділянки р. Неман).

Таблиця 2.1.

Найбільші річки України

Довжина, км

Назва річки Місце впадання

зага-

льна

у межах

України

Площа

басейну,

тис. км

Дніпро Чорне море 2 201 981 504,0

Південний Буг Чорне море 806 63,7

Псел Дніпро 717 22,8

Дністер Чорне море 1 362 705 72,1

Сіверський Донець Дон 1 053 672 98,9

Горинь Прип’ять 659 22,7

Десна Дніпро 1 130 591 88,9

Інгулець Дніпро 549 14,9

Ворскла Дніпро 464 14,7

Случ Ірпінь 451 13,8

Стир Прип’ять 494 445 13,1

Західний Буг Вісла 831 401 73,5

Тетерів Дніпро 385 15,3

Сула Дніпро 365 19,6

Інгул Південний Буг 354 98,9

Рось Дніпро 346 12,6

Самара Дніпро 320 22,6

Прут Дунай 967 272 27,5

Тиса Дунай 966 201 153,0

Айдар Сіверський Донець

Сейм Десна 748 250 27,5

Збруч Дністер 244 3,4

Серет Дністер 242

Стрий Дністер 232

Оскіл Сіверський Донець 472 177 14,8

Дунай Чорне море 2 900 174 817,0

У режимі річок виділяють

паводок

— повінь та період низьких

(як правило літніх) вод, який називають

меженню

. У паводок рі-

вень води у річці значно перевищує найнижчий рівень. Напри-

клад, рівень води під час розлиття р. Москва у місті в 1908 р. дося-

гав найвищої позначки — 8,8 м над меженню біля Баб’єгородської

греблі.

Поняття про базис ерозії. Згідно із законами сили тяжіння вода

тече згори вниз, а розмивання починається знизу вгору, від якогось

певного рівня. Потік прокладає собі шлях від гирла до верхів’я, тоб-

то регресивно, тому розмивання йде знизу вгору шляхом задкуючої

(назадньої) ерозії. Горизонтальна поверхня, від якої почалося роз-

мивання і нижче від якої не може відбуватися руйнування, дістала

назву базису ерозії.

Базис ерозії

— це рівень басейну, в який впадає

дана річка. Загальним базисом ерозії річок є поверхня Світового

океану, базисом ерозії Дніпра — рівень води в Чорному морі, Десни

— рівень води в Дніпрі у місці її впадання. Базис ерозії — рівень,

який змінюється з часом під впливом причин геологічного характе-

ру та внаслідок діяльності людини. До причин геологічного харак-

теру належать повільні коливальні рухи земної кори, в результаті

чого під час підіймань окремих ділянок суходолу він підіймається

(розмивання посилюється), під час опускань — опускається (розми-

вання послаблюється).

Атмосферні опади, які випали на суходіл, під впливом сили тя-

жіння повертаються у Світовий океан, оскільки тільки 800 тис. км

поверхні суходолу знаходиться нижче рівня моря, а решта

148,2 млн км

— вище цього рівня. Річки внаслідок гвинтоподібного

руху води в потоці виконують величезну механічну роботу щодо пе-

реміщення матеріалу і дуже змінюють рельєф країни.

Різний матеріал переноситься річками трьома способами: 1) у за-

вислому стані у вигляді каламуті; 2) перекочуванням уламків різно-

го розміру по дну; 3) у розчиненому стані.

Механічну роботу річок поділяють на чотири види: 1) руйнуван-

ня, розмивання, або ерозія; 2) обкочування та шліфування; 3) пере-

несення, або транспортування, матеріалу; 4) відкладання, накопи-

чення матеріалу — акумуляція.

Силу водних потоків річок визначають за формулою

Σ=

де

— жива маса води;

— швидкість течії води.

Отже, розмивання різко посилюється зі збільшенням швидкості

течії води, яка, в свою чергу, зростає за більших кутів нахилу місце-

вості. Тому ерозійна діяльність гірських річок, які течуть із великою

швидкістю, значно перевищує ерозійну діяльність річок у широких

долинах. Однак розмивання буде значнішим і там, де на схилах річ-

кової долини залягають пухкіші і м’якші породи.

Схили Дніпра в нижній частині течії складені пухкими відкла-

дами, а в основі розташовані скельні породи, що обмежує розмиван-

ня на цих ділянках у глибину.

Стік завислих наносів деяких річок (за Г.В.Лопатіним) наведено

нижче:

Річка Стік, млн т/рік Річка Стік, млн т/рік

Ганг і Брахмапутра 1800,0 Терек 25,8

Тигр і Євфрат 1050,0 Волга 25,5

Амудар’я 96,7 Об 13,4

Ніл 69,0 Дон 6,4

Кура 36,0 Дніпро 2,4

Кількість пухкого матеріалу, який переносять такі порівняно не-

великі річки як Кура і Терек, близька до кількості матеріалу, який

переносить Волга, і в багато разів перевищує кількість наносів річок

Обі, Дону, Дніпра. Цей приклад чітко демонструє значення кута

нахилу річок: кут нахилу Тереку майже в 125 разів більший за се-

редній кут нахилу Обі. Площа басейнів річок, їх довжина значення

не мають.

Річкові долини.

Річковою долиною

називають вузьке (порівняно

з довжиною), здебільшого

хвилясте заглиблення в

земній поверхні, яке має

по всій довжині нахил від

верхів’я до гирла. Долини

річок ніколи не пересіка-

ються, а зливаються й

утворюють одну спільну

форму. Їх розміри як у до-

вжину, так і в ширину і

глибину можуть бути до-

сить різними. Походження

Рис. 2.14. Тектонічні типи поздовжніх долин (за

І.С.Щукіним):

а —

синклінальна;

— антиклінальна;

— мо-

ноклінальна;

— закладена впродовж лінії роз-

лому;

— долина-грабен

Рис. 2.13. Залежність ширини

річкової долини від геологічної

будови:

— русло річки і заплава;

—

річкові відклади у формі терас

різного віку;

— корінні породи,

які важко розмиваються;

—

корінні породи, які порівняно

легко розмиваються

річкових долин в основному ерозійне, але іноді в їх виникненні і

розвитку відіграють роль також інші геологічні процеси. Ширина

річкових долин пов’язана з особливостями їх геологічної будови.

Вони звужуються в місцях перетину річкою крихких порід і розши-

рюються (часто до десятків кілометрів) у породах, які розмиваються

(рис. 2.13). Нерідко, особливо в гірських районах, долини річок

прив’язані до ліній тектонічних порушень, які є послабленими ді-

лянками поверхні землі і тому легко розмиваються (рис. 2.14).

Елементами річкової долини є русло річки, заплава, схили, тера-

си, корінні береги.

Руслом

річки називають річище

(ложе), по якому вона по-

стійно тече.

Заплава

—

плоска частина річкової

долини, яка затоплюється

під час повені. Блукаючи,

петляючи дном річкової

долини, русло річки утво-

рює ступені, виступи, які

називають

терасами

Тераси. Будову, меха-

нізм утворення, співвід-

ношення терас, їх форми

та еволюцію вивчає

гео-

морфологія

. Є багато кла-

сифікацій терас. Вони

можуть бути морськими і

річковими. За геологічною

будовою і співвідношен-

ням алювіальної товщі та

висоти виступу річкові

тераси поділяють на три

типи (рис. 2.15):

ерозійні —

мають на

поверхні лише невеликий

шар алювію, або там ви-

ступає вирівняна бічною

ерозією поверхня корінних

порід;

акумулятивні

— на

всю висоту виступу скла-

дені алювієм, основа ви-

ступу знаходиться нижче

рівня води в річці;

Рис. 2.15. Типи річкових терас:

— відповідно ерозійні, або скульптурні,

акумулятивні, цокольні; Р — русло; З — запла-

ва;

III

— надзаплавні тераси;

—

ерозійні цикли.

–

— елементи тераси:

—

уступ;

— крайка;

— терасоподібна ділянка;

—

тиловий шов;

— алювій;

— корінні породи

цокольні

або

змішані

— складаються з цоколя, або основи з

давніших порід, які утворюють нижню частину виступу, та з алю-

вію, який формує верхню частину виступу і поверхню тераси.

Акумулятивні тераси

— це горизонтальні ділянки, відокремлені

одна від одної уступами. Це рештки колишніх днищ річкових до-

лин, які сформувалися за вищого рівня води в річці. Під час опус-

кання базису ерозії або під час підіймання земної поверхні річка

врізається в своє ложе і виробляє в ньому нову долину на нижчому

рівні, а рештки старої долини зберігаються на схилах у вигляді те-

рас. Такий процес може повторюватися неодноразово, внаслідок чо-

го на схилах долин утворюється кілька поверхів терас. Ці утворення

тісно пов’язані зі зміною режиму течії річки, зумовленого причина-

ми геологічного характеру: коливальними (віковими) рухами — пі-

діймання верхів’їв річки, опускання гирлової частини; зміною клі-

мату — материкові зледеніння. Всі ці процеси відбиваються на схи-

лах річок як ступінчасті уступи, їх висота, кількість.

Акумулятивні тераси (заплавна і надзаплавна) значно поширені

вздовж рівнинних річок нашої країни (Дніпро, Десна, Сіверський

Донець та ін.) і мають велике значення для сільського господарства,

оскільки в багатьох випадках характеризуються родючими ґрунтами.

У середній течії Дніпра, в районі Києва, є чотири тераси, біля

Дніпропетровська — шість, а ближче до гирла, під Херсоном, тераси

(крім другої) в рельєфі вже не виявляються. Дуже широкі алювіа-

льні рівнини між Києвом і Прилуками.

Ерозійно-акумулятивні тераси

утворюються внаслідок заповнення

річкової долини, виробленої в корінних породах, алювієм і подальшо-

го розмивання річкою цих відкладів. Таких терас може бути п’ять –

шість і більше. Ерозійно-акумулятивні тераси бувають двох типів:

вкладені і накладені.

Вкладені тераси

фо-

рмуються внаслідок

неодноразового частко-

вого розмивання алю-

вію. При цьому в кож-

ній фазі розмивання

річка може заглиблю-

ватись до корінних по-

рід, а потім знову запо-

внювати алювієм до-

лину, промиту в рані-

ше відкладених поро-

дах (рис. 2.16).

Накладені тераси

різняться від вкладених тим, що під час роз-

мивання алювію річка не досягає корінних порід, тому може виник-

нути кілька ерозійних уступів і на давній алювій «осядуть» молодші

Рис. 2.16. Схема вкладених терас:

— заплавна;

–

— відповідно перша, друга і тре-

тя надзаплавні; 5 — корінні породи

відклади (рис. 2.17).

Ерозійно-акумулятивні

тераси складені мате-

ріалом різної величини

залежно від характеру

річок (гірські, рівнин-

ні), місця утворення

алювію тощо.

Діяльність люди-

ни — будівництво великих гідротехнічних споруд, гребель, водосхо-

вищ, шлюзів дуже змінює режим річок: швидкість їх течії, водність.

Заплави.

Заплава

— це затоплювана під час повені частина до-

лини річки. В поперечному напрямку її поділяють на три частини:

прируслову

— найбільш підвищену частину, яка здіймається

на кілька метрів над меженним рівнем річки;

центральну

— дещо рівнішу, яка займає середню частину і

прилягає до корінного пологого схилу або уступу наступної тераси;

притерасну

— найбільш понижену частину, яка має вигляд

заболоченої улоговини, де трапляються болота, озера, стариці.

Вище затоплюваної заплавної тераси, як правило, розміщені

надзаплавні тераси, які лічать знизу вгору (перша надзаплавна те-

раса, друга надзаплавна тераса і т.д.).

Акумуляція матеріалу. Поряд з ерозією і перенесенням різного

матеріалу відбувається його акумуляція (відкладання). На перших

стадіях розвитку річки, коли переважають процеси ерозії, осілі по-

декуди відклади виявляються нестійкими і зі збільшенням швидко-

сті течії під час повені вони знову захоплюються потоком і перемі-

щуються вниз за течією. В міру вироблення профілю, встановлення

рівноваги і розширення долин утворюються постійні відклади, які

називають

алювіальними

, або

алювієм

. Намивний матеріал, який

відкладається на суходолі проточними водами річок, називають

алювієм

(від лат. alluvio — нанос, намивний). Особливості алювіаль-

них відкладів:

³ чітко виявлена, часто коса шаруватість;

³ переважання пісків різних зернистості і складу, гальки, гра-

вію, супісків, суглинків, рідше глин;

³ швидка і значна мінливість як за площею, так і за потужністю,

численні кишені і лінзи;

³ прісноводна фауна;

³ порівняно невелика потужність — 20 – 60 м;

³ залягання в річкових долинах смугами завширшки в десятки

кілометрів.

У накопиченні алювію і формуванні річкових долин велику роль

відіграють згини річок, які виникають здебільшого внаслідок тур-

Рис. 2.17. Схема накладених молодшої та давньої

терас із (

–

) трьома ерозійними уступами

булентного характеру течії, коли поступальні рухи води поєднують-

ся з поперечною циркуляцією. Проте згини можуть спричинюватись

і різними нерівностями рельєфу. Рухаючись по дузі згину, вода за-

знає дії відцентрової сили і стрижень потоку притискується до ввіг-

нутого берега, де вода опускається вниз, посилено розмиває дно, бор-

ти русла і захоплює уламковий матеріал. Від берега, що підмива-

ється, придонні потоки води спрямовуються до протилежного випу-

клого берега, де починається інтенсивна акумуляція й утворюється

так звана

прируслова відмілина

, яка частково оголяється під час

межені. Це початкова стадія формування алювію (рис. 2.18,

Так крок за кроком берег, що підмивається, стає обривистим і по-

стійно відступає, збільшуючи крутість згину, а на іншому березі по-

ступово наростає прируслова відмілина (див. рис. 2.18,

). Поступове

зміщення ввігнутих берегів, що підмиваються, і нарощування при-

руслових відмілин біля випуклих берегів врешті-решт завершується

утворенням великих

заворотів

(колін), які ще називають

меандрами

(за назвою р. Меандр у Малій Азії). Внаслідок послідовного розвит-

ку річкової долини значно розширюється площа руслових алювіа-

льних відкладів, утворюється низький намитий берег, який залива-

ється тільки під час повені. Така низька ділянка долини, складена

алювієм, є заплавою річки.

Поперечний профіль долини набуває плоскодонної або ящикопо-

дібної форми. Завороти, розвиваючись, набувають крутості, утворю-

ють серію петель, розділених вузькими перешийками (рис. 2.19).

Подекуди такий перешийок проривається і річка на цих ділян-

ках спрямляє своє русло. Осади, які накопичуються поряд з голов-

ним спрямленим руслом біля країв залишеного завороту, заповню-

ють обидва її кінці і вона перетворюється на замкнене озеро. Такі

озера поступово заповнюються осадами, які приносяться під час по-

вені, заростають, можуть перетворитися на болота або сухі знижен-

Рис. 2.18. Стадії формування

прируслової відмілини:

— початкова стадія (план і розріз);

—

розширена прируслова відмілина різного

часу накопичення