УДК 551.435.36 ^ 556.557(—925.11/.16)
© 2014 г.
А.Ш. ХАБИДОВ* , Л.А. ЖИНДАРЕВ**, Е.А. ФЁДОРОВА*, КВ. МАРУСИН*
БЕРЕГОВАЯ ЗОНА КРУПНЫХ ВОДОХРАНИЛИЩ (СТ. 2. СТРОЕНИЕ ОСАДОЧНЫХ ТОЛЩ БЕРЕГОВОЙ ЗОНЫ)1
* Ин-т водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул; iwep@iwep.ru ** Географический ф-т МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва; lzhindarev@yandex.ru
Введение
Ф. Петтиджон [1] определил осадок как продукт источника сноса и обстановки осадконакопления, связав тем самым свойства осадка с геоморфологическими и динамическими (физическими) условиями, в которых происходит его образование. Поэтому, учитывая результаты предшествующих исследований [2-5 и др.] и данные, приведенные в этой части настоящей статьи, мы получаем достаточные основания не только для разделения формируемой в котловине искусственных водоемов среды рельефообразования и осадконакопления на обстановки преимущественно флювиаль-ного и преимущественно волнового морфолитогенеза, перемежаемых обстановками переходного типа, но и для выделения в их границах субобстановок с заметно различными условиями накопления осадков.
Строение осадочных толщ областей преимущественно флювиального морфоли-тогенеза. В части 1 данной статьи [6] мы уже говорили, что еще в ранних работах С.Л. Вендрова было выдвинуто предположение о сходстве основных черт строения речных дельт со строением зоны выклинивания подпора искусственных водоемов. Однако эта идея длительное время не получала дальнейшего развития2, по крайней мере, до проведения нами специальных исследований на Новосибирском водохранилище [7].
В пределах описываемой "дельтовой" области движение воды в активных руслах однонаправленное. В этом смысле они подобны руслам собственно речных систем, где накопление терригенного материала чаще всего связано с миграцией русловых аккумулятивных форм (отмелей, гряд и т.д.) и в значительной мере контролируется сезонной изменчивостью стока реки и переносимого ею рыхлого материала. Поэтому осадкам, слагающим верхнюю часть Новосибирского водохранилища русла активных "дельтовых" проток, свойственна ритмичность строения, отражающая повторяющиеся циклы накопления аллювиального материала. В вертикальном разрезе здесь отмечаются последовательные серии отложений, в основании которых обычно залегают грубослоистые пески, сменяемые выше более тонкими песками с косой слоистостью или слоистостью ряби. Местами такое залегание осадков нарушается появлением совершенно "нелогичных" прослоев тонкозернистого материала с включениями растительных остатков. Во внутренней структуре этих слоев часто отмечаются отчетливые признаки текстур конседиментационных деформаций, что в совокупности с наличием растительных остатков позволяет интерпретировать их как результат поступления продуктов размыва берегов.
1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты № 11-05-00615-а и № 11-05-10046-к) и Федеральной целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы" (проект № 16.515.11.5075).
2 Впрочем, это относится и ко всем другим аспектам проблемы строения осадочных толщ в котловине и береговой зоне водохранилищ, обстоятельное изучение которых начато лишь в последние годы.
Иное строение имеют осадки отмирающих русел, для которых характерно общее утончение материала вверх по разрезу. По-видимому, это обусловлено тем, что в таких протоках поступившие извне наносы перемещаются постепенно ослабевающим течением.
Пространственная локализация процессов, действующих вне главного русла и проток на основной площади областей преимущественно флювиального морфолито-генеза, определяется, как собственно и в дельтах, удаленностью от русел. При этом субаквальные прирусловые фации (например, если они представлены алевритами с прослоями глин и органического вещества) поглощаются более грубыми отложениями прирусловых валов, для которых характерным является развитие ряби течения различных типов и косой слоистости, а также неправильной слойчатости, причина возникновения которой - воздействие корней травянистой растительности.
Центральные и дистальные фации данной области представлены осадками "внут-ридельтовых" озер, заливов и болот. Осадки болот - это обычно илы с линзами тонкослоистых алевритов, приносимых во время наполнения водоема, и довольно высоким значительным содержанием органического вещества. Более грубозернистый материал с характерной горизонтальной слоистостью и знаками ряби образует осадочный комплекс озер, глубина которых редко бывает выше 2-3 м. Донные осадки мелководных заливов имеют близкий гранулометрический состав, но отличаются от озерных характером слоистости. Для них более типично переслаивание тонкого материала более грубым в районах с практически полным отсутствием волновой активности и линзо-видная слоистость в зонах, подверженных воздействию слабого волнения.
Строение осадочных толщ береговой зоны водохранилищ
Строение осадочных толщ зон раздела областей преимущественно флювиального и волнового морфолитогенеза. Фронтальная (или проксимальная) зона области преимущественно флювиального морфолитогенеза на водохранилищах приурочена к мелководьям (по С.Л. Вендрову - это мелководно-осушная зона); большие глубины наблюдаются там, где мелководье пересекают затопленное русло и рукава образующей водоем реки. На этом участке типичные для внутридельтовых районов субобстановки рельефообразования и осадконакопления замещаются субобстановками мелководного водоема, в пределах которых сравнительно грубый материал донных осадков постепенно замещается более тонким. Происходящие изменения одновременно отражаются не только в рельефе, но и в строении осадков, особенно в береговой зоне водохранилища, где в первую очередь начинает проявляться деятельность ветрового волнения.
На том же Новосибирском водохранилище вблизи области преимущественно флювиального морфолитогенеза в строении осадков прослеживается косая слоистость ряби течения, и присутствуют такие признаки деятельности текущих вод, как ребрис-то-желобковые знаки и т.п. Вниз по течению эти отложения замещаются толщами, в которых перемежаются серии осадков флювиального и волнового генезиса. Подобная цикличность, по-видимому, обусловлена сезонной асинхронностью процессов осад-конакопления, которые контролируются деятельностью стоковых течений и ветрового волнения. Однако иногда последовательность слоев нарушается. Причинами таких нарушений, по-видимому, являются или размыв осадков волнового генезиса постоянными течениями при более высокой, чем в предшествующий год (сезон года), интенсивности водообмена, или же срезание флювиальной серии осадков волнами при длиннопериодных колебаниях уровня воды.
Строение осадочных толщ областей преимущественно волнового морфолитогенеза береговых зон наиболее крупных водохранилищ. С учетом характерной величины волновых нагрузок побережья внутренних водоемов обычно относят к типу "побережий низкой энергии" [8]. Если взглянуть под этим углом зрения на водохранилища, то, следуя [9], можно ожидать, что формируемые в их береговой зоне аккумулятивные формы рельефа будут сложены преимущественно тонкозернистым материалом. На самом
\ 1 \ N НПУ ▼
1 § | Средняя часть пляжа Фронтальная часть пляжа 1 Зер шяя >ере! ча "01 о ъпо го ск [ЩС ло Д1 на 30 го Внешняя зона ровного дна 11ч р!
/ _
I 4 3,4 2 1,3 2,3 5 м 6 3,4 2,3 6 5 3,4 6 3,4 4,6 6,7 7,8
п 1 2 2 3 4,5 6 5,7 8 9,10 11 6 7,10 8 8,12 13,14 15
Рис. 1. Обобщенная схема вертикальной дифференциации структур и характера слоистости осадков береговой зоны крупного водохранилища
Гранулометрический состав осадков (I): 1 - гравий и галька; песок: 2 - крупнозернистый, 3 - среднезернис-тый, 4 - мелкозернистый, 5 - разнозернистый; алеврит: 6 - крупный, 7 - мелкий; 8 - пелит (в числителе -преобладающие фракции, в знаменателе - примеси).
Приоритетные типы слоистости (II) песчаных отложений: 1 - тонкая, 2 - косая пляжа, 3 - параллельная, 4 - косая ложбины приурезового подводного вала; без указания литологии: 5 - мульдообразная, 6 - плоскостная косая, 7 - горизонтальная или субгоризонтальная плоская, 8 - пологонаклонная косая, 9 - косая мегарифелей, 10 - мелкая рифельная, 11 - косая клиновидная, 12 - субгоризонтальная параллельная, 13 -грубого переслаивания, 14 - отдельных флазеров и линз, 15 - диагональная с крутым падением слоев
деле это не совсем так: хотя наиболее представительные структуры осадков на многих водохранилищах, действительно, чаще всего отличает сочетание в различных пропорциях частиц с размерностью от 1.0-0.5 мм (крупнозернистый песок) до 0.05-0.001 мм (мелкий алеврит), но, вместе с тем, в осадках пляжа и зоны обрушения ветровых волн здесь встречаются мощные (до 0.5-0.6 м) прослои привнесенного гравийно-галечного материала. Более того, известно, что на берегах крупных искусственных водоемов в волновом потоке переносятся даже крупная галька и мелкие валуны (диаметр около 10 см) [10]. Поэтому всегда следует ожидать накопления грубозернистого материала в тех случаях, когда он присутствует в области питания береговой зоны наносами.
На рис. 1 представлена обобщенная схема, составленная по материалам детального изучения строения осадочных толщ береговой зоны Новосибирского водохранилища [5] и обследования берегов нормального развития других искусственных водоемов волжского, камского, днепровского и ангарского каскадов ГЭС. Здесь подводная прислоненная аккумулятивная терраса, внешняя зона ровного дна, верхняя часть подводного берегового склона, включающая зону подводных песчаных валов (если таковые образуются), приурезовая зона, а также собственно пляж являются субобстановками с заметно различными условиями образования осадков. При этом основное внимание уделялось берегам, сложенным рыхлыми (главным образом, пески) и слабосцементи-рованными (супеси, песчаные и алевритовые суглинки) породами. Рассмотрим данную схему детальнее.
Слоистость осадков пляжей. Толща пляжевых отложений сложена преимущественн
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.