Ежова А.В. Литология

Подождите немного. Документ загружается.

181

точно близки к исходной материн-

ской породе. Верхние части, осо-

бенно при интенсивном химическом

выветривании, по этим показателям

резко отличаются от исходных по-

род и сложены, главным образом,

глинистыми минералами (рис. 107).

Минералогический и химиче-

ский состав, мощность элювия зависят

от климата, тектонического режима и

рельефа. Наиболее глубокое выветри-

вание происходит в тропическом кли-

мате при стабильном тектоническом

режиме в условиях приподнятого, но

без крутых обрывов, рельефа.

Таким образом, наличие иско-

паемой коры выветривания указыва-

ет на континентальную обстановку

осадконакопления

, а ее детальное

изучение позволяет реконструиро-

вать климат, тектонические условия,

рельеф и основные происходившие геохимические процессы.

4.2.2. Коллювиальная и делювиальная фации

Коллювиальные и делювиальные отложения формируются у под-

ножия возвышенностей и на их склонах в результате обвалов, ополза-

ния, обрушения, а также перемещения обломочного материала дожде-

выми и талыми водами

(рис. 108). Их образование чаще связано с

областями сухого климата и незначительного развития растительности,

которая укрепляет склоны и предохраняет их от разрушения. Контакт

этих осадков с подстилающими породами резкий, вещественный состав

сходен с залегающими выше по склону породами. При расчлененном

рельефе и крутых склонах формируются грубые брекчии, при пологих –

более тонкие

гравийно-песчаные осадки (рис. 109).

Слоистость и сортировка материала, как правило, отсутствуют

или выражены очень слабо. Обломки, особенно в приподошвенной час-

ти комплекса, совершенно не окатаны, остроугольны. Мощность кол-

лювиальных и делювиальных отложений меняется резко на коротких

расстояниях, на поднятиях они часто полностью выклиниваются.

Рис. 107. Кора выветривания

гранитов зоны тропического

и субтропического климата,

по Р.С. Безбородову, 1989 [3]:

1 − неизмененный гранит;

2 − рыхлый, выветрелый гранит;

3 − структурная каолинитовая глина;

4 − латерит (продукт полного гидро-

лиза с выносом подвижных катионов);

5 − почвенный слой

182

Рис. 108. Современный коллювий (а) и делювий (б):

а − по Б.К. Прошлякову и В.Г. Кузнецову, 1991 [10]; б − Южный Казахстан,

фото Т.Г. Перевертайло

Рис. 109. Коллювиально-делювиальные отложения:

а, б − брекчии; в, г − гравело-песчаники. Зона контакта палеозоя и мезозоя юго-

востока Западной Сибири, авторская коллекция

Ниже даётся детальная характеристика флювиальных фаций, в

основном по работам В.С. Муромцева [36], Г.Ф. Крашенинникова [7] и

др. исследователей с дополнениями автора учебника.

4.2.3. Пролювиальная фация

Песчаные тела, образованные временно действующими водными

потоками (пролювий), встречаются у подножия погребенных поднятий,

древних эрозионных выступов и останцов, а также в палеодолинах.

Временные потоки

образуются при сезонном таянии снегов или в

результате стока обильных атмосферных осадков со склонов гор. Они

несут значительные массы воды и развивают большие скорости, пере-

нося значительное количество продуктов разрушения горных пород.

Эти потоки образуют сравнительно небольшие прямые русла, выпол-

ненные крупными обломками. После окончания сезона дождей скорость

потоков уменьшается, и

русла заполняются плохо отсортированными

гравийно-песчаными осадками (рис. 110).

183

Рис. 110. Горный поток летом (а) и осенью (б). Горный Алтай.

Фото А.В. Осипова

В горах пролювий имеет полосовидное залегание, выполняя до-

лины, и сложен грубозернистыми и совершенно несортированными от-

ложениями, где глыбы, валуны, щебень в беспорядке рассеяны в суг-

линках, образуя долинно-потоковый пролювий.

Рис. 111. Современный пролювий:

а) конус выноса селевого потока в горах Тянь-Шаня. Интернет, сайт

http://www.yandex.ru/ б) Горный Алтай. Фото А.В. Осипова

При выходе потока на равнину он растекается по многим руслам,

скорость течения резко падает и образуется веерообразный в плане ко-

нус выноса (рис. 111). Отдельные конусы выноса сливаются в сплошной

предгорный пролювиальный пояс длиной до нескольких сотен и шири-

ной до 100 км. Мощность пролювия в таких поясах достигает несколько

сотен, а иногда

и тысяч метров.

Строение, генетические признаки и модели фации временных по-

токов (пролювия) показаны в табл. 5.

Таблица 5

Фация временных потоков (пролювиальная)

Генетические признаки Модели

Внутреннее строение Границы

Грануломет-

рия

Слоистость

Органиче-

ские ос-

татки

Подошва,

кровля

Зоны

выкли-

нивания

Форма попе-

речного сече-

ния

Простран-

ственное

размеще-

ние

Седимен-

тологиче-

ская

Электрометри-

ческая

Песчаники

разнозерни-

стые с гра-

вием и галь-

кой, граве-

литы.

Мd>0,25мм.

Размеры зе-

рен умень-

шаются

вверх по

разрезу

Косая однона-

правленная.

Подчеркивает-

ся сменой гра-

нул. состава и

раст. детритом.

Углы наклона

40–20

, в верх-

ней части < 20 °.

Иногда наблю-

дается града-

ционная слои-

стость.

Крупные

обломки

древеси-

ны, ори-

ентиро-

ванные

вдоль по-

тока, в

нижней

части.

Вверху

расти-

тельный

детрит

Подош-

венная и

кровель-

ная линии

песчаного

тела вы-

ражены

резко

Посте-

пенное

выкли-

нивание

к крае-

вым час-

тям

Линзообраз-

новогнутая,

симметричная

и асиммет-

ричная. Ши-

рина десятки

метров, мощ-

ность 2,0–5,0 м

Конусо-

видная,

языкооб-

разная

форма те-

ла площа-

дью сотни

кв.км

Высокая

актив-

ность сре-

ды седи-

ментации

I уровень,

который

иногда

снижается

до II

Аномалия рас-

положена в зоне

отрицательных

отклонений ПС.

пс

− 1,0−0,8.

Вид четырех-

угольника с го-

ризонт. кро-

вельной и по-

дошв. линиями,

вертик. боковой,

осложненной

зубчатостью

или рассеченной

184

185

4.2.4. Аллювиальный комплекс фаций

Русла древних рек, выполненные песчаными и песчано-

галечниковыми образованиями и перекрытые глинистыми отложениями

пойм, представляют собой благоприятное сочетание хорошо

проницаемых и непроницаемых пород, необходимое для формирования

скоплений углеводородов. В связи с этим песчаные тела аллювиального

генезиса представляют большой интерес при поисках залежей нефти и

газа в ловушках

литологического типа.

Осадконакопление в современных реках, как и в их древних ана-

логах, происходило в условиях меняющихся скоростей турбулентного

водного потока, неоднородного русла, меняющегося рельефа. Все это

приводило к сложному распределению участков интенсивного размыва

русла в зоне наибольших скоростей потока (стрежневая зона реки) и

накоплению продуктов размыва в зоне ослабленных течений, где

формировались

русловые отмели.

Распределение осадков в русле связано с тем, что продукты

разрушения, образуемые в зоне размыва, неравномерно разносятся по

дну реки в зависимости от скорости течения, размера и веса обломков.

Наиболее крупные из них, которые река не способна перемещать,

остаются на месте или перемещаются на небольшие расстояния, более

мелкие выносятся

к противоположному берегу поперечным течением и,

по мере ослабления водной струи, оседают. Еще более мелкие

увлекаются потоком вниз по течению реки на большие расстояния, а

глинистые частицы переходят во взвешенное состояние и находятся в

таком состоянии длительное время.

Таким образом, в русле реки происходит размыв и разрушение

одного борта и наращивание

противоположного, куда переносится ос-

новная масса образовавшегося обломочного материала. В результате

этого постоянно действующего процесса русло реки постепенно пере-

мещается в боковом направлении (боковая эрозия), образуя петлеобраз-

ные изгибы-меандры.

Хорошо известно, что каждая речная система, в том числе и реки

далекого прошлого, проходит три этапа своего развития: молодость,

зрелость,

старость (рис. 112).

В период молодости река ведет интенсивное углубление русла и

транспортирует продукты разрушения вниз по течению в зону седимен-

тации. Скорость течения водного потока в этот период наибольшая, а

русло относительно прямое. В русле накапливается лишь незначитель-

ное количество терригенных осадков.

186

В период зрелости река, углу-

бив русло и достигнув профиля рав-

новесия, ведет, главным образом,

размыв его за счет боковой эрозии,

образуя многочисленные изгибы-

меандры. В результате этих изгибов

длина русла возрастает, хотя наклон

его остается прежним. Это приводит

к уменьшению скорости водного по-

тока. Продукты разрушения уже не

могут быть

вынесены в область се-

диментации и начинают отклады-

ваться в пределах русла в виде ру-

словых отмелей, размер которых

постепенно возрастает: идет образо-

вание песчаных тел. В этот период

широкого развития достигают реч-

ные поймы, формирующиеся на ру-

словых отмелях.

Старость реки характеризу-

ется дальнейшим ростом меандр и

увеличением длины

русла: русло-

вые отмели достигают наибольше-

го размера. Течение воды настоль-

ко замедляется, что река на

отдельных своих участках оказыва-

ется неспособной транспортиро-

вать продукты разрушения. Проис-

ходит закупоривание русла, и река

распадается на ряд изолированных

друг от друга водоемов-стариц.

Продукты разрушения заполняют

русловый врез: песчаное тело полностью завершает свое

формирование.

На поверхности образованного песчаного тела начинают откладываться

глинистые осадки речной поймы.

Таким образом, аллювиальные образования всегда состоят из двух

частей. Нижнюю часть составляют преимущественно гравийно-

песчаные осадки русел, в то время как верхнюю − глинистые осадки

пойм. Именно таким двучленным строением аллювиальных отложений

при их многократном повторении объясняется циклическое чередование

в разрезе песчаных и глинистых слоев [2, 7, 20, 33, 36].

Рис. 112. Строение речной

системы [93]

187

Отрезки времени, в течение кото-

рых река проходит все три этапа своего

развития, выделяются под названием ста-

дий. В том случае, если участок земной

коры, где проходит русло реки, начинает

испытывать медленные опускания, то со

временем на пойменных отложениях в

данном участке будут снова откладывать-

ся отложения русла новой, более поздней

стадии той же реки, которая вновь завер-

шится пойменными отложениями. При

этом в результате неоднократного эрози-

онного среза части предыдущих отложе-

ний происходит наложение друг на друга

нескольких неполных последовательно-

стей (рис. 113).

Фации русловых отмелей обу-

словлены изменениями рельефа и клима-

та. Это находит свое отражение в струк-

турно-текстурных особенностях русло-

вых отложений. Слоистость руслового

аллювия характеризуется чередованием

косых серий слойков (рис. 114) [58]. Для

нижних, обычно более грубозернистых

горизонтов аллювия, сложенных галечни-

ком, гравием, крупнозернистым или

среднезернистым песком с плохой сорти-

ровкой, характерна неотчетливая косая

слоистость, иногда выявляющаяся лишь

ориентировкой галек, располагающихся в

песчаном материале параллельно направ-

лению косых слойков, т. е. по направле-

нию течения. Текстура основной толщи

руслового аллювия представляет собой

ряд налегающих друг на друга косослои-

стых серий. Если сила течения велика,

образуются более мощные серии, а если

крупный поток имеет выдержанное на-

правление течения, границы их парал-

лельны или почти параллельны. Более

слабый поток формирует серии слойков

меньшей протяженности и мощности.

- уг оль

- русловый

комплекс

- пойменный

комплекс

Рис. 113. Схема строения

аллювиального цикла, по Г.Ф.

Кр

ашенинников

, 1971

[

]

Рис. 114. Схема смены типов

слоистости в аллювиальной тол-

ще,

по Л.Н. Ботвинкиной, 1965 [58]:

−

стрежневая часть; 2

−

основная

часть русловых отложений (вверху

−

прирусловая отмель); 3

−

пойма;

−

почва (зарастание)

188

В верхних горизонтах русловых отложений, в отложениях приру-

словой отмели косослоистые серии становятся менее протяженными

(приобретают клиновидную форму), чаще появляются серии с резко

различными углами наклона слойков в одной плоскости.

Ещё выше, особенно в отложениях прирусловой отмели, слоистость

часто становится косоволнистой и даже перекрёстной мульдообразной. Для

этой верхней части руслового аллювия характерна слоистость, образуемая

рябью течения: мелкая косая, косоволнистая, волнистая асимметричная

(в большей или меньшей степени смещенная), а также пологоволнистая.

Современные реки по характеру строения русел подразделяются на

три типа: спрямленные, ветвистые (фуркирующие) и извилистые (меанд-

рирующие).

Фация русловых отмелей спрямленных рек. Спрямленные русла обра-

зуются в начальные этапы развития речных систем либо в периоды омолажи-

вания меандрирующих равнинных рек в

связи с понижением базиса эрозии и

выработкой нового, более прямого русла, отвечающего изменившимся палео-

гидродинамическим условиям. Развитие рек спрямленного типа начинается в

узких оврагах или ущельях, где на первых этапах отлагаются лишь русловые

отложения, переходящие на бортах в склоновые коллювиально-делювиальные

отложения (рис. 115). Со временем начинается боковое смещение русла и

подмыв

одного из берегов.

а б

Рис. 115. Современные реки спрямленного типа:

а − Горный Алтай, фото А.В. Осипова; б − Памир [82]

189

Русловые отмели спрямленных рек, располагавшиеся вдоль русла

в шахматном порядке и, как правило, полностью заполнявшие эрозион-

ный врез, имеют ограниченное развитие. Песчаные тела русловых отме-

лей спрямленных рек имеют линзообразно-изогнутое поперечное сече-

ние. Грубозернистый состав осадков, особенно в основании сегментов и

косослоистых серий, свидетельствует о том, что скорости течения реч-

ного потока были повышенными и не способствовали отложению мел-

козернистого обломочного материала в пределах русла.

Таким образом, для рек спрямленного типа характерны повышенные

скорости течения, ограниченное развитие русловых отмелей, сложенных пес-

чано-гравийно-галечниковым материалом и образующих линзообразно-

изогнутые песчаные тела с резко выраженными нижней и верхней границами.

Основная характеристика рек спрямленного типа дана в табл. 6.

Седиментологическая модель этой фации отражает высокую гидроди-

намическую активность среды седиментации в течение всего времени

формирования. Соответственно, электрометрическая модель имеет вид

четырехугольника с α

пс

1,0−0,8. Аналогичную форму (цилиндрическую,

блоковую) имеет кривая ПС для отложений русловых отмелей, образо-

вавшихся в результате эрозионных срезов и последующего осадконако-

пления, установленных Ч.Э.Б. Конибиром [28].

Фация русловых отмелей ветвящихся (фуркирующих) рек. Ветви-

стые реки характерны для горного рельефа (рис. 116). Условия осадко-

накопления в них обусловлены высокими скоростями течения,

перено-

сом преимущественно песчано-галечникового материала, наличием

многочисленных неглубоких сходящихся и расходящихся русел раз-

личных порядков, нечеткими границами пойм.

а) б) в)

Рис. 116. Горные ветвящиеся (фуркирующие) реки:

а, б

−

Памир [82], в

−

Центральный Тянь-Шань [84]

Таблица 6

Фация русловых отмелей спрямленных рек

Генетические признаки Модели

Внутреннее строение Границы

Грануломет-

рия

Слоистость

Органиче-

ские

остатки

Подошва,

кровля

Зоны

выкли-

нивания

Форма

поперечного

сечения

Простран-

ственное

размещение

Седимен-

тологиче-

ская

Электрометри-

ческая

Песчаники

крупно – и

среднезерни-

стые с грави-

ем и галькой.

Мd>0,25мм

Отсортиро-

ванность

плохая.

> 4

Косая крупная

однонаправ-

ленная, прямо-

линейная, ино-

гда сходящая-

ся. В основа-

нии косых се-

рий − гравий-

ные зерна,

гальки кварца,

кремня, ока-

тыши и об-

ломки глин

Отсутст-

вуют

Нижняя и

верхняя

границы

песчаного

тела рез-

кие. В по-

дошве

следы ин-

тенсивно-

го размы-

ва (конг-

ломераты)

Посте-

пенное

выкли-

нивание

к крае-

вым ча-

стям

Линзовидно-

изогнутая,

асиммет-

ричная.

Ширина

сотни мет-

ров, мощ-

ность в осе-

вой части

до 10 м

Овальные

песчаные

тела, распо-

ложенные в

шахматном

порядке.

Длина −

десятки км

Высокая

гидроди-

намиче-

ская ак-

тивность в

течение

всего вре-

мени фор-

мирова-

ния (I и II

уровни)

Аномалия рас-

положена в зо-

не отриц. от-

клонения ПС.

Вид четырех-

угольника. Кро-

вельная и по-

дошв. линии

горизонт., бок.-

вертикальная

волнистая.

пс

− 1,0−0,8

190