TWO EROSION SYSTEMS IN THE RIVER BASINS OF THE EARTH'S PLAINS AND THEIR MUTUAL TRANSFORMATION (PART I)
| a. p. dedkoV, a.v. gusarov, v.v. mozzherin Summary
The investigations of erosion in various landscape zones of the Earth's plains prove the existence of two basic systems of erosion: the channel and the basin ones. The principle distinctions of these systems show itself in structure of erosion processes and accumulation of their products, in hydrological regime of rivers, in character of dependence of specific suspended sediment yield on river basin area, in structure and thickness of alluvium, in relation between alluvium and slope sediments, in dynamics of river channels, in some features of river valleys morphology, in degree of preservation of relic landforms in the river basin, in general tendency of relief development (valley partition or planation), in intensity of sediment accumulation within the river channels and the flood-plains, ponds, and reservoir, etc. The present river channel system of erosion is divided into two subsystems: one of humid and semi-humid moderate latitudes and one of humid and semi-humid tropical and equatorial latitudes. The present basin system of erosion is also divided into two subsystems: anthropogenic one and natural (semi-desert, savanna, and sub-arctic zones) one.
УДК 551.435.11
© 2008 г. | А.П. ДЕДКОВ], A.B. ГУСАРОВ, B.B. МОЗЖЕРИН
ДВЕ СИСТЕМЫ ЭРОЗИИ В РЕЧНЫХ БАССЕЙНАХ РАВНИН ЗЕМЛИ И ИХ ВЗАИМНАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ (часть II)1
Введение
Функционирование двух основных систем эрозии в речных бассейнах равнин характерно не только для настоящего времени, но происходило и в геологическом прошлом. Лучше всего результаты деятельности обеих систем в четвертичном периоде изучены на востоке Восточно-Европейской, или Русской, равнины в Среднем Поволжье. Хорошая геологическая изученность региона, детальный анализ истории его развития с климато-геоморфологических позиций, личные исследования авторов создают возможности для детальных реконструкций по рассматриваемой теме [1, 2]. В то же время имеются все основания полагать, что в основных своих чертах выявленные закономерности справедливы для равнинных областей всей внеледниковой части умеренного пояса Евразии.
Главным фактором, определяющим функционирование той или иной системы эрозии, является климат, влияющий через сопутствующий ландшафт на характер, структуру и интенсивность эрозионно-аккумулятивных процессов.
Плейстоценовые системы эрозии
Русловая система эрозии. Сомкнутый растительный покров лесных, лесостепных и степных ландшафтов умеренного пояса, в той или иной мере близких к современным, на территории Среднего Поволжья был характерен для теплых гумидных эпох. Такой климат и такие ландшафты в этом регионе неоднократно устанавливались в течение всего плейстоцена: в раннем эоплейстоцене, раннем неоплейстоцене, а также в межледниковьях среднего и позднего неоплейстоцена. Подобная климато-ландшафт-
1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 05-05-65001).
ная обстановка восстанавливается во всех случаях литологнческими и геоморфологическими данными и подтверждается результатами спорово-пыльцевых анализов. Развитие на поверхности речного бассейна сплошной растительности резко снижает любые проявления эрозии на междуречных пространствах и переносит максимум эрозионной деятельности в русло реки и на ее берега [3-5] - восстанавливается русловая система эрозии.
Для большинства речных террас всего внеледникового востока Русской равнины характерно отмечавшееся многими исследователями [6-10 и др.] двучленное их строение. Нижние аллювиальные свиты соответствуют фазам преимущественного врезания рек, а верхние - преимущественной аккумуляции. Анализ обобщенных поперечных профилей долин крупных и средних рек изучаемой территории показывает, что в плейстоцене можно насчитать восемь фаз врезания рек, шесть из которых завершились образованием аккумулятивных речных террас (рис. 1). Последняя девятая фаза приходится на средний - поздний голоцен; она фиксирует современные природные условия региона, в которых происходило формирование поймы. Фазы врезания рек соответствуют эпохам господства русловой системы эрозии. Аллювиальные отложения, сформированные при ее ведущем участии, повсеместно залегают в основании речных террас. Они обладают рядом особенностей, которые объединяют их с современным аллювием пойм, еще не подверженным антропогенным перестройкам.
1. Залегание в эрозионных врезах на размытой поверхности подстилающих пород. Колебания высоты подошвы аллювиальной свиты в поперечном разрезе даже на крупных реках не превышают одного десятка метров. Различия в глубинах разновозрастных врезов обычно не превосходят нескольких десятков метров и корректируются влиянием различных факторов - как неклиматических (эвстатики и тектоники), так и климатических [10, 11]. Так, тенденция ко все более глубокому залеганию подошвы молодых неоплейстоценовых врезов, очевидно, отражает общее неотектоническое поднятие территории [12]. Формирование глубоких предакчагыльского и ве-недского врезов, по всей видимости, происходило при исключительно низком уровне Каспийского водоема (рис. 1) [13].
2. Примерное соответствие уклонов подошвы аллювия и современного ложа речных долин. Их параллельность является отражением сходства ландшафтно-климати-ческой обстановки времени их накопления. Локальные нарушения, очевидно, связаны с более поздними проявлениями неотектонических движений [12, 14].
3. Четкое эрозионное прислонение к склоновым отложениям без взаимного переслаивания и вклинивания (рис. 1) [10, 11]. Такие взаимоотношения свидетельствуют о подчиненной роли склоновых процессов в экзоморфогенезе и высокой стабильности склонов во время господства русловой системы эрозии.
4. Нормальная мощность и соразмерное сочетание русловой и пойменной фаций, типичное для аллювия умеренного пояса [15]. Мощность аллювия определяется разностью между высотой половодья и глубиной плесов и зависит лишь от крупности реки. Для крупных рек региона - Волги и Камы - суммарная мощность аллювия достигает 30-40 м (рис. 2), у малых и средних рек - метры и первые десятки метров соответственно. Пользуясь терминологией В.В. Ламакина [16], можно сказать, что в аллювиальной толще обнаруживается перстративный тип строения аллювия. Состав аллювия отражает литологию пород, слагающих русло реки и ее борта.
5. Значительная крупность и отсортированность аллювиального материала [17, 18]. Русловые фации крупных и многих средних рек представлены грубообломочным материалом с разно- и крупнозернистым песчаным заполнителем, пойменные фации - в большей степени суглинисты, интенсивно гумифицированы. В аллювии малых рек указанная закономерность часто нарушается [11].
6. Хорошо выраженная косая слоистость в русловых песках. Она отражает исключительно динамичную среду накопления аллювия [15].
7. Отсутствие криогенных текстур. Те же из них, что фиксируются в кровле свит нормального аллювия 11-1У надпойменных террас (нпт), являются эпигенетическими, образованными после накопления пойменных фаций [8-10].
Ландшафт (система эрозии) (Р^Б3) Л(Р1} ЛТ(Б2) лсрх) Т(Б2) Л^) т(б,) лсрх) т(б,) л(рх) л(р!> пткб^ £ лсрх)
Климатическая шкала тепло .режим увлажнения_______ ______ холодно ^ термический режим \ / ——сухо
Сокращение ОГУ Ош <Й 0а 0Ь От о; <2ш ОЕТ
Горизонт голоцен осташковский молого-шекснинский калининский МИКуЛИНСКИИ московский ОД1ШЦОВСКИИ днепровский ЛИХВИНСКШ1 венедский
Звено верхнее среднее нижнее верхнее нижнее
Раздел Голоцен Неоплейстоцен Эоплейстоцен
Надраздел Голоцен Плейстоцен
Система Четвертичная
Рис. 1. Обобщенный поперечный профиль долины Средней Волги (А) и ландшафтно-климатическая схема четвертичного периода внеледникового востока Русской равнины (Б) Генетические типы отложений. Аллювиальные отложения, сформированные при господстве русловой системы эрозии: 1 - русловые фации, 2 - пойменные фации; аллювиальные отложения, сформированные при господстве бассейновой системы эрозии: 3 - перигляциальный аллювий, 4 - семиаридный и семигумидный аллювий; склоновые образования: 5 - делювиально-солифлюкционные, 6 - делювиально-пролювиальные; 7 - морские отложения; 8 - коренные породы; 9 - генетико-возраст-ные индексы; 10 - границы генетико-возрастных подразделений (сплошные линии - установленные, пунктирные линии - предполагаемые). Господствующие ландшафты: Л - лесные, ЛС - лесостепные, С - степные, ЛТ - лесотундровые, Т - тундровые, ПП - полупустынные.
Господствующие системы эрозии: Р - русловая (Р[ - подсистема умеренного пояса), Б - бассейновая (Б[ - семиаридный вариант, Б-, - субарктический вариант, Б3 - антропогенная подсистема).
Флуктуации термической кривой и кривой увлажнения на климатической шкале даны в условной соразмерности
Мощность, м
Рис. 2. Литологическая и фациальная характеристика разрезов IV (А) и II (Б) надпойменных террас крупных и средних рек Среднего Поволжья
1 - почва; пески: 2 - светло-серые и светло-желтые кварцевые косослоистые, 3 - серые и коричнево-серые по-лимиктовые, 4 - серые с кремнистой галькой горизонтально или неясно слоистые; 5 - суглинки темно-бурые плотные песчаные; 6 - суглинки и глины серые криотурбированные; 7 - криотурбации; 8 - псевдоморфозы ледяных клиньев; 9 - номера слоев; 10 - аллювиальные свиты и фации (I - русловая фация "нормального" гумид-ного аллювия, II - пойменная фация "нормального" гумидного аллювия, III - перигляциальный аллювий)
Примечательно, что в эпохи господства русловой системы эрозии склоны речных долин и водоразделы представляли собой устойчивое образование, в пределах которых хорошо сохранялись геоморфологические реликты - формы рельефа, образованные в прошлые геологические эпохи [19]. Даже массовые смещения грунтов, именуемые крипом, распространялись на небольшую глубину, имели малые скорости и поэтому не играли большой геоморфологической роли [20]. Процессы морфо- и литогенеза были сконцентрированы в днищах речных долин. Рельефообразование сводилось большей
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.