3.2. Продольное профилирование террас

Чтобы полнее обосновать указанные выше выводы и отнести их к изученным долинам и долинным системам в целом произ­водят сравнительный анализ поперечных профилей, изучают тер­расы между профилями путем проложения продольных долин­ных маршрутов. Террасы, развитые в разных частях долины, сопоставляют между собой и увязывают в определенные уров­ни, закономерно прослеживающиеся вдоль рек. При этом необ­ходимо сначала выделить цикловые террасы.

Цикловые, внутрицикловые и локальные террасы устанав­ливают не по одному, а по возможно более полному комплексу указанных признаков. Особенно важно выделить и проследить цикловые террасы, используя при этом следующие способы.

1. Непосредственное прослеживание и картографирование террас вдоль долин, наблюдение сочленений (слияний) террас притоков с террасами главных рек, с озерными и морскими тер­расами, с водораздельными и долинными зандрами. Этот способ применим при детальных исследованиях и если террасы хорошо сохранились от размыва.

2. Сопоставление морфометрических показателей обрывков террас, в первую очередь относительной высоты и затем ширины. В орогенических зонах, где геоморфологические уровни часто бывают сильно деформированы, этот способ применяют для со­поставления лишь близко расположенных обрывков террас.

Для сопоставлений используют высоты первичных террасо­вых поверхностей, а если последние не сохранились или не установлены, то средние относительные высоты и интервалы вы­сот (бровки и тылового шва). Результаты получаются тем на­дежнее, чем больше разрывы между интервалами высот выше и нижерасположенных террас. Если аллювий сильно размыт (ино­гда почти без остатка), то сопоставляют относительные высоты цоколей террас или так называемых коренных террас.

3. Сопоставление геологического строения террас: возраста, состава и мощности древнего аллювия, а также неаллювиальных горизонтов. Наиболее надежные результаты получаются, когда в разных местах долины удается определить возраст древнего аллювия и по этим данным соединить разрозненные обрывки тер­рас в единые террасовые поверхности.

О принадлежности террас к единому уровню могут свидетель­ствовать и такие факты, как однотипность фациального состава аллювия, черты сходства его гранулометрического и веществен­ного состава, окатанности материала, наличие горизонтов, свой­ственных только данному террасовому уровню.

Однородность аллювия определяется главным образом однородностью климатических, гидродинамических условий, тогда как различия воз­никают преимущественно вследствие пестроты геологического строения коренного ложа долин и структурно-тектонической об­становки.

4. Сопоставление террасовых рядов и террасовых комплексов. Этот способ основан на том, что речные террасы в долинах располагаются в определенной последовательности сверху вниз, образуя вертикальные террасовые ряды. В каждом таком ряду наблюдается определенное количество террас, отличающихся своими морфологическими и геологическими признаками. К числу существенных признаков, по которым удобно строить и срав­нивать между собой вертикальные террасовые ряды, принадле­жат относительная высота и ширина террас, высотацоколя, мощность аллювия, а при детальных исследованиях также дан­ные о его фациальном, гранулометрическом и вещественном составе.

Сравнение вертикальных террасовых рядов легко осущест­вить путем наложения (совмещения) серии поперечных профи­лей или других графиков, характеризующих вертикальный тер­расовый ряд. С. В. Лютцау (1964) предложил составлять графики средних превышений террас одной над другой, колебаний высот поверхности террас, относительных высот цоколей, мощ­ности аллювия, вещественного состава аллювия, например процентного содержания галек из устойчивых к выветриванию пород. Можно также составлять ком­плексные или полные графики с характеристикой террасовых рядов сразу по нескольким показателям, например превышениям и колебаниям высот поверхности террас или по превышениям террас и мощности их аллювия (рис. 8).

Рис. 8. Полные графики террасовых рядов р. Кубани

(составлены С. В. Лютцау (1964) по данным И. Н. Сафронова):

1– у г. Кропоткина; 2 – у г. Армавира: а – комплексы террас; б – порядковые номера террас; в – наименование террас по И. Н. Сафронову; г – возраст террас; В – превышение бровки террасы над тыловым швом нижележащей террасы; К – превыше­ние тылового шва террасы над ее бровкой (колебание высоты тер­расы). Цифры над графиками — относительная высота террас (м)

Изучение вертикальных террасовых рядов приводит к необ­ходимости выделения террасовых комплексов и даже указывает для этого наиболее подходящие признаки. Самый простой (цик­ловой) комплекс состоит из одной цикловой террасы и серии тяготеющих к ней террас врезания или аккумуляции. Несколько смежных цикловых и внутрицикловых террас объединяют в бо­лее сложные группы, или комплексы, по некоторым общим для них признакам, и в первую очередь по возрасту. Одновременно учитывают тип террас, их морфологические и морфометрические признаки, геологическое строение.

Отдельные террасы и террасовые комплексы удобно сопо­ставлять (увязывать) между собой графически с помощью про­дольного профиля, который в законченном виде представляет собой важный этап на пути обобщения результатов геоморфо­логического анализа долины. Сначала строят продольный про­филь меженного уровня реки. Затем проводят линии заложен­ных поперечных профилей, на которых в соответствии с относи­тельными высотами и геологическим строением террас отмечают их площадки, ложе (плотик), механический состав аллювия с вы­делением отдельных его горизонтов (базальный галечник, русло­вой песок, пойменный наилок), по возможности также другие характеристики аллювия, например, петрографический состав га­лечников, хотя бы в обобщенных показателях (из устойчивых или неустойчивых пород), основные минеральные компоненты шлихов и т. п. Вертикальный масштаб и его соотношение с горизонтальным масштабом должны быть таковы, чтобы не получилось сильных искажений профиля и в то же время чтобы можно было изобразить мощность аллювия различных террас. Наряду с дневными отмечают также погребенные террасы: их площадки, ложе и аллювий, горизонты погребенных почв и тор­фяников. Между поперечниками на продольный профиль нано­сят все обрывки террас. Около каждого останца террасы индек­сом обозначают возраст аллювия. Условными линейными зна­ками проводят самый высокий уровень воды во время разлива и уровень самых глубоких участков русла (плесов). Ниже ложа современного аллювия целесообразно изобразить геологическое строение коренных отложений (их литологический состав, струк­туры), а над уровнями самых высоких террас провести контуры подступающих к долине водораздельных форм рельефа. Про­филь можно считать законченным лишь после того, как разроз­ненные обрывки террас с различными высотами будут на нем соединены пунктирными линиями, представляющими продольные профили террас (рис. 9).

Рис. 9. Фрагмент продольного профиля речных террас

1– песок; 2 – галечник; 3 – плотик; 4 – отмеченные площадки террас; 5 – продольные профили террас; 6 – продольный профиль уровня реки в межень; 7 – номер скважины; 8 – номер шурфа; 9 – номер обнажения.

Если позволяет масштаб продольного профиля долины и по­лученные материалы, то наряду с профилями террасовых по­верхностей проводят профили ложа аллювия, показывают гео­логическое строение террас на всем протяжении, чтобы выя­вились изменения мощности аллювия, его состава и переходы в осадки другого (неаллювиального) происхождения (например, флювиогляциального, морского), наносят кроющие (лессовые, моренные и др.) горизонты. Когда продольные раз­резы террас частично или полностью совмещаются, то геологи­ческое строение одной из них показывают в разрывах другой. Целесообразно также составлять продольный профиль (разрез) каждой террасы отдельно в виде серии смежных рисунков.

При отсутствии сведений об истинной высоте террас, когда эта высота колеблется в некоторых пределах, каждый террасо­вый уровень на продольном профиле выделяют не линией, а поло­сой, ширина которой соответствует амплитуде колебаний высот от бровки до тылового шва.

На основании изучения продольных профилей террас и русла можно судить о причинах, вызвавших образование террас и их деформаций. Такие причины могут быть связаны с тектониче­скими движениями, изменениями климата, колебаниями базиса эрозии и с другими явлениями, включая гидродинамические осо­бенности самой реки.

При анализе продольного профиля русла и речных террас не­обходимо прежде всего учитывать степень выравненности пото­ком транспортирующей способности вдоль долины. Продольные профили могут быть выработанные и невыработанные (Макка­веев, 1955). Выработанный продольный профиль характеризует­ся установившимися определенными соотношениями между уклоном и транспортирующей способностью потока, обеспечи­вающими транзит наносов на всем его протяжении. Невыработанный продольный профиль отличается тем, что транспорти­рующая способность реки не выровнена, т. е. в отдельных отрез­ках реки или по всей реке наблюдается более высокая интен­сивность аккумуляции или эрозии.

Даже в стадии относительного выравнивания транспортирую­щей способности продольный профиль реки бывает осложнен рядом волн или ступеней нетектонического происхождения. Уве­личение содержания наносов в потоке, увеличение крупности аллювия сопровождается увеличением уклона, и наоборот. Содержание и крупность наносов, в свою очередь, зависят от фи­зико-географических и геологических условий (от глубины до­лины, прочности вскрываемых рекой коренных пород и пр.).

Таким образом, в продольном профиле русловых потоков, даже в тех случаях, когда на них не оказывают влияния диф­ференцированные тектонические движения, всегда наблюдается закономерное чередование отрезков с уклонами различной ве­личины, образующих серии ступеней или пологих .волнообразных изгибов (не считая порогов и водопадов). Эти ступени относи­тельно устойчивы и могут прослеживаться одновременно в про­дольных профилях террас и современного русла.

Геотектоническая обусловленность многих деформаций русла и террас выявляется при анализе продольного профиля долины или даже небольшого ее отрезка. Террасы образуют антикли­нальные или синклинальные изгибы с хорошо прослеживающи­мися крыльями; они то погружаются друг под друга и под со­временное дно долины, то «выныривают» из-под него и вновь увеличивают свою высоту. В областях погружения террасы широкие, сложены констративным аллювием значительной мощ­ности. В областях поднятия террасы узкие, эрозионные с высо­ким коренным цоколем, русло образует врезанные меандры.

Более сложно интерпретируются деформации, которые вызы­ваются общими поднятиями или опусканиями земной коры, сво­довыми или складчатыми изгибами большого радиуса, охваты­вающими уже не часть речной долины и даже не одну долину, а несколько речных систем, разделенных поднятиями. В этом случае о тектонических движениях судят по профилю террас на протяжении всей долины или даже нескольких долин, располо­женных на различных элементах изучаемой структуры. Плавное увеличение относительной высоты террас к верховь­ям, т. е. веерообразное их удаление друг от друга вверх по до­лине, обычно интерпретируют как результат более интенсивных поднятий в верхнем течении реки. Подобное расхождение террас в долинах, падающих со склонов хребта в противоположные стороны, объясняют сводовым поднятием хребта. Сближение террас вниз по долине и последующее их погружение одна под другую с образованием погребенных террас в предгорьях служат признаками идущего одновременно со сводовым поднятием» хребта погружения его предгорий, совершающегося обычно в области передового и межгорного прогибов (рис. 10).

Рис. 10. Продольный профиль террас Кубани (Сафронов, 1956)

1 – уровень покровных галечников; 2– уровни террас

По относительной высоте, взаимному расположению расхо­дящихся или сходящихся террас на продольном профиле, после­довательности их погружения под более молодые уровни судят о направлении, размахе, интенсивности движений земной коры, миграциях формирующихся тектонических структур. Например, последовательное смещение в сторону от оси хребта пунктов погружения более молодых террас указывает на расширение площади поднятия и отодвигание или сокращение площади пере­дового или межгорного прогибов. Аналогичная картина может сложиться и без вмешательства тектонических сил в результате закономерно идущего развития продольного профиля реки с от­носительно выровненной транспортирующей способностью (Мак­кавеев, 1955).

ПРОЕКТНОЕ ЗАДАНИЕ 1. Составление опорных разрезов террас реки Белой.

Основная цель задания – научить студентов составлять разрезы террас по данным полевых наблюдений: описаниям геологического строения уступов террас, скважин и шурфов.

Исходные материалы – данные полевых наблюдений: описания геологического строения уступов террас, условные обозначения.

Низкая пойма сложена:

1. Почвенно-растительный покров – 20 см;

2. Валунно-галечный материал. Галька средняя (3-5 см) и крупная (7-10 см), валуна имеют различные размеры до 30-40 см в поперечнике. Материал хорошо окатан и имеет уплощенную форму. Валунно-галечный материал сложен кристаллическими породами, красноцветными конгломератами, песчаниками и др. Содержание валунно-галечного материала в слое достигает 90%. Заполнителем служит песок темно-серого цвета. Мощность – 80 см;

3. Глинистые тонкоплитчатые с конкрециями сидеритов аргиллиты – видимая мощность 30-40 см.

Первая надпойменная терраса:

1. Почвенно-растительный покров – 20 см;

2. Крупная галька (5-8 см) с примесью песчано-глинистого материала. Галька имеет сфероидную и уплощенную форму. Представлена гранитами, аплитами, кристаллическими сланцами, конгломератами, песчаниками и др. Содержание галечного материала в слое 80%. Заполнитель песчано-глинистый материал серо-желтого цвета – 90 см;

3. Валуны, крупная галька с примесью песчано-глинистого материала. Галька крупная (10 см), валуны имеют различные размеры преимущественно до 30-40 см в поперечнике. Материал хорошо окатан и имеет уплощенно-сфероидную форму. Валунно-галечный материал сложен кристаллическими породами, красноцветными конгломератами, песчаниками и др. Содержание валунно-галечного материала в слое достигает 75%. Заполнителем служит песок, суглинки и супеси желтовато-серого цвета – 90 см.

4. Глинистые аргиллиты – видимая мощность 2 м.

Вторая надпойменная терраса:

1. Почвенно-растительный покров – 30 см;

2. Крупная галька с примесью песчано-глинистого материала. Размеры галек изменяются от 8 до 10 см. Форма галек чаще всего продолговато-сфероидная и сплющено-сфероидная. По петрографическому составу они представлены гранитами, гранитоидами, кристаллическими сланцами и др. Песчано-глинистый наполнитель имеет серый цвет, в слое его доля составляет около 20-% – 90 см;

3. Слой суглинков. Суглинок коричневый , опесчаненный – 30 см;

4. Валуны и крупная галька. Галечник с крупными валунами. Материал хорошо окатан и имеет уплощенно-сфероидную форму. Валунно-галечный материал сложен кристаллическими породами, красноцветными конгломератами, песчаниками и др. Содержание валунно-галечного материала в слое достигает 90%. Заполнитель разнозернистый песок с гравием– 110 см.

5. Глинистые тонкоплитчатые с конкрециями сидеритов аргиллиты – видимая мощность – видимая мощность 10-11 м.

Третья надпойменная терраса:

1. Почвенно-растительный покров – 40 см;

2. Суглинистый горизонт серо-бурого цвета, мощность – 50 см;

3. Мелкая и средняя галька с вмещающим глинистым наполнителем, мощность слоя – 30 см;

4. Суглинистый горизонт серо-палевого цвета с примесью дресвы, мощность горизонта – 50 см;

5. Мелкая и средняя галька (с преобладанием мелкой) с вмещающим глинистым цементом, мощность слоя – 45 см;

6. Суглинистый горизонт серо-бурого цвета, мощность слоя 45 см;

7. Суглинистый горизонт серо-палевого цвета, с включениями мелкой гальки, мощность слоя 25 см;

8. Суглинистый слой серо-палевого цвета с примесью дресвяных частиц мощностью 70 см;

9. Валунно-галечниковые отложения с преобладанием крупной гальки. Размеры галек изменяются от 8 до 10 см. Форма галек чаще всего продолговато-сфероидная и сплющено-сфероидная. По петрографическому составу они представлены гранитами, гранитоидами, кристаллическими сланцами и др. мощность – 100 см;

10. Суглинистый горизонт бурого цвета – 30 см;

11. Валунно-галечниковые отложения с примесью песчанно-глинистого материала – 200 см.

12. Валунно-галечниковые отложения с преобладанием валунов – 420 см;

13. Глинистые сланцы – видимая мощность 18-19 м.

Четвертая надпойменная терраса:

1. Почвенно-растительный покров – 10 см;

2. Суглинистый горизонт бурого цвета – 30 см;

3. Валуны с примесью песчано-гравийного и глинистого материала. Размеры валунов небольшие до 20 см в поперечнике. В петрографическом отношении они представлены магматическими и метаморфическими породами, очень сильно выветрелыми. Наполнитель представляет собой материал разрушения валунов и галек. – 30 см;

4. Суглинистый слой палево-бурого цвета с примесью крупной гальки – 80 см;

5. Валунно-галечный материал с примесью песчано-глинистого – 450 см.

6. Глинистые сланцы – видимая мощность 17 м.

Порядок выполнения работы

1. Для построения геологических разрезов уступов террас необходимо выбрать единый для всех колонок вертикальный масштаб, например в 1 см 0,5 м – 1:50.

2. Ширина колонок должна составлять 3 см.

3. Построить геологические разрезы уступов высокой поймы, первой, второй, третьей и четвертой надпойменных террас по их описаниям.

4. Выделить фации руслового, пойменного и старичного аллювия.

5. Дать письменную характеристику пойме и террасам

6. Восстановить условия формирования поймы и надпойменных террас.

ПРОЕКТНОЕ ЗАДАНИЕ 2. Составление поперечного профиля террасированной долины реки Белой.

Основная цель задания – научить студентов составлять поперечные профили речных долин по данным топографических, геологических, геоморфологических карт и полевых исследований: маршрутных наблюдений, описаниям геологического строения террас, скважин и шурфов.

Исходные материалы – данные полевых наблюдений: описания геологического строения уступов террас, шурфов, маршрутные геоморфологические наблюдения, геологические карты, топографические карты, условные обозначения.

Маршрутные геоморфологические наблюдения

Начало маршрута левый коренной берег реки, сложенный нижнеюрскими аргиллитами. Азимут профиля 120°.

№№ т.т.	Абсолютная высота, м	Расстояние между точками наблюдений, м	Геоморфологическое описание
11	494,0		Тыловой шов второй надпойменной террасы. У основания склона материал древних обвалов – глыбы песчаников
22	490,0	60,0	Поверхность второй надпойменной террасы. Шурф №1
33	484,0	55,0	Бровка уступа второй надпойменной террасы.
44	472,0	4,0	Основание уступа второй надпойменной террасы. Высота уступа 12,0 м. Обнажение № 1
55	470,0	12,0	Бровка поймы. Высота пойменного уступа 0,8 м. Обнажение №2. У основания пойменного уступа пляж, сложенный темно-серыми песками, шириной 1,5 м.
66.	469,2	24,0 м	Урез реки Белой. Ширина русла 24 м. Русло сложено крупными валунами, гальками, хорошо окатанными. Наблюдаются глыбы гранитов. Глубина русла составляет 3,5 м.
77.	469,2		Правый берег реки. Начало низкой поймы, сложенной темно-серыми песками, хорошо окатанными валунами, галькой, гравием. Пойма представляет собой систему прирусловых валов, четко выделяются два, с превышением над днищем валов 0,4-0,5 м. Поверхность поймы полого поднимается в сторону берегового уступа первой надпойменной террасы.
88.	470,7	8,0	Уступ первой надпойменной террасы, высотой 6,3 м. Обнажение № 3.
99.	477,0	2,0	Бровка первой надпойменной террасы.
1	478,0	9,0	Тыловой шов первой надпойменной террасы. Уступ третьей надпойменной террасы. Почти отвесный уступ высотой до 30 м. Основание уступа завалено аллювием и дресвой глинистых аргиллитов. Обнажение № 4
112.	508,9	–	Бровка третьей надпойменной террасы.
113.	514,3	76,0	Тыловой шов третьей надпойменной террасы. Основание уступа четвертой надпойменной террасы, высотой 7 м. Обнажение № 5.
1	521,0	6,5	Бровка четвертой надпойменной террасы.
115.	526,0	42,0	Поверхность 4 надпойменной террасы. Поверхность террасы полого поднимается в сторону коренного склона еще на протяжении около 100-120 м.

Описание обнажений уступов и шурфа

Шурф № 1

1. Почвенно-растительный покров – 20 см;

2. Суглинок бурый –350 см.

3. Крупная галька с примесью песчано-глинистого материала. Содержание галечного материала в слое 80%. Заполнитель песчано-глинистый материал серо-желтого цвета – 90 см;

4. Валуны, крупная галька с примесью песчано-глинистого материала. Содержание валунно-галечного материала в слое достигает 75%. Заполнителем служит песок, суглинки и супеси желтовато-серого цвета – 90 см.

5. Глинистые аргиллиты – видимая мощность 1 м.

Обнажение № 1

1. Почвенно-растительный покров – 30 см;

2. Крупная галька с примесью песчано-глинистого материала. Песчано-глинистый наполнитель имеет серый цвет, в слое его доля составляет около 20-% – 100 см;

3. Слой суглинков. Суглинок коричневый , опесчаненный – 30 см;

4. Галечник с крупными валунами. Материал хорошо окатан. Заполнитель разнозернистый песок с гравием – 110 см.

5. Глинистые тонкоплитчатые аргиллиты с конкрециями сидеритов – 830 см.

Обнажение №2

1. Почвенно-растительный покров – 10 см;

2. Валунно-галечный материал с песчаным заполнителем серого и темно-серого цвета. Мощность – 70 см.

Обнажение № 3

1. Почвенно-растительный покров – 20 см

2. Суглинок с поверхности светло-бурый – 200 см.

3. Крупная галька с примесью песчано-глинистого материала – 100 см;

4. Валуны, крупная галька с примесью песчано-глинистого материала. Содержание валунно-галечного материала в слое достигает 75%. Заполнителем служит песок, суглинки и супеси желтовато-серого цвета – 90 см.

5. Глинистые аргиллиты – видимая мощность 200 см.

Обнажение № 4

1. Почвенно-растительный покров – 40 см;

2. Переслаивание суглинков и галечников средней и мелкой гальки. 3.

3. Мощность слоев суглинков в среднем - 40-50 см, галечников 20-30 см. Мощность горизонта 300 см.

4. Валунно-галечниковые отложения с преобладанием крупной гальки. мощность – 100 см;

5. Суглинистый горизонт бурого цвета – 30 см;

6. Валунно-галечниковые отложения – 600 см.

7. Глинистые сланцы – видимая мощность 18-19 м.

Обнажение № 5

Почвенно-растительный покров – 30 см;

1. Суглинистый горизонт бурого цвета – 300 см;

2. Валуны с примесью песчано-гравийного и глинистого материала. Наполнитель представляет собой материал разрушения валунов и галек. – 60 см;

3. Суглинистый слой палево-бурого цвета с примесью крупной гальки – 80 см;

4. Валунно-галечный материал с примесью песчано-глинистого – 450 см.

5. Глинистые сланцы.