Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Лекции по геоморфологии и четвертичной геологии - файл 1.doc


Лекции по геоморфологии и четвертичной геологии
скачать (480.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc481kb.19.11.2011 09:44скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

  1   2   3   4   5
Реклама MarketGid:
Загрузка...
ЧАСТЬ I. ГЕОМОРФОЛОГИЯ.
Введение.
Геоморфология – наука о рельефе твердой поверхности Земли и его развитии в пространстве и во времени.
Рельеф – совокупность неровностей земной поверхности, разных по очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития. Слагается из положительных форм, образующих возвышенности, и отрицательных, представляющих собой впадины.
Формы рельефа – отдельные трехмерные тела, занимающие определенные объемы земной коры. Они ограничены двухмерными (поверхностными) элементами, или гранями рельефа (склонами, горизонтальными и субгоризонтальными поверхностями). Формы могут быть выпуклыми, или положительными (горы, холмы), и вогнутыми, или отрицательными (котловины, речные долины и т.д.). Положительные и отрицательные формы, закономерно сопрягаясь между собой, образуют типы рельефа. Формы рельефа классифицируются по размеру, морфологии, генезису и возрасту.
Элементы рельефа – это поверхности, линии и точки, сочетания которых создают трехмерные формы (формы рельефа).
Морфолитогенез – сложный процесс одновременного образования экзогенных форм рельефа и рыхлых отложений.
Факторы, непосредственно влияющие на формирование неровностей земной поверхности – ее рельеф, условно могут быть объединены в группу рельефообразующих.

Тема I. Основные рельефообразующие процессы и факторы рельефообразования.
(См. иллюстрации)
^ Характеристика генетических взаимосвязей.
Процессы, влияющие на формирование твердой оболочки Земли по своему положению относительно ее поверхности подразделяются на эндогенные и экзогенные.
Эндогенные процессы протекают в условиях высоких температур и давлений. Гравитационное поле Земли и силы вращения могут влиять на форму планеты, вызывать вертикальные и горизонтальные перемещения фрагментов литосферы разной плотности, процессы диапиризма и т.д.
Для рельефообразования наибольшее значение имеют механические движения литосферы, магматизм и метаморфизм. Один из важнейших результатов - формирование первичных неровностей твердой поверхности Земли - тектонически обусловленных поднятий и впадин.
Экзогенные процессы делятся на 3 группы: выветривание, денудация (снос) и аккумуляция (накопление). Денудация и аккумуляция по эффекту воздействия на рельеф являются нивелирующими.
Воздействие силы тяжести и силы вращения оказывают влияние на ряд экзогенных факторов.
Климат Земли определяет генетические типы экзогенных процессов и, отчасти, интенсивность их воздействия на земную поверхность.
Латеральные изменения климата определяются положением Земли относительно Солнца и образуют планетарную климатическую зональность. Изменения климата с высотой образуют ороклиматическую зональность, которая обусловлена ростом тектонических поднятий и изменением температуры атмосферы с высотой.
Большое рельефообразующее значение имеют изменения климата во времени.
^ Экзогенные факторы.
Под экзогенными факторами понимаются процессы рельефообразования, обусловленные выветриванием, денудацией и аккумуляцией. Они генетически и причинно связаны с эндогенными факторами, приповерхностным гравитационным полем Земли, ее климатом, а также влиянием Солнца и Луны.
Формы рельефа, в образовании которых главная роль принадлежит экзогенным процессам, называются морфоскульптурами.
Выветривание – сочетание процессов разрушения горных пород, слагающих земную поверхность под воздействием внешних оболочек и Солнца. Они подготавливают материал для дальнейших денудации и аккумуляция .
Источники энергии для процессов выветривания –энергия Солнца и физико-химическое воздействие атмосферы и гидросферы.
Климат определяет избирательное развитие основных генетических типов выветривания и влияет на скорость их течения.
Денудация по общему характеру воздействия – процесс снижения земной поверхности. Подразделяется на общую, или плоскостную, и линейную, развивающуюся избирательно.
Аккумуляция – процесс повышения земной поверхности. Может быть региональной и локальной.
Генетические типы денудации и аккумуляции зависят от физико-географической обстановки; возникновение процессов, их скорость и продолжительность полностью соответствуют источникам энергии.
Денудация и аккумуляция протекают только при наличии неровностей земной поверхности и прекращаются при их уничтожении.
В геоморфологическом аспекте эндогенные факторы порождают неровности земной поверхности, экзогенные факторы – нивелируют их. От соотношения эндогенных и экзогенных факторов зависит степень выравнивания.
На поверхности суши, в эпиконтинентальных морях, озерах, реках выделяются две основные обстановки развития экзогенных процессов: субаэральная (наземная) и субаквальная (подводная).

В пределах суши различаются платформенная и орогенная обстановки, характеризующиеся различным развитием экзогенных процессов и коррелятивных им отложений.
В платформенных областях на обширных площадях с однообразными орографическими и климатическими условиями каждый из генетических типов экзогенных процессов получил самостоятельное и наиболее полное развитие.
Для орогенных областей со сложным контрастным рельефом в условиях ороклиматической зональности характерен парагенез генетических типов и их изменчивость в пространстве.
^ Эндогенные факторы.
Под эндогенными рельефообразующими факторами понимаются процесы, обусловленные внутренним развитием литосферы и создающие неровности земной поверхности в условиях приповерхностного гравитационного поля Земли и под воздействием ее движений в пространстве.
Структурные формы, выраженные в рельефе - полигенные образования, т.к. всегда в различной степени искажены экзогеннми процессами.
Источники энергии эндогенных процессов подразделяются на :
Внешние (космические);
Внутренние (земные): 1) потенциальная энергия массы Земли и создаваемого ею гравитационного поля; 2) энергия движения Земли; 3) энергия, выделяемая Землей в процессе развития планетарной материи.
По своему воздействию на земную поверхность эндогенные факторы могут быть подразделены на статические и динамические.
Динамические, или активные, эндогенные факторы - общие и частные движения земной коры. Динамика определяется направлением, скоростью и неравномерностью движений в пространстве и времени.
К основным статическим, или пассивным, эндогенным факторам относятся: литолого-стратиграфические условия и глубина денудационного среза.
Деформация пород – структурная форма (СФ) является как статическим, так и динамическим факторам. Если денудации подвергается неразвивающаяся (мертвая) СФ, то она играет роль пассивного фактора - в рельефе препарируются ее отдельные части. Если СФ живая и выражена в рельефе в результате активного развития складки (блока), то ее рельефообразующее значение - активное, отражающее новейшие движения земной коры.
Выражение в рельефе неразвивающейся СФ определяется различными сочетаниями трех параметров:
1) типом тектонических деформаций;
2) устойчивостью пород, ее слагающих, и последовательностью их чередования;
3) глубиной денудационного среза в современную эпоху.
Морфологическое выражение развивающейся СФ зависит от:
А – статических факторов – глубина денудационного среза, структурные и литолого-стратиграфические условия;
Б – комплекса динамических параметров - тип развивающейся деформации и характеристика ее механических перемещений.
Наиболее распространены мозаичные СФ - поднятия и впадины, включающие отмершие деформации.
Структурные формы при различном характере общих тектонических движений
Мертвые тектонические деформации только в условиях общего поднятия могут кратковременно создавать неровности земной поверхности. Они зависят от устойчивости пород процессам денудации, структурных особенностей и глубины денудационного среза.
Развивающиеся СФ получают выражение в рельефе только при преобладании скорости вертикальных тектонических движений над нивелирующими экзогенными процессами. Большое значение имеет общий характер движений, особенно при несовпадении знаков общих и частных вертикальных перемещений.
^ Статические рельефообразующие факторы.
Глубина денудационного среза, сформировавшегося к современной эпохе в значительной степени определяет структурные и литолого-стратиграфические условия.
Выделяются денудационные срезы 4-х типов:
I – в неуплотненных недислоцированных молодых отложениях (формируются слабохолмистые поверхности водоразделов, ограниченные склонами речных долин);
II – в уплотненных недислоцированных осадочных породах с отдельными бронирующими пластами (рельеф плато и куэст);
III – в уплотненных дислоцированных осадочных породах (возвышенности, тождественные бронированным сводам и крыльям);
IV – в магматических и метаморфических породах фундамента (разнообразные формы скалистых возвышенностей и ущелистых долин).
^ Структурные и литолого-стратиграфические условия.
Особенности строения структуры определяют разнообразие рельефа при неизменяющихся динамических факторах.
Устойчивость пород и мощность толщ. Устойчивые осадочные породы, отпрепарированные процессами селективной денудации, образуют бронирующие поверхности. Они создают формы, тождественные тектоническим деформациям или их отдельным элементам.
Горные сооружения с широким выходом на поверхность пород с примерно равной и значительной устойчивостью образуют крутые монотонные склоны.
При чередовании пластов пород разной устойчивости значительной и равноценной мощности препарируются бронирующие поверхности.
При преобладании толщ неустойчивых пород формируется аструктурный нейтральный рельеф округлых холмов, гряд и межгрядовых долин.
Угол падения. В областях распространения осадочных пород определяет образование денудационных форм, возникающих при избирательном препарированни различно наклоненных бронирующих пластов:
плато – угол наклона бронирующего слоя - 0 - 2о;
куэсты – угол наклона - до 10 – 12о;
гряды (моноклинальные гребни) – угол наклона более 12о;
вогнутые плато и своды образуются, если в ядре складки выходят устойчивые породы.
Угловое несогласие в условиях воздымания и селективной денудации часто представляет границу между типами рельефа различного морфологического.
^ Морфология мертвых складок.
Морфология замка и его соотношение с крыльями. Основными формами рельефа, образущимися в процессе денудации мертвых складок, являются их бронированные элементы: своды – возвышенности или их части – слабо вогнутые или выпуклые плато, и крылья – системы бронированных гряд, разделенных межгрядовыми понижениями.
Наклон осевой поверхности. В зависимости от ее наклона складчатые деформации могут образовывать в рельефе симметричные и асимметричные формы.
Морфология мертвых разрывов. На участках мертвых разрывов образуются слабые зоны, часто разрабатываемые реками. Возвышенности маркируют разрыв не в соответствии со знаком древних движений, а в зависимости от устойчивости пород, слагающих крылья раврыва.
^ ТЕМА II. Геоморфология горных и равнинных стран.

Классификация мегаформ – крупных неровностей земной поверхности – принимается в соответствии с:
1) тектоническим режимом в позднем кайнозое;
2) строением земной коры и литосферы;
3) характером новейшего развития структурных форм в рельефе Земли.
Соответственно могут быть выделены мегаформы I, II и III порядков:
I – гигантские впадины океанов и континентальные поднятия;
II – обширные регионы с различным тектоническим режимом, (на суше - платформенные равнины и области горообразования);
III – основные поднятия и впадины, входящие в строение областей горообразования и платформенных равнин.
^ Континентальные поднятия
К континентальным поднятиям относятся суша, шельфы, их склоны и частично подножия. В их пределах выделяются два тектонических режима: платформенный и орогенный, которым соответствуют мегаструктуры II порядка – платформы и орогены. На платформах развивается рельеф разновысотных равнин различного генезиса, в областях горообразования – горные страны.
^ Платформенные равнины.
Платформенные равнины развиваются на разновозрастных платформах и являются основной мегаформой рельефа континентов
Характерная особенность платформенных равнин – резкое преобладание равнинных пространств над участками с расчлененным рельефом. Амплитуды высот на равнине достигают нескольких сотен метров.
Платформенные равнины в целом и отдельные крупные формы рельефа в их пределах характеризуются преобладанием изометричных очертаний. При этом их границы часто отличаются прямолинейностью. Речные бассейны отличаются большой площадью и сильной разветвленностью. В облике морфоскульптуры проявляется горизонтальная физико-географическая зональность.
Равнины могут развиваться на щитах и плитах с маломощным или мощным чехлом осадочных пород. Они подразделяются на аккумулятивные – с покровом четвертичных отложений, и денудационные – лишенные его. Выделяются также денудационно-аккумулятивные равнины с цоколем дочетвертичных пород.
Внешнее строение платформенных равнин характеризуется выровненностью - следствием стабильности однонаправленных движений и их малых скоростей, проявляющихся на больших территориях.
Аккумулятивные равнины приурочены к впадинам платформ, развивающимся в области абсолютного и относительного прогибания и аккумуляции. По расположению выделяются внутриконтинентальные - преимущественно субаэральные, и окраинно-континентальные – шельфовые (субаквальные).
Шельфовые равнины в основном аккумулятивные. Занимают наиболее низкое положение среди разновысотных равнин континентов. Представляют область устойчивых или преобладающих слабых отрицательных движений.
Низменные аккумулятивные равнины (субаэральные) подразделяются по генезису четвертичного покрова и характеру основных неровностей поверхности. Выделяются моногенные и полиненные равнины.
По устройству поверхности различают равнины горизонтальные и наклонные, разнообразно расчлененные и осложненные эрозионно-аккумулятивными формами. В рельефе аккумулятивных равнин своеобразную роль играют мощности новейших отложений.
Денудационные равнины в основном являются внутриконтинентальными. Развиваются на крупных поднятиях платформ, представлены высокими плато и плоскогорьями.
Вдоль побережья морей и океанов в условиях регрессии, сменившей трансгрессию, возникают окраинно-континентальные поднятые абразионные равнины.
Для рельефа денудационных равнин большое значение имеет геологическое строение. Различная устойчивость пород способствует образованию малых форм рельефа благодаря процессам избирательной денудации. Активно развивающиеся тектонические деформации могут создавать неровности, осложняющие рельеф равнин. При незначительной скорости их роста на участках поднятий формируется динамическая конденудационная поверхность с понижающимся уровнем денудационного среза, во впадинах происходит непрерывное накопление осадков и формирование участков конаккумулятивного выравнивания.
^ Поверхности выравнивания
Равнинные поверхности, возникшие в результате выравнивания первоначально расчлененного рельефа называют поверхностями выравнивания. Поверхности выравнивания развиваются при малых скоростях тектонических движений в условиях их компенсации нивелирующими экзогенными процессами или в обстановке относительного покоя. В зависимости от направленности движений формируются аккумулятивные или денудационные выровненные поверхности. Поверхности выравнивания характерны как для платформенных, так и для складчатых областей.
Исследованиям процессов выравнивания было посвящено множество работ.
I. По представлениям В.Дэвиса, все эпохи горообразования заканчивались снижением активности тектонических движений до их полного прекращения. Это выражается в последовательном направленном изменении облика рельефа. Дэвис выделял циклы, на протяжении которых происходят изменения рельефа в зависимости от эндогенного режима. Каждый цикл делится на стадии. В эрозионном цикле выделяется пять стадий:
1. Детство – начало расчленения общего поднятия горного сооружения, при котором реки используют, главным образом, первичные (тектонические) впадины, водоразделы остаются нерасчлененными.
2. Юность – быстрое развитие эрозии и значительное расчленение рельефа.
3. Зрелость – начало нисходящего развития рельефа - снижение водоразделов, выполаживание склонов и расширение долин.
4. Старость –нисходящее развитие рельефа, расчленение линейных хребтов и превращение их в холмы, подразделяющие широкие плоские долины, где меандрируя, текут реки.
5. Дряхлость – полное выравнивание рельефа.
Предельную равнину, выработанную на складчатом основании области горообразования В.Дэвис назвал пенепленом.
Встречаются незавершенные циклы с нарушениями описанной последовательности. Процесс выравнивания может прерваться на любой стадии (в результате активизации тектонических движений).
Выравнивание Дэвис рассматривал как результат последовательного снижения орогенного рельефа “сверху”.
II. По А.Д.Наумову (1981), пенеплену соответствует рубеж, отделяющий мобильный режим геосинклинального и эпигеосинклинального орогенного развития от относительно стабильного платформенного. Развитие орогена и последующий этап покоя должны были обеспечить глубокий денудационный срез и предельное выравнивание, завершившееся формированием несмещенных химических кор выветривания полного профиля.
С геологических позиций правильнее выделять пенеплены как поверхности раздела, соответствующие переходу от геосинклинального к платформенному режиму, и поверхности выравнивания, возникающие в принципиально иных геологических условиях.
III. В.Пенк дал анализ процесса отступания склонов и формирования “предгорной лестницы” (педиментов), рассматривая этот процесс синхронно с развитием поднятий. Неравномерность воздымания в сочетании с расширением области положительных движений обусловила ступенчатость склонов. Это явление могло происходить при различных соотношениях скоростей воздымания и денудации.
При педипленизации происходит выравнивание “сбоку” в результате параллельного отступания склонов и расширения основания – педиментов.
Педимент - предгорная скалистая равнина, иногда с маломощным покровом в основном флювиальных отложений. Размеры педиментов – до десятков км2. Образуются в различных климатических зонах за счет склоновой денудации и удаления материала процессами плоскостного и ручейкового смыва. Необходимое условие для педипленизации - наличие ранее созданных превышений между сопряженными областями сноса и накопления. Прерывистость тектонических движений в сочетании с изменениями климата может привести к возникновению нескольких уровней педиментов. Педимент объединяется с отступающим склоном, который регрессивно смещаясь, “съедает” вышерасположенный педимент.
В условиях нисходящего развития региона достаточно продолжительный процесс отступания склонов может привести к общему выравниванию – педипленизации.
Педиплен – обширная слабонаклонная равнина, образовавшаяся в результате длительного отступания склонов, расширения и слияния педиментов. Выравнивание происходит в основном за счет боковой планации. Образовавшаяся поверхность является полигенной, преимущественно денудационной. Для формирования педипленов благоприятны условия семиаридного и умеренно гумидного климата, преимущественно холодного и резко континентального. Главное и обязательное условие – длительное отсутствие движений, создающих наклонные поверхности, и постоянное положение базиса денудации, что определяет нисходящее развитие рельефа и выравнивание в любых климатических условиях.
При восходящем развитии рельефа и формировании новых уровней педиментов общего выравнивания не происходит. Область воздымания расширяется.
Итак, выделяется несколько генетических типов поверхностей выравнивания:
1. Пенеплены – региональные поверхности раздела, отражающие переход территории от эпигеосинклинального орогенного режима к платформенному. Время формирования соответствует длительному этапу тектонического покоя, когда происходит полное выравнивание и образование кор химического выветривания полного профиля.
2. Поверхности статического выравнивания (или поверхности конечного выравнивания) – педиплены и др. региональные поверхности, образующиеся в условиях длительного тектонического покоя, конечного выравнивания и полного уничтожения неровностей, обусловленных мертвыми СФ, литолого-стратиграфическими и др. факторами. Могут формироваться неоднократно в условиях платформенного режима.
Механизм разрушения неровностей для I и II типов поверхностей может представлять сочетание различных видов планации при изменении ведущей роли нивелирующих процессов во времени.
3. Поверхности динамического выравнивания – локальные выровненные поверхности, образующиеся при нисходящем развитии рельефа в условиях малых скоростей роста СФ, полностью уничтожаемых экзогенными процессами. В зависимости от направления общих движений формируются денудационные, аккумулятивные или сложные поверхности динамического выравнивания.
^ Области горообразования.
Орогенный процесс в кайнозое развивается в пределах отмирающих геосинклиналей и разновозрастных платформ. Территории, им охваченные, выделяются как области горообразования, или орогенные области. Орогенный режим отличается от платформенного высокой мобильностью и разнонаправленностью движений, от геосинклинального – развитием общего поднятия и его расширением за счет сопредельных впадин.
Наиболее крупные мегаформы областей горообразования – орогенные пояса. По расположению выделяются окринно-континентальные или внутриконтинентальные пояса. В плане пояса имеют линейно вытянутые очертания, в вертикальных сечениях представляют значительное общее поднятие (по сравнению с сопредельными областями платформенных равнин). Внутреннее строение характеризуется увеличением мощности земной коры, вулканизмом, высокой сейсмичностью и значительной скоростью разнонаправленных тектонических движений, быстро сменяющихся вкрест простирания СФ.
Орогенные пояса состоят из горных стран – систем равноценных и сопряженных поднятий (горных сооружений) и предгорных и межгорных впадин. Горные страны различаются по геологическому развитию и особенностям орогенеза. В соответствии с геологической предысторией выделяются различные типы горных стран:
Эпигеосинклинальные горные страны (Альпы, Кавказ, Анды и др.) формируются в конце процесса замыкания геосинклинали или непосредственно после него. Эпигеосинклинальный орогенез характеризуется отмиранием общего прогибания, завершением складчатости с дальнейшим развитием сопряженных систем поднятий и впадин на фоне становления общего поднятия. Активный рост положительных СФ приводит к их преобладанию над отрицательными. В результате происходит сокращение общих и частных прогибов и отмирание впадин как областей прогибания и аккумуляции.
Высокая интенсивность вертикальных движений приводит к морфологическогму становлению общего поднятия в виде эпигеосинклинального горного сооружения. В центральной части сопряженных компенсированных и перекомпенсированных межгорных и предгорных впадин образуются аккумулятивные равнины, обрамленные предгорьями.
В современном рельефе эпигеосинклинальные горные сооружения представлены в основном высокими линейно вытянутыми системами хребтов, часто с альпийским обликом рельефа, в различной степени осложненного вулканическими постройками.
Эпигеосинклинальные горные сооружения имеют блоково-складчатое строение с закономерно изменяющейся складчатостью – линейной в центре поднятия и сундучной - по периферии. В присводовых участках таких горных сооружений денудация часто вскрывает гранитные батолиты. Если на фоне общего поднятия развиваются складчатые деформации, то в рельефе отдельные хребты и их системы представлены антиклиналями, а разделяющие их понижения – синклиналями, осложненными разрывами. В условиях общего развивающегося поднятия происходит препарирование отдельных элементов мертвых складчатых деформаций. Т.о., в облике эпигеосинклинальных горных сооружений большое значение имеют деформации изгибов с различными радиусами кривизны.
Эпиплатформенные горные страны развиваются на разновозрастных платформах в условиях слабого горообразования (Тянь-Шань, Кордильеры). Здесь преобладают породы фундамента. Для хребтов и горных впадин характерна сводово-глыбовая структура (развитие пологих изгибов с крупно- и мелкоблоковым внутренним строением). Поэтому особое значение приобретают разрывы разных рангов. Отдельные хребты или их системы, как правило, соответствуют развивающимся горстообразным СФ, а разделяющие их впадины – грабенам и приразломовым долинам (Вост. Саян, Енисейский кряж). При значительном развитии пород чехла, хребты-поднятия могут представлять полого изогнутые осложненные разрывами складки фундамента, а также складки облекания, маскирующие глыбовую природу поднятия (Юго-Западный Тянь-Шань). В области слабого эпиплатформенного орогенеза встречаются глыбовые горы с горизонтальным залеганием пород.
Облик эпиплатформенных горных стран определяется преимущественно системами развивающихся разрывов, многие из которых - древние, возрожденные в процессе орогенеза. Поэтому простирание поднятий и впадин и общий структурный план наследуются от геосинклинального этапа развития.
Рифтогенные горные страны - основной тип океанских гор. В пределах континентов они представлены в основном пологими сводообразными поднятиями. В начале развития они осложняются многочисленными секущими и согласными разрывами, среди которых широко распространены сбросы, ограничивающие грабенообразные впадины, приуроченные к присводовым участкам и сводам общих поднятий (Восточно-Африканское горное сооружение, Байкальское нагорье).
Т.о., горная страна определенного генетического типа – это территория с общей доорогенной историей и тектоническим режимом, в пределах которой новейший процесс горообразования происходил примерно в одно время. Новейшие СФ и рельеф горной страны имеют общие черты строения, определяющие ее индивидуальный облик.
Главные мегаформы рельефа внутриконтинентальных горных стран.
В условиях полного развития внутриконтинентальные горные страны включают комплекс мегаформ, некоторые из которых могут отсутствовать в редуцированных типах.
В строении горного пояса при его полном развитии вкрест простирания (от платформенных равнин к внутренним регионам) выделяются мегаформы III порядка:
1 - участки платформы, сопредельные с горным сооружением, перекрытые четвертичными молассовидными отложениями в результате возрастающего перекоса поверхности подгорных равнин;
2 - предгорные орогенные впадины;
3 - внешние горные сооружения – часто наклонены к предгорной впадине и имеют с ней общий склон;
4 - межгорная впадина подразделяет внешнее и внутреннее горные сооружения.
Горное сооружение – основная мегаформа горной страны – крупное общее поднятие со сводово-глыбовым строением. В рельефе оно образовано хребтами и их системами, часто подразделенными горными впадинами. Выделяются простые и сложные горные сооружения.
Простые горные сооружения – общие поднятия, не осложненные крупными горными впадинами, выполненными молассами.
Сложные горные сооружения состоят из основных систем хребтов-поднятий, разделенных равноценными горными впадинами, выполненными молассами.
Предгорные впадины развиваются в зоне предгорного приразломового прогиба и характеризуются асимметрией. Их внутренняя часть, примыкающая к передовому горному сооружению - более глубокая и крутосклонная, а внешняя – пологая, она соответствует сопредельному участку платформы, втянутому в орогенный процесс. В рельефе – это низменные равнины, повышающиеся в направлении к горному сооружению.
Зона предгорий - регионы, примыкающие к горному сооружению и втянутые в общее поднятие. Ее образуют дробно расчлененные высокие наклонные денудационные равнины. Предгорья формируются в результате неравномерного поднятия и перекоса и миграции предгорной впадины.
Межгорные впадины разделяют горные сооружения. На протяжении почти всего процесса горообразования являются отрицательной СФ, равноценной горному сооружению. Подобно предгорным, испытали значительное сокращение и членение системами частных поднятий. В отличие от предгорных впадин, межгорные сокращались более равномерно и предгорья окаймляют их со всех сторон. В остаточных частных впадинах происходит осадконакопление, часто в условиях перекомпенсации.
В областях горообразования может быть несколько внутренних горных сооружений и межгорных впадин, однако чаще они включают одно или два горных сооружения. В редуцированных формах предгорные и межгорные впадины по масштабам могут не соответствовать горным сооружениям.
^ Тема III. Экзогенный рельеф континентов .
Тема 1. Склоновые процессы, формы рельефа и отложения.
(См. иллюстрации)

Склоны объединяют днища низменностей с поверхностями возвышенностей любого генезиса. По склонам осуществляется совместное действие процессов склоновой денудации и транзита обломочного материала от водоразделов до днищ долин или другого промежуточного базиса денудации. Главным действующим фактором является сила тяжести, поэтому на склонах преобладают гравитационные процессы: обвалы, оползни, осыпи, перемещение делювиальных и солифлюкционных покровов и др.

^ Генетические типы склонов.
По генетическому признаку склоны подразделяются на эндогенные и экзоненные.
Эндогенные склоны - наклонные поверхности, непосредственно связанные с морфологическим становлением СФ различных порядков. Основные параметры (крутизна, высота, простирание и др.) зависят от типа деформаций и их новейшего развития. Эндогенные склоны моделируются экзогенными процессами.
Эндогенные сложные склоны характеризуются весьма значительной протяженностью и большой высотой (в горных странах высота – до первых км, протяженность – до первых сотен км; на платформах высота может превосходить 1-2 км).
Экзогенные склоны - наклонные поверхности, формирующиеся в результате непосредственного воздействия экзогенных процессов. Они не соответствуют элементам тектонических деформаций, но отдельные параметры (крутизна и др.) косвенно зависят от внутреннего строения и характера общих новейших движений.
Строение полигенных склонов определяется сочетанием эндогенных и экзогенных поверхностей.
Крутизна и ее изменение зависят от соотношения эндогенных (Т) и нивелирующих экзогенных (Д) процессов:
Т>Д – крутизна со временем возрастает;
Т=Д – динамическое равновесие, сохранение общей крутизны;
Т<Д – выполаживание склона.
Форма склонов может быть прямой, выпуклой и вогнутой. В.Дэвис сопоставлял прямой склон с воздыманием и активным развитием глубинной эрозии, а вогнутый считал формой, характерной при снижении скорости положительных вертикальных движений и уменьшении активности эрозионных процессов.
Важной характеристикой склонов является их ступенчатость. Весьма интересна ступенчатость, отражающая направленный импульсивный рост поднятий и впадин – она является общей для крупных регионов и выделяется как региональная (в отличие от локальной, обусловленной местными причинами).
^ Склоны и коррелятивные отложения областей горообразования и платформенных равнин.
Для геоморфологической характеристики склонов и аккумулятивных форм принимается подразделение данное Е.В.Шанцером с дополнениями по Г.С.Золотареву и С.С.Воскресенскому. По генезису, морфологии, внутреннему строению и характеру перемещения обломочного материала выделяются обвально-осыпные, десерпционно-солифлюкционные, делювиальные, оползневые, сложные полигенные типы склонов. Их образование обусловлено сочетанием орографических и климатических условий, которые предопределены новейшим эндогенным развитием рельефа.
На склонах, с крутизной более 35-37о (угол естественного откоса), преобладают обваливание и осыпание. При крутизне менее угла естественного откоса, но более 12-15о развиваются процессы оползания, часто сочетающиеся с делювиальным смывом и массовым движением обломков, покрывающих склон. На пологих (в т.ч. с крутизной 1-2о) склонах происходят делювиальный смыв и массовое движение чехла обломков (дефлюкция, солифлюкция, курумы, “мерзлотный крип” и др.).
I. Обвально-осыпная группа склонов.
Обвально-осыпная группа склонов включает обвальные, осыпные и переходные полигенные типы. Наибольшее развитие обвально-осыпная группа склонов имеет в пределах ущелистых долин глубоко расчлененного горного рельефа. В высоких горных сооружениях условия формирования осложняются местными климатическими условиями.
При крутизне склонов более 35о частица горной породы, отделенная от коренного склона без дополнительного импульса начинает двигаться под действием силы тяжести. При объеме отделившихся блоков более 10 м3, процесс называется обваливанием, при меньшем – осыпанием или камнепадом.
Общими причинами обвальных и осыпных процессов является нарушение целостности склона. Отделение глыб и мелких обломков и движение вниз обвально-осыпных масс могут произойти из-за внезапного или быстрого возрастания веса окраинных и достаточно выветрелых пород.
1. Обвальные склоны, как правило, приурочены к осыпным склонам, поэтому гравитационные отложения образуют полигенную обвально-осыпную толщу.
Подготовка к обвалу охватывает длительное время и состоит, в основном, в формировании крутого склона. Силы сцепления нависшего блока со склоном становятся меньше составляющей силы тяжести, направленной под углом к поверхности склона, и блок обваливается. Силы сцепления обычно бывают ослаблены дополнительными усилиями - непосредственной причиной обвала.
В верхней части обвального склона находится ниша, поверхность которой имеет форму полусферы или ее части. Иногда срыв происходит по плоскости напластования или зоны дробления. Ниже – субгоризонтальная беспорядочно бугристая поверхность, образованная обвальными нагромождениями – аккумулятивная часть обвального склона.
К обвалу приводит отседание склонов. Оно особенно четко наблюдается по краям платообразных междуречий, нижняя часть склонов которых сложена породами, способными к пластичной деформации, а верхняя – прочными вертикально трещиноватыми породами. Необходимая глубина вреза долин - более 150–300 м.
С обвалами связаны природные плотины, состоящие из обвально-осыпных масс, загромождающих дно ущелистых долин. Выше них образуются завальные озера.
Обвалы могут вызывать сели – грязевые и грязе-каменные потоки, катастрофически быстро формирующиеся в речках, внезапно загромождаемых обвальными массами.
2. Осыпные склоны характеризуются гравитационной сортировкой – большие обломки накапливаются на удалении от подножия склонов, т.к. обладают большей энергией, чем мелкие.
Типы осыпных скоплений:
1. Рыхлого сложения - обломки различных размеров с пустотами между ними. Перемещаются в результате несвязного скатывания – осыпания.
2. Плотного сложения – пустоты заполнены мелкоземом. Характерно полусвязное движение материала.
3. Покровы двучленного строения. Характер движения материала дифференцированный – несвязное в верхней части и полусвязное в нижней.
4. Подстилаемые древней мореной, иногда с линзами погребенного льда. На движение влияет пластичное состояние морены; движение сложное: десерпционно-осыпные при сползании и обвально-оползневое при скольжении нижней части.
5. Солифлюкционно-осыпные покровы – формируются в областях распространения вечной мерзлоты в периоды оттаивания и обводнения осыпей на склонах.
По морфологии в пределах обвально-осыпных склонов выделяются площадные и линейные формы накопления обломочного материала:
1. Покровы - формируются на пологонаклонных водоразделах и весьма пологих склонах. Характерно совпадение областей питания и распространения; часто имеют изометричные очертания.
2. Потоки - преобладают на крутых склонах; имеют линейно-вытянутые очертания в виде полос, расширяющихся в пьедестальной части склонов. В вершине потока обычно располагается крутой скалистый участок склона, наряду с субстратом, являющийся источником его питания. Намечается частичная дифференциация областей питания и распространения. По сравнению с покровами, потоки обладают большей подвижностью и лучшей сортировкой материала.
3. Конусы накопления с желобами стока - линейные формы, наиболее характерные для областей, где главными элементами рельефа являются склоны. Области питания, транспорта и накопления четко разделены. Среди конусов выделяются конусы без желоба стока, с экзарационным желобом стока разной степени выраженности (вплоть до древовидных обводненных конусов накопления), конусы с хорошо разработанной нишей отрыва. Слияние конусов создает единый фронт осыпей основания.
Лавины. Различаются каменные и снежно-каменные лавины.
Каменные лавины - следствие крупных обвалов, сопровождающихся оползневыми явлениями. При пересечении водных источников, лавина испытывает обводнение и может перейти в “жидкий” оползень-поток. При поступлении материала в реку возникает сель. Скорость движения каменных лавин 50-100 км/час. Каменные лавины тяготеют к экстрагляциальным районам.
Снежно-каменные лавины образуются при захвате подвижным потоком фирна и снега склоновых обломочных покровов. Количество обломков по отношению к снежным масса не превышает первых процентов.
3. Переходные полигенные склоны наиболее распространены. К ним относятся обвально-осыпные и обвально-оползневые.
II. Оползневая группа склонов
Под оползанием понимается смещение горных пород на склонах, при котором преобладает скольжение по имеющимся или формирующимся поверхностям или системе поверхностей.
Факторы оползнеобразования подразделяются на статические и динамические.
Статические факторы:
А – геологические - особенности, определяющие строение склона;
Б – орографические – крутизна склона, высота, общая форма и др.
Динамические факторы - деформации, испытывающие новейшие и современные движения.
Процессы оползания связаны с подземными водами, которые стимулируют отрыв и соскальзывание массива, изменяя горные породы и их свойства. Атмосферные воды приводят к выветриванию пород, слагающих склон, и питают тело оползня влагой.
Активные экзогенные факторы - процессы, воздействующие на склоны (эрозия, абразия, суффозия и гидродинамическое давление, оказываемое потоком подземных вод на оползневой массив).
Активность экзогенных процессов зависит от новейшего тектонического развития склона, а в сейсмичных районах – от частоты и балльности землетрясений.
Образованию оползней способствует вредная деятельность человека.
Морфология оползневых склонов.
В верхней части оползневого склона размещается стенка отрыва, или надоползневой уступ - крутой, иногда – вертикальный, неровный. В коренном склоне параллельно ему развиваются системы зияющих трещин растяжения. Ниши отрыва имеют различную форму.
В крупных сложных оползнях в большинстве случаев выделяется две части:
- верхняя - структурная, или глыбовая - в ее пределах частично сохраняется первоначальное строение пород. В рельефе глыбы образуют системы массивов, расположеных ступенчато, поверхность ступеней наклонена к стенке отрыва и часто заболочена вдоль контакта отдельных глыб. Глыбовая часть разбита на отдельные блоки;
- нижняя - аструктурная, - представляет сильно перемятые породы с обломками более устойчивых разностей. В ее рельефе выделяются бугры пучения, чередующиеся с часто заболоченными западинками.
Тело оползня лежит на поверхности скольжения (динамическая поверхность). Подошва оползня – выход плоскости скольжения на поверхность у подножия оползневого склона. Тело оползня разбито системой боковых трещин (результат трения тела оползня при перемещени). Внешняя сторона оползневого языка осложнена системой лобовых трещин (связаны с распластованием оползневых масс на поверхности).
Глубина захвата пород оползневым процессом на склоне называется уровнем оползания, который может располагаться выше и ниже сопредельного базиса эрозии. Если уровень оползания лежит выше базиса эрозии, то оползни называются деляпсивными, или соскальзывающими со склона; если ниже – детрузивными, или оползнями выдавливания.
Выделяется несколько генетическох типов оползней:
консистентные– связаны с изменение консистенции пород и переходом глинистых отложений в пластичное и текучее состояние при увлажнении;
суффозионные– образуются в результате разрыхления материала при выносе мелкозема;
суффозионно-консистентные - образуются при сочетании обеих причин.
Деляпсивные и детрузивные оползни могут развиваться независимо в различных участках оползневого склона и последовательно на одном и том же участке.
Группа деляпсивных оползней характеризуется вязким течением, в результате которого формируются сплывы – малые оползневые тела.
Стадии развития оползневого склона: срыв растительности по выветренной части четвертичного покрова; смещение этой выветренной части по уплотненной и всех четвертичных отложений по коренным с последующим разрушением коренных пород, с многократным соскальзыванием оползневых массивов и профилированием в рельефе склона оползневых террас.
В лессовидных толщах, залегающих на скальных породах, при быстром увлажнении образуются оползни-потоки, возникающие в результате сброса вязкотекучих масс; они могут следовать по долинообразным понижениям и при поступлении в реки разбавляются и трансформируются в сели.
Группа детрузивных оползней. В процессе перемещения оползневого массива происходит деформация пород в основании оползневого склона. Подвижность оползня усиливается если он подмывается рекой. При глубоком захвате пород процессом оползания в реке могут возникать острова, сложенные выдавленными массами оползня.
Детрузивные оползни выдавливания могут формироваться при залегании неустойчивых пород под устойчивыми.
На высоких горных склонах сложного внутреннего строения оползни начинают перемещаться по слабым зонам склона, сложенного скальными породами.
Детрузивные оползни возникают при наличии в средней и нижней части склона водоносных мелкозернистых песков-плывунов.
III. Делювиальные склоны.
Делювиальные склоны и коррелятивные им отложения средних широт – это образования, возникшие в результате струйчатого или бороздчатого смыва частиц почвы или грунта с наклонных поверхностей дождевыми и талыми водами и отложения продуктов разрушения в виде плащеобразных покровов делювия. В их формировании наиболее существенное значение имеют:
1) количество и характер осадков,
2) крутизна склона,
3) физико-механические и др. свойства пород, слагающих склон,
4) степень консервации почвы растительным покровом.
Отложившийся материал называется делювием, который слагает делювиальные шлейфы мощностью от 1 до 20 м. Для делювия характерны однородность, вертикальная отдельность, пористость 30-50%, едва заметная слоистость, карбонатность, наличие горизонтов погребенных почв. Накопление делювия на шлейфах – импульсивное. Средняя интенсивность осадконакопления - десятые доли мм/год.
Форма делювиальных склонов близка к тупоугольному треугольнику высотой в первые десятки метров и основанием в сотни метров и первые км. В верхней части мощность делювия незначительна, к основанию она возрастает и вновь утоньшается к периферии. Часто в строении выделяется две части с условной границей между ними:
- нижняя – может обладать неправильной слоистостью, косвенно отражающей строение коренных пород;
- верхняя – обычно представлена супесчаными и суглинистыми разностями, характеризуется монотонным строением и большой однородностью снизу вверх по разрезу. Делювий утратил связь с коренными породами в результате многократного переотложения и перемещения.
Выделяются две климатические обстановки формирования делювиальных склонов:
- гумидная – наиболее благоприятна для образования типичных делювиальных склонов (описаны выше). Их выделяют в подтип делювиальных склонов с преобладающим плоскостным сносом, характерным для пологих поверхностей гумидных регионов;
- семиаридная – отличается сложным процессом смыва, сочетающим плоскостной и полулинейный снос. Снос происходит по системам хорошо разветвленных борозд глубиной 2-10 см, закладывающихся на расстоянии от первых десятков см до первых м. Из борозд в дальнейшем могут развиваться более крупные формы.
В делювиальных шлейфах относительно крутых склонов областей с субаридным климатом Е.В.Шанцер выделял три зоны осадконакопления и коррелятивных им фаций:
- верхняя (привершинная) зона характеризуется спадом скоростей отложения при сохранении турбулентного характера стока. Здесь олагается наиболее грубый материал, выполняющий тупой угол конуса, образованный шовной частью склона и его основанием;
- зона отложений субламинарного потока с неясной слоистостью, обусловленной различным механическим составом и сортировкой (ниже по склону);
-зона устойчивого ламинарного режима (имеет наибольшее распространение) – в ее пределах отлагается наиболее тонкий, пылеватый и глинистый, материал.
IV. Склоны, сформированные массовым перемещением обломочного материала.
Главный процесс формирования склонов - массовое движение чехла обломков.
По консистенции склоновые образования могут быть твердыми, пластичными, текучими. На консистенцию оказывают влияние форма частиц, агрегатное состояние воды, наличие коллоидов в растворах и кристаллизационные связи.
Солифлюкция – это жидко- и вязкотекучее движение увлажненных тонкодисперсных грунтов и почвы на склонах, развивающееся а результате их промерзания, протаивания и действия силы тяжести. Скорости обычно измеряются несколькими см/год.
Солифлюкция свойственна территориям с широким распространением вечной мерзлоты и мерзлых рыхлых пород, которые при замерзании концентрируют в себе влагу. При таянии повышенная влажность мелкозема обеспечивает жидкотекучую консистенцию грунта.
В умеренных широтах происходит медленное вязкотекучее движение грунта, свойственное, главным образом, хорошо увлажненным нижним частям склонов. Этот процесс называется медленной, или закрытой солифлюкцией, т.к. наблюдается в условиях сохранения растительного покрова. В условиях влажных тропиков процесс называется тропической солифлюкцией.
Дефлюкция – медленное смещение грунта при вязкопластических деформациях. Причины движения чаще всего связаны с изменением температуры, влажности, промерзанием-оттаиванием. Скорости измеряются мм/год.
Медленная солифлюкция и дефлюкция объединяются понятием крип.
Десерпция, или сползание – медленное (несколько мм или долей мм/год) движение сухого обломочного материала (песка, дресвы, щебня), не скрепленного растительностью, в результате изменения объема при колебаниях температуры (по С.С.Воскресенскому). Другие авторы понимают под этим термином все разновидности массового гравитационного движения обломочного материала на склонах или считают термин “десерпция” синонимом понятия “крип”.
В ходе развития склонов с медленным смещением чехла обломков происходит срезание подстилающей коренной горной породы. Захват подстилающей породы движущимся чехлом происходит двумя способами: сошлифовыванием поверхности или захватом блоков подстилающих пород.
Солифлюкционные склоны имеют неровную поверхность, осложненную оплывами, натечными буграми и солифлюкционными террасами.
Солифлюкционные склоны в горных условиях тяготеют к перигляциальной зоне.
Десерпционные склоны – это усыпанные щебнем и дресвой “голые” поверхности. Их подвижность зависит от:
1) режеляции – многократного таяния и замерзания и, как следствие, нарушения первоначального строения;
2) условий растительного покрова;
3) длительности периодов таяния и замерзания, которые сопровождаются изменением объема частиц, а также медленным сползанием – дефлюкцией, или крипом.
Режеляция, вымерзание, течение, сползание, пучение и другие явления в комплексе способствуют сортировке материала по крупности и образованию курумов – “потоков” щебенисто-глыбового материала.
В горных условиях развиваются на сравнительно крутых склонах (20, реже до 30о). Источник обломочного материала - продукты разрушения морены. Аккумулятивные формы типа покровов часто приурочены к областям оледенения. Часто встречаются линейные формы, развивающиеся по поверхностям молодых морен в условиях угасающих долинно-каровых и каровых ледников. С разрушением связано образование каменных глетчеров – потоки каменистых и льдисто-каменистых масс, расположенные в верхней части склонов расчлененного горного рельефа; часто залегают на древних моренах, образуя верхний, более каменистый и подвижный слой.

Пространственное распределение склонов различных типов позволяет подразделить их описание для областей горообразования и платформенных равнин.


^ Области горообразования.
При изучении морфологии склонов и форм накопления коллювия в орогенных условиях необходимо учитывать геоморфологическую позицию склонов в горном сооружении, местные климатические условия и факторы, влияющие на образование обломочного материала.
Геоморфологическая позиция склонов определяется общей архитектурой горного сооружения. Выделяются горные страны с одноярусным и двухъярусным рельефом. К одноярусным относятся узкие линейно вытянутые горные сооружения, с глубоко расчленененным рельефом и ущелистыми долинами; высоты склонов сокращается от центра к предгорьям. К двухъярусным относятся горные сооружения с нижним ярусом глубоко расчлененного рельефа и верхним – умеренно и слабо расчлененным с пологими склонами, которые опираются на широкие днища долин, а также высокими плоскогорьями; ярусы расположены концентрически по отношению к центральной части общего поднятия
Местные климатические условия приобретают особое значение в горных сооружениях средних и низких широт с преобладающим субширотным простиранием.
1. Ярко выражена ороклиматическая зональность – нижняя часть склонов может развиваться в экстрагляциальной зоне, верхняя – в перигляциальной и гляциальной зонах.
2. При субширотном простирании хребтов возрастает роль экспозиции склонов.
В соответствии с геоморфологичесими и климатическими условиями выделяются основные типы склонов: обвально-осыпные, оползневые (оползни-обвалы и склоны отседания), десерпционно-солифлюкционные склоны и полигенные склоны
Сложные полигенные склоны наиболее типичны для горных сооружений. Их морфология и внутреннее строение зависит от сочетаний геоморфологической и ороклиматической зональности. В пределах верхнего яруса преобладают десерпционно-осыпные и солифлюкционно-осыпные аккумулятивные формы, связанные с моренами и снежниками. В верхней части склонов нижнего яруса велика роль линейных форм. В экстрагляциальной зоне преобладают обвально-осыпные склоны, местами осложненные оползнями.
^ Платформенные равнины.
Главной особенностью развития склонов и коррелятивных отложений - однообразие климатических и орографических условий на обширных пространствах. Поверхности с уклонами до 10о преобладают. Покровы характеризуются однородным по простиранию строением при постепенных и небольших изменениях по вертикали. В зависимости от климатической зональности выделяются 1) делювиальная группа склонов в условиях умеренного климата средних широт; 2) десерпционно-солифлюкционная группа в областях вечной мерзлоты и сурового климата высоких широт; 3) полигенная группа в различных климатических условиях.
В платформенных областях широко распространены моногенные склоны. Полигенные формы возникают при увеличении интенсивности расчленения и изменениях микроклиматических условий, что создает различные сочетания экзогенных процессов. В высоких широтах распространены десерпционно-солифлюкционные склоны с подчиненными участками оползневых и обвально-осыпных форм. В средних широтах -–делювиальные склоны, сочетающиеся с оползневыми и в меньшей степени – с осыпными формами.
  1   2   3   4   5



Скачать файл (480.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru