Алювій (лат. Alluvio - нанос, намив) - незцементовані відкладення постійних водних потоків (річок, струмків), що складаються з уламків різного ступеня обкатаності і розмірів (валун, галька, гравій, пісок, суглинок, глина). Гранулометричний і мінеральний склад і структурно- текстурні особливості алювію залежать від гідродинамічного режиму річки, характеру порід, які намиваються, рельєфу і площі водозбору. Дельти річок повністю складаються з алювіальних відкладень і є алювіальними конусами виносу. Наявність алювіальних відкладень в розрізі є ознакою континентального тектонічного режиму території.
Освіта і поширення
Освіта аллювия відбувається в результаті безперервного взаємодії динамічного водного потоку з руслом: при врізки (донна і бічна ерозія) і акумуляції опадів. Під дією потоку води русло безперервно переформується, відчуваючи деформації трьох типів:
вертикальні (знижується в результаті глибинної ерозії, або піднімається за рахунок акумуляції)
горизонтальні (зміна русла в плані під дією бічної ерозії - призводить до розмиву берегів, розширенню річкової долини і утворення заплави)
поздовжні (міграція руслових наносів призводить до утворення в руслі нерівностей - перекатів, мілин, островів і ін.).
Провідним чинником у формуванні алювіальних відкладень є гідродинаміка водних потоків. Маса води і швидкість течії визначають кінетичну енергію і транспортний характеристики потоку. Річкові водні потоки переносять уламковий матеріал у вигляді зважених і волочильних наносів. У підвішеному стані транспортуються частинки діаметром менше 0,2 мм, великі - волочінням по дну. Спосіб руху грубого уламкового матеріалу по дну називається сальтація - стрибкоподібне переміщення зерен матеріалу під дією несучої середовища. Так, при швидкості придонного течії 0,16 м / с по дну пересувається дрібний пісок, 0,22 м / с - грубозернистий пісок, а при 1 м / с транспортується дрібна галька.
Континентальні алювіальні відкладення складають річкове ложе, зрозумію і тераси річкових долин. Алювій грає важливу роль в геологічній будові більшості континентальних осадових формацій.
Алювіальні відкладення річок утворюються і мігрують:
під час відкладення в руслі і прируслових валах (барах) уламкового матеріалу, розмитого водним потоком вище за течією;
під час повені, паводку, коли річка виходить за межі берегових уступів, і глина, мул і дрібний пісок осідають по всій поверхні заплави (формування заплавній фації)
під час міграції річкових меандров і освіті алювіальних відкладень слідом за прируслової обмілиною луки, яка зміщується вздовж його внутрішнього берега.
Кількість тонкозернистого уламкового матеріалу, який переноситься річками (твердий стік), досягає великих значень: у випадку з Міссісіпі річний обсяг твердого стоку оцінюється в 406 млн т. Хуанхе - 796 млн т. Амудар'я - 94 млн. Т; Дунай - 82; Кура - 36; Волга і Амур - по 25, Об і Лена - по 15, Дністер - 4,9; Нева - 0,4 млн т. Відповідно, потужність алювіальних відкладень в дельтах таких річок, як Міссісіпі, Ніл, Амазонка, Конго, Хуанхе, Волга і ін. Складає сотні і тисячі метрів, а обсяги - десятки і сотні км 3 теригенно матеріалу. В цілому, літній твердий стік всіх річок становить близько 17 гігатонн, що на порядок більше, ніж виноситься з континентів льодовиками або вітром. Майже 96% цього обсягу осідає в дельтах і на континентальному шельфі.
Вивченням і класифікацією алювіальних відкладень займалися такі відомі дослідники четвертинної геології, як Е. В. Шанцер, В. Т. Фролов, Ю. П. Казанський, І. П. Карташов, В. Ламакін, Н. І. Маккавеїв, і інші. В цілому, континентальні алювіальні відкладення класифікують за генезисом (гірських і рівнинних річок), фациальной приналежності (руслової, заплавний і старічной), фазами формування, формами алювіальних тіл і т. Д. Слід зазначити, що класифікація алювію за фазами формування була розроблена ще в Радянському Союзі так званої «школою радянської геології», а класифікація алювіальних відкладень за морфологічними формами була розроблена і широко застосовувалася геологами Західної Європи і США, зокрема Х. Редінгом
Залежно від гідрологічного режиму річки, обумовленого кліматом, тектоникой і рельєфом земної поверхні, алювіальні відкладення поділяють на два основних генетичних типу: алювій гірських річок і алювій рівнинних річок. Алювій рівнинних річок істотно відрізняється від алювію гірських, що дозволяє легко розрізняти древні алювіальні відкладення і створювати палеогеографічні реконструкції. До окремих типам відносять алювій тимчасових (пересихаючих) річок арідного клімату і відкладення перигляціальних аллювия.
Алювій гірських річок
Гірські річки течуть з великою швидкістю, їх алювій представлений валунами і галькою (руслової алювій). Заплавний алювій майже повністю відсутня, або має невелику потужність і обмежене поширення. Найчастіше він зустрічається на розширених ділянках долини і представлений грубозернистими пісками і супісками, які залягають на руслових галечниках. Однак, потужності заплавного алювію Черемошу в межах Покутських Карпат досягають 30-35 м, імовірно свідчить про періодичну зміну коливальні неотектонічних рухів регіону.
Потужності гірського алювію змінюються від декількох метрів до декількох кілометрів. Для алювіальних відкладень гірських річок характерні такі ознаки:
-грубо-уламковий матеріал з переважанням галечника (галька, гравій, валуни)
-поліміктових (уламки представлені більш, ніж двома мінералами) склад з вельми непостійним співвідношенням основних породоутворюючих компонентів
-слабка сортування матеріалу
-відсутність чіткої шаруватості
Алювій рівнинних річок
Рівнинні річки характеризуються меншою швидкістю течії, більш виробленим профілем і меншою динамічною силою потоку, нездатною утримувати в підвішеному стані і переносити на великі відстані грубоуламкові матеріал.
Для аллювия рівнинних річок характерні інші ознаки:
-мелкообломочний матеріал з переважанням піску і супіски
-значно однорідний мінеральний склад, аж до олігоміктовие (при розмиванні осадових порід)
-хороша сортування уламкового матеріалу
-груба коса шаруватість, яка поступово переходить у верхніх горизонтах в дрібну косу шаруватість.
У долинах і гірських, і рівнинних річок вниз за течією розмірність уламкового матеріалу поступово зменшується, і збільшується ступінь сортування псаммітових опадів. Одночасно може погіршуватися сортування мелкообломочних і алеврітових опадів.
За фаціальним ознаками алювіальні відкладення рівнинних річок поділяють на три основні групи фацій (або макрофаціі) - руслових, заплавну і старічной. Ця класифікація розроблена в основному для алювіальних відкладень антропогену і частково - неогену. Для древніх алювіальних відкладень (крейдяних, юрських, карбонових, девонських) поділ алювію на руслової і заплавний не завжди можливо і часто фаціальні диференціація явно відсутній
Ця група фацій річкового алювію становить мілини, острови і коси. У рівнинних річках вона представлена # 8203; # 8203; добре відсортованих піщаним матеріалом з грубої косою шаруватість, яка під час межені зазвичай перекривається більш тонким матеріалом (шари і лінзи замулювання). Гірський руслової алювій представлений в основному погано сортованого галькою і валунами різної обкатаності з піщано-гравійним наповнювачем. У рівнинних річках до руслової групи фацій відносять такі фації:
-субстратівной, або фацію розмиву;
-фацію прістріжневой зони;
-фацію прируслової мілини;
-фацію перекатів; перлювіальную;
-фацію алювіально-пролювіальних (внутрішніх дельт)
Відкладення цієї групи фацій формуються під час повені та паводку. Заплавний алювій перекриває малопотужним (0,5-1 м) чохлом руслової алювій. Для відкладень цієї аллювиальной макрофаціі характерна менша сортування псамміто-алеврітових опадів з характерною слоистостью ряби хвиль і течій, текстурами збовтування. Переважають супеси і суглинки з прошарками і лінзами різнозернистого піску із залишками уламків дерев і рослин. Як правило, заплавна макрофація має меншу потужність, ніж руслових, хоча для річок з частими повенями може бути і навпаки. У заплавних алювієм виділяють три основні фації, в залежності від його формування:
-прируслова (зовнішня) - складена # 8203; # 8203; з найбільш крупнозернистого матеріалу з поганою сортуванням за рахунок різкої зміни швидкостей суспензійного потоку. Це переважно грубозернисті погано сортовані піски різного мінерального складу, які формують ядра і схили прируслових валів.
-центральна - складена тонким суглинисто-супесним матеріалом меншою, ніж у прируслової, потужності. Часто опади мають зеленувато-сірий колір через седиментації в застійних умовах, або чорний - через наявність гумусу і торфообразованія. Чітку межу між прируслової і центральної заплавними фациями встановити неможливо, перехід по латералі поступовий.
-прітеррасная (внутрішня) - фація самій нижній частині заплави, яка складена # 8203; # 8203; тонкими глинами і має, як правило, найменшу потужність. У розрізі відкладень цієї фації часто присутні шари похованих алювіальних грунтів.
Крім того, в рамках заплавній макрофаціі виділяють ще фації накладеної заплави, внутрішніх дельт, і балкові фації.
Алювіальні відкладення цієї макрофаціі утворюються в старицях і тимчасових річкових руслах. За своїми ознаками вони дуже схожі на озерні відкладення - глини, суглинки, торф і часто представлені у формі лінз серед руслової фації. Основну масу старічной аллювия складають тонкозернисті глинисті опади з чіткою горизонтальної слоистостью і характерним великою кількістю розсіяного органічної речовини. У розрізі відкладень старічной аллювия виділяють три горизонти, або фації, що відповідають трьом етапам розвитку стариці:
-проточний (нижній): фація сезонного замулення - складена чергуванням тонкозернистих пісків, супісків і суглинків, які утворилися під час періодичного поновлення стоку старим руслом під час повені, паводку.
-озерний (середній): озерна фация - представлена горизонтально шаруватими голубувато-сірими, зеленувато-сірими мулистими опадами, що дуже схожі на озерні.
-болотний (верхній): болотна фация - складена шарами чорних глин і торфом
Крім того, іноді в складі старічной макрофаціі присутній фация вторинних заплавних водойм, яка в розрізі представлена # 8203; # 8203; чергуванням тонких косослоістую алевритів і супісків з прошарками мулистих опадів.
За фазами акумуляції
На формування алювіальних відкладень рівнинних і гірських річок істотно впливає тектонічна складова території річкового басейну. Річкові долини повністю або частково можуть перетинати різні геологічні структури - антикліналі, синкліналі, грабени, підняті або опущені блоки і т. П. Все це відбивається на морфології долин і будові алювію. В. Ламакін і І. П. Карташов запропонували розрізняти в долинах річок динамічні фази аллювиальной акумуляції, які відповідають стадіям розвитку річкового профілю: інстратівную, субстратівной, перстратівную і констратівную.
Формування алювіальних відкладень відбувається на стадії врізки русла гірської річки в корінні породи. Ці грубообломочниє (валуни і галька) відкладення утворюють тимчасові скупчення (лінзи) в руслі і характеризуються незначною потужністю.
Освіта аллювия при переході від стадії врізки гірської річки до стадії рівноваги. Цими відкладеннями представлені, як правило, нижні горизонти руслового алювію нормальної потужності (1-4 м), що не перемитих річкою протягом стадії рівноваги. Характерними особливостями субстратівного аллювия є підвищена глинистість і спільна присутність гальки і необкатаному уламків корінних порід з ложа річки. Субстратівной алювіальні відкладення залягають в основі алювіальних товщ, які складають заплави врівноважених річок і терас, які є реліктами таких заплав.
Освіта алювіальних відкладень відбувається в долинах річок з виробленим поздовжнім профілем. Ці відкладення формуються за рахунок перемиваючи верхніх горизонтів алювію нормальної потужності, який утворюється при переході від стадії врізки в стадії рівноваги. Перстратівній алювій залягає на субстратівной (плотіковом) аллювии і представлений, як правило, повним набором алювіальних фацій: руслової, заплавній і старічной.
Загальна потужність перстратівного аллювия становить зазвичай 3-6 м.
Формування алювіальних відкладень відбувається в долині річки протягом стадії акумуляції. Характеризуються підвищеною глинистий. Ці відкладення залягають на перстратівном аллювии, рідше на інстратівном, а в бортах річкової долини можуть перекривати безпосередньо корінні породи.