Флювиогляциальные процессы и аллювиальный литогенез

Влияние покровных оледенений на гидрографическую сеть. Под ледниковым щитом, достигающим не менее километра мощности в условиях покровного оледенения, реки прекращали свое существование. Реки, текущие на юг, обезглавливались ледниками. Потеря стока за счет укорачивания рек в верховьях не могла быть компенсирована за счет талых ледниковых вод эпохи оледенений. Большая часть последних не попадала в речные долины, а расходовалась на струйчатые потоки, расходящиеся по поверхности зандровых конусов.

Быстрое иссушение зандровых конусов наблюдается у края Гренландского ледника (Марков, 1932). Очевидно, нельзя предполагать увеличение водности рек в эпохи древних оледенений по сравнению с межледниковыми. Сухость климата ледниковых эпох, большое испарение с поверхности льда и сезонный характер потоков у края ледника не благоприятствовали речному стоку в долинах, идущих от края ледника. Таяние льда происходило как у края ледникового щита, так и сверху (Спиридонов, 1949). Вследствие этого комплекс краевых образований, как показали исследования в бассейне Волги, ничем существенно не отличается от форм рельефа, созданных внутри территории оледенения.

На примере московского оледенения можно считать, что в период таяния освобождались от льда прежде всего возвышенные и сильно расчлененные участки доледникового рельефа. В пониженных равнинных участках лед, теряя активность, превращался в мертвые глыбы, вокруг которых происходило образование множества новых краевых зон, усложнялась граница льда. В зоне московского оледенения от края Валдайской возвышенности на западе до границы оледенения вблизи устья Унжи на востоке типичные формы, созданные в период таяния и уничтожения ледникового покрова, повторяются в виде сложного комплекса. Он состоит из моренных равнин и возвышенностей холмистого рельефа, а также равнин водноледникового происхождения (в том числе камовых), сопровождаемых озерными равнинами и зандровыми конусами выноса. Следовательно, на протяжении свыше 800 км в полосе на расстоянии 200–300 км от южного и юго-восточного края ледника наблюдаются формы рельефа, свойственные краевой зоне. Таким образом, понятие «краевые образования» в восточной части зоны московского оледенения распространяется на огромную зону, в которой лед в период таяния носил пассивный характер.

Динамика таяния льда и седиментация в деградирующем леднике. Таяние льда подчинялось рельефу подледникового ложа. Массивы мертвого льда, сохранившиеся в низинах после вытаивания крупных возвышенностей, на ряде участков подвергались дальнейшему делению на более мелкие массивы. Талые воды стекали с освобождаемых от льда возвышенностей к краям ледяных массивов, сохранявшихся в понижениях доледникового ложа, унося с собой тонкие песчаные осадки. На поверхности возвышенностей оставались грубые моренные образования. Иногда, вытаивая из трещин льда, они образовывали холмы неправильной формы.

Таянием в условиях мертвого неподвижного льда можно объяснить наблюдающийся часто резкий переход в пространстве от грубых моренных образований к тонкозернистым слоистым пескам внутренних зандров. Между возвышенными моренными равнинами и массивами льда, сохранявшимися долгое время в понижениях рельефа, за счет талых вод образовывались подпрудные, обычно кратковременные, озера. Мощность их отложений незначительна, чаще всего она измеряется несколькими метрами. Озера были спущены еще в период таяния льда, по мере уничтожения подпора, создаваемого близко лежавшими массивами льда. Дольше, вплоть до настоящего времени, сохранялись озера, возникновение которых связано не только с подпором, но и с существованием понижений в подледниковом ложе.

Гидродинамика талых вод и зандрообразование. Анализ рельефа, созданного потоками талых вод, позволяет сделать вывод, что это были слепые потоки, заканчивающиеся в озерах. Отток талых вод во внеледниковую зону происходил лишь из краевой зоны. Однако и здесь, при летнем таянии льда в эпоху оледенения и в начале межледниковья, линейный сток не имел большого развития. Преобладали струйчатые потоки. Причиной этого было то, что в равнинных условиях гидравлический уклон падающих с ледника потоков — наледных рек — по Н. Г. Загорской (1959), был больше уклонов местности. Тем самым нарушался основной закон руслообразования (Маккавеев, 1955).

Талые воды, отложив цепочки холмов, растекались бесчисленными потоками, образуя зандры. И лишь по мере нарастания уклона в зоне водноледниковой аккумуляции создавались условия для руслообразования. Врезание русел приводило к образованию ложбинообразных понижений среди полей водноледниковой аккумуляции. В отложениях линейных потоков, отходивших от края ледника по мере удаления от источника питания, наблюдается закономерное измельчение песка и обеднение петрографического состава галек (Обедиентова, 1965). Построение карты рельефа ложа водноледниковых потоков и анализ строения созданных ими отложений привел к заключению, что степень сортированности материала не зависит ни от близости холмистого рельефа, ни от направления уклона подстилающего ложа.

Генетические и литологические различия аллювия и флювиогляциала. Только с возникновением линейного стока и при отсутствии препятствия свободному движению воды начинается формирование аллювия. Водноледниковые отложения служат лишь материалом для переотложения и формирования аллювия. Для превращения водноледниковых отложений в типичный аллювий необходимо наличие руслового процесса. Лишь только ледниковые потоки попадают в реку, они приобретают все свойства речного потока. Речной поток создает отложения иного типа — аллювий.

Аллювий резко отличается от водноледниковых отложений даже если он сформирован за счет переотложения последних. Для флювиогляциальных отложений характерна несортированность материала, отсутствие разделения на русловую и пойменную фации, разнообразная (от 0 до 90°) крутизна падения отдельных прослоек и пачек, отсутствие сортировки по удельному весу внутри прослоек щебня и гальки. Последние могут лежать по отношению к горизонтальной плоскости на ребре (как показано на рис. 33); в песчаных отложениях характерно рассеянное распространение гальки. Эти признаки четко отделяют отложения талых ледниковых вод от типичного аллювия.

Рис. 33. Разрез толщи валдайской террасы долины Волги ниже г. Ржева

Фациальная дифференциация и условия формирования террас. Основным отличием аллювия является наличие фаций — русловой и пойменной. Кроме того, аллювиальные пески и галечники отличаются большей сортированностью по удельному весу, меньшей крутизной падения отдельных прослоек, определяемой углом падения склонов песчаных волн и крутизной русла при переходе от переката к плесу: галечник в речных отложениях обычно концентрируется в нижней части пачки отложений, и, как правило, галька лежит на наиболее широкой плоскости. Наличием русловой и пойменной фации, не свойственной флювиогляциальным отложениям, отличается даже галечниковый аллювий (Обедиентова, 1962а).

Пойменная и старичная фации характерны и для так называемой рисской, московской террасы Волги, зарождающейся среди песчано-зандровых равнин Горьковско-Марийского Заволжья (Обедиентова, 1973а). С удалением от края бывшего ледника толща, слагающая с поверхности московскую террасу, приобретает еще более типичное для аллювия строение. Г. И. Горецкий (1958) также отмечает наличие в этой толще типичных пойменной и старичной фаций. Однако большая мощность толщи, преобладание в ее составе русловой фации, горизонтальная и волнисто-горизонтальная слоистость послужили основанием для того, чтобы назвать толщу просхозогляциальными отложениями и отнести к перигляциальной формации.

Эти образования Г. И. Горецкий считает аналогами долинных зандров в понимании И. П. Герасимова и К. К. Маркова (1939), с той лишь разницей, что воды их отложившие не были застойными, а имели свободный, хотя и затрудненный сток. Нам кажется, что нет необходимости для введения нового термина, достаточно назвать возраст аллювиальной толщи. Резкое отличие толщи, описанной Г. И. Горецким, от типичных флювиогляциальных отложений и сходство ее с аллювием позволяет считать толщу аллювием, сформированным за счет размыва и переотложения зандров. Ряд существенных отличий от «нормального» аллювия, подмеченных Г. И. Горецким, может говорить о существовании во время ее отложения инородных условий, отличных от современных. Это были условия затяжных половодий, связанных с летним таянием льда.

Сущность руслового процесса и террасообразования. Очевидно, нельзя так же говорить, что терраса в долине реки построена флювиогляциальными отложениями. Термины «ледниковая», равно как и «тектоническая» терраса не отражают существа процесса формирования террас. Терраса в речной долине может быть создана только рекой, деятельность которой протекает в весьма сложных, меняющихся во времени и пространстве географических условиях. Вода ледникового, подземного (грунтового), озерного, снежного или дождевого происхождения, попав в реку, становится речной водой. За счет содержащегося в ней твердого материала формируется аллювий. Кажется, никого не удивляет, что в озере формируются озерные отложения. Естественно, и ледниковые воды создают водноледниковые отложения. Последние не могут быть названы аллювием.

Аллювий, слагающий террасы, является продуктом деятельности речного потока. Е. В. Шанцер считает основным признаком аллювия «его приуроченность к дну эрозионных долин, выработанных самими потоками» (Шанцер, 1951). Итак, русловой процесс, будучи одним из самых могучих экзогенных факторов, присущ только рекам. Именно он обеспечивает развитие всех элементов речных долин: склонов, террас, поймы, русла. Направление руслового процесса — преобладание аккумуляции или углубление русла определяет развитие рельефа в бассейне реки.

Сведения об авторах и источниках:

Автор: Г. В. Обедиентова

Источник: Формирование речных систем Русской равнины

Публикации будут полезны широкому кругу геологов, изучающих четвертичную геологию, геоморфологов, гидрогеологов, а также всем специалистам, интересующимся историей рек и геолого-геоморфологическим развитием Русской равнины.