Введение к работе
Актуальность работы. Речные долины — наиболее распространенные формы рельефа суши. Они издавна вызывают исследовательский и практический интерес. В ходе работ на территории северной части Амуро-Зейской равнины проблема строения и формирования речных долин привлекала внимание многих исследователей (Пиотровский, 1956; Билибин, 1959; Чемеков, 1961; Венус, 1964; Геоморфология..., 1973; и др.). При этом до сих пор остались слабо изученными особенности строения и закономерности формирования долин малых рек (до IV порядка включительно, по А. Н. Стралеру (Strahler, 1958) на послераннеплейстоценовом (послебело-горском) этапе их развития, в частности: степень и тенденции изменчивости морфологии долин; закономерности строения и формирования прслеранпеплейстоценовых рыхлых отложений; гидродинамические условия формирования долин; условия формирования террасовых уровней, террасоувалов и коренных склонов долин; особенности механизма формирования долин. Недостаточно изучены и соотношения древних и современных врезов в долинах малых рек.
Исследование этих проблем имеет не только и не столько теоретическое, сколько практическое значение, т. к. результаты его способны непосредственно подвести к прогнозной оценке россыпной металлоноспости долин. Это особенно актуально для долин малых рек территории центральной части междуречья Зеи и Селемджн, в которых сосредоточена большая часть уже выявленных россыпей.
Всем этим и определяется выбор темы диссертационной работы.
Цель и задачи исследования. Цель работы заключается в выявлении и рассмотрении закономерностей формирования долин малых рек территории, которые обусловливают их морфологический облик, строение и историю развития. Задачей исследований ставилось: 1) анализ морфологии долин малых рек и выделение отличительных особенностей их строения; 2) изучение строения выполняющих долины рыхлых отложений, закономерностей их напластования и особенностей их механического состава и обломочного материала; 3) установление палеогидродинамических условий формирования долин.
Защищаемые положения. В ходе работы выявлены опре-
деленные закономерности формирования долин малых рек, которые и представляют собою предмет защиты.
-
Морфологический облик долин в послеракиеплейстоце-новое (послебелогорское) время не претерпел существенных изменений. Форма поперечного профиля оставалась практически неизменной. Отсутствие выдержанных по простиранию долин террасовых уровней — следствие неблагоприятных условий формирования надпойменных террас. Склоны долин формировались при слабо понижающемся базисе денудации с сохранением крутизны.
-
Влияние склоновых процессов на формирование долин отражено в строении рыхлых отложений временных водотоков I—II порядка и практически не находит отражения в строении рыхлых толщ долин более высоких порядков.
-
Особенность механизма формирования изучаемых речных долин заключается в действии тектонических перекосов земной поверхности, непосредственно проявляющемся в изменениях уклонов продольных профилей Е0Д0ТОКОВ.
Научная новизна. Изучены: 1) геоморфологическое строе-пне долин малых рек и слагающих их рыхлых отложений; 2) условия и особенности формирования долин. Выявлены и охарактеризованы наиболее ярко проявляющиеся закономерности формирования долин, касающиеся состояния его условий, небольших амплитуд вертикальных и боковых миграций русел, служивших препятствием формированию надпойменных террас, изменений транспортирующей способности потоков, особенностей формирования склонов, роли склоновых процессов в формировании долин.
Впервые для долин малых рек территории рассматриваются особенности проявления, характер и ход воздействия тектонических перекосов на флювиальный процесс как важнейшего элемента механизма формирования речных долин. Установлено, что влияние тектонических движений па формирование долин (в виде действия тектонических перекосов) может быть весьма существенным и при платформенном тектоническом режиме рассматриваемого района.
Практическое значение.' Диссертационные исследования проводились в рамках хоздоговорной темы «Геоморфологический анализ Октябрьского золотоносного района и перспективы его россыпной золотоносности». В качестве практического результата работы была представлена «Рекомендация на проведение поисковых горных работ с целью расширения контуров уже выявленных и обнаружения новых россыпей
на территории деятельности Октябрьского приискового управления ПО «Амурзолото» по результатам геоморфологических исследований речных долин», в которой конкретно названы и охарактеризованы перспективные участки и оценен объем горных работ. Рекомендация передана и внедрена в Октябрьском приисковом управлении ПО «Амурзолото» (акт внедрения от 27.12.88 г. имеется). Данные рекомендации включены в проекты горных работ на 1989—1995 гг. В ходе поисково-разведочных работ на рекомендованных участках, по данным геолого-разведочпого отдела Октябрьского ПУ, оконтурены россыпные объекты, представляющие промышленный интерес.
Методика исследований включала в себя морфометричес-кнй анализ глубины и густоты эрозионного расчленения с построением карт по методике В. П. Философова (1960); изучение разрезов рыхлых отложений с применением гранулометрического, спорово-пыльцевого анализов, термического анализа глин, морфологии и петрографии обломочного материала, палеогидродинамнческого анализа; гипсометрическое профилирование; палеогеоморфологические реконструкции; построение геоморфологических картосхем с применением данных полевых наблюдений и дешифрирования аэрофотоснимков.
Л\атериалы для диссертации собраны автором при участии в работах по теме НИР АмурКНИИ ДВО АН СССР «Закономерности протекания экзогенных процессов. Разработка имитационных моделей их протекания» (Государственный регистрационный Х 01860121716) и по хоздоговору № 12-86 Амурского комплексного НИИ ДВО АН СССР с ПО «Амурзолото» па территории Зейского и Мазаповского районов Амурской области РСФСР, в центральной части междуречья Зеи и Селемджп. Они представлены описаниями тринадцати опорных разрезов рыхлых отложений; результатами анализов: гранулометрического (71 проба общим весом около 500 кг проанализирована самостоятельно), спорово-пыльцевого (67 проб, аналитики Г. С. Мальцева и В. П. Шарова), минералогического (81 шлиховая проба), глинисто-минералогического (14 проб, аналитик В. И. Малкова); диалогическими разрезами рыхлых отложений (построено около 40, проанализировано несколько десятков); двадцатью пятью поперечными геоморфологическими профилями долин, тремя комплексными продольными профилями, тремя геоморфологическими картосхемами (масштаб 1:25000); картосхемами
глубины и густоты эрозионного расчленения (масштаб 1:100000); диаграммами, графиками, таблицами, фотографиями. Площадь исследуемой территории составляет приблизительно 15000 км2, детально изученных участков — около 1500 км2.
Апробация. Ряд положений диссертации докладывался на конференциях молодых ученых АмурКНИИ (Благовещенск, 1986 г. и 1988 г.), на совещании «Прикладная геоморфология и неотектоника Юга Восточной Сибири» (Иркутск, 1988 г.), на международном симпозиуме «Стратиграфия и корреляция четвертичных отложений Азии и Тихоокеанского региона (Находка, 1988 г.), на областной выставке НТТМ (Благовещенск, 1989 г.), на научных чтениях памяти Н. А. Флоренсова (Иркутск, 1989 г.), на Билибинских чтениях (Москва, 1989 г.), па советско-китайском симпозиуме «Геология и экология бассейна Амура» (Благовещенск, 1989 г.), на XX Пленуме Геоморфологической комиссии АН СССР (Владивосток, 1989 г.), на Всесоюзной конференции «Динамика и термика рек, водохранилищ и окраинных морей» (Москва, 1989 г.), на конференции молодых научных сотрудников по геологии и геофизике Восточной Сибири (Иркутск, 1990 г.), на международном симпозиуме «Четвертичная стратиграфия и события Евразии и Тихоокеанского региона» (Якутск, 1990 г.), на региональной школе-семинаре молодых научных сотрудников (Новосибирск, 1990 г.).
Кроме того, результаты исследований по проблематике диссертации были доложены на XVIII Пленуме Геоморфологической комиссии АН СССР (Тбилиси, 1986), на международном симпозиуме «Глубинное строение Тихого океана и его континентального обрамления» (Благовещенск, 1988 г.) и на II Всесоюзных Щукинских чтениях (Москва, 1990 г.).
Имеется тринадцать опубликованных работ по теме и проблематике диссертации (Ликутов, 1986, 1987, 1988 а. б, 1989 а, б, в, г, 1990 а, б, в, г; Ликутов, Смирнов, 1988).
Структура и краткая характеристика работы. Работа состоит из «Введения», четырех глав и «Заключения».
Во «Введении» освещены актуальность, цель и задачи, защищаемые положения, научная новизна и практическое значение, методика, источники материалов, апробация и структура работы, а также основные данные о районе исследований.
В главе I «Современные представления о формировании речных долин» дай краткий обзор основных концепций фор-
мирования долин. Наиболее распространенные из них: циклические (В. М. Дэвис, 10. А. Билибин, Г. В. Обедиентова а др.), динамических фаз (В. В. Ламакин, С. В. Лютцау, И. П. Карташов), саморегуляции флювнальных геоморфосистем (А. В. Поздняков), постоянно действующего процесса выравнивания транспортирующей способности потока (Н. И. Маккавеев, Р. С. Чалов, Н. В. Хмелева и др.). Анализ их показал, что процесс формирования долин наиболее полно отражен в последней из приведенных концепций, поэтому она в основном и служит фундаментом предпринятых исследованпй. В главе рассмотрены также представления о формировании продольного профиля и аллювия.
Глава 2 «Внешние условия формирования речных долин» включает в себя сведения о климате, тектонике района, литологии субстрата и их изменениях в течение рассматриваемого этапа развития долин. В результате их анализа установлено, что изучаемые долины на этом этапе формировались в мало менявшихся условиях, изменения которых чаще всего играли незначительную долиноформирующую роль.
Изложение и обобщение фактического материала по строению речных долин произведено в главе 3 «Строение речных долин», которая разбита на две подглавы: 3. 1 «Особенности и закономерности строения рыхлых отложений в речных долинах» и 3.2 «Отличительные черты строения речных долин».
По результатам изучения рыхлых отложений (подглава 3.1) составлена корреляционная схема, выявлен сложный и разнообразный генезис их (раньше принимался аллювиальный и, очень редко, озерный генезис). Установлены некоторые закономерности формирования долин. Оно происходило в условиях врезания, которое локализовалось в узких зонах древних врезов. Амплитуды боковых миграций русел были невелики (менее 300—400 м, обычно — до 100—200 м). По доле влекомых (руслообразугащих) частиц устанавливается низкая (русло-образующих частиц — 19—35%), средняя (40—55%) и высокая (62—80%) степень водной переработки отложений. Низкая свойственна отложениям существенно элювиальным, пролювиальным, склоновым, средняя и высокая — аллювиальным и пролювиальпо-аллювиальным отложениям. Получены значения максимальных скоростей течения древних водотоков в паводок (до 2,0—3,2 м/сек) при формировании горизонтов флювнальных отложений. Транспортирующая способность рек, дренирующих низкогорный массив и прилегающую денудационную равнину, была переменной и гораздо выше современной, у рек денудационной равнины (в 5—16км
от низкогорья) — стабильно высокой, у рек аккумулятивно-денудационной равнины (в 20—35 км от границ низкогорья) — крайне низкой, мало отличавшейся от весьма незначительной современной, которая установилась у изучаемых долин в конце второй половины позднего плейстоцена—начале голоцена (Q34—Q41) и характеризуется в частности, очень низкими паводковыми скоростями течения (0,2—0,5 м/сек, редко — до 0,9 м/сек). Отсутствие в изученных разрезах пачек современного пойменного аллювия указывает на минимальный современный твердый сток.
В подглаве 3.2 рассмотрены важнейшие общие особенности рельефа территории (малые величины средних уклонов поверхности (не более 2—5, чаще — до 2) и наличие крутосклонных сопочных форм) и основные особенности морфологии долин. Флговнал'ьный комплекс включает в себя русло, пойму, надпойменные террасы (единичные фрагменты их, относительной высотой 5—11 м, установлены весьма условно), а также формы флювпалыю-денудационпого генезиса — тер-расоувалы (пологие склоны, содержащие в рыхлом чехле окатанный материал) и коренные увалы (аналогичны терра-соувалам по геоморфологической позиции (опираются на пойму или на русло) и морфологии, отличаются отсутствием в рыхлом чехле окатанного материала, вероятно, вынесенного склоновыми процессами). Наибольшее площадное распространение в долинах имеют пологие коренные склоны, сходные с увалами по действующим на них склоновым процессам (со-лифлюкцші и (подчиненно) дєфлкжцші) и отличающиеся от них ио растительному сообществу (березово-лиственничный лес и кочкаринковыс или моховые мари соответственно), и, много реже, отграниченные нечеткими, часто прерывающимися вогнутыми перегибами и, в лучшем случае, нечеткими уступами высотой до 1 — 1,5 м.
Установлены некоторые особенности формирования современных долин. Площади водосборов, минимально необходимые для возникновения русловых водотоков, составляют около 5—6 км2 на равнине и 3 км2 — в низкогорье. Местами наблюдается и распластывание русловых водотоков. Естественная зарегулированпость стока (вследствие задержания влаги на моховых марях, в торфяных массивах и в озерах) обеспечивает высокую степень его равномерности, которая обусловливает весьма низкую транспортирующую способность современных водотоков, а значит — их низкую эрозионную активность. Поэтому водотоки не способны выработать свои
продольные профили настолько, чтобы величины их уклонов значительно отличались от средних уклонов водосборов (как это имеет место в горах). Естественно, что уклоны продольных профилей изучаемых рек немалые — первые метры на километр (такие же, как у обычных горных рек). Выявлена взаимосвязь порядков водотоков и типов плановой конфигурации речной сети, согласно которой водотокам I—II порядка чаще присущ древовидный рисунок, III—IV порядка — радиальный, V—VII порядка — параллельный (реже — ортогональный).
Изучение строения речных долин показало, что все его отличительные черты связаны с закономерными изменениями транспортирующей способности водотоков, и формированием долин в условиях врезания. Водность потоков, по данным истории развития климата в послсраипеплеистоцепозое время и по геоморфологическим свидетельствам, менялась мало.
