Файл: Борсук О.А. Анализ щебнистых отложений и галечников при геоморфологических исследованиях (на примере Забайкалья).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 28.07.2024

Просмотров: 92

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Т а б л и ц а

31

Изменение коэффициентов удлинения и уплощения

галек на

реках Бугарихта, Амазар, Черемная

Бугарихта

 

 

 

Амазар

 

 

Черемная

Ь/а

 

с/Ь

 

Ь/а

 

 

с/Ь

Ь/а

 

 

с/Ь

0,71

 

0,55

 

0,65

 

 

0,54

0,61.

 

0,56

0,66

 

0,52

 

0,88

 

 

0,51

0,80

 

 

0,50

0,71

 

0,55

 

0,67

 

 

0,53

0,78

 

.

0,48

0,66

 

0,52

.

0,70

 

 

0,49

0,66

 

 

0,51

0,66

 

0,52

 

0,70

 

 

0,43

0,68

 

 

0,55

0,69

 

0,53

 

0,73

 

 

0,50

0,62

 

 

0,54

0,67

 

0,58

 

0,74

 

 

0,50

0,68

 

 

0,56

 

 

 

 

0,67

'

 

0,48

0,56

 

 

0,50

 

 

 

 

0,69

 

 

0,43

0,51

 

 

0,49

 

 

 

 

0,67

 

 

0,43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,62

 

 

0,58

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,70

 

 

0,51

 

 

 

 

 

Ср.арифм.

 

 

 

0,71

 

'

0,41

 

 

 

 

 

 

 

 

0,70

 

 

0,49

0,70

 

 

0,53

0,68

 

0,54

 

 

 

 

 

Вариации

( С у

) .

для коэффициента

удлинения

галек

в русле

р . Б у -

гарихты - 0,03;

Амазара

-

0,09;

Черемной -

0,14;

для

коэффициен­

та уплощения - в Бугарихте - 0,04 (2%); Амазаре -

0,10;

Черемной -

0,08.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приведенные коэффициенты вариации позволяют определить необхо­

димое число

проб

галечников^ для

получения надежных

результатов при

определении формы галек. На основании расчетов

по

номограмме

(Митропольский, 1961, стр. 391)

это

количество

колеблется

в преде­

лах 3-5 при

ошибке не более

5%.

 

 

 

 

 

 

 

 

О р и е н т и р о в к а

г а л ь к и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исследование ориентировки наибольшей плоскости галек ставило две задачи: выяснить, существуют ли зависимости между углом на­ клона гальки и скоростью водотока, и между азимутом падения плос­

кости А X В и направлением потока.

 

Гидравлические характеристики потока - числа Фруда

( Fr ) и

Рейнольдса ( R e ) , определяющие его режим (бурность

и турбулент­

ность), оказывают большое влияние на характер ориентировки галек. При больших скоростях, когда обломочная частица переносится во взвешенном или полувзвешенном состоянии, ее ориентировка в потоке подчинена законам гидромеханики. Известно, что обтекаемое потоком тело приобретает положение, при котором его сопротивление потоку наименьшее. В этом случае влияние сил сцепления галек с подстилаю-

87


щей поверхностью проявляется в относительно небольшой степени. При

уменьшении

скорости потока

и его бурности ( Fr < l ) поток переходит

в

спокойный

режим.. Галька

начинает двигаться

по дну,

задерживаясь

у

его неровностей. Здесь большую роль играют

силы ее сцепления с

дном. В этих условиях по большей части и формируются

ориентированные

узоры, созданные галькой.

В аллювиальных отложениях, где размер галек различен, должны возникать и различия в ориентировке крупной и мелкой гальки. Натур­ ные измерения углов наклона галек, проведенные на реках Тунгире и

Амазаре, подтвердили обратную связь угла наклона гальки

с

ее р а з ­

мером. Это положение справедливо для плотно упакованных

галек;для

отдельно лежащих в песке галек оно может нарушаться. Как

известно,

по длине водотока его основные гидравлические параметры

меняются.

На водотоках Восточного Забайкалья ориентированные узоры

текстур

в аллювиальных отложениях появляются только на водотоках

3-4 по­

рядков, когда сила водотока достаточно велика и в нем начинается массовый,транзит галечного материала. На водотоках 1-2 порядков ориентировка галек отсутствует, так как на них, как правило, не на­ блюдается транзита галечников.

Увеличение силы потока вниз по течению реки меняет и характер транзита галечного материала. Возрастает дифференциация галек в процессе движения. Более мелкие гальки перемещаются во взвешенном или полувзвешенном состоянии, более крупные волокутся по дну и при остановке создают основу ориентированных узоров галек» Более мел­

кие гальки попадают в образовавшиеся ячеи. Натурные

наблюдения на

реках Восточного Забайкалья показывают, что крупные

гальки, зани­

мающие 60-70% всей площади побочня, на котором проводился замер,

дают хорошее совпадение ориентировки (азимут падения плоскости

А X В) с направлением потока, определенным по направлению гряд

побочня. До 75% крупных галек

и 30-40% мелких строго

соответству­

ют указанному правилу. Наряду

с изменением ориентировки

галек р а з ­

ных фракций по длине водотока

меняется и средний угол

их

наклона.

Иногда при наличии большого количества песчанс—гравийного материа­ ла в русле угол наклона гальки увеличивается, так как при возникно­ вении песчано-гравийных гряд (гидробарханов, побочней).с углами наклона поверхности в 10-12 галЪка, сохраняя тот же угол относи­ тельно плоскости лобового склона гряды относительно горизонта, л е ­ жит несколько круче, а именно на величину угла наклона склона гряды.

Несомненно влияние формы гальки на их ориентировку, так как сама ориентированность галек в потоке возникает как следствие анизометрии гальки. А.А.Кухаренко (1953), специально исследовавший этот вопрос, пишет о том, что связь формы галек с их ориентировкой

очевидна

и пропорциональна величине

отношения Ь/а

для ориентировки

длинных

осей галек и отношению

с/Ь

для ориентировки плоскости А х В..

Об этом

же писал

Н.В.Разумихин

(1963),

изучавший

ориентировку

галек при опытах

в лотке. Он отмечает,

что выдержанность ориенти­

ровки или частота случаев, приходящихся на данную ориентировку, на­ ходится в прямой зависимости от степени уплощения галѳк. Наши ис ­ следования в Забайкалье показывают, что сильно уплощенные гальки

88


to­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rn

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

го-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

го чо

во so

о

"

К -

^

• .

t .

чо во

во

го

чо

бо

во

о го

Р и с .

24. Гистограммы

углов наклона

наибольшей

плоскости

галек на

побочне

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а - оголовье; б - центральная часть;

в

- ухвостье

 

 

располагаются

плоскостью

А X В по

направлению потока; удлиненные

гальки располагаются более равномерно по всем направлениям, макси­ мум сглажен; более изометричные гальки дают максимум частот галек, совпадающий с направлением течения потока.

При массовом транзите галек, когда они составляют от 50 до 90% всех наносов, наблюдается очень правильная смена средних углов на­

клона плоскости А X В

ориентированных

галек в зависимости

от

ско ­

рости. Например угол наклона галек увеличивается от 12-15

в

ого ­

ловье побочня до 25-30° в его ухвостье

(рис. 24). Меняется и харак­

тер кривых распределения углов наклона

галек. На очень плоских,

з а ­

растающих побочнях, средние утлы наклона галек меняются

от 10

до

20° без каких-либо закономерностей.

 

 

 

 

 

 

На величину угла наклона большое влияние оказывает форма галек,

которая в основном определяется составом пород. В

Забайкалье

срав­

нивались углы наклона гальки из сланцев и гранитов. При

прочих

р а в ­

ных условиях средние углы наклона сланцевых галек

меньше

(15-17°),

чем гранитных (23 - 25°) . Влияние формы

галек на средние углы накло­

на плоскости

А X В показано в работе А.Кайе (Cailleux,

1961)

 

(табл.

32).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Влияние уплошенности галек на их наклон продемонстрировано

так ­

же графиком,

взятым из работы А.Кайе

( 1961 ) (рис. 25).

 

 

 

 

В заключение заметим, что при

анализе средних

углов

наклона

Т а б л и ц а

32

 

 

 

 

 

 

 

 

Влияние показателя

уплошенности

галек

 

 

 

 

 

на величину их среднего угла наклона

(по А.Кайе,

1961)

 

 

 

Уплощенность

1,3

1,55

 

1,8

2,5

 

 

 

 

а +

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Средний

угол

 

 

 

 

 

 

 

 

 

наклона,

град.

43

37

 

35

20

 

 

22

 



го

 

 

 

 

 

Р и с . 25.

Влияние

показателя

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уплощенности галек / а + bk

 

 

ъ — Ч

 

 

 

 

 

( 5 ^ )

на

10

 

 

 

величину

их среднего

угла

н а ­

 

 

 

 

 

 

 

 

ь

 

 

клона (по

Кайе,

1961), .

 

5

 

 

 

 

Сплошная линия - фракция 50-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100 мм, пунктир - 25-50 мм

°1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

(а*Цгс

 

 

 

 

галек

важнее оперировать

не со средними характеристиками

наклонов,

а с их распределениями. Приводимые распределения средних наклонов галек показывают изменение распределений этого параметра по р а з ­ личным элементам русловых форм (см. рис. 24). Хорошо видно, что в оголовье побочня углы наклона меньше, чем-в ухвостье и в цент­

ральной части, вместе с тем нарастает дисперсия распределения углов наклона галек по направлению к ухвостью, а ориентировка приобретает "ершистый" характер, как назвал этот тип ориентировки Н.В.Разумихин (1963, 1964). Как видно из всего вышеизложенного, при изучении ориентировки галек наибольший интерес действительно представляют анализ ориентировки плоскости максимального сечения гальки (А х В), а также распределение углов ее наклона.

Влияние мерзлотных процессов на ориентировку гальки в русле ве ­ лико, особенно на реках малых порядков (іт-З). Их воздействие на из ­ менение ориентировки галек зависит от характера аллюзия и прежде всего от степени его глинистости. В глинистом аллювии развиваются

процессы вымораживания

и галька бывает поставлена почти вертикаль­

но. При сетчатой мерзлотной текстуре

галька приобретает

почти г о ­

ризонтальное положение,

выравниваясь

в линзах и прослоях

льда.

Петрографический состав галек Изучение петрографического спектра галек - широко распространен­

ный и наиболее

часто выполняемый вид анализа галечников. Он исполь­

зован в работах

Б.Н.Баженова (1953, 1961), В.П.Батурина (1947),

Н.Б.Вассоевича

(1956а, б, 1958), В.И.Попова

(1956),

Л.Б.Рухина (1961^

и многих других

исследователей." С помощью

этого

метода устанавли­

вается дальность транзита галек определенных литолого-петрографи-

ческих комплексов, по степени измельчения

обломков решается

вопрос

о его характере. Нами на основе

изучения

петрографического

спектра

пород решается вопрос о степени

"транзитности" русловых налосов и

в конечном счете выясняется соотношение местного материала, по ­ ступавшего с прилежащих склонов долины, и материала, принесенно­ го потоком. Для этого, кроме сравнения петрографических спектров пород, был предложен анализ неоднородности аллювия в процессе транзита с помощью коэффициента вариации ( С ѵ ) (Борсук и др., 1967). При малом транзите аллювия в верховьях рек Могоча, Бухта,

90