Развитие речных долин и формирование речных террас

В своем развитии любая река проходит ряд стадий: от молодости до зрелости.

Рис. 6.25. Палеогеографическая схема Каспийского и Черноморского бассейнов для среднего и начала позднего плиоцена (акчагыл) (по Е. Е. Минановскому). 1 — контуры среднеплиоценовых бассейнов — Южно-Каспийского бассейна начала балаханского века, гипотетического Приэльбрусского и др.; 2 — глубоко врезанные среднеплиоценовые речные долины Каспийского бассейна, установленные; 3 — то же, предполагаемые; 4 — контуры среднеплиоценового Черноморского бассейна (кимме­рийского и, может быть, раннекуляльницкого); 5 — акчагыльский бассейн Каспия во время максимальной трансгрессии; 6 — наземные аккумулятивные равнины (аллюви­альные, дельтовые и пр.) акчагыльского времени; 7 — гипотетический Черноморский бассейн, равный второй половине (?) акчагыльского века

гать на*ОЭ/ о tao гад jet шкл

На ранней стадии своего заложения в реке преобладают донная эро­зия, узкая, неразработанная долина V-образной формы, грубый, плохо сортированный аллювий, накапливающийся лишь в отдельных местах и часто сносимый в половодье. Продольный профиль долины реки в эту стадию — крутой в верховьях, изобилует неровностями и перепадами.

Зрелая стадия формирования реки предполагает расширение доли­ны за счет усиления боковой эрозии вследствие меандрирования. На­чинает формироваться пойма, как низкая, так и высокая, образуются террасы, продольный профиль реки становится выровненным, стремя­щимся приблизиться к базису эрозии. Меандровый пояс во много раз шире самой реки, поэтому долина приобретает ящикообразную форму.

Наконец, в стадии старости долина реки расширяется еще больше, за счет меандрирования образуется много заболоченных стариц, про­дольный профиль выполаживается еще больше, течение замедляется. Река не может переносить много материала и постепенно заиливается и зарастает.

Река стремится к выработке профиля равновесия, т. е. к такому про­филю ложа реки, в каждой точке которого количество эродируемого материала равно количеству аккумулируемого.

Однако на подобный идеальный ход эволюции реки и речной доли­ны влияет много факторов и прежде всего тектонические движения и изменение базиса эрозии. Понижение базиса эрозии сразу же вызывает усиление врезания реки, более активный вынос аллювия, формирование террас. Спуск оз. Севан в Армении на несколько десятков метров за последние 50-60 лет привел к понижению уровня грунтовых вод, быс­трому врезанию всех речек, впадавших в озеро, образовавших узкие уще­лья. Геологические данные свидетельствуют о том, что в середине плиоце­на, примерно 3 млн лет назад, уровень Каспийского моря был на 500 (!) м ниже современного (см. рис. 6.25). Сохранилась лишь ванна Южного Каспия. Реки, впадающие в Каспий, — Волга, Терек, Кура и другие, выработали очень глубокие долины, по существу ущелья. Дельта Волги находилась на месте современного Апшеронского полуострова. Из мощ- нои толщи песчаных дельтовых отложении сейчас добывают нефть. За­тем, в позднем плиоцене, в акчагыльский век, уровень моря стал быстро подниматься. Все долины оказались затопленными и выполненными осадками, а море по Волге проникло в верховья того места, где находят­ся современные Набережные Челны на Каме.

Тектонические неравномерные движения оказывают большое влия­ние на формирование речной долины и ее профиля равновесия. Текто­ническое поднятие района, по которому протекает река, вызывает из­менение продольного профиля реки, ее врезание, сужение долины. Если долина к этому времени уже была хорошо разработана, то река, стре­мясь выработать новый профиль равновесия, врезается в дно долины, образуя террасу. И так может продолжаться несколько раз. В долине реки вырабатывается лестница надпойменных террас, которая являет­ся отражением тектоники. Террасы бывают трех видов: 1) аккумуля­тивные, 2) цокольные, 3) эрозионные (рис. 6.26).

Рис. 6.26. Строение и типы террас. 1 — река, 2 — пойма, 3 — 1-я надпойменная цокольная терраса, 4 — тыловой шов террасы, 5 — бровка террасы, 6 — уступ террасы, 7 — коренные породы, 8 — эрозионная терраса

Аккумулятивные надпойменные террасы полностью сложены аллювием, что хорошо видно в их уступе. В цокольных террасах обна­жаются коренные породы (цоколь), перекрытые аллювиальными отло­жениями, а в эрозионных террасах выражена только площадка, но ал­лювий отсутствует или на выровненной поверхности террасы располагаются его остатки, иногда лишь отдельные гальки.

Таким образом, каждая речная терраса отражает один временной эпизод развития долины, который начинается с врезания и заканчива­ется выработкой боковой эрозии днища долины (площадки). В любой террасе различаются: площадка — выровненная поверхность, уступ террасы с бровкой — местом перегиба склона и тыловой шов, распола­гающийся там, где площадка нижележащей террасы сочленяется с ус­тупом вышележащей или с коренным склоном (рис. 6.27).

Тектонические поднятия или опускания могут захватывать не все пространство течения реки. Они проявляются лишь местами, поэтому террасовый ряд па крупных реках имеет сложный характер, анализи­руя который можно выявить направленность и скорость тектоничес­ких движений (рис. 6.28). Особенно ярко эта картина наблюдается в долинах горных рек, на пути которых нередко происходят очень большие перемещения по тектоническим разломам, вследствие кото­рых продольный профиль долины носит ступенчатый характер, а од- новозрастные террасы находятся на разной высоте. При выходе на предгорную равнину в горных реках наблюдаются ножницы террас, когда аллювий более молодых, низких террас оказывается выше бо­лее древнего аллювия, погребенного в предгорном прогибе. Приме­ром развития горной реки может служить продольный профиль доли­ны р. Терек на Северном Кавказе.

1}

Рис. 6.27. Схема формирования речных террас. Во время поднятия территории или понижения базиса эрозии река врезается в коренные породы и начинает снова разрабатывать долину. При новом поднятии процесс повторяется. 1 — река;

2 — аллювий; 3 — коренные породы; 4 — поднятие

Реки очень чутко реагируют на любые тектонические движения. Если скорость локального тектонического поднятия равна скорости эрозии про­текающей здесь реки, то возникает наложенная, или антецедентная, доли­на, по существу ущелье, хотя выше и ниже по течению от этого поднятия долина реки широкая. Нередко наблюдается такое явление, как перехват рек. Продольные профили рек местами осложняются выступами твердых пород. Тогда на реке образуются пороги, а если уступы пород велики — то водопады. Как правило, водопады образуются там, где на поверхности, т. е. выше, залегают более твердые породы, чем ниже. Вода, обрушиваясь с отвесного уступа вниз с высоты десятки метров, выбивает в днище реки

Рис. 6.28. Антецедентные долины рукавов р. Гирдыманчая, прорезающие растущую Карамарьянскую антиклиналь у сел. Падар (по В. А. Гроссгейму)

водобойный колодец, над которым нависает обрыв из более твердых пород, наконец часть пород обрыва падает вниз, и водопад отступает. Так, с 1875 г. Ниагарский водопад в канадской своей части отступал со скоростью до 1,2 м/год.

В местах, в которых вода бурно течет по коренным породам, крупные валуны, попав в небольшое углубление и непрерывно вращаясь, расширя­ют его, как бы высверливая, образуя эверзионные котлы, в изобилии разви­тые, например, в Большом каньоне Крымских гор.