Геоморфология. Основы геоморфологии. Учебное пособие. Щеглов Д.И., Громовик А. Учебное пособие для вузов Воронеж Издательский дом вгу 2017 2 удк 551. 4 Ббк 26. 823 Щ33
 Скачать 5.56 Mb.
|
|
Оползневые склоны.В отличие от рассмотренных выше процессов при оползании происходит перемещение монолитного блока породы. Про- цессы оползания всегда гидрогеологически обусловлены. Они возникают в случае, если водопроницаемые породы подстилаются горизонтом водо- упорных пород, чаще всего глин. Образованию оползней особенно благо- приятствует такое залегание пород, при котором падение кровли водоупор- ных пород совпадает с направлением уклона поверхности. Водоупорный горизонт при этом служит поверхностью скольжения, по которой более или менее значительный блок породы соскальзывает вниз по склону (рис. 34). При оползании порода частично дробится, превращается в бесструктурную массу. Скопления оползневых масс у подножия склонов называют деляпси- ем. Рис. 34. Схема оползневого склона 72 Размеры оползней сильно варьируют. Встречаются громадные ополз- ни, захватывающие сотни тысяч кубических метров породы, и малые, объем которых не превышает нескольких десятков кубометров (рис. 35). Рис. 35. Сошедший гигантский оползень Оползни образуются как в горах (в областях развития слабосцементи- рованных пород), так и на равнинах, где они приурочены к берегам рек, мо- рей, озер. Возникают оползни на крутых склонах, наклон которых равен или превышает 15°. При меньших углах оползни образуются редко. Рис. 36. Схема поперечного профиля оползневого склона Пояснения к рисунку: 1 - первоначальное положение склона; 2 - ненарушенные слои; 3 - оползневой блок; 4 - поверхность скольжения; 5 - площадка оползневой террасы; 6 - стенка срыва оползневого тела; 7 - напорный оползневой вал; 8 - урез реки. 73 Рис. 37. Продольный разрез склона с телом оползня При оползании формируется определенный комплекс форм рельефа: оползневой цирк, ограниченный стенкой срыва оползня (оползневым усту- пом), оползневой блок, характеризующийся в большинстве случаев запро- кинутостью верхней площадки (оползневая терраса) в сторону оползневого склона и крутым уступом, обращенным в сторону реки, моря или озера по направлению движения оползня. В некоторых случаях в результате дефор- мации поверхностных слоев породы движущимся оползневым блоком воз- никает напорный оползневой вал. Морфологические элементы оползня по- казаны на рис. 36 и 37. Для выявления оползневых склонов важное значение имеет изучение морфологии склонов. Свидетелями развития на склоне оползневых процес- сов служат появление «беспорядочного» бугристо-волнистого рельефа на поверхности и в основании склона, наличие террасовидных площадок, за- прокинутых в сторону берега, свежих стенок срыва, замкнутых западин и других форм, чуждых обычному склону реки или берегу моря. Склоны отседания. Склоны отседания по условиям образования близки к блоковым оползням. Они развиваются на крутых склонах (не ме- нее 15°) значительной высоты (рис. 38). 74 Рис. 38. Схема склона отседания (по С.С. Воскресенскому) Пояснения к рисунку: а - рвы отседания; 1 - вертикально трещиноватые прочные породы (базальты, известняки, песчанки и др.); 2 - породы, способные к ластическим деформа- циям (глины, мергели и др.; 3 - щебнисто-суглинистые склоновые отложения Этот процесс широко распространен на Среднесибирском плоского- рье, где отседание развивается особенно интенсивно при залегании траппов на осадочных породах, способных к пластическим деформациям (глины, мергели, алевриты). Пластические деформации пород, подстилающих трап- пы, способствуют образованию в траппах (вблизи уступов речных, морских или озерных склонов) все более расширяющихся и углубляющихся трещин. Рост трещин приводит к отделению и последующему дроблению (в резуль- тате обвала) отделившихся блоков. Объемы блоков колеблются от десятков до тысяч кубических метров. С отседанием связано распространение «рвов отседания» - глубоких (до 20 м) и широких (до 100 м) трещин, параллель- ных склону. Длина рвов отседания исчисляется сотнями метров. В плане они имеют прямолинейные или ломаные очертания. В суглинках с четко выраженной вертикальной отдельностью блоки отседания, часто соскаль- зывая вниз, не опрокидываются, а прислоняются к материнскому склону. Такие формы отседания получили название осовов. Солифлюкционные склоны. На равнинах и в горах с сезонным про- мерзанием поверхностного грунта и особенно в областях с вечной мерзло- той распространенным типом склоновых процессов является солифлюкция (от лат. solum - почва, земля и fluctio - истечение). Она протекает только в 75 так называемом деятельном слое - слое сезонного промерзания и оттаива- ния. Наличие на некоторой глубине водоупора (вечномерзлого или еще не оттаявшей части сезонно-мерзлого слоя) обусловливает сильное увлажне- ние протаявшего слоя или его нижней части за счет содержащегося в нем льда и фильтрации влаги сверху. В результате грунт приобретает жидко- текучую консистенцию (состояние), способность течь тонким слоем. Солифлюкционное течение фунта происходит на склонах разной кру- тизны, начиная с углов наклона 2-3°. Скорость солифлюкционного движе- ния измеряется миллиметрами и даже сантиметрами в секунду. Преобла- дающие скорости изменяются от 3 до 10 м/год. Мощность солифлюкцион- ных потоков невелика и составляет 20-60 см. В нижней части склона, где движение солифлюкционного потока замедляется, мощность медленно те- кущей массы может увеличиваться до 1 м и более. В результате образуются натечные солифлюкционные терраски, язы- ки, гофры, фестоны. Ширина языков-террасок может достигать нескольких десятков метров. В высоких широтах солифлюкция - один из основных по- ставщиков материала в долины рек и временных водотоков (рис. 39). Рис. 39. Схема солифлюкции 76 Медленная солифлюкция - движение массы грунта, обладающего вяз- ко-текучей консистенцией, т.е. способностью растекаться толстым слоем. Возникает медленная солифлюкция в случае, если рыхлые массы, насы- щенные водой, не в состоянии длительное время сохранять уклон поверх- ности. К склонам медленной солифлюкции относится значительная часть склонов в арктических и субарктических районах. В умеренных широтах с гумидным климатом медленная солифлюкция наиболее характерна для нижних, лучше увлажненных частей склонов. Та- ким образом, склоны медленной солифлюкции широко распространены. Процессы медленной солифлюкции могут происходить даже на пологих склонах, крутизна которых всего 3-4°. Скорость движения грунта при медленной солифлюкции зависит от длины, крутизны и характера поверхности склонов, механического состава и мощности рыхлого чехла, наличия или отсутствия подстилающих водо- упорных пород. Преобладающие скорости - от нескольких сантиметров до десятков сантиметров в год. С процессами солифлюкции связаны такие формы рельефа, как со- лифлюкционные валы и гряды, а также делли. Делли - неглубокие (0,25-0,5 м) понижения, расстояние между которыми колеблется от 20 до 60 м. В рельефе они выражены нечетко и часто бывают заметны только благодаря изменению характера растительного покрова. В большинстве случаев делли прямолинейны и в отличие от мелких эрозионных форм не ветвятся, а сле- дуют параллельно друг другу. Возникают они на склонах крутизной от 10 до 25°. Дефлюкционные склоны. Дефлюкция (от лат. defluo - истекаю) - пластичное движение в виде медленного выдавливания слабо увлажненных грунтовых масс под почвенно-растительным покровом. Наблюдается пре- имущественно в областях гумидного климата. Смещение пород протекает со скоростью от 0,2 до 1,0 см/год на склонах крутизной от 8-10°. Дефлюкдия тесно связана с другими склоновыми процессами, в част- ности с крипом (от англ. creep - ползти, сползать), который возникает под влиянием периодического изменения объема грунтовой массы, вызываемо- го колебанием температуры (температурный крип), попеременным про- мерзанием и оттаиванием (мерзлотный, или криогенный, крип), набуханием и усадкой глинистой составной части при увлажнении и высыхании (гигро- генный крип), развитием и отмиранием корней растений. Крип, подобно де- флюкции, вызывается действием силы тяжести. 77 Дефлюкционные склоны обычно характеризуются ровной поверхно- стью и специфических морфологических черт рельефа не имеют. Поэтому задернованные или занятые лесом ровные склоны с первого взгляда могут показаться «мертвыми», неразвивающимися. Если скорость движения превышает указанные выше пределы (что может быть при высокой степени увлажнения поверхностных слоев грунта), дефлюкционное смещение может привести к разрыву дернового покрова. Тогда массы движутся уже не в виде медленно сползающего сплошного слоя, а в виде прерывистого сползания отдельных блоков поверхностного слоя, напоминающего в миниатюре оползневой процесс. Эта разновидность дефлюкции называется децерацией. О существовании децерационного дви- жения можно судить по микроступенчатости на склоне. Дерновый покров оказывается разорванным, и на вертикальных гра- нях ступенек обнажаются почва или залегающие под ней породы. Делювиальные склоны. Склоны, на которых перемещение материала вниз по склону происходит в результате стока дождевых или талых вод в виде тонких переплетающихся струек, густой сетью покрывающих всю по- верхность склонов, называют делювиальными. Энергия таких струек очень мала. Однако и они в состоянии проводить большую работу, смывая мелкие частицы продуктов выветривания и отлагая их у подножия склонов, где формируется особый тип континентальных отложений, называемых делю- виальными, или просто делювием (от лат. deluo - смываю). Делювий чаще всего представлен суглинками или супесями. Однако состав его может ме- няться в широких пределах в зависимости от факторов, обусловливающих делювиальный смыв. Делювий характеризуется отсутствием слоистости или грубой слоистостью, параллельной склону, слабой сортированностью слагающих его частиц, крупность которых, как правило, уменьшается по мере удаления от подошвы склона. Часто делювиальные отложения бывают окрашены в различные оттенки серого цвета. В результате делювиального смыва уничтожается верхний, наиболее плодородный горизонт почвы, ко- торый и придает сероватую окраску отложениям. Делювиальный смыв нано- сит большой вред почвенному покрову. Интенсивность делювиального смыва зависит от ряда факторов: кру- тизны, длины склона и состава слагающих его пород, режима атмосферных осадков, интенсивности весеннего снеготаяния, от микрорельефа и характе- ра поверхности склонов (занят ли склон лугом, пашней или лесом). Следует отметить, что характер растительного покрова (наличие или отсутствие 78 дернины на склоне) более чем любой из перечисленных выше факторов влияет на интенсивность делювиального смыва. В лесу, с хорошо развитой лесной подстилкой, и на поверхностях с плотной травянистой дерниной де- лювиальный смыв гасится полностью, в том числе на крутых склонах. На пашнях же делювиальный смыв идет очень интенсивно даже при очень ма- лых (2-3°) углах наклона. Неправильная распашка склонов, вырубка леса, неумеренный выпас скота резко увеличивают интенсивность склоновой денудации. Равномерный плоскостной смыв может быть лишь на ровных скло- нах. Таких идеальных условий в природе нет. На поверхности склонов все- гда есть неровности, понижения различных размеров. Встречая на своем пути такие понижения, отдельные струйки сливаются, образуют более мощные струи. Эти струи, обладая большей силой, уже используют не только имеющиеся понижения, но и начинают прокладывать свой собст- венный путь, врезаясь в поверхность склона и образуя борозды. Так на склонах начинается процесс размыва - эрозия. Часть борозд с течением времени превращается в промоины, а некоторые из промоин - в овраги. Заканчивая характеристику склоновых процессов, следует отметить, что несмотря на внешнюю неброскость делювиально-солифлюкционным процессам принадлежит главная роль в выполаживании склонов, в форми- ровании таких широко распространенных форм рельефа, как придолинные и прибалочные склоны, делювиально-солифлюкционные шлейфы. Вопросы для самоконтроля: 1. Что относят к склонам? 2. Что понимают под крутизной слона и как склоны делятся по крутизне? 3. Какой формы бывают склоны? 4. Чем отличаются эндогенные склоны от экзогенных? 5. Как классифицируются склоны по характеру перемещения обломочного мате- риала? 6. Что понимают под возрастом склонов? 7. Дайте характеристику осыпным склонам. 8. Дайте характеристику обвальным склонам. 9. Дайте характеристику лавинным склонам. 10. Дайте характеристику оползневым склонам. 11. Дайте характеристику склонам отседания. 12. Дайте характеристику солифлюкционным склонам. 13. Дайте характеристику дефлюкционным склонам. 14. Дайте характеристику делювиальным склонам. 15. Какие склоновые процессы приводят к выполаживанию склонов? 79 7.3 Флювиальные процессы рельефообразования Одним из главных факторов рельефообразования являются поверхно- стные текучие воды. Совокупность геоморфологических процессов, осуществляемых те- кучими водами, получила наименование флювиальных. Описанный в предыдущем разделе делювиальный процесс так же следует относить к флювиальным процессам. Водотоки или русловые потоки производят разрушительную работу - эрозию, перенос материала и его аккумуляцию и создают выработан- ные (эрозионные) и аккумулятивные формы рельефа. Эти две формы рель- ефа теснейшим образом связаны друг с другом, поскольку они взаимообу- словлены. В связи с этим невозможно встретить пространства, представ- ленные исключительно эрозионными или аккумулятивными формами рель- ефа. Можно только различать области преобладающей эрозии и преобла- дающей аккумуляции. Однако на суше эрозионные формы рельефа пользу- ются большим развитием и распространением, чем аккумулятивные. Это обусловлено тем, что значительная часть обломочного материала, перено- симого постоянными и временными водотоками, выносится в моря и океа- ны, откладывается на их дне, образуя толщи морских осадочных пород. Эрозионная работа водотока осуществляется за счет «живой силы», или энергии потока, корразии и химического влияния воды на породы, сла- гающие дно и берега реки. Наибольшее значение имеет энергия потока, которая может быть вы- ражена формулой: где: m - масса воды, V - скорость течения. Масса воды пропорциональна расходу потока, скорость течения вы- ражается формулой Шези: где: с - коэффициент, зависящий от шероховатости русла, R - гидравличе- ский радиус (отношение площади живого сечения водотока к смоченному периметру русла), i - уклон. Таким образом, чем многоводнее поток и круче уклон, тем больше энергия и, следовательно, эродирующая способность потока. Однако поток будет эродировать лишь в том случае, если не вся энергия текучей воды 80 расходуется на перенос твердого материала и на преодоление сопротивле- ния. В противном случае в русле потока будет происходить аккумуляция. В эрозионной работе водотоков различают глубинную (донную) эро- зию, направленную на углубление эрозионной формы, и боковую эрозию, ведущую к ее расширению. В работе любого водотока почти всегда можно обнаружить признаки обоих видов эрозии. Преобладание того или иного вида эрозии накладывает отпечаток на морфологию (форму) долин русловых потоков. Узкие, глубокие и относи- тельно спрямленные долины свидетельствуют об интенсивной глубинной эрозии текущих по ним водотоков. Широкие, плоскодонные долины с при- хотливо извивающимися руслами водотоков говорят о преобладании боко- вой эрозии. Ширина долины водотока зависит от его величины, состава пород, прорезаемых водотоком, уклона местности и др. Углубление русла водото- ка также происходит не беспредельно. Оно ограничивается прежде всего уровнем водного бассейна (озера, моря), куда впадает водоток. Этот уро- вень называется базисом эрозии. Общим базисом эрозии для русловых водотоков является уровень Мирового океана. Наряду с ним различают местные базисы эрозии, которые могут располагаться на любой высоте. Выше базиса эрозии водоток стремится углубить свою долину до тех пор, пока не сформирует профиль, в каждой точке которого энергия потока окажется уравновешенной сопротивлением подстилающих пород размыву, а транспортирующая способность потока окажется выровненной по всей его длине. Такой профиль называется выработанным, или предельным профилем равновесия. Невыработанный продольный профиль потока характеризуется нали- чием водопадов, порогов, быстрин. Водопадом называют место, где ложе потока образует уступ, с которого вода падает вниз. Ряд уступов, образующих серию небольших водопадов, называют катарактами, а небольшие положительные неровности русла - порогами. Участки русла с более крутым падением и более высокими скоро- стями течения называли быстринами. Генезис уступов в продольном профиле потоков может быть различным: либо они связаны с неровностями первичного рельефа, генезис которых также может быть различным; либо с препарировкой стойких пород (в результате глубинной эрозии потока или 81 роста тектонической структуры на его пути), либо с загромождением русла обвальными массами или выносом материала из боковых долин. Среди общих закономерностей работы водотоков следует отметить регрессивную эрозию, в результате которой водотоки, залощившееся на склонах гор или речных долин, имеют тенденцию продвигаться своими вершинами в глубь междуречий. Общая особенность эрозионной работы водотоков - ее избирательный, селективный характер. Вода при выработке русла как бы выявляет наиболее податливые для врезания участки, приспо- сабливаясь к выходам более легко размываемых пород или к тем участкам, где сопротивляемость пород ослаблена тектоническими причинами: к осе- вым зонам складок, к тектоническим трещинам, разломам, зонам дробления пород. Материал, полученный в результате эрозионной работы постоянных водотоков, переносится вниз по течению. Транспортировка его осуществля- ется различными способами: 1) волочением обломков по дну, 2) сальтаци- ей 18 , 3) переносом мелких частиц во взвешенном состоянии, 4) в растворен- ном виде, 5) в виде обломков, вмерзших в лед. Несмотря на слабую минерализацию вод, подавляющее число посто- янных водотоков (рек) переносят миллионы и десятки миллионов тонн рас- творенных веществ. Так, Енисей ежегодно выносит в море 30 млн. т рас- творенных веществ, Волга - 46,5 млн. т и т.д. Взвешенный материал пере- носится реками также в огромном количестве. Тот же Енисей ежегодно вы- носит в море около 12 млн. т взвесей, Нил - 88 млн. т. По данным разных авторов, твердый сток с суши колеблется от 11 до 20 млн. т/год. |