Alluvium ( latinaksi alluviō - "viemäri", "alluvium") - pysyvien vesivirtojen (joet, purot) sementoimattomat kerrostumat, jotka koostuvat eriasteisista ja -kokoisista sirpaleista ( lohkare , kivi , sora , hiekka , savi , savi ). Alluumin granulometrinen ja mineraalikoostumus sekä rakenteelliset ja rakenteelliset ominaisuudet riippuvat joen hydrodynaamisesta kunnosta , huuhtoutuvien kivien luonteesta, kohokuviosta ja valuma-alueesta [1] . Jokien suistot koostuvat kokonaan tulvakerrostumista ja ovat tulvia [ 2] . Alluviaaliesiintymien esiintyminen alueella on merkki alueen mannermaisesta tektonisesta järjestelmästä.
Englantilainen geologi William Buckland tunnisti tulvaesiintymät ensin erilliseksi tyypiksi vuonna 1823 [3] . Venäjän valtakunnassa termiä "alluvium" käytti ensimmäisen kerran kuuluisa maaperägeologi Vasily Dokutšajev vuonna 1878 [4] . Siitä lähtien on säilynyt perinne kutsua kaikkia uusia holoseenin aikakaudella muodostuneita manneresiintymiä tulviksi , vaikka tämä ei ole täysin totta, koska tunnetaan eluviaaliset lössit , proluviaaliset tulvavihkajat , deluviaaliset "viitat" jne.
Tuloksen muodostuminen tapahtuu dynaamisen vesivirran jatkuvan vuorovaikutuksen seurauksena kanavan kanssa : tunkeutumisen (pohja- ja sivueroosio) ja sedimenttien kertymisen aikana . Vesivirtauksen vaikutuksesta kanava muotoutuu jatkuvasti uudelleen, ja siinä on kolmenlaisia muodonmuutoksia:
Johtava tekijä tulvakerrostumien muodostumisessa on vesivirtausten hydrodynamiikka . Veden massa ja virtausnopeus määräävät virtauksen kineettisen energian ja kulkuominaisuudet. Jokien vesivirrat kuljettavat klastista materiaalia riippu- ja vetokuormien muodossa. Suspensiossa kuljetetaan hiukkasia, joiden halkaisija on alle 0,2 mm, suuret hiukkaset vedetään pohjaa pitkin. Menetelmää, jolla karkeaa klastista materiaalia liikutetaan pohjaa pitkin, kutsutaan suolatukseksi - materiaalin rakeiden äkillinen liike kantajaväliaineen vaikutuksesta. Joten pohjavirran nopeudella 0,16 m/s hieno hiekka liikkuu pohjaa pitkin, 0,22 m/s - karkearakeinen hiekka ja nopeudella 1 m/s kuljetetaan pieniä kiviä .
Manner-alluviaaliesiintymät muodostavat joen uoman, tulvatasanteen ja jokilaakson terassit . Alluviumilla on tärkeä rooli useimpien mannermaisten sedimenttimuodostelmien geologiassa.
Jokien tulvakerrostumat muodostuvat ja vaeltavat:
Jokien kuljettaman hienorakeisen klastisen materiaalin määrä (kiinteä valuma) saavuttaa suuret arvot: Mississippin tapauksessa kiinteän valuman vuotuiseksi määräksi arvioidaan 406 miljoonaa tonnia, Huang He -796 miljoonaa tonnia [5 ] , Amu Darya - 94 miljoonaa tonnia; Tonava - 82; Kura - 36; Volga ja Amur - kumpikin 25, Ob ja Lena - kumpikin 15, Dniester - 4,9; Neva - 0,4 miljoonaa tonnia [6] . Näin ollen tulvakerrostumien paksuus sellaisten jokien kuten Mississippi, Niili , Amazon , Kongo , Huang He, Volga jne. suistoissa on satoja ja tuhansia metrejä, ja tilavuus on kymmeniä ja satoja km³ terrigeenista materiaalia. Yleisesti ottaen kaikkien jokien kesäinen kiinteä valuma on noin 17 gigatonnia, mikä on suuruusluokkaa enemmän kuin jäätiköiden tai tuulen kuljettama mantereilta [7] . Lähes 96 % tästä määrästä laskeutuu suistoille ja mannerjalustalle .
Sellaiset tunnetut kvaternaarigeologian tutkijat kuin E. V. Shantser, V. T. Frolov, Yu. P. Kazansky, I. P. Kartashov, V. Lamakin, N. I. Makkaveev ja muut osallistuivat tulvakerrostumien tutkimiseen ja luokitteluun. Yleisesti mantereen tulvakerrostumat luokitellaan syntyperän (vuoristo- ja alankojoet), faciesen (väylä, tulva ja oxbow), muodostumisvaiheiden, tulvakappaleiden muotojen jne. mukaan. On huomattava, että tulvien luokittelu muodostumisvaiheiden mukaan on kehitetty. takaisin vuonna Neuvostoliitossa ns. "neuvostogeologian koulu" ja tulvakerrostumien luokittelu morfologisten muotojen mukaan kehittivät ja käyttivät laajalti Länsi-Euroopan ja Yhdysvaltojen geologit, erityisesti H. Reading [8 ] .
Riippuen joen hydrologisesta järjestelmästä , joka määräytyy ilmaston , tektoniikan ja maan pinnan topografian perusteella, tulvakerrostumat jaetaan kahteen pääasialliseen geneettiseen tyyppiin: vuoristojokien tulviin ja alankomaiden jokien tulviin. Alankomaiden jokien tulva eroaa merkittävästi vuoristoisten jokien tulvista, mikä helpottaa muinaisten tulvakerrostumien erottamista ja paleogeografisten rekonstruktioiden luomista . Erillisiin tyyppeihin kuuluvat kuivan ilmaston tilapäisten (kuivuvien) jokien tulvat ja periglasiaaliset tulvat.
Vuoristojokien tulvaVuoristojoet virtaavat suurella nopeudella, niiden tulvaa edustavat lohkareet ja kivet (kanavaalluvium). Tulva-alluvia puuttuu lähes kokonaan tai sen paksuus on pieni ja levinneisyys on rajallinen. Sitä esiintyy useimmiten laajennetuilla laakson osilla, ja sitä edustavat karkearakeiset hiekat ja hiekkasavi , jotka peittävät väylän kiviä . Cheremoshin tulva -alluvion paksuus Pokuttien Karpaattien sisällä on kuitenkin 30–35 metriä, mikä oletettavasti viittaa jaksoittaiseen muutokseen alueen värähtelevissä neotektonisissa liikkeissä. [9]
Vuoristotulvan paksuus vaihtelee muutamasta metristä useisiin kilometreihin. Vuoristojokien tulvakerrostumille ovat tunnusomaisia seuraavat piirteet [10] :
Tasaville joille on ominaista alhaisempi virtausnopeus, kehittyneempi profiili ja pienempi virtauksen dynaaminen voima, joka ei pysty pitämään ripustuksessa ja kuljettamaan karkeaa mullistavaa materiaalia pitkiä matkoja.
Alankomaiden jokien tulvalle on ominaista muita ominaisuuksia:
Sekä vuoristo- että alankoisten jokien laaksoissa alajuoksussa klastimateriaalin ulottuvuus pienenee vähitellen ja psammiittisedimenttien lajitteluaste kasvaa . Samanaikaisesti hienojakoisten ja lieteisten sedimenttien lajittelu voi huonontua.
Alankomaiden jokien tulva-esiintymät on jaettu facies-ominaisuuksien mukaan kolmeen pääryhmään facies (tai makrofacies) - kanava, tulva ja oxbow [11] . Tämä luokittelu kehitettiin pääasiassa kvaternaarikauden ja osittain neogeenin tulvaesiintymiä varten . Muinaisilla tulvaesiintymillä ( liitu , jura , hiili , devonin kausi ) tulvan jakautuminen väylään ja tulvaan ei aina ole mahdollista, ja usein kasvojen erottelu puuttuu selvästi [12] .
RuslovayaTämä tulvavesien ryhmä koostuu parvioista, saarista ja sylkeistä. Alankoisilla joilla sitä edustaa hyvin lajiteltu hiekkainen materiaali karkealla poikkipeitteellä, jonka päälle matalan veden aikana yleensä peittyy hienompaa materiaalia (lietteen kerrokset ja linssit). Vuoristoväylää edustavat pääasiassa huonosti lajitellut kivit ja eri pyöreät lohkareet hiekka- ja soratäytteellä . Alankoisilla joilla seuraavat faasiat sisältyvät faciesien väyläryhmään:
Tämän faasiaryhmän kerrostumat muodostuvat tulvien ja tulvien aikana. Tulva-alluvium peittää väylän tulvan ohuella (0,5–1 m) peitteellä. Näiden tulvamakrofasioiden kerrostumille on ominaista psammittis-aleuriittisten sedimenttien vähäisempi lajittelu, jossa on ominaista aaltojen ja virran aaltoilujen kerrostumista ja kiemurtelevia tekstuureja. Vallitsevia hiekkasaveja ja savikiviä, joiden välikerrokset ja linssit ovat epätasaista hiekkaa, jossa on puiden ja kasvien jäänteitä. Pääsääntöisesti tulvamakrofasiteet ovat paksuudeltaan pienempiä kuin väylämakrofaciest, vaikka usein tulvaisilla joilla se voi olla päinvastoin. Tultavaalluumissa erotetaan kolme pääfaasiaa sen muodostumisesta riippuen:
Lisäksi tulvamaan makrofasioiden puitteissa erotetaan päällekkäisen tulvan faasiat, sisäiset suistot ja kaivon faasiat.
vanhaTämän makrofaciesin tulvakerrostumat muodostuvat järvissä ja tilapäisissä jokien kanavissa. Ominaisuuksiensa mukaan ne ovat hyvin samanlaisia kuin järven kerrostumat - savet, savi, turve, ja ne esitetään usein linssien muodossa kanavafaciesien joukossa. Suurin osa tulvista koostuu hienorakeisista savisedimenteistä, joissa on selkeä vaakasuora kerros ja tyypillinen suuri määrä hajaantunutta orgaanista ainesta. Merenkaaren tulva-esiintymien osassa on kolme horisonttia eli faasiaa, jotka vastaavat kolmea järvijärven kehitysvaihetta:
Lisäksi peräkärrymakrofasioissa esiintyy toisinaan sekundaaristen tulva-altaiden facieseja, joita edustavat lohkossa ohuiden poikkikerroksisten lieteten ja hiekkasavien vuorotteleminen siltisten sedimenttien välikerroksilla.
Alanko- ja vuoristojokien tulvakerrostumien muodostumiseen vaikuttaa merkittävästi vesistön alueen tektoninen komponentti. Jokilaaksot voivat ylittää kokonaan tai osittain erilaisia geologisia rakenteita - antikliinejä , synkliinejä , grabeneja , kohotettuja tai laskettuja lohkoja jne. Kaikki tämä heijastuu laaksojen morfologiaan ja tulvan rakenteeseen. V. Lamakin [13] ja I. P. Kartashov [14] ehdottivat, että jokilaaksoissa erotettaisiin tulvakertymän dynaamiset vaiheet, jotka vastaavat joen profiilin kehitysvaiheita: instratiiviset, substratiiviset, perstratiiviset ja rakentavat.
InstruktiivinenAlluviaalikerrostumien muodostuminen tapahtuu siinä vaiheessa, kun vuoristojoen kanava leikataan kallioperään. Nämä karkeat kivikerrostumat (lohkareita ja kiviä) muodostavat tilapäisiä kertymiä (linssejä) kanavaan ja niille on ominaista merkityksetön paksuus.
SubstratiivinenAlluumin muodostuminen siirtyessä vuoristojoen viiltovaiheesta tasapainovaiheeseen. Nämä kerrostumat ovat pääsääntöisesti normaalipaksuisia (1–4 m) kanavaalluumin alempia horisontteja, joita joki ei huuhtoudu pois tasapainovaiheessa [15] . Substratiivisen tulvan tunnusomaisia piirteitä ovat lisääntynyt savipitoisuus ja yhdessä joen pohjasta peräisin olevien kivien ja pyöristämättömien kallioperän palasten esiintyminen. Substratiiviset tulvakerrostumat ovat tulvakerrostumien alla, jotka muodostavat tasapainoisten jokien ja terassien tulvatasanteet, jotka ovat tällaisten suvantojen jäänteitä.
PerstratiivinenAlluviaalisten kerrostumien muodostuminen tapahtuu jokilaaksoissa, joissa on kehittynyt pitkittäisprofiili. Nämä kerrostumat muodostuvat normaalipaksuisten ylempien tulvahorisonttien pesusta, joka muodostuu siirtyessä viiltovaiheesta tasapainovaiheeseen. Perstraatiivinen tulva lepää substratiivisen (lautta) tulvan päällä, ja sitä edustaa pääsääntöisesti täydellinen joukko tulvafacieseja: väylä, tulva ja jääkaari.
Tämän seurauksena muodostuu rajoitetun paksuinen tulvakerros, jonka arvo on lähellä väylän pohjan ja tulvavesien tason välistä korkeuseroa. Tämän kerroksen alempi, pääosa muodostuu uoman uoman facieseista, jotka muodostuvat hyvin pestyistä poikkiuomahiekasta, joka on kerrostunut muuttuvaan joenuomaan, harvemmin soraa, joka sisältää kiviä pohjassa ja muuttaa vähitellen granulometristä koostumustaan pohjasta kohti. yläosassa suhteellisen karkeasta yhä hienojakoisempaan [16] .
Perstratiivisen tulvan kokonaispaksuus on yleensä 3–6 m.
RakentavaJokilaaksoon muodostuu tulvakertymiä kasautumisvaiheessa. Niille on ominaista korkea savipitoisuus. Nämä esiintymät sijaitsevat perstratiivilla, harvemmin instratiivilla, ja jokilaakson sivuilla ne voivat olla suoraan kallioperän päällä.
Alluviaaliset esiintymät on jaettu kahteen suureen ryhmään - kanavien muotoihin ja kanavien välisen tilan morfologisiin elementteihin.
Sedimentoituminen mutkissa johtuu kahdesta päätekijästä - koveran rannikon eroosion ja sylkien (kerääntyvien kappaleiden muodostuminen mutkisilmukoissa) vuoksi.
Joen poikkileikkauksessa, kaarevissa ja suorissa osissa, havaitaan vesivirran myrskyistä toissijaista kiertoa. Näin ollen karkein tulva rajoittuu koveraan, syvään rannikkoon. Kuperalle rannalle muodostuu väylän läheinen parvi, joka koostuu hyvin lajiteltusta hienojakoisesta hiekasta ja jota rajoittaa tulvan puolelta väylän läheinen aallokko. Kun väylä vetäytyy, uoman nuoremmat osat asettuvat päällekkäin muodostaen sarjan joen rantoja. Joen suorilla osilla mutkien väliin muodostuu matalia halkeamia, väylä on jaettu useaan haaraan, joiden välissä on saaria, joissa tulolle on ominaista hienorakeisuus ja voimakas sivuttaisvaihtelu. Ajan myötä mutkit tulevat yhä selvemmiksi muodostaen laajennuksia ja supistuksia. Samaan aikaan rannikkoosuus on alttiina eroosiolle , ja karille joutuessaan kasvaa matala. Lopuksi kaksi risteystä yhdistetään toisiinsa ja joki katkaistaan , väylä suoristuu, ja entinen mutka muodostaa usein kapean puolikuun muotoisen oxbow-järven, johon muodostuu erityinen tulvafacies, joka koostuu virtaavasta, järvestä. ja suon osia.
Alluvial fansAlluviaalipuhaltimia, joissa kanavavirrat hallitsevat pintaprosesseja, kutsutaan myös "kosteiksi tulvaviuhkaiksi". Tämä nimi ei kuitenkaan ole hyvä, koska varsinaiset jokivihkajat voivat muodostua myös puolikuivaan ympäristöön, jossa esiintyy äkillisiä tulvia. Itse jokipuhaltimet ovat yksi pääasiallisista sedimentaatiopaikoista hieman mutkitteleville joille ja jossain määrin myötävaikuttavat merkittävästi geologisen osan muodostumiseen. Kokoalue on merkittävä - useista kymmenistä metreistä satoihin kilometreihin säteellä. Kaikille niille on ominaista melko tasainen litistyminen ja yleensä pienempi kaltevuus verrattuna puolikuiviin tulvavihkoihin.
Kanavien välisen tilan morfologiset muodot JoenvarsivallitTällaiset tulvakerrostumien muodot ovat itse asiassa harjuja, joiden kaltevuus on väylästä tulvaan päin ja jotka ovat erityisen yleisiä virran syöstämien mutkien koverilla rannoilla. Niitä tulvitaan vain korkeimmilla mahdollisilla tulvatasoilla . Pienemmissä tulvissa ne voivat olla ainoat tulvaton maa-alueet tulva-alueen joukossa. Kun tulvavedet ylittävät rantansa, virtauksen turbulenssi vähenee, mikä aiheuttaa hienorakeisen sedimentin putoamisen. Tällöin väylän lähelle laskeutuu karkeampirakeista hiekkaa ja lietettä ja edelleen tulvatasanteelle hienoa materiaalia.
TulvatasangotTulva-alueella tapahtuva sedimentaatio ja jälkisedimentaariset muutokset riippuvat ilmastosta ja etäisyydestä aktiiviseen kanavaan. Tulva-alue voi olla tulvavesien ja tulvien tulviminen useita kertoja vuodessa. Tulvaveden sedimentaationopeus on melko alhainen johtuen tulvavesien suhteellisen suuresta virtaamasta ja suspendoituneen sedimentin alhaisesta pitoisuudesta tulvamaksimin aikana. Sedimentaatio tapahtuu pääasiassa vesipitoisesta suspensiosta , ja sedimentin raekoko pienenee etäisyyden myötä joenuomasta. Vain merkittävät tulvat pystyvät laskemaan sadetta, jonka paksuus on yli 10-15 cm, ja sitten ei jatkuvana peitteenä, vaan laikkuina. Kasvillisuus auttaa määrittelemään sekä sedimentaatio- että eroosioalueita tulvan pinnalla. Tulvien ja tulvien välisenä aikana tulvan sedimentit kuivuvat, jolloin muodostuu kuivumishalkeamia ja muita tyypillisiä merkkejä suailman altistumisesta.
TerassitMaiseman tärkein elementti monien tulvasedimenttimuodostelmien joukossa ovat terassit. Ne voivat muodostua eroosion paikallisen tai pääpohjan vähenemisen , sedimentaation lakkaamisen tai monimutkaisen selkäreaktion seurauksena alueen ilmasto- ja tektonisten olosuhteiden jyrkän muutoksen seurauksena.
Esiintymien kuuluminen manneralluviaaleihin diagnosoidaan yleensä tyypillisten piirteiden perusteella:
Mikään yllä olevista merkeistä ei kuitenkaan erikseen tarkasteltuna ole tyhjentävä diagnostinen kriteeri, sillä niitä kaikkia löytyy myös merellisistä matalavesi- tai rannikkomerisedimenttimuodostelmista.
Vuoristojokien esiintymät ovat lähes kaikki kvaternaari- ja neogeeniaikaisia .
Alluviaaliesiintymistä tunnetaan ja tunnistetaan luotettavasti mesotsoisen kauden esiintymät, ja vain alankoisten jokien alajuoksujen esiintymät ovat peräisin keskipaleotsoisesta [17] . Yu.P. Kazanskyn mukaan jokiveden liuenneen ja kiinteän valuman koostumuksen jakautumismallit nykyaikaisille joille säilyivät yleensä kiinosoisella, mesozoisella, permikaudella , hiilellä ja myöhäisellä devonilla [18] .
Hydrogeologiassa (pohjaveden etsintä ja tutkimus) kiinnitetään erityistä huomiota tulvakerrostumiin, koska muinaisilla terasseilla ja jokilaaksoissa karkearakeinen tulva (kivistä hiekkaan) on aina kyllästynyt vedellä ja on hyvä juomaveden kerääjä. . Jokien tulvassa on usein timanttien ( Kongo , Sierra Leone ), kullan , monatsiittien , zirkonin ja muiden mineraalien ja mineraalien sijoituksia sekä rakennushiekka-, sora- ja kiviesiintymiä. Näiden tulvakerrostumien muodostumiselle ovat erittäin tärkeitä hydrodynaamiset olosuhteet jokien sedimenttien kulkeutumiselle ja mineraalien vaeltavalle kyvylle. Timantilla ja zirkonilla on suurin siirtymiskyky, kullalla ja platinalla minimi . Väliasemassa niiden välillä on monatsiitti , magnetiitti , scheeliitti , kasiteriitti ja muut. Kulta- ja platinakerrostumat rajoittuvat pääsääntöisesti yksihaaraisten kanavien karkea-klastiseen kanavaalluviumiin, joka muodostuu aktiivisimmassa hydrodynaamisessa ympäristössä.
Muinaisissa sedimenttikerroksissa tulvakerrostumat ovat pääsääntöisesti sementoituneita ja koostuvat kiinteistä klastisista kivistä - konglomeraateista , sorakivistä ja hiekkakivistä , jotka suotuisissa geologisissa olosuhteissa (öljylähteiden esiintyminen muinaisen sedimentaatioaltaan osassa) riittävä kypsyysaste, siirtymien rakenteelliset ja alueelliset ominaisuudet, ei- antikliinisten ansojen olemassaolo/puute jne.) ovat öljyn ja kaasun varastoja. Alankomaiden jokien nykyaikaiset tulvakerrostumat ovat usein ravintoainerikkaita, täällä muodostuu hedelmällistä tulvamaata ( Niilin , Tigris , Eufratin , Po , Indus , Gangesin tulvatasangot ).
Sanakirjat ja tietosanakirjat |
|
---|
Sedimenttikivilajeja | |
---|---|
Sedimentit ja muodostumat | |
Prosessit | |
Muut ehdot | |
Tieteelliset ohjeet | |
Luokka Litologia |